網絡技術基礎(一)計算機網絡基礎知識

零.簡介

1.計算機網絡是當今最熱門的學科之一。近十幾年來，網絡已經成爲一種全社會的、經濟的、快速的存取信息的必要手段。網絡技術對將來的信息產業乃至整個社會都將產生深遠的影響。

 

一.計算機網絡的產生與發展

1.計算機網絡：是現代通訊技術和計算機技術相結合的產物。計算機網絡與其它事物的發展同樣，也經歷了從簡單到複雜、從低級到高級、從單機到多機的過程。計算機網絡的發展大體能夠分爲：

(1).面向終端的通訊網絡：簡單的多終端系統；使用前端機完成通訊功能；使用集中器共享告訴線路。

(2).計算機互連。

(3).網絡互聯。

(4).Internet與高速網絡。

 

二.計算機網絡概述

1.基本概念：計算機網絡是把分佈在不一樣地理區域的計算機與專門的外部設備用通訊線路互聯成一個規模大、功能強的網絡系統，從而使衆多的計算機方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數據信息等資源。計算機網絡，是指將地理位置不一樣的具備獨立功能的多臺計算機及其外部設備，經過通訊線路鏈接起來，在網絡操做系統，網絡管理軟件及網絡通訊協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。

2.通訊子網和資源子網

(1).通訊子網：由通訊控制處理機、通訊線路和其它網絡通訊設備組成，主要承擔全網的數據傳輸、轉發、加工、轉換等通訊處理工做。通訊控制處理機在網絡拓撲結構中一般被稱做網絡節點，其主要功能是管理主機和網絡之間交換的信息及不一樣網絡之間信息的轉發。通訊線路是網絡節點間信息傳送的通道。

(2).資源子網：主要負責全網的數據處理業務，向全網用戶提供所需的網絡資源和網絡服務。資源子網主要由主機、終端、終端控制器、連網外部設備以及軟件資源和信息資源等組成。主機是資源子網的重要組成單元，是軟件資源和信息資源的擁有者。終端是直接面向用戶的交互設備。連網外部設備主要是指網絡中的一些共享設備。

 

三.計算機網絡的功能

1.計算機網絡的主要功能包括：數據通訊；資源共享；均衡負荷與分佈式處理；提升計算機系統的可靠性。

2.數據通訊：是計算機網絡最基本的功能，爲網絡用戶提供了強有力的通訊手段。計算機網絡建設的主要目的之一就是使分佈在不一樣地理位置的計算機用戶相互通訊和傳達信息。計算機網絡的其它功能都是在數據通訊的基礎上實現的。

3.資源共享：(1).硬件和資源共享：計算機網絡容許網絡用戶共享不用類型的硬件設備(如打印機、光驅、存儲設備等)和佔用資源較大的軟件系統(如數據庫等)。(2).信息共享：信息是很是寶貴的網絡資源，每個接入Internet的用戶均可以共享這些資源。同時，每一個網絡用戶也是網絡信息資源的提供者。

4.均衡負荷與分佈式處理：當網絡中某臺計算機的任務負荷過重時，可將任務分散到網絡中的各臺計算機上進行，或由網絡中比較空閒的計算機分擔負荷。這樣既能夠處理大型的任務，使其中一臺計算機不會負擔太重，又提升了計算機的可用性，起到了均衡負荷和分佈式處理的做用。

5.提升計算機系統的可靠性：在計算機網絡中，每一臺計算機均可以經過網絡爲另外一臺計算機備份以提升計算機系統的可靠性。這樣，一旦網絡中的某臺計算機發生了故障，另外一臺計算機可代替其完成所承擔的任務，整個網絡能夠照常運轉。

 

四.計算機網絡的分類和拓撲結構

1.計算機網絡的分類：用於計算機網絡分類的標準不少，如按拓撲結構、應用協議、傳輸介質、數據交換等方式等等。但最能反映網絡技術本質特徵的分類標準是網絡的覆蓋範圍，按網絡的覆蓋範圍能夠將網絡分爲局域網、城域網、廣域網和國際互聯網。

2.不一樣類型網絡之間的比較

3.局域網：局域網的地理分佈在幾公里內，通常局域網絡建設在某個機構所屬的一個建築羣內或一個學校的校園內部，甚至幾臺計算機也能構成一個小型局域網絡。因爲局域網的覆蓋範圍有限，數據的傳輸距離短，所以局域網的傳輸速率都比較高，目前局域網的速率廣泛爲100Mbps~1Gbps，高速主幹網絡能夠達到10Gbps。

4.廣域網：廣域網是遠距離、大範圍的計算機網絡，覆蓋範圍通常是幾公里到幾千公里的廣闊地理範圍，通訊線路大多借用公共通訊網絡。因爲廣域網涉轄的範圍很大，連網的計算機衆多，所以廣域網的信息量很是大，共享的信息資源十分豐富。但廣域網傳輸速率比較低，傳輸延遲比較大。

5.城域網：城域網的覆蓋範圍在局域網和廣域網之間，通常爲幾公里到幾十公里。一般在一個城市內。城域網的覆蓋範圍比局域網要大得多，但傳輸速率又比廣域網要高得多，因此有一些技術專門用於城域網，如分佈式隊列雙總線DQDB，彈性分組環RPR等。

6.國際Internet：Internet並非一種具體等網絡技術，而是將同類和不一樣類的物理網絡(局域網、城域網、廣域網)經過某種協議互聯起來的一種高層技術。維基百科上寫道：是網絡與網絡之間所串連成的龐大網絡，這些網絡以一組通用的協議相連，行程邏輯上的單一巨大國際網絡。這種將計算機網絡互相聯接在一塊兒的方法可稱做「網絡互聯」，在這基礎上發展出覆蓋全世界的全球性互聯網絡稱互聯網，便是互相鏈接一塊兒的網絡。

7.計算機網絡的拓撲結構：網絡拓撲結構是指用傳輸介質互聯各類設備的物理佈局。網絡拓撲結構並不涉及網絡中信號的實際流動，而只關心介質的物理鏈接形態。網絡拓撲結構對整個網絡的設計、功能、可靠性和成本等方面具備重要的影響。

8.星形拓撲結構：在星型拓撲網絡結構中，各節點經過點到點的鏈路與中央節點鏈接。星型拓撲網絡的優勢是很容易在網絡中增長和移動節點，容易實現數據的安全性和優先級控制，缺點是屬於集中控制，對中央節點的依賴性大。

9.環形拓撲網絡：在環形拓撲網絡結構中，節點經過點到點通訊線路鏈接成閉合環路。環形拓撲網絡結構簡單，傳輸延時肯定，可是環中每一個節點與鏈接點之間的通訊線路都會成爲網絡可靠性的屏障。

10.總線型拓撲網絡：在總線型拓撲網絡結構中，全部節點共享一條數據通道，一個節點發出的信息能夠被網絡上的每一個節點接收。總線型網絡結構簡單，安裝方便，成本低，缺點是實時性較差，總線故障會致使全網癱瘓。

11.樹型拓撲網絡：在樹型拓撲網絡結構中，網絡的各節點造成了一個層次化的結構。若是樹形結構只有兩層，就變成了星型結構，所以，樹型拓撲結構能夠看做是星型拓撲結構的拓展，有時被稱爲擴展星型結構。

12.網狀型拓撲網絡：在網狀型拓撲網絡結構中，節點之間的鏈接是任意的，沒有規律。其主要優勢是可靠性高，但結構複雜，必須採用路由選擇算法和流量控制方法。廣域網基本都是採用網狀型拓撲結構。

 

五.計算機網絡的應用

1.隨着現代信息社會進程的推動，通訊和計算機技術的迅猛發展，計算機網絡的應用也愈來愈普及，現在計算機網絡幾乎深刻到社會的各個領域。Internet已經成爲家喻戶曉的網絡名稱，成爲當今世界上最大的計算機網絡，同時也是一條貫穿全球的「信息高速公路主幹道」。應用主要包括：(1).計算機網絡在企事業單位的應用；(2).計算機網絡在我的信息服務中的應用；(3).計算機網絡在商業上的應用等。

 

六.三大網絡介紹

1.當前，在我國通訊、計算機信息產業及廣播電視領域中，實際運行具備影響力的三大網絡：(1).電信網絡；(2).廣播電視網；(3).計算機網絡。

 

七.標準化組織

1.ISO：國際標準化組織。

2.ITU：國際電信聯盟。

3.IEEE：美國電氣和電子工程師學會。

4.ANSI：美國國家標準學會。

5.EIA：美國電子工業協會。

6.TIA：美國通訊工業協會。