1.1 认识计算机网络

哈喽~大家好呀，从这篇开始呢，我们要学习计算机网络（俗称计网）这门科目了，欢迎大家前来观看。
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           系列专栏：【计算机网络】​​​​​​ ​​​​​

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前言

计算机网络是计算机技术和通信技术相互结合、相互渗透而形成的一门学科，它的发展已经经历了从简单到复杂、从单一到综合的过程，融合了信息采集技术、信息处理技术、信息存储技术、信息传输技术等各种先进的信息技术，以网络为基础的信息处理已经开始成为信息工业的发展主流。

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一、什么是计算机网络？

一般来说，现代计算机网络是自主计算机的互连集合。这些计算机各自是独立的，地位是平等的，它们通过有线或无线的传输介质连接起来，在计算机之间遵守统一一的通信协议实现通信。不同的计算机网络可以采用网络互连设备实现互连，构成更大范围的互连网络。在计算机网络上可以实现信息的高速传送，计算机的协同工作以及硬件、软件和信息资源的共享。

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二、计算机网络的组成

根据网络的定义，一个典型的计算机网络主要由计算机系统、数据通信系统、网络软件及协议三大部分组成。

1. 计算机系统

计算机系统主要完成数据信息的收集、存储、处理和输出任务，并提供各种网络资源。根据用途可以分为两类:服务器和工作站。

1.1 服务器

服务器通常由性能较高的高档计算机担当，它能向其他网络用户提供服务，并负责对网络资源的管理，是网络系统中的核心部分。一个网络中通常可有多台服务器。
服务器的主要功能是:为工作站的用户提供各种共享资源(包括软件资源、硬件资源和数据资源等)、管理网络文件系统、提供网络打印服务、处理网络通信、响应工作站的请求等。
常用的网络服务器有:文件服务器、通信服务器、计算服务器、打印服务器等。

1.2 工作站

工作站是普通的计算机，保持原有计算机的功能，可作为独立的计算机使用，也可按照被授予的定权限访问服务 器上的资源，各工作站之间可以相互通信，也可以共享网络资源。

2.数据通信系统

数据通信系统主要由网络接口卡( NIC )、传输介质和网络连接设备等组成。

2.1 网络接口卡

网络接口卡简称网卡，又称为网络适配器，主要负责主机与网络之间的信息传输控制，它的主要功能是线路传输控制(如堵塞、冲突等)、差错检测与恢复、代码转换以及数据帧的装配与拆装等。

2.2 传输介质

传输介质用于将网络中各种设备连接起来，是传输数据信号的物理通道，有有线传输介质和无线传输介质之分。

2.3 网络连接设备

网络连接设备用于实现网络中各计算机之间的连接、网与网之间的互连以及数据信号的变换、路由选择等功能。

3.网络软件及协议

网络软件是计算机网络中不可缺少的重要组成部分，其主要功能如下:
①授权用户对网络资源的访问，帮助用户方便、安全地使用网络。
②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。
网络软件一般包括网络操作系统、网络协议和通信软件等，下面主要介绍网络操作系统和网络协议。

3.1 网络操作系统

网络操作系统是网络软件的重要组成部分，是进行网络系统管理和通信构制的所有软件的集合，负责整个网络软、硬件资源的管理以及网络通信和任务的调度，并提供用户与网络之间的接口。
常用的网络操作系统有Windows、Linux、UNIX、Netware 等。

3.2 网络协议

网络协议是实现计算机之间、网络之间相互识别并正确进行通信的一组标和规则协议的关键因素是语法、语义和同步。语法定义了所用信号的电话合权话费据的格式:，酒义是指所包合的用于在网络中的计算机之间实现协海合和错误处理的控制信息;同步是指速率匹配及数据的排序。

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三、计算机网络分类

对计算机网络的分类可以从以下几个不同的角度进行:根据网络使用的传输技术分类、根据网络所覆盖的地理范围分类、根据网络的物理结构分类等。

1.根据网络的传输技术分类

网络所采用的传输技术决定了网络的主要技术特点。根据数据传输方式的不同，计算机网络可以分为“广播网络”和“点对点网络”两大类。
广播网络( Broadcasting Network )中的计算机或设备使用一个共享的
通信介质进行数据传播，网络中的所有节点都能收到任何节点发出的数据信息。
广播网络中的传输方式目前有以下3种。
①单播( Unicast ):发送的信息中包含明确的目的地址，所有节点都检
查该地址，如果与自己的地址相同，则处理该信息;如果不同，则忽略。
②组播( Multicast ):将信息传输给网络中的部分节点。
③广播( Broadcast ): 在发送的信息中使用一个指定的代码标识目的地址，将信息发送给所有的目标节点。当使用这个指定代码作为目的地址传输信息时，所有节点都接收并处理该信息。
点对点网络 (Point to Point Network )中的计算机或设备以点对点的方式进行数据传输，两个节点间可能有多条单独的链路。这种传播方式应用于广域网中。
以太网和令牌环网属于广播网络，而ADSL ( Asymmetric DigitalSubscriber Line )属于点对点网络。

2.根据网络覆盖范围分类

计算机网络按其覆盖的地理范围进行分类，可分为以下3类。
①局域网( Local Area Network, LAN):分布距离10~ 1000m,速率范围为4Mbit/s~ 2Gbit/s。一般限制在一 一个房间、一幢大楼、一个单位内。
②城域网( Metropolitan Area Network, MAN ):分布距离10km,速率范围为50kbit/s~ 100Mbit/s.
③广域网( Wide Area Network, WAN ): 分布距离100km,速率范围为9.6kbit/s~45Mbit/s.
提示:按照地理范围划分网络时，分布距离并不是绝对严格的。

3.根据网络拓扑结构分类

网络的拓扑定义了计算机、打印机等各种网络设备之间的连接方式，描述了线缆和网络设备的布局以及数据传输时所采用的路径。网络拓扑在很大程度上决定了网络的工作方式。对网络拓扑的描述，通常是抛开网络中的具体设备用点和线来抽象地表示网络系统的逻辑结构。网络的拓扑结构通常有如下几种:总线型、星型、环型、树型和网状结构。

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四、计算机网络的主要性能

影响网络性能的因素有很多，如传输的距离、使用的线路、传输技术、带宽等。对用户而言，则主要体现在所获得的网络速度不一-样。计算机网络的主要性能指标是指带宽、吞吐量和时延。

1.带宽

在局域网和广域网中，都使用带宽( Bandwidth )来描述它们的传输容量。带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。带宽的单位为Hz (或kHz、MHz等)。 在通信线路上传输模拟信号时，将通信线路允许通过的信号频带范围称为线路的带宽(或通频带)。
在通信线路上作输数字信导时，带宽就等同于数字信道所能传输的“最店数据率”。数字信道传输数字信号的速率称为数据率或比特率。带宽的单位是比10 Mbit/s,意味着每秒能传输10Mbit/s,传输每比特用0.1μs。目前以太网带宽有10Mbit/s 100 Mbit/s、1000 Mbit/s、10Gbit/s等几种类型。

2.吞吐量

吞吐量(Throughout )是指组特定的数据在特定的时间段经过特定的路径所传输的信息量的实际测量值。由于诸多原因，使得吞吐量常常远小于所用介质本身可以提供的最大数字带宽。决定吞吐量的因素如下：
①网络互连设备。
②所传输的数据类型。
③网络的拓扑结构。
④网络上的并发用户数量。
⑤用户的计算机。
⑥服务器。
⑦拥塞。

3.时延

时延(Delay或Latency )是指一个报文或分组从一一个网络(或一条链路)的一端传输到另一端所需的时间。通常来讲，时延是由以下几个不同的部分组成的。
(1)发送时延
发送时延是节点在发送数据时使数据块从节点进入传输介质所需的时间，也就是从数据块的第一一个比特开始发送算起， 到最后一个比特发送完毕所需的时间，又称为传输时延。
(2)传播时延
传播时延是电磁波在信道上传播一定的距离所花费的时间。
(3)处理时延
处理时延是指数据在交换节点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。

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五、计算机网络的功能

1. 计算机网络的功能

计算机网络技术使计算机的作用范围和其自身的功能有了突破性的发展。计算机网络虽然有各种各样的形式，但都应具有如下功能：

① 数据通信
② 计算机系统资源共享
③ 数据信息的集中和综合处理
④ 均衡负载
⑤ 系统的可用性
⑥ 分布式处理

(求关注)持续更新中……