网络的定义
计算机网络是由地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统,经通讯设备和线路互相连接,并配以相应的网络软件,以实现通信和资源共享的系统。
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、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。因而增强了网络上计算机的处理能力,提高了计算机软硬件的利用率。
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。
网络的拓扑结构
网络中各个站点相互连接的方法和形式称之为网络拓扑。包括:
1、总线拓扑
tcp ip协议只能用于internet总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能,普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线。
总线拓扑结构的优点:安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高。缺点:由于信道共享,连接的节点不宜过多,并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃。
2、星型拓扑
星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。
星型拓扑结构的特点:安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。中央节点的正常运行对网络系统来说是至关重要的。
3、环型拓扑
环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构。信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备,每一台设备都配有一个收发器,信息在每台设备上的延时时间是固定的。这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。
环型拓扑结构的特点是:安装容易,费用较低,电缆故障容易查和排除。有些网络系统为了提高通信效率和可靠性,采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道。缺点是:当节点发生故障时,整个网络就不能正常工作。
4、树型拓扑
树型拓扑结构就像一棵“根”朝上的树,与总线拓扑结构相比,主要区别在于总线拓扑结构中没有“根”。这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆,用于军事单位、政府部门等上、下界限相当严格和层次分明的部门。
树型拓扑结构的优点是容易扩展、故障也容易分离处理;缺点是整个网络对根的依赖性很大,一旦网络的根发生故障,整个系统就不能正常工作。
5、网状拓扑
网状拓扑结构主要指各节点通过传输线互联连接起来,并且每一个节点至少与其他两个节点相连。
网状拓扑结构具有较高的可靠性,但其结构复杂,实现起来费用较高,不易管理和维护,不常用于局域网。
6、混合拓扑
将两种或几种网络拓扑结构混合起来构成的一种网络拓扑结构称为混合型拓扑结构(也有的称之为杂合型结构)。
这种网络拓扑结构是由星型结构和总线型结构的网络结合在一起的网络结构,这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展,解决星型网络在传输距离上的局限,而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网与总线型网络的优点,在缺点方面得到了一定的弥补。
7、蜂窝拓扑
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质(微波、卫星、红外等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。
计算机网络系统
计算机网络系统是一个集计算机硬件设备、通信设施、软件系统及数据处理能力为一体的,能够实现资源共享的现代化综合服务系统。计算机网络系统的组成可分为三个部分,即硬件系统、软件系统及网络信息系统。
1、硬件系统
硬件系统是计算机网络的基础。硬件系统有计算机、通信设备、连接设备及辅助设备组成。硬件系统中设备的组合形式决定了计算机网络的类型。下面介绍几种网络中常用的硬件设备。
服务器:服务器是一台速度快,存储量大的计算机,它是网络系统的核心设备,负责网络资源管理和用户服务。服务器可分为文件服务器、远程访问服务器、数据库服务器、打印服务器等。
工作站:工作站是具有独立处理能力的计算机,它是用户向服务器申请服务,如传输文件,打印文件等的终端设备。
网卡:网卡又称为网络适配器,它是计算机和计算机之间直接或间接传输介质互相通信的接口,它插在计算机的扩展槽中。它将计算机的数字信号转换成通信线路能够传送的电子信号或电磁信号。
调制解调器:调制解调器(Modem)是一种信号转换装置。它可以把计算机的数字信号“调制”成通信线路的模拟信号,将通信线路的模拟信号“解调”回计算机的数字信号。调制解调器的作用是将计算机与公用电话线相连接。
集线器:集线器(Hub)是局域网中使用的连接设备。它具有多个端口,可连接多台计算机。在局域网中常以集线器为中心,用双绞线将所有分散的工作站与服务器连接在一起,形成星形拓扑结构的局域网系统。
交换机:集线器是工作在带宽共享方式下的,多台计算机通过各个端口连接到集线器上时,它们只能共享一个信道的带宽;而交换机(Switch)是模拟用网桥连接各个网络的方式工作。
网桥:网桥(Bridge)也是局域网使用的连接设备。网桥的作用是扩展网络的距离,减轻网络的负载。当信号通过网桥时,网桥会将非本网段的信号排除掉(即过滤),使网络信号能够更有效地使用信道,从而达到减轻网络负担的目的。
路由器:路由器(Router)是互联网中使用的连接设备。它可以将两个网络连接在一起,组成更大的网络。路由器不仅有网桥的全部功能,还具有路径的选择功能。
网关:网关(Gateway)是一种复杂的网络连结设备,它工作在OSI的高三层(会话层、表示层和应用层),
用来连接异构网络。网关具有对不兼容的高层协议进行转换的功能。网关的工作实际上是在一台计算机内运行一个转换软件。
2、软件系统
计算机网络中的软件按其功能可以划分为数据通信软件、网络操作系统和网络应用软件。
数据通信软件:是指按着网络协议的要求,完成通信功能的软件。
网络操作系统:是指能够控制和管理网络资源的软件。网络操作系统的功能作用在两个级别上:在服务器机器上,为在服务器上的任务提供资源管理;在每个工
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