计算机网络是由多个相互连接的计算机、终端设备、通信设备和软件系统组成的复杂系统，其核心目标是实现数据传输、资源共享和信息交互，从功能结构上看，计算机网络主要由硬件系统、软件系统、数据通信协议和网络应用服务四大部分组成，各部分相互协作,共同完成网络的基本功能。
硬件系统
硬件系统是计算机网络的基础物理设施，包括计算机设备、通信设备和传输介质，计算机设备是网络的节点，分为服务器和终端两类，服务器提供计算、存储和网络服务，如文件服务器、数据库服务器等；终端是用户直接操作的设备，如个人电脑、智能手机、物联网终端等，通信设备负责数据的转发和路由，常见的有路由器、交换机、集线器、网关等，路由器用于连接不同网络，实现数据包的路径选择；交换机负责局域网内部数据帧的转发；集线器则以广播方式传输数据，现已逐渐被交换机取代，传输介质是数据传输的通道，分为有线和无线两类，有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤，其中双绞线（如五类线、六类线）常用于局域网，光纤凭借高带宽、低损耗特性适用于长距离传输；无线介质包括无线电波、微波、红外线等，通过Wi-Fi、蓝牙、蜂窝网络（如4G/5G）等技术实现设备间的无线连接。
软件系统
软件系统是计算机网络的“灵魂”，负责协调硬件设备完成数据通信，网络操作系统是核心软件，安装在服务器上，管理网络资源、提供用户访问接口，常见如Windows Server、Linux（Ubuntu Server、CentOS）、Unix等，网络协议软件是数据通信的规则集，确保不同设备间能正确交换数据，其中TCP/IP协议簇是互联网的基础，包含IP（网络层协议，负责逻辑寻址和路由）、TCP（传输层协议，提供可靠的面向连接服务）、UDP（传输层协议，提供无连接的快速传输）等协议，网络管理软件用于监控网络状态、配置设备参数、排查故障，如SNMP（简单网络管理协议）工具；网络安全软件则通过防火墙、入侵检测系统、加密技术等保护网络免受攻击和未授权访问。
数据通信协议
数据通信协议是网络设备间“对话”的语言，定义了数据格式、传输顺序、错误处理等规则，按照网络分层模型（如OSI七层模型或TCP/IP四层/五层模型），协议可分为不同层次，物理层协议（如RS-232、Ethernet）定义传输介质的电气特性、接口标准等；数据链路层协议（如Ethernet II、PPP）负责在相邻节点间可靠传输数据帧，实现MAC地址寻址；网络层协议（如IP、ICMP）处理逻辑地址（IP地址），实现跨网络的路由选择；传输层协议（如TCP、UDP）提供端到端的数据传输服务，确保数据的完整性或传输效率；应用层协议（如HTTP、FTP、SMTP）直接面向用户，支持网页浏览、文件传输、邮件服务等，这些协议协同工作,使全球范围内的异构设备能够互联互通。
网络应用服务
网络应用服务是计算机网络价值的直接体现，建立在硬件和协议基础上，为用户提供特定功能，常见的应用服务包括：万维网服务（通过HTTP/HTTPS协议，浏览器访问网页资源）、文件传输服务（FTP协议，实现客户端与服务器间的文件上传下载）、电子邮件服务（SMTP、POP3/IMAP协议，支持邮件的发送与接收）、域名服务（DNS协议，将域名解析为IP地址）、远程登录服务（Telnet/SSH协议，远程管理服务器）以及云计算服务（如IaaS、PaaS、SaaS，通过网络提供计算、存储、平台软件等服务），随着技术发展，物联网服务、大数据分析服务、人工智能服务等新型应用也在不断丰富网络的功能。
相关问答FAQs
问题1：计算机网络中的路由器和交换机有什么区别？
答：路由器和交换机的主要区别在于工作层次和功能范围，交换机工作在数据链路层（OSI第二层），根据MAC地址识别设备，主要用于局域网内部数据帧的转发，能够隔离冲突域，但无法阻止广播风暴；而路由器工作在网络层（OSI第三层），通过IP地址进行寻址和路由选择，用于连接不同网络（如局域网与广域网），能够隔离广播域，并提供网络地址转换（NAT）等功能，交换机负责“局域网内的点对点通信”，路由器负责“跨网络的路径选择”。
问题2：为什么TCP/IP协议是互联网的核心协议？
答：TCP/IP协议成为互联网核心协议，主要基于以下原因：它采用分层设计（网络接口层、网络层、传输层、应用层），各层功能独立，便于标准化和扩展；网络层的IP协议提供“尽力而为”的传输服务，支持异构网络互联互通（如局域网、广域网、无线网等）；传输层的TCP协议通过三次握手、确认应答、重传机制和流量控制，确保数据传输的可靠性，而UDP协议则为实时应用（如视频通话）提供低延迟传输；TCP/IP协议簇开放且免费，全球厂商均可基于其开发兼容设备,推动了互联网的普及和发展。
