计算机网络是现代信息社会的基石，它将分布在不同地理位置的计算机系统及其他智能设备通过通信链路与交换设备连接起来，实现资源共享和信息交换。本章将探讨计算机网络的基本概念，并聚焦于其核心的“技术服务”。
一、 计算机网络的定义与构成
计算机网络并非简单的连线集合，而是一个由硬件、软件和协议构成的复杂系统。其硬件包括终端设备（如个人电脑、智能手机、服务器）、中间设备（如路由器、交换机）以及传输介质（如光纤、双绞线、无线信号）。软件则包括操作系统、网络应用以及至关重要的网络协议。协议是通信的规则与标准，确保不同厂商、不同类型的设备能够相互理解，TCP/IP协议族就是因特网得以全球互联的核心。
二、 因特网：全球性网络的典范
因特网是世界上最大的计算机网络，是一个“网络的网络”。它由全球数以万计的自治网络（如ISP、企业网、校园网）互联而成，没有单一的中心控制机构，其稳定运行依赖于所有参与者对共同协议（主要是TCP/IP）的遵守。因特网的基础设施可以抽象为两个基本组成部分：
- 边缘部分：由所有连接到网络上的主机（端系统）构成，是信息的生产者和消费者。它们运行着各种网络应用程序，如Web浏览器、电子邮件客户端、流媒体软件等。
- 核心部分：由大量的网络和连接这些网络的路由器构成，负责为边缘部分的主机提供连通性和数据交换服务，其核心功能是路由与转发。
三、 计算机网络的核心技术服务
计算机网络存在的根本目的是提供服务。这些服务可以大致分为两大类：面向连接的服务和无连接的服务，它们通过底层复杂的技术机制，向上层的应用程序和终端用户提供以下关键能力：
- 连通性：这是最基本也是最根本的服务。网络确保任意两台主机之间能够建立通信路径，进行数据交互。从物理链路的连接到逻辑通信信道的建立，连通性服务屏蔽了地理距离和底层介质的差异。
- 资源共享：这是推动网络发展的主要动力之一。资源共享包括：
- 硬件共享：如共享打印机、存储设备和计算服务器（云计算即是典型体现）。
- 软件共享：通过网络访问部署在远程服务器上的应用程序（如SaaS服务）。
* 数据共享：访问远程数据库、文件服务器及万维网上的海量信息。
资源共享极大地提高了资源利用率，降低了总体成本。
- 可靠的数据传输：网络需要确保数据能够准确、有序、不重复地从源点到达终点，即使在部分链路出现拥塞或故障时。这主要通过差错检测（如CRC）、重传机制（如TCP协议）、流量控制和拥塞控制等一系列技术来实现。
- 可扩展性与弹性：优秀的网络设计能够适应规模和需求的变化。通过层次化、模块化的设计（如协议分层），网络可以方便地添加新设备、新用户和新服务。动态路由协议等技术使得网络在部分组件失效时仍能维持整体连通性。
- 服务质量保障：对于音视频通话、在线游戏等实时应用，网络需要提供超越“尽力而为”的服务。QoS技术旨在对不同的数据流区分优先级，保障其所需的带宽、延迟、抖动和丢包率，从而提供可预测的服务性能。
- 安全与隐私：随着网络深入生活，安全和隐私保护成为不可或缺的基础服务。这包括机密性（防止窃听）、完整性（防止篡改）、身份认证（确认通信方身份）和访问控制等技术，通过加密、防火墙、VPN、数字签名等手段实现。
四、 服务视角下的网络体系结构
为了清晰地组织这些复杂的服务与协议，计算机网络采用了分层的体系结构，如经典的OSI七层模型和实际应用的TCP/IP四层模型。每一层都为其上层提供特定的服务，同时调用其下层提供的服务。例如，传输层（如TCP）为应用层提供可靠的端到端数据传输服务，而它本身则利用网络层（如IP）提供的不可靠的主机到主机分组传送服务。这种“服务”的抽象与调用，是理解网络如何工作的关键。
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总而言之，计算机网络，特别是因特网，是一个通过精密协议协调的、提供多层次技术服务的全球化设施。从基础的连通性，到高级的资源共享、可靠传输和安全保障，这些服务共同支撑起我们今日的数字生活与经济活动。理解这些基础服务，是进一步深入学习网络协议、架构设计和应用开发的重要起点。
