青岛微信网站建设,wordpress面包屑导航,wordpress最底部版权,注册163免费邮箱第4章 计算机网络与Internet 4.1 计算机网络概述4.1.1 计算机网络的定义4.1.2 计算机网络的发展4.1.3 计算机网络的功能4.1.4 计算机网络体系结构和TCP/IP 参考模型 4.2 计算机网络的组成和分类4.2.1 计算机网络的组成4.2.2 计算机网络的分类 4.3 网络传输介质和通信设备4.3.1 … 第4章 计算机网络与Internet 4.1 计算机网络概述4.1.1 计算机网络的定义4.1.2 计算机网络的发展4.1.3 计算机网络的功能4.1.4 计算机网络体系结构和TCP/IP 参考模型 4.2 计算机网络的组成和分类4.2.1 计算机网络的组成4.2.2 计算机网络的分类 4.3 网络传输介质和通信设备4.3.1 网络传输介质4.3.2 网络通信设备 4.1 计算机网络概述
4.1.1 计算机网络的定义
计算机网络发展的不同阶段人们因对计算机网络的理解和侧重点不同而提出了不同的定义。就目前计算机网络现状来看从资源共享的观点出发通常将计算机网络定义为以能够相互共享资源的方式连接起来的独立计算机系统的集合。 也就是说将相互独立的计算机系统以通信线路相连接按照全网统一的网络协议进行数据通信从而实现网络资源共享。
4.1.2 计算机网络的发展
1第一代计算机网络 第一代计算机网络又称为面向终端的计算机网络。用今天对计算机网络的定义来看“主机—终端”系统只能称得上是计算机网络的雏形还算不上是真正的计算机网络但这一阶段进行的计算机技术与通信技术相结合的研究成为计算机网络发展的基础
2第二代计算机网络 20世纪60年代计算机的应用日趋普及许多部门如工业、商业机构都开始配置大、中型计算机系统。这些地理位置上分散的计算机之间自然需要进行信息交换。这种信息交换的结果是将多个计算机系统连接形成一个计算机通信网络被称之为第二代网络。 其重要特征是通信在“计算机-计算机”之间进行计算机各自具有独立处理数据的能力并且不存在主从关系。计算机通信网络主要用于传输和交换信息但资源共享程度不高。美国的ARPANET就是第二代计算机网络的典型代表。ARPAnet为Internet的产生和发展奠定了基础。
3第三代计算机网络 1977年国际标准化组织ISOInternationalStandards Organization提出了著名的开放系统互连参考模型OSI/RM形成了一个计算机网络体系结构的国际标准。尽管Internet上使用的是TCP/IP但OSI/RM对网络技术的发展产生了极其重要的影响。第三代计算机的特征是全网中所有的计算机遵守同一种协议强调以实现资源共享硬件、软件和数据为目的。
4第四代计算机网络 从20世纪90年代开始Internet实现了全球范围的电子邮件、WWW、文件传输和图像通信等数据服务的普及但电话和电视仍各自使用独立的网络系统进行信息传输。人们希望利用同一网络来传输语音、数据和视频图像因此提出了宽带综合业务数字网B-ISDN的概念。 “宽带”是指网络具有极高的数据传输速率可以承载大数据量的传输“综合”是指信息媒体包括语音、数据和图像可以在网络中综合采集、存储、处理和传输。由此可见第四代计算机网络的特点是综合化和高速化。
4.1.3 计算机网络的功能
数据通信、资源共享、提高系统的可靠性、分布处理、分散数据的综合处理
4.1.4 计算机网络体系结构和TCP/IP 参考模型
1网络体系结构 1网络体系结构的定义 从网络协议的层次模型中来看网络体系结构Architecture可以定义为计算机网络的所有功能层次、各层次的通信协议以及相邻层次间接口的集合。 网络体系结构中3要素分别是分层、协议和接口可以表示为 网络体系结构分层、协议、接口 网络体系结构是抽象的网络体系结构仅给出一般性指导标准和概念性框架不包括实现的方法其目的是在统一的原则下设计、建造和发展计算机网络。
2网络体系结构的分层原则 各层功能明确、接口清晰简洁、层次数量适中、协议标准化
2TCP/IP 参考模型 伴随着Internet在全世界的飞速发展TCP/IP的广泛应用对网络技术发展产生了重要的影响。TCP/IP参考模型分为应用层、传输层、网络互连层和网络接口层4个层次。 网络接口层在TCP/IP参考模型中网络接口层是TCP/IP参考模型中的最低层负责网络层与硬件设备的联系。网络接口层是TCP/IP与各种LAN或WAN的接口。 网络互连层网络互连层是整个TCP/IP协议的核心对应于OSI参考模型的网络层负责对独立传送的数据分组进行路由选择以保证可以发送到目的主机。 传输层在TCP/IP模型中使源端主机和目标端主机上的对等实体进行会话属于传输层的功能。 应用层TCP/IP模型中应用层实现了OSI参考模型中会话层和表示层的功能。在应用层中能够对不同的网络应用引入不同的应用层协议。 网络互连层的主要功能
处理互连的路径、流程与拥塞问题处理来自传输层的分组发送请求处理接收的数据报
4.2 计算机网络的组成和分类
4.2.1 计算机网络的组成
1计算机系统 计算机系统是网络的基本组成部分它主要完成数据信息的收集、存储、管理和输出的任务并提供各种网络资源。计算机系统根据其在网络中的用途一般分为主机和终端两部分。 主机Host主机在很多时候被称为服务器Server它是一台高性能计算机用于管理网络、运行应用程序和处理各网络工作站成员的信息请示等。 终端Terminal终端是网络中的用户进行网络操作、实现人机对话的重要工具在局域网中通常被称为工作站Workstation或者客户机Client。由服务器进行管理和提供服务的、连入网络的任何计算机都属于工作站其性能一般低于服务器。个人计算机接入Internet后在获取Internet服务的同时其本身就成为一台Internet网上的工作站。网络工作站需要运行网络操作系统的客户端软件。 2数据通信系统 数据通信系统是连接网络的桥梁提供了各种连接技术和信息交换技术其主要任务是把数据源计算机所产生的数据迅速、可靠、准确地传输到数据宿目的计算机或专用外设中。 从计算机网络技术的组成部分来看一个完整的数据通信系统一般由数据终端设备、通信控制器、通信信道和信号变换器等4个部分组成。
3网络软件及协议 网络软件是计算机网络中不可或缺的组成部分。网络的正常工作需要网络软件的控制如同单个计算机在软件的控制下工作一样。网络软件一方面授权用户对网络资源访问帮助用户方便、快速地访问网络另一方面网络软件也能够管理和调度网络资源提供网络通信和用户所需要的各种网络服务。 通常情况下网络软件分为通信软件、网络协议软件和网络操作系统3个部分。
4通信子网和资源子网 从功能上看计算机网络主要具有完成网络通信和资源共享两大功能为实现这两个功能计算机网络必须具有数据通信和数据处理两种能力。因此计算机网络可以从逻辑上被划分成两个子网即通信子网和资源子网。 通信子网主要负责网络的数据通信为网络用户提供数据传输、转接、加工和变换等数据信息处理工作由通信控制处理机又称网络结点、通信线路、网络通信协议以及通信控制软件组成。 资源子网用于网络的数据处理功能向网络用户提供各种网络资源和网络服务主要包括通信线路即传输介质、网络连接设备如网络接口设备、通信控制处理机、网桥、路由器、交换机、网关、调制解调器和卫星地面接收站等、网络通信协议和通信控制软件等。 两者的相互关系在局域网中资源子网主要由网络的服务器、工作站、共享的打印机和其他设备及相关软件所组成。通信子网由网卡、线缆、集线器、中继器、网桥、路由器、交换机等设备和相关软件组成。 4.2.2 计算机网络的分类
1按网络覆盖的地理范围分类 局域网LAN将较小地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一起的通信网络局域网覆盖的地理范围比较小一般在几十米到几千米之间主要用于实现短距离的资源共享。
城域网MAN城域网是一种大型的通信网络它的覆盖范围介于局域网和广域网之间一般为几千米至几万米城域网的覆盖范围在一个城市内它将位于一个城市之内不同地点的多个计算机局域网连接起来实现资源共享。
广域网WAN广域网在地域上可以覆盖跨越国界、洲界甚至全球范围。目前Internet是现今世界上最大的广域计算机网络它是一个横跨全球、供公共商用的广域网络。
国际互联网Internet目前世界上有许多网络而不同网络的物理结构、协议和所采用的标准也各不相同。如果连接到不同网络的用户需要进行相互通信就需要将这些不兼容的网络通过称为网关gateway的机器设备连接起来并由网关完成相应的转换功能。多个网络相互连接构成的集合称为互联网其最常见形式是多个局域网通过广域网连接起来。
2按服务方式分类 对等网在对等网络中计算机的数量通常不超过20台所以对等网络相对比较简单。在对等网络中各台计算机有相同的功能无主从之分网上任意节点计算机既可以作为网络服务器为其它计算机提供资源也可以作为工作站分享其它服务器的资源。 客户机/服务器网络在计算机网络中如果只有一台或者几台计算机作为服务器为网络上的用户提供共享资源而其他的计算机仅作为客户机访问服务器中提供的各种资源这样的网络就是客户机/服务器网络。 服务器指专门提供服务的高性能计算机或专用设备客户机指用户计算机。客户机/服务器网络方式的特点是安全性较高计算机的权限、优先级易于控制监控容易实现网络管理能够规范化。服务器的性能和客户机的数量决定了该网络的性能。
3按网络的拓扑结构分类 计算机网络的拓扑结构指网络中的计算机或设备与传输媒介形成的结点与线的物理构成模式。网络的结点有两类一类是转换和交换信息的转接结点包括结点交换机、集线器和终端控制器等另一类是访问结点包括计算机主机和终端等。线则代表各种传输媒介包括有形的线和无形的线。
4按网络传输介质分类 有线网有线传输介质指在两个通信设备之间实现的物理连接部分能将信号从一方传输到另一方主要有同轴电缆、双绞线和光纤。有线网则是使用这些有线传输介质连接的网络。
无线网无线传输介质指周围的自由空间利用无线电波在自由空间的传播可以实现多种无线通信。无线网络的特点为连网费用较高、数据传输率高、安装方便、传输距离长和抗干扰性不强等。无线网包括无线电话、无线电视网、微波通信网和卫星通信网等。
4.3 网络传输介质和通信设备
4.3.1 网络传输介质
1有线传输介质 目前常用的计算机网络有线传输介质主要包括双绞线和光导纤维两种。
2无线传输介质 无线传输是利用可以在空气中传播的微波、红外线、无线电波等无线介质进行传输无线局域网就是由无线传输介质和计算机设备组成的局域网。
4.3.2 网络通信设备
1网卡 网卡Network Interface CardNIC又称网络适配器、网络卡或者网络接口卡是以太网的必备设备。 有线网卡是指必须将网络连接线连接到网卡中才能访问网络的网卡主要包括PCI网卡、集成网卡和USB网卡3种类型。 无线网卡是无线局域网的无线网络信号覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。目前的无线网卡主要包括PCI网卡、USB网卡、PCMCIA网卡和MINI-PCI网卡4种类型。
2路由器 路由器Router是一种连接多个网络或网段的网络设备它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”使不同网段和网络之间能够相互“读懂”对方的数据从而构成一个更大的网络。 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径并将该数据有效地传送到目的站点。路由器是网络与外界的通信出口也是联系内部子网的桥梁。
3交换机 交换机Switch是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。
交换机的雏形是电话交换机系统经过发展和不断创新才形成了如今的交换机技术。其主要功能包括以下几点。 物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列、流量控制
