计算机网络基础
文章目录
- 计算机网络基础
- 一、计算机网络发展的四个阶段
- 二、计算机网络的基本概念
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- 1.资源子网和通信子网
- 二、三大基本特征
- 三.计算机网络的基本组成
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- 1.计算机
- 2.通信线路
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- 有线传输
- 无线传输
- 无线通信
- 3.网络设备
- 4.网络软件
- 四.计算机网络的分类
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- 1.拓扑结构
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- 总线拓扑结构
- 星形拓扑结构
- 环型拓扑结构
- 树状拓扑结构
- 网状拓扑结构
- 2.基本分类
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- 局域网
- 城域网
- 广域网
一、计算机网络发展的四个阶段
计算机网络是由多种通信手段连接起来的计算机复合系统,用于实现数据通信和资源贡献。 1. 在分时计算机系统的基础上,远程终端计算机系统通过调制解调器(Modem)和PSTN向分布在不同位置的许多远程终端用户提供共享资源服务 2. 通过PSTN等已有的通信系统把计算机与计算机互连起来,以资源共享为目的。ARPnet是这一阶段的代表。 3. 计算机网络采用分层策略解决网络技术问题,ISO20世纪80年代颁布了开放系统互联参考模型(OSI/RM),使计算机网络结构标准化。局域网与各种计算机、局域网与广域网的互连技术也越来越成熟。 4. 许多国家制定并建立了自己的国家信息基础设施(NII)此后,计算机网络技术的发展得到了极大的推动,使计算机网络技术进入了因特网阶段的新阶段。
二、计算机网络的基本概念
在网络操作系统、网络管理软件和网络通信协议的管理和协调下,将具有不同地理位置独立功能的多台计算机及其外部设备连接起来,实现资源共享和信息传递。
1.资源子网和通信子网
从宏观角度来看,计算机网络通常由计算机网络通过和两部分组成。
- :网络中的所有计算机,I/O由设备和终端、各种网络协议、网络软件和数据库组成,负责整个网络的信息处理,为网络用户提供网络服务和资源共享。
- :通信线路、网络连接设备(网络接口设备、通信控制处理器、网桥、路由器、交换机、网关、调制解调器和卫星domain接收站等。)、网络通信协议和通信控制软件。负责整个网络等数据通信,为网络用户提供数据传输、转移、处理和转换等通信处理功能。
二、三大基本特征
- 互联网的目的是共享资源。可共享等资源包括硬件、软件和数据
- 连接的计算机应该是独立的计算机,连接和其他计算机可以连接到网络或单独工作。一台带有多个终端和打印机的计算机被称为多用户系统。由主控制器和多个从控制器组成的系统是主从系统。
- 连接网络的计算机遵循统一的协议,计算机网络由许多具有信息交换和处理能力的计算机连接而成。
三.计算机网络的基本组成
计算机网络一般由计算机、通信线路、网络设备、网络软件四部分组成
1.计算机
根据不同的功能和功能,连网计算机分为服务器和客户机
- :整个网络系统的核心是为网络用户提供服务和管理整个网络,其操作系统是网络操作系统。为网络上的许多用户提供服务和共享资源。分为:文件服务器、邮件服务器、打印服务器和通信服务器。
- :它是用户和网络的接口设备,用户可以与网络交换信息,共享网络资源。现在客户机可以使用具有一定处理能力的个人计算机。
2.通信线路
通信线路又称传输介质,是数据信息在通信系统中传输的物理载体,是影响通信系统性能的重要因素。 传输介质分为和两类。在测量传输介质性能时,有几个重要概念:。 :在传输介质中确定信号的传输速率。 :它决定了信号在传输介质中能够传输的最大距离 :决定了传输系统的传输质量
有线传输
- :最常用的传输介质可以传输模拟信号或数字信号(信号线和地线),将双绞线放置在导管中,形成由多个双绞线组成的电缆。 分为局域网
光纤:它是光导纤维的缩写,是一种利用玻璃或塑料纤维中光的全反射原理进行信号传输的光导工具(由纤维芯、涂层、涂层和塑料组成)。光缆由多个光纤制成。
无线传输
一种通信方式(微波通信、卫星通信和无线通信),利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换
微波通信 :频率为300Mhz~300Ghz电磁波是无线电波中有限频带的缩写卫星通信 :增加微波传输距离,应提高微波收发器或中继站的高度。将微波中继站放置在人造卫星上时,形成卫星通信系统。
无线通信
以无线电波为介质,按照一定的协议实现信息交换(无线局域网、蓝牙技术、蜂窝移动通信技术)
3.网络设备
网络适配器、调制解调器、集线器、交换机、中继器、路由器、网桥、网关等
网络适配器(网卡) :实现计算机与网络电缆之间的物理连接,完成计算机信号格式和网络信号格式的转换。交换机 :用于电信号转发网络的网络设备。可访问交换机的任何两个网络节点,提供独家的电信号通道(常见:以太网交换机)路由器 :因特网的主要节点设备。路由器系统作为不同网络之间相互连接的枢纽,构成了基于TCP/IP因特网骨架的协议网桥 :在数据链路层工作,不仅可以扩大网络的距离或范围,还可以提高网络的性能、可靠性和安全性网关 :网络连接器,协议转换器。最复杂的网络互联设备是在高层(传输层以上)实现网络互联
4.网络软件
网络系统软件 :控制和管理网络运行,提供网络通信和网络资源分配共享功能网络应用软件 :为应用程序目的开发的网络软件
四.计算机网络的分类
1.拓扑结构
为了描述网络节点之间的连接关系,人们将节点抽象为点,线路抽象为线,然后得到几个图形,称为该网络的拓扑结构。常见的有五种
总线型拓扑结构
总线型拓扑结构 :通过一条传输线路将网络中所有节点连接起来,这条线路称为总线,网络中各节点都通过总线进行通信,在同一时刻只能允许一对界定占用总线进行通信
星型拓扑结构
星型拓扑结构 :各节点都与中心及诶耽相连接,呈辐射状排列在中心节点周围。网络中任意两个节点之间的通信都要通过中心节点转换。单个节点出现故障不会影响网络的其他部分,中心节点出现故障会导致整个网络瘫痪
环型拓扑结构
环型拓扑结构 :各节点首尾相连形成一个闭合的环,环中的数据沿环单向逐站传输。网络中的任意一个节点或一条传输介质出现故障都将导致整个网络瘫痪
树状拓扑结构
树状拓扑结构 :由星型拓扑结构演变而来,其结构图看上去像一棵倒立的树。树状拓扑结构是分层结构,具有根节点和分支节点,适用于分级管理和控制系统
网状拓扑结构
网状拓扑结构 :每个节点都有多条路径和网络相连,如果一条线路出现故障,则路由器通过路由选择课找到替换线路,网络仍然能正常工作。
2.基本分类
按地理范围分:局域网,城域网和广域网
局域网
最常见,最广泛的一种网络(10千米以内)。主要的局域网有以太网、令牌环网、光纤分布式接口网络、异步传输模式网、无线局域网。适用于学习,企业,机关等机构。拓扑结构有总线型、星型和环型。
传统以太网 :拓扑结构为总线型.星型用同轴电缆为传输介质,采用带有冲突检测的载波多路访问机制(CSMA/CD)控制共享介质的访问,数据传输速率为10Mpbs。CSMA/CD控制过程包含四个阶段:侦听、发送、检测、冲突处理
侦听 :通过检测机构,在站点准备发送前先侦听总线上是否有数据正在传送,如果有则等待一段时间再继续尝试,若没有,则决定如何发送发送 :当确定发送后,通过发送机构向总线发送数据检测 :当数据发送后,可能会发生数据冲突。主机在发送数据的同时继续检测信道以确定所发出的数据是否与其他数据发生冲突,边发送边检测,以判断是否有冲突。冲突处理 :如果发送数据没有冲突,则发送成功,若有冲突,则进入冲突处理程序。有两种情况 (1)在侦听中发现线路忙,则等待一段时间再继续侦听,若仍然忙,则继续等待,直到可以发送数据为止。每次等待的时间不一致,由退避算法确定等待时间。 (2)在发送过程中若发现数据碰撞,则先发送阻塞信息,强化冲突,再进行侦听工作,等待下次重新发送。
传统以太网 :核心设备是交换机,交换机可以在多个端口之间建立多个并发连接,解决了共享介质的互斥访问问题,这种将主机直接与交换机端口连接的以太网称为交换式以太网。无线局域网 :采用无线通信技术代替传统的电缆,实现了家庭,办公室,大楼内部数据传输(拓扑结构:基础网络模式和自组网络模式)
基础网络模式 :由无线网卡,无线接入点(AP),计算机和有关设备组成。自组网络模式 :不需要借助接入设备,网络中的无线终端通过相邻节点与网络中的其他终端实现数据通信。
城域网
城市范围内所建立的计算机通信网(几十千米左右),以IP技术和ATM技术为基础,以光纤为媒介,将不同地点的主机、数据库及局域网等连接起来,实现集数据、语言、视频服务于一体的多媒体数据通信。
广域网
远程网,覆盖范围广(几百千米-几千千米),用于不同城市之间的局域网或城域网互联。