计算机网络基础(1)——概述


1.计算机网络的定义

  • 利用通信线路
  • 将地理位置分散的、具有独立功能的许多计算机系统连接起来
  • 按照某种协议进行数据通信
  • 实现资源共享的的信息系统

2.计算机网络的组成

   按功能分

  • 通信子网:由接口报文处理机(转发节点)和它们之间互连的通信线路一起负责主机之间的通信任务,构成了通信子网,实现信息传输与交换。
  • 资源子网:由通信子网互连的主机组成资源子网,它负责信息处理,运行用户应用程序、向网络用户提供可分享的软硬件资源。

   按工作方式分

  • 边缘部分:用户直接使用的主机。
  • 核心部分:由大量的网络及路由器组成,为边缘部分提供连通性和交换服务。

   按组成部分分

  • 硬件:主要由主机(也叫端系统)、通信链路(如双绞线、光纤等)、交换设备(如路由器、交换机)和通信处理器(如网卡)等组成。
  • 软件:各种网络系统软件、方便用户使用的各种工具软件。软件部分属于应用层。
  • 协议:是计算机网络的核心,如同交通规则制约汽车驾驶一样,协议规定了网络传输数据时所遵循的规范。

3.计算机网络的功能

  • 数据通信(基本功能):传输文字、图片、视频等信息
  • 资源共享:如打印机、文件,代替移动存储介质
  • 远程传输:互相传送数据、交流信息、协同工作
  • 集中管理:如OA、网络管理软件
  • 分布式处理:如视频渲染
  • 负荷均衡:分担各设备工作负荷

4.计算机网络的类型

   按地理位置分类

  • 广域网(Wide Area Network,WAN)

范围很大,可以跨越国界、洲界、甚至包括全世界范围,其覆盖范围通常为几十到几千公里的区域。广域网是网络的公共部分,中国的广域网一般为电信部门所有。

  • 城域网(Metropolitan Area Network,MAN)

规模局限在一座城市范围的区域性网络。与局域网相比,城域网具有分布地理范围广的特点。一般来说,覆盖范围在10-100km。

  • 局域网(Local Area Network,LAN)

一般在几十米到几千米范围内,一个局域网可以容纳几台到几千台计算机。局域网往往用于某一群体,比如一个公司、一个单位、某一幢楼、某一学校等。按照网络的拓扑结构和传输介质,局域网通常可划分为以太网(Ethernet)、令牌环网、光纤分布式数据接口、异步传输模式等,其中最常用的是以太网。

  • 个人区域网(Personal Area Network,PAN)

适用于家庭与小型办公室的应用场合,其主要应用范围包括蓝牙传输文件、无线家庭网络互连、家庭和办公设备短距离互连等。

   按网络拓扑结构分

  • 星型网络结构:各个计算机使用各自的线缆连接到网络中。因此,如果一个站点出了问题,不会影响整个网络的运行。

  • 环形网络结构:易安装和监控,但容量有限,而且网络建成后,难以增加新的站点。

  • 总线型网络结构:所有的站点共享一条数据通道。安装简单方便,需要铺设的电缆最短,成本低,某个站点的故障一般不会影响整个网络,安全性低。

   按传输介质分类

  • 有线网络:指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质连接计算机的网络。采用双绞线连网是目前最常见的连网方式。
  • 无线网络:指采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质。目前,不少大学和公司已经在使用无线网络。

   按交换技术分类

  • 电路交换网络:在源结点和目的结点之间建立一条专用的通路用于传送数据,包括建立连接、传输数据和释放连接三个阶段。最典型的电路交换网是传统的电话网络。

      优点:

  连接建立后,数据以固定的传输速率被传输,传输延迟小
             由于物理线路被单独使用,因此不可能发生冲突
     缺点:
             连接需要花费很长时间
             连接建立后,由于线路是专用的,即使空闲,也不能被其他设备使用  

  • 报文交换网络:也称存储—转发网络。将用户数据加上源地址、目标地址、校验码等信息,然后封装成报文,整个报文传送到相邻结点,全部存储下来后,再转发给下一个结点,重复这一过程直到到达目的结点。每个报文可以独立选择到达目的结点的路径。

  • 分组交换网络:也称报文分组交换,或包交换网络。其原理是将数据分成较短的固定长度的数据块,在每个数据块中加上目的地址、源地址等信息组成分组(包),以存储—转发方式传输。

      两种方式控制和管理通过网络的交换

             1)数据报(data gram)

             2) 虚电路(virtual circuit)

5.计算机网络的服务分类

    面向连接服务和无连接服务

        在面向连接服务中,通信前双方必须先建立连接,分配相应的资源(如缓冲区),以保证通信能正常进行,传输结束后释放连接及所占用的资源。因此这种服务可以分为连接建立、数据传输和连接释放3个阶段。例如,传统的电话服务就是面向连接的服务。

        在无连接服务中,通信前双方不需要建立连接,需要发送数据时就直接发送,是一种不可靠的服务。这种服务常被描述为"尽最大努力交付",并不保证通信的可靠性。

   可靠服务和不可靠服务

       可靠服务是指网络具有纠错、检错、应答机制,能保证数据正确、可靠地传送到目的地。

       不可靠服务是指网络只是尽量正确、可靠地传送,但不能保证数据正确、可靠地传送到目的地,是一种尽力而为的服务。

   有应答服务和无应答服务

       有应答服务是指接收方在收到数据后向发送方给出相应的应答,该应答由传输系统内部自动实现,而不是由用户实现。所发送的应答可以是肯定应答,也可以是否定应答,通常在接收到的数据有错误时发送否定应答。例如,文件传输服务就是一种有应答服务。

        无应答服务是指接收方收到数据后不自动给出应答。若需要应答,则由高层实现。例如WWW服务,客户端收到服务器发送的页面文件后不给出应答。

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