计算机网络基础详解

一、计算机网络的定义

计算机网络是指利用通信线路和设备将分布在不同物理位置的许多自治计算机互连起来，并在网络软件系统的支持下实现资源共享和信息传递的系统。

二、计算机网络结构示意图

三、计算机网络的拓扑结构

网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（终端结点或转发结点）的几何排列顺序

（1）总线型

只有单一的通信线路（成为总线），所有站点直接连接到这条总线上。

      -在总线型网络中信息是按广播式进行通信的。任何一个时刻只能有一个站点发送信息，其他结点均可接受信息。

      -优点主要是结构简单、布线容易、成本低廉、易于扩展并具有较高的可靠性等。

      -缺点是总线的故障会导致网络瘫痪

总线型

（2）环型

各个站点通过通信线路连接成一个闭合的环。在单条环路的环型网络中信息流向是单方向的。

     -优点是结构简单、传输延时确定。

     -缺点是一个站点的故障会导致网络瘫痪。

环型

（3）树型

结点按层次进行连接。信息交换主要在上下层结点之间。树型网络中除了叶子结点之外的所有非终端结点都是转接结点。

      -优点是组网灵活、易于扩展。

      -缺点是对根结点的依赖性太大，相邻或同层结点之间不能直接传递信息。

（4）网状拓扑结构是基本拓扑结构的组合。

网状拓扑结构

四、计算机网络的分类

网络的分类方式很多:

按照网络的覆盖范围与规模分类，可以把网络分为:

- 局域网(LAN:Local Area Network)

- 广域网(WAN:Wide Area Network)

-  虚拟局域网VLAN（Virtual Local Area Network）

（1）局域网 指十几公里的地理范围内将计算机、外设和通信设备互连在一起的网络系统。采用局域网，传输速率较高，误码率较低。组网方便，技术简单。

（2）广域网 涉及的范围较大，通常可以达到几十公里、几百公里，甚至更远。传输距离远，传输速率较低，误码率较高。机制复杂。

（3）虚拟局域网（VLAN）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，由此得名虚拟局域网。

五、计算机网络的功能

（1）数据通信

数据通信是计算机网络最基本的功能。它用来快速传送计算机与终端、计算机与计算机之间的各种信息。

（2）资源共享

“资源”指的是网络中所有的软件、硬件和数据资源。“共享”指的是网络中的用户都能够部分或全部地享受这些资源。

（3）分布处理

当某台计算机负担过重时，或该计算机正在处理某项工作时，网络可将新任务转交给空闲的计算机来完成，均衡各计算机的负载，提高处理问题的实时性。

六、计算机网络的组成

计算机网络由硬件和软件两部分组成

（1）网络硬件:负责数据处理和数据转发

-计算机

-通信线路

-通信设备

（2）网络软件:控制数据通信和各种应用

-网络协议

-网络操作系统

-网络应用软件

七、网络协议

网络上的计算机之间又是如何交换信息的呢？就像我们说话用某种

语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络

协议，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。

常见应用层协议：HTTP、FTP、POP3、SMTP

八、网络中的计算机设备

根据计算机在网络中的作用可将计算机分为服务器和工作站

  -服务器：

是一种功能强大的高档计算机，构成与普通计算机基本相似，是计算机网络系统的核心设备，主要负责网络资源管理和用户服务。如远程访问服务器、打印服务器、文件服务器、域名服务器和数据库服务器等。

  -工作站(客户端)：

是具有独立处理能力的计算机，即可以单独使用，也可以联网工作。

九、工作站访问服务器

  -服务器IP地址：

IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。

  -服务器应用端口：

    一台服务器为什么可以同时是Web服务器，也可以是FTP服务器，还可以是邮件服务器等，其中一个很重要的原因是各种服务采用不同的端口分别提供不同的服务，比如：通常TCP/IP协议规定Web采用80号端口，FTP采用21号端口等，而邮件服务器是采用25号端口。这样，通过不同端口，计算机就可以与外界进行互不干扰的通信。

十、IP地址

Internet中主机的每一个连接都必须有授权单位分配的全球都能接收和识别的唯一标识，即IP地址。

a、一个IP地址由32位二进制数组成。

b、一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”

c、每个IP地址被分成四组，每组8位。每组数字的大小范围为十进制的0-255。采用点分十进制的标记方法，即将每组用十进制数表示数值，以圆点“.”分隔。

从概念上来说，每个IP地址包含网络号和主机号两部分。网络号用于识别一个逻辑网络，而主机号用于识别逻辑网络中一台主机的一个连接。

IP地址中网络部分分为A、B、C、D和E五类：

-A类：第一位为0，网络地址7位，主机地址24位

-B类：前两位为10，网络地址14位，主机地址16位

-C类：前三位为110，网络地址21位，主机地址8位

-D类：前四位为1110，224.0.0.0-239.255.255.255不用来标识网络，一般用于广播通信

-E类：前五位为11110，240.0.0.0-255.255.255.255暂时保留不用。

十一、子网掩码

判断要访问的计算机与本地计算机是否属于同一子网。同一子网内的IP地址具有相同的网络号。

子网掩码是一个与IP地址表示方法相同的32位二进制数，网络号和子网号部分都用1表示，主机号用0表示

子网掩码和IP地址进行二进制“与”运算，结果相同说明同属于一个子网

    例：c类IP地址的子网掩码为：255.255.255.0

十二、IPV6

目前在Internet上使用的IP协议是1978年确立的，称为IPv4，尽管在理论上约有43亿（223）个IP地址，实际上考虑各种因素后只有一半地址可用。

IPv4已经暴露出许多问题，其中最重要的问题是IP地址资源的短缺，因此Internet工程部又提出了新的IP协议版本IPv6。

IPv6使用的地址空间为128位，可以彻底解决IP地址不足等问题。在我国，IPv6已经正式开始使用。

十三、域名系统

域名是用来表示IP地址的一串有意义的字符序列

一般格式为：

主机名.单位名.机构名.顶级域名

十四、域名解析

    把域名指向网站空间IP,让人们通过注册的域名可以方便地访问到网站一种服务 ，服务由DNS服务器完成

      例：www.sina.com.cn

      61.172.201.195

十五、网络应用软件

网络应用软件是指能够为网络用户提供各种服务的软件，它用于提供或获取网络上的共享资源。如浏览软件、传输软件、远程登录软件等。

十六、FTP服务器

FTP服务器（File Transfer Protocol Server）是在互联网上提供文件存储和访问服务的计算机，它们依照FTP协议提供服务。 FTP是File Transfer Protocol(文件传输协议)。顾名思义，就是专门用来传输文件的协议。简单地说，支持FTP协议的服务器就是FTP服务器。