网络系统实体组成及其应用

1.通信子网与资源子网

通信子网面向通信控制和通信处理，资源子网包括拥有资源的用户主机（服务器等）和请求资源的用户终端（或工作站）。

网络组成元素主要分为两大类：网络结点和通信链路。网络结点分端结点和转接结点。端结点指通信的源结点和宿结点，如服务器和工作站。转接结点指网络通信过程中起控制和转发作用的结点，如交换机、集线器、接口信息处理机等。通信链路指传输信息信道，可以是电话线、同轴电缆、双绞线、光纤及无线电（红外线、微波线路）等。

通信子网与资源子网，除硬件外，还包括软件。网络运行中需由软件对硬件进行各种控制，对网络实行监管。为保护和协调系统资源，系统需通过软件对网络资源进行安全管理，合理分配与调度资源，对系统的用户进行控制。通常网络软件主要包括网络协议、协议软件及网络通信软件。

2.网络设备

这里所说网络设备，不仅指接入网络的各种硬件（物理）设备，同时也指软设备（各种驱动程序）。

计算机网络设备主要有以下几种：各种服务器设备（大型、超级计算机）、网络物理存储器、各种网络终端设备、网络连接器（路由器、交换机、网桥、网络适配器）等。

（1）服务器

服务器通常是计算机的一种类型，具有较高的计算能力和存储功能。在性能上远比一般计算机强大，服务器通常分为文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器和存储服务器等。在外形上有台式服务器、机架式服务器、刀片式服务器等。若根据性能分类，服务器有入门级、工作组级、部门级和企业级之分。大型网络的服务器常构成集群形式，从几台到几十台，甚至上万台。相对于普通台式机（PC）来说，服务器在稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此服务器的CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件与普通PC机有所不同。从网络角度看，服务器指一个管理网络资源，并为用户提供服务的计算机软、硬件系统。

（2）工作站（终端）

很多时候工作站是相对服务器而言，所以是客户机的一种。一般把连入网络而有别于网络服务器的计算机工作站、PC、移动设备（手机、PDA）、网络终端等统称为网络工作站。计算机工作站一般指以个人计算机和分布式网络计算机为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。

严格意义上的网络终端指不含有CPU、内存、硬盘和主板的计算机，它利用网络操作系统本身具备的多用户操作特性，若干台终端共用主机，每台网络终端机都用自己的用户名登录，查看自己的桌面和独立使用各种应用程序并互不影响。网络终端机可相当于一台主机一样使用，可大大缩减对主机的需求量，降低硬件投入。不过，现代网络中，终端的概念越来越模糊，常常把区别于服务器的网络上的计算机都称为终端，且很多终端均设有CPU等设备。

（3）网络适配器

网络适配器（或称网卡）通常配置在各种网络设备的物理设备中，是设备与网络的硬接口，其功能是用于实现设备与网络的连接。网络适配器分为内置型和外置型，内置型通常集成在设备上，外置型通常为一个独立装置的板卡设备，设置有与计算机的接口（插槽式或USB）。

每种类型的网卡都有一个专用MILD（多链路接口驱动程序），是用于网络驱动程序的一个标准，也称网络驱动程序。MILD协议在OSI模型的“数据链路层”的MAC子层运行，主要承担介质的访问任务，并使用争用、令牌传递及轮询的方法。MILD由软件实现，其职责是直接与硬件网卡通信。MILD与上层协议无关，这是因为在“数据链路层”LLC子层中提供了一个LSL（链路支持层）模块，该模块起到了MILD与网络层协议之间的传令作用。MILD、LSL及其他网络组件的交互是由ODI（开放数据链路接口）规范定义的，专门针对模块化网络通信制定的一种标准，允许利用相同程序对客户机软件进行配置，而无需关注所使用网卡类型。

（4）路由器、交换机与网桥

路由器（Router）是连接互联网中各局域网、广域网的设备。它根据信道情况自动选择和设定路由，以最佳路径、前后顺序发送信号。路由器是互联网络的枢纽，实现各种骨干网内部连接、骨干网互连和骨干网与互联网互连。路由与交换之间的主要区别是交换发生在OSI参考模型的数据链路层，而路由发生在网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。

交换机（Switch）是用于电信号转发，基于MAC地址的识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机能“学习”和“记忆”MAC地址，并把其存放在内部地址列表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机分两种：广域网交换机与局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信基础平台；局域网交换机应用于局域网，用于连接网络设备，如主机、PC及网络打印机等设备。从传输介质和传输速度上分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。

网桥（Bridge）是一个局域网与另一局域网之间建立连接的桥梁。网桥是属于网络层的一种设备，其作用是扩展网络和通信手段，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络距离，同时有选择地将有地址的信号从一个传输介质发送到另一传输介质，并能有效限制两个介质系统中无关紧要的通信。网桥分本地网桥和远程网桥，本地网桥（内桥和外桥）是指在传输介质允许长度范围内互联网络的网桥，远程网桥是指连接的距离超过网络常规范围时使用的远程桥，通过远程桥互连的局域网将成为城域网或广域网。内桥是文件服务器的一部分，通过文件服务器中不同网卡连接起来的局域网，由文件服务器上运行的网络操作系统管理。外桥安装在工作站上，实现两个相似或不同的网络之间的连接。(www.xing528.com)

3.网络操作系统

操作系统实现网络系统的资源共享，管理网络用户对网络资源的访问，是最主要的网络系统软件。通常网络操作系统也包含着一定功能的网络管理程序，网络管理软件完成对网络资源的管理和对网络的常规维护。

网络操作系统是网络用户和网络的接口，它管理计算机硬件和软件资源，如网络适配卡、网络打印机、大容量的外存等，为用户提供文件共享、打印共享等各种网络服务。

网络操作系统是网络用户之间的媒介，即用户与网络中所有主机操作系统之间的媒介。有了这个媒介，用户在使用网络中某一系统资源时，无需了解每个系统命令和支持网络通信所需的命令语言，就能有效地实现通信和资源共享。

网络操作系统有4方面基本功能：用户通信、数据迁移、执行网络作业和控制网络作业。

网络操作系统软件分为网络协议软件和网络通信软件。网络协议软件指实现网络协议的各种程序，包括I/O驱动程序、线路控制模块、网络控制模块、用户应用程序和操作系统；网络通信软件负责用户本地计算机与远、近程主机或终端的通信。

网络操作系统分4种：①集中方式。集中式网络操作系统实际上是分时系统加上网络功能演变而成，这种系统的基本单元是一台主机和若干台与主机相连的终端，把多台主机连接就构成了网络。UNIX系统就是集中式网络操作系统的典型例子。②客户端/服务器方式。现代网络主要形式。网络中连接多台计算机。网络中提供文件等服务的计算机，称服务器；向服务器请求服务的计算机，称为客户机或工作站。③对等方式。对等式网络特点是网络中每一台计算机都具有客户和服务器两种身份与功能。既可向其他计算机提供服务，又可向其他计算机请求服务。这种方式应用于以下场合：简单网络连接。适用于工作组内几台计算机间仅需提供简单通信和资源共享，无须配置专用服务器。在小规模应用时，这是一种投资少、实施简单的方案。④分布式。将处理和控制分布到不同的计算机网络，而计算需要通过分布方式，网络技术较复杂，是新一代计算机网络发展方向。

网络操作系统除具有一般操作系统功能外，还具自身特征，典型网络操作系统的特点：

●与硬件无关性。可运行于不同的计算机硬件上。对计算机来说，能支持不同类型CPU等硬件体系构成的计算机系统。

●能适应不同的网络拓扑结构。

●广域网连接功能。一个功能齐全的网络操作系统能通过网桥、路由交换器等设备与广域网进行连接，并支持动态主机配置协议、IP路由协议、DNS域名服务等网络功能。

●支持多种客户端系统。如WindowsServer系统，支持Windows 9X/2000/XP、Vista Windows7等，UNIX/Linux操作系统也支持多种客户端系统。

●目录服务功能。目录服务是以单一逻辑方式访问可能位于全球范围的所有网络服务和资源的一种技术。这种访问方式给用户带来使用上的极大方便。无论用户身在何处，也无论资源位于何地，用户只需通过一次登录就能访问所在网络所有服务和资源。

●支持多用户多任务。能支持多用户对网络的并发性访问，执行多任务、多进程。

●支持网络管理。具有基本的网管功能，如系统备份、安全管理、容错、性能调整和访问控制，用户管理及资源配置管理等。

●支持多种服务。实现多种增值服务，提供文件服务、打印服务、数据库服务、WWW、FTP等多种增值服务。

●支持网络异构互连。允许多种操作系统和厂商产品共享相同网络介质传输系统，实现异构互连。