網(wǎng)絡基礎知識

1、· 什么是計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡管理軟件及網(wǎng)絡通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機系統(tǒng)。簡單地說，計算機網(wǎng)絡就是通過電纜、電話線或無線通訊將兩臺以上的計算機互連起來的集合。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展經(jīng)歷了面向終端的單級計算機網(wǎng)絡、計算機網(wǎng)絡對計算機網(wǎng)絡和開放式標準化計算機網(wǎng)絡三個階段。計算機網(wǎng)絡通俗地講就是由多臺計算機（或其它計算機網(wǎng)絡設備）通過傳輸介質(zhì)和軟件物理（或邏輯）連接在一起組成的?？偟膩碚f計算機網(wǎng)絡的組成基本上包括：計算機、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)（可以是有形的，也可以

2、是無形的，如無線網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)就是看不見的電磁波）以及相應的應用軟件四部分。· 計算機網(wǎng)絡的主要功能計算機網(wǎng)絡的功能要目的是實現(xiàn)計算機之間的資源共享、網(wǎng)絡通信和對計算機的集中管理。除此之外還有負荷均衡、分布處理和提高系統(tǒng)安全與可靠性等功能。1、資源共享（1）硬件資源:包括各種類型的計算機、大容量存儲設備、計算機外部設備，如彩色打印機、靜電繪圖儀等。（2）軟件資源:包括各種應用軟件、工具軟件、系統(tǒng)開發(fā)所用的支撐軟件、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。（3）數(shù)據(jù)資源：包括數(shù)據(jù)庫文件、數(shù)據(jù)庫、辦公文檔資料、企業(yè)生產(chǎn)報表等。（4）信道資源：通信信道可以理解為電信號的傳輸介質(zhì)。通信信道的共享是計

3、算機網(wǎng)絡中最重要的共享資源之一。2、網(wǎng)絡通信通信通道可以傳輸各種類型的信息,包括數(shù)據(jù)信息和圖形、圖像、聲音、視頻流等各種多媒體信息。3、分布處理把要處理的任務分散到各個計算機上運行，而不是集中在一臺大型計算機上。這樣，不僅可以降低軟件設計的復雜性，而且還可以大大提高工作效率和降低成本。4、集中管理計算機在沒有聯(lián)網(wǎng)的條件下，每臺計算機都是一個“信息孤島”。在管理這些計算機時，必須分別管理。而計算機聯(lián)網(wǎng)后，可以在某個中心位置實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡的管理。如數(shù)據(jù)庫情報檢索系統(tǒng)、交通運輸部門的定票系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等。5、均衡負荷當網(wǎng)絡中某臺計算機的任務負荷太重時，通過網(wǎng)絡和應用程序的控制和管理，將作業(yè)分散到

4、網(wǎng)絡中的其它計算機中，由多臺計算機共同完成。· 計算機網(wǎng)絡的特點1、可靠性在一個網(wǎng)絡系統(tǒng)中，當一臺計算機出現(xiàn)故障時，可立即由系統(tǒng)中的另一臺計算機來代替其完成所承擔的任務。同樣，當網(wǎng)絡的一條鏈路出了故障時可選擇其它的通信鏈路進行連接。2、高效性計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)擺脫了中心計算機控制結構數(shù)據(jù)傳輸?shù)木窒扌裕⑶倚畔鬟f迅速，系統(tǒng)實時性強。網(wǎng)絡系統(tǒng)中各相連的計算機能夠相互傳送數(shù)據(jù)信息，使相距很遠的用戶之間能夠即時、快速、高效、直接地交換數(shù)據(jù)。3、獨立性網(wǎng)絡系統(tǒng)中各相連的計算機是相對獨立的，它們之間的關系是既互相聯(lián)系，又相互獨立。4、擴充性在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中,人們能夠很方便、靈活地接入新的計算機，

5、從而達到擴充網(wǎng)絡系統(tǒng)功能的目的。5、廉價性計算機網(wǎng)絡使微機用戶也能夠分享到大型機的功能特性,充分體現(xiàn)了網(wǎng)絡系統(tǒng)的“群體”優(yōu)勢，能節(jié)省投資和降低成本。6、分布性計算機網(wǎng)絡能將分布在不同地理位置的計算機進行互連，可將大型、復雜的綜合性問題實行分布式處理。7、易操作性對計算機網(wǎng)絡用戶而言,掌握網(wǎng)絡使用技術比掌握大型機使用技術簡單，實用性也很強。計算機網(wǎng)絡的結構組成一個完整的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)是由網(wǎng)絡硬件和網(wǎng)絡軟件所組成的。網(wǎng)絡硬件是計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的物理實現(xiàn),網(wǎng)絡軟件是網(wǎng)絡系統(tǒng)中的技術支持。兩者相互作用,共同完成網(wǎng)絡功能。網(wǎng)絡硬件：一般指網(wǎng)絡的計算機、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡連接設備等。網(wǎng)絡軟件：一般指網(wǎng)絡操作系統(tǒng)

6、、網(wǎng)絡通信協(xié)議等網(wǎng)絡硬件的組成1、主計算機在一般的局域網(wǎng)中，主機通常被稱為服務器，是為客戶提供各種服務的計算機，因此對其有一定的技術指標要求，特別是主、輔存儲容量及其處理速度要求較高。根據(jù)服務器在網(wǎng)絡中所提供的服務不同,可將其劃分為文件服務器、打印服務器、通信服務器、域名服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等。2、網(wǎng)絡工作站除服務器外，網(wǎng)絡上的其余計算機主要是通過執(zhí)行應用程序來完成工作任務的，我們把這種計算機稱為網(wǎng)絡工作站或網(wǎng)絡客戶機，它是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)主要的發(fā)生場所和使用場所，用戶主要是通過使用工作站來利用網(wǎng)絡資源并完成自己作業(yè)的。3、網(wǎng)絡終端是用戶訪問網(wǎng)絡的界面，它可以通過主機聯(lián)入網(wǎng)內(nèi)，也可以通過通信控制處理機

7、聯(lián)入網(wǎng)內(nèi)。4、通信處理機一方面作為資源子網(wǎng)的主機、終端連接的接口，將主機和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面它又作為通信子網(wǎng)中分組存儲轉發(fā)結點，完成分組的接收、校驗、存儲和轉發(fā)等功能。5、通信線路通信線路（鏈路）是為通信處理機與通信處理機、通信處理機與主機之間提供通信信道。6、信息變換設備對信號進行變換，包括：調(diào)制解調(diào)器、無線通信接收和發(fā)送器、用于光纖通信的編碼解碼器等。· 網(wǎng)絡軟件的組成在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，除了各種網(wǎng)絡硬件設備外，還必須具有網(wǎng)絡軟件1、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡軟件中最主要的軟件,用于實現(xiàn)不同主機之間的用戶通信，以及全網(wǎng)硬件和軟件資源的共享，并向用戶提供統(tǒng)一的、方便的網(wǎng)絡接

8、口,便于用戶使用網(wǎng)絡。目前網(wǎng)絡操作系統(tǒng)有三大陣營：UNIX、NetWare和Windows。目前， 我國最廣泛使用的是Windows網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。2、網(wǎng)絡協(xié)議軟件網(wǎng)絡協(xié)議是網(wǎng)絡通信的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，網(wǎng)絡協(xié)議軟件是用于實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議功能的軟件。目前, 典型的網(wǎng)絡協(xié)議軟件有TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議、IEEE802標準協(xié)議系列等。其中, TCP/IP是當前異種網(wǎng)絡互連應用最為廣泛的網(wǎng)絡協(xié)議軟件。3、網(wǎng)絡管理軟件網(wǎng)絡管理軟件是用來對網(wǎng)絡資源進行管理以及對網(wǎng)絡進行維護的軟件，如性能管理、配置管理、故障管理、記費管理、安全管理、網(wǎng)絡運行狀態(tài)監(jiān)視與統(tǒng)計等。4、網(wǎng)絡通信軟件是用于實現(xiàn)網(wǎng)絡中各種設備之間

9、進行通信的軟件，使用戶能夠在不必詳細了解通信控制規(guī)程的情況下，控制應用程序與多個站進行通信,并對大量的通信數(shù)據(jù)進行加工和管理。5、網(wǎng)絡應用軟件網(wǎng)絡應用軟件是為網(wǎng)絡用戶提供服務，最重要的特征是它研究的重點不是網(wǎng)絡中各個獨立的計算機本身的功能，而是如何實現(xiàn)網(wǎng)絡特有的功能。· 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構當我們組建計算機我網(wǎng)絡時，要考慮網(wǎng)絡的布線方式，這也就涉及到了網(wǎng)絡拓撲結構的內(nèi)容。網(wǎng)絡拓撲結構指網(wǎng)路中計算機線纜，以及其他組件的物理布局。局域網(wǎng)常用的拓樸結構有：總線型結構、環(huán)型結構、星型結構、樹型結構。拓撲結構影響著整個網(wǎng)絡的設計、功能、可靠性和通信費用等許多方面，是決定局域網(wǎng)性能優(yōu)劣的重要因素

10、之一。1、總線型拓撲結構總線型拓撲結構是指：網(wǎng)絡上的所有計算機都通過一條電纜相互連接起來總線上的通信：在總線上，任何一臺計算機在發(fā)送信息時，其他計算機必須等待。而且計算機發(fā)送的信息會沿著總線向兩端擴散，從而使網(wǎng)絡中所有計算機都會收到這個信息，但是否接收，還取決于信息的目標地址是否與網(wǎng)絡主機地址相一致，若一致，則接受；若不一致，則不接收。信號反射和終結器：在總線型網(wǎng)絡中，信號會沿著網(wǎng)線發(fā)送到整個網(wǎng)絡。當信號到達線纜的端點時，將產(chǎn)生反射信號，這種發(fā)射信號會與后續(xù)信號發(fā)送沖突，從而使通信中斷。為了防止通信中斷，必須在線纜的兩端安裝終結器，以吸收端點信號，防止信號反彈。特點：其中不需要插入任何其他的連

11、接設備。網(wǎng)絡中任何一臺計算機發(fā)送的信號都沿一條共同的總線傳播，而且能被其他所有計算機接收。有時又稱這種網(wǎng)絡結構為點對點拓樸結構。優(yōu)點：連接簡單、易于安裝、成本費用低缺點： 傳送數(shù)據(jù)的速度緩慢：共享一條電纜，只能有其中一臺計算機發(fā)送信息，其他接收。維護困難：因為網(wǎng)絡一旦出現(xiàn)斷點，整個網(wǎng)絡將癱瘓，而且故障點很難查找。2、星型拓撲結構：每個節(jié)點都由一個單獨的通信線路連接到中心節(jié)點上。中心節(jié)點控制全網(wǎng)的通信，任何兩臺計算機之間的通信都要通過中心節(jié)點來轉接。因些中心節(jié)點是網(wǎng)絡的瓶頸，這種拓樸結構又稱為集中控制式網(wǎng)絡結構，這種拓撲結構是目前使用最普遍的拓撲結構，處于中心的網(wǎng)絡設備跨越式集線器（Hub）也可

12、以是交換機。優(yōu)點：結構簡單、便于維護和管理，因為當中某臺計算機或頭條線纜出現(xiàn)問題時，不會影響其他計算機的正常通信，維護比較容易。缺點：通信線路專用，電纜成本高；中心結點是全網(wǎng)絡的可靠瓶頸，中心結點出現(xiàn)故障會導致網(wǎng)絡的癱瘓。3、環(huán)型拓撲結構：環(huán)型拓撲結構是以一個共享的環(huán)型信道連接所有設備，稱為令牌環(huán)。在環(huán)型拓撲中，信號會沿著環(huán)型信道按一個方向傳播，并通過每臺計算機。而且，每臺計算機會對信號進行放大后，傳給下一臺計算機。同時，在網(wǎng)絡中有一種特殊的信號稱為令牌。令牌按順時針方向傳輸。當某臺計算機要發(fā)送信息時，必須先捕獲令牌，再發(fā)送信息。發(fā)送信息后在釋放令牌。環(huán)型結構有兩種類型，即單環(huán)結構和雙環(huán)結構。

13、令牌環(huán)（Token Ring）是單環(huán)結構的典型代表，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）是雙環(huán)結構的典型代表。環(huán)型結構的顯著特點是每個節(jié)點用戶都與兩個相鄰節(jié)點用戶相連。優(yōu)點：電纜長度短：環(huán)型拓撲網(wǎng)絡所需的電纜長度和總線拓撲網(wǎng)絡相似，但比星型拓撲結構要短得多。增加或減少工作站時，僅需簡單地連接?？墒褂霉饫w；它的傳輸速度很高，十分適用一環(huán)型拓撲的單向傳輸。傳輸信息的時間是固定的，從而便于實時控制。缺點：節(jié)點過多時,影響傳輸效率。環(huán)某處斷開會導致整個系統(tǒng)的失效，節(jié)點的加入和撤出過程復雜。檢測故障困難：因為不是集中控制，故障檢測需在網(wǎng)個各個節(jié)點進行，故障的檢測就不很容易。4、樹型拓撲結構樹型結構是星型結構的

14、擴展，它由根結點和分支結點所構成，如圖所示。優(yōu)點：結構比較簡單，成本低。擴充節(jié)點方便靈活。缺點：對根結點的依賴性大，一旦根結點出現(xiàn)故障，將導致全網(wǎng)不能工作；電纜成本高。5、網(wǎng)狀結構與混合型結構網(wǎng)狀結構是指將各網(wǎng)絡結點與通信線路連接成不規(guī)則的形狀，每個結點至少與其他兩個結點相連，或者說每個結點至少有兩條鏈路與其他結點相連，如圖（a）所示。大型互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結構，如我國的教育科研網(wǎng)CERNET（b）、Internet的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀結構（a）網(wǎng)狀拓撲結構 （b） CERNET主干網(wǎng)拓撲結構優(yōu)點：可靠性高；因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡性能，但路徑選擇

15、比較復雜。缺點：結構復雜，不易管理和維護；線路成本高；適用于大型廣域網(wǎng)?；旌闲徒Y構是由以上幾種拓撲結構混合而成的，如環(huán)星型結構，它是令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)常用的結構。再如總線型和星型的混合結構等。· 計算機網(wǎng)絡的分類由于計算機網(wǎng)絡自身的特點，其分類方法有多種。根據(jù)不同的分類原則，可以得到不同類型的計算機網(wǎng)絡。· 按覆蓋范圍分類按網(wǎng)絡所覆蓋的地理范圍的不同，計算機網(wǎng)絡可分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）。1、局域網(wǎng)（LocalArea Network，LAN）局域網(wǎng)是將較小地理區(qū)域內(nèi)的計算機或數(shù)據(jù)終端設備連接在一起的通信網(wǎng)絡。局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍比較小，一

16、般在幾十米到幾千米之間。它常用于組建一個辦公室、一棟樓、一個樓群、一個校園或一個企業(yè)的計算機網(wǎng)絡。局域網(wǎng)主要用于實現(xiàn)短距離的資源共享。如圖所示的是一個由幾臺計算機和打印機組成的典型局域網(wǎng)。局域網(wǎng)的特點是分布距離近、傳輸速率高、數(shù)據(jù)傳輸可靠等。2、 城域網(wǎng)（WideArea Network，WAN）城域網(wǎng)是一種大型的LAN，它的覆蓋范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般為幾千米至幾萬米，城域網(wǎng)的覆蓋范圍在一個城市內(nèi)，它將位于一個城市之內(nèi)不同地點的多個計算機局域網(wǎng)連接起來實現(xiàn)資源共享。城域網(wǎng)所使用的通信設備和網(wǎng)絡設備的功能要求比局域網(wǎng)高，以便有效地覆蓋整個城市的地理范圍。一般在一個大型城市中，城域網(wǎng)可以

17、將多個學校、企事業(yè)單位、公司和醫(yī)院的局域網(wǎng)連接起來共享資源。如圖所示的是不同建筑物內(nèi)的局域網(wǎng)組成的城域網(wǎng)。3、廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）廣域網(wǎng)是在一個廣闊的地理區(qū)域內(nèi)進行數(shù)據(jù)、語音、圖像信息傳輸?shù)挠嬎銠C網(wǎng)絡。由于遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捰邢?，因此廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率比局域網(wǎng)要慢得多。廣域網(wǎng)可以覆蓋一個城市、一個國家甚至于全球。因特網(wǎng)（Internet）是廣域網(wǎng)的一種，但它不是一種具體獨立性的網(wǎng)絡，它將同類或不同類的物理網(wǎng)絡（局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與城域網(wǎng)）互聯(lián)，并通過高層協(xié)議實現(xiàn)不同類網(wǎng)絡間的通信。如圖所示的是一個簡單的廣域網(wǎng)。· 按照網(wǎng)絡中計算機所處的地位的不同，可以

18、將計算機網(wǎng)絡分為對等網(wǎng)和基于客服機、服務器模式的網(wǎng)絡。對等網(wǎng)：在對等網(wǎng)中，所有的計算機的地位是平等的，沒有專用的服務器。每臺計算機即作為服務器，又作為客戶機；即為別人提供服務，也從別人那里獲得服務。由于對等網(wǎng)沒有專用的服務器，所以在管理對等網(wǎng)時，只能分別管理，不能統(tǒng)一管理，管理起來很不方便。對等網(wǎng)一般應用于計算機較少、安全不高的小型局域網(wǎng)?；诳蛻魴C/服務器模式的網(wǎng)絡：在這種網(wǎng)絡中，兩種角色的計算機，一種是服務器，一種是客服機。服務器：服務器一方面負責保存網(wǎng)絡的配置信息，另一方面也負責為客戶機提供各種各樣的服務。因為整個網(wǎng)絡的關鍵配置都保存在服務器中，所以管理員在管理網(wǎng)絡時只需要修改服務器的配

19、置，就可以實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡的管理了。同時，客戶機需要獲得某種服務時，會向服務器發(fā)送請求，服務器接到請求后，會向客戶機提供相應服務。服務器的種類很多，有郵件服務器、Web服務器、目錄服務器等，不同的服務器可以為客戶提供不同的服務。我們在構建網(wǎng)絡時，一般選擇配置較好的計算機，在其上安裝相關服務，它就成了服務器。客戶機：主要用于向服務器發(fā)送請求，獲得相關服務。如客戶機向打印服務器請求打印服務，向Web服務器請求Web頁面等。· 按傳播方式分類如果按照傳播方式不同，可將計算機網(wǎng)絡分為“廣播網(wǎng)絡”和“點-點網(wǎng)絡”兩大類。1、廣播式網(wǎng)絡廣播式網(wǎng)絡是指網(wǎng)絡中的計算機或者設備使用一個共享的通信介質(zhì)進行數(shù)據(jù)傳播，網(wǎng)絡中的所有結點都能收到任一結點發(fā)出的數(shù)據(jù)信息。廣播式網(wǎng)絡的基本連接如圖所示。目前，在廣播式網(wǎng)絡中的傳輸方式有3種：單播：采用一對一的發(fā)送形式將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡所有目的節(jié)點。組播：采用一對一組的發(fā)送形式,將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡中的某一組主機。廣播：采用一對所有的發(fā)送形式，將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡中所有目的節(jié)點。2、點-點網(wǎng)絡（Point-to-point Network）-點式網(wǎng)絡是兩個結點之間的通信方式是點對點的。如果兩臺計算機之間沒有直接連接的線路，那么它們之間的分組傳輸就要通過中間結點的接收、存儲、轉發(fā)，直至目的結點。點-點傳播方式主要應用于WAN中，通常采用的拓撲結構有：星型、環(huán)型、樹