计算机网络组成及体系结构

1.计算机网络的组成

一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现，网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用，共同完成网络功能。

（1）网络硬件

计算机网络硬件系统是由计算机（服务器、客户机）、网络连接设备（网络接口卡、集线器、交换机、路由器、调制解调器）、传输介质（同轴电缆、双绞线、光纤）等构成。

服务器——在一般的局域网中，服务器有时也被称为主计算机，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是对主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同，可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器等。

客户机——除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机。它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。

网络接口卡（Network Interface Card，NIC）——也称为网络适配器，简称网卡。它是一块可以插在计算机主板插槽上的电路卡，是将计算机与网络相连接的接口部件。网卡的主要功能是将计算机等网络设备连入网络。它负责完成计算机网络设备与传输介质之间的物理连接，实现不同设备之间的信号转换以及数据格式转换。

集线器（Hub）——可以为多台计算机提供连接端口，一般用在工作站比较集中的地方。集线器大多具有管理多路通信和信号放大的功能。

交换机（Switch）——是指交换式集线器。它可以连接多个局域网或分隔网段，并在保护用户原有投资的同时提高网络的负载能力和传输效率。

路由器（Router）——其主要功能是连接多个网络并实现传输过程中的路径选择。路由器可以根据网络地址为传输数据到达目的地选择正确的路径，同时还负责对网络流量和差错进行管理。使用路由器可以在要求很高的网络环境中建立非常灵活的连接，是一种非常重要的网络连接设备。

调制解调器（Modem）——其功能是实现计算机和电话线之间数字信号和模拟信号的转换。“调制”是将计算机输出的二进制信号（数字信号）转换成为模拟信号，当到达了目的地后再经过“解调”，将模拟信号转换为数字信号，以供目的地计算机使用。

传输介质——在网络中，连接计算机和通信设备的线路称为传输介质，主要功能是为传输数据提供信道。传输介质包括有线和无线两种。常用的有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光线等，常用的无线传输介质包括微波、红外线、激光等。(www.xing528.com)

（2）网络软件

在计算机网络系统中，除了各种网络硬件设备外，还必须具有网络软件。

网络操作系统（Network Operating System，NOS）——是网络软件中最主要的软件，用于实现不同主机之间的用户通信，以及全网硬件和软件资源的共享，并向用户提供统一的、方便的网络接口，便于用户使用网络。目前网络操作系统有三大类：UNIX、NetWare和Windows，我国最广泛使用的是Windows 网络操作系统。

网络管理软件——是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件，如性能管理、配置管理、故障管理、计费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。

网络通信软件——是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件，使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，控制应用程序与多个站进行通信，并对大量的通信数据进行加工和管理。

网络应用软件——是为网络用户提供服务，最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。

网络协议——目前网络中使用的硬件设备种类繁多，工作方式也各不相同。要使网络上的计算机之间能够互相通信，就必须规定通信双方采用相同的约定进行工作，这些约定被称为协议。目前，常用的网络协议有TCP/IP 协议、IPX/SPX 协议、IEEE802 标准协议系列等。其中，TCP/IP 是当前网络互联应用最为广泛的网络协议。

2.网络体系结构

网络体系结构是对计算机网络实现功能的一种精确的定义。国际标准化组织ISO 制定的“开放式系统互联参考模型”（OSI）将网络分为7 层。从低到高分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，如图8-1-4所示。

图8-1-4　开放系统互联参考模型