【Linux网络编程】：网络入门

1.网络的发展历程

1.1 诞生阶段（20世纪60年代 - 70年代）

• 起源背景：20世纪60年代，冷战时期美国为了保障军事指挥系统在遭受核打击等极端情况下仍能正常运转，美国国防部高级研究计划局（ARPA）启动了一项名为ARPANET的研究项目，这便是现代计算机网络的雏形。
• 重要里程碑：1969年，ARPANET成功实现了加州大学洛杉矶分校、斯坦福研究院等四台计算机的互联，标志着计算机网络的正式诞生。当时的网络主要用于军事和科研领域，实现了计算机之间的简单数据传输。

1.2. 分组交换技术与协议标准化阶段（20世纪70年代 - 80年代）

• 分组交换技术：这一时期，分组交换技术得到广泛应用和发展。分组交换将数据分割成多个小块（分组），每个分组独立传输，在目的地再重新组装。这种技术提高了网络的传输效率和可靠性，成为现代网络通信的基础。
• 协议标准化：为了实现不同计算机系统之间的互联互通，网络协议的标准化工作变得至关重要。1974年，Vinton Cerf和Bob Kahn提出了TCP/IP协议（传输控制协议/网际协议），为互联网的发展奠定了坚实的基础。1983年，ARPANET全面采用TCP/IP协议，标志着互联网的正式诞生。

1.3. 局域网与广域网发展阶段（20世纪80年代 - 90年代）

• 局域网（LAN）：随着计算机技术的普及，企业和机构内部对计算机之间通信的需求日益增长，局域网技术应运而生。以太网（Ethernet）是这一时期最具代表性的局域网技术，它以其低成本、高速度和易于安装的特点，迅速得到广泛应用。
• 广域网（WAN）：为了实现不同地区之间的计算机网络互联，广域网技术也得到了快速发展。例如，X.25、帧中继等广域网技术相继出现，使得不同地区的局域网可以通过广域网连接起来，形成更大规模的网络。

1.4. 互联网商业化与普及阶段（20世纪90年代 - 21世纪初）

• 商业化浪潮：20世纪90年代初，互联网开始向商业化方向发展。1991年，欧洲核子研究中心（CERN）的Tim Berners - Lee发明了万维网（World Wide Web），并提出了超文本标记语言（HTML）和超文本传输协议（HTTP），使得互联网上的信息共享和浏览变得更加方便和直观。
• 互联网普及：随着浏览器（如Netscape Navigator、Internet Explorer等）的出现和广泛使用，互联网迅速走进千家万户。电子商务、在线媒体、社交网络等互联网应用如雨后春笋般涌现，极大地改变了人们的生活和工作方式。

1.5. 移动互联网与云计算阶段（21世纪初 - 2010年代）

略。

1.6. 物联网与人工智能融合阶段（2010年代 - 至今）

略。

来源：https://www.doubao.com/chat/

2. 网络分类

按地理范围分类

• 局域网（Local Area Network，LAN）
  • 定义：是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组，覆盖范围一般在几千米以内，如一个办公室、一栋楼、一个校园等。
  • 特点：通常由一个组织或单位自行建设和管理，数据传输速率高（如常见的百兆、千兆以太网），误码率低，拓扑结构相对简单，便于维护和管理。
  • 应用场景：广泛应用于企业办公、学校教学、家庭网络等，实现设备之间的资源共享（如文件共享、打印机共享）和通信（如内部聊天、视频会议等）。
• 城域网（Metropolitan Area Network，MAN）
  • 定义：覆盖范围介于局域网和广域网之间，一般是一个城市或地区，范围通常在10 - 100千米。
  • 特点：可能由多个局域网通过互联设备连接而成，采用的技术和设备较为复杂，数据传输速率也较高。
  • 应用场景：常用于连接城市内的政府部门、企业分支机构、学校等，实现城市范围内的资源共享和信息传输。
• 广域网（Wide Area Network，WAN）
  • 定义：覆盖范围非常广泛，可以跨越城市、国家甚至全球，如互联网就是最大的广域网。
  • 特点：通常由多个城域网或局域网通过通信运营商的网络连接而成，传输距离远，传输速率相对较低，且受地理环境和通信线路质量的影响较大。
  • 应用场景：实现全球范围内的信息交流和资源共享，如跨国企业的远程办公、国际间的电子商务、全球新闻传播等。

按拓扑结构分类

• 总线型网络
  • 结构：所有设备都连接在一条称为总线的公共传输介质上，信息沿着总线进行传输。
  • 特点：结构简单，易于安装和扩展，成本较低。但缺点是一旦总线出现故障，整个网络将受到影响，且容易发生信号冲突。
  • 应用场景：早期的局域网中曾广泛使用，如早期的以太网。
• 星型网络
  • 结构：以一个中心节点（如交换机、集线器）为核心，其他设备都通过线缆连接到该中心节点。
  • 特点：易于管理和维护，单点故障影响范围小（仅影响连接到该故障点的设备），但中心节点的可靠性要求较高，一旦中心节点出现故障，整个网络可能瘫痪。
  • 应用场景：目前企业和家庭网络中最常见的拓扑结构。
• 环型网络
  • 结构：各个设备通过通信线路首尾相连，形成一个闭合的环，数据沿着环单向或双向传输。
  • 特点：传输路径固定，无路径选择问题，实时性较好。但网络扩展困难，任何一个节点出现故障都可能导致整个网络瘫痪。
  • 应用场景：早期的一些局域网和工业控制网络中有所应用。
• 树型网络
  • 结构：是一种层次化的拓扑结构，像一棵倒置的树，由根节点、分支节点和叶子节点组成，节点之间按照层次关系连接。
  • 特点：易于扩展和管理，故障隔离较容易，但根节点的可靠性要求高，一旦根节点出现故障，会影响到其下的所有节点。
  • 应用场景：常用于大型企业网络、校园网络等的分层结构设计。
• 网状网络
  • 结构：每个节点都与其他多个节点直接相连，形成