第四節 計算機網絡

一、計算機網絡的概念及功能

計算機網絡是現代計算機技術與通信技術相結合的產物，它是以硬件資源、軟件資源和信息資源共享以及信息傳遞為目的，在統一的網絡協議控制下，將地理位置分散的許多獨立的計算機系統連接在一起所形成的網絡。

計算機網絡的主要功能有資源共享、信息傳送、分布處理。

1．計算機網絡的分類

按照不同的分類標準，計算機網絡可以有不同的劃分。

（1）按地理有效范圍劃分，計算機網絡可分為廣域網、局域網和城域網。

（2）按通信媒體劃分，計算機網絡可分為有線網和無線網。

（3）按使用范圍劃分，計算機網絡可分為公用網和專用網。

（4）按配置劃分，計算機網絡可分為同類網、單服務器網和混合網。

（5）按對數據的組織方式劃分，計算機網絡可分為分布式數據組織網絡系統和集中式數據組織網絡系統。

雖然網絡類型的劃分標準各異，但是從地理范圍劃分是一種大家都認可的通用網絡劃分標準。局域網是一種在小區域內使用的由多臺計算機組成的網絡。廣域網也叫遠程網，是由相距較遠的計算機系統或局域網互聯而成的計算機網絡。下面對這兩種計算機網絡進行簡要介紹。

2．局域網

（1）局域網的定義和特性

局域網（local area network, LAN）是將一個區域內的各種通信設備互聯在一起的通信網絡，人們將局域網的主要特點歸納為以下幾點。

①局域網是一種通信網絡。它將連接到局域網絡的數據通信設備加上協議和網絡軟件組成計算機網絡。

②聯入局域網的數據通信設備是廣義的，包括計算機、終端和各種外部設備等。

③局域網覆蓋的地理范圍較小，一般在幾十米到幾千米之間，如一個辦公室、一幢大樓等。

隨著局域網體系結構、協議標準研究的進展，網絡操作系統的發展，光纖技術的引入以及高速局域網技術的發展，局域網技術特征與性能參數發生了很大的變化。

（2）局域網拓撲類型

局域網與廣域網一個重要的區別在于它們覆蓋的地理范圍。由于局域網設計的主要目標是覆蓋一個公司、一所大學或兩幢辦公大樓等“有限的地理范圍”，因此它從基本通信機制上選擇了與廣域網完全不同的方式，即從存儲轉發方式改變為共享介質方式和交換方式。因此，局域網在傳輸介質、介質存取控制方法上形成了自己的特點。正是因為這樣，局域網在網絡拓撲上主要采用了星型、總線型、環型結構，在網絡傳輸介質上主要采用了雙絞線、同軸電纜和光纖。

①星型拓撲

在局域網的星型拓撲中，應該注意以下兩個問題。

根據星型拓撲的定義，星型拓撲中存在著中心結點，每個結點通過點對點線路與中心結點連接，任何兩結點之間的通信都要通過中心結點轉接。

典型的星型拓撲如圖2-3所示。

②總線型拓撲

總線型拓撲是局域網主要的拓撲構型之一。圖2-4給出了實際的總線型局域網的計算機連接情況。

總線型拓撲結構的特點是：

●所有的結點都通過相應的網卡直接連接到一條作為公共傳輸介質的總線上。

●總線通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質。

●所有結點都可以通過總線傳輸介質發送或接收數據，但一段時間內只允許一個結點利用總線發送數據。當一個結點利用總線傳輸介質以“廣播”方式發送數據時，其他結點可以用“收聽”方式接收數據。

●由于總線作為公共傳輸介質為多個結點共享，就有可能出現同一時刻有兩個或兩個以上結點利用總線發送數據的情況，因此會出現“沖突”，導致傳輸失敗。

總線型拓撲的優點是：結構簡單，實現容易，易于擴展，可靠性較好。

③環型拓撲

環型拓撲也是共享介質局域網最基本的拓撲構型之一，如圖2-5所示。

在環型拓撲中，結點通過相應的網卡，使用點對點連接線路，構成閉合的環型。環中數據沿著一個方向繞環逐站傳輸。

需要指出的是，以上是從局域網基本技術的分類，以及構成局域網基本組成單元的角度討論了局域網拓撲問題。任何實際應用的局域網系統都可能是一種或幾種基本拓撲的擴展與組合，但是無論局域網絡系統的結構有多復雜，構成它的基本局域網單元都符合以上討論的基本特征。