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第一节计算机网络的基本概念所谓的计算机网络，即利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件，（如网络通信协议、信息交换方式以及网络操作系统等）来实现网络中信息传递和资源共享的系统。两个或两个以上IT部件的连接功能：数据通信，共享数据、软件及硬件计算机网络的分类根据网络的覆盖范围：局域网；城域网；广域网；根据采用的交换技术：广播式网络；点到点网络；按网络的使用范围：公用网；专用网；按通信介质形态：有线网；无线网；1、根据网络的覆盖范围—局域网（LocalAreaNetwork，LAN）LAN通常安装在一个建筑物或校园（园区）中，覆盖的地理范围从几十米至数公里。例如，一个实验室、一栋大楼、一个校园或一个单位。LAN是计算机通过高速线路相连组成的网络，网上传输速率较高，从10Mbps～100Mbps～1000Mbps。通过LAN，各种计算机可以共享资源;例如，共享打印机和数据库。局域网的优势：（1）支持标准化协议，安装、管理简单，稳定性高。（2）具有较高的传输能力。（3）误码率较低。（4）可以提供各种综合服务。1、根据网络的覆盖范围—城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）MAN规模局限在一座城市的范围内，覆盖的地理范围从5公里至50公里。MAN是对局域网的延伸，用来连接局域网，在传输介质和布线结构方面牵涉范围较广。1、根据网络的覆盖范围—广域网（WideAreaNetwork，WAN）WAN覆盖的地理范围从几十公里至几千公里，甚至上万公里。可以是一个地区或一个国家，甚至世界几大洲，故称远程网。WAN在采用的技术、应用范围和协议标准方面有所不同。在WAN中，通常是利用电信部门提供的各种公用交换网，将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。缺点：误码率较高、速率较低根据采用的交换技术—广播式网络（BroadcastNetwork）广播式网络仅有一条通信信道，网络上的所有计算机都共享这个通信信道。当一台计算机在信道上发送分组或数据包时，网络中的每台计算机都会接收到这个分组，并且将自己的地址与分组中的目的地址进行比较，如果相同，则处理该分组，否则将它丢弃。在广播式网络中，若某个分组发出以后，网络上的每一台机器都接收并处理它，则称这种方式广播（Broadcasting），若分组是发送给网络中的某些计算机，则被称为多点播送或组播（Multicasting），若分组只发送给网络中的某一台计算机，则称为单播(Unicasting)。2、根据采用的交换技术—点到点网络在点到点网络中，两台计算机之间通过一条物理线路连接。若两台计算机之间没有直接连接的线路，分组可能要通过一个或多个中间节点的接收、存储、转发，才能将分组从信源发送到目的地。由于连接多台计算机之间的线路结构可能非常复杂，存在着多条路由，因此在点到点的网络中如何选择最佳路径显得特别重要。3、按网络的使用范围—公用网公用网由电信部门组建，一般由政府电信部门管理和控制，网络内的传输和交换装置可提供（如租用）给任何部门和单位使用，例如公共电话交换网PSTN、数字数据网DDN、综合业务数字网ISDN等。专用网由某个单位或部门组建，不允许其他部门或单位使用，例如金融、石油、铁路等行业都有自己的专网。专用网可以租用电信部门的传输线路，也可以自己铺设线路，但后者的成本非常高。专用网络根据网络环境又可细分为部门网络、企业网络和校园网络三种。4、按通信介质形态有线网是指采用双绞线、同轴电缆、光纤连接的计算机网络。无线网使用电磁波传播数据，它可以传送无线电波和卫星信号。如：无线电话网、无线电视网、微波通信网、卫星通信网一般而论，计算机网络有三个主要组成部分：若干个主机，一个通信子网，一系列的协议。计算机网络的拓扑结构拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间关系；在计算机网络中，将主机、终端、通信设备等节点抽象为点，将通信线路抽象为线，形成点和线组成的图形，使人们对网络整体有明确的全貌印象；计算机网络的拓扑结构就是网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。分为物理拓扑与逻辑拓扑物理拓扑：指布线结构。逻辑拓扑：指工作方式。2.网络的体系结构层次结构人们对于一些难以处理的复杂问题，通常是分解为若干个较容易处理的小一些的问题。（1）将总体要实现的很多功能分配在不同的层次中；（2）不同地区的系统分成相同的层次；（3）不同系统的同等层具有相同的功能；（4）高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法。层次结构同样，对于计算机网络这类复杂的大系统，亦可如此。可将一个计算机网络抽象为若干层服务服务是指网络中的各层向上一层提供的一组操作，也即从上一层的角度来看，下一层所能完成的工作。接口接口是同一节点内相邻层之间交换信息的连接点。a.同一个节点的相邻层之间存在着明确规定的接口，低层向高层通过接口提供服务。b.只要接口条件不变、低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。网络协议是指在计算机网络中，各计算机之间或计算机与终端之间在有关信息传输顺序、信息格式和信息内容等方面的一组约定或规则。它由三个要素组成：语义：指构成协议的协议元素含义的解释。语法：用户数据与控制信息的结构与格式。规则：规定事件的执行顺序。网络体系结构计算机网络的层次及其协议的集合，即网络的体系结构。具体而言是关于计算机网络应设置哪几层，每层应提供哪些功能的精确定义。至于这些功能应如何实现，则不属于网络体系结构部分。3.网络系统结构参考模型ISO/OSIOSI参考模型的概念1974年，ISO发布了著名的ISO/EC7498标准，它定义了网络互联的7层框架，也就是开放系统互连参考模型(opensysteminternetwork，OSI)。OSI参考模型中的“开放”是指只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其他任何系统进行通信。型的结构由低层至高层分别为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。划分层次的主要原则是：（1）网中各节点都具有相同的层次；（2）不同节点的同等层具有相同的功能；（3）同一节点内相邻层之间通过接口通信；（4）每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；（5）不同节点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。4.TCP/IP参考模型TCP/IP的简介TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）是20世纪70年代中期，美国国防部为其ARPANET（Internet的前身）开发的网络体系结构和协议标准。它是当今计算机网络最成熟，应用最广泛的互联技术，拥有一整套完整而系统的协议标准。特点：（1）开放的协议标准。（2）独立于特定的计算机硬件与操作系统。（3）标准化的应用层协议，可以提供多种可靠地网络服务。TCP/IP模型的层次结构：网络接口层网络互联层传输层应用层OSI模型和TCP/IP模型之间有很多相似之处：它们都采用了层次体系结构，各层次功能之间存在着一定的对应关系。如下图所示。MIS的网络应用结构主机/终端结构(Host/terminal)文件/服务器结构（File/Server）客户/服务器结构（Client/Server）浏览器/服务器结构（Browser/Server）主机/终端结构的优点对数据处理的控制比较简单，数据处理都在主机里进行，从而保证数据的安全性，一致性和保密性。大量用户可以同时使用主机，一台大型机上的数据库可以供上千用户同时使用。这种结构比较适合数据处理量大、数据处理十分集中的企业。远程通讯能力强。缺点:系统的灵活性差，系统的变更、改进比较麻烦。对主机的依赖性高，一旦主机有故障就会影响全体用户，风险集中。用户缺乏自主性。主机价格高，对机房、维护人员的要求较高把数据库管理系统（DBMS）安装在数据库服务器上，数据处理可以从应用程序分离出来，形成前后台任务；客户机运行应用程序，完成屏幕交互和输入、输出等前台任务，服务器运行DBMS，完成大量的数据处理及存储管理等后台任务。由于共享能力和前台的自治能力，后台处理的数据不需要在前后台间频繁传输，从而解决“传输瓶颈”的问题。客户机/服务器结构的优点：功能合理分布（信息，软件，数据处理能力），均衡负荷，从而在不增加系统资源的时候提高系统的整体能力。系统开放性好。系统可重用性好，资源可利用性大大提高，整体成本降低。客户机/服务器结构的缺点：隐含成本高胖客户机，维护成本高不便于系统升级对客户端的操作系统有时也会有限制浏览器服务器结构的优点：具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。业务扩展简单方便。维护简单方便。开发简单，共享性强。浏览器/服务器结构的缺点：个性化特点明显降低，无法实现具有个性化的功能要求。操作是以鼠标为最基本的操作方式，无法满足快速操作的要求。页面动态刷新，响应速度明显降低。数据安全性比较数据一致性比较数据实时性比较数据溯源性比较服务响应及时性比较网络应用限制比较B/S结构的管理软件有着C/S结构软件无法比拟的优势1.因特网（Internet）Internet是目前最流行的一种国际互连网。Internet起源于美国，自1995年开始启用，发展非常迅速，特别是随着Web浏览器的普遍应用，Internet已在全世界范围得到应用。Internet在全球性的各种通信系统上，像一个无法比拟的巨大数据库，结合了多媒体的“声、图、文”表现能力，不仅能处理一般数据和文本，而且也能处理语音、静止图象、电视图像、动画和三维图形等等。2.内联网（Intranet）所谓企业内联网就是以Internet技术在企业内部建立起使用方便、价格低廉的内部信息交换网络系统，并且能够方便地与Internet交换信息。企业内联网继承了Internet的全部优点，而且能够有效地保证企业内部信息的安全性。Intranet的服务信息发布管理和操作业务系统用户组和安全性管理远程操作电子邮件网上讨论组和视频会议Intranet带来的利益用户可以方便地取得信息。加强企业内部的沟通与合作，这种功能对机构分散的集团性企业和跨国公司尤其重要。提高效率，提高生产率。加快信息流通的速度。3.外联网（Extranet）Extranet又称外联网，相对企业内部网，它是现有Intranet向外的延伸，用于连接到与自己企业相关的其他企业的网络。Extranet是一个运用Internet/Intranet技术使企业与其客户、其他企业相连来完成其共同目标的合作网络。Extranet可以作为公用的Internet和专用的Intranet之间的桥梁。Extranet的几种网络类型公用网络成本低、安全性差专用网络（租用网络）成本高、安全性高虚拟专用网络（VPN）隧道技术：公用网络、专用通道成本低、安全性好具体地说，三者的区别与联系如下：Extranet是在Internet和Intranet基础设施上的逻辑覆盖。Extranet可以看做是利用Internet将多个Intranet连接起来的一个大的网络系统。总之，三者既有区别又有联系，企业应该针对不同的网络，分别采取相应的开发、维护及安全策略。关系:Intranet是利用Internet各项技术建立起来的企业内部信息网络。与Internet相同，Intranet的核心是Web服务。通常Extranet是利用Internet将多个Intranet连接起来。区别:课本