计算机网络基础知识

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什么是计算机网络

• 计算机网络是通过电线，光纤或光学链路彼此连接的一组计算机，使得各种设备可以通过网络彼此交互。
• 计算机网络的目标是在各种设备之间共享资源。
• 在计算机网络技术的情况下，有几种类型的网络，从简单到复杂的级别。

计算机网络组件

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网卡（network interface controller，NIC）

NIC是一种帮助计算机与其他设备通信的设备。网络接口卡包含硬件地址，数据链路层协议使用此地址来识别网络上的系统，以便将数据传输到正确的目的地。

NIC有两种类型：无线NIC和有线NIC。

• 无线网卡：所有现代笔记本电脑都使用无线网卡。在无线NIC中，使用采用无线电波技术的天线进行连接。
• 有线NIC：电缆使用有线NIC通过介质传输数据。

集线器（Hub）

集线器是将网络连接分成多个设备的中央设备。当计算机从计算机请求信息时，它会将请求发送到集线器。Hub将此请求分发给所有互连的计算机。

开关（Switch）

Switch是一种网络设备，它通过网络对所有设备进行分组，以将数据传输到另一台设备。交换机优于Hub，因为它不通过网络广播消息，即它将消息发送到它所属的设备。因此，我们可以说交换机直接从源发送消息到目的地。

电缆和连接器

电缆是传输通信信号的传输介质。有三种类型的电缆：

• 双绞线：它是一种高速电缆，可传输超过1Gbps或更高的数据。
• 同轴电缆：同轴电缆类似于电视安装电缆。同轴电缆比双绞线电缆更昂贵，但它提供了高数据传输速度。
• 光纤电缆：光纤电缆是一种使用光束传输数据的高速电缆。与其他电缆相比，它提供了高数据传输速度。与其他电缆相比，它更昂贵，因此它安装在政府层面。

路由器（Routers）

路由器是将LAN连接到Internet的设备。路由器主要用于连接不同的网络或将互联网连接到多台计算机。

调制解调器（Modem）

调制解调器通过现有电话线将计算机连接到互联网。调制解调器未与计算机主板集成。调制解调器是主板上PC插槽的独立部分。

计算机网络架构

计算机网络体系结构被定义为数据传输的软件，硬件，协议和媒体的物理和逻辑设计。我们可以简单地说出计算机的组织方式以及如何将任务分配给计算机。

使用两种类型的网络架构：

计算机网络架构

• 点对点网络
• 客户/服务器网络

点对点网络

• 对等网络是一种网络，其中所有计算机都以相同的权限和职责链接在一起，以处理数据。
• 点对点网络适用于小型环境，通常最多10台计算机。
• Peer-To-Peer网络没有专用服务器。
• 为每台计算机分配特殊权限以共享资源，但如果具有该资源的计算机已关闭，则可能会导致问题。

计算机网络架构

• 由于它不包含任何专用服务器，因此成本较低。
• 如果一台计算机停止工作，但其他计算机将不会停止工作。
• 每台计算机自行管理都很容易设置和维护。

对等网络的缺点：

• 在Peer-To-Peer网络的情况下，它不包含集中式系统。因此，由于数据在不同位置不同，因此无法备份数据。
• 它有一个安全问题，因为设备是自己管理的。

客户/服务器网络

• 客户端/服务器网络是为称为客户端的最终用户设计的网络模型，用于从称为服务器的中央计算机访问诸如歌曲，视频等资源。
• 中央控制器称为服务器，而网络中的所有其他计算机称为客户端。
• 服务器执行所有主要操作，例如安全性和网络管理。
• 服务器负责管理所有资源，如文件，目录，打印机等。
• 所有客户端都通过服务器相互通信。例如，如果client1想要向客户端2发送一些数据，那么它首先将请求发送到服务器以获得许可。服务器将响应发送到客户端1以发起其与客户端2的通信。

计算机网络架构

• 客户端/服务器网络包含集中式系统。因此，我们可以轻松备份数据。
• 客户端/服务器网络具有专用服务器，可提高整个系统的整体性能。
• 客户端/服务器网络中的安全性更好，因为单个服务器管理共享资源。
• 它还提高了共享资源的速度。

客户/服务器网络的缺点：

• 客户端/服务器网络很昂贵，因为它需要具有大内存的服务器。
• 服务器具有网络操作系统（NOS）以向客户端提供资源，但NOS的成本非常高。
• 它需要专门的网络管理员来管理所有资源。

计算机网络类型

计算机网络是一组彼此链接的计算机，使计算机能够与另一台计算机通信并共享其资源，数据和应用程序。

计算机网络可以按其大小进行分类。一个计算机网络为主要的四种类型：

计算机网络类型

• LAN（局域网Local Area Network）
• PAN（个人局域网(Personal Area Network)）
• MAN（大都会区域网Metropolitan Area Network）
• WAN（广域网Wide Area Network）

LAN(局域网)

• 局域网是一组在建筑物，办公室等小区域内相互连接的计算机。
• LAN用于通过双绞线，同轴电缆等通信介质连接两台或多台个人计算机。
• 由于它采用廉价的硬件（如集线器，网络适配器和以太网电缆）构建，因此成本较低。
• 在局域网中以极快的速率传输数据。
• 局域网提供更高的安全性。

计算机网络类型

PAN（个人局域网）

• 个人区域网络是安排在个人内的网络，通常在10米的范围内。
• 个人区域网络用于连接个人使用的计算机设备，称为个人区域网络。
• Thomas Zimmerman是第一位提出个人区域网络概念的研究科学家。
• 个人区域网占地30英尺。
• 用于开发个人区域网络的个人计算机设备是笔记本电脑，移动电话，媒体播放器和播放站。

计算机网络类型

计算机网络类型

无线个域网：无线个域网是通过简单地使用WiFi，蓝牙等无线技术开发的。这是一个低端网络。

有线个人局域网：使用USB创建有线个人局域网。

个人区域网络的例子：

• 身体区域网络：身体区域网络是与人一起移动的网络。例如，移动网络随人移动。假设一个人建立网络连接，然后与另一个设备建立连接以共享信息。
• 离线网络：可以在家庭内部创建离线网络，因此它也称为家庭网络。家庭网络旨在集成打印机，计算机，电视等设备，但它们未连接到互联网。
• 小型家庭办公室：它用于使用VPN将各种设备连接到互联网和企业网络

MAN（大都会区域网）

• 城域网是通过互连不同的LAN以形成更大的网络来覆盖更大的地理区域的网络。
• 政府机构使用MAN连接公民和私营企业。
• 在MAN中，各种LAN通过电话交换线相互连接。
• MAN中使用最广泛的协议是RS-232，帧中继，ATM，ISDN，OC-3，ADSL等。
• 它的范围比局域网（LAN）高。

计算机网络类型

• MAN用于城市中的银行之间的通信。
• 它可以在航空公司预订中使用。
• 它可以在城市的大学里使用。
• 它也可以用于军队通信。

WAN（广域网）

• 广域网是一种扩展到诸如州或国家等广大地理区域的网络。
• 广域网是比LAN大得多的网络。
• 广域网不限于单个位置，而是通过电话线，光纤电缆或卫星链路跨越大的地理区域。
• 互联网是世界上最大的广域网之一。
• 广域网广泛应用于商业，政府和教育领域。

计算机网络类型

• 移动宽带： 4G网络广泛用于整个地区或国家。
• 最后一英里：一家电信公司通过将家庭与光纤连接起来，为数百个城市的客户提供互联网服务。
• 专用网络：银行提供连接44个办事处的专用网络。该网络使用电信公司提供的电话租用线路。

广域网的优势：

以下是广域网的优势：

• 地理区域：广域网提供广阔的地理区域。假设我们办公室的分支机构位于不同的城市，那么我们可以通过WAN连接它们。互联网提供租用线路，我们可以通过该线路与另一个分支机构连接。
• 集中数据：在WAN网络的情况下，数据是集中的。因此，我们不需要购买电子邮件，文件或备份服务器。
• 获取更新的文件：软件公司在实时服务器上工作。因此，程序员可以在几秒钟内获得更新的文件。
• 交换消息：在WAN网络中，消息快速传输。Facebook，Whatsapp，Skype等网络应用程序允许您与朋友进行交流。
• 共享软件和资源：在WAN网络中，我们可以共享软件和其他资源，如硬盘，RAM。
• 全球业务：我们可以通过互联网在全球开展业务。
• 高带宽：如果我们使用我们公司的租用线路，那么这将提供高带宽。高带宽提高了数据传输速率，从而提高了我们公司的生产力。

广域网的缺点：

以下是广域网的缺点：

• 安全问题：与LAN和MAN网络相比，WAN网络存在更多安全问题，因为所有技术组合在一起会产生安全问题。
• 需要防火墙和防病毒软件：数据在互联网上传输，黑客可以更改或攻击，因此需要使用防火墙。有些人可以在我们的系统中注入病毒，因此需要使用防病毒来防御这种病毒。
• 高安装成本： WAN网络的安装成本很高，因为它涉及购买路由器，交换机。
• 故障排除问题：它占地面积大，因此难以解决问题。

网络互联

• 互联网络定义为两个或多个计算机网络LAN或WAN或计算机网络段使用设备连接，并且它们由本地寻址方案配置。此过程称为网络互联。
• 公共，私人，商业，工业或政府计算机网络之间的互连也可以定义为网络互联。
• 网络互联使用互联网协议。
• 用于网络互连的参考模型是开放系统互连（OSI）。

网络类型

1. 外联网：外联网是基于互联网协议的通信网络，如传输控制协议和互联网协议。它用于信息共享。对外部网的访问仅限于具有登录凭据的用户。外联网是最低级别的网络互联。它可以分为MAN，WAN或其他计算机网络。外联网不能只有一个局域网，至少它必须与外部网络有一个连接。

2. 内联网：内联网是基于互联网协议的专用网络，如传输控制协议和互联网协议。Intranet属于只能由组织的员工或成员访问的组织。Intranet的主要目的是在组织员工之间共享信息和资源。内联网提供了在小组和电话会议中工作的便利。

内联网优势

• 沟通：它提供了便宜和轻松的沟通。组织的员工可以通过电子邮件，聊天与其他员工进行通信。
• 节省时间：内部网上的信息是实时共享的，因此节省时间。
• 协作：协作是Intranet最重要的优势之一。信息在组织的员工之间分发，并且只能由授权用户访问。
• 平台独立性：它是一个中性架构，因为计算机可以连接到具有不同架构的另一个设备。
• 经济高效：人们可以使用浏览器查看数据和文档，并通过Intranet分发重复的副本。这导致成本降低。