计算机网络之了解计算机网络

计算机网络的产生和发展

计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物，它是从简单到复杂、单机到多机、终端与计算机之间的通信到计算机与计算机之间的直接通信的演变过程

计算机网络的功能与特点

功能

（1）资源共享（2）数据通信（3）集中管理（4）分布式处理（5）均衡负荷

特点

（1）可靠性 （2）高效性 （3）独立性 （4） 扩充性 （5）分布性 （6）易操作性 （7）廉价性

计算机网络的拓扑结构

计算机网络的拓扑结构主要有总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构、树型拓扑结构、网状拓扑结构和全互连拓扑结构

总线型拓扑结构

一、总线拓扑结构是由一条高速公用总线连接若干个节点所形成的网络拓扑结构,其中,一个节点是网络服务器,由它提供网络通信和资源共享服务,其他节点是网络工作站(即用户讦算机)。总线型网络采用广播通信方式,即由一个节点发出的信息可被网络上的多个节点所接收。由于多个节点连接到一条公用总线上,因此必须采取某种介质访问控制规程来分配信道﹐以保证在一段时间内只允许一个节点传送信息。目前,最常用的且已被列入国际标准的规程有CSMA/CD 访问控制规程和令牌传送访问控制规程。
二、总线型拓扑结构的优点是:结构简单灵活,容易布线与扩充,可靠性较高,数据通道利用率高，一个节点发送的信号可被其他节点接收,某个节点的自身故障一般不会影响到整个网络。其缺点是:总线任务重,易产生冲突与碰撞;故障诊断与隔离困难,且总线故障会导致整个系统的崩溃

星型拓扑结构

一、星型拓扑结构中所有的网络节点都通过传输介质与中心节点相连,采用集中控制,即任偷两节点之间的通信都要经讨中心节点讲行转发。
二、星型拓扑结构的优点是:网络结构简单,便于控制,建网容易,易于扩展,外围节点的故障对系统的正常运行没有影响。其缺点是:由于是集中控制,各外围节点之间的互相通信必须通过中心节点,中心节点是网络可靠性的“瓶颈”,如果中心节点产生故障,则整个网络将不能正常工作。星型拓扑结构主要应用于局域网。在局域网中,所使用的中央设备不同,其物理拓扑结构(各设备之间使用传输介质的物理连接关系)和逻辑拓扑结构(设备之间的逻辑链路连接关系)也将不同。例如,使用集线器连接所有计算机时,其结构只能是一种具有星型物理连接的总线型拓扑结构,而只有使用交换机时,才是真正的星型拓扑结构
在这里插入图片描述

环形拓扑结构

一、环型拓扑结构是指网络中的每一个节点均与下一个节点相连接.是后上个节点与第一个节点相连接,构成一个闭合的环路的结构,如图1.8所示。在环型网络中.每个节点从上一个节点接收信息,向下一个节点发送信息,信息在环路上单向传输。环路中每个节点的地位和作用相同，都可以接收信息，也可以发送信息
二、环型拓扑结构的优点是;结构简单,容易实现﹐数据传输延时确定,路径选择简单。其缺点是:每两个节点之间的通信线路是网络可靠性的“瓶颈”,任何一个节点故障都会导致整个网络瘫痪;另外,扩充不方便,增删节点困难;环上节点过多时,传输效率严重下降。环型网络应用较少,实践中极少有人将方案设计成环型网络,这是由它的缺点所决定的。环状网的一种改进方式是采用双环结构(如光纤分布式数据接口FDDI),以提高系统的容错性。

树型拓扑结构

一、在树型结构中,节点按层次进行连接,网络的最高层为中心交换机,最底层是终端,而其他层次可以是交换机、集线器或部门级别的计算机。信息交换主要在上、下层节点之间进行,相邻及同层节点之间一般不进行数据交换或数据交换量较小。
二、树型拓扑结构的优点是:与星型拓扑结构相比,其通信线路总长度缩短,故障隔离容易﹐成本低，扩充方便,易于推广,适用于分级管理和控制。其缺点是:该结构对根节点的依赖性太大,当根节点出现故障时,全网不能正常工作。

网状型拓扑结构

一、网状拓扑结构是由星型,环型和树型拓扑结构 演变而来的,是这三种拓扑结构混合的结果
网状拓扑结构中的所有节点之间的连接是任意的，没有规律
二、网状型拓扑结构的优点是;可靠性高﹐容错能力强。其峡点是;结构夏杂,必须采用路由选择算法和流量控制方法,并且不易维护和管理。

全互连型拓扑结构

一、全互连型拓扑结构的网络中，每一个节点和网上其他所有节点都有通信线路连接如图所示

全网共需n(n-1)/2条线路
二、优点是无须路由选择，通信方便其缺点是：这种网络连接复杂，只适合在节点少、距离很近的环境中使用

计算机网络的分类

按覆盖范围分类

根据网络连接的地理范围，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）

按通信传播方式分类

按照传播方式，计算机网络可分为广播式网络（Broadcasting Network）和点对点式网络（Point-to-point Network）

按通信介质分类

根据通信介质的不同，计算机网络可分为有线网（Wired Network）和无线网（Wireless Network）

按带宽分类

根据网络带宽的不同，计算机网络可分为基带网络和宽带网络两大类

按应用对线分类

根据网络应用对象的不同，网络可分为专用网和公用网络

计算机网络的结构与组成

计算机网络的逻辑构成

计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能。因此在逻辑功能上它可分为通信子网和资源子网两大部分。计算机网终以通信子网为中心,资源共享是建立在通信基础之上的(资源共享依赖通信,通信支持资源子网)。如图

(1)通信子网:由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备组成,负责完成网络数据的传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机在网络拓扑结构中称为网络节点。它一方面作为连接资源子网的主机和终端的接口,将主机和终端连入网内;另一方面它又作为通信子网中的分组存储转发的节点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能,实现将源主机报文准确发送到目的主机的功能。目前,通信控制处理机一般为路由器和交换机。通信线路可为通信控制处理机与通信控制处理机之间,通信控制处理机与主机之间提供通信信道。计算机网络采用了多种通信线路,如电话线,双绞线,同轴电缆、光缆、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。
(2)资源子网:由主机系统,终端,终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成.资源子网负责全网的的数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源与网络服务。主机(Host)系统是资源子网的主要组成单元,可以是大型机、中型机、小型机、工作站或微型机。它装有本地操作系统、网络操作系统﹑数据库、用户应用系统等软件。它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。普通用户终端可以通过主机系统连入网内。终端(Terminal)是用户访问网络的界面,它可以是简单的输入/输出(1/O)终端,也可以是带有微处理机的智能终端。智能终端除具有输入/输出信息的功能外,本身还具有存储与信息处理的能力。终端可以通过主机系统连入网内,也可以通过终端控制器、报文分组组装与拆卸装置或通信控制处理机连入网内。

计算机网络的物理组成

计算机网络系统包括硬件系统和软件系统
（１）网络硬件系统：是构成网络的基础，分为服务器、工作站和网络硬件设备
（２）网络软件系统：在网络系统中，每个用户都可以共享各种资源，系统如何控制和分配资源、以何种规则实现网络中各种设备之间的通信、如何管理网络中的各种设备等、都离不开网络软件系统的支撑。通常，网络软件系统包括网络操作系统、网络协议软件、网络通信软件和网络管理与应用软件