專轉(zhuǎn)本計算機(jī)第4章42 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

4.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)：傳輸速率與帶寬網(wǎng)絡(luò)的工作模式網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)4.2.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的

組成與分類什么是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？性質(zhì)：它是一種通信系統(tǒng)（與電話、電視系統(tǒng)不同，它是一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)）它是計算機(jī)系統(tǒng)的延伸與擴(kuò)展（“網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)”——SUN公司）需要使用多種復(fù)雜的技術(shù)利用通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件，把位置分散的多臺計算機(jī)連接起來的一個系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

p85計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三要素計算機(jī)等“智能”

設(shè)備數(shù)據(jù)通信鏈路（一個通信子網(wǎng)）：用于傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)：雙絞線、光纜、無線電波等通信控制設(shè)備：如網(wǎng)卡、集線器、交換器、調(diào)制解調(diào)器、路由器等，確保通信正確、可靠、有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議——共同遵循的一組的規(guī)則和約定通信如何開始、如何結(jié)束？數(shù)據(jù)如何表示？命令如何表示？通信對象如何區(qū)分？其身份如何鑒別？發(fā)生錯誤如何處理？等等。例如：TCP/IP,HTTP,FTP，POP3等網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件：實現(xiàn)通信協(xié)議、管理網(wǎng)絡(luò)資源等實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如瀏覽器、電子郵件程序、QQ、搜索引擎等計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的管理——

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(Networkoperatingsystem,

NOS)是指運(yùn)行在服務(wù)器上的操作系統(tǒng)，有時也稱之為“服務(wù)器操作系統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的責(zé)任是：支持大量客戶機(jī)同時發(fā)出服務(wù)請求并快速作出響應(yīng)管理并協(xié)調(diào)資源的分配與共享管理、監(jiān)測與記錄客戶機(jī)的操作 (記錄用戶每一次登錄和退出的時間，以及每一次使用服務(wù)器資源的情況)數(shù)據(jù)保護(hù)和錯誤處理等當(dāng)前使用的主流網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主流網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：UNIX系統(tǒng)，穩(wěn)定性和安全性好，可用于大型網(wǎng)絡(luò)微軟公司的Windows系統(tǒng)服務(wù)器版（如WindowsNTServer、Windows2000Server，WindowsServer2003R2等，一般用于中低檔服務(wù)器）Linux，源代碼開放，可免費(fèi)得到許多應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)管理員(超級用戶)的職責(zé)：為用戶建立賬號(開戶)、分配資源使用權(quán)限、撤銷賬號(銷戶)、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)正常工作和保證信息安全計算機(jī)組網(wǎng)的目的（功能）（1）數(shù)據(jù)通信使計算機(jī)之間可以相互傳送數(shù)據(jù)，方便地交換信息（2）資源共享用戶可以共享網(wǎng)絡(luò)中其他計算機(jī)的軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源（3）實現(xiàn)分布式信息處理大型問題可以借助于分散在網(wǎng)絡(luò)中的多臺計算機(jī)協(xié)同完成分散在各地各部門的用戶通過網(wǎng)絡(luò)合作完成一項共同的任務(wù)（4）提高計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和可用性計算機(jī)出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)可以互為后備計算機(jī)負(fù)荷過重時，可將部分任務(wù)分配給空閑的計算機(jī)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按使用的傳輸介質(zhì)可分為：有線網(wǎng)、

無線網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的使用性質(zhì)可分為：公用網(wǎng)、專用網(wǎng)、

虛擬專網(wǎng)(VPN)按網(wǎng)絡(luò)的使用對象可以分為：企業(yè)網(wǎng)、政府網(wǎng)、金融網(wǎng)、校園網(wǎng)···按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地域范圍可以分為：局域網(wǎng)(LAN)：使用專用通信線路把較小地域范圍（一幢樓房、一個樓群、一個單位或一個小區(qū)）中的計算機(jī)連接而成的網(wǎng)絡(luò)城域網(wǎng)或市域網(wǎng)(MAN)：作用范圍在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，其作用距離約為5km～50km，例如一個城市范圍的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)(WAN)：把相距遙遠(yuǎn)的許多局域網(wǎng)和計算機(jī)用戶互相連接在一起的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)有時也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為：星型、總線型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)之一：

傳輸速率與帶寬數(shù)據(jù)傳輸速率即數(shù)據(jù)率(datarate)，也稱為比特率(bitrate)，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的性能指標(biāo)，指數(shù)據(jù)鏈路中每秒傳輸?shù)亩M(jìn)位數(shù)目速率的單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s

等千比每秒，即kb/s（103

b/s）、兆比每秒，即Mb/s（106

b/s）吉比每秒，即Gb/s（109

b/s）、太比每秒，即Tb/s（1012

b/s）在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，“帶寬”指的是數(shù)據(jù)鏈路所能達(dá)到的“最高數(shù)據(jù)傳輸速率”，有時也稱為“信道容量”帶寬與采用的傳輸介質(zhì)、傳輸距離、多路復(fù)用方法、調(diào)制解調(diào)方法等密切相關(guān)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)性能的衡量指標(biāo)p88計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的其他性能指標(biāo)誤碼率(errorrate)指數(shù)據(jù)傳輸中規(guī)定時間內(nèi)出錯數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例端－端延遲(end-enddelay)指數(shù)據(jù)從信源傳送到信宿所花費(fèi)的時間吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)額定速率的限制其他4.2.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的

工作模式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的2種工作模式資源：硬件、軟件、數(shù)據(jù)都是計算機(jī)的資源網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)可以扮演2種不同的角色：客戶機(jī)：需要使用其它計算機(jī)資源的計算機(jī)服務(wù)器：提供資源（如數(shù)據(jù)文件、磁盤空間、打印機(jī)、處理器等）給其它計算機(jī)使用的計算機(jī)每一臺連網(wǎng)的計算機(jī)，其“身份”或者是客戶機(jī)，或者是服務(wù)器，或者兩種身份兼而有之計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有兩種基本的工作模式：對等（peer-to-peer，簡稱P2P）模式客戶/服務(wù)器（Client/Server，簡稱C/S）模式

對等工作模式（P2P）網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機(jī)既可以作為客戶機(jī)也可以作為服務(wù)器例：Windows操作系統(tǒng)中的“網(wǎng)上鄰居”ABLAN或WAN特點：可共享的資源主要是文件和打印機(jī)，由資源所在計算機(jī)自己管理，使用比較簡單不需要專門的硬件服務(wù)器，也不需要網(wǎng)絡(luò)管理員保證可靠性、安全性是關(guān)鍵A計算機(jī)可使用B的打印機(jī)B計算機(jī)可訪問A計算機(jī)硬盤中的文件互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的P2P工作模式P2P是通過網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)與計算機(jī)之間直接交換來共享計算機(jī)資源的一種應(yīng)用模式以前P2P模式以局域網(wǎng)使用居多，近些年它已在因特網(wǎng)上廣泛使用，例如：文件共享：BitTorrent(BT下載)，eMule(電驢)，迅雷即時通信：QQ、MSNMessenger流媒體服務(wù)：Skype（網(wǎng)絡(luò)IP電話）對等協(xié)同計算P2P業(yè)務(wù)已占互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流量的60%以上PeerPeerPeer（P2P模式）ClientServerClientClient（C/S模式）客戶/服務(wù)器工作模式（C/S）特點：網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)有專門分工，有的是客戶機(jī)，有的是服務(wù)器服務(wù)器大多是一些專門設(shè)計的性能較高的計算機(jī)，并發(fā)處理能力強(qiáng)，存儲容量大，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率高服務(wù)器按用途分為：Web服務(wù)器、打印服務(wù)器、郵件服務(wù)器、文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等文件服務(wù)器打印服務(wù)器客戶機(jī)客戶機(jī)提出服務(wù)請求，使用服務(wù)器所提供的資源服務(wù)器用于提供資源，為客戶機(jī)服務(wù)Client/Server的工作過程客戶機(jī)用戶必須預(yù)先在服務(wù)器上注冊，由網(wǎng)絡(luò)管理員為該用戶分配訪問網(wǎng)絡(luò)資源的權(quán)限。每個注冊用戶都有自己的賬號和口令，并獲得使用某些服務(wù)的授權(quán)需要獲得服務(wù)時，用戶應(yīng)先登錄(login，輸入用戶名和口令)，登錄成功后才能訪問服務(wù)器上的資源客戶機(jī)向服務(wù)器提出請求(例如訪問某個文件)，服務(wù)器響應(yīng)請求，找到該文件，然后將文件傳送給客戶機(jī)(服務(wù)器)LAN或WAN(客戶機(jī))

請求

請求

結(jié)果

結(jié)果4.2.3計算機(jī)局域網(wǎng)局域網(wǎng)的特點與組成常用局域網(wǎng)介紹局域網(wǎng)的特點與組成計算機(jī)局域網(wǎng)(LAN)的特點為一個單位所擁有，地理范圍有限使用專門鋪設(shè)的傳輸介質(zhì)進(jìn)行連網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率高(10Mbps～10Gbps)、延遲時間短可靠性高、誤碼率低(10-8～10-11)路由器防火墻服務(wù)器共享打印機(jī)局域網(wǎng)集線器/交換機(jī)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)的組成：雙絞線、同軸電纜、光纖或者無線電波

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口卡傳輸介質(zhì)計算機(jī)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)計算機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)等設(shè)備都可以通過局域網(wǎng)互相連接起來網(wǎng)絡(luò)上的每臺計算機(jī)都裝有網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC,簡稱網(wǎng)卡)，網(wǎng)卡通過傳輸介質(zhì)把節(jié)點相互連接起來

工作站、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、網(wǎng)卡、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備等局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸方法網(wǎng)絡(luò)上的每臺計算機(jī)（包括工作站、服務(wù)器、打印機(jī)等），都是數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹霸础被蛘摺澳康牡亍苯橘|(zhì)訪問地址(MAC地址)：為了相互區(qū)別，局域網(wǎng)中的每臺計算機(jī)都有一個惟一的地址，稱為MAC地址數(shù)據(jù)傳輸方法：采用時分多路復(fù)用技術(shù)，多個計算機(jī)共享傳輸介質(zhì)不允許任何計算機(jī)連續(xù)長時間傳輸數(shù)據(jù)，所以必須把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成小塊（稱為“幀”，frame），每臺計算機(jī)每次只傳輸一個幀，確保任何計算機(jī)都有傳輸數(shù)據(jù)的機(jī)會有效載荷(傳輸?shù)臄?shù)據(jù))校驗信息發(fā)送計算機(jī)MAC地址目的計算機(jī)MAC地址控制信息局域網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的格式發(fā)給哪一臺計算機(jī)？校驗信息隨同數(shù)據(jù)一起進(jìn)行傳輸，供接收節(jié)點在收到數(shù)據(jù)之后驗證數(shù)據(jù)傳輸是否正確哪一臺計算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如程序、郵件、MP3音樂等不同類型的局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)幀的格式各不相同：誰負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分成幀(frame)、并以幀為單位發(fā)送和接收？網(wǎng)卡什么是網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)接口卡）？網(wǎng)卡就是計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信控制器主要功能：實現(xiàn)計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)卡及其安裝筆記本電腦使用的網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機(jī)(工作站或服務(wù)器)都必須安裝網(wǎng)卡，不同類型的網(wǎng)絡(luò)，需安裝使用不同類型的網(wǎng)卡由于芯片組集成度的提高，現(xiàn)在網(wǎng)卡的功能大多已集成在芯片組中，即所謂的“集成網(wǎng)卡”網(wǎng)卡的具體功能1在計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間建立一個通信鏈路(link)，通過傳輸介質(zhì)發(fā)送信息和接收信息2將數(shù)據(jù)分成幀(frame)、以幀為單位發(fā)送和接收信息3將計算機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?并－串轉(zhuǎn)換、碼型轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)換···)每塊網(wǎng)卡均由生產(chǎn)廠家分配一個全球惟一的MAC地址，該地址就是使用這塊網(wǎng)卡的節(jié)點MAC地址網(wǎng)卡轉(zhuǎn)換成串行信號通過網(wǎng)線發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)需發(fā)送的信息以并行方式送至網(wǎng)卡常用局域網(wǎng)介紹近幾年局域網(wǎng)技術(shù)的變化與發(fā)展方向是：

◆技術(shù)單一化（交換式以太網(wǎng)）

◆傳輸高速化（千兆網(wǎng)、萬兆網(wǎng)）

◆主干采用樹形結(jié)構(gòu)

◆無線網(wǎng)開始普及常用局域網(wǎng)之1：總線式以太網(wǎng)以集線器(hub)為中心，每臺計算機(jī)通過以太網(wǎng)卡和雙絞線連接到集線器的一個端口，通過集線器與其他節(jié)點相互通信

集線器ABCD把一個端口接收到的幀向所有端口分發(fā)出去，并對信號進(jìn)行放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，起著中繼器的作用總線集線器也叫中繼器；交換式集線器又叫網(wǎng)橋常見局域網(wǎng)之2：交換式以太網(wǎng)以以太網(wǎng)交換機(jī)(Ethernetswitch)為中心構(gòu)成以太網(wǎng)交換機(jī)是一種高速電子交換器，連接在交換機(jī)上的所有計算機(jī)均可同時相互通信總線式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)Hub向所有計算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，由計算機(jī)選擇接收交換機(jī)按MAC地址將數(shù)據(jù)幀直接發(fā)送給指定的計算機(jī)1次只允許1對計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀傳輸允許多對計算機(jī)同時進(jìn)行數(shù)據(jù)幀傳輸實質(zhì)上是總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所有計算機(jī)共享一定的帶寬每個計算機(jī)各自獨(dú)享一定的帶寬以太網(wǎng)交換機(jī)123456常見局域網(wǎng)之3：千(萬)兆位以太網(wǎng)Web服務(wù)器郵件服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器網(wǎng)管工作站防火墻千兆交換機(jī)路由器光纜光纜光纜光纜雙絞線百兆交換機(jī)雙絞線光纜光纜網(wǎng)絡(luò)信息中心雙絞線教學(xué)樓圖書館化學(xué)樓物理樓實驗室萬兆交換機(jī)不同速率的以太網(wǎng)交換機(jī)可以按層次方式互相連接起來，構(gòu)成“?！合怠摇⒔M”的多層次的局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)(光纖)的長度可達(dá)幾公里以太網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)同軸電纜（早期使用） 速率為10Mbps的以太網(wǎng)，價格高雙絞線（5類線）

大量用于速率為10Mbps和100Mbps的以太網(wǎng)光纖 用于速率為千兆(1Gbps)和萬兆(10Gbps)的以太網(wǎng)雙絞線和RJ45插頭(水晶頭)是目前以太網(wǎng)使用最多的傳輸介質(zhì)以太網(wǎng)使用的網(wǎng)卡功能：按照以太網(wǎng)的傳輸協(xié)議(IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn))，實現(xiàn)計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信按傳輸速率分為：10Mbps網(wǎng)卡(10Base-T)100Mbps網(wǎng)卡(100Base-T)10/100Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡1000Mbps網(wǎng)卡

按產(chǎn)品形態(tài)分為：獨(dú)立網(wǎng)卡集成網(wǎng)卡(由芯片組實現(xiàn)網(wǎng)卡功能)筆記本電腦使用的網(wǎng)卡臺