计算机网络知识

计算机网络 课程的特点是计算机技术与通信技术的结合,从事计算机网络课程教学的教师应具备计算机网络建设、管理和研究的背景。下面是我整理的一些关于计算机网络入门知识的相关资料，供你参考。

计算机网络知识大全

一、计算机网络基础

对“计算机网络”这个概念的理解和定义，随着计算机网络本身的发展，人们提出了各种不同的观点。

早期的计算机系统是高度集中的，所有的设备安装在单独的大房间中，后来出现了批处理和分时系统，分时系统所连接的多个终端必须紧接着主计算机。50年代中后期，许多系统都将地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上，这样就出现了第一代计算机网络。

第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机定票系统。

终端：一台计算机的外部设备包括CRT控制器和键盘，无GPU内存。

随着远程终端的增多，在主机前增加了前端机FEP当时，人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来，实现远程信息处理或近一步达到资源共享的系统”，但这样的通信系统己具备了通信的雏形。

第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来，为用户提供服务，兴起于60年代后期，典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPAnet。

主机之间不是直接用线路相连，而是接口报文处理机IMP转接后互联的。IMP和它们之间互联的通信线路一起负责主机间的通信任务，构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序，提供资源共享，组成了资源子网。

两个主机间通信时对传送信息内容的理解，信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必须遵守一个共同的约定，称为协议。

在ARPA网中，将协议按功能分成了若干层次，如何分层，以及各层中具体采用的协议的总和，称为网络体系结构，体系结构是个抽象的概念，其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的。

70年代至80年代中第二代网络得到迅猛的发展。

第二代网络以通信子网为中心。这个时期，网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”，形成了计算机网络的基本概念。

第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。

IS0在1984年颁布了0SI/RM，该模型分为七个层次，也称为0SI七层模型，公认为新一代计算机网络体系结构的基础。为普及局域网奠定了基础。(^60090922a^1)

70年代后，由于大规模集成电路出现，局域网由于投资少，方便灵活而得到了广泛的应用和迅猛的发展，与广域网相比有共性，如分层的体系结构，又有不同的特性，如局域网为节省费用而不采用存储转发的方式，而是由单个的广播信道来连结网上计算机。

第四代计算机网络从80年代末开始，局域网技术发展成熟，出现光纤及高速网络技术，多媒体，智能网络，整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，发展为以Internet为代表的互联网。

计算机网络：将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统。

从定义中看出涉及到三个方面的问题：

(1)至少两台计算机互联。

(2)通信设备与线路介质。

(3)网络软件，通信协议和NOS

二、计算机网络的分类

用于计算机网络分类的标准很多，如拓扑结构，应用协议等。但是这些标准只能反映网络某方面的特征，最能反映网络技术本质特征的分类标准是分布距离，按分布距离分为LAN，MAN，WAN，Internet。

1.局域网

几米——10公里。小型机，微机大量推广后发展起来的，配置容易，速率高，4Mbps～2GbpS。 位于一个建筑物或一个单位内，不存在寻径问题，不包括网络层。

2.都市网

10公里——100公里。对一个城市的LAN互联，采用IEEE802.6标准，50Kbps～l00Kbps，位于一座城市中。

3.广域网

也称为远程网，几百公里——几千公里。发展较早，租用专线，通过IMP和线路连接起来，构成网状结构，解决循径问题，速率为9.6Kbps～45Mbps 如：邮电部的CHINANET，CHINAPAC，和CHINADDN网。

4.互联网

并不是一种具体的网络技术，它是将不同的物理网络技术按某种协议统一起来的一种高层技术。

三、局域网的特征

局域网分布范围小，投资少，配置简单等，具有如下特征：

(1)传输速率高：一般为1Mbps--20Mbps，光纤高速网可达100Mbps，1000MbpS

(2)支持传输介质种类多。

(3)通信处理一般由网卡完成。

(4)传输质量好，误码率低。

(5)有规则的拓扑结构。

四、局域网的组成

局域网一般由服务器、工作站、网卡和传输介质四部分组成。

1.服务器

运行网络0S，提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能，是网络控制的核心。

从应用来说较高配置的普通486以上的兼容机都可以用于文件服务器，但从提高网络的整体性能，尤其是从网络的系统稳定性来说，还是选用专用服务器为宜。

目前常见的NOS主要有Netware，Unix和Windows NT三种。

(1)Netware：

流行版本V3.12，V4.11，V5.0，对硬件要求低，应用环境与DOS相似，技术完善，可靠，支持多种工作站和协议，适于局域网操作系统，作为文件服务器，打印服务器性能好。

(2)Unix：

一种典型的32位多用户的NOS，主要应用于超级小型机，大型机上，目前常用版本有Unix SUR4.0。支持网络文件系统服务，提供数据等应用，功能强大，不易掌握，命令复杂，由AT&T和SCO公司推出。

(3)Windows NT Server 4.0：

一种面向分布式图形应用程序的完整平台系统，界面与Win95相似，易于安装和管理，且集成了Internet网络管理工具，前景广阔。

服务器分为文件服务器，打印服务器，数据库服务器，在Internet网上，还有Web，FTP，E-mail等服务器。

网络0S朝着能支持多种通信协议，多种网卡和工作站的方向发展。

2.工作站

可以有自己的0S，独立工作通过运行工作站网络软件，访问Server共享资源，常见有DOS工作站，Windows 95工作站。

3.网卡

将工作站式服务器连到网络上，实现资源共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。

网卡(NTC)的分类：

(1)速率：10Mbps，100Mbps

(2)总线类型：ISA/PCI

(3)传输介质接口：

单口：BNC(细缆)或RJ-45(双绞线)。(^60090922b^2)

4.传输介质

目前常用的传输介质有双绞线，同轴电缆，光纤等。

(1)双绞线(TP)：

将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干扰，每对相互扭绕而成。分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。局域网中UTP分为3类，4类，5类和超5类四种。

以AMP公司为例：

3类：10Mbps，皮薄，皮上注“cat3”，箱上注“3类”，305米/箱，400元/箱。

4类：网络中用的不多。

5类：(超5类)100Mbps，10Mbps，皮厚，匝密，皮上注“cat5”，箱上注5类，305米/箱，600—700元/箱(每段100米，接4个中继器，最大500米)。

接线顺序：

正常： 白桔 桔 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕

(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8

集联： 白绿 绿 白桔 棕 白棕 桔 白蓝 蓝

(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8

STP：内部与UTP相同，外包铝箔，Apple，IBM公司网络产品要求使用STP双绞线，速率高，价格贵。

(2)同轴电缆：

由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，两导体间用绝缘材料隔开。

按直径分为粗缆和细缆。

粗缆：传输距离长，性能高但成本高，使用于大型局域网干线，连接时两端需终接器。

A.粗缆与外部收发器相连。

B.收发器与网卡之间用AUI电缆相连。

C.网卡必须有AUI接口：每段500米，100个用户，4个中继器可达2500米，收发器之间最小2.5米，收发器电缆最大50米。

细缆：传输距离短，相对便宜，用T型头，与BNC网卡相连，两端安50欧终端电阻。

每段185米，4个中继器，最大925米，每段30个用户，T型头之间最小0.5米。 按传输频带分为基带和宽带传输。

基带：数字信号，信号占整个信道，同一时间内能传送一种信号。

宽带：传送的'是不同频率的信号。

(3)光纤：

应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。分为单模光纤和多模光纤。绝缘保密性好。

单模光纤：由激光作光源，仅有一条光通路，传输距离长，2公里以上。

多模光纤：由二极管发光，低速短距离，2公里以内。

五、局域网的几种工作模式

1.专用服务器结构(Server-Baseb)

又称为“工作站/文件服务器”结构，由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件，共享存储设备。

文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。 对于一般的数据传递来说已经够用了，但是当数据库系统和其他复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来的时候，服务器已经不能承担这样的任务了，因为随着用户的增多，为每个用户服务的程序也增多，每个程序都是独立运行的大文件，给用户感觉极慢，因此产生了客户机/服务器模式。

2.客户机/服务器模式(client/server)

其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器，而将其他的应用处理工作分散到网络中其他微机上去做，构成分布式的处理系统，服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式，因此，C/S由的服务器也称为数据库服务器，注重于数据定义及存取安全后备及还原，并发控制及事务管理，执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能，它有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去，减轻了网络的传输负荷。C/S结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。

3.对等式网络(Peer-to-Peer)

在拓扑结构上与专用Server与C/S相同。在对等式网络结构中，没有专用服务器 每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。

常见的服务器架构有以下三种：

服务器集群架构：

服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同一种服务，在客户端看来就像是只有一个服务器。集群可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。

服务器负载均衡架构：

负载均衡 （Load Balancing） 建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

分布式服务器架构：

所谓分布式资源共享服务器就是指数据和程序可以不位于一个服务器上，而是分散到多个服务器，以网络上分散分布的地理信息数据及受其影响的数据库操作为研究对象的一种理论计算模型服务器形式。分布式有利于任务在整个计算机系统上进行分配与优化，克服了传统集中式系统会导致中心主机资源紧张与响应瓶颈的缺陷，解决了网络GIS 中存在的数据异构、数据共享、运算复杂等问题，是地理信息系统技术的一大进步。

这个三种架构都是常见的服务器架构，集群的主要是IT公司在做，可以保障重要数据安全；负载均衡主要是为了分担访问量，避免临时的网络堵塞，主要用于电子商务类型的网站；分布式服务器主要是解决跨区域，多个单个节点达到高速访问的目前，一般是类似CDN的用途的话，会采用分布式服务器。

1. 专用服务器结构：(Server—Baseb)又称为“工作站／文件服务器”结构，由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件，共享存储设备。文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。对于一般的数据传递来说已经够用了，但是当数据库系统和其它复杂而被不断增加的用户使因为随着用户的增多，为每个用户服务的程序也增多，每个程序都是独立运行的大文件，给用户感觉极慢，因此产生了客户机／服务器模式。

2．客户机/服务器模式：(client／server)其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器，而将其它的应用处理工作分散到网络中其它微机上去做，构成分布式的处理系统，服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式，减轻了网络的传输负荷。C／S结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。

3.对等式网络：（Peer—to—Peer)在拓扑结构上与专用Server与C／S相同。在对等式网络结构中，没有专用服务器每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。

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