中心主题：网络
一级分支 1: 核心概念
- 定义
- 将地理位置不同的、具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路连接起来。
- 以功能完善的网络软件（尤其是网络通信协议）实现网络中资源共享和信息传递的系统。
- 目的
- 数据共享: 高效地交换和访问信息。
- 资源共享: 共享硬件（如打印机）、软件（如应用程序）和数据。
- 通信: 实现人与人、人与机器、机器与机器之间的通信（如电子邮件、即时消息）。
- 协同工作: 支持分布式计算和团队协作。
- 娱乐: 提供在线游戏、视频、音乐等。
- 发展历程
- ARPANET (1969): 互联网的前身，美国国防部高级研究计划局网络。
- TCP/IP协议 (1983): 成为ARPANET的标准协议，奠定了现代互联网的基础。
- 万维网 (1989): Tim Berners-Lee发明，使得信息可以通过超文本链接方便地浏览。
- Web 2.0 (约2004): 从静态网页转向用户生成内容、交互和社区。
- 移动互联网: 智能手机普及，网络无处不在。
- 物联网: 将日常物品连接到网络，实现万物互联。
一级分支 2: 网络分类
- 按覆盖范围
- PAN (个人区域网): 覆盖个人工作空间，如蓝牙连接。
- LAN (局域网): 覆盖一个较小地理区域，如家庭、办公室、学校，技术：以太网 (Ethernet)。
- WLAN (无线局域网): LAN的无线版本，技术：Wi-Fi。
- MAN (城域网): 覆盖一个城市范围。
- WAN (广域网): 覆盖广阔的地理区域，如国家、全球，互联网是最大的WAN。
- 按使用者
- 公用网: 由电信公司等建设，向公众提供服务，如Internet。
- 专用网: 为特定组织或机构建立，不对外提供服务，如企业内网。
- 按传输技术
- 广播式网络: 所有节点共享一个公共通信信道，如早期的局域网、Wi-Fi。
- 点对点网络: 每条物理线路连接一对节点，如广域网中的路由器连接。
- 按服务模式
- C/S (客户端/服务器): 客户端向服务器请求服务，如网页浏览、电子邮件。
- B/S (浏览器/服务器): C/S的特殊形式，客户端是浏览器。
- P2P (对等网络): 节点地位平等，既是客户端也是服务器，如BitTorrent、区块链网络。
一级分支 3: 网络组成
- 硬件
- 终端设备: 产生和消费数据的设备，如计算机、手机、服务器、IoT设备。
- 网络设备:
- 网卡: 实现设备与网络的物理连接。
- 交换机: 在局域网内转发数据帧，根据MAC地址寻址。
- 路由器: 连接不同网络，根据IP地址进行路径选择和跨网通信。
- 调制解调器: 将数字信号转换为模拟信号（用于电话线等）。
- 防火墙: 网络安全设备，监控和控制进出网络的数据流。
- 传输介质:
- 有线: 双绞线、同轴电缆、光纤。
- 无线: 无线电波、微波、红外线。
- 软件
- 网络操作系统: 如 Windows Server, Linux。
- 网络协议: 网络通信的规则和约定。
- 网络应用程序: 如 Web浏览器, FTP客户端, 邮件客户端。
- 协议
- TCP/IP协议簇: 互联网的基石协议族。
- 应用层: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS。
- 传输层: TCP (可靠传输), UDP (快速传输)。
- 网络层: IP (寻址和路由)。
- 网络接口层: 处理物理连接。
- 其他协议: ARP, ICMP, DHCP。
- TCP/IP协议簇: 互联网的基石协议族。
一级分支 4: 网络工作方式
- 数据封装与解封装
数据在发送端从上到下逐层添加头部信息（封装），在接收端从下到上逐层移除头部信息（解封装）。
- 寻址与路由
- MAC地址: 网卡物理地址，用于局域网内设备识别。
- IP地址: 逻辑地址，用于在互联网中定位设备。
- DNS (域名系统): 将人类可读的域名 (如
www.google.com) 翻译成机器可读的IP地址。 - 路由: 路由器根据路由表决定数据包的最佳传输路径。
- 网络拓扑结构
- 总线型: 所有设备连接到一根主干线上。
- 星型: 所有设备连接到一个中央节点（如交换机）。
- 环型: 设备连接成一个闭合的环。
- 网状: 设备之间有多条路径，可靠性高，成本也高。
- 树型: 星型的扩展，多级星型结构。
一级分支 5: 网络应用
- 信息获取
万维网、搜索引擎、新闻门户。
- 通信交流
电子邮件、即时通讯、社交媒体、视频会议。
- 电子商务
在线购物、网上银行、电子支付。
- 娱乐休闲
在线视频、音乐流媒体、网络游戏、直播。
- 远程办公与学习
云办公、在线教育、远程协作工具。
- 物联网
智能家居、智能城市、工业物联网。
一级分支 6: 网络安全
- 常见威胁
- 病毒: 感染其他程序进行传播。
- 蠕虫: 自我复制并主动传播。
- 木马: 伪装成正常程序，进行恶意操作。
- 勒索软件: 加密用户文件，索要赎金。
- 钓鱼攻击: 伪装成可信实体，窃取敏感信息。
- DDoS攻击 (分布式拒绝服务): 用大量请求使服务器过载，无法提供服务。
- 中间人攻击: 窃听或篡改双方通信。
- 防御措施
- 防火墙: 过滤恶意流量。
- 入侵检测/防御系统: 监控和阻止入侵行为。
- 加密技术: 对数据进行加密，防止窃听，如 SSL/TLS, VPN。
- 身份认证: 验证用户身份，如密码、多因素认证。
- 安全意识: 对用户进行安全教育，是第一道防线。
一级分支 7: 未来趋势
- 5G/6G 技术: 更高的速度、更低的延迟、更大的连接数。
- 物联网 与边缘计算: 将计算和数据存储推向网络边缘，减少延迟，提高效率。
- 云计算 与边缘计算: 云提供中心化算力，边缘提供本地化算力，协同工作。
- 软件定义网络: 将网络控制平面与数据平面分离，实现网络的可编程化和集中管理。
- 网络功能虚拟化: 将传统网络设备功能软件化，降低成本，提高灵活性。
- 量子网络: 利用量子力学原理进行通信，理论上具备绝对的安全性。
- 元宇宙: 构建一个持久化的、实时的、沉浸式的三维虚拟网络世界。
