任務1 計算機網絡概述

一、什么是計算機網絡

（一）計算機網絡定義

所謂計算機網絡，就是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網絡操作系統、網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的計算機系統，如圖2-1所示。

（1）網絡基本要素

從計算機網絡定義可以看出，一個計算機網絡必須具備以下的基本要素：

① 至少有兩臺具有獨立操作系統的計算機；

② 計算機之間要有通信手段將其互連；

③ 計算機之間要有相互通信的規則，也就是協議；

④ 配有網絡軟件；

⑤ 實現計算機資源共享。

（2）網絡拓展要素

從資源、用戶和管理角度來看，計算機網絡應具備以下基本能力：

① 從資源觀點來看，網絡應具有共享外部設備的能力（例如，打印機、專用設備、外部大容量磁盤等）和公共信息共享能力（例如，公共數據庫系統、數據庫等）。

② 從用戶觀點來看，網絡應把個人與眾多的計算機用戶連接在一起。

③ 從管理角度來看，網絡應具有共享集中數據管理的能力（例如，備份服務、系統軟件安裝服務等）。

（二）計算機網絡功能

計算機網絡具有以下幾個功能：

（1）資源共享功能

資源共享是計算機網絡的主要功能，也是計算機網絡最具有吸引力的地方。資源共享指的是網絡上的用戶都能夠部分或全部地享受網絡中的各種資源，如文件系統、外部設備系統、數據信息系統及各種服務系統等，使網絡中各地區的資源能互通有無、分工協作，從而大大提高系統資源的利用率。

（2）信息傳遞與集中處理功能

信息傳遞與集中處理是計算機網絡的最基本功能之一。這一功能主要用以實現計算機與終端或別的計算機之間各種數據信息的傳遞，以及將地理位置分散的生產單位或業務部門甚至個人等通過計算機網絡連接起來進行集中的控制和管理。

（3）綜合信息服務功能

通過計算機網絡可以向全社會提供各種經濟信息、商業信息、物流信息、科研情報和咨詢服務等。比如電子商務，就是利用Internet實現企業與企業之間、企業與消費者之間、消費者與消費者之間、企業與政府之間的各種綜合信息的服務。又如，綜合業務數據網絡就是將電話、傳真機、電視機、復印機等辦公設備納入計算機網絡中，實現了數字、聲音、圖形、圖片等多種信息的傳遞。

二、計算機網絡類型

計算機網絡根據覆蓋范圍進行分類，可以分為局域網、城域網、廣域網等類型。

（一）局域網絡

局域網絡（Local Area Network, LAN），它是屬于某一個單位在某一個小范圍內（即某一幢大樓、某一個建筑物、某一所學校內、某一所醫院等）組建的計算機網絡，一般在10千米范圍內。這種網絡具有組網方便、使用靈活、操作簡單等特點，組成該網絡的計算機并不一定是微型計算機。局域網絡是目前計算機網絡中發展最為活躍的一種網絡，它起源于20世紀80年代初期，是隨著微型計算機的大量使用而迅速發展起來的一種新型網絡技術。如果這一網絡中的計算機都是微型計算機，則稱這種網絡為微機型局域網絡。

局域網絡具有以下幾個特點：

（1）局域網絡覆蓋有限的地理范圍，它適用于學校、機關、公司、工廠等有限距離內的計算機、終端與各類信息處理設備聯網的需求。

（2）局域網絡一般屬于一個單位所有，易于建立、維護和擴展。

（3）局域網絡具有高數據傳輸速率（10～100Mb/s，甚至高達1Gb/s）、低誤碼率的高質量數據傳輸環境。

（4）決定局域網絡特性的主要技術要素有網絡拓撲、傳輸介質、介質訪問控制方法等。

（5）局域網絡從介質訪問控制方法的角度可以分為兩類，即共享介質局域網與交換局域網。

（二）城域網絡

城域網絡（Metropolitan Area Network, MAN），它的范圍可以覆蓋一組單位（如一個地區教育局及所屬的所有學校）甚至一個城市。這種網絡一般來說是在一個城市，但不在同一地區范圍內的計算機互聯。這種網絡的連接距離可以在10～100千米，它采用的是IEEE 802.6標準。MAN與LAN相比，擴展的距離更長，連接的計算機數量更多，在地理范圍上可以說是LAN的延伸。在一個大型城市或都市地區，一個MAN通常連接著多個LAN，如連接政府機構的LAN、醫院的LAN、電信的LAN、公司企業的LAN等。光纖連接的引入，使MAN中高速的LAN互聯成為可能。

城域網多采用異步傳輸模式（ATM）技術做骨干網。ATM是一個用于數據、語音、視頻以及多媒體應用程序的高速網絡傳輸方法。ATM包括一個接口和一個協議，該協議能夠在一個常規的傳輸信道上，在比特率不變及變化的通信量之間進行切換。ATM也包括硬件、軟件以及與ATM協議標準一致的介質。ATM提供一個可伸縮的主干基礎設施，以便能夠適應不同規模、速度以及尋址技術的網絡。ATM的最大缺點就是成本太高，所以一般在政府城域網中應用，如郵政、銀行、醫院等。

（三）廣域網絡

廣域網絡（Wide Area Network, WAN），它是一種涉及范圍較大的遠距離計算機網絡，即一個地區、一個省、一個自治區、一個國家以及它們之間甚至全世界建立的計算機網絡。因此，我們又將廣域網稱為遠程網，例如，萬維網（WWW）、國際互聯網（Internet）等。Internet把全世界180多個國家的計算機主機和30多億個用戶緊密地連在一起，使用戶之間互通信息，共享計算機和各種信息資源。

由于廣域網傳輸的距離遠，傳輸的裝置和介質由電信部門提供，例如，長途電話線、微波和衛星通道、光纜通道等，也有使用專線電纜的。廣域網絡由多個部門或多個國家聯合建立，規模大，能夠實現較大范圍內的資源共享。

廣域網絡具有以下幾個特點：

（1）覆蓋地理范圍廣，信息傳遞距離可以從幾十千米一直達幾萬千米甚至幾十萬千米。

（2）信息傳遞速率比較低。

（3）傳輸誤碼率在10-6～10-4。

（4）廣域網絡一般可以由多個局域網互聯而成，廣域網中包含了多種網絡結構，并可以根據用戶的需要進行隨意組網。