一、计算机网络简介

计算机网络是现代信息社会的基石，其核心定义是：将地理位置不同、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路和通信设备连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的系统。

核心要素与目标

1. 互联的自治计算机：每台计算机在联网前后均能独立工作。
2. 通信线路与设备：包括传输介质（如双绞线、光纤）和互联设备（如交换机、路由器）。
3. 协议与软件：遵循统一的规则（如TCP/IP协议族）进行通信。
4. 主要目标：

• 资源共享：共享硬件（打印机、存储）、软件和数据。

• 信息交换与通信：电子邮件、即时通讯等。

• 提高可靠性：通过冗余提供备份。

• 分布式处理与负载均衡：将大任务分解到多台计算机协同完成。

二、计算机网络分类（按地理范围）

这是最常见的分类方式，直接决定了网络的技术特性和设计思路。

1. 局域网 (Local Area Network, LAN)

• 范围：覆盖有限的地理区域，如办公室、楼层、校园。

• 特点：高数据传输速率（10Mbps至100Gbps）、低误码率、私有管理、拓扑结构规整（星型、总线型、环型为主）。

• 典型技术：以太网（Ethernet）、Wi-Fi（IEEE 802.11）。

1. 城域网 (Metropolitan Area Network, MAN)

• 范围：覆盖一个城市或地区，介于LAN和WAN之间。

• 特点：作为城市基础设施，为多个LAN提供高速互联。

• 典型技术：早期有FDDI、DQDB，现在多采用基于SDH/DWDM的光纤网络或以太网技术。

1. 广域网 (Wide Area Network, WAN)

• 范围：覆盖国家、大洲乃至全球。

• 特点：传输距离远、速率通常低于LAN（但随着光纤普及已极大提升）、利用公共电信网络、拓扑结构复杂不规则。

• 典型技术：分组交换（如X.25、帧中继）、电路交换（如PSTN）、以及当前主流的IP over Everything（基于IP协议，运行在SDH、MPLS等底层之上）。互联网是最大的广域网。

1. 个人区域网 (Personal Area Network, PAN)

• 范围：围绕个人工作空间的极小型网络，通常10米以内。

• 特点：用于连接个人设备。

• 典型技术：蓝牙（Bluetooth）、ZigBee、红外（IrDA）。

补充分类：
按拓扑结构：总线型、星型、环型、网状型、树型等。
按传输技术：广播式网络（如传统以太网）、点对点网络（如帧中继）。
* 按使用者：公用网（如互联网）、专用网（如企业、军队内部网络）。

三、网络工程概述

网络工程是将系统化的、规范的、可度量的方法应用于网络系统的设计、实现、运维和管理的全过程。 它不仅仅是设备连接，更是一项系统工程。

网络工程的生命周期（关键阶段）

1. 需求分析与规划：明确网络建设的目标、范围、性能指标（如吞吐量、延迟）、安全要求和预算。这是后续所有工作的基础。
2. 网络设计：

• 逻辑设计：设计IP地址规划、VLAN划分、路由协议选择、网络管理策略等。

• 物理设计：选择设备型号、确定布线方案、机房规划等。

• 遵循层次化模型（如接入层、汇聚层、核心层）以增强可扩展性和可管理性。

1. 实施与部署：按照设计方案进行设备采购、安装、配置、调试和系统集成。
2. 测试与验收：进行连通性测试、性能测试、安全测试等，确保网络符合设计要求，并完成项目验收。
3. 运维与管理：网络进入稳定运行阶段后，需要进行持续的监控、故障排除、性能优化、配置备份和安全管理。
4. 优化与升级：根据业务发展和技术演进，对现有网络进行扩容、技术改造或架构升级。

网络工程师的核心技能要求

• 理论知识：深入理解OSI/RM、TCP/IP模型及各层协议原理。
• 规划设计能力：能够根据场景完成中小型网络的规划与设计。
• 设备配置与管理：熟练掌握主流厂商（如华为、思科）路由器、交换机的配置。
• 故障排查能力：运用各种工具（如ping, traceroute, 协议分析器）快速定位并解决网络问题。
• 安全意识：具备部署防火墙、VPN、访问控制列表等基础安全能力。

总结：本部分作为开篇，旨在建立对计算机网络宏观概念、分类标准以及网络工程系统性工作流程的整体认识。理解这些基础是后续深入学习协议细节、路由交换技术、网络安全等具体知识的前提。在软考中，这些概念是选择题和案例分析题的常考基础。