1.3 計算機網絡的組成

1.3.1 計算機網絡的邏輯組成

計算機網絡要完成數據處理與數據通信兩大基本功能，那么從它的結構上必然分成2個部分：負責數據處理的計算機和終端；負責數據通信的通信控制處理機和通信線路。典型的計算機網絡從邏輯功能上可以分為2個子網：通信子網和資源子網。

同時計算機網絡系統由許多計算機軟件、硬件和通信設備組成，根據這些網絡組成部分在網絡中的功能、類型、角色的不同，通常可以把計算機網絡分成不同的組成部分。

1.資源子網

資源子網由主機、終端、終端控制器、聯網外設、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網負責全網的數據處理業務，并向網絡用戶提供各種網絡資源與網絡服務。連接到網絡中的計算機、文件服務器以及軟件構成了網絡的資源子網，如圖1.5所示。

網絡中的主機（Host）可以是大型機、中型機、小型機或微型機，主機是資源子網的主要組成單元，它通過高速通信線路與通信子網的通信控制處理機相連接。普通用戶終端通過主機入網，主機要為本地用戶訪問網絡其他主機設備、共享資源提供服務，同時要為網中其他用戶（或主機）共享本地資源提供服務。

終端控制器連接一組終端，負責這些終端和主機的信息通信，或者直接作為網絡結點。終端是用戶訪問網絡的界面，可以由鍵盤和顯示器組成簡單的終端，也可以是帶有微處理器的智能終端。

計算機外設主要是網絡中的一些共享設備，如大型的硬盤機、高速打印機、大型繪圖儀等。

2.通信子網

通信子網由網絡通信控制處理機、通信線路與其他通信設備組成，完成全網數據傳輸、轉發等通信處理工作，如圖1.6所示。

通信控制處理機在通信子網中又被稱為網絡結點。它是一種在數據通信系統與計算機網絡中處理通信控制功能的專用計算機，一般用小型或微型機配置通信控制的硬件和軟件，按照它的功能和用途，可以分為存儲轉發處理機、集中器、網絡協議轉換器、報文分組組裝/拆卸設備等。它一方面作為與資源子網的主機、終端的接口結點將主機和終端聯入網內；另一方面，它又作為通信子網中的報文分組存儲轉發結點。完成報文分組的接受校驗、存儲、轉發功能，實現將源主機報文正確發送到目的主機的作用。

通信線路為通信控制處理機與通信控制處理機、通信控制處理機與主機間的通信介質。計算機網絡采用的通信線路有多種形式，如電話線、雙絞線、同軸電纜、光纖、無線通信信道、微波與衛星通信信道等。一般在大型網絡中或者相距較遠的兩結點之間的通信鏈路是現有的公共數據通信線路。

以上是從邏輯結構的角度來看計算機網絡的組成，下面從系統角度來看計算機網絡的組成。

1.3.2 計算機網絡的硬件系統

計算機網絡系統是一個集計算機硬件設備、通信設施、軟件系統及數據處理能力為一體的能夠實現資源共享的現代化綜合服務系統。

一般來說計算機網絡的系統硬件由以下5個部分組成。

1.網絡工作站

網絡工作站是指連接到計算機網絡中并通過應用程序來執行任務的個人計算機。它是網絡數據主要的發生場所和使用場所。用戶主要通過工作站來使用網絡資源并完成自己的任務。網絡操作系統通過在個人計算機中增加網絡功能，使之成為網絡工作站。

2.服務器

服務器是指能向網絡用戶提供特定的服務軟件的計算機。它包含2方面的內容：一方面，服務器的作用是為網絡提供特定的服務，而人們通常會以服務器提供的服務來命名服務器，如提供文件共享服務的服務器稱為文件服務器，提供打印服務的服務器稱為打印服務器等；另一方面，服務器是軟件和硬件的統一體，特定的服務程序需要運行在特定的硬件基礎上，如大量內存、高速大容量硬盤等。服務器要完成服務功能，需要由服務程序完成服務功能。

由于整個網絡的用戶均依靠不同的服務器提供不同的網絡服務，因此，網絡服務器是網絡資源管理和共享的核心。網絡服務器的性能對整個網絡的資源共享起著決定性的影響。

3.客戶機

一般地，訪問網絡中共享資源的計算機稱為客戶機，客戶機一般不參與網絡管理。客戶機是用戶向服務器申請服務的終端設備，用戶可以在客戶機上處理日常工作，并隨時向服務器索取各種信息及數據，請服務器提供各種服務（如傳輸文件、打印文件等）。

4.傳輸介質

傳輸介質是網絡中信息傳輸媒體，是網絡通信的物質基礎。傳輸介質的性能特點對數據傳輸速率、通信距離、可連接的網絡結點數目和數據傳輸的可靠性等均有很大影響，必須根據不同的通信要求，合理地選擇傳輸介質。

5.網絡連接設備

網絡中使用的連接設備有網絡適配器、中繼器、集線器、路由器、網橋、網關等。

網絡適配器也稱做接口卡或網卡。它是網上設備（如工作站、服務器等）到網絡傳輸媒體的通信樞紐，是完成數據傳輸的關鍵部件。網絡適配器必須有一個連接到網絡通信媒體的端口，而適配器本身是以接口卡的形式連接到網絡設備上的，適配器通過它與網絡設備之間的接口進行數據交換。

當網絡中的信號沿著傳輸介質傳輸時，信號會逐漸衰弱，如果要想將信號傳得更遠，需要安裝一個稱做“中繼器”的設備。數據經過中繼器，不進行數據包的轉換，即可放大網絡信號。中繼器連接的網絡在邏輯上是同一個網絡。中繼器可以是單口接收和單口傳送，但是它一般具有多個接口，多口中繼器就是常說的集線器。

路由器、網橋、網關等設備將在第5章中詳細介紹。

1.3.3 計算機網絡的軟件系統

在網絡系統中，除了包括各種網絡硬件設備外，還應該具備網絡軟件，網絡軟件是計算機網絡中不可或缺的資源。網絡軟件所涉及的和需要解決的問題要比單機系統中的各類軟件都復雜得多。由于網絡體系的多樣化，網絡硬件的多樣化，以及組合而產生的功能復雜化造成了軟件類型的多種多樣，難于統一標準。根據網絡軟件在網絡系統中所起的作用不同，可以將其大致分為5類。

1.網絡協議軟件

用以實現網絡協議功能的軟件稱為網絡協議軟件。協議軟件的種類非常多，不同體系結構的網絡系統都有支持自身系統的協議軟件，在體系結構中不同層次上又有不同的協議軟件。對某一協議軟件來說，到底把它劃分到網絡體系結構中的哪一層是由協議軟件的功能來決定的，所以同一協議軟件，它在不同的體系結構中所隸屬的層次不一定相同。

2.網絡通信軟件

在網絡系統中，主機與主機或主機與終端之間的連接方式有2種。

（1）主機是通過通信接口與其他計算機連接。這種連接方式必須遵守網絡協議所規定的接口關系。

（2）主機直接通過通信媒體與主機或終端相連接。由于這種連接方式所連接的終端和計算機種類不同，沒有固定標準，并且連接接口關系不一定與網絡協議的規定相一致，所以在這種情況下，主機操作系統中除了要配置實現網絡通信的低級協議軟件外，還要為各種相連的終端或計算機配置相應的通信軟件。通信軟件使用戶能夠在不必了解通信控制規則的情況下，控制自己的應用程序，同時能與多個站點進行通信，并對大量的數據進行加工。

3.網絡管理軟件

網絡系統是一個很復雜的系統，對管理者來說經常會遇到許多難以解決的問題，例如如何避免服務器之間的任務沖突，如何跟蹤網絡中用戶站點的工作狀態等，這就需要軟件來解決管理所遇到的各種問題，于是產生了網絡管理軟件。網絡管理軟件的主要功能是解決網絡管理中出現的問題。關于網絡管理的具體內容將在第6章中詳細介紹。

4.網絡操作系統

就像一臺計算機的運行必須擁有獨立的操作系統支持一樣，計算機網絡也必須擁有相應的網絡操作系統。網絡操作系統的基本任務就是要屏蔽本地資源與網絡資源的差異性，為用戶提供各種基本網絡服務功能，完成網絡資源的管理，并提供網絡系統的安全性服務。關于網絡操作系統的具體內容將在第6章中詳細介紹。

5.網絡應用軟件

網絡應用軟件是在網絡環境下直接面向用戶的，是為網絡用戶提供服務的，是網絡用戶在網絡上解決實際問題的軟件。

綜上所述，網絡應用軟件最重要的特征是，它研究的重點不是網絡中各個獨立的計算機本身的功能，而是如何實現網絡特有的功能。