什麼是計算機網絡？

現代計算機是一個技術奇蹟。它們在微小的矽晶圓上運行，每個晶圓上都蝕刻有小到需要以納米為單位進行測量的設計。眨眼間即可傳輸大量數據，而幾十年前會填滿一個房間的數據現在可以放在您的手掌中。就這些機器的能力而言，對於普通用戶來說，一台計算機本身是非常有限的。使現代計算機運轉的關鍵是網絡連接，特別是與 Internet 的連接。

什麼是網絡？

網絡是計算機和其他計算設備的集合，它們可以在共享但本質上封閉的系統中一起通信。這些網絡可以連接起來，從而進一步共享數據。互聯網就是這一點的最終體現。它是全球許多網絡連接的結果。

您可以在網絡中擁有最終用戶設備，例如計算機、筆記本電腦或智能手機。您還可以擁有打印機、智能家居設備和文件服務器等外圍設備。文件服務器可以為啟用網頁的大型複雜應用程序提供服務。

家庭網絡的典型佈局是每個設備都連接到一個稱為路由器的特定網絡設備。路由器在網絡內部路由流量。它還位於網絡的邊界上，如果連接，可以與其他網絡通信。如果這些網絡連接到 Internet，則家庭網絡中的每台主機都可以訪問 Internet。

在企業環境中可能會發現大型網絡中可能存在許多具有大型用戶設備的“較小”網絡。然後可以通過骨幹網絡連接這些網絡，骨幹網絡上可能只有路由器，或者也可能有服務器。

連接網絡

連接網絡需要某種形式的連接標準。在現代網絡中，大多數設備都是通過以太網或 Wi-Fi 連接的。以太網是一種使用電纜的有線標準。Wi-Fi 是一種使用無線電波進行通信的無線標準。光纖連接也是相當標準的，但主要用於數據中心等高速環境，因為它們提供更高的帶寬限制。光纖連接對沿著細玻璃線發送的激光信號中的數據進行編碼。由於折射，光被困在光纖中。

還有許多其他選項可用，包括使用微波信號與地球同步衛星通信。如果點對點鏈路具有直接視線，則可以使用可見光或不可見光進行操作。甚至還有一個愚人節笑話標準“IP over Avian Carriers”標準化了一種通過信鴿進行通信的方法，但我們不建議使用這種方法。

注意事項

通過單個網絡路由流量需要設計一個可以識別各個主機的尋址系統。當處理網絡組時，這個過程變得更加複雜。路由協議允許路由器在它們之間進行通信，以通知其他路由器它們可以將流量路由到其他位置。

有時，您可能樂於以純文本形式發送數據。這意味著任何能夠攔截數據的人都可以輕鬆確定發送的內容。如果他們實時截取數據，他們可以隨意修改。但是，對於更敏感的數據，安全性是必需的。加密協議允許兩個設備在它們之間協商安全連接，即使它們正在通信的設備不可信。

如果您想建立一個設備直接連接的網絡，加密也會派上用場。VPN 或虛擬專用網絡允許您在兩個設備之間建立加密連接。然後他們可以通過此鏈接進行通信，就像它是單個連接而不是一系列連接一樣。即使距離很遠，這也可以連接大型網絡。

關鍵績效指標

在網絡性能方面，帶寬通常是引用最多的數字。總的來說，這是有道理的。可以通過網絡傳輸的數據越多越好。但是，在某些情況下，另一個統計數據（延遲）同樣重要甚至更重要。延遲是延遲的量度。通常，它測量一條小消息從一台設備發送到另一台設備需要多長時間。

但是，在處理極其大量的數據時，也值得考慮帶寬和延遲。裝滿硬盤的汽車可以快速傳輸大量數據。儘管延遲很低，但總體“傳輸時間”可以明顯優於互聯網速度。這導致了“永遠不要低估裝滿硬盤的卡車的帶寬”這句話。捆紮 microSD 卡也證明了這種對信鴿的影響。然而，有人抱怨說這不符合上面提到的笑話標準，它只規範了紙質筆記。

與家庭用戶相比，服務質量、網絡擁塞和網絡彈性對網絡提供商來說更重要。即使帶寬總體上不錯，低質量的服務也可能在關鍵時刻導致網絡問題。像以太網電纜這樣的傳輸介質對它們在給定時間單位內可以傳輸的數據量有限制。如果流量激增，連接可能會過載，從而影響每個人的服務。有時，硬件和系統會出現故障。彈性系統可以處理一些故障而不會造成重大中斷。

結論

網絡是連接的計算設備的集合。網絡通常在物理上是本地的，儘管可以在更廣泛的網絡上配置虛擬網絡，使兩個物理上遙遠的網絡看起來直接相關。網絡需要一套物理和邏輯標準來促進通信。雖然一些網絡配置是臨時執行的，但大多數都涉及路由器。路由器既是網絡的中心點又是邊緣點。網絡上的所有設備都可以與其通信，儘管它們不一定直接連接。然後路由器可以提供對其他網絡的訪問，通常是因特網。