计算机网络基础：概述、OSI模型与互联网协议

"计算机科学导论的大学课件，涵盖了模块7计算机网络与安全的第一部分。主要内容包括计算机网络的概述、OSI模型、网络分类、拓扑结构、连接设备、互联网与TCP/IP协议等。" 计算机网络是现代信息技术的重要组成部分，它通过通信设备和线路将地理位置分散的具有独立功能的计算机连接在一起，实现数据通信和资源共享。网络中的每一台计算机都是一个完整的系统，它们之间相互独立，不受彼此制约。计算机间的连接可以是物理的有线连接，也可以是无线方式，这都需要网络操作软件的支持来协调资源分配和共享。通信协议则是确保不同计算机之间能够有效交换信息的关键。 计算机网络的发展经历了四个主要阶段：首先是从单机系统发展到具有通信功能的单机系统，即计算机通过通信技术帮助远程用户进行联机操作；接着是具有通信功能的多机系统，引入了通信处理机和线路集线器以提高效率；然后是计算机通信网络阶段，如 ARPANET 的出现，标志着网络的初步形成；最后是现代的计算机网络，基于TCP/IP协议的互联网成为了全球化的信息高速公路。 OSI模型是理解计算机网络工作原理的一个重要框架，它分为七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每一层都有特定的功能，例如物理层负责电信号的传输，而应用层则处理用户与网络服务的交互。 计算机网络的分类可以根据覆盖范围（局域网、城域网、广域网）、拓扑结构（总线型、环形、星形、网状等）和用途（公用网络、专用网络）等标准。网络的拓扑结构决定了其物理连接方式和数据流路径，而连接设备如路由器、交换机、集线器等则在网络中起到数据传输和流量控制的作用。 互联网是当今最广泛使用的计算机网络，它的基础是TCP/IP协议族，其中TCP（传输控制协议）负责可靠的数据传输，IP（互联网协议）负责数据包的路由。这两者共同构成了互联网的核心，使得全球各地的设备能够相互通信。 了解这些基础知识对于深入学习计算机科学和网络安全至关重要，因为它们构成了所有网络应用和服务的基础。无论是开发网页应用、设计网络架构还是保障网络安全，都离不开对这些概念的理解和运用。