計算機網(wǎng)絡基礎前言在這個“網(wǎng)絡就是計算機”的時代，伴隨著有線網(wǎng)絡的廣泛應用，以快捷高效，組網(wǎng)靈活為優(yōu)勢的無線網(wǎng)絡技術也在飛速發(fā)展。無線局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術相結合的產(chǎn)物。從專業(yè)角度講，無線局域網(wǎng)利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信，并為通信的移動化、個性化和多媒體應用提供了可能。通俗地說，無線局域網(wǎng)（Wirelesslocal-areanetwork，WLAN）就是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時，提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡的功能。通常計算機組網(wǎng)的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜，構成有線局域網(wǎng)。但有線網(wǎng)絡在某些場合要受到布線的限制：布線、改線工程量大；線路容易損壞；網(wǎng)中的各節(jié)點不可移動。特別是當要把相離較遠的節(jié)點連接起來時，敷設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長,對正在迅速擴大的聯(lián)網(wǎng)需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。無線局域網(wǎng)就是解決有線網(wǎng)絡以上問題而出現(xiàn)的。當今風靡全球的Internet正在改變著我們的生活,并將遠遠超過電話、汽車和電視對人類生活的影響。Internet可以在極短時間內把電子郵件發(fā)送到世界任何地方;可以提供只花市話費的國際長途業(yè)務;可以提供全球信息漫游服務。Internet不僅僅是電腦愛好者的專利,它更能為社會大眾帶來極大方便。具體地說,科學家能利用Internet來解決各種問題:能和全世界的同行交流科研成果,能使用自己所不具備的各種官息資源,能連接到全世界各大圖書館去查閱資料;教育工作者用它來從事教育:開設電子教室,提供網(wǎng)絡教學;專業(yè)人員能用它來咨詢:醫(yī)院能實現(xiàn)全球會診,記者能迅速組稿和發(fā)稿,作家能和異地的編輯討論書稿;公司和企業(yè)借助Internet來進行市場競爭、搜集商業(yè)情報、與各地的子公司及時通信、在網(wǎng)絡做廣告、做市場調查、提供電子商務服務等;政府部門能用它來宣傳發(fā)布政策法規(guī),節(jié)省大量辦公經(jīng)費箏。Internet能幫助科學發(fā)明,使得研究和合作開發(fā)成為可能;它有助于環(huán)境保護,節(jié)省大量紙張;它免費向全世界用戶提供電子書籍、電子報刊、軟件、消息、新聞、藝術精品、音樂、歌曲等;它還能創(chuàng)造新的商業(yè)機會,如電子銀行、在線商店、網(wǎng)絡廣告服務、聯(lián)機娛樂等;通過電子郵件、網(wǎng)絡新聞及郵件列表,它能把全世界所有上網(wǎng)的人聯(lián)系在一起。計算機網(wǎng)絡原理1.拓撲結構(1)拓撲結構:網(wǎng)絡中計算機與其他設備的連接關系。網(wǎng)絡拓撲是指網(wǎng)絡形狀,、或者是它在物理上的連通結構。(2)總線型結構:網(wǎng)絡上的各節(jié)點連接在同一條總線上。連接在同一公共傳輸介質土的總線型方法的主要特點:易擴充、介質沖突較頻繁;結構簡單,便于擴充;網(wǎng)絡響應速度快,便于廣播式工作;設備量少,價格低廉;節(jié)點多時網(wǎng)絡性能有所下降。(3)星型結構:網(wǎng)絡以中央節(jié)點為中心,各個節(jié)點通過中央節(jié)點構成點對點的連接方式。其主要特點:中心節(jié)點易于集中管理、控制;傳輸率話線路的設備。網(wǎng)卡是最常用的接入端口設備。網(wǎng)卡插在每臺工作站和服務器主機板的擴展槽里。工作站通過網(wǎng)卡向服務器發(fā)出請求,當服務器向工作站傳送數(shù)據(jù)時,工作站也通過網(wǎng)卡完成有關操作。網(wǎng)絡設備主要包括集線器(Hub)、交換機(Switch)、路由器(Router)。集線器可以說是一種共享設備,是計算機在網(wǎng)絡中常用的直接互聯(lián)設備。交換機在計算機之間提供專用的交換式通信信道,使單臺計算機占有更大帶寬,不受其他設備影響。 集線器可分為獨立式、堆疊式;常見有8端口、16端口、24端口等多種規(guī)格:傳輸速率主要分為:10Mbps,10OMbps和1000Mbps等。1)獨立式(Standalorm)集線器主要是為了克服總線結構的網(wǎng)絡布線困難和易出故障的問題而引入,一般不帶管理功能,沒有容錯能力,不能支持多個網(wǎng)段,不能同時支持多協(xié)議。這類集線器適用于小型網(wǎng)絡,一般支持8~24個節(jié)點,可以利用串接方式連接多個集線器來擴充端口。2)堆疊式(Stackable)集線器疊加連接,各集線器用高速鏈路連接起來,一般可以堆疊4~8個,適用于網(wǎng)絡節(jié)點密集的工作組網(wǎng)絡和大樓水平子系統(tǒng)的布線。交換機采用模塊化結構,由機柜、電源、面板、插卡和管理模塊等組成。支持多種局域網(wǎng)標準和多種類型的連接,根據(jù)需要可以插入各類局域網(wǎng)模塊,另外還有網(wǎng)管模塊、路由模塊等。它與Hub不同之處在于每個端口都可以獲得同樣的帶寬。如lOOMbps交換機,每個端口都可以獲得100Mbps的帶寬,而10OMbps的Hub則是多個端口共享100Mbps帶寬。很多交換機還有若干個比一般端口更高速的端口,用于連接高速主干網(wǎng)或直接連到高性能服務器上,這樣可以有效地克服網(wǎng)絡瓶頸。路由器是實現(xiàn)在網(wǎng)絡層的一種網(wǎng)絡互聯(lián)設備。它能實現(xiàn)很多復雜的功能,如路由選擇、多路重發(fā)以及錯誤檢測等。路由器是網(wǎng)絡之間進行互聯(lián)的關鍵設備。通常的路由器都具有負載平衡、阻止廣播風暴、控制網(wǎng)絡流量以及提高系統(tǒng)容錯能力等功能。一般來說,路由器可支持多種協(xié)議,提供多種不同的接口,從而使不同廠家、不同規(guī)格的網(wǎng)絡產(chǎn)品之間,以及不同協(xié)議的網(wǎng)絡之間可以進行非常有效的網(wǎng)絡互聯(lián)。安全設備:防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、認證系統(tǒng)、加密解密系統(tǒng)、防病毒工具、漏洞掃描系統(tǒng)、審計系統(tǒng)、訪問控制系統(tǒng)等。資源設備:包括連在網(wǎng)絡上的所有存儲數(shù)據(jù)、提供信息、使用數(shù)據(jù)和輸入輸出數(shù)據(jù)的設備。常用的有服務器、工作站、數(shù)據(jù)存儲設備、網(wǎng)絡打印設備等。服務器是指提供信息服務的高檔計算機系統(tǒng)。按服務器所提供的功能不同又分為:文件服務器(FileServer)、域名服務器(DomainServer)和應用服務器(ApplicationServer)。文件服務器通常提供文件和打印服務;應用服務器包括數(shù)據(jù)庫服務器、電子郵件服務器、專用服務器等。根據(jù)硬件配置不同,服務器又可分為工作組服務器和部門級服務器。網(wǎng)絡協(xié)議協(xié)議的定義：兩個通信對象在進行通信時，須遵從相互接受的一組約定和規(guī)則，這些約定和規(guī)則使它們在通信內容、怎樣通信以及何時通信等方面相互配合。簡單地說，協(xié)議是指通信雙方必須遵循的控制信息交換的規(guī)則的集合。協(xié)議三要素（1）語法：指數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式。（2）語義：由通信過程的說明構成。（3）同步：事件實現(xiàn)順序的詳細說明，指出事件的順序以及速度匹配。協(xié)議分層 網(wǎng)絡系統(tǒng)體系結構是有層次的，通信協(xié)議也被分為多個層次，在每個層次內又可分成若干子層次，協(xié)議各層次有高低之分?，F(xiàn)代計算機網(wǎng)絡采用高度結構化的設計和實現(xiàn)技術，是用分層或協(xié)議分層來組織的。每一層和相鄰層有接口，較低層通過接口向它的上一層提供服務，但這一服務的實現(xiàn)細節(jié)對上層是屏蔽的。較高層又是在較低層提供的低級服務的基礎上實現(xiàn)更高級的服務。在設計和選擇協(xié)議時，不僅要考慮網(wǎng)絡系統(tǒng)的拓撲結構、信息的傳輸量、所采用的傳輸技術、數(shù)據(jù)存取方式，還要考慮到其效率、價格和適應性等問題。分組交換技術早期的通信系統(tǒng)中，應用最廣泛的是電話交換系統(tǒng)（線路交換，但利用電話線路傳送計算機或終端的數(shù)據(jù)也會出現(xiàn)的問題。由于計算機與各種終端的傳送速率不同，在采用線路交換時，不同類型、不同規(guī)格、不同速率的終端很難相互進行通信，必須采用一些措施來解決這個問題。計算機通信應采取有效的差錯控制技術，可靠并準確無誤地傳送每一個比特，因此需要研究開發(fā)出適用于計算機通信的交換技術。美國國防部高級研究計劃局ARPA早期研究的項目:分組交換的基本概念與理論。分組交換的概念最初是在1964年提出來的，1969年12月美國第一個使用分組交換技術的ARPANET投入運行，當時僅有4個節(jié)點，但它對分組交換技術的研究起了重要作用。到20世紀70年代后期，ARPA網(wǎng)絡節(jié)點超過60個，主機100多臺，地域范圍跨越了美洲大陸，連通了美國東部和西部的許多大學和研究機構，而且通過通信衛(wèi)星與夏威夷和歐洲等地區(qū)的計算機網(wǎng)絡相互連通。采用分組交換技術的網(wǎng)絡試驗成功，使計算機網(wǎng)絡的概念發(fā)生了巨大的變化。早期的聯(lián)機終端系統(tǒng)是以單個主機為中心，各終端通過通信線路共享主機的硬件和軟件資源。而分組交換網(wǎng)以通信子網(wǎng)為中心，主機和終端構成了用戶資源子網(wǎng)。用戶不僅共享通信子網(wǎng)的資源，而且還可共享用戶資源子網(wǎng)的許多硬件和軟件資源。這種以通信子網(wǎng)為中心的計算機網(wǎng)絡被稱為第二代計算機網(wǎng)絡，它比面向終端的第一代計算機網(wǎng)絡的功能擴大了很多。資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)由主機、終端、終端控制器、連網(wǎng)外設、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網(wǎng)負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務，向網(wǎng)絡用戶提供各種網(wǎng)絡資源與網(wǎng)絡服務。通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)由通信控制處理機、通信線路與其它通信設備組成，完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸、轉發(fā)等通信處理任務。主機大型機、中型機、小型機、工作站或微機。主機是資源子網(wǎng)的主要組成單元，它通過高速通信線路與通信子網(wǎng)的通信控制處理機相連接。普通用戶終端通過主機連入網(wǎng)內。主機要為本地用戶訪問網(wǎng)絡其它主機設備與資源提供服務，同時要為網(wǎng)中遠程用戶共享本地資源提供服務。終端/終端控制器終端控制器連接一組終端，負責這些終端和主計算機的信息通信，或直接作為網(wǎng)絡節(jié)點。終端是直接面向用戶的交互設備，可以是由鍵盤和顯示器組成的簡單的終端，也可以是微型計算機系統(tǒng)。連網(wǎng)外設網(wǎng)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。結束語世界上近幾十年來，如果想找出一項發(fā)展得最快的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，那么肯定是電腦工業(yè)。從美國賓西法尼亞大學里發(fā)明的第一臺又大又笨的原始電腦到如今，短短的幾十年時間里，電腦經(jīng)過五代的更新替換現(xiàn)在已遍布了世界上的每一個角落。無論是工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療設施還是邊防建設、文化娛樂，無一沒有電腦的參與，并且正逐漸變?yōu)榛蛘谧優(yōu)椴豢商娲豢煞指畹囊粋€重要組成部分。電腦在各個領域里起著無法比擬的作用。而電腦之所以具有如此重要的作用，這就絕對離不開網(wǎng)絡。大到世界泛圍的INT網(wǎng)，小到辦公室或學校的局域網(wǎng)，網(wǎng)絡把原本獨立的個體電腦聯(lián)系為一個可互為利用、互為維護的整體。時至今日，可以說如果沒有網(wǎng)絡，那么電腦存在的實際意義絕對不會象現(xiàn)在一樣，換句話說：沒有網(wǎng)絡，電腦的作用只能發(fā)揮十分之一或更少。今天在這里我們要討論就是網(wǎng)絡。其實網(wǎng)絡的作用在報紙雜志或電視等媒體中已充分的向所有人也包括在坐