计算机网络基本知识

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　　1．网络的形成与发展
　　信息化社会的基础是计算机和将计算机互相连接起来的信息网络。可以说，计算机和计算机网络是 20 世纪人类最伟大的发明。从技术的角度来看，计算机网络的形成与发展，可大致分为 4 个阶段。
　　　(1) 第一个阶段，以主机为中心的第一代计算机网络
　　　第一代计算机网络中，计算机是网络的控制中心，终端围绕着中心分布在各处，而计算机的主要任务是进行批处理。
　　　(2) 第二个阶段，以通信子网为中心的第二代计算机网络
　　　1969 年，美国的 ARPA( 美国国防部高级研究计划署 ) 的计算机分组交换网 ARPANET投入运行。 ARPANET 连接了美国位于 4 所大学的 4 个节点的计算机。 ARPANET 的成功，标志着计算机网络的发展进入了一个新纪元，使计算机网络的概念发生了根本性的 变化， ARPANET 被认为是 Internet 的前身。
　　　(3) 第三个阶段，体系结构标准化的第三代计算机网络
　　　网络体系结构使得一个公司所生产的各种机器和网络设备可以非常容易地被连接起来，但由于各个公司的网络体系结构各不相同，不同公司之间的网络不能互连互通。针对上述情况， ISO(International Standard Organization ，国际标准化组织 ) 于 1977 年设立专门的机构研究解决上述问题，并于 1984 年颁布了 OSI 开放系统互连标准 (open system interconnection/reference model ， OSI/RM) ，简称 OSI 。
　　　OSI 模型是一个开放体系结构，它规定将网络分为 7 层，并规定每层的功能。在 OSI 参考模型推出后，网络的发展道路一直走标准化道路，而网络标准化的最大体现就是 Internet 的飞速发展。现在 Internet 已成为世界上最大的国际性计算机互联网。 Internet 遵循 TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol ，传输控制协议 / 网际协议 ) 参考模型，由于 TCP/IP 仍然使用分层模型，因此 Internet 仍属于第三代计算机网络。
　　　(4) 第四个阶段，以下一代 Intemet 为中心的新一代网络
　　　计算机网络经过第一代、第二代和第三代的发展，表现出其巨大的使用价值和良好的应用前景。进入 20 世纪 90 年代以来，微电子技术、大规模集成电路技术、光通信技术和计算机技术不断发展，为网络技术的发展提供了有力的支持；而网络应用正迅速朝着高速化、实时化、智能化、集成化和多媒体化的方向不断深入，新型应用向计算机网络提出了挑战，新一代网络的出现已成必然。
　　2．计算机网络的分类
　　计算机网络的分类标准很多，通常，我们按网络覆盖范围的大小，将计算机网络分为局域网 LAN(local area network) 、城域网 MAN(metropolitan area network) 、广域网 WAN(wide area network) 和互联网。
　　　(1) 局域网
　　　局域网是指范围在几百米到十几公里内办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成 的计算机网络。
　　　广泛应用于：
　　　校园、工厂、机关的个人计算机或工作站
　　　(2) 城域网
　　　城域网所采用的技术基本上与局域网相类似，只是规模上要大一些。城域网既可以覆盖相距不远的几栋办公楼，也可以覆盖一个城市：既可以是专用网，也可以是公用网。
　　　(3) 广域网
　　　广域网通常跨接很大的物理范围，如多个城市。广域网包含很多用来运行用户应用程序的机器集合，我们通常把这些机器叫做主机 (Host) ；把这些主机连接在一起的是通信子网。通信子网的任务是在主机之间传送报文。在大多数广域网中，通信子网一般都包括两部分：传输信道和转接设备。传输信道用于在机器间传送数据。转接设备是专用计算机，用来连接两条或多条传输线。
　　　(4) 互联网
　　　目前世界上有许多网络，而不同网络的物理结构、协议和所采用的标准是各不相同的。如果连接到不同网络的用户需要进行相互通信，就需要将这些不兼容的网络通过称为网关的机器设备连接起来，并由网关完成相应的转换功能。
　　3．常见的网络拓扑结构
　　网络中各台计算机连接的形式和方法称为网络的拓扑结构，主要有如下几种：
　　　(1) 总线型拓扑结构
　　　总线型拓扑通过一根传输线路将网络中所有结点连接起来，这根线路称为总线，如图 1 所示。

图 1 　总线型拓扑结构

　　　(2) 星型拓扑结构
　　　星型拓扑中各结点都与中心结点连接，呈辐射状排列在中心结点周围，如图 2 所示。

图 2 　星型拓扑结构

　　　(3) 环型拓扑结构
　　　环型拓扑中各结点首尾相连形成一个闭合的环，环中的数据沿着一个方向绕环逐站传输。环型拓扑的抗故障性能好，但网络中的任意一个结点或一条传输介质出现故障都将导致整个网络的故障，见图 3 。

图 3 　环型拓扑结构

　　　(4) 树型拓扑结构
　　　树型拓扑由总线型拓扑演变而来，其结构图看上去像一棵倒挂的树，如图 4 所示。树最上端的结点叫根结点，一个结点发送信息时，根结点接收该信息并向全树广播。树型拓扑易于扩展与故障隔离，但对根结点依赖性太大。

图 4 　树型拓扑结构

　　　(5) 网状型拓扑结构
　　　网状型拓扑结构又称为无规则型。在网状拓扑结构中，结点之间的连接是任意的，没有规律，见图 5 。网状拓扑的主要优点是系统可靠性高，但是结构复杂。目前实际存在和使用的广域网基本上都是采用网状拓扑结构。

图 5 　网状型拓眩扑结构

　　4．网络协议的墓本概念
　　计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规则就称为网络协议。常见的协议有以下几种：
　　　(1)TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol ，传输控制协议 / 网际协议 ) 协议，是 Internet 采用的主要协议。
　　　(2)IPX/SPX(internetwork packet exchange/sequented packet exchange ，互联网包交换 / 顺序包交换 ) 协议。
　　　(3)NetBIOS(network basic input/output system ，网络基础输入 / 输出系统 ) 协议。
　　5．局域网的特点
　　　(1) 局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机终端与各类信息处理设备联网的需求。
　　　(2) 局域网一般提供高数据传输速率 (10Mbps 以上 ) 、低误码率的高质量数据传输环境。支持传输介质种类较多。
　　　(3) 局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展，可靠性、安全性高。
　　　(4) 决定局域网特性的主要技术因素有：拓扑结构、传输形式 ( 基带、宽带 ) 、介质访问控制方法。
　　　(5) 从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享式局域网和交换式局域网两类。
　　6．局域网的基本组成
　　局域网一般由服务器、用户工作站、网卡、传输介质和网络交换机或集线器五部分组成。
　　　(1) 服务器运行网络操作系统，提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能，是网络控制的核心。
　　　(2) 用户工作站有自己的操作系统，独立工作；通过运行工作站网络软件，访问服务器共享资源，常见有 Windows 工作站、 Linux 工作站。
　　　(3) 网卡将工作站或服务器连到网络上，实现资源共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。
　　　(4) 传输介质目前常用的有双绞线、同轴电缆、光纤和无线等。
　　　(5) 网络交换机或集线器通过传输介质和网卡将服务器和用户工作站连接成一体，形成局域网。
　　7．广域网的概念和基本组成
　　　(1) 广域网的概念
　　　广域网通常跨接很大的物理范围，它能连接多个城市或国家，并能提供远距离通信。因此对通信的要求高，复杂性也高。
　　　(2) 广域网的组成
　　　广域网通常由两个以上的局域网构成，这些局域网间的连接可以穿越较长的距离。另一方面，可以说，广域网是由许多交换机组成的，交换机之间采用点到点线路连接，几乎所有的点到点通信方式都可以用来建立广域网，包括租用线路、光纤、微波、卫星信道。
　　8．设置共享资源的基本操作
　　局域网很便利的一个特色就是资源共享 ( 如文件共享、打印机共享等 ) ，特别对于 100MB 以上的大型文件，在没有刻录机或者有些机器没有光驱的情况下，通过局域网进行文件的共享可以极大地节省时间、提高工作效率。
　　Windows 2000 支持 NTFS 文件系统。通过它们管理员可以方便、简单地设置文件或文件夹的共享，共享的访问许可权限包括：完全控制、读取和更改。设置文件共享的前提条件是必须安装 Windows2000 的“ Microsoft 网络的文件和打印机共享”。检验的方法是，在一个文件夹上右击鼠标，查看弹出的菜单中是否有“共享”项，若无，则表明未安装“ Microsoft 网络的文件和打印机共享”。若未安装，需要安装“ Microsoft 网络的文件和打印机共享”。
　　设置共享资源包括设置文件夹共享和设置打印机共享。设置文件夹共享的步骤为：
　　　(1) 选择要共享的文件夹，在文件夹上右击，在弹出菜单中选择“共享”，显示文件夹属性对话框，选择“共享”选项卡。
　　　(2) 选择单选按钮“共享该文件夹”。
　　　(3) 要更改共享的权限可以单击按钮“权限”，对用户及具访问文件夹的权限进行详细设置。
　　　(4) 单击“确认”完成设置。文件夹设置为共享后，其图标会显示为一个小手托着的文件夹。
　　　(5) 要取消文件夹共享，步骤与设置文件夹共享的操作类似，们在步骤 (2) 选择单选按钮“取消该文件夹的共享”。
　　　(6) 如果需要创建共享，可右击控制台目录树中的“共享”子结点，从弹出的快捷菜单中选择“新文件共享”命令，即可打开“创建共享文件夹向导”对话框进行创建。要查看和修改某个文件夹的共享属性，可在“详细资料”窗格中右击该文件夹，从弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，打开该共享文件夹的“属性”对话框。在“常规”选项卡中，可查看和修改常规属性。单击“共享权限”标签，打开“共享权限”对话框。在“名称”列表框中的 Everyone 是指所有的网络用户，一般不宜设置太高的权限。要添加用户，可单击“添加”按钮，打开“选择用户、计算机或组”对话框进行添加。

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