计算机网络概述-信息技术应用概论

1）计算机网络的定义

从整体上来说，计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件和数据信息等资源。简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

最简单的计算机网络就只有两台计算机和连接它们的一条链路，即两个节点和一条链路。

2）计算机网络的系统组成

计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的。

（1）网络硬件系统

硬件系统是指构成计算机网络的硬设备，包括各种计算机系统、终端及通信设备。常见的网络硬件有以下几种。

①服务器。它是指局域网中，一种运行管理软件以控制对网络或网络资源（磁盘驱动器、打印机等）进行访问的计算机，并能够为在网络上的计算机提供资源使其犹如工作站那样地进行操作。

②终端。它是指网络与最终用户接触用以实现网络应用的各种设备。

③传输介质。它是指在网络中传输信息的载体，常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。

④网卡。计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡）。网络接口板又称通信适配器、网络适配器（adapter）或网络接口卡（Network Interface Card，NIC），但是现在更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。

⑤集线器。它是指作为网络中枢连接各类节点，以形成星状结构的一种网络设备，如图4.1 所示。

⑥交换机。它是指网络节点上话务承载装置、交换级、控制和信令设备以及其他功能单元的集合体。交换机能把用户线路、电信电路和（或）其他要互连的功能单元根据单个用户的请求连接起来，如图4.2 所示。

图4.1　集线器

图4.2　交换机

图4.3　路由器

⑦路由器。它是指为信息流或数据分组选择路由的设备，如图4.3 所示。

（2）网络软件系统

网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统和各类网络应用系统。

①服务器操作系统。网络操作系统（NOS），是多任务、多用户的操作系统，安装在网络服务器上，提供网络操作的基本环境。网络操作系统的功能：处理器管理、文件管理、存储器管理、设备管理、用户界面管理、网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络安全性的建立和网络通信等。

服务器操作系统有Windows Server（Windows NT Server 4.0、Windows 2000 Server、Windows Server 2003、Windows Server 2003 R2、Windows Server 2008、Windows Server 2008 R2、Windows Server 2012）、Linux（CentOS 5.6、CentOS 6.4、RedHat 系列等）、Unix Server 和Netware等，但比较常用的还是Windows Server和Linux操作系统。

②网络通信协议。网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。在通信时，双方必须遵守相同的通信协议才能实现。网络协议有三要素：语法、语义和交换规则（同步、定时）。

3）资源子网和通信子网

从逻辑功能上可把计算机网络分为两个子网：资源子网和通信子网。(www.xing528.com)

（1）资源子网

资源子网提供访问网络和处理数据的能力，由主机系统、终端控制器和终端组成。主机系统负责本地或全网的数据处理，运行各种应用程序或大型数据库，向网络用户提供各种软硬件资源和网络服务。终端控制器把一组终端连接到通信子网，并负责对终端的控制及终端信息的接收和发送。用户通过资源子网不仅共享通信子网的资源，而且还可以共享用户资源子网的硬件资源和软件资源。

（2）通信子网

通信子网由网络中的各种通信设备和用作信息交换的节点计算机构成。系统以通信子网为中心，通信子网处于网络的内层。通信子网的重要任务是负责全网的信息交换，它采用的是分组交换技术（也就是存储转发技术）。

图4.4　计算机网络的组成

（3）网络节点和通信链路

从图4.4 拓扑结构看，计算机网络就是由若干网络节点和连接这些网络节点的通信链路组成。计算机网络中的节点又称网络单元，一般可分为三类：访问节点、转接节点和混合节点。

通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电缆、光缆、卫星、微波等无线信道。通信链路又分为物理链路和逻辑链路。

4）计算机网络的分类

按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分为局域网、城域网和广域网三类。

（1）局域网（LAN）

局域网是一种在小区域内使用的，由多台计算机组成的网络，覆盖范围通常局限在10 km之内，属于一个单位或部门组建的小范围网。

（2）城域网（MAN）

城域网是作用范围在广域网与局域网之间的网络，其网络覆盖范围通常可以延伸到整个城市，借助通信光纤将多个局域网联通公用城市网络形成大型网络，不仅使局域网内的资源可以共享，而且局域网之间的资源也可以共享。

（3）广域网（WAN）

广域网是一种远程网，涉及长距离的通信，覆盖范围可以是一个国家或多个国家，甚至是整个世界。由于广域网地理上的距离可以超过几千千米，因此信息衰减非常严重。这种网络一般要租用专线，通过接口信息处理协议和线路连接起来，构成网状结构，解决寻径问题。

5）计算机网络的拓扑结构

计算机网络的拓扑结构是把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。

计算机网络的拓扑结构主要是指通信子网的拓扑结构，常见的一般分为以下几种：总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构、树型拓扑结构等。