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计算机网络简述计算机网络概述(计算机网络是计算机技术与现代通信技术相结合的产物)计算机网络就是利用通信线路和通信设备将不同地理位置的、具有独立功能的多个计算机系统或共享设备互联起来,并配以功能完善的网络软件(即网络操作系统、网络通信协议及信息交换方式等),使之实现资源共享、互相通信和分布式处理的整个系统计算机网络的功能主要表现在以下三个方面硬件资源共享、软件资源共享和数据资源共享、用户之间的信息交换计算机网络的产生与发展
1.从20世纪50年代中期开始,以单个计算机为中心的远程联机系统,称为第一代计算机网络网络雏形
2.从20世纪60年代中期开始进行主机互联,多个独立的主计算机通过线路互联构成计算机网络,无网络操作系统,只是通信网60年代后期,ARPANET网出现,称为第二代计算机网络网络初级阶段
3.20世纪70年代至80年代中期,以太网产生,ISO制定了网络互连标准OSL世界上具有统一的网络体系结构,遵循国际标准化协议的计算机网络迅猛发展,这阶段的计算机网络称为第三代计算机网络
4.从20世纪90年代中期开始,计算机网络向综合化高速化发展,同时出现了多媒体智能化网络,发展到现在,已经是第四代了局域网技术发展成熟第四代计算机网络就是以千兆位传输速率为主的多媒体智能化网络计算机网络的功能构成两层结构的计算机网络示意图可分为两种子网资源子网(提供访问的能力)和通信子网(承担全网的数据传输)计算机网络的拓扑结构
1.星型拓扑星型拓扑的各节点间相互独立,每个节点均以一条单独的线路与中央结点相连,其连接图象闪光的星星型拓扑结构的中心结点是由集线器或者是交换机来承担的星型拓扑结构有以下优点■某工作站出现故障或单独与中心结点的线路损坏时,不会对整个网络造成大的影响,而仅会影响该工作站■网络的扩展容易■结构简单,控制和诊断方便■访问协议简单星型拓扑结构的缺点过分依赖中心结点线路太多,成本高2,环型拓扑环型拓扑结构是由网络中若干中继器使用电缆通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环每个站对环的使用权平等,都以同样的速度串行地沿着一个方向在各节点间传输数据环型拓扑结构有以下优点抗故障性能好单方向单通路的信息流使路由选择控制简单电缆长度短,和总线拓扑结构相似环型拓扑是单方向传输,适用于光纤,传输速度高环型网络的缺点环路上的一个站点出现故障,则该站点的中继器不能进行转发,相当于环在故障结点处断掉,造成整个网络瘫痪诊断故障困难造成整个网络瘫痪的是哪个结点故障,诊断非常困难,需要对每个结点进行检测
3.总线型拓扑总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质,所有的站点(包括工作站、共享设备和文件服务器)均通过相应的硬件接口直接连接到这根传输介质或称总线上,各工作站地位平等,无中心结点控制总线型拓扑结构的总线大都采用同轴电缆总线型拓扑结构的优点结构简单,连接方便,易实现、易维护易于扩充,增加新的站点容易,仅需在总线的相应接入点将工作站接入即可使用电缆较少,价格便宜,且安装容易总线型拓扑结构的缺点故障诊断困难由于不是集中控制,故障检测需在网络上各个站点进行故障隔离困难哪个站点出故障,只需简单地把连接拆除即可但如果传输介质有故障,则整个这段总线要切断和变换4,树型拓扑树型拓扑是总线型拓扑的扩展,是在总线型网络上加上分支形成的树型拓扑是一种分层结构,适用于分级管理控制系统树型拓扑结构的优点组网灵活,易于扩展可以延伸出很多分支和子分支线路总长度比星型拓扑结构短,故它的成本较低故障隔离容易某一分支的节点或线路发生故障,很容易将这分支和整个系统隔离开来树型拓扑的缺点对根的依赖性太大,如果根发生故障,则全网不能正常工作,与星型结构相似,结构较星型复杂C网络拓扑结构的选择网络要易于安装,易于扩展的要求,既要方便扩展,又要保护现有的系统,还要便于以后维护网络的可靠性更是考虑的重要因素,要易于故障诊断,易于隔离故障,以使网络的主要部分仍能正常运行网络中的传输媒体介质传输媒体或说传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路计算机网络中采用的传输媒体可分为有线和无线两大类或说导向的和非导向的两大类导向媒体在一个设备到另一个设备之间提供了一个导线管,如双绞线、同轴电缆有粗的和细的两种和光纤双绞线组建局域网所用的双绞线由4对线即8根线组成,分为屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP光纤.一根光缆中包含有多条光纤,光纤利用有光脉冲信号表示1,没有光脉冲来表示Oo特点通信容量非常大;抗电磁干扰性能好;保密性好,无串音干扰;信号衰减小,传输距离长;抗化学腐蚀能力强非导向媒体不使用物理导体来运输电磁波而使用无线电通信网络体系结构通过分层就把总的问题分成了若干小的问题分层的另一目的是保证层间的独立性ISO的OSI参考模型七层
1.物理层The PhysicalLayer在物理线路上传输原始的二进制数据位电磁信号或光信号的比特流
2.数据链路层The DataLink Layer在有差错的物理线路上提供无差错的数据传输Frame帧
3.网络层The NetworkLayer控制通信子网提供源点到目的点的数据传送Packet数据包/报
4.传输层The TransportLayer为用户提供端到端的数据传送服务
5.会话层The SessionLayer为用户提供会话控制服务
6.表示层The PresentationLayer为用户提供数据转换和表示服务
7.应用层The ApplicationLayer直接为用户提供服务TCP/IP参考模型TCP/IP协议是一个协议集,其中最重要的是TCP协议与IP协议,TCP/IP参考模型能很好地适应世界范围内数据通信的需要,它具有如下四个特点1开放的协议标准,可以免费使用,并且独立于特定的计算机硬件与操作系统;2独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网、广域网中,更适用于网络互联;3统一的网络地址分配方案,使得网络中的每台主机在网中都具有唯一的地址;4标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务TCP/IP参考模型的层次功能1应用层Application layer是TCP/IP参考模型的最高层,它向用户提供一些常用的应用程序接口如HTTP、TELNET FTP、SMTP、DNS等2网络层Internetlayer负责处理互联网中计算机之间的通信,向传输层提供统一的数据报网络层包括IP,ARP,RARP,ICMP等协议,其中最重要的是IP协议,功能有以下三个方面处理来自传输层的分组发送请求;处理接收的数据包;处理互联的路径3传输层Transport layer传输层主要功能是负责应用进程之间的端一一端通信传输层定义了两种协议传输控制协议TCP与用户数据报协议UDPoTCP协议是一种可靠的面向连接的协议,主要功能是保证信息无差错地传输到目的主机UDP协议是一种不可靠的无连接协议,它与TCP协议不同的是它不进行分组顺序的检查和差错控制4网络接口层Host-to-Network layer网络接口层负责把IP包放到网络传输介质上和从网络传输介质上接收IP包现在正在计算机局域网中大量使用的网络协议有三个NetBEUI协议、/P5PX协议和TCP〃户协议计算机网络的分类通常是按照规模大小和延伸范围来分类,把计算机网络划分为局域网、城域网和广域网,有注特别加上一类国际互连网Internet按照网络的物理结构和传输技术来划分,计算机网络又可分为点对点式网络和广播式网络按照信号频带占用方式来划分,则计算机网络又可以分为基带网和宽带网按照网络的使用范围来划分,则计算机网络又可分为公用网和专用网。