计算机网络技术是现代信息社会的基石，它通过一系列协议、硬件和软件，将分布在不同地理位置的计算机系统及设备互联起来，实现数据通信和资源共享。本课件旨在系统性地介绍网络技术的基础概念、关键组成、主流协议及其应用发展。
一、 计算机网络概述
计算机网络的核心目标是实现“互联”与“共享”。根据覆盖范围，网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。互联网（Internet）则是全球最大的广域网。网络的基本功能包括数据通信、资源共享、分布式处理以及提高系统可靠性与可用性。
二、 网络体系结构与协议
为了降低网络设计的复杂性，通常采用分层模型。国际标准化组织（ISO）提出的OSI七层参考模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层）是理论上的经典框架。而实际中广泛使用的是TCP/IP四层模型（网络接口层、网际层、传输层、应用层）及其相关协议族。
- TCP/IP协议族：包括IP协议（负责寻址和路由）、TCP协议（提供可靠、面向连接的服务）和UDP协议（提供高效、无连接的服务），共同构成了互联网的通信基础。
三、 网络硬件设备与介质
1. 传输介质：包括有线介质（如双绞线、同轴电缆、光纤）和无线介质（如无线电波、微波、红外线）。
2. 关键设备：
- 网卡（NIC）：计算机接入网络的接口。
- 交换机（Switch）：用于局域网内数据帧的转发，基于MAC地址工作。
- 路由器（Router）：连接不同网络，基于IP地址进行路径选择和数据包转发。
- 其他：集线器（Hub，已逐渐淘汰）、调制解调器（Modem）、防火墙（Firewall）等。
四、 局域网技术与以太网
以太网（Ethernet）是目前最主流的局域网技术标准，其核心是CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）介质访问控制方法。从传统的10Mbps到如今的万兆（10Gbps）乃至更高速率，以太网技术在持续演进。无线局域网（WLAN）则主要遵循IEEE 802.11系列标准（Wi-Fi）。
五、 IP地址与子网划分
IP地址是网络设备在互联网上的唯一逻辑标识。目前主流的是IPv4地址（如192.168.1.1），采用点分十进制表示。由于IPv4地址耗尽问题，IPv6（采用128位地址，如2001:0db8::1）正在加速部署。子网划分技术通过借用主机位来创建子网，能有效提高IP地址利用率和网络管理效率。
六、 网络服务与应用
应用层协议为终端用户提供了丰富的网络服务：
- Web服务：基于HTTP/HTTPS协议。
- 文件传输：FTP、TFTP协议。
- 电子邮件：SMTP、POP3、IMAP协议。
- 域名解析：DNS协议，将域名转换为IP地址。
- 远程登录与管理：Telnet、SSH协议。
七、 网络安全基础
网络安全至关重要，主要威胁包括病毒、木马、黑客攻击、信息窃听等。基础安全技术包括：
- 加密技术：如SSL/TLS，保障数据传输安全。
- 防火墙：在内外部网络之间建立安全屏障。
- 入侵检测系统（IDS）/入侵防御系统（IPS）。
- 虚拟专用网（VPN）：在公共网络上建立加密的专用通道。
八、 发展趋势
网络技术正朝着更快、更智能、更融合的方向发展：
- 高速化：5G/6G移动通信、400G/800G以太网。
- 虚拟化与软件定义：软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）。
- 智能化：人工智能（AI）在网络优化、安全防护中的应用。
- 万物互联：物联网（IoT）将网络边界扩展到物理世界的各个物体。
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掌握计算机网络技术的基本原理和核心组件，是理解当今数字化世界运行机制的关键。从底层物理连接到顶层应用服务，网络技术构成了一个复杂而精密的生态系统，并持续驱动着社会与经济的变革。
