計算機網絡的定義
計算機網絡是指將地理位置不同、具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路（有線或無線）連接起來，在網絡操作系統、網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。其核心目標是實現數據通信、資源共享、分布式處理和提高系統可靠性。
計算機網絡的演進與發展
計算機網絡的發展大致經歷了以下幾個階段：
- 誕生與雛形（20世紀50-60年代）：以大型機為中心，通過終端連接實現分時共享，如美國的SAGE防空系統。
- ARPANET時代（20世紀60年代末-70年代）：美國國防部高級研究計劃局（ARPA）建立的ARPANET是互聯網的前身，首次實現了分組交換技術，奠定了現代網絡的基礎。
- 標準化與互聯（20世紀70-80年代）：TCP/IP協議簇的誕生和成為事實標準，實現了不同網絡之間的互聯，形成了真正的“網絡的網絡”——互聯網。
- 商業化與普及（20世紀90年代至今）：萬維網（WWW）的出現引爆了互聯網的商業化和大眾化浪潮，局域網（LAN）和廣域網（WAN）技術飛速發展，無線網絡、移動互聯網和物聯網成為新的增長點。
計算機網絡的分類
計算機網絡可以根據多種標準進行分類，以下是幾種主要的分類方式：
1. 按地理覆蓋范圍（最常用）
- 局域網 (Local Area Network, LAN)：覆蓋范圍小（通常在一棟樓或一個園區內），傳輸速率高，延遲低，誤碼率低，通常由一個單位所有和管理。例如：辦公室網絡、校園網。
- 城域網 (Metropolitan Area Network, MAN)：覆蓋一個城市或地區，規模介于LAN和WAN之間。例如：城市級的寬帶城域網、有線電視網。
- 廣域網 (Wide Area Network, WAN)：覆蓋范圍廣，可以跨越國家、大洲乃至全球，通常利用公共通信設施（如電信運營商網絡）連接。互聯網是最大的廣域網。
- 個域網 (Personal Area Network, PAN)：圍繞個人工作空間的極小型網絡，范圍通常在10米以內。例如：通過藍牙連接手機與耳機、智能手表。
2. 按傳輸技術
- 廣播式網絡：所有聯網計算機共享一個公共通信信道，任一節點發送的信息，網絡中的所有其他節點都能收到。例如：傳統的共享式以太網、無線Wi-Fi網絡。
- 點對點網絡：網絡中的計算機以點對點的方式連接，數據從源節點到目的節點可能需要經過多個中間節點的存儲轉發。互聯網主干、大多數廣域網采用此方式。
3. 按拓撲結構
指網絡中各個節點（計算機、交換機、路由器等）物理或邏輯的連接和布局方式。
- 總線型：所有節點連接到一條主干電纜上。結構簡單，但故障診斷困難，主干故障會導致全網癱瘓。
- 星型：所有節點都連接到一個中心節點（如交換機）。易于管理和擴展，中心節點故障會導致全網癱瘓。
- 環型：節點通過通信線路連接成一個閉合環路。數據沿環單向或雙向傳輸。結構簡單，但任意節點故障可能影響全網。
- 網狀型：節點之間的連接是任意的，每個節點至少與其他兩個節點直接相連。可靠性極高，但結構復雜，成本高。常用于網絡核心。
- 樹型：是星型結構的擴展，呈分層結構。易于擴展和故障隔離。
- 混合型：上述多種拓撲結構的結合，如實際中的大型網絡。
4. 按交換技術
- 電路交換網絡：在通信前需建立一條專用的物理通路（電路），通信期間獨占該線路，如傳統電話網。
- 報文交換網絡：以整個報文（數據塊）為單位進行存儲轉發。延遲較大。
- 分組交換網絡：將報文分割成更小的、格式化的“分組”（或包），每個分組獨立選擇路徑傳輸，到達目的地后再重組。這是互聯網的核心技術，效率高，魯棒性好。
5. 按使用者和管理范圍
- 公用網：由電信運營商建造，面向公眾提供有償服務，如中國的電信、聯通、移動運營的網絡。
- 專用網：某個部門或組織為自身業務需要而建造、管理和使用的網絡，如政府、軍隊、銀行的內部網絡。
6. 按傳輸介質
- 有線網絡：使用雙絞線、同軸電纜、光纖等物理線纜連接。
- 無線網絡：使用無線電波、微波、紅外線等無線介質連接，如Wi-Fi、蜂窩移動網絡（4G/5G）、衛星通信網絡。
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對計算機網絡進行科學分類，有助于我們更好地理解不同網絡的特點、適用場景和技術原理。從覆蓋范圍到拓撲結構，從交換技術到傳輸介質，每一種分類維度都揭示了網絡世界的某一側面。隨著技術的不斷發展，這些分類的界限也日趨模糊（例如，無線局域網WLAN兼具LAN和無線網絡的特征），但理解這些基礎概念，仍是探索更復雜、更智能的網絡未來（如軟件定義網絡SDN、物聯網IoT）的堅實基石。
