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計算機網路基礎(1)——概述


1.計算機網路的定義

  • 利用通訊線路
  • 將地理位置分散的、具有獨立功能的許多計算機系統連線起來
  • 按照某種協議進行資料通訊
  • 實現資源共享的的資訊系統

2.計算機網路的組成

   按功能分

  • 通訊子網:由介面報文處理機(轉發節點)和它們之間互連的通訊線路一起負責主機之間的通訊任務,構成了通訊子網,實現資訊傳輸與交換。
  • 資源子網:由通訊子網互連的主機組成資源子網,它負責資訊處理,執行使用者應用程式、向網路使用者提供可分享的軟硬體資源。

   按工作方式分

  • 邊緣部分:使用者直接使用的主機。
  • 核心部分
    :由大量的網路及路由器組成,為邊緣部分提供連通性和交換服務。

   按組成部分分

  • 硬體:主要由主機(也叫端系統)、通訊鏈路(如雙絞線、光纖等)、交換裝置(如路由器、交換機)和通訊處理器(如網絡卡)等組成。
  • 軟體:各種網路系統軟體、方便使用者使用的各種工具軟體。軟體部分屬於應用層。
  • 協議:是計算機網路的核心,如同交通規則制約汽車駕駛一樣,協議規定了網路傳輸資料時所遵循的規範。

3.計算機網路的功能

  • 資料通訊(基本功能):傳輸文字、圖片、視訊等資訊
  • 資源共享:如印表機、檔案,代替移動儲存介質
  • 遠端傳輸:互相傳送資料、交流資訊、協同工作
  • 集中管理:如OA、網路管理軟體
  • 分散式處理:如視訊渲染
  • 負荷均衡:分擔各裝置工作負荷

4.計算機網路的型別

   按地理位置分類

  • 廣域網(Wide Area Network,WAN)

範圍很大,可以跨越國界、洲界、甚至包括全世界範圍,其覆蓋範圍通常為幾十到幾千公里的區域。廣域網是網路的公共部分,中國的廣域網一般為電信部門所有。

  • 都會網路(Metropolitan Area Network,MAN)

規模侷限在一座城市範圍的區域性網路。與區域網相比,都會網路具有分佈地理範圍廣的特點。一般來說,覆蓋範圍在10-100km。

  • 區域網(Local Area Network,LAN)

一般在幾十米到幾千米範圍內,一個區域網可以容納幾臺到幾千臺計算機。區域網往往用於某一群體,比如一個公司、一個單位、某一幢樓、某一學校等。按照網路的拓撲結構和傳輸介質,區域網通常可劃分為乙太網(Ethernet)、令牌環網、光纖分散式資料介面、非同步傳輸模式等,其中最常用的是乙太網。

  • 個人區域網(Personal Area Network,PAN)

適用於家庭與小型辦公室的應用場合,其主要應用範圍包括藍芽傳輸檔案、無線家庭網路互連、家庭和辦公裝置短距離互連等。

   按網路拓撲結構分

  • 星型網路結構:各個計算機使用各自的線纜連線到網路中。因此,如果一個站點出了問題,不會影響整個網路的執行。

  • 環形網路結構:易安裝和監控,但容量有限,而且網路建成後,難以增加新的站點。

  • 匯流排型網路結構:所有的站點共享一條資料通道。安裝簡單方便,需要鋪設的電纜最短,成本低,某個站點的故障一般不會影響整個網路,安全性低。

   按傳輸介質分類

  • 有線網路:指採用同軸電纜、雙絞線、光纖等有線介質連線計算機的網路。採用雙絞線連網是目前最常見的連網方式。
  • 無線網路:指採用微波、紅外線、無線電等電磁波作為傳輸介質。目前,不少大學和公司已經在使用無線網路。

   按交換技術分類

  • 電路交換網路:在源結點和目的結點之間建立一條專用的通路用於傳送資料,包括建立連線、傳輸資料和釋放連線三個階段。最典型的電路交換網是傳統的電話網路。

      優點:

  連線建立後,資料以固定的傳輸速率被傳輸,傳輸延遲小
             由於物理線路被單獨使用,因此不可能發生衝突
     缺點:
             連線需要花費很長時間
             連線建立後,由於線路是專用的,即使空閒,也不能被其他裝置使用  

  • 報文交換網路:也稱儲存—轉發網路。將使用者資料加上源地址、目標地址、校驗碼等資訊,然後封裝成報文,整個報文傳送到相鄰結點,全部儲存下來後,再轉發給下一個結點,重複這一過程直到到達目的結點。每個報文可以獨立選擇到達目的結點的路徑。

  • 分組交換網路:也稱報文分組交換,或包交換網路。其原理是將資料分成較短的固定長度的資料塊,在每個資料塊中加上目的地址、源地址等資訊組成分組(包),以儲存—轉發方式傳輸。

      兩種方式控制和管理通過網路的交換

             1)資料報(data gram)

             2) 虛電路(virtual circuit)

5.計算機網路的服務分類

    面向連線服務和無連線服務

        在面向連線服務中,通訊前雙方必須先建立連線,分配相應的資源(如緩衝區),以保證通訊能正常進行,傳輸結束後釋放連線及所佔用的資源。因此這種服務可以分為連線建立、資料傳輸和連線釋放3個階段。例如,傳統的電話服務就是面向連線的服務。

        在無連線服務中,通訊前雙方不需要建立連線,需要傳送資料時就直接傳送,是一種不可靠的服務。這種服務常被描述為"盡最大努力交付",並不保證通訊的可靠性。

   可靠服務和不可靠服務

       可靠服務是指網路具有糾錯、檢錯、應答機制,能保證資料正確、可靠地傳送到目的地。

       不可靠服務是指網路只是儘量正確、可靠地傳送,但不能保證資料正確、可靠地傳送到目的地,是一種盡力而為的服務。

   有應答服務和無應答服務

       有應答服務是指接收方在收到資料後向傳送方給出相應的應答,該應答由傳輸系統內部自動實現,而不是由使用者實現。所傳送的應答可以是肯定應答,也可以是否定應答,通常在接收到的資料有錯誤時傳送否定應答。例如,檔案傳輸服務就是一種有應答服務。

        無應答服務是指接收方收到資料後不自動給出應答。若需要應答,則由高層實現。例如WWW服務,客戶端收到伺服器傳送的頁面檔案後不給出應答。