一、计算机网络基础

计算机网络是一种用于连接多台计算机和设备的系统，以实现信息交换和资源共享。

计算机网络的作用很多，主要包括：

数据通信：计算机网络可以将不同地点的计算机和设备连接在一起，使它们可以相互通信，进行数据传输和信息交换。
资源共享：通过计算机网络，不同地点的计算机和设备可以共享资源，如打印机、存储设备、软件等，提高资源利用效率。
远程控制：计算机网络可以远程控制另一台计算机或设备，使得远程操作变得方便快捷。
信息服务：计算机网络可以提供各种信息服务，如电子邮件、网上商店、在线视频等，为用户提供更多的信息和服务。

二、网络结构

计算机网络通常由三个主要组成部分组成：客户端、服务器和通信线路。

客户端是指连接到网络中的设备，例如个人电脑、智能手机、平板电脑等等。客户端通过网络与服务器进行交互和通信，向服务器请求服务和资源。

服务器是指提供服务和资源的计算机，可以处理客户端的请求，并将所需的信息和资源发送回客户端。

通信线路则是将客户端和服务器连接起来的物理通道，负责数据传输和信息交换。通信线路可以是有线的，例如以太网、光纤通信等；也可以是无线的，例如Wi-Fi、蓝牙、移动通信等。

三、信息交换方式

优化信息交换方式通常有两种，电路交换和分组交换。

电路交换: 是一种建立在物理线路上的传输方式，通过建立一条独占的物理线路来传输数据。在电路交换中，当两个终端需要进行通信时，它们之间的物理连接就会被建立，并占用相应的带宽资源。在数据传输过程中，这条物理连接一直保持打开状态，直到通信结束才会释放资源。

分组交换: 则是将数据切分成小的数据包进行传输的方式。在分组交换中，数据包在网络中自由传输，不占用独占的物理连接。数据包可以在网络中沿着任何可行的路径传输，到达目的地后再重新组合成完整的数据。分组交换相比于电路交换具有更好的灵活性和可靠性，因为网络中的物理资源可以共享，并且可以使用多条路径来传输数据，这样可以避免网络瓶颈和单点故障等问题。

在实际应用中，通常根据网络的特点和需求来选择不同的交换方式。例如，在需要进行实时语音和视频通话的应用中，电路交换可以保证通信的质量和稳定性；在需要进行大量数据传输和分布式计算的应用中，分组交换可以更好地满足需求，提高网络的吞吐量和可扩展性。

四、网络分层

网络分层是将网络按照不同的功能模块分成若干个层次，每个层次完成不同的任务，这样可以提高网络的可扩展性和可维护性，同时也便于不同网络设备之间的通信和协同工作。

常用的网络分层模型包括OSI参考模型和TCP/IP协议模型。

OSI参考模型是由国际标准化组织（ISO）制定的一个开放式系统互联通信参考模型，将计算机网络按照不同的功能划分为七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每个层次都有特定的功能和协议，并与相邻的层次进行交互和通信。OSI参考模型是一种理论上的分层模型，具有很好的结构性和通用性。

TCP/IP协议模型是互联网上使用最广泛的分层模型，由传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP）两个核心协议组成，将网络分成四个层次：网络接口层、网络层、传输层和应用层。TCP/IP协议模型是一种实际应用的分层模型，具有简单、实用、灵活的特点，并且广泛应用于各种网络设备和应用程序中。

五、协议

协议是计算机网络中进行通信和交换信息时所遵循的规则和标准。协议可以分为通信协议和网络协议两种类型。

通信协议是规定两台计算机或设备之间如何进行数据通信和信息交换的标准和规范。通信协议包括了数据的传输格式、传输速率、传输控制、错误检测和纠正等方面。通信协议的目的是确保数据在传输过程中能够稳定、可靠、安全地到达目的地。常见的通信协议包括HTTP、FTP、SMTP等。

网络协议是规定计算机网络中如何传输和处理数据包的标准和规范。网络协议涉及的内容比通信协议更广泛，包括了路由选择、数据包格式、网络拓扑、数据包传输方式等方面。网络协议的主要目的是确保数据能够在网络中传输、路由和交换，最终到达目的地。常见的网络协议包括TCP、UDP、IP等。

在计算机网络中，不同的协议之间相互配合，共同完成数据的传输和处理任务。网络协议和通信协议通常是相互依存的，即在进行数据传输时，必须同时遵循网络协议和通信协议。

例如:在日常生活中一个人讲英语，一个人说中文就无法完成数据的传输和处理

六、网络应用

网络应用是指利用计算机网络技术开发出来的各种应用软件，如Web浏览器、电子邮件、文件传输协议等。网络应用可以极大地方便人们的生活和工作，如通过HTTP协议实现网上购物、通过SMTP协议实现电子邮件发送等。

常见的网络应用协议包括：

HTTP协议：用于Web浏览器和Web服务器之间的通信，是Web应用的基础协议。

TCP协议：是一种面向连接的协议，提供可靠的数据传输服务，常用于文件传输、邮件传输等应用场景。

UDP协议：是一种面向无连接的协议，提供不可靠的数据传输服务，常用于音视频传输、在线游戏等应用场景。

CDN：是一种内容分发网络，通过将数据分发到全球各地的缓存节点，提高了网站访问速度和稳定性。

WebSocket：是一种实现双向通信的网络协议，可以在Web浏览器和Web服务器之间实现实时数据传输。

七、网络安全

网络安全是指保护计算机网络免受恶意攻击、病毒、木马等威胁的技术和措施。

网络安全的三大要素包括机密性、完整性和可用性。

PKI（Public Key Infrastructure）是一种用于网络安全的基础设施，通过使用数字证书来验证用户身份和信息的真实性。

证书链是指用于验证数字证书的一组互相信任的证书机构。

非对称加密和对称加密是两种常用的加密算法，用于保护网络通信的安全性。

密码散列函数则用于将数据转换为一段固定长度的加密字符串，保护数据的完整性和真实性。