在信息社會,，各種各樣的信息系統(tǒng)為我們的生活,、學習帶來了便利。但在信息系統(tǒng)的運行中,，通過網(wǎng)絡(luò)提供準確,、快捷的數(shù)據(jù)傳輸為信息系統(tǒng)中信息的存儲、傳輸以及信息系統(tǒng)的智能化響應(yīng)等提供了堅實的保障,。人們對網(wǎng)速與帶寬的要求越來越高,。
計算機網(wǎng)絡(luò)是指利用各種通信線路，把地理位置上分散的,、彼此獨立的多臺計算機連接起來,，遵循某種約定進行通信，實現(xiàn)資源共享及協(xié)同工作的系統(tǒng),。其中計算機主要用來處理信息,，通信線路和連接設(shè)備用于“連接”，也就是交換信息,，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是一種約定,，連入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備及數(shù)據(jù)的傳輸需要遵守這些約定的規(guī)則。人們也常將“計算機”“通信線路和連接設(shè)備”以及“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議”稱為網(wǎng)絡(luò)的三要素,，它們是計算機網(wǎng)絡(luò)不可或缺的組成部分,。計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
依據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋地域大小,，網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng),。局域網(wǎng)是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計算機互聯(lián)組成的計算機組，一般覆蓋方圓幾公里以內(nèi),。比如某一辦公室,、同一建筑物、同一公司或同一學校等,。主要特點是信息傳輸高速,、快捷,。廣域網(wǎng)是一種跨越較大地域的計算機網(wǎng)絡(luò)的集合。通常指連接多個地區(qū),、國家甚至全球,。主要特點是超大范圍，但和局域網(wǎng)相比,，信息的傳輸速率偏低,。
網(wǎng)絡(luò)中的計算機設(shè)備必須通過一定的通信線路及連接設(shè)備進行連接。常見的通信新路包括有線連接和無線連接,。其中有線線路常見的有兩種,。其一是雙絞線，雙絞線的線纜兩端安裝了連接網(wǎng)卡與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接頭,，可以很方便地通過插接來連接相關(guān)設(shè)備,。一般而言，雙絞線的有效傳輸距離在100米以內(nèi),，超過這個距離需要相關(guān)設(shè)備輔助；其二是光纖,。光纖是由一組光導(dǎo)纖維組成,，用來傳播光束，由于光纖不受外界電磁場的干擾,，同時光信號在光纖中傳輸時的信號衰減較少,，因此常以光纖作為通信線路用于主干網(wǎng)絡(luò)，來實現(xiàn)穩(wěn)定,、高速,、長距離的數(shù)據(jù)傳輸。無線線路常用于移動設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的連接,。無線網(wǎng)絡(luò)是指利用無線電波,、紅外線等實現(xiàn)連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。
常用的連接設(shè)備有網(wǎng)卡,、交換機和路由器等,，在實際應(yīng)用中，它們具有不同的型號和分類,。
交換機是將若干臺計算機連接起來,，方便它們之間相互通信的設(shè)備。交換機往往有很多個端口,，其中標有數(shù)字序號的端口可用于連接計算機設(shè)備,。標有“Uplink”的端口可以再連接交換機或路由器，用于構(gòu)建更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),。
路由器與交換機不同,，它是應(yīng)用于不同網(wǎng)絡(luò)之間,，連接多個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)際設(shè)備。它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設(shè)定路由,，以最佳路徑,，按前后順序發(fā)送信號。路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐,，"交通警察",。
現(xiàn)在我們看一個網(wǎng)絡(luò)連接示意圖。比如這里多臺計算機或服務(wù)器通過交換機連接組成“局域網(wǎng)一”,，另一個地理位置較遠的多臺計算機或信息系統(tǒng)中的嵌入式計算機通過交換機連接組成“局域網(wǎng)二”,，它們之間要想相互通信，需要通過交換機的“Uplink”端口分別連接路由器,，通過路由器連接進入廣域網(wǎng),。
前面我們提到過，在計算機網(wǎng)絡(luò)三要素中,，計算機是通信主體,，線路和連接設(shè)備是通信介質(zhì)，它們可以看作硬件部分,。要想實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,，還需要有通信協(xié)議，它可以看作軟件部分,。它們之間的協(xié)同一致,，才構(gòu)成了完整的計算機網(wǎng)絡(luò)。計算機網(wǎng)絡(luò)包含了一系列標準和規(guī)范,，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,。是指所有軟件、硬件所共同遵守的一種數(shù)據(jù)編碼的格式和傳輸數(shù)據(jù)的方式的集合,?！猩习俜N協(xié)議規(guī)范著設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信，其中TCP/IP協(xié)議是最主要的協(xié)議之一,。
接下來我們介紹幾個主要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,。TCP/IP協(xié)議是目前網(wǎng)絡(luò)的最核心（最基本）的協(xié)議。其中TCP負責檢驗,，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?/span>IP負責數(shù)據(jù)分包,，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭_。TCP/IP協(xié)議規(guī)定了連入網(wǎng)絡(luò)的計算機必須使用IP地址,。HTTP稱為超文本傳輸協(xié)議,，主要用于瀏覽網(wǎng)頁。FTP是文件傳輸協(xié)議，用于文件的上傳和下載,。其中上傳,，upload,指從本地傳文件到遠程計算機。下載,，download,指從遠程計算機拷貝文件到本機,。SMTP/POP3是簡單郵件傳輸協(xié)議，SMTP,，負責發(fā)送電子郵件,，POP3，用于接收電子郵件,。
如這張圖是一臺計算機的TCP/IP屬性的截圖,。這里的IP地址用于標識網(wǎng)絡(luò)中的計算機，子網(wǎng)掩碼用于區(qū)分是否同一個網(wǎng)段,，網(wǎng)關(guān)類似于門衛(wèi),，通常是交換機的IP地址。下面的這個DNS服務(wù)器,，是將域名解析為IP地址,。針對不同的網(wǎng)絡(luò)，這些內(nèi)容需要設(shè)置正確才能正常連網(wǎng),。IP地址作用可以類比為人在社會上的身份證號碼,，具有唯一性。它一般具有以下特點,。1.點分四部分十進制數(shù)表示；2.中間用的是英文中的小圓點,；3.每一部分的數(shù)值范圍在【0-255】之間,。
在TCP/IP協(xié)議中，IP協(xié)議負責把數(shù)據(jù)從一臺計算機通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一臺計算機,。比如這里的網(wǎng)絡(luò),，各個設(shè)備都分配有IP地址，如果要從這臺計算機發(fā)送信息“你好”,，IP協(xié)議的功能就是將這個數(shù)據(jù)分割成一小塊一小塊的數(shù)據(jù)包,，然后再發(fā)送。
TCP協(xié)議是建立在IP協(xié)議基礎(chǔ)之上的,，它負責在兩臺計算機之間建立可靠的連接,。如在這例子中，數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)通信線路和設(shè)備發(fā)送到對方計算機之后,，對方計算機會返回一個“確認收到”的信息,，并將確認信息返回到原來的發(fā)送方，以保證發(fā)出的數(shù)據(jù)包被完整接收,。如果IP數(shù)據(jù)包丟失,，沒有接收到確認信息,，數(shù)據(jù)包會自動重發(fā)。反復(fù)這個過程,，來保證數(shù)據(jù)之間的可靠傳輸,。
由此可見，數(shù)據(jù)在傳輸時,，事先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對原始數(shù)據(jù)進行編碼,，也就是形成“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包”，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的傳輸,，到底目的地之后,，再根據(jù)數(shù)據(jù)要求對數(shù)據(jù)包進行解碼，從而讀出數(shù)據(jù)信息,。
一是互聯(lián)網(wǎng)。是由多個不同的計算機網(wǎng)絡(luò)通過一組通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互連接而形成的規(guī)模更大的網(wǎng)絡(luò),。比如我們?nèi)粘７浅Ｊ煜さ霓k公樓網(wǎng)絡(luò),、學校局域網(wǎng)以及家庭網(wǎng)絡(luò)等不同的網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)連接線路與設(shè)備連接起來，遵守共同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,，就組成了互聯(lián)網(wǎng),。
二是因特網(wǎng)。采用TCP/IP協(xié)議,，它是世界上最大的,、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡(luò),?？梢赃@樣認為，因特網(wǎng)是世界上最大的一個互聯(lián)網(wǎng),。
作為一名普通用戶,，我們當前常用的連網(wǎng)方式主要是這樣兩種。一是“家庭寬帶”接入,，采用這種方式,，常用的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是智能手機、筆記本電腦,、平板電腦以及IPTV的電視機頂盒等,，家庭寬帶一般由“光纖接入”，可以到電信公司申請不同的帶寬,。二是移動網(wǎng)絡(luò)接入,，主要設(shè)備是我們的智能手機或IPAD等，也就是我們常說的4G\5G等。
我們以家庭光纖接入為例,，簡單了解一下其網(wǎng)絡(luò)連接示意圖,。家庭成員的終端設(shè)備通過有線或無線連接入家庭光電路由轉(zhuǎn)換器，而這個路由器其實是通過光纖連入小區(qū)內(nèi)的光纖交換機,，然后再接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商（如電信）的路由器,，由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商提供連入互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)。
比如我們在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商處申請的是100M的帶寬,，可是很多人通過下載工具發(fā)現(xiàn)下載速度少于100M,比如這里僅為5.2MB/S,，這是怎么回事呢？我們要知道,，這里的帶寬100M,，其單位其實是bps，也就是“比特每秒”,，其實表示的是傳輸速率最高可達每秒100Mbit,。而下載工具中的下載速度一般以字節(jié)每秒 Byte/s為單位。同時,，由于1個字節(jié)等于8個二進制數(shù)位,，如果將單位統(tǒng)一，100Mbps相當于12.5M字節(jié)每秒,。而我們的下載速率,，還往往會受到很多因素的影響，達不到最高下載速率,。
那么,，影響網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的因素都有哪些呢？較常見的因素主要有四個,。第一,，帶寬是否共享。比如家庭中有多個終端設(shè)備接入,，同時如果小區(qū)內(nèi)的用戶數(shù)較多,，也會平分小區(qū)總出口的帶寬,。第二,，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能影響。比如,，如果你申請的是500Mbps的帶寬,，但購置的無線路由器僅能提供300Mbps的傳輸能力，使用者的帶寬峰值就會受到限制,。第三,，信號是否受到干擾。如無線連接方式比較容易受到外部電磁波帶來的干擾，會導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤,，錯誤的數(shù)據(jù)反復(fù)重發(fā),，也會降低網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。第四,，網(wǎng)絡(luò)連接中的時延問題,。當我們訪問因特網(wǎng)中的一個服務(wù)器時，數(shù)據(jù)包要經(jīng)過多個交換機,、路由器的傳遞,。這個過程中，這些設(shè)備處理數(shù)據(jù)需要時間,，如果某一網(wǎng)段帶寬資源用盡,，還會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞，傳輸速率也會變慢,。
同學們,，在信息社會，計算機網(wǎng)絡(luò)為信息系統(tǒng)中信息的傳輸,、處理,、輸出以及信息系統(tǒng)的智能化響應(yīng)提供了保障。大家在生活學習中,，應(yīng)該利用所學知識,，試著分析信息系統(tǒng)是如何通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，從而更好的理解我們所處的時代,，相信大家都是最棒的,。
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