基礎(chǔ)篇——計算機網(wǎng)絡(luò)概述

項目1 計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識

任務(wù)1 掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的概念和功能

一、什么是計算機網(wǎng)絡(luò)？

計算機網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。所謂計算機網(wǎng)絡(luò)，就是把分布在不同地理區(qū)域的計算機與專門的外部設(shè)備用通信線路互聯(lián)成一個規(guī)模大、功能強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源。通俗來說，計算機網(wǎng)絡(luò)就是通過電纜、電話線、或無線介質(zhì)等互聯(lián)的計算機的集合。

二、計算機網(wǎng)絡(luò)的功能

1.數(shù)據(jù)通信。利用計算機網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)各計算機之間快速可靠地互相傳送數(shù)據(jù)，進行信息處理，如傳真、電子郵件（E-mail）、電子數(shù)據(jù)交換（EDI）、電子公告牌（BBS）、遠程登錄（Telnet）與信息瀏覽等通信服務(wù)。數(shù)據(jù)通信能力是計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的功能。

2.資源共享。資源共享包括網(wǎng)絡(luò)中軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源的共享，這是計算機網(wǎng)絡(luò)最主要和最有吸引力的功能。

任務(wù)2 掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的分類

計算機網(wǎng)絡(luò)的分類方式有很多，可按距離范圍、網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)、拓撲結(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)4種方式將網(wǎng)絡(luò)分成不同的種類，分述如下：

一、按距離范圍

1.廣域網(wǎng)（WAN）。范圍可達幾千千米乃至上萬千米，橫跨洲際。Internet就是典型的廣域網(wǎng)，也是世界上最大的廣域網(wǎng)。

2.城域網(wǎng)（MAN）。在一個地區(qū)、一個城市或一個行業(yè)系統(tǒng)使用，分布范圍一般在十幾千米到上百千米。

3.局域網(wǎng)（LAN）。分布范圍一般在幾米到幾千米之間，最大不超過十千米，如宿舍網(wǎng)、辦公室網(wǎng)、校園網(wǎng)等。

二、按拓撲結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，是計算機網(wǎng)絡(luò)連接使用傳輸介質(zhì)所構(gòu)成的幾何形狀，它表示網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和相互之間的連接關(guān)系。常見的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如下：

1.星形拓撲，如圖1-1所示。這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心，執(zhí)行集中式控制。這種網(wǎng)絡(luò)又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)，它很容易在網(wǎng)絡(luò)中增加新節(jié)點，容易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，容易控制數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級。但是，一旦中心節(jié)點出現(xiàn)故障，則全網(wǎng)癱瘓。這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)。

2.環(huán)形拓撲，如圖1-2所示。它是將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接成閉合的、環(huán)形的結(jié)構(gòu)。信號順著閉合環(huán)的一個方向從一臺設(shè)備傳到另一臺設(shè)備，每一臺設(shè)備都配有一個收發(fā)器，信息在每臺設(shè)備上的延時時間是固定的，網(wǎng)絡(luò)中的計算機將屬于自己的信息收下。這種結(jié)構(gòu)特別適用于實時控制的局域網(wǎng)系統(tǒng)，容易安裝和監(jiān)控。但是容量有限，增加新站點困難，一個工作站發(fā)生故障，整個網(wǎng)絡(luò)都將癱瘓，且故障診斷困難。

3.總線形拓撲，如圖1-3所示。所有站點共享一條數(shù)據(jù)通道，這種結(jié)構(gòu)中總線具有信息的雙向傳輸功能。安裝簡單方便，需要鋪設(shè)的電纜短，成本低廉，某站點出故障不會影響到整個網(wǎng)絡(luò)。

4.樹形拓撲，如圖1-4所示。它是從總線形拓撲演變而來的，形狀像一棵倒置的樹，頂端是樹根，樹根以下帶分支，每個分支還可再帶子分支。這種結(jié)構(gòu)擴展容易，故障隔離也較容易，但是各個節(jié)點對根的依賴性太大。

三、按傳輸介質(zhì)

1.同軸電纜網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)上使用的同軸電纜又分成粗纜和細纜。粗纜傳輸距離長，性能高。同軸電纜網(wǎng)需要T形頭和BNC接口網(wǎng)卡，常用于總線形拓撲結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)中。目前已經(jīng)不多見。

2.雙絞線網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)上使用的雙絞線按其傳輸速率分為三類線、五類線、六類線、七類線，傳輸速率在10～600Mbps之間，雙絞線電纜的連接器一般為RJ-45。雙絞線網(wǎng)的不足之處集中體現(xiàn)在傳輸距離有限，一般不超過100m。所以常在局域網(wǎng)中使用。

3.光纖網(wǎng)。光纜由兩層折射率不同的材料組成。光纜的傳輸速率可達到每秒幾百兆位。光纜的優(yōu)點是不會受到電磁的干擾，傳輸?shù)木嚯x也比電纜遠，傳輸速率高。光纜的安裝和維護比較困難，需要專用的設(shè)備，這也限制了它的使用。

4.無線網(wǎng)。采用無線介質(zhì)連接的網(wǎng)絡(luò)稱為無線網(wǎng)。目前無線網(wǎng)主要采用三種技術(shù)：微波通信、紅外線通信和激光通信。這三種技術(shù)都是以大氣為介質(zhì)的。

四、按網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)

1.專用網(wǎng)：如用于軍事的軍用網(wǎng)絡(luò)，用于教育領(lǐng)域的教育網(wǎng)，用于銀行的金融網(wǎng)等。

2.公共網(wǎng)：如基于電信系統(tǒng)的公用網(wǎng)絡(luò)。

任務(wù)3 掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的軟硬件構(gòu)成

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件兩部分組成。

一、網(wǎng)絡(luò)硬件構(gòu)成

網(wǎng)絡(luò)硬件是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是網(wǎng)絡(luò)運行的載體。它由下列幾大部分組成：

1.服務(wù)器。它負責運行網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，提供各種服務(wù)，如域名服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、動態(tài)IP地址分配（DHCP）服務(wù)、網(wǎng)站服務(wù)等。

2.工作站。一般由微型機擔任，它連接到網(wǎng)絡(luò)上，使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供的資源。

3.網(wǎng)卡（學(xué)名“網(wǎng)絡(luò)適配器”）。它負責計算機主機與網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)之間的連接、數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，介質(zhì)訪問控制。

4.傳輸介質(zhì)。它負責將各獨立的計算機系統(tǒng)連接在一起，并為它們提供數(shù)據(jù)通道。從類型上分成有線傳輸介質(zhì)（如雙絞線、光纖、同軸電纜等）、無線傳輸介質(zhì)（紅外線、微波等）。

5.網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)設(shè)備。它負責實現(xiàn)在兩臺計算機之間進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、類型轉(zhuǎn)換、尋找傳送路由等，如集線器、交換機、路由器、調(diào)制解調(diào)器等。

二、網(wǎng)絡(luò)軟件構(gòu)成

網(wǎng)絡(luò)軟件全面管理、調(diào)度和分配網(wǎng)絡(luò)資源，并根據(jù)一定的安全策略，分配用戶訪問相應(yīng)的信息。它由以下幾大部分組成：

1.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。負責管理和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)上的硬件和軟件資源，使各個部分能夠協(xié)調(diào)一致的工作。常見的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Windows NT、Windows2003Server、UNIX、Linux等。

2.網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。通信協(xié)議實質(zhì)上是一組規(guī)則，它定義了通信雙方的電氣信號特點。常見的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有TCP/IP、SPX/IPX、NetBEUI等。

3.網(wǎng)絡(luò)工具。它是用來擴充操作系統(tǒng)功能的軟件，如瀏覽器、斷點下載工具、即時信息工具等。

任務(wù)4 掌握局域網(wǎng)概念和功能特點

一、什么是局域網(wǎng)

局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是在小型計算機與微型機上大量推廣使用之后逐步發(fā)展起來的一種使用范圍最廣泛的網(wǎng)絡(luò)。指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計算機互聯(lián)成的計算機組。它一般用于短距離的計算機之間數(shù)據(jù)、信息的傳遞，屬于一個部門或一個單位組建的小范圍網(wǎng)絡(luò)，其成本低、應(yīng)用廣、組網(wǎng)方便、使用靈活，深受用戶歡迎，是目前計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中最活躍的分支。

二、局域網(wǎng)的功能

1.資源共享。包括硬件資源共享、軟件資源共享及數(shù)據(jù)資源共享。在局域網(wǎng)上各用戶可以共享昂貴的打印機、繪圖儀、掃描儀、海量存儲器等硬件資源，用戶也可共享局域網(wǎng)上系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，避免重復(fù)投資及重復(fù)勞動。在這個信息爆炸的時代，數(shù)據(jù)信息往往保存在大型甚至超大型數(shù)據(jù)庫里面，局域網(wǎng)用戶無需單獨投資來創(chuàng)建和收集，可以在授權(quán)的情況下連接并使用數(shù)據(jù)庫信息。

2.數(shù)據(jù)和文件傳送。數(shù)據(jù)和文件的傳輸是網(wǎng)絡(luò)的重要功能，現(xiàn)代局域網(wǎng)不僅能傳送文件、數(shù)據(jù)信息，還可以傳送聲音、圖像。

3.提高計算機系統(tǒng)的可靠性。在工業(yè)過程控制、實時數(shù)據(jù)處理等場合中，計算機系統(tǒng)的可靠性顯得非常重要，需要進行災(zāi)難備份。當局域網(wǎng)中的計算機出現(xiàn)故障導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓時，可以迅速打開網(wǎng)絡(luò)中的后備計算機繼續(xù)工作，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

4.分布處理。在氣象預(yù)報、衛(wèi)星遙感、環(huán)境監(jiān)測等需要大量復(fù)雜計算的場合中，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能將多臺計算機連成具有高性能的計算機系統(tǒng)，結(jié)合分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，通過一定算法，將較大型的綜合性問題分給不同的計算機去完成，使整個計算機系統(tǒng)的性能大大提高。

三、局域網(wǎng)的特點

局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（WAN）不同，它一般限制在一定距離區(qū)域內(nèi)。一般所說的局域網(wǎng)是指以微機為主組成的局域網(wǎng)，具有以下主要特點：

1.通信速率較高。局域網(wǎng)絡(luò)通信傳輸率為百萬比特每秒（Mbps）。從早期的5Mbps、10Mbps到目前廣泛使用的100Mbps，雙絞線傳輸技術(shù)的進步，可將通信速率進一步提高到155Mbps、250Mbps。將來隨著光纖技術(shù)廣泛應(yīng)用到局域網(wǎng)，桌面上出現(xiàn)1000Mbps的通信速率也不足為奇。

2.通信質(zhì)量較好。體現(xiàn)在延遲低、傳輸誤碼率低。

3.支持多種通信傳輸介質(zhì)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)本身的性能要求，局域網(wǎng)中可使用多種通信介質(zhì)，例如電纜（細纜、粗纜、雙絞線）、光纖及無線傳輸?shù)取?/p>

4.局域網(wǎng)絡(luò)成本低，安裝、擴充及維護方便。局域網(wǎng)一般使用價格低而功能強的微機作為工作站。而網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)普遍采用以交換機、集線器為中心的星形結(jié)構(gòu)，使得局域網(wǎng)的安裝較簡單，可擴充性好。

5.局域網(wǎng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻、圖像等多種媒體的快速傳輸，這正是辦公自動化所需求的。

6.局域網(wǎng)的地理范圍有限，網(wǎng)內(nèi)計算機臺數(shù)有限，一般為某一單位或部門所有，不受公眾互聯(lián)網(wǎng)影響和控制。

7.可通過專用通信鏈路，將局域網(wǎng)擴充成更大范圍的城域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)。

項目學(xué)習(xí)評價

學(xué)習(xí)評價

到此為止，本項目已經(jīng)學(xué)習(xí)完畢。表1-1列出了項目學(xué)習(xí)中重要知識和技能點，試試評價一下，看學(xué)習(xí)效果如何。

思考與練習(xí)

一、名詞解釋

1.計算機網(wǎng)絡(luò)

2.局域網(wǎng)

二、填空題

1.計算機網(wǎng)絡(luò)是___技術(shù)與___技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。

2.計算機網(wǎng)絡(luò)最主要的功能有___和___。

3.局域網(wǎng)可使用的傳輸介質(zhì)有___、___、___等。

4.局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)有___、___、___、___。

三、簡答題

1.計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能有哪些，舉例說明。

2.計算機網(wǎng)絡(luò)按地理范圍來分，有幾種類型？各有何特點？

3.局域網(wǎng)有哪些特點？

4.簡述網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及其特點。