计算机网络的定义：计算机网络是将一个分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享的系统。
对于计算机网络理解的三种主要观点：
（1）广义观点：只要能实现远程信息处理的系统或进一步能达到资源共享的系统都可以成为计算机网络。
（2）资源共享观点：计算机网络必须由具有独立功能的计算机组成的，能实现资源共享的系统。
（3）用户透明观点：计算机网络就是一台超级计算机，资源丰富，功能强大，其使用方式对用户透明，用户使用网络就像使用单台计算一样，无需了解网络的存在，资源的位置等信息。
计算机网络的应用方向：
1、共享资源
2、电子化办公与服务
3、通信
4、远程教育
5、娱乐
计算机网络与通信、网络的关系
通信（communication）就是信息的传递，是指由一地向另一地进行信息的传输与交换，其目的就是传输信息。实现通信功能的系统称为通信系统。
以语音通信为主要目的建立的通信系统称为电话网络或电信网络，包括固话网络、移动网络等。
以发送电视信号为目的建立的通信系统称为电视网络。
以数据通信为目的建立的网络称为数据通信网络。
计算机网络是计算机技术、通信技术相结合的产物，可以实现数据的传输、收集、分配、处理、存储、消费。
计算机网络组成：
计算机网络物理组成：从物理构件上看，计算机网络包括硬件、软件、协议三大部分。
硬件：
1、主机（host）两台以上的计算机及终端设备，其中部分host充当服务器，部分充当客户机。
2、前端处理机（FEP）或通信处理机或通信控制处理机（CCP），负责发送、接收数据，最简单的CCP是网卡。
3、路由器、交换机等连接设备，交换机将计算机连接成网络，路由器将网络互联成更大的网络。
4、通信线路，具体完成将信号从一个地方传送到另一个地方，包括有线线路和无线线路。
软件：
协议：协议由语法、语义和时序三部分构成。其中语法部分规定传输数据的形式，语义部分规定所要完成的功能，时序部分规定执行各种操作的条件、顺序关系等。协议是计算机网络的核心。一个完整的协议应完成线路管理、寻址、差错控制、流量控制、路由选择、同步控制、数据分段与装配、排序、数据转换、安全管理、计费管理等功能。
计算机网络功能组成
从功能上，计算机网络由资源子网和通信子网两部分组成。其中资源子网完成数据的处理、存储等功能，通信子网完成数据的传输功能。
从工作方式上，也可以认为计算机网络由边缘网络部分和核心部分组成。其中边缘部分是用户直接使用的主机，核心部分由大量的网络及路由器组成，为边缘部分提供连通性和交换部分。
计算机网络要素组成
从组成要素上，计算机网络包括计算机、路由器、交换机、网卡、通信线路、调制解调器等基本要素组成。
计算机网络分类
1、按分布范围分类
广域网（WAN）一般分布在数十公里以上区域。
城域网（MAN）一般分布在一个城区，一般使用广域网的技术，可以看成是一个较小的广域网。
局域网（LAN）一般分布在几十米到几千米的范围，传统上，局域网与广域网使用不同的技术，广域网使用交换技术，局域网使用广播技术，而这才是二者的根本区别。但从万兆以太网开始，这种区别已经消除了。
个域网（PAN）一般指家庭内甚至是个人随身携带的网络，一般分布在几米范围内，用于将家用电器、消费电子设备、少量计算机设备连接成一个小型的网络，以采用无线通信方式为主。
2、按拓扑结构分类
按拓扑结构可将计算机网络分为总线型网络、星型网络、环型网络、树型网络、网格型网络等基本形式。
总线型网络的优点是建网容易，增加节点方便，节省线路。缺点是重负载时通信效率不高。
星型网络的优点是结构简单，建网容易，延迟小，便于管理。缺点是成本高，中心节点对故障敏感。
环型网络可以是单环也可以是双环，双环网络中两个环上信号的传输方向相反，具备自愈功能。
树型网络：节点组织成数状结构，具有层次性。
网格型网络：一般情况下，每个节点至少有两条路径与其他节点相连。有规则型和非规则型两种。网格型网络的优点是可靠性高，缺点是控制复杂，线路成本高。
3、按交换技术分类
按交换技术可将网络分为线路交换网络、报文交换网络、分组交换网络等类型。
线路交换网络：在源节点和目的节点之间建立一条专用的通路用于数据传送。包括建立连接，传输数据，断开连接三个阶段。最典型的线路交换网络就是电话网络。该网络的优点是数据直接传送延迟小，缺点是线路利用率低，不能充分利用线路容量，不便于进行差错控制。
报文交换网络：将用户数据加上源地址、目的地址、长度、校验码等辅助信息封装成报文，发送给下个节点。下个节点收到后先暂存报文，待输出线路空闲时再转发给下个节点，重复这一过程直到到达目的节点。每个报文可单独选择到达节点的路径。这类网络也称为存储-转发网络。其优点是：1.可以充分利用线路容量（可以利用多路复用技术，利用空闲时间）；2.可以实现不同链路之间不同数据率的转换；3、可以实现一对多、多对一的访问，这是Internet基础；4.可以实现差错控制；5.可以实现格式转换。缺点是：1.增加资源开销，例如辅助信息导致时间和存储开销；2.增加缓冲延迟；3.多个报文顺序可能发生错误，需要额外的顺序控制机制；4.缓冲区难于管理，因为报文的大小不确定，接收方在接收到报文之前不能预知报文的大小。
分组交换网络也称包交换网络，其原理是将数据分成较短的固定长度的数据块，在每个数据块中加上目的地址、源地址等辅助信息组成分组（包），按存储转发方式传输。除具备报文交换网络的优点外，还具有自身的优点：1.缓冲区易于管理；2.包的平均延迟更小，网络中占用的平均缓冲区更小；3.更易标准化；4.更合适应用。现在主流网络基本上都可以看成是分组交换网络。
4.按采用协议分类
每层协议都不同，因此按协议分类应指明协议的区分方式。比如按网络层的关键协议来分类，可以分为IP网、IPX网等，无线网络可以分为Wi-Fi网络、蓝牙网络等。
5.按使用的传输介质分类
按传输介质可以分为有线网络和无线网络两大类。有线网络又可以分为双绞线网络，同轴电缆网络，光纤网络，光纤同轴混合网络等。无线又可以分为无线电，微波、红外等类型。
6.按用户与网络的关联程度分
按用户与网络的关联程度可以将计算机网络分为骨干网，接入网和驻地网。
网络体系结构
分层与体系结构
网络体系结构是指构成计算机网络的各组成部分及计算机网络本身所必须实现的功能的精确定义。
分层的基本原则：
1.各层之间界面清晰自然，易于理解，相互交流尽可能少。
2.各层功能的定义独立于具体实现的方法。
3.保持下层对上层的独立性，单向使用下层提供的服务。
接口、协议与服务
接口是指同一系统内部两个相邻层次之间的交往规则。
协议是指通信双方实现相同功能的相应层次之间的交往规则。协议由语法、语义和时序三部分构成。
服务是指为紧相邻的上层提供的功能调用，每层只能调用紧相邻的下层提供的服务。服务通过服务访问点（SAP）提供。
面向连接的服务与无连接的服务
面向连接的服务是指在通信之前，双方需要建立连接，然后才能开始传送数据，传送完成后需要释放连接。建立连接时需要分配相应的资源如缓冲区，以保证通信能正常进行。无连接的服务是指双方通信前不事先建立连接，需要发送数据时，直接发送。
有应答服务与无应答服务
有应答服务是指接收方在收到数据后向发送方给出相应的应答，该应答由传输系统内部自动实现，而不是用户实现。无应答服务是指接收方收到数据后不自动给出应答。
可靠服务与不可靠服务
可靠服务是指网络具有检错，纠错，应答机制，能保证数据正确，可靠的传送到目的地。而不可靠服务是指网络不能保证数据正确、可靠的传送到目的地，网络只是尽量正确、可靠，是一种尽力而为的服务。
数据传送单位
服务数据单元SDU：为完成用户所要求的功能而应传送的数据。
协议控制信息PCI：控制协议操作的信息。
协议数据单元PDU：协议交换的数据单位。
三者之间的关系为：N-SDU+N-PCI=N-PDU=（N-1）SDU。
OSI/ISO与TCP/IP体系结构模型
国际化标准组织（International Standardization organization）ISO于1978年提出了一个网络体系结构模型，称为开放系统互联模型（OSI）。OSI有七层，从低到高依次为物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。
应用层的主要协议有：DNS、HTTP、SMTP、POP3、FTP、TELNET、SNMP。
传输层的主要协议有：TCP、UDP。
互联网层主要协议有：IP、ICMP、ARP、RARP。
OSI参考模型的各层功能如下：
物理层：在链路上透明的传输位。需要完成的工作包括线路配置、确定数据传输模式、确定信号形式，对信号进行编码、连接传输介质。为此定义了建立、维护和拆除物理链路所具备的机械特性、电气特性、功能特性以及规程特性。
数据链路层：把不可靠的信道变为可靠的信道。为此将比特组成帧，在链路上提供点到点的传输，并进行差错控制，流量控制等。
网络层：在源节点与目的节点之间进行路由选择、拥塞控制、顺序控制、传送包，保证报文的正确性。网络层控制着通信子网的运行，因而它又称为通信子网层。
传输层：提供端到端可靠的、透明的数据传输，保证报文顺序的正确性，提供进程之间建立、管理和终止会话的方法，处理同步与恢复问题。
表示层：实现数据转换（包括格式转换、压缩、加密等），提供标准的应用接口、公用的通信服务、公共数据表示方法。
应用层：对用户不透明的各种服务。
TCP/IP模型
美国国防部高级研究计划局（DOD-ARPA）1969年在研究ARPANET时提出了TCP/IP模型，从低到高各层次依次为网络接口层、互联网层、传输层、应用层。
