1,计算机网络概念

计算机网络是一个将众多的分散的,自治的(一台设备出问题,不影响其他设备)的计算机系统,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统
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计算机网络:由若干结点和连接这些结点的链路组成
结点:计算机,集线器,交换机,路由器
链路:有线链路和无线链路‘



比如断网后在宿舍玩游戏,就可以使用集线器,通过网线把计算机连接在一起,这样就组成了一个小的计算机网络,但是当计算机同时向集线器传递数据时,就会有冲突,就会卡顿,所以集线器现在已经很少使用了
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接下来是交换机,交换机也是把计算机连接起来,只是计算机同时传输数据时不会造成冲突
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路由器就是把多个计算机网络连接起来,组成一个互连网(规模更大的计算机网络)
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例如银行的内网,就通过路由器把不同分行的计算机网络连接起来,这样,分行中客户账户金额的存取,就能通过路由器传到总行数据中心,在数据库上修改
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家用路由器其实不是简单的路由器,家用路由器 = 路由器 + 交换机 + 其他功能
就比如手机要进行电视投屏,就需要电视和手机连接同一个WiFi网络,这时候数据的传递就是通过家用路由器中的交换机来进行的,路由器又把家庭的这个计算机网络和外部网络连接起来
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那能不能把全球的计算机网络通过路由器连接在一起,这样就可以很方便的互相通信了
ISP(Internet Service Provider 即互连网服务提供商,如中国电信/联通/移动)和各大机构就组建了互连网(Internet),它是覆盖全球范围的互连网
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在互连网中必须要使用TCP/IP协议来进行通信,但是在互连网(比如银行搭建的内网)中,就可以使用任意协议进行通信

2,计算机网络的组成

1,硬件

硬件包括主机,通信设备和通信链路

  • 主机,又称为端系统(end system),例如电脑,手机,互联网端设备等
  • 通信设备:例如集线器,交换机,路由器
  • 通信链路:网线,光纤,同轴电缆


  • 如下图,计算机网络就是通过通信设备和通信链路连接在一起的
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    2,软件

    例如聊天软件,网盘,方便用户的资源传输和数据共享

    3,协议

    协议就是规定计算机内部的通信规则,协议是由硬件 + 软件共同实现的,例如通过网络适配器(网卡) + 软件共同实现网络通信协议

    网卡是安装在硬件上的,我们的计算机中就安装有网卡,网卡负责将主机数据发送到网络上,以及接收来自网络的数据

    如下图,就是一个有线网卡,这个有线网卡可以连接网线,里面有个ROM芯片,厂家就会在这个芯片里面安装一些软件,软件和适配器共同实现网络协议
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    在Windows电脑中打开控制面板,找到网络连接,打开后这个界面就是网络适配器,右键属性,打开后就能看到适配器支持的协议,如下图,就支持TCP/IP协议
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    3,计算机网络的组成(工作方式)

    计算机网络的组成也可以从工作方式上来划分,就可以划分为核心部分和边缘部分(如下图)
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    中间的核心部分就是由路由器连接的网络,作用就是连通边缘部分,提供信息交换服务
    例如图中最左边的手机要向最右边的智能机器人发送操控信息,那核心部分中就会规划中一条最优路径(综合参考路径长短,以及路径上路由器的负载量来规划的)

    边缘部分就是由连接互联网上的主机和软件组成

    4,计算机网络的组成(逻辑功能)

    从逻辑功能上看,计算机网络的组成也可以分为通信子网和资源子网(如下图)
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    通信子网就是计算机网络中负责信息传输的部分,通信子网的这一片网络,主机内部实现信息的网络适配器,底层协议也都属于通信子网的范畴
    资源子网就主要由连接到互联网上的主机组成

    5,计算机网络的功能

    1,数据通信

    实现计算机之间数据的传输,是计算机网络最基本,最重要的功能

    2,资源共享

    资源共享包括硬件资源共享,软件资源共享(大家可以在应用商店中下载一些软件),以及数据资源共享(在网上获取一些数据,像抖音,B站,CSDN,这些都是资源共享)



    像我们平时使用的智能音箱,我们可以问天气,聊天,语音搜歌,铁汁们仔细想下,智能音箱中CPU的算力,能够准确进行大量词汇量的语言识别吗,显然是不能的



    那为了能准确快速的响应,智能音箱就把录音传到算力强大的服务器中,服务器进行解析,再把结果返回给智能音箱,这就是一种典型的硬件共享,如下图
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    另外,我们在计算机上使用的在线AI,也是类似的原理,把专业的推理和搜索交给云端服务器(在25年初deepseek刚火起来时,使用时经常会卡住,就是因为云端服务器受到了大量的访问,算力跟不上用户的请求量)

    3,分布式处理

    分布式处理特别好理解,就是把一个复杂的任务分给网络中的多台计算机,让它们合作完成,提升效率
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    4,提高可靠性

    我们把数据存到网盘中,是非常可靠的,因为网盘公司的服务器集群中会有多个服务器,数据会备份到多台服务器上,就算一台服务器损坏了,其他服务器上也保存的有数据,用户下载时直接从其他服务器上获取即可
    如下所示:
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    5,负载均衡

    例如王者荣耀,服务器A负责对玩家的登录进行身份校验
    服务器B负责大厅的所有非战斗逻辑(例如铭文配置,商城,好友系统,战队系统等等)
    服务器C负责对战组队
    服务器D负责计算对战的计算(例如英雄技能判定,伤害计算等等)
    这就叫做负载均衡
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    可能有的铁汁感觉负载均衡和分布式处理比较类似,它们的区别如下:

    1. 多台机器各干各的,每台都能独立干完一整件事 → 负载均衡
    2. 多台机器合干一件事,少了任何一台都拿不到完整结果 → 分布式处理

    当然,计算机网路的功能也包括满足生活需求,社会需求,这里就不再赘述了

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