专转本计算机知识点第四章计算机网络与因特网

第4章 计算机网络与因特网

一. 计算机网络

(一) 定义：

1. 利用通信设备和网络软件，把地理位置分散而功能独立的多个（软硬件配置

可不同）计算机或智能设备以共享资源和进行信息传递为目的连接起来的一个系统。

2. 计算机网络 = 若干台主机 + 一个通信子网 + 一组通信协议

1) 通信子网由一些通信链路和节点交换机组成，用于进行数据通信。 2) 计算机网络的拓扑结构主要取决于它的通信子网

3) 通信协议：为确保跨越网络的计算机能正确交换数据而必须遵守的规则、

规定、标准等

(二) 组网目的：

1. 数据通信

2. 资源共享（根本目的）

1) 只要允许，用户可以共享的资源包括网内其他计算机的硬件、软件和数

据

2) 例：从MP3网站下载MP3音乐 3) 可共享硬件：打印机等

4) 不可共享硬件：显示器、键盘、鼠标、网卡、??

3. 分布式信息处理：借助于分散在网络中的多台计算机协同完成，解决单机无

法完成的信息处理任务 4. 提高系统可靠性和可用性 (三) 分类

1. 按网络所覆盖的地域范围分：局域网LAN、城域网MAN、广域网WAN

1) 广域网与局域网的本质区别：网络的规模而不是距离

? 从理论上说，广域网在节点数量和通信距离方面并无限制

2) 需要特别的技术（不包括广播方式），才能将无数个局域网连接起来构

成广域网

3) 目前广泛采用光纤作为计算机广域网的高速传输干线，但数据传输速率

仍然很慢

4) 广域网是一种公用计算机网，所有计算机可以有条件地接入广域网 2. 按拓扑结构分：

1) 总线型：

? 将所有计算机均直接连接到同一条通信传输线路上

? 可靠性最好：任何一个结点发生故障都不会导致整个网络崩溃

2) 环型 3) 星型

4) 树型 5) 网状

3. 按所使用的传输介质分：有线网、无线网

(四) 工作模式：

1. 对等模式

1) 网内每一台计算机具有平等的地位（对等网络中的每台计算机既可以作

为工作站也可以作为服务器）

2) 对等网络中可以没有专门的硬件服务器，也可以不需要网络管理员 3) 举例：

? Windows操作系统中的“网上邻居”

? “BT”网络下载服务（下载的请求越多、下载速度越快）

2. 客户/服务器模式（C/S）——目前最主流方式

1) 客户机（工作站）：使用服务器资源的计算机， 如PC机

2) 服务器：为其他结点提供共享资源的高性能计算机，如巨型机、大型机

和小型机

3) 优点：客户/服务器模式的控制方式为集中控制

4) 缺点：因客户机的请求过多、服务器负担过重而导致整体性能下降 5) 客户/服务器的操作系统可不一样（如客户机windows 98、服务器windows

2000 Server）

6) 客户/服务器都应装入相应端的软件 3. 浏览器/服务器模式（B/S） (五) 网络服务：

1. 文件服务

1) 网络用户经过授权后可以访问其他计算机硬盘中的数据和程序的服务 2) 例如：网络邻居 2. 打印服务

1) 性质：网络硬件资源的共享

2) 打印管理程序的一般原则：先来先服务

3) 可以了解打印任务的排队及完成情况，允许更改打印任务的顺序，也可

暂停或取消某个正在排队的打印任务

3. 消息传递服务

1) 例如：腾讯QQ

2) 若不能连上因特网，同在一局域网中的两台计算机将无法通过QQ进行

通信

4. 应用服务：允许网络上的计算机相互间共享处理能力，协同完成用户请求的

任务

(六) 网络操作系统NOS：

1. 微软公司的windows系统服务器版：Windows NT Server、Windows 2000

Server、Windows Server 2003

2. AT&T和SCO公司推出的UNIX，如UNIX SVR4.2 3. 源代码开放的Linux

二. 局域网

(一) 特点：

1.

虽然局域网采用了专用的传输介质，但数据在传输过程中也会发生错误，因此需进行检测

为一个单位所拥有，地理范围有限（分布在一座办公大楼或某一大院中）

2. 使用专门铺设的传输介质

3. 数据传输率高（10Mbps~1Gbps）

4. 延迟时间短，可靠性较好（误码率10-8 ～ 10-11） (二) 逻辑组成：

1. 网络工作站 2. 网络服务器

3. 网卡（网络接口卡）

1) 网络上的每个节点都装有网络接口卡

2) MAC地址：每块网卡都有、全球惟一、48位；以便相互区别，实现节点

之间的通信

3) 功能——实现节点之间的数据通信

A. 在计算机与网络间建立一通信链路，通过传输介质（网线、无线电

波）与网络连接

B. 将计算机的输出转换为适合网络传输的信号

C. 独立将数据分成帧frame，以帧为单位发送和接收信息（检测识别帧

中MAC地址）

? 帧frame：局域网的数据传输单位，例如以太网中的数据是分成帧

进行传输

4) 一般而言，连入不同类型的LAN的节点，应使用不同类型的网卡

? 例外：无论是总线式还是交换式以太网，使用的网卡并无区别。若将

总线式以太网改造交换式，各节点网卡无须更换。

5) 目前，网卡功能基本集成在主板芯片组中。 5. 传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波 6. 网络互连设备：

1) 网卡、中继器（repeater）、集线器（hub）、路由器（router）交换机等 2) 需根据层次及性能要求，选择适当设备 7. 网络打印机 (三) 常用局域网：

1. 以太网、交换式局域网

1) 最常用的一种LAN

2) 大多数以集线器（Hub）为中心构成

A. 功能：信号放大（中继器）+ 数据帧分发 B. 分类：

a) 总线式集线器：广播通信，所有节点共享带宽

b) 交换式集线器（以此为中心构成星型拓扑结构的交换式以太

网）：点对点通信，每个节点各自独享带宽

C. 性质：具有多个端口的特殊中继器

中继器（Repeater）：工作在OSI模型的物理层，信号整形放大装置，可用于扩展LAN网段的长度、延伸信号传输的范围。

D. 多层次局域网对网络设备的性能要求不同，应选择不同品牌档次的

设备来构建网络

3) 传输介质：双绞线、光纤（千兆位以太网）

4) 介质访问控制方法：CSMA/CD（带冲突检测技术的载波侦听多路访问）

5) 工作原理：共享的总线结构、采用广播方式进行通信、以帧（frame）为

传输单位，一次传输一帧、采用CSMA/CD方法

? 若使用以太网的广播方式来传送信息，广域网将不堪重负 6) 数据传输速率：10Mbps（10BASE-T）、100Mbps（100BASE-T——星形）、

10Gbps

8. FDDI

1) 采用光纤传输介质，可实现100Mbps的数据传输率。 2) 反向旋转的双环拓扑结构 3) 高可靠性、保密性

4) FDDI的帧格式和其他常用局域网的帧格式不同，与其他局域网进行互连

时，需要通过网关或路由器才能实现。

9. 无线局域网（WLAN）

1) 计算机网络与无线通信技术结合的产物。

2) 蓝牙（BlueTooth） ——IEEE 802.15：近距离无线数字通信的标准，是

802.11的补充。适合

有线局域网 无线局域网 于办公室或家庭环

境的无线网络。 传输介质 双绞线、光纤 无线电波 3) 无线上网的计算机网卡 普通 无线 需要网卡 通信协议 TCP/IP为主 IEEE 802.11为主 4) 采用无线信道，无线组建配置和维护网络 固定 灵活 网络不仅需考虑存

储数据时的安全，还需考虑传输过程的安全问题 5) 有线VS无线

三. 计算机广域网

(一) 分组：广域网以包（分组）为单位进行传输 (二) 分组交换中数据包的格式 发送计算机地址 目的计算机地址 编号 有效载荷 校验信息 (三) 电路交换与分组交换的比较 概述 优点 电路交换 建立链路、传输数据、拆除链路 分组交换 详见分组交换机 ? 网络中所有需要传送数据的计算机都能? 时延小 ? 通信质量有保证 ? 控制简单 ? 使用效率低（不传信息时也占得到及时而迅速的响应 ? 线路利用率高 ? 收发双方不需同时工作 ? 可按优先级传递重要数据 缺点 用带宽） ? 呼叫建立需要时间 ? 每个连接带宽固定（不能适应不同数率的业务） ? 延时较长（不使用于实时、交互应用） ? QoS难以保证 (四) 分组交换机（包交换机）

1. 交换机的两种端口：连接计算机的低速端口、连接其他交换机的高速端口

2. 基本工作模式：分组交换、存储转发

1) 检查包的目的地地址

2) 将包送到交换机端口进行发送 3) 从缓冲区中提取下一个包 3. 特点：

1) 分组交换机能处理同时到达的多个数据包

2) 数据包以传输线路允许的最快速度在网络中传送

3) 分组交换机的每个端口每发送完一个包才从缓冲区中提取下一个数据包

进行发送

4. 地址：两段式层次地址——【分组交换机号 + 交换机端口号】（如连到分组

交换机3的端口5上的计算机D的地址为［ 3,5］） 5. （分组交换机）路由表

1） 为使分组交换网能正确运行，网络中的所有交换机都必须有一张路由表

A. 表中应有完整的路由，且下一站的交换机位置必须是指向目的地的最

短路径

B. 路由表可忽略包的源地址和包所走的路径，但必须包括包的目的地地

址

C. 路由数据会定期更新

2） 默认路由：为了消除重复路由，用一个项来代替路由表中许多具有相同下

一站的项

(五) 组网

1. 专线组网：

1) 单位组建广域网时，租用电信局提供的远程数字通信线路（如光纤高速

传输干线）是一种可行的方案。

2) 优点：可以实现点到点7天每天24小时不间断通信、通信质量好 3) 缺点：费用与线路的容量和跨越的距离有关 2. 虚拟专网

1) 概述：架构在公用骨干网所提供的网络平台之上的逻辑网络（不是端到

端的物理连接）

2) 实现虚拟专网常用的技术：隧道技术、加密、身份鉴别等

3) 基于因特网的VPN具有节省费用、运行灵活、易于扩展、易于管理等优

点

(六) 常用广域网

1. X.25网（公共分组交换网）——传输速率一般小于64Kb/s 2. FR（帧中继网）——传输速率可以达到2Mbps 3. SMDS（交换多兆位数据服务）

1） 工作速度高于帧中继

2） 定长短分组：信元（53字节）

4. ATM（异步传输模式）

1) 多数使用光纤作为通信介质 2) 定长短分组：信元（53字节）

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