计算机网络技术的基础知识

Posted 2023-04-12

参考技术A

计算机网络技术的基础知识

　　什么是网络技术?我们将地理位置不同，具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路互相连接起来，使用功能完整的网络软件来实现网络资源共享的大系统，称为计算机网络。下面跟我一起学习了解一些计算机网络技术的基础知识。

　　计算机网络是什么?

　　这是首先必须解决的一个问题,绝对是核心概念.我们讲的计算机网络,其实就是利用通讯设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来,以功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统。它的功能最主要的表现在两个方面:一是实现资源共享(包括硬件资源和软件资源的共享);二是在用户之间交换信息。计算机网络的作用是:不仅使分散在网络各处的计算机能共享网上的所有资源,并且为用户提供强有力的通信手段和尽可能完善的服务,从而极大的方便用户。从网管的角度来讲,说白了就是运用技术手段实现网络间的信息传递,同时为用户提供服务。

　　★计算机网络由哪几个部分组成?

　　计算机网络通常由三个部分组成,它们是资源子网、通信子网和通信协议.所谓通信子网就是计算机网络中负责数据通信的部分;资源子网是计算机网络中面向用户的部分,负责全网络面向应用的数据处理工作;而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议,它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。所以从这一点上来说,我们应该更能明白计算机网络为什么是计算机技术和通信技术发展的产物了。

　　★计算机网络的种类怎么划分?

　　现在最常见的划分方法是:按计算机网络覆盖的地理范围的大小,一般分为广域网(WAN)和局域网(LAN)(也有的划分再增加一个城域网(MAN))。顾名思义，所谓广域网无非就是地理上距离较远的网络连接形式,例如闻名的Internet网,Chinanet网就是典型的广域网。而一个局域网的范围通常不超过10公里,并且经常限于一个单一的建筑物或一组相距很近的建筑物.Novell网是目前最流行的.计算机局域网。

　　★计算机网络的体系结构是什么?

　　在计算机网络技术中,网络的体系结构指的是通信系统的整体设计,它的目的是为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准.现在广泛采用的是开放系统互连OSI(Open SystemInterconnection)的参考模型,它是用物理层、数据链路层、网络层、传送层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构.你应该注重的是,网络体系结构的优劣将直接影响总线、接口和网络的性能.而网络体系结构的要害要素恰恰就是协议和拓扑。目前最常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。

　　★计算机网络的协议是什么?

　　刚才说过网络体系结构的要害要素之一就是网络协议。而所谓协议(Protocol)就是对数据格式和计算机之间交换数据时必须遵守的规则的正式描述，它的作用和普通话的作用如出一辙。依据网络的不同通常使用Ethernet(以太网)、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP协议。Ethernet是总线型协议中最常见的网络低层协议,安装轻易且造价便宜;而NetBEUI可以说是专为小型局域网设计的网络协议。对那些无需跨经路由器与大型主机通信的小型局域网,安装NetBEUI协议就足够了,但假如需要路由到另外的局域网,就必须安装IPX/SPX或TCP/IP协议.前者几乎成了Novell网的代名词,而后者就被闻名的Internet网所采用.非凡是TCP/IP(传输控制协议/网间协议)就是开放系统互连协议中最早的协议之一,也是目前最完全和应用最广的协议,能实现各种不同计算机平台之间的连接、交流和通信。

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计算机网络基础

介绍计算机网络的基本概念和因特网（Internet）的基本知识。

包括：计算机网络的定义、计算机网络发展和形成、计算机的拓扑等 

掌握计算机网络的概念。

了解计算机的拓扑和计算机网络的分类。
掌握OSI参考模型、重点掌握TCP/IP模型。
熟悉IP地址的结构。
熟悉Internet的基本应用。
了解网络的分类和计算机网络的发展与形成 

计算机网络基础知识

计算机网络是把分布在不同地点，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。

计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。 

计算机网络的发展

计算机网络从20世纪60年代开始发展至今，经历了四个阶段。

1．远程联机阶段 

体系架构是：一台具有计算能力的计算机主机挂接多台终端设备。

2．多机互联网络阶段

多个主计算机通过通信线路互联起来为用户提供服务。

3．标准化网络阶段 

国际标准化组织（ISO）于1977年成立。

1981年正式颁布了“开放系统互联基本参考模型”的国际标准OSI/RM。 

4．网络互联与高速网络阶段 

1993年美国宣布建立国家信息基础设施（National Information Infrastructure，NII）

计算机网络是将分布在不同地点，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。 

计算机网络的功能主要体现: 

（1）资源共享 

（2）网络通信

网络通信可以传输各种类型的信息，包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息。

（3）分布处理 

把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，还可以大大提高了工作效率和降低成本。 

（4）集中管理 

对地理位置分散的组织和部门，可通过计算机网络来实现集中管理，如数据库情报检索系统、交通运输部门的订票系统、军事指挥系统等。 

（5）均衡负荷 

当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网络中的其他计算机中，由多台计算机共同完成。

计算机网络的组成 

一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现，网络软件是网络系统中的技术支持，两者相互作用，共同完成网络功能。

1．网络硬件的组成

计算机网络硬件系统是由计算机（服务器、网络客户机）、通信设备（集线器、交换机、路由器）、传输介质（同轴电缆、双绞线、光纤）、信息变换设备（Modem，即编码解码器）等构成。 

（1）服务器 

服务器是为客户提供各种服务的计算机，是计算机网络的核心设备，因此对其有一定的技术指标要求，特别是对主、辅存储容量及其处理速度要求较高。

根据服务器在网络中所提供的服务不同，可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器等。

（2）网络客户机

除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，将这种计算机称为网络工作站或网络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。 

（3）通信设备 

一方面作为资源子网的主机和终端连接的接口，将主机和终端连入网内；

另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。 

（4）传输介质 

传输介质为通信设备与通信设备、通信设备与计算机之间提供通信信道。 

市面上出售的UTP有3类、4类、5类、超5类和6类五种，胶皮上通常注有“cat3”“cat5”等型号。

3类的传输速率支持10 Mbps，外层保护胶皮较薄；
4类在网络中不常用；
5类：传输速率支持100 Mbps或10 Mbps，外层保护胶皮较厚；
超5类在传送信号时比普通5类的衰减更小，抗干扰能力更强；
6类一般用在千兆网络中。
STP分为3类和5类两种，STP的内部与UTP相同，但外包为铝箔，抗干扰能力强、传输速率高，价格昂贵。

粗缆传输距离长，性能好但成本高，网络安装和维护困难，一般用于大型局域网的干线，连接时两端需终接器。粗缆与外部收发器相连。收发器与网卡之间用AUI电缆相连。每段500米，100个用户，四个中继器可达2500米，收发器之间最小2.5米，收发器电缆最大50米。

细缆与BNC网卡相连，两端装50欧的终端电阻。用T型头连接，T型头之间最小0.5米。细缆网络每段干线长度最大为185米，每段干线最多接入30个用户。如采用四个中继器连接5个网段，网络最大距离可达925米。细缆安装较容易，造价较低，但日常维护不方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。 

光纤应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再将光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并将其变为电信号，经解码后再处理。与其他传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大，主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。

②无线传输介质：可以在自由空间利用电磁波发送和接收信号进行通信。地球上的大气层为大部分无线传输提供了物理通道，就是常说的无线传输介质。无线传输所使用的频段很广，人们现在已经利用了多个波段进行通信。 

（5）信息变换设备

对信号进行变换的设备包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。 

网络协议

1．TCP/IP协议

TCP/IP协议是三大协议中最重要的。作为互联网的基础协议，任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议，如果没有它，根本不可能上网。

TCP/IP协议也是这三大协议中配置起来最麻烦的一个，TCP/IP尽管是目前最流行的网络协议，但TCP/IP协议在局域网中的通信效率并不高，使用它在浏览“网上邻居”中的计算机时，经常会出现不能正常浏览的现象。此时，安装NetBEUI协议即可解决这个问题。

2．NetBEUI协议 

NetBEUI协议是Windows 98之前的操作系统的缺省协议，是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。

因此，建议除了TCP/IP协议之外，小型局域网的计算机可安装NetBEUI协议。 

3．IPX/SPX协议 

IPX/SPX协议虽然是Novell开发的专用于NetWare网络中的协议，但也非常常用，大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议，如星际争霸，反恐精英等。虽

然这些游戏通过TCP/IP协议也能联机，但通过IPX/SPX协议不需要任何设置，使用更方便。 

OSI是一个定义良好的协议规范集，并有许多可选部分完成类似的任务。它定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包括的可能的任务。OSI并没有提供一个可以实现的方法，而是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定，即OSI参考模型并不是一个标准，而是一个在制定标准时所使用的概念性框架。 

局域网是指在一个局部的地理范围（如学校、工厂和机关等，一般是方圆几千米范围以内）内，将各种计算机、外部设备和数据库等互相连接起来组成的计算机通信网。它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个较大范围的信息处理系统。 

局域网可以实现文件管理，应用软件、打印机和扫描仪共享，工作组内的日程安排，以及电子邮件和传真通信服务等功能。局域网严格意义上是封闭型的，它可以由办公室内几台甚至成千上万台计算机组成。 

2．局域网的分类 

按网络使用的传输介质分类：有线网、无线网 

按网络拓扑结构分类：总线型、星型、环型、树型、混合型等 

按传输介质所使用的访问控制方法分类：以太网（当前应用最普遍的局域网技术。 ）、令牌环网、FDDI网和无线局域网等 

3．局域网通信协议

1980年2月，电器和电子工程师协会（IEEE）成立了局域网标准委员会。

IEEE 802标准 

802.1：定义了局域网体系结构、网络互连、网络管理与性能测试。

802.2：定义了局域网逻辑链路控制LLC子层的功能与服务。
802.3：定义了局域网CSMA/CD总线介质访问控制子层及物理层规范。
802.4：定义了局域网令牌总线介质访问控制子层及物理层规范。
802.5：定义了局域网令牌环介质访问控制子层及物理层规范。
802.6：定义了局域网MAN介质访问控制子层及物理层规范。
802.7：定义了局域网宽带技术（咨询和物理层课题与建议实施）。 

4．虚拟局域网 （Virtual Local Area Network，VLAN） 

为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，对简化校园网的管理，保证校园网的高速可靠运行起到非常重要的作用。 

是指在逻辑上可以通过网络管理来划分逻辑工作组的物理网络，物理用户可以根据自己的需求，而不是根据用户在网络中的物理位置来划分网络。 

VLAN技术出现以前，为了在对网络进行分段的同时，还要达到抑制网络中的广播信息的目的，采用的方法是根据路由器端口将用户分成若干个逻辑组，每个组以本楼层的集线器或交换机为核心构成一个子网。 

5．无线局域网（Wireless Local-Area Network，WLAN）

是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用无线多址通道的一种有效方法，用来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了潜在手段。