计算机网络技术是一个包含众多内容的庞大体系,主要包括以下两个重要方面:
硬件技术
网络设备
路由器 :它是一种连接多个网络的设备,能够根据数据包的目的地址,按照预定的规则,选择合适的路径将数据转发到下一个网络节点。例如,在互联网服务提供商(ISP)的网络中心,路由器负责将来自不同用户的数据包转发到全球各地的目的地。它可以工作在网络层,依据 IP 地址进行转发决策。
交换机 :主要用于在局域网(LAN)内连接多台计算机或其他网络设备,它能够根据数据帧中的 MAC 地址,快速地将数据帧转发到目的设备所在的端口。比如在一个办公室的局域网中,交换机可以高效地让多台电脑之间互相传输文件,减少数据传输的冲突,提高网络通信效率。
网卡 :是计算机或其他网络设备与网络进行通信的接口设备。它负责将计算机中的数据转换为适合在网线(或其他传输介质)上传输的信号,同时也将接收到的信号转换为计算机可以识别的数据。每一台联网的计算机都必须安装网卡,无论是有线网卡还是无线网卡。
传输介质
双绞线 :这是一种由两根具有绝缘保护层的铜导线相互绞合而成的传输介质。它价格便宜,安装方便,常用于短距离的局域网连接,如办公室或家庭内部的网络布线。根据其带宽和传输速度等性能指标,分为不同的类别,如 Cat5、Cat5e、Cat6 等。
光纤 :利用光导纤维传输光信号来实现网络通信。光纤具有传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点,广泛应用于长途通信、大型数据中心之间的连接等场景。例如,在跨城市的网络骨干链路中,光纤是主要的传输介质,能够保证大量数据的高速、稳定传输。
无线传输介质 :包括无线电波、微波等。无线局域网(WLAN)就是利用无线电波作为传输介质,使计算机设备可以在没有物理连接的情况下接入网络。像我们日常使用的 Wi - Fi 就是通过无线接入点(AP)将计算机、手机等设备连接到网络,它为移动设备提供了极大的便利性。
软件技术
网络协议
TCP/IP 协议栈 :这是互联网的核心协议体系。其中,传输控制协议(TCP)是一种面向连接的、可靠的传输层协议,它能够确保数据的有序传输和准确交付。例如,当我们使用浏览器访问一个网站时,TCP 协议会将网页数据分割成多个数据包,并在接收端重新组装这些数据包,保证网页内容的完整性。互联网协议(IP)主要负责数据包的寻址和路由选择,它工作在网络层,使得数据包能够从源主机跨越不同的网络传输到目的主机。
HTTP/HTTPS 协议 :超文本传输协议(HTTP)是用于在万维网上传输网页等超文本信息的应用层协议。当我们输入一个网址并访问网页时,浏览器和服务器之间就是通过 HTTP 协议进行通信的。为了保证数据传输的安全性,出现了安全超文本传输协议(HTTPS),它在 HTTP 的基础上增加了 SSL/TLS 加密层,对数据进行加密传输,保护用户的隐私和数据安全,如在网上银行、电商购物等场景中广泛应用。
应用层协议 :除了 HTTP/HTTPS 外,还有许多应用层协议,如文件传输协议(FTP),用于在网络上进行文件的上传和下载;简单邮件传输协议(SMTP),用于发送电子邮件;域名系统协议(DNS),用于将域名(如 www.example.com)转换为对应的 IP 地址,方便用户通过域名访问网站。
网络操作系统和网络管理软件
网络操作系统(NOS) :它是一种运行在网络服务器上的操作系统,能够为网络用户提供集中式的资源共享和管理服务。例如,Windows Server 系列的操作系统提供了文件共享、打印共享、用户管理等功能,使得企业内部的用户可以方便地共享文件和打印机等资源。Linux 也有许多版本被用于服务器,如 CentOS、Ubuntu Server 等,它们具有良好的稳定性和安全性,广泛应用于各种网络服务器场景。
网络管理软件 :用于对网络设备、网络流量、网络安全等进行监控和管理。例如,SolarWinds Network Performance Monitor 可以实时监测网络设备的状态,包括路由器、交换机的端口流量、CPU 和内存使用情况等,帮助网络管理员及时发现和解决网络故障。还有一些网络安全管理软件,如防火墙管理软件,用于配置和管理防火墙规则,防止未经授权的访问和网络攻击。