計算機網絡是連接兩臺或多臺計算機設備以傳輸和共享信息的系統。計算機設備包括從移動電話到服務器的所有設備。這些設備通過光纜等物理電線連接，但也可以是無線的。

第一個功能性網絡名為 ARPANET，創建于 20 世紀 60 年代末，由美國國防部資助。在計算機體積龐大、難以攜帶的年代，政府研究人員通過該網絡交換信息。如今，我們已經從這種基本的聯網方式取得了長足的進步。當今世界圍繞著互聯網展開，這是一個連接全球數十億臺設備的網絡。各種規模的組織都使用網絡連接員工的設備和共享資源(如打印機)。

城市交通監控系統就是大規模計算機網絡的一個例子。這些系統向官員和緊急服務部門通報交通流量和事故情況。更簡單的例子是使用協作軟件(如 Google Drive)與遠程工作的同事共享文檔。每當我們通過視頻通話、視頻流、共享文件、即時通訊聊天或簡單地訪問互聯網上的內容時，計算機網絡都在工作。

計算機網絡是計算機科學的一個分支，涉及計算機網絡的設計、架構、創建、維護和安全。它是計算機科學、計算機工程和電信的結合。

一、計算機網絡的基本組成部分

一般來說，計算機網絡由兩個主要部分組成：節點或網絡設備和連接。連接用于連接兩個或多個節點。通過這些連接傳輸信息的方式由通信協議決定。通信端點，即建立連接的設備，通常稱為端口。

1.網絡設備

網絡設備或節點是必須連接起來才能形成網絡的計算設備。網絡設備包括

計算機、手機和其他用戶設備：這些是用戶可以直接和頻繁訪問的終端設備。例如，電子郵件是從筆記本電腦或手機上的電子郵件應用程序發送的。

服務器：這些是應用程序或數據倉庫服務器，在這些服務器上進行基本計算和數據存儲。所有執行特定任務或檢索數據的請求都會轉到服務器。

路由器：路由是為數據包選擇網絡路徑的過程。路由器是在網絡之間轉發數據包，使其最終到達目的地的設備。它們能提高大型網絡的效率。

交換機：中繼器就像電力網絡中的變壓器：它們是接收網絡信號并將其凈化或放大的電子設備。集線器是具有多個端口的中繼器。它們向所有可用端口傳輸數據。網橋是更智能的集線器，只向目的端口傳輸數據。交換機是具有多個端口的網橋。交換機可包含多條數據線，以便與多個網絡設備通信。

網關：網關是充當兩個不同網絡之間 "網關 "的硬件設備。它們可以是防火墻、路由器或服務器。

2.鏈接

通信線路是數據傳輸介質，有兩種類型：

有線： 網絡中使用的有線技術包括同軸電纜、電話線、雙絞線和光纖。光纖傳輸代表數據的光脈沖。

無線通信： 也可使用無線電或其他電磁信號建立網絡連接。這種傳輸方式稱為 "無線"。無線連接的常見例子包括通信衛星、蜂窩網絡、無線電和擴頻技術。無線局域網利用頻譜技術在小范圍內建立連接。

3.通訊協議

通信協議是所有參與信息傳輸的節點都要遵守的一套規則。一些流行的協議包括互聯網協議套件(TCP/IP)、IEEE 802、以太網、無線局域網和蜂窩標準。TCP/IP 是現代網絡通信標準化的概念模型。它規定了這些通信鏈路的四個功能層：

網絡接入層： 該層定義數據的物理傳輸方式。它包括硬件如何通過物理電線或光纖電纜發送數據位。

互聯網層：這一層負責將數據打包成可理解的數據包，并使其能夠發送和接收。

傳輸層：這一層允許設備通過確保正確和穩定的連接來保持通話。

應用層： 這一層定義了高級應用程序如何訪問網絡以啟動數據傳輸。

目前互聯網的大部分結構都是基于 TCP/IP 模型，但仍受到類似的七層開放系統互連 (OSI) 模型的很大影響。

IEEE802 是 IEEE 標準的一個系列，主要針對局域網(LAN)和城域網(MAN)。無線局域網是 IEEE 802 系列中最著名的成員，通常被稱為 WLAN 或 Wi-Fis。

4.網絡防御

雖然節點、鏈路和協議是網絡的基礎，但現代網絡不能沒有安全性。當網絡生成、傳輸和處理前所未有的海量數據時，安全就顯得至關重要。網絡安全工具包括防火墻、入侵檢測系統 (IDS)、入侵防御系統 (IPS)、網絡訪問控制 (NAC)、內容過濾器、代理服務器、DDoS 保護裝置和負載平衡器。

二、計算機網絡的類型

計算機網絡可根據傳輸介質、網絡規模、拓撲結構和組織意圖等標準進行分類。

根據地理范圍的不同，不同類型的網絡分為：

1.納米級網絡：這些網絡允許小型傳感器和執行器之間進行通信。

2.個人區域網絡(PAN)：PAN 是指個人用于連接各種設備(如帶有掃描儀的筆記本電腦等)的網絡。

3.局域網(LAN)：局域網連接有限地理區域內的設備，如學校、醫院或辦公樓。

4.存儲區域網絡 (SAN)：SAN 是一種允許數據塊存儲的專用網絡。它用于磁盤陣列和磁帶庫等存儲設備。

5.園區網(CAN)：園區網是相互連接的局域網的集合。大學和公共行政部門等大型機構都使用這種網絡。

6.城域網(MAN)：城域網是覆蓋整個城市的大型計算機網絡。

7.廣域網(WAN)：廣域網覆蓋更大的區域，如大城市、州甚至國家。

8.企業專用網絡 (EPN)：企業專用網絡是大型組織用來連接其眾多分支機構的單一網絡。

9.虛擬專用網絡(VPN)：VPN 是覆蓋在公共網絡之上的專用網絡。

10.云網絡：從技術角度講，云網絡是一種廣域網，其基礎設施由云服務提供。

根據組織的意圖，網絡可分為以下幾類：

1.內聯網：內聯網是由單一實體維護和管理的網絡集合。它通常是最安全的網絡類型，只有經授權的用戶才能訪問。內聯網通常位于本地網絡的路由器后面。

2.互聯網：互聯網(或互聯網絡)是由路由器和多層網絡軟件連接起來的多個網絡的集合。它是一個連接政府、研究人員、企業、公眾和個人計算機網絡的全球性系統。

3.外聯網：外聯網與內聯網類似，但與特定的外部網絡連接。它通常用于與合作伙伴、客戶或外部員工共享資源。

4.暗網：暗網是在互聯網上運行的疊加網絡，只能通過專用軟件訪問。它使用獨特的定制通信協議。

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