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计算机网络由几部分组成?各有什么功能?

发布时间:2019-07-26 14:01 来源:未知 编辑:admin

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  计算机网络的功能:计算机网络的功能主要体现在三个方面:信息交换、资源共享、分布式处理。

  1、信息交换:这是计算机网络最基本的功能,主要完成计算机网络中各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等。

  2、资源共享:所谓的资源是指构成系统的所有要素,包括软、硬件资源,如:计算处理能力、大容量磁盘、高速打印机、绘图仪、通信线路、数据库、文件和其他计算机上的有关信息。由于受经济和其他因素的制约,这些资源并非所有用户都能独立拥有,所以网络上的计算机不仅可以使用自身的资源,也可以共享网络上的资源。

  3、分布式处理:一项复杂的任务可以划分成许多部分,由网络内各计算机分别协作并行完成有关部分,使整个系统的性能大为增强。

  计算机网络的分类与的一般的事物分类方法一样,可以按事物的所具有的不同性质特点即事物的属性分类。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。

  总的来说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空间)以及相应的应用软件四部分。

  要学习网络,首先就要了解主要网络类型,分清哪些是我们初级学者必须掌握的,哪些是的主流网络类型。

  计算机系统和终端提供网络服务界面。地域集中的多个独立终端可通过一个终端控制器连入网络。

  通信处理机也叫通信控制器或前端处理机,是计算机网络中完成通信控制的专用计算机,通常由小型机、微机或带有CPU的专用设备充当。

  在广域网中,采用专门的计算机充当通信处理机:在局域网中,由于通信控制功能比较简单,所以没有专门的通信处理机,而是在计算机中插入一个网络适配器(网卡)来控制通信。

  通信线路是连接各计算机系统终端的物理通路。通信设备的采用与线路类型有很大关系:如果是模拟线路,在线中两端使用Modem(调制解调器);如果是有线介质,在计算机和介质之间就必须使用相应的介质连接部件。

  计算机连入网络后,还需要安装操作系统软件才能实现资源共享和管理网络资源。如:Windows 98、Windows 2000、Windows xp等。

  网络协议是规定在网络中进行相互通信时需遵守的规则,只有遵守这些规则才能实现网络通信。常见的协议有:TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。

  硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备,如彩色打印机、静电绘图仪等。

  软件资源:包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。

  信道资源:通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。

  通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息。

  网络中的每台计算机都可通过网络相互成为后备机。一旦某台计算机出现故障,它的任务就可由其他的计算机代为完成,这样可以避免在单击情况下,一台计算机发生故障引起整个系统瘫痪的现象,从而提高系统的可靠性。

  而当网络中的某台计算机负担过重时,网络又可以将新的任务交给较空闲的计算机完成,均衡负载,从而提高了每台计算机的可用性。

  计算机在没有联网的条件下,每台计算机都是一个“信息孤岛”。在管理这些计算机时,必须分别管理。而计算机联网后,可以在某个中心位置实现对整个网络的管理。如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。

  把要处理的任务分散到各个计算机上运行,而不是集中在一台大型计算机上。这样,不仅可以降低软件设计的复杂性,而且还可以大大提高工作效率和降低成本。

  当网络中某台计算机的任务负荷太重时,通过网络和应用程序的控制和管理,将作业分散到网络中的其它计算机中,由多台计算机共同完成。

  1、负责信息处理的计算机设备和负责数据通信的通信线)终端:用户进入网络所用的设备,如电传打字机、键盘显示器、计算机等。在局域网中,终端一般由微机担任,叫工作站,用户通过工作站共享网上资源。

  (2)主机:有于进行数据分析处理和网络控制的计算机系统,其中包括外部设备、操作系统及其它软件。

  (3)通信处理机:在接有终端的通信线路和主机之间设置的通信控制处理机器,分担数据交换和各种通信的控制和管理。在局域网中,一般不设通讯处理机,直接由主机承担通信的控制和管理任务。

  (4)本地线路:指把终端与节点蔌主机连接起来的线路,其中包括集中器或多路器等。它是一种低速线路,费用和效率均较低。

  网络硬件是构成计算机网络系统的物质基础。构造一台计算机网络系统,首先要将计算机及其附属硬件设备与网络中的其他计算机系统连接起来。随着计算机技术和网络技术的发展,网络硬件日趋多样化,提供的功能更强大更复杂。

  构成计算机网络资源子网的硬件设备是各种计算机设备,包括服务器、客户计算机和各种附属硬件设备,主要用于信息处理、信息共享和信息存储服务。

  构成计算机网络通信子网的硬件设施除了各种数据传输线路外,主要是用以实现网络连接和数据通信的各种数据通信设备,它们主要有集线器(Hub)、网络交换机(Switch)、网桥(Bridge)、路由器(Router)和网关(Gateway)等。

  为了保障系统的正常运转和服务,计算机网络系统需要通过专门软件,对网络中的各种资源进行全面的管理、调度和分配,并保障系统的安全。网络软件是实现网络功能的必不可缺的支撑环境。

  网络软件通常指以下五种类型的软件:网络协议和协议软件、网络通信软件、网络操作系统软件、网络管理软件及网络应用软件。

  开放式系统互联通信参考模型(英语:Open System Interconnection Reference Model,缩写为 OSI),简称为OSI模型(OSI model),一种概念模型,由国际标准化组织提出,一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。定义于ISO/IEC 7498-1。

  物理层: 将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号相当于邮局中的搬运工人。

  在此层将数据分帧,并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址,相当于邮局中的装拆箱工人。

  会话层: 允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。

  1、计算机系统:工作站(终端设备,或称客户机,通常是PC机)、网络服务器(通常都是高性能计算机)。

  2、网络通信设备(网络交换设备、互连设备和传输设备):包括网卡、网线、集线器(HUB)、交换机、路由器等。

  4、网络软件:包括网络操作系统,如Unix、NetWare、Windows NT等;客户连接软件(包括基于DOS、Windows、Unix操作系统的等);网络管理软件等。

  网络系统必须与现有系统及有关线路传输系统有良好的衔接,保证互联互通。互联系统有上层的应用系统、低层的DDN/FR/ISDN/FR线路接口、光纤接口、布线系统等。接口界面可分为传输层界面、网络层界面和应用层界面。

  1、传输层:主要是传输设备和布线系统的接口,本计算机网络的设备支持标准接口,对于网络设备接口与传输层不一致的地方,提供转接线缆。

  局域网的布线系统界面,交换机端口符合标准的以太网接口;对于公共数据通信网DDN/FR/ISDN/PSTN、线路端末设备出口符合国家电信通信标准。

  计算机网络系统是由网络硬件和网络软件组成的。在网络系统中,硬件的选择对网络起着决定性的作用,而网络软件则是挖掘网络潜力的工具。

  1、计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。计算机资源主要是指计算机硬件、软件与数据。

  2、互连的计算机是分布在不同的地理位置的多立的“自治计算机”。连网的计算机既可以为本地用户提供服务,也可以为远程用户提供网络服务。

  虽然网络类型的划分标准各种各样,但是从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、城域网、广域网和互联网四种。

  局域网一般来说只能是一个较小区域内,城域网是不同地区的网络互联,不过在此要说明的一点就是这里的网络划分并没有严格意义上地理范围的区分,只能是一个定性的概念。下面简要介绍这几种计算机网络。

  局域网 (Local Area Network;LAN) 通常我们常见的“LAN”就是指局域网,这是我们最常见、应用最广的一种网络。局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及,几乎每个单位都有自己的局域网,有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。

  很明显,所谓局域网,那就是在局部地区范围内的网络,它所覆盖的地区范围较小。局域网在计算机数量配置上没有太多的限制,少的可以只有两台,多的可达几百台。一般来说在企业局域网中,工作站的数量在几十到两百台次左右。

  在网络所涉及的地理距离上一般来说可以是几米至10公里以内。局域网一般位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层的应用。

  这种网络的特点就是:连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。

  IEEE的802标准委员会定义了多种主要的LAN网:以太网(Ethernet)、令牌环网(TokenRing)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及最新的无线局域网(WLAN)。这些都将在后面详细介绍。

  城域网(Metropolitan Area Network;MAN) 这种网络一般来说是在一个城市,但不在同一地理小区范围内的计算机互联。这种网络的连接距离可以在10 ̄100公里,它采用的是IEEE802.6标准。MAN与LAN相比扩展的距离更长,连接的计算机数量更多,在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。

  在一个大型城市或都市地区,一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等等。由于光纤连接的引入,使MAN中高速的LAN互连成为可能。

  城域网多采用ATM技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。ATM包括一个接口和一个协议,该协议能够在一个常规的传输信道上,在比特率不变及变化的通信量之间进行切换。

  ATM也包括硬件、软件以及与ATM协议标准一致的介质。ATM提供一个可伸缩的主干基础设施,以便能够适应不同规模、速度以及寻址技术的网络。ATM的最大缺点就是成本太高,所以一般在政府城域网中应用,如邮政、银行、医院等。

  广域网(Wide Area Network;WAN) 这种网络也称为远程网,所覆盖的范围比城域网(MAN)更广,它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联,地理范围可从几百公里到几千公里。

  因为距离较远,信息衰减比较严重,所以这种网络一般是要租用专线,通过IMP(接口信息处理)协议和线路连接起来,构成网状结构,解决循径问题。

  这种城域网因为所连接的用户多,总出口带宽有限,所以用户的终端连接速率一般较低,通常为9.6Kbps ̄45Mbps 如:邮电部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN网。

  上面讲了网络的几种分类,其实在现实生活中我们真正遇得最多的还要算是局域网,因为它可大可小,无论在单位还是在家庭实现起来都比较容易,应用也是最广泛的一种网络,所以在下面我们有必要对局域网及局域网中的接入设备作一个进一步的认识。

  随着笔记本电脑(notebook computer)和个人数字助理( Personal Digital Assistant,PDA)等便携式计算机的日益普及和发展,人们经常要在路途中接听电话、发送传真和电子邮件阅读网上信息以及登录到远程机器等。

  然而在汽车或飞机上是不可能通过有线介质与单位的网络相连接的,这时候可能会对无线网感兴趣了。虽然无线网与移动通信经常是联系在一起的,但这两个概念并不完全相同。例如当便携式计算机通过PCMCIA卡接入电话插口,它就变成有线网的一部分。

  另一方面,有些通过无线网连接起来的计算机的位置可能又是固定不变的,如在不便于通过有线电缆连接的大楼之间就可以通过无线网将两栋大楼内的计算机连接在一起。

  无线网特别是无线局域网有很多优点,如易于安装和使用。但无线局域网也有许多不足之处:如它的数据传输率一般比较低,远低于有线局域网;另外无线局域网的误码率也比较高,而且站点之间相互干扰比较厉害。用户无线网的实现有不同的方法。

  国外的某些大学在它们的校园内安装许多天线,允许学生们坐在树底下查看图书馆的资料。这种情况是通过两个计算机之间直接通过无线局域网以数字方式进行通信实现的。另一种可能的方式是利用传统的模拟调制解调器通过蜂窝电话系统进行通信。

  在国外的许多城市已能提供蜂窝式数字信息分组数据( Cellular Digital Packet Data,CDPD)的业务,因而可以通过CDPD系统直接建立无线局域网。无线网络是当前国内外的研究热点,无线网络的研究是由巨大的市场需求驱动的。

  无线网的特点是使用户可以在任何时间、任何地点接入计算机网络,而这一特性使其具有强大的应用前景。当前已经出现了许多基于无线网络的产品,如个人通信系统( Personal CommunicationS ystem,PCS)电话、无线数据终端、便携式可视电话、个人数字助理(PDA)等。

  无线网络的发展依赖于无线通信技术的支持。无线通信系统主要有:低功率的无绳电话系统、模拟蜂窝系统、数字蜂窝系统、移动卫星系统、无线LAN和无线WAN等。

  一个比较通用的定义是:利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来,以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。

  从整体上来说计算机网络就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、功能强的系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说,计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

  最简单的计算机网络就只有两台计算机和连接它们的一条链路,即两个节点和一条链路。

  1、局域网是我们最常见、应用最广的一种网络。局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及,几乎每个单位都有自己的局域网,有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。

  特点:连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。

  2、城域网:连接距离可以在10—100公里,它采用的是IEEE802.6标准。MAN与LAN相比扩展的距离更长,连接的计算机数量更多,在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。一般在政府城域网中应用,如邮政、银行、医院等。

  3、广域网,也称为远程网,所覆盖的范围比城域网(MAN)更广,它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联,地理范围可从几百公里到几千公里。

  4、无线网,随着笔记本电脑(notebook computer)和个人数字助理等便携式计算机的日益普及和发展,人们经常要在路途中接听电话、发送传真和电子邮件阅读网上信息以及登录到远程机器等。然而在汽车或飞机上是不可能通过有线介质与单位的网络相连接的,这时候就需要无线网。

  计算机网络的分类与一般的事物分类方法一样,可以按事物所具有的不同性质特点(即事物的属性)分类。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。

  总的来说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空间)以及相应的应用软件四部分。

  要学习网络,首先就要了解主要网络类型,分清哪些是我们初级学者必须掌握的,哪些是的主流网络类型。

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