计算机网络概述 | 青训营笔记

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计算机网络是指将多台计算机通过通信设备和信道互连起来,以实现数据交换和资源共享的一种技术。它是现代信息化社会中不可或缺的基础设施之一,广泛应用于企业、政府、教育、医疗、科研等领域。

计算机网络的主要组成部分包括计算机、通信设备、通信介质、协议和服务等。计算机是网络中的终端设备,通信设备是网络中用于连接计算机的设备,通信介质是传输数据的物理媒介,协议是计算机之间通信和数据传输的规则,服务是网络提供的各种功能和应用。

计算机网络按照规模和范围可以分为局域网、城域网、广域网和因特网等,其中因特网是全球最大的计算机网络,它连接了全球数以亿计的计算机和网络设备,为全球的信息交流和资源共享提供了便利。

计算机网络涉及的技术和领域非常广泛,包括网络拓扑结构、网络协议、网络安全、网络管理、网络性能优化等方面的知识。在现代信息化社会中,计算机网络已经成为各行各业不可或缺的一部分,对于个人和企业的发展都具有重要的意义。

网络结构

计算机网络的结构可以按照规模和范围分为不同的层次,主要包括以下四种网络结构:

  1. 局域网(LAN,Local Area Network):局域网是在一个相对较小的地理区域内,连接多台计算机和网络设备的计算机网络。通常采用高速传输媒介,如以太网、无线局域网等。
  2. 城域网(MAN,Metropolitan Area Network):城域网覆盖城市范围的计算机网络,通常用于连接多个局域网,提供高速的数据通信服务。常用的技术包括光纤、电缆等。
  3. 广域网(WAN,Wide Area Network):广域网连接在不同地理区域的局域网和城域网,通常通过公共或专用的通信线路来传输数据。广域网的技术包括电话线、光纤、卫星通信等。
  4. 互联网(Internet):互联网是由全球多个计算机网络互联而成的庞大计算机网络,为全球范围内的计算机和网络设备提供数据传输和通信服务。互联网采用分层结构的体系结构,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等多个层次。

除此之外,还有校园网、专用网等不同类型的网络结构,各种网络结构之间的连接方式和协议也不尽相同。网络结构的不同决定了不同网络的范围、带宽、速度、安全性等特点,也为不同的应用场景提供了多样化的选择。

网络基础

网络组成部分

  • 主机:客户端和服务端
  • 路由器
  • 网络协议

网络组成部分:由主机、路由器、交换机等组成 网络结构:网络的网络 信息交换方式:电路交换和分组交换 网络分层:分清职责,物理层、链路层、网络层、运输层和应用层 网络协议:标头和载荷

web中的网络

  • TCP/UDP
  • HTTP 1 / HTTP2 / HTTP3 (QUIC)
  • WebSocket
  • CDN
  • 安全(SSL/TLS/基础密码学)

Web是一个基于互联网的应用,因此Web中的网络是指基于HTTP协议的互联网。HTTP是Hypertext Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写,是Web通信的核心协议。Web中的网络包括客户端和服务器之间的通信,客户端可以是浏览器、移动设备等,服务器可以是Web服务器、应用服务器等。

Web中的网络通信过程通常包括以下步骤:

  1. 建立连接:客户端向服务器发起连接请求,服务器返回响应,建立起连接。
  2. 发送请求:客户端向服务器发送请求,请求可以是获取资源、提交表单等。
  3. 服务器处理请求:服务器接收到请求后,根据请求的内容进行处理,可能会查询数据库、处理逻辑等。
  4. 返回响应:服务器根据处理结果,将响应内容返回给客户端,响应内容可能是HTML、CSS、JavaScript等文件。
  5. 断开连接:客户端接收到响应后,断开连接。

在Web中,网络通信的速度、带宽、延迟等因素都会影响用户的体验,因此Web开发者需要考虑如何优化网络通信,如使用CDN(内容分发网络)、压缩文件大小、使用缓存等技术手段,提高Web应用的性能和用户体验。