计算机网络学习笔记02计算机网络概述（中）

Posted 2022-03-19 正月十六工作室

【计算机网络学习笔记02】计算机网络概述（中）

计算机网络的定义、组成与分类

1计算机网络的定义

1.1 简单定义：
一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。
1.2 通用定义：
利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。

2 计算机网络的组成

从逻辑上来看，计算机网络是由“通信子网”和“资源子网”两部分组成；从软硬件的角度来看，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。
2.1 网络硬件：
服务器/工作站、网络终端、通信处理机、传输介质、信息变换设备

1. 服务器：
   在局域网内为客户提供各种服务的计算机，根据提供的服务不同可以分为文件、打印、存储、通信、域名、数据库服务器等。
2. 工作站：
   在局域网中，除了服务器外，网络上的其他计算机主要通过执行应用程序来完成工作任务的，这类计算机被称为工作站或客户机
   3.2.2 网络软件：
   网络操作系统、网络协议软件、网络管理软件、网络通信软件、网络应用软件
3. 网络操作系统：
   网络软件里面最主要的软件，用于实现计算机间的用户通信和软硬件资源的共享，为用户提供统一、方便的网络接口，便于用户使用网络。主流网络操作系统有UNIX、NetWare、Windows NT三大阵营。
4. 网络协议软件：
   网络协议是计算机网络进行网络通信的数据传输规范，而网络协议软件是用来实现网络协议功能的软件。
5. 网络管理软件：
   对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件包含性能管理、配置管理、故障管理、计费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。
6. 网络通信软件：
   用于实现网络中的各种设备进行通信的软件，能够让用户在不了解通信控制流程的情况下控制应用程序与多个站进行通信，并对大量的通信数据进行加工和管理。
7. 网络应用软件：
   为网络用户提供服务，研究重点在于如何实现网络特有的功能。

3 计算机网络的分类

计算机网络分类的标准很多，可以根据网络的规模和距离、网络的拓扑结构、应用协议、资源共享的方式等来进行分类，其中最能反映计算机网络本质的就是根据网络的规模和距离来分类，具体如下：
3.1 个域网：
个域网一般是指利用短距离、低功率无线传输技术，使得在便携式消费电器与通信设备之间进行短距离通信的网络，其覆盖范围一般在10米半径以内。
3.2 局域网：
局域网是将较小地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一起的通信网络。
3.3 城域网：
城域网可以看作是一种大型的局域网，它的覆盖范围介于局域网和广域网之间，一般为几千米至几万米。城域网的传输延时较小，主要采用光缆作为传输介质，传输速率在100Mbi/s，通常作为主干网使用。
3.4 广域网：
广域网是在一个广阔的地理区域内进行数据、语音、图像信息传输的计算机网络，传输速率较慢，通过将同类或不同类的物理网络互联，并通过高层协议实现不同类型网络间的通信。

计算机网络拓扑结构

计算机网络的拓扑结构是借鉴拓扑学的理论，是指网络上计算机或设备与传输媒介形成的节点与线的物理构成模式。计算机网络上的节点有两类：一类是转换和交换信息的转接节点，包括节点交换机、集线器和终端控制器等；另一类是访问节点，包括计算机主机和终端等。线则代表各种传输媒介，包括有线传输介质和无线传输介质。
计算机网络按照传输技术可以分为两类：广播式网络和点到点网络

1 总线网络：

网络中所有结点都连接在同一总线上，不需要添加其他的网络连接设备，可以双向传输。

总线型拓扑
总线型网络的优点是：结构简单，布线容易，可靠性高，易于扩充，节点的故障不会殃及系统，是局域网常用的拓扑结构；其缺点一是出现故障后诊断困难，出错节点的排查比较困难，因此节点不易过多；二是传送数据的速度较慢，总线利用率不高。因为所有节点共享一条总线，在某一时刻，只能有其中一个节点发送信息，其他节点只能接收，不能发送。最著名的总线型网络是共享介质式以太网。

2 星型网络：

网络中各个结点都由一个单独的通信线路连接到中心结点上，也称为集中控制式网络结构。

星型拓扑
星型网络的优点是：结构简单、便于维护和管理，因为当网络中某个节点或者某条线缆出现问题时，不会影响其他节点的正常通信，维护比较容易；其缺点一是通信线路专用，电缆成本高；二是中心节点是全网络的可靠瓶颈，中心节点出现故障会导致网络的瘫痪。

3 环型网络：

网络中所有的结点通过通信线路组成的闭合路线，数据只能沿一个方向单向传输。

环型拓扑
环型网络的优点是：结构简单、控制简便、结构对称性好、传输速率高；其缺点是：任意节点出现故障都会造成网络瘫痪，节点故障检测困难，节点的加入和撤出过程复杂，节点过多时，影响传输效率。

4 树型网络：

星型网络的扩展，由根结点和分支结点所构成的一种层次结构，数据交换主要在上下结点间进行，相邻结点或同层结点一般不会进行数据交换

树型拓扑
树型网络的优点是：成本低、结构简单、维护方便、扩充节点方便灵活；缺点是：资源共享能力差，可靠性低，对根节点的依赖性大，一旦根节点出现故障，将导致全网不能工作，电缆成本高。

5 网状网络：

各网络结点与通信线路连接成不规则的形状，每个结点至少与其他两个结点相连。

网状拓扑
网状结构的网络的优点是：具有较高的可靠性，某一线路或节点有故障时，不会影响整个网络的工作；因为有多条路径，所以可以选择最佳路径，减少时延，改善流量分配，提高网络性能，但路径选择比较复杂；缺点是：结构复杂、不易管理和维护、线路成本高。

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作者： 王乐平
排版： 胖虎
初审： 正山小种
复审： 二月二

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