計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指通過通信線路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,將分布在不同地理位置的具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái),在網(wǎng)絡(luò)軟件(網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等)的支持下,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。它是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ),深刻地改變了信息處理、存儲(chǔ)和傳輸?shù)姆绞健?/p>
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要涉及以下幾方面的核心技術(shù):
- 網(wǎng)絡(luò)硬件技術(shù):這是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)物理設(shè)施。主要包括:
- 傳輸介質(zhì):如雙絞線、同軸電纜、光纖、無(wú)線電波等,負(fù)責(zé)承載信號(hào)。
- 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備:如網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、集線器、交換機(jī)、路由器、防火墻等,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接入、交換、路由轉(zhuǎn)發(fā)和安全防護(hù)。
- 計(jì)算機(jī)與服務(wù)器:作為網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)和資源提供者。
- 網(wǎng)絡(luò)軟件技術(shù):這是網(wǎng)絡(luò)的“靈魂”,指揮硬件協(xié)同工作。核心是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,尤其是TCP/IP協(xié)議族,它定義了數(shù)據(jù)如何打包、尋址、傳輸和接收。還包括:
- 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng):如Windows Server、Linux等,提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和管理功能。
- 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件:如瀏覽器、電子郵件客戶端、即時(shí)通訊工具等,為用戶提供具體的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
- 通信與交換技術(shù):決定數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的方式。主要包括電路交換、報(bào)文交換和分組交換(包交換)。現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)主要采用分組交換技術(shù),將數(shù)據(jù)分割成小的數(shù)據(jù)包獨(dú)立傳輸,提高了線路利用率。
- 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu):核心是分層模型,如OSI七層模型和實(shí)際廣泛應(yīng)用的TCP/IP四層模型。分層設(shè)計(jì)將復(fù)雜的通信過程分解為相對(duì)獨(dú)立的模塊,簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。
- 網(wǎng)絡(luò)安全與管理技術(shù):隨著網(wǎng)絡(luò)重要性提升,確保網(wǎng)絡(luò)安全、可靠、高效運(yùn)行至關(guān)重要。涉及技術(shù)包括加密技術(shù)(如SSL/TLS)、防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)、虛擬專用網(wǎng)(VPN)以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障診斷、性能管理等。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能可以概括為以下四個(gè)方面:
- 數(shù)據(jù)通信:這是網(wǎng)絡(luò)最基本的功能。它使分布在不同地點(diǎn)的用戶能夠快速、準(zhǔn)確地傳輸信息,包括文字、聲音、圖像、視頻等各種形式的數(shù)據(jù)。電子郵件、即時(shí)通訊、視頻會(huì)議等都是數(shù)據(jù)通信的典型應(yīng)用。
- 資源共享:這是組建網(wǎng)絡(luò)的核心目標(biāo)之一。資源共享包括:
- 硬件共享:如共享打印機(jī)、磁盤陣列、高性能計(jì)算中心等,節(jié)省投資,提高設(shè)備利用率。
- 軟件共享:如通過網(wǎng)絡(luò)訪問和使用遠(yuǎn)程的軟件許可證或軟件即服務(wù)(SaaS)。
- 數(shù)據(jù)共享:如通過數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、文件服務(wù)器(如NAS)或云存儲(chǔ),使授權(quán)用戶可以訪問和更新集中的數(shù)據(jù)資源,保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。
- 分布式處理與負(fù)載均衡:將一項(xiàng)龐大的計(jì)算或處理任務(wù),分解成多個(gè)子任務(wù),分配給網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)計(jì)算機(jī)并行處理,從而提高處理效率、降低單機(jī)成本,并增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和可用性。云計(jì)算平臺(tái)就是此功能的集中體現(xiàn)。
- 提高系統(tǒng)可靠性與可用性:網(wǎng)絡(luò)中的資源(特別是數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序)通常會(huì)有備份或分布在多臺(tái)機(jī)器上。當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)或鏈路發(fā)生故障時(shí),可以通過其他路徑訪問備份資源,避免了單點(diǎn)故障導(dǎo)致的服務(wù)完全中斷,從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的健壯性。
計(jì)算機(jī)軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在此過程中扮演著協(xié)同角色。計(jì)算機(jī)軟件(特別是系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件)是驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮作用的關(guān)鍵。沒有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧軟件,硬件只是一堆無(wú)法溝通的實(shí)體;沒有瀏覽器和服務(wù)器軟件,萬(wàn)維網(wǎng)(WWW)便無(wú)從談起。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則為軟件提供了施展能力的廣闊平臺(tái),使得軟件能夠超越單機(jī)限制,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和協(xié)同工作。兩者相輔相成,共同構(gòu)成了當(dāng)今數(shù)字社會(huì)的技術(shù)基石。