计算机网络期末复习（1）计算机网络在信息时代对的作用 计算机网络的定义和分类 三种交换方法

计算机网络在信息时代扮演着至关重要的角色，它极大地改变了我们生活、工作和学习的方式。

计算机网络在信息时代的作用

1. 信息共享与传播：计算机网络使全球范围内的信息快速共享成为可能，无论是新闻、学术研究还是娱乐内容，都可以瞬间传递到世界的每一个角落。
2. 远程通信：人们可以通过电子邮件、即时消息、视频会议等方式轻松地进行远距离通信，极大地促进了全球化交流与合作。
3. 电子商务：网络技术的发展推动了在线购物、电子支付等电子商务活动，使得商业交易更加便捷高效。
4. 教育资源共享：网络提供了丰富的在线教育资源，包括在线课程、电子图书馆、远程教育等，让知识无界限。
5. 社交媒体与社交互动：社交媒体平台让人们可以跨越地理限制建立社交联系，分享个人生活，参与公共讨论。
6. 云计算与大数据处理：计算机网络支撑了云计算服务，企业与个人可以访问远程服务器上的应用和服务，实现数据存储、处理与分析。

因特网的发展是一个复杂而渐进的过程，大致可以划分为三个主要阶段，每个阶段都标志着技术、应用和普及程度的重要转变。以下是这三个阶段的详细介绍：

第一阶段：从ARPANET到互联网的初步形成（1960年代末至1980年代初）

• 起源：因特网的起源可以追溯到1969年美国国防部高级研究计划署（ARPA，后更名为DARPA）创建的ARPANET，这是一个早期的分组交换网络，旨在提供一个即使部分网络受损也能保持通信的分散式系统。
• TCP/IP协议：1970年代末至1980年代初，TCP/IP协议（传输控制协议/互联网协议）被开发出来，成为ARPANET的标准协议，这为不同类型的计算机网络之间的互联互通奠定了基础。
• 关键发展：此阶段解决了异种计算机系统的连接问题，允许不同操作系统和硬件架构的计算机能够互相通信，从而为互联网的形成打下了基础。互联网的这个早期阶段主要服务于军事、科研和学术机构。

第二阶段：互联网结构的成熟与广泛应用（1980年代末至1990年代）

• 三级结构：随着TCP/IP协议的广泛应用，互联网开始形成主干网、地区网和地区网之下的校园网或企业网的三级结构。这种分级结构提高了网络的效率和可扩展性。
• 应用爆发：E-mail、FTP（文件传输协议）、Usenet（新闻组）以及最重要的万维网（WWW）和网页浏览器的出现，极大地促进了互联网的普及。特别是1991年蒂姆·伯纳斯-李发明万维网和1993年Mosaic浏览器的发布，使得互联网成为大众可以访问的信息资源。
• 客户端/服务器模型：随着互联网的商业化，客户端/服务器（C/S）模型变得普遍，后来又发展为浏览器/服务器（B/S）模型，进一步降低了用户访问互联网的门槛。

第三阶段：互联网的全球化与多元化（1990年代末至今）

• 多层次ISP结构：随着互联网服务提供商（ISP）的出现，互联网的接入变得更加广泛和便捷。ISP首次出现，形成了多层次的结构，使得互联网深入到世界的每一个角落。
• 移动互联网与物联网：随着智能手机和平板电脑的普及，移动互联网迅速发展，改变了人们接入和使用互联网的方式。同时，物联网（IoT）的概念兴起，使得各种物理设备都能够通过互联网连接和交互，进一步扩展了互联网的应用范围。
• 社交网络与超级应用：社交网络平台的崛起，如Facebook、Twitter等，以及后续的微信、抖音等超级应用，它们集成了通讯、媒体、商务等多种服务，成为互联网新的重要组成部分。
• 智能化与个性化服务：大数据、人工智能、云计算等技术的发展，使得互联网服务更加智能化和个性化，能够根据用户的行为和偏好提供定制化内容和服务。

每个阶段都代表了互联网在技术、应用、经济和社会层面的深刻变革，推动了信息时代的全面到来。如今，互联网已经成为全球经济和社会结构中不可或缺的一部分，持续影响着人类的生活方式和商业模式。

ISP因特网服务提供者

ISP（因特网服务提供者）是Internet Service Provider的缩写，它们是提供互联网接入服务和其他相关服务（如电子邮件、网页寄存等）的商业实体。ISP确保用户能够连接到互联网，并且常常根据服务质量和速度的不同提供多种套餐选择。这些服务可能通过各种技术实现，包括但不限于电话线（DSL）、电缆、光纤、卫星和无线网络。

因特网的标准化工作主要由多个组织负责，其中最重要的是互联网工程任务组（IETF）。IETF是一个开放的国际社区，负责制定和维护互联网架构和运行的各类标准与协议。它的工作涵盖了TCP/IP协议栈的各个层次，确保了互联网的互操作性和持续发展。此外，国际互联网协会（ISOC）和世界互联网工程委员会（IAB）也在互联网标准制定和政策制定中扮演重要角色。

现代互联网架构的确立

因特网的核心协议是TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）。TCP/IP协议套件定义了数据在网络中如何传输和被路由的规则，使得不同网络之间可以无缝通信。TCP负责数据的可靠传输，保证数据包正确无误地到达目的地；IP则负责将数据包从源地址路由到目标地址。因特网的诞生可以追溯到1960年代末期，特别是ARPANET项目的启动，它是现代互联网的前身。而TCP/IP协议作为互联网的核心协议，正式取代旧的网络核心协议NCP是在1983年1月1日，这一事件标志着现代互联网架构的确立。

计算机网络的定义

计算机网络是指将地理位置上分散的多台计算机通过通信设备和线路连接起来，按照网络协议进行数据传输和资源共享的系统。它的基本目的是实现资源共享和信息传递。

计算机网络的分类

计算机网络可以根据不同的标准进行分类，常见的分类方式有：

1. 按地理覆盖范围：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。
2. 按拓扑结构：总线型、环型、星型、树型、网状型等。
3. 按传输技术：广播式网络和点对点网络。
4. 按使用范围：公用网（如Internet）和专用网（如企业内部网Intranet）。

三种交换方法

计算机网络中的数据交换方法主要有以下三种：

1. 电路交换：在数据传输前，先在通信双方之间建立一条物理通路（电路），数据传输期间独占这条通路，传输结束后释放。电话系统就是典型的电路交换网络。

2. 报文交换：数据以报文的形式发送，每个报文独立寻址并经过网络中的节点存储转发，直至到达目的地。这种方式不需要预先建立连接，但可能会有较大的延迟。

3. 分组交换（也称为包交换）：数据被分割成一定长度的数据包（分组），每个分组独立寻址并携带目的地址信息，通过网络中的路由器存储转发。Internet就是基于分组交换技术的。相比于报文交换，分组交换可以更高效地利用网络资源，减少延迟。

万维网（WWW，World Wide Web）

万维网（WWW，World Wide Web）技术是构成现代互联网体验的核心部分，它提供了一种结构化的、易于导航的信息展示和交互方式。以下是万维网技术的关键组成部分：

1. 超文本标记语言 (HTML): HTML 是用于编写网页的标准标记语言，它定义了网页的结构和内容，如段落、标题、图像、链接等元素。

2. 超链接: 万维网通过超链接将不同的文档和资源相互连接起来，允许用户点击链接从一个页面跳转到另一个页面，实现信息的快速浏览和检索。

3. 统一资源定位符 (URL): URL 是用于唯一标识互联网上资源的位置，包括网页、图像、视频等。用户通过在浏览器中输入URL来访问特定的网络资源。

4. HTTP/HTTPS 协议: HTTP（超文本传输协议）及其安全版本HTTPS是客户端（通常是浏览器）与服务器之间传输网页数据的主要协议。它们定义了如何请求、传输和接收网页内容。

5. 客户端/服务器架构: 万维网采用客户端-服务器架构，其中客户端（如浏览器）发起请求，而服务器响应这些请求，提供所需的内容。

6. 动态网页技术: 如PHP、JavaScript、AJAX等，它们使得网页能够根据用户交互或后台数据动态改变内容，提升用户体验。

7. CSS (层叠样式表): CSS 用于定义网页的外观和布局，包括颜色、字体、布局等，与HTML配合使用，实现网页的美观和一致性。

互联网拓扑是指网络中各个节点（如计算机、路由器等）之间的物理和逻辑连接方式。主要的互联网拓扑类型包括：

1. 总线型: 所有节点通过一条共享的主干线路（总线）相连。如果主干线路出现问题，整个网络都会受到影响。

2. 星型: 每个节点都直接连接到一个中心节点（通常是路由器或交换机），任何两个节点间的通信都要通过中心节点。这是最常见的局域网拓扑。

3. 环型: 所有节点形成一个封闭的环，数据沿着环路单向或双向传输。令牌环网络是基于这种拓扑的一个例子。

4. 网状型: 节点间有多条路径相连，提高了网络的健壮性和可靠性，但配置复杂，成本较高。互联网的广域网部分通常呈现网状结构。

5. 树型: 类似于星型拓扑，但增加了层次结构，多个星型网络可以连接到更大的中心节点，形似一棵倒置的树。