计算机网络是现代信息技术的基础，它将分散的计算机系统连接起来，实现资源共享和信息交换。从计算机系统服务的视角看，网络的核心功能是为上层应用和用户提供高效、可靠的数据传输服务。本文将从服务模型、关键协议及核心机制三个层面，对计算机网络的基础知识点进行梳理。
一、 网络体系结构与服务模型
计算机网络的体系结构通常采用分层模型，以简化设计、实现和维护。其中最经典的是OSI七层模型和TCP/IP四层模型。从服务角度看，每一层都为其上层提供服务，同时调用其下层的服务。
- TCP/IP模型：这是当前互联网事实上的标准。其四层结构包括：
- 应用层：直接为用户的应用进程提供服务，如HTTP、FTP、DNS等协议。
- 传输层：为运行在不同主机上的应用进程提供端到端的逻辑通信服务，核心协议是TCP（提供面向连接的可靠服务）和UDP（提供无连接的尽力而为服务）。
- 网络层：负责将数据包从源主机跨越多网络路由到目的主机，核心协议是IP。
- 网络接口层：负责在物理网络上传输数据帧。
- 服务类型：网络提供的服务主要分为两类：
- 面向连接的服务（如TCP）：通信前需建立连接，传输过程有序、可靠，类似电话系统。
- 无连接的服务（如UDP）：无需预先建立连接，每个数据单元独立寻址传输，类似邮政系统。
二、 核心服务协议与机制
1. IP协议与服务：
IP是网络层的核心，提供不可靠、无连接的数据报传送服务。其关键服务包括：
- 寻址：通过IP地址唯一标识网络中的主机。
- 路由：根据路由表为数据包选择最佳路径。
- 分片与重组：适配不同数据链路层的最大传输单元。
2. TCP协议与服务：
在IP的尽力而为服务之上，TCP提供了应用层所需的可靠字节流服务，其核心服务机制包括：
- 连接管理：通过“三次握手”建立连接，“四次挥手”释放连接。
- 可靠传输：通过序号、确认、重传机制确保数据正确、有序送达。
- 流量控制：使用滑动窗口机制，防止发送方淹没接收方缓冲区。
- 拥塞控制：通过慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复算法，防止网络过载。
3. UDP协议与服务：
UDP提供简单的无连接服务，仅增加端口寻址和差错检测功能。其优点是开销小、延迟低，适用于实时应用（如音视频流、DNS查询）。
三、 应用层服务范例
应用层协议直接体现了网络为终端用户提供的具体服务：
- Web服务（HTTP/HTTPS）：提供超文本信息的请求与传输服务。
- 文件传输服务（FTP）：提供跨网络的文件上传与下载服务。
- 域名服务（DNS）：提供域名到IP地址的解析服务，是互联网的“电话簿”。
- 电子邮件服务（SMTP/POP3/IMAP）：提供邮件的发送、接收与存储管理服务。
计算机网络从系统服务层面，构建了一个从底层物理连接到顶层应用服务的完整栈。理解各层的服务模型、核心协议及其交互机制，是掌握网络技术的关键基础。在下篇中，我们将进一步梳理网络安全、无线网络及新兴网络技术等进阶知识点。
