計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識大全
什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
簡單地說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是通過電纜、電話線或無線通訊將兩臺以上的計(jì)算機(jī)互連起來的集合。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了面向終端的單級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和開放式標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三個(gè)階段。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通俗地講就是由多臺計(jì)算機(jī)（或其它計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）通過傳輸介質(zhì)和軟件物理（或邏輯）連接在一起組成的�？偟膩碚f計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成基本上包括：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)（可以是有形的，也可以是無形的，如無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)就是看不見的電磁波）以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件四部分。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能要目的是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的資源共享、網(wǎng)絡(luò)通信和對計(jì)算機(jī)的集中管理。除此之外還有負(fù)荷均衡、分布處理和提高系統(tǒng)安全與可靠性等功能。
1、資源共享
�。�1）硬件資源:包括各種類型的計(jì)算機(jī)、大容量存儲設(shè)備、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，如彩色打印機(jī)、靜電繪圖儀等。
�。�2）軟件資源:包括各種應(yīng)用軟件、工具軟件、系統(tǒng)開發(fā)所用的支撐軟件、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。
�。�3）數(shù)據(jù)資源：包括數(shù)據(jù)庫文件、數(shù)據(jù)庫、辦公文檔資料、企業(yè)生產(chǎn)報(bào)表等。
�。�4）信道資源：通信信道可以理解為電信號的傳輸介質(zhì)。通信信道的共享是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的共享資源之一。
2、網(wǎng)絡(luò)通信
通信通道可以傳輸各種類型的信息,包括數(shù)據(jù)信息和圖形、圖像、聲音、視頻流等各種多媒體信息。
3、分布處理
把要處理的任務(wù)分散到各個(gè)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，而不是集中在一臺大型計(jì)算機(jī)上。這樣，不僅可以降低軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，而且還可以大大提高工作效率和降低成本。
4、集中管理
計(jì)算機(jī)在沒有聯(lián)網(wǎng)的條件下，每臺計(jì)算機(jī)都是一個(gè)“信息孤島”。在管理這些計(jì)算機(jī)時(shí)，必須分別管理。而計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)后，可以在某個(gè)中心位置實(shí)現(xiàn)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理。如數(shù)據(jù)庫情報(bào)檢索系統(tǒng)、交通運(yùn)輸部門的定票系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等。
5、均衡負(fù)荷
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某臺計(jì)算機(jī)的任務(wù)負(fù)荷太重時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序的控制和管理，將作業(yè)分散到網(wǎng)絡(luò)中的其它計(jì)算機(jī)中，由多臺計(jì)算機(jī)共同完成。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
1、可靠性
在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可立即由系統(tǒng)中的另一臺計(jì)算機(jī)來代替其完成所承擔(dān)的任務(wù)。同樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的一條鏈路出了故障時(shí)可選擇其它的通信鏈路進(jìn)行連接。
2、高效性
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擺脫了中心計(jì)算機(jī)控制結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木窒扌�，并且信息傳遞迅速，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各相連的計(jì)算機(jī)能夠相互傳送數(shù)據(jù)信息，使相距很遠(yuǎn)的用戶之間能夠即時(shí)、快速、高效、直接地交換數(shù)據(jù)。
3、獨(dú)立性
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各相連的計(jì)算機(jī)是相對獨(dú)立的，它們之間的關(guān)系是既互相聯(lián)系，又相互獨(dú)立。
4、擴(kuò)充性
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,人們能夠很方便、靈活地接入新的計(jì)算機(jī)，從而達(dá)到擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能的目的。
5、廉價(jià)性
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使微機(jī)用戶也能夠分享到大型機(jī)的功能特性,充分體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的“群體”優(yōu)勢，能節(jié)省投資和降低成本。
6、分布性
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能將分布在不同地理位置的計(jì)算機(jī)進(jìn)行互連，可將大型、復(fù)雜的綜合性問題實(shí)行分布式處理。
7、易操作性
對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用戶而言,掌握網(wǎng)絡(luò)使用技術(shù)比掌握大型機(jī)使用技術(shù)簡單，實(shí)用性也很強(qiáng)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成
一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件所組成的。網(wǎng)絡(luò)硬件是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)軟件是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的技術(shù)支持。兩者相互作用,共同完成網(wǎng)絡(luò)功能。
網(wǎng)絡(luò)硬件：一般指網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等。
網(wǎng)絡(luò)軟件：一般指網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議等
網(wǎng)絡(luò)硬件的組成
1、主計(jì)算機(jī)
在一般的局域網(wǎng)中，主機(jī)通常被稱為服務(wù)器，是為客戶提供各種服務(wù)的計(jì)算機(jī)，因此對其有一定的技術(shù)指標(biāo)要求，特別是主、輔存儲容量及其處理速度要求較高。根據(jù)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中所提供的服務(wù)不同,可將其劃分為文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、通信服務(wù)器、域名服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。
2、網(wǎng)絡(luò)工作站
除服務(wù)器外，網(wǎng)絡(luò)上的其余計(jì)算機(jī)主要是通過執(zhí)行應(yīng)用程序來完成工作任務(wù)的，我們把這種計(jì)算機(jī)稱為網(wǎng)絡(luò)工作站或網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)，它是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)主要的發(fā)生場所和使用場所，用戶主要是通過使用工作站來利用網(wǎng)絡(luò)資源并完成自己作業(yè)的。
3、網(wǎng)絡(luò)終端
是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面，它可以通過主機(jī)聯(lián)入網(wǎng)內(nèi)，也可以通過通信控制處理機(jī)聯(lián)入網(wǎng)內(nèi)。
4、通信處理機(jī)
一方面作為資源子網(wǎng)的主機(jī)、終端連接的接口，將主機(jī)和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面它又作為通信子網(wǎng)中分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)，完成分組的接收、校驗(yàn)、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)等功能。
5、通信線路
通信線路（鏈路）是為通信處理機(jī)與通信處理機(jī)、通信處理機(jī)與主機(jī)之間提供通信信道。
6、信息變換設(shè)備
對信號進(jìn)行變換，包括：調(diào)制解調(diào)器、無線通信接收和發(fā)送器、用于光纖通信的編碼解碼器等。
網(wǎng)絡(luò)軟件的組成
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，除了各種網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備外，還必須具有網(wǎng)絡(luò)軟件
1、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)軟件中最主要的軟件,用于實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)之間的用戶通信，以及全網(wǎng)硬件和軟件資源的共享，并向用戶提供統(tǒng)一的、方便的網(wǎng)絡(luò)接口,便于用戶使用網(wǎng)絡(luò)。目前網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有三大陣營：UNIX、NetWare和Windows。目前， 我國最廣泛使用的是Windows網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。
2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件是用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能的軟件。
目前, 典型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件有TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議、IEEE802標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議系列等。其中, TCP/IP是當(dāng)前異種網(wǎng)絡(luò)互連應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件。
3、網(wǎng)絡(luò)管理軟件
網(wǎng)絡(luò)管理軟件是用來對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理以及對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)的軟件，如性能管理、配置管理、故障管理、記費(fèi)管理、安全管理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視與統(tǒng)計(jì)等。
4、網(wǎng)絡(luò)通信軟件
是用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備之間進(jìn)行通信的軟件，使用戶能夠在不必詳細(xì)了解通信控制規(guī)程的情況下，控制應(yīng)用程序與多個(gè)站進(jìn)行通信,并對大量的.通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和管理。
5、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)，最重要的特征是它研究的重點(diǎn)不是網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)本身的功能，而是如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)特有的功能。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
當(dāng)我們組建計(jì)算機(jī)我網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要考慮網(wǎng)絡(luò)的布線方式，這也就涉及到了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指網(wǎng)路中計(jì)算機(jī)線纜，以及其他組件的物理布局。
局域網(wǎng)常用的拓樸結(jié)構(gòu)有：總線型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、功能、可靠性和通信費(fèi)用等許多方面，是決定局域網(wǎng)性能優(yōu)劣的重要因素之一。
1、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指：網(wǎng)絡(luò)上的所有計(jì)算機(jī)都通過一條電纜相互連接起來
總線上的通信：在總線上，任何一臺計(jì)算機(jī)在發(fā)送信息時(shí)，其他計(jì)算機(jī)必須等待。而且計(jì)算機(jī)發(fā)送的信息會沿著總線向兩端擴(kuò)散，從而使網(wǎng)絡(luò)中所有計(jì)算機(jī)都會收到這個(gè)信息，但是否接收，還取決于信息的目標(biāo)地址是否與網(wǎng)絡(luò)主機(jī)地址相一致，若一致，則接受；若不一致，則不接收。
信號反射和終結(jié)器：在總線型網(wǎng)絡(luò)中，信號會沿著網(wǎng)線發(fā)送到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)信號到達(dá)線纜的端點(diǎn)時(shí)，將產(chǎn)生反射信號，這種發(fā)射信號會與后續(xù)信號發(fā)送沖突，從而使通信中斷。為了防止通信中斷，必須在線纜的兩端安裝終結(jié)器，以吸收端點(diǎn)信號，防止信號反彈。
特點(diǎn)：其中不需要插入任何其他的連接設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)中任何一臺計(jì)算機(jī)發(fā)送的信號都沿一條共同的總線傳播，而且能被其他所有計(jì)算機(jī)接收。有時(shí)又稱這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為點(diǎn)對點(diǎn)拓樸結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點(diǎn)：連接簡單、易于安裝、成本費(fèi)用低
缺點(diǎn)：① 傳送數(shù)據(jù)的速度緩慢：共享一條電纜，只能有其中一臺計(jì)算機(jī)發(fā)送信息，其他接收。
�、诰S護(hù)困難：因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)斷點(diǎn)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將癱瘓，而且故障點(diǎn)很難查找。
2、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：
每個(gè)節(jié)點(diǎn)都由一個(gè)單獨(dú)的通信線路連接到中心節(jié)點(diǎn)上。中心節(jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)的通信，任何兩臺計(jì)算機(jī)之間的通信都要通過中心節(jié)點(diǎn)來轉(zhuǎn)接。因些中心節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，這種拓樸結(jié)構(gòu)又稱為集中控制式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是目前使用最普遍的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，處于中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跨越式集線器（Hub）也可以是交換機(jī)。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)和管理，因?yàn)楫?dāng)中某臺計(jì)算機(jī)或頭條線纜出現(xiàn)問題時(shí)，不會影響其他計(jì)算機(jī)的正常通信，維護(hù)比較容易。
缺點(diǎn)：通信線路專用，電纜成本高；中心結(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)絡(luò)的可靠瓶頸，中心結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。
3、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：
環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以一個(gè)共享的環(huán)型信道連接所有設(shè)備，稱為令牌環(huán)。在環(huán)型拓?fù)渲�，信號會沿著環(huán)型信道按一個(gè)方向傳播，并通過每臺計(jì)算機(jī)。而且，每臺計(jì)算
機(jī)會對信號進(jìn)行放大后，傳給下一臺計(jì)算機(jī)。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)中有一種特殊的信號稱為令牌。令牌按順時(shí)針方向傳輸。當(dāng)某臺計(jì)算機(jī)要發(fā)送信息時(shí)，必須先捕獲令牌，再發(fā)送信息。發(fā)送信息后在釋放令牌。
環(huán)型結(jié)構(gòu)有兩種類型，即單環(huán)結(jié)構(gòu)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。令牌環(huán)（Token Ring）是單環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）是雙環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表。 環(huán)型結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)是每個(gè)節(jié)點(diǎn)用戶都與兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)用戶相連。
優(yōu)點(diǎn)：電纜長度短：環(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)所需的電纜長度和總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)相似，但比星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要短得多。
增加或減少工作站時(shí)，僅需簡單地連接�？墒褂霉饫w；它的傳輸速度很高，十分適用一環(huán)型拓?fù)涞膯蜗騻鬏�。傳輸信息的時(shí)間是固定的，從而便于實(shí)時(shí)控制。 缺點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)過多時(shí),影響傳輸效率。環(huán)某處斷開會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的失效，節(jié)點(diǎn)的加入和撤出過程復(fù)雜。
檢測故障困難：因?yàn)椴皇羌锌刂�，故障檢測需在網(wǎng)個(gè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，故障的檢測就不很容易。
4、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
樹型結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，它由根結(jié)點(diǎn)和分支結(jié)點(diǎn)所構(gòu)成，如圖所示。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低。擴(kuò)充節(jié)點(diǎn)方便靈活。
缺點(diǎn)：對根結(jié)點(diǎn)的依賴性大，一旦根結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)不能工作；電纜成本高。
5、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與混合型結(jié)構(gòu)
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是指將各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)與通信線路連接成不規(guī)則的形狀，每個(gè)結(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)結(jié)點(diǎn)相連，或者說每個(gè)結(jié)點(diǎn)至少有兩條鏈路與其他結(jié)點(diǎn)相連，如圖（a）所示。大型互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結(jié)構(gòu)，如我國的教育科研網(wǎng)CERNET（b）、Internet的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
�。╝）網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) （b） CERNET主干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
優(yōu)點(diǎn)：可靠性高；因?yàn)橛卸鄺l路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時(shí)延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性能，但路徑選擇比較復(fù)雜。
缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護(hù)；線路成本高；適用于大型廣域網(wǎng)。
混合型結(jié)構(gòu)是由以上幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合而成的，如環(huán)星型結(jié)構(gòu)，它是令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)常用的結(jié)構(gòu)。再如總線型和星型的混合結(jié)構(gòu)等。
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