计算机网络部分核心概念

1. 什么是计算机网络？它最基本的功能是什么？
计算机网络是指通过某种传输介质将多台独立的计算机或设备连接起来，实现数据交换和资源共享的系统。其最基本的功能是数据共享（如文件、打印机等）和通信（不同设备或应用程序之间的信息交换）。

2. 网络根据地理范围通常分为哪几类？每类有什么特点？

• 个域网(PANs - Personal Area Networks)： 一个常见例子是蓝牙（一种短距离无线网络技术）。若设备支持蓝牙，则无需线缆。只需摆放设备并开机，它们便能协同工作。

• 局域网 (LAN - Local Area Network)：私有网络，覆盖范围小（如住宅、办公室或工厂），这类网络被广泛用于连接个人电脑和消费电子产品，以实现资源共享（例如打印机）和信息交换。当企业使用局域网时，它们被称为企业网络。无线局域网（WLAN）如今非常流行，特别是在家庭、老旧办公楼、餐厅等难以布设电缆的场所。无线局域网有一个名为IEEE 802.11的标准，俗称WiFi，现已得到广泛应用。其传输速度从11到数百兆比特每秒。

• 城域网 (MAN - Metropolitan Area Network)：覆盖城市区域，连接多个LAN。最著名的城域网范例是许多城市提供的有线电视网络。

• 广域网 (WAN - Wide Area Network)：覆盖范围广（跨城市、国家），连接多个MAN或LAN，传输速率相对较低，错误率可能较高。

• 互联网 (Internet)：全球最大的广域网，由无数个互联的小型网络组成。
  

3. 在网络硬件中，主机、路由器和交换机各有什么作用？它们主要工作在网络的哪个层面？

• 主机 (Hosts)：即端系统，是网络的最终用户设备（如电脑、手机、服务器），它们产生或接收数据。
• 路由器 (Routers)：连接不同网络（或子网），根据IP地址决定数据包的转发路径，主要工作在网络层。
• 交换机 (Switches)：在局域网内部连接设备，根据MAC地址转发数据帧，主要工作在数据链路层。

4. 为什么网络通信需要“协议分层”？互联网中最常用的分层模型是什么？
协议分层是为了将复杂的网络通信过程分解为独立的、更小的、易于管理和理解的模块。每一层都负责特定的功能，使得网络的设计、实现和故障排除更加模块化和高效。互联网中最常用的分层模型是 TCP/IP协议族（通常分为四层或五层）。

5.OSI参考模型有哪七层？（无需详细解释每层功能，只需列出名称）
* 答： 物理层 (Physical Layer)、数据链路层 (Data Link Layer)、网络层 (Network Layer)、传输层 (Transport Layer)、会话层 (Session Layer)、表示层 (Presentation Layer)、应用层 (Application Layer)。

6. 在网络中，“协议”扮演什么角色？请举两个常见应用层协议的例子。
协议是网络设备之间进行通信所必须遵循的一套规则和标准。它们定义了数据如何格式化、传输、接收和解释。常见应用层协议例子：HTTP（用于网页浏览）、SMTP（用于发送邮件）、FTP（用于文件传输）、DNS（用于域名解析）等。

7. 什么是网络性能的“带宽”和“延迟”？它们对网络体验有何影响？
带宽 (Bandwidth)：指网络链路在单位时间内能传输的最大数据量，通常以比特每秒（bps）衡量。带宽决定了网络传输的“速度上限”。 延迟 (Latency)：指数据从源头发送到目的地所需的时间。延迟决定了网络传输的“响应速度”。
影响：高带宽通常意味着更快的数据传输速度，而低延迟意味着更快的响应时间。两者都是影响用户体验（如网页加载速度、视频流畅度、在线游戏体验）的关键因素。

8. 为什么说网络标准化对于互联网的运行至关重要？
网络标准化确保了不同厂商生产的设备和软件能够互联互通。如果没有统一的标准，设备之间将无法理解彼此的通信，导致网络无法正常工作。国际标准化组织（如IEEE、IETF、ISO）在其中扮演了关键角色。

9. 防火墙在网络安全中起到什么作用？
防火墙是一种网络安全设备或软件，它通过监控和控制进出网络的流量，根据预设的安全规则来决定是否允许特定的数据包通过。它是网络安全的第一道防线，旨在保护内部网络免受未经授权的访问和潜在的网络威胁。

10. 除了传统的计算机通信，第一章还提到了哪些新的或正在发展的网络应用领域？
第一章提到了网络在物联网 (IoT)、云计算 (Cloud Computing)、移动计算 (Mobile Computing)以及点对点 (P2P) 应用等领域的广泛应用和发展。这些都代表了网络技术不断演进和扩展到新领域的趋势。

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十大网络协议一览

协议名称	图示描述 (What the Diagram Shows)	是什么？ (What it is)	为什么重要？ (Why it’s important)
HTTPS	浏览器与Web服务器之间的TCP连接，包含SSL/TLS握手和加密数据传输。	安全超文本传输协议。安全网页浏览的基础，促进安全的网站访问和数据交换。	在线交易中保护敏感信息。
FTP	客户端与文件服务器之间有“FTP命令”、“FTP回复”和“数据连接”箭头的传输。	文件传输协议。设计用于在网络上进行文件传输，利用独立的通道进行控制和数据传输。	高效地在不同系统之间移动大文件。
Telnet	Telnet客户端与Telnet服务器之间的连接。	远程登录协议。提供远程连接和控制服务器的能力。	对于管理和故障排除网络系统至关重要。
DNS	浏览器查询DNS服务器，DNS服务器再查询Web服务器，然后将响应返回给浏览器。	域名系统。充当互联网的目录，将域名转换为IP地址。	确保顺畅直观的网页导航。
DHCP	客户端发送“DHCP发现”和“DHCP请求”，DHCP服务器发送“DHCP提供”和“DHCP确认”。	动态主机配置协议。自动为网络上的设备分配IP地址。	简化网络连接的设置和维护。
SMTP	发送方将电子邮件发送到SMTP服务器，然后SMTP服务器将其发送给接收方。	简单邮件传输协议。驱动互联网上的电子邮件传输。	保证电子邮件能送达正确的收件人。
POP & POP3	电子邮件客户端连接到电子邮件服务器，箭头表示“POP3下载所有邮件”以及“邮件POP3删除所有邮件”到计算机。	邮局协议。允许下载电子邮件并本地存储以供离线使用。	通过释放服务器空间来优化邮件管理。
IMAP	电子邮件客户端连接到电子邮件服务器，箭头表示“IMAP下载副本”和“IMAP将邮件保留在服务器上”。	互联网邮件访问协议。允许从多个设备访问邮件，并保持同步。	增强了跨不同平台的电子邮件可访问性和组织性。
TCP	两个实体之间交换SYN、SYN-ACK和ACK数据包以建立连接。	传输控制协议。确保准确可靠数据传输的基本传输协议。	提供网络通信中的一致性和可靠性。
UDP	客户端发送“请求”，服务器发送“响应”，没有正式的连接建立过程。	用户数据报协议。专注于速度和效率的基本传输协议。	确保网络间快速数据传输，尽管可靠性较低。

参考：
https://www.cs.sjtu.edu.cn/~linghe.kong/CS306/Download/ComputerNetworks.pdf

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