計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)名校名師精品系列教材FoundationsofComputerNetworkTechnology計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論——第一章名校名師精品系列教材學(xué)習(xí)及素養(yǎng)目標(biāo)了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史和功能。掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和組成。掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。理解并掌握網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式。貫徹科學(xué)思維，培養(yǎng)工匠精神。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)技術(shù)用于進(jìn)行信息存儲(chǔ)和加工，通信技術(shù)用于傳播信息。它的產(chǎn)生擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍。學(xué)習(xí)及素養(yǎng)目標(biāo)CONTENTSCONTENTS01計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史02計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和組成03計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型04計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能05計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)06網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1.1面向終端

早期計(jì)算機(jī)很昂貴，只有數(shù)目有限的計(jì)算機(jī)中心才擁有計(jì)算機(jī)。使用計(jì)算機(jī)的用戶(hù)要將程序和數(shù)據(jù)送到或郵寄到計(jì)算機(jī)中心去處理。這樣，除花費(fèi)時(shí)間、精力和大量資金外，還無(wú)法對(duì)急需及時(shí)處理的信息進(jìn)行加工和處理。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部增加了通信功能，使遠(yuǎn)地點(diǎn)的輸入輸出設(shè)備通過(guò)通信線路直接和計(jì)算機(jī)相連，達(dá)到一邊輸入信息，一邊處理信息的目的。最后將處理結(jié)果再經(jīng)過(guò)通信線路送回到遠(yuǎn)地站點(diǎn)。這種系統(tǒng)也稱(chēng)為簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1.1面向終端上述聯(lián)機(jī)系統(tǒng)存在兩個(gè)顯著缺點(diǎn)，一是主機(jī)系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)重，二是通信線路利用率很低。為了克服第一個(gè)缺點(diǎn)，可以在主機(jī)之前設(shè)置一個(gè)前端處理機(jī)FEP（FrontEndProcessor），專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)與終端的通信工作，使主機(jī)能有較多的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。為克服第二個(gè)缺點(diǎn)，通常是在終端較為集中的區(qū)域設(shè)置線路集中器，大量終端先連到集中器上，集中器則通過(guò)通訊線路與前端處理機(jī)相連。這種系統(tǒng)是以中央計(jì)算機(jī)為核心的具有通信功能的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，具有終端一計(jì)算機(jī)之間的通信，也稱(chēng)面向終端的網(wǎng)絡(luò)。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1.2面向計(jì)算機(jī)通信

早期的系統(tǒng)中只有一個(gè)計(jì)算機(jī)處理中心，各終端通過(guò)通信線路共享主計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源。計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)通信的計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，呈現(xiàn)出的是多個(gè)計(jì)算機(jī)處理中心的特點(diǎn)，各計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線路連接，相互交換數(shù)據(jù)、傳送軟件，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中連接的計(jì)算機(jī)之間的資源共享。兩種連接形式一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1.3面向應(yīng)用（標(biāo)準(zhǔn)化）20世紀(jì)70年代中期，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始向體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的方向邁進(jìn)，即正式步入網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)代。對(duì)各種體系結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，同一體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品互連是非常容易實(shí)現(xiàn)的，而不同系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品卻很難實(shí)現(xiàn)互連。但社會(huì)的發(fā)展迫切要求不同體系結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品都能夠很容易地得到互連，人們迫切希望建立一系列的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，渴望得到一個(gè)“開(kāi)放”系統(tǒng)。為此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（InternationalStandardsOrganization）于1977年成立了專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)來(lái)研究該問(wèn)題。1984年，ISO正式頒布了一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel）的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)0SI7498。模型分為七個(gè)層次，有時(shí)也被稱(chēng)為ISO/OSI七層參考模型。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1.3面向應(yīng)用（標(biāo)準(zhǔn)化）20世紀(jì)80年代，美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）為了適應(yīng)微機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）以及局域網(wǎng)發(fā)展的需要，于1980年2月在舊金山成立了IEEE802局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，并制定了一系列局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。新一代光纖局域網(wǎng)一一光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品也相繼問(wèn)世，從而為推動(dòng)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步及應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。這一階段典型的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示，通信子網(wǎng)的交換設(shè)備主要是路由器和交換機(jī)。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1.4面向未來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—以Internet為核心的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)目前，全球以Internet（因特網(wǎng)）為核心的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成。以Internet為核心的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1.4面向未來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—以Internet為核心的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要是基于客戶(hù)-服務(wù)器模型，但隨著設(shè)備的智能化和互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求也更加多樣化。因此，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可能會(huì)采用更靈活的分布式系統(tǒng)，如邊緣計(jì)算，將計(jì)算和存儲(chǔ)能力分布到網(wǎng)絡(luò)邊緣，提供更快速和低延遲的服務(wù)。其中，5G和6G無(wú)線通信技術(shù)的推出將大大提升移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的速度和可靠性。此外，可見(jiàn)光通信、衛(wèi)星通信等新型通信技術(shù)也有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，未來(lái)它們的融合將進(jìn)一步推動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)，人們可以將計(jì)算和存儲(chǔ)資源集中管理和調(diào)度，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)更加靈活和高效。而物聯(lián)網(wǎng)的普及則會(huì)大大增加設(shè)備的互聯(lián)和數(shù)據(jù)交流，為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展提供更廣闊的空間。二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和組成2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將處于不同地理位置，具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)通過(guò)通信設(shè)備和傳輸媒體連接起來(lái)，以功能完善的通信軟件（即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享、信息交換和協(xié)同工作的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)稱(chēng)作一個(gè)節(jié)點(diǎn)（Node）?？梢?jiàn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是多臺(tái)計(jì)算機(jī)彼此互連，以相互通信和資源共享為目標(biāo)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和組成2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信鏈路和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，通信鏈路和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供通信功能。如圖所示為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一般構(gòu)成。從邏輯上可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩個(gè)子網(wǎng)。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型3.1按通信媒體劃分（1）有線網(wǎng)。有線網(wǎng)是指采用雙絞線、同軸電纜、光纖連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。（2）無(wú)線網(wǎng)。無(wú)線網(wǎng)使用電磁波傳播數(shù)據(jù)，它可以傳送無(wú)線電波和衛(wèi)星信號(hào)。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型3.2按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍劃分：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為公用網(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)，以及內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Intranet）、外聯(lián)網(wǎng)（Extranet）和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）。（1）公用網(wǎng)。公用網(wǎng)是為所有能滿足網(wǎng)絡(luò)擁有者要求的人提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，如中國(guó)公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)（ChinaPublicPacketSwitchedDataNetwork，ChinaPAC）。（2）專(zhuān)用網(wǎng)。專(zhuān)用網(wǎng)為一個(gè)或幾個(gè)部門(mén)所擁有，它只為擁有者提供服務(wù)，這種網(wǎng)絡(luò)不向擁有者以外的人提供服務(wù)。如軍事專(zhuān)網(wǎng)、鐵路調(diào)度專(zhuān)網(wǎng)等。2三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型3.2按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍劃分：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為公用網(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)，以及內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Intranet）、外聯(lián)網(wǎng)（Extranet）和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）。（3）內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Intranet）

內(nèi)聯(lián)網(wǎng)是指企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)，是由企業(yè)內(nèi)部原有的各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和軟件平臺(tái)組成的。例如，將傳統(tǒng)的客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器（Client/Server，C/S）模式逐步改造、過(guò)渡、統(tǒng)一到像Internet那樣使用方便的模式，即使用Internet中的瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）模式。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用通用的傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，TCP/IP）作為通信協(xié)議，利用Internet的萬(wàn)維網(wǎng)（WorldWideWeb，WWW）技術(shù)，以Web模型作為標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。內(nèi)聯(lián)網(wǎng)一般具備自己的IntranetWeb服務(wù)器和安全防護(hù)系統(tǒng)，為企業(yè)內(nèi)部提供服務(wù)。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型3.2按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍劃分：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為公用網(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)，以及內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Intranet）、外聯(lián)網(wǎng)（Extranet）和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）。（4）外聯(lián)網(wǎng)（Extranet）

相對(duì)于企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，外聯(lián)網(wǎng)泛指企業(yè)之外的網(wǎng)絡(luò)，需要擴(kuò)展連接到與自己相關(guān)的其他企業(yè)網(wǎng)。外聯(lián)網(wǎng)采用Internet技術(shù)，又有自己的WWW服務(wù)器，但不一定與Internet直接連接。使用外聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，必須建立防火墻把內(nèi)聯(lián)網(wǎng)與Internet隔離開(kāi)，以確保企業(yè)內(nèi)部信息的安全。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型3.2按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍劃分：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為公用網(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)，以及內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Intranet）、外聯(lián)網(wǎng)（Extranet）和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）。（5）國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）Internet起源于美國(guó)，自1995年啟用，發(fā)展非常迅速。隨著Web瀏覽器的普遍應(yīng)用，Internet已在全世界范圍內(nèi)得到應(yīng)用。Internet像一個(gè)無(wú)法比擬的巨大數(shù)據(jù)庫(kù)，利用全球范圍內(nèi)的各種通信系統(tǒng)，并結(jié)合多媒體的“聲、圖、文”表現(xiàn)能力，不僅能處理一般的數(shù)據(jù)和文本，還能處理語(yǔ)音、靜止圖像、電視圖像、動(dòng)畫(huà)和三維圖形等。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型3.3按網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)在通信技術(shù)中，通信信道的類(lèi)型有兩類(lèi)：廣播通信信道與點(diǎn)到點(diǎn)通信信道。（1）廣播方式網(wǎng)絡(luò)

在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)送的報(bào)文分組的目的地址可以分為三類(lèi)：?jiǎn)我还?jié)點(diǎn)地址、多節(jié)點(diǎn)地址和廣播地址。其特點(diǎn)如下。

廣播式網(wǎng)絡(luò)僅有一條通信信道，網(wǎng)絡(luò)上的所有計(jì)算機(jī)都共享這個(gè)通信信道。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)在信道上發(fā)送分組或數(shù)據(jù)包時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都會(huì)接收到這個(gè)分組，并且將自己的地址與分組中的目的地址進(jìn)行比較，如果相同，則處理該分組，否則將它丟棄。在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，若某個(gè)分組發(fā)出以后，網(wǎng)絡(luò)上的每一臺(tái)機(jī)器都接收并處理它，則稱(chēng)這種方式廣播（Broadcasting），若分組是發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的某些計(jì)算機(jī)，則被稱(chēng)為多點(diǎn)播送或組播（Multicasting），若分組只發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的某一臺(tái)計(jì)算機(jī)，則稱(chēng)為單播（Unicasting）。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型3.3按網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)（2）點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)

與廣播式網(wǎng)絡(luò)相反，在點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)中，每條物理線路連接一對(duì)計(jì)算機(jī)。假如兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間沒(méi)有直接連接的線路，那么它們之間的分組傳輸就要通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)的接收、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)，直至目的節(jié)點(diǎn)。由于連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的線路結(jié)構(gòu)可能是復(fù)雜的，因此從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)可能存在多條路由。決定分組從通信子網(wǎng)的源節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由是路由選擇算法。采用分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇是點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)與廣播式網(wǎng)絡(luò)的重要區(qū)別之一。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型3.4按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍劃分

按距離劃分就是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的作用范圍劃分網(wǎng)絡(luò)，可分為局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）、廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork,WAN）和城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）。（1）局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）

局域網(wǎng)地理范圍一般在十幾公里以?xún)?nèi)，屬于一個(gè)部門(mén)或單位組建的小范圍網(wǎng)。例如，一個(gè)建筑物內(nèi)、一個(gè)學(xué)校、一個(gè)單位內(nèi)部等。局域網(wǎng)組建方便，使用靈活，是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中最活躍的分支。LAN是計(jì)算機(jī)通過(guò)高速線路相連組成的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)上傳輸速率較高，從10Mbps～100Mbps～1000Mbps。通過(guò)LAN，各種計(jì)算機(jī)可以共享資源。例如，共享打印機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型按距離劃分（2）廣域網(wǎng)（又稱(chēng)遠(yuǎn)程網(wǎng)）WAN（WideAreaNetwork）廣域網(wǎng)有如下特點(diǎn)。WAN覆蓋的地理范圍從數(shù)百公里至數(shù)千公里，甚至上萬(wàn)公里。可以是一個(gè)地區(qū)或一個(gè)國(guó)家，甚至世界幾大洲，故稱(chēng)遠(yuǎn)程網(wǎng)。WAN在采用的技術(shù)、應(yīng)用范圍和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)方面有所不同。在WAN中，通常是利用郵電部門(mén)提供的各種公用交換網(wǎng)，將分布在不同地區(qū)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來(lái)，達(dá)到資源共享的目的。

廣域網(wǎng)使用的主要技術(shù)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型按距離劃分（3）城域網(wǎng)MAN（MetropolitanAreaNetwork）

城域網(wǎng)的作用范圍在LAN與WAN之間，規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)，覆蓋的地理范圍從幾十公里至數(shù)百公里。其運(yùn)行方式與LAN相似，基本上是一種大型LAN，通常使用與LAN相似的技術(shù)。MAN是對(duì)局域網(wǎng)的延伸，用來(lái)連接局域網(wǎng)，在傳輸介質(zhì)和布線結(jié)構(gòu)方面牽涉范圍較廣。城域網(wǎng)示意圖如圖所示。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要有如下功能：數(shù)據(jù)通信、資源共享、提高系統(tǒng)可靠性、易于進(jìn)行分布處理、系統(tǒng)負(fù)載的均衡與調(diào)節(jié)。（1）數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能之一，用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的信息傳送。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，用戶(hù)可以傳送文字、圖像、聲音、視頻等信息。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要有如下功能：數(shù)據(jù)通信、資源共享、提高系統(tǒng)可靠性、易于進(jìn)行分布處理、系統(tǒng)負(fù)載的均衡與調(diào)節(jié)。（2）資源共享

計(jì)算機(jī)資源主要是指計(jì)算機(jī)的硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。資源共享功能的實(shí)現(xiàn)是組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)之一。資源共享功能使網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)可以忽略地理位置的差異，共享網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)資源。共享硬件資源可以避免重復(fù)購(gòu)置硬件設(shè)備，提高硬件設(shè)備的利用率；共享軟件資源可以避免軟件開(kāi)發(fā)的重復(fù)勞動(dòng)與重復(fù)購(gòu)置大型軟件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算的目標(biāo)。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要有如下功能：數(shù)據(jù)通信、資源共享、提高系統(tǒng)可靠性、易于進(jìn)行分布處理、系統(tǒng)負(fù)載的均衡與調(diào)節(jié)。（3）提高系統(tǒng)的可靠性

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可以通過(guò)結(jié)構(gòu)化和模塊化設(shè)計(jì)將大而復(fù)雜的任務(wù)分別交給多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，用多臺(tái)計(jì)算機(jī)提供冗余，以提高計(jì)算機(jī)的可靠性。當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，不至于影響整個(gè)系統(tǒng)中其他計(jì)算機(jī)的正常工作，使損壞的數(shù)據(jù)和信息能得到恢復(fù)。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要有如下功能：數(shù)據(jù)通信、資源共享、提高系統(tǒng)可靠性、易于進(jìn)行分布處理、系統(tǒng)負(fù)載的均衡與調(diào)節(jié)。（4）易于進(jìn)行分布處理

對(duì)于綜合性大型科學(xué)計(jì)算和信息處理問(wèn)題，可以采用一定的算法，將任務(wù)分別交給網(wǎng)絡(luò)中的不同計(jì)算機(jī)，以達(dá)到均衡使用網(wǎng)絡(luò)資源、分布處理數(shù)據(jù)的目的。（5）系統(tǒng)負(fù)載的均衡調(diào)節(jié)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以緩解用戶(hù)資源短缺的情況，并可對(duì)各種資源進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)負(fù)載均衡，提高網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)的可用性。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要有如下功能：數(shù)據(jù)通信、資源共享、提高系統(tǒng)可靠性、易于進(jìn)行分布處理、系統(tǒng)負(fù)載的均衡與調(diào)節(jié)。（6）解決區(qū)塊鏈技術(shù)安全

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，采用區(qū)塊鏈技術(shù)能夠解決許多問(wèn)題。首先是數(shù)據(jù)不可篡改的問(wèn)題。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)往往被保存在單個(gè)服務(wù)器或者單個(gè)機(jī)房中，這樣容易受到攻擊或者數(shù)據(jù)被篡改的威脅，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性成問(wèn)題。而通過(guò)使用區(qū)塊鏈技術(shù)，數(shù)據(jù)能夠分布式儲(chǔ)存，在不同的節(jié)點(diǎn)都有一份拷貝。數(shù)據(jù)被加密并寫(xiě)到區(qū)塊鏈上后，該數(shù)據(jù)將變得不可逆，任何人都無(wú)法篡改，從而確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

其次是隱私保護(hù)的問(wèn)題。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中，隱私保護(hù)都是由中心化機(jī)構(gòu)來(lái)管理的，用戶(hù)的隱私可能會(huì)被泄露，而使用區(qū)塊鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)去中心化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。這樣，個(gè)人的數(shù)據(jù)將會(huì)被分布式儲(chǔ)存，而且只有用戶(hù)擁有的私鑰才能夠解鎖數(shù)據(jù)，這種方式可以確保數(shù)據(jù)的安全和隱私。五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線結(jié)構(gòu)

拓?fù)鋵W(xué)把實(shí)體抽象成與其大小、形狀無(wú)關(guān)的點(diǎn)，將連接實(shí)體的線路抽象成線，進(jìn)而研究點(diǎn)、線、面之間關(guān)系。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是網(wǎng)絡(luò)中通信線路和站點(diǎn)（計(jì)算機(jī)或設(shè)備）的幾何排列形式。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般可以分為：總線型、星型、環(huán)型、樹(shù)型、網(wǎng)狀型等。五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線結(jié)構(gòu)

總線型拓?fù)涫且环N比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)共享一條數(shù)據(jù)通道，即通過(guò)一根傳輸線路將網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，這根線路稱(chēng)為總線。各結(jié)點(diǎn)直接與總線相連接，信息沿總線介質(zhì)逐個(gè)結(jié)點(diǎn)地廣播傳送，在同一時(shí)刻只能允許一對(duì)結(jié)點(diǎn)占用總線通信。五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星型結(jié)構(gòu)

星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是最流行的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以中央結(jié)點(diǎn)為中心與各個(gè)結(jié)點(diǎn)連接而組成的，呈輻射狀排列在中心結(jié)點(diǎn)周?chē)?，各結(jié)點(diǎn)與中央結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的方式連接，其他節(jié)點(diǎn)間不能直接通信，通信時(shí)需要通過(guò)該中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

環(huán)型結(jié)構(gòu)

各站點(diǎn)通過(guò)通信介質(zhì)連成一個(gè)封閉的環(huán)形。環(huán)形網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡(luò)建成后，難以增加新的站點(diǎn)。環(huán)型拓?fù)涫菍⒏髋_(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)用通信線路連接成一個(gè)閉合的環(huán)。五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

樹(shù)形結(jié)構(gòu)

樹(shù)型拓?fù)溆尚蔷€型拓?fù)溲葑兌鴣?lái)，它是在星線型網(wǎng)絡(luò)上加分支形成的，其結(jié)構(gòu)圖看上去像一棵倒掛的樹(shù)，頂端有一個(gè)帶分支的根，每個(gè)分支還可以延伸出子分支，樹(shù)最上端的結(jié)點(diǎn)叫根結(jié)點(diǎn)，一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)，根結(jié)點(diǎn)接收該信息并向全樹(shù)廣播。五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

其他結(jié)構(gòu)（1）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（MashTopology）

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分為全連接網(wǎng)狀和不完全連接網(wǎng)狀兩種形式（2）混合型拓?fù)洌∕ixerTopology）

混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指多種結(jié)構(gòu)（如星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)）單元組成的結(jié)構(gòu)，但常見(jiàn)的是由星型結(jié)構(gòu)和總線型結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起組成的。這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更能滿足較大網(wǎng)絡(luò)的拓展，解決星型網(wǎng)絡(luò)在傳輸距離上的局限，而同時(shí)又解決了總線型網(wǎng)絡(luò)在連接用戶(hù)數(shù)量的限制。六、網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式

以大型機(jī)為中心的計(jì)算模式20世紀(jì)80年代以前，計(jì)算機(jī)界普遍使用的是功能強(qiáng)大的大型機(jī)，許多用戶(hù)同時(shí)共享CPU資源和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。但訪問(wèn)會(huì)受到嚴(yán)格的控制，在與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)需要通過(guò)穿孔卡和簡(jiǎn)單的終端。在以后的若干年中，雖然有關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展，但總體而言，還局限于對(duì)資源的集中控制和不友好的用戶(hù)界面中，在這種技術(shù)條件下，所采用的是以大型機(jī)為中心的計(jì)算模式，也稱(chēng)分時(shí)共享模式六、網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式以服務(wù)器為中心的計(jì)算模式20世紀(jì)70年代初，個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）得到了飛速發(fā)展，由此導(dǎo)致了原有計(jì)算模式的重大發(fā)展和變化。雖然個(gè)人計(jì)算機(jī)在用戶(hù)的桌面上提供了有限的CPU處理能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力以及一些界面比較友好的軟件，但是PC機(jī)在大多數(shù)大型應(yīng)用中，處理數(shù)據(jù)能力仍顯不足，這便促使了局域網(wǎng)的產(chǎn)生。通過(guò)局域網(wǎng)的連接，PC機(jī)與大型機(jī)之間的資源被集成在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，使PC機(jī)的資源（文件和打印機(jī)資源）得到了延伸。這種模式是以服務(wù)器為中心的計(jì)算模式，也被稱(chēng)為資源共享模式。它向用戶(hù)提供了靈活的服務(wù)，但管理控制和系統(tǒng)維護(hù)工具的功能還是很弱的六、網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式C/S計(jì)算模式的出現(xiàn)

人們已經(jīng)不滿足于資源共享模式，而是開(kāi)發(fā)出一種新的計(jì)算機(jī)模式，這就是客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器（Client-Server）模式，簡(jiǎn)稱(chēng)C/S模式。六、網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式B/S計(jì)算模式的應(yīng)用