计算机网络基础概念
计算机网络是指通过通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以实现资源共享和信息传递的系统。网络中的计算机通过协议进行通信，这些协议定义了数据在网络中如何传输、如何识别以及如何处理。常见的网络类型包括局域网（LAN）、广域网（WAN）和城域网（MAN），每种网络类型都有其特定的应用场景和技术特点。
网络协议与体系结构
网络协议是计算机网络中通信双方必须遵守的规则集合，它确保了数据能够在不同设备之间正确传输。TCP/IP协议族是互联网的基础，它包括传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP），分别负责数据的可靠传输和数据包的路由选择。OSI参考模型则提供了一个抽象的框架，将网络通信过程分为七个层次，从物理层到应用层，每一层都有其特定的功能和服务。
数据链路层与物理层
数据链路层负责将数据从一个节点传输到相邻节点，主要功能包括帧同步、差错控制和流量控制。常见的数据链路协议有以太网、PPP和HDLC等。物理层则涉及实际的信号传输，定义了电压、频率等物理特性以及接口的机械特性。物理层的设备如集线器和中继器用于扩展网络覆盖范围和增强信号强度。
网络层与传输层
网络层的主要任务是路由选择和分组转发，确保数据包能够从源主机到达目的主机。IP协议是网络层的核心协议，它提供了无连接的数据报服务。传输层则负责端到端的通信服务，确保数据的可靠传输和流量控制。TCP提供面向连接的服务，而UDP则提供无连接的服务，适用于对实时性要求较高的应用场景。
应用层与网络安全
应用层直接为用户提供服务，常见的应用包括电子邮件、文件传输和网页浏览等。HTTP、FTP和SMTP等协议都属于应用层的范畴。网络安全是保障信息系统安全的重要组成部分，涉及防火墙、入侵检测系统和加密技术等手段，以防止未经授权的访问和数据泄露。安全协议如SSL/TLS用于保护数据的机密性和完整性。
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