电脑网络常识-第8章

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2024年1月11日发(作者：)

第8章 计算机网络基础知识

12.1 计算机网络基础知识

12.1.1 计算机网络的定义。

按照资源共享的观点，本书中将计算机网络定义为：计算机网络是以各种通信设备和传输介质将处于不同位置的多台独立计算机连接起来，并在相应网络软件的管理下实现多台计算机之间信息传递和资源共享的系统。

可以从以下几个方面理解这个定义：

1) 至少两台计算机才能构成网络，它们可以是在一间办公室内，也可能分布在地球的不同半球上。另外，这些计算机是独立，也就是说，脱离网络它们也能作为单机正常工作。

2) 这些计算机之间要用一些媒介连接起来，这些媒介用术语讲叫通信设备和传输介质，在进一步学习前，可先回想一下你在打电话的情景：家中的电话通过电话线连接到电信局的电话交换机上面，再从交换机呼叫你要拨打的电话，当对方拿起电话后，线路就接通，这时，通话双方是由电话线和电话交换机连接的。

3) 要有相应的软件进行管理。硬件的工作总是在软件的控制下完成的，有了前面两点所说的硬件，当然还得有相应的软件才行。

4) 连网后这些计算机就可以共享资源和互相通信了。例如网络中的许多计算机共用一台打印机等。

12.1.2 计算机网络的功能与应用。

关于计算机网络的功能，目前有多种提法，但本书认为只是表述方式不同，其实都可总结为一点：计算机网络通过计算机之间的互相通信实现了网络资源共享。比如分布式处理，这当然也是网络的功能，但其实也是一种资源共享。

资源共享包括以下几点：

1) 硬件资源共享。通过网络共享硬件设备，可以减少预算、节约开支。比如一所高校购买一台大型计算机并将其联入校园网内，这样全校所有教师和科研人员都可坐在自己的计算机前以远程登录的方式通过校园网来使用这台计算机。既无需为每个院系和研究部门都买上一台大型机(这样一笔费用是相当惊人的，事实上也是根本不可能的 ) ，也不必要求每位要用机的人员都跑到学校的计算中心去排队用机 (研究人员很不乐意这么跑来跑去 ) 。

2) 软件资源共享。网络上的一些计算机里可能有一些别的计算机上没有但却十分有用的程序，如专用的绘图程序等，用户可通过网络来使用这些软件资源。

3) 数据与信息资源共享。计算机上各种有用的数据和信息资源，通过网络可以快速准确地向其它计算机传送。比如图书馆将其书目信息放在校园网上，学校的师生就可以通过校园网迅速找到自己感兴趣的图书的有关信息而不必总是跑到图书馆去了。

计算机网络的资源共享，一方面它减少不必要的重复投资，节约了大量的资金，另一方面为信息的传输提供了一个全新途径。目前，全球互联网( I n t e r n e t )在世界范围内得到广泛应用，全球信息高速公路建设的热潮方兴未艾，计算机网络在社会生活的各个方面显示出其巨大的作用。

12.1.3 计算机网络的构成。

计算机网络主要由多个计算机及通信设备构成，下面介绍其物理设备。

1. 各种类型的计算机

采用适当技术，可将各种类型的计算机连接在同一个网络上。这些机器可以是巨型机，也可以是微型机，既可以是 P C机，也可以是苹果机。不同的机器在网络中承担着不同的任务。网络中的某些计算机被称为服务器，是网络的核心。服务器上运行的一般是多用户多任务操作系统，如U N I X 、N e t Wa r e、Windows NT等。服务器的主要任务是为网络上的其它机器提供服务，如打印服务器主要接受网络用户的打印请求，并管理这些打印队列及控制打印输出。此外还有文件服务器、通信服务器等。与服务器相对应，其它的网络计算机被称作网络工作站，简称工作站，一些场合下也许被称为客户机 (相对于服务的提供者—服务器) 。

2. 网络适配器

网络适配器俗称网卡，它提供通信网络与计算机相连的接口。

3. 网络传输介质

计算机网络传输介质有双绞线、同轴电缆、光导纤维及无线通信等。一般来说，局部范围内的中、高速局域网中使用双绞线、同轴电缆等，在对网络速度要求很高的场合下，如视频会议，也会采用光纤。在远距离传输中使用光纤或卫星通信线路，在有移动结点的网络中采用无线通信。

4. 共享的外部设备

指连接在网络中的一台计算机 (一般为服务器)上的供整个网络使用的外部硬件设备，如打印机、绘图仪等。

5. 局部网络通信设备

网卡和传输介质将多台计算机连接起来后，通常网络中还需要用到其它一些专用的通信设备。如集线器 ( H u b )可将一路信号再生放大为多路信号，中继器 ( R e p e a t e r )可对因传输距离超出范围而衰减的信号进行放大。

6. 网络互联设备

将电话线与计算机连接的调制解调器，将光纤与计算机连接的光调制解调器等，都属于网络互联设备。

当多个独立的网络需要连接成为一个新的网络时，也需要用到网络互联设备，如网桥( B

r i d g e )、路由器( R o u t e r )等。I n t e r n e t就是一个通过许多网络互联设备连接起来的庞大的网际

7. 网络软件

网络软件在网络环境下管理网络内的各种软件资源。

12.1.4 计算机网络的拓扑结构

网络中各台计算机连接的形式和方法称为网络的拓扑结构，主要有如下几种：

1) 总线型拓扑结构。总线型拓扑通过一根传输线路将网络中所有结点连接起来，这根线路称为总线。网络中各结点都通过总线进行通信，在同一时刻只能允许一对结点占用总线通信。总线型拓扑简单，易实现，易维护，易扩充，但故障检测比较困难。

2) 星型拓扑结构。星型拓扑中各结点都与中心结点连接，呈辐射状排列在中心结点周围。网络中任意两个结点的通信都要通过中心结点转接。单个结点的故障不会影响到网络的其它部分，但中心结点的故障会导致整个网络的瘫痪。

3) 环型拓扑结构。环型拓扑中各结点首尾相连形成一个闭合的环，环中的数据沿着一个方向绕环逐站传输。环型拓扑的抗故障性能好，但网络中的任意一个结点或一条传输介质出现故障都将导致整个网络的故障。

4) 树型拓扑结构。树型拓扑由总线型拓扑演变而来，其结构图看上去象一棵倒挂的树。树最上端的结点叫根结点，一个结点发送信息时，根结点接收该信息并向全树广播。树型拓扑易于扩展与故障隔离，但对根结点依赖性太大。

12.1.5 计算机网络的分类

计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是空气）以及相应的应用软件四部分。 要学习网络，首先就要了解目前的主要网络类型，分清哪些是我们初级学者必须掌握的，哪些是目前的主流网络类型。 虽然网络类型的划分标准各种各样，但是从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、城域网、广域网和互联网四种。局域网一般来说只能是一个较小区域内，城域网是不同地区的网络互联，不过在此要说明的一点就是这里的网络划分并没有严格意义上地理范围的区分，只能是一个定性的概念。下面简要介绍这几种计算机网络。

1局域网（Local Area Network；LAN）

通常我们常见的“LAN”就是指局域网，这是我们最常见、应用最广的一种网络。现在局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及，几乎每个单位都有自己的局域网，有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。很明显，所谓局域网，那就是在局部地区范围内的网络，它所覆盖的地区范围较小。局域网在计算机数量配置上没有太多的限制，少的可以只有两台，多的可达几百台。一般来说在企业局域网中，工作站的数量在几十到两百台次左右。在网络所涉及的地理距离上一般来说可以是几米至10公里以内。局域网一般位于一个建筑物或一个单位内，不存在寻径问题，不包括网络层的应用。这种网络的特点就是：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。IEEE的802标准委员会定义了多种主要的LAN网：以太网（Ethernet）、令牌环网（Token

Ring）、光纤分布式接口网络（FDDI）、异步传输模式网（ATM）以及最新的无线局域网（WLAN）。这些都将在后面详细介绍。

2城域网（Metropolitan Area Network；MAN）

这种网络一般来说是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联。这种网络的连接距离可以在10￣100公里，它采用的是IEEE802.6标准。MAN与LAN相比扩展的距离更长，连接的计算机数量更多，在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。在一个大型城市或都市地区，一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等等。由于光纤连接的引入，使MAN中高速的LAN互连成为可能。城域网多采用ATM技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。ATM包括一个接口和一个协议，该协议能够在一个常规的传输信道上，在比特率不变及变化的通信量之间进行切换。ATM也包括硬件、软件以及与ATM协议标准一致的介质。ATM提供一个可伸缩的主干基础设施，以便能够适应不同规模、速度以及寻址技术的网络。ATM的最大缺点就是成本太高，所以一般在政府城域网中应用，如邮政、银行、医院等。

3 广域网（Wide Area Network；WAN）

这种网络也称为远程网，所覆盖的范围比城域网（MAN）更广，它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百公里到几千公里。 因为距离较远，信息衰减比较严重，所以这种网络一般是要租用专线，通过IMP（接口信息处理）协议和线路连接起来，构成网状结构，解决循径问题。这种城域网因为所连接的用户多，总出口带宽有限，所以用户的终端连接速率一般较低，通常为9.6Kbps￣45Mbps 如：邮电部的CHINANET，CHINAPAC，和CHINADDN网。

4.互联网（Internet）

互联网又因其英文单词“Internet”的谐音，又称为“英特网”。在互联网应用如此发展的今天，它已是我们每天都要打交道的一种网络，无论从地理范围，还是从网络规模来讲它都是最大的一种网络，就是我们常说的“Web”、“WWW”和“万维网”等多种叫法。从地理范围来说，它可以是全球计算机的互联，这种网络的最大的特点就是不定性，整个网络的计算机每时每刻随着人们网络的接入在不变的变化。当您连在互联网上的时候，您的计算机可以算是互联网的一部分，但一旦当您断开互联网的连接时，您的计算机就不属于互联网了。但它的优点也是非常明显的，就是信息量大，传播广，无论你身处何地，只要联上互联网你就可以对任何可以联网用户发出你的信函和广告。因为这种网络的复杂性，所以这种网络实现的技术也是非常复杂的，这一点我们可以通过后面要讲的几种互联网接入设备详细地了解到。

上面讲了网络的几种分类，其实在现实生活中我们真正遇得最多的还要算是局域网，因为它可大可小，无论在单位还是在家庭实现起来都比较容易，应用也是最广泛的一种网络，所以在下面我们有必要对局域网及局域网中的接入设备作一个进一步的认识。

本文标签： 网络计算机连接结点传输