网络技术基础(一)计算机网络基础知识

零.简介

1.计算机网络是当今最热门的学科之一。近十几年来，网络已经成为一种全社会的、经济的、快速的存取信息的必要手段。网络技术对未来的信息产业乃至整个社会都将产生深远的影响。

 

一.计算机网络的产生与发展

1.计算机网络：是现代通信技术和计算机技术相结合的产物。计算机网络与其它事物的发展一样，也经历了从简单到复杂、从低级到高级、从单机到多机的过程。计算机网络的发展大致可以分为：

(1).面向终端的通信网络：简单的多终端系统；使用前端机完成通信功能；使用集中器共享告诉线路。

(2).计算机互连。

(3).网络互联。

(4).Internet与高速网络。

 

二.计算机网络概述

1.基本概念：计算机网络是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

2.通信子网和资源子网

(1).通信子网：由通信控制处理机、通信线路和其它网络通信设备组成，主要承担全网的数据传输、转发、加工、转换等通信处理工作。通信控制处理机在网络拓扑结构中通常被称作网络节点，其主要功能是管理主机和网络之间交换的信息及不同网络之间信息的转发。通信线路是网络节点间信息传送的通道。

(2).资源子网：主要负责全网的数据处理业务，向全网用户提供所需的网络资源和网络服务。资源子网主要由主机、终端、终端控制器、连网外部设备以及软件资源和信息资源等组成。主机是资源子网的重要组成单元，是软件资源和信息资源的拥有者。终端是直接面向用户的交互设备。连网外部设备主要是指网络中的一些共享设备。

 

三.计算机网络的功能

1.计算机网络的主要功能包括：数据通信；资源共享；均衡负荷与分布式处理；提高计算机系统的可靠性。

2.数据通信：是计算机网络最基本的功能，为网络用户提供了强有力的通信手段。计算机网络建设的主要目的之一就是使分布在不同地理位置的计算机用户相互通信和传达信息。计算机网络的其它功能都是在数据通信的基础上实现的。

3.资源共享：(1).硬件和资源共享：计算机网络允许网络用户共享不用类型的硬件设备(如打印机、光驱、存储设备等)和占用资源较大的软件系统(如数据库等)。(2).信息共享：信息是非常宝贵的网络资源，每一个接入Internet的用户都可以共享这些资源。同时，每个网络用户也是网络信息资源的提供者。

4.均衡负荷与分布式处理：当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空闲的计算机分担负荷。这样既可以处理大型的任务，使其中一台计算机不会负担过重，又提高了计算机的可用性，起到了均衡负荷和分布式处理的作用。

5.提高计算机系统的可靠性：在计算机网络中，每一台计算机都可以通过网络为另一台计算机备份以提高计算机系统的可靠性。这样，一旦网络中的某台计算机发生了故障，另一台计算机可代替其完成所承担的任务，整个网络可以照常运转。

 

四.计算机网络的分类和拓扑结构

1.计算机网络的分类：用于计算机网络分类的标准很多，如按拓扑结构、应用协议、传输介质、数据交换等方式等等。但最能反映网络技术本质特征的分类标准是网络的覆盖范围，按网络的覆盖范围可以将网络分为局域网、城域网、广域网和国际互联网。

2.不同类型网络之间的比较

3.局域网：局域网的地理分布在几千米内，一般局域网络建设在某个机构所属的一个建筑群内或一个学校的校园内部，甚至几台计算机也能构成一个小型局域网络。由于局域网的覆盖范围有限，数据的传输距离短，因此局域网的传输速率都比较高，目前局域网的速率普遍为100Mbps~1Gbps，高速主干网络可以达到10Gbps。

4.广域网：广域网是远距离、大范围的计算机网络，覆盖范围一般是几千米到几千千米的广阔地理范围，通信线路大多借用公共通信网络。由于广域网涉辖的范围很大，连网的计算机众多，因此广域网的信息量非常大，共享的信息资源十分丰富。但广域网传输速率比较低，传输延迟比较大。

5.城域网：城域网的覆盖范围在局域网和广域网之间，一般为几千米到几十千米。通常在一个城市内。城域网的覆盖范围比局域网要大得多，但传输速率又比广域网要高得多，所以有一些技术专门用于城域网，如分布式队列双总线DQDB，弹性分组环RPR等。

6.国际Internet：Internet并不是一种具体等网络技术，而是将同类和不同类的物理网络(局域网、城域网、广域网)通过某种协议互联起来的一种高层技术。维基百科上写道：是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，行程逻辑上的单一巨大国际网络。这种将计算机网络互相联接在一起的方法可称作“网络互联”，在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网，即是互相连接一起的网络。

7.计算机网络的拓扑结构：网络拓扑结构是指用传输介质互联各种设备的物理布局。网络拓扑结构并不涉及网络中信号的实际流动，而只关心介质的物理连接形态。网络拓扑结构对整个网络的设计、功能、可靠性和成本等方面具有重要的影响。

8.星形拓扑结构：在星型拓扑网络结构中，各节点通过点到点的链路与中央节点连接。星型拓扑网络的优点是很容易在网络中增加和移动节点，容易实现数据的安全性和优先级控制，缺点是属于集中控制，对中央节点的依赖性大。

9.环形拓扑网络：在环形拓扑网络结构中，节点通过点到点通信线路连接成闭合环路。环形拓扑网络结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接点之间的通信线路都会成为网络可靠性的屏障。

10.总线型拓扑网络：在总线型拓扑网络结构中，所有节点共享一条数据通道，一个节点发出的信息可以被网络上的每个节点接收。总线型网络结构简单，安装方便，成本低，缺点是实时性较差，总线故障会导致全网瘫痪。

11.树型拓扑网络：在树型拓扑网络结构中，网络的各节点形成了一个层次化的结构。如果树形结构只有两层，就变成了星型结构，因此，树型拓扑结构可以看作是星型拓扑结构的拓展，有时被称为扩展星型结构。

12.网状型拓扑网络：在网状型拓扑网络结构中，节点之间的连接是任意的，没有规律。其主要优点是可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。广域网基本都是采用网状型拓扑结构。

 

五.计算机网络的应用

1.随着现代信息社会进程的推进，通信和计算机技术的迅猛发展，计算机网络的应用也越来越普及，如今计算机网络几乎深入到社会的各个领域。Internet已经成为家喻户晓的网络名称，成为当今世界上最大的计算机网络，同时也是一条贯穿全球的“信息高速公路主干道”。应用主要包括：(1).计算机网络在企事业单位的应用；(2).计算机网络在个人信息服务中的应用；(3).计算机网络在商业上的应用等。

 

六.三大网络介绍

1.当前，在我国通信、计算机信息产业及广播电视领域中，实际运行具有影响力的三大网络：(1).电信网络；(2).广播电视网；(3).计算机网络。

 

七.标准化组织

1.ISO：国际标准化组织。

2.ITU：国际电信联盟。

3.IEEE：美国电气和电子工程师学会。

4.ANSI：美国国家标准学会。

5.EIA：美国电子工业协会。

6.TIA：美国通信工业协会。