【正文】 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)資料 第一篇：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)資料 什 么 是 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機(jī)系統(tǒng)。 簡單地說，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是通過電纜、電話線或無線通訊將兩臺以上的計算機(jī)互連起來的集合。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了面向終端的單級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和開放式標(biāo)準(zhǔn)化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三個階段。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通俗地講就是由多臺計算機(jī)（或其它計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）通過傳輸介質(zhì)和軟件物理（或邏輯）連接在一起組成的。總的來說計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成基本上包括：計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)（可以是有形的，也可以是無形的，如無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)就是看不見的電磁波）以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件四部分。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 的 主 要 功 能 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能要目的是實現(xiàn)計算機(jī)之間的資源共享、網(wǎng)絡(luò)通信和對計算機(jī)的集中管理。除此之外還有負(fù)荷均衡、分布處理和提高系統(tǒng)安全與可靠性等功能。 資源共享 （ 1）硬件資源 :包括各種類型的計算機(jī)、大容量存儲設(shè)備、計算機(jī)外部設(shè)備，如彩色打印機(jī)、靜電繪圖儀等。 （ 2）軟件資源 :包括各種應(yīng)用軟件、工具軟件、系統(tǒng)開發(fā)所用的支撐軟件、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。 （ 3）數(shù)據(jù)資源：包括數(shù)據(jù)庫文件、數(shù)據(jù)庫、辦公文檔資料、企業(yè)生產(chǎn)報表等。 （ 4）信道資源：通信信道可以理解為電信號的傳輸介質(zhì)。通信信道的共享是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的共享資源之一。 網(wǎng)絡(luò)通信 通信通道可以傳輸各種類型的信息 ,包括數(shù)據(jù)信息和圖形、圖像、聲音、視頻流等各種多媒體信息。 分布處理把要處理的任務(wù)分散 到各個計算機(jī)上運行，而不是集中在一臺大型計算機(jī)上。這樣，不僅可以降低軟件設(shè)計的復(fù)雜性，而且還可以大大提高工作效率和降低成本。 集中管理 計算機(jī)在沒有聯(lián)網(wǎng)的條件下，每臺計算機(jī)都是一個“信息孤島”。在管理這些計算機(jī)時，必須分別管理。而計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)后，可以在某個中心位置實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)的管理。如數(shù)據(jù)庫情報檢索系統(tǒng)、交通運輸部門的定票系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等。 均衡負(fù)荷 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某臺計算機(jī)的任務(wù)負(fù)荷太重時，通過網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序的控制和管理，將作業(yè)分散到網(wǎng)絡(luò)中的其它計算機(jī)中，由多臺計算機(jī)共同完成。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 的 特 點 可靠性 在一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，當(dāng)一臺計算機(jī)出現(xiàn)故障時，可立即由系統(tǒng)中的另一臺計算機(jī)來代替其完成所承擔(dān)的任務(wù)。同樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的一條鏈路出了故障時可選擇其它的通信鏈路進(jìn)行連接。 高效性 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擺脫了中心計算機(jī)控制結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木窒扌?，并且信息傳遞迅速，系統(tǒng)實時性強(qiáng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各相連的計算機(jī)能夠相互傳送數(shù)據(jù)信息，使相距很遠(yuǎn)的用戶之間能夠即時、快速、高效、直接地交換數(shù)據(jù)。 獨立性 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各相連的計算機(jī)是相對獨立的，它們之間的關(guān)系是既互相聯(lián)系，又相互獨立。 擴(kuò)充性 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中 ,人們能夠很方便、靈活地接入新的計算機(jī)，從而達(dá)到擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能的目的。 廉價性 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使微機(jī)用戶也能夠分享到大型機(jī)的功能特性 ,充分體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的“群體”優(yōu)勢，能節(jié)省投資和降低成本。 分布性 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能將分布在不同地理位置的計算機(jī)進(jìn)行互連，可將大型、復(fù)雜的綜合性問題實行分布式處理。 易操作性 對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用戶而言 ,掌握網(wǎng)絡(luò)使用技術(shù)比掌握大型機(jī)使用技術(shù)簡單，實用性也很強(qiáng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成 一個完整的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件所組成的。網(wǎng)絡(luò)硬件是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理實現(xiàn) ,網(wǎng)絡(luò)軟件是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的技術(shù)支持。兩者相互作用 ,共同完成網(wǎng)絡(luò)功能。網(wǎng)絡(luò)硬件：一般指網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)軟件：一般指網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議等網(wǎng)絡(luò)硬件的組成 主計算機(jī) 在一般的局域網(wǎng)中，主機(jī)通常被稱為服務(wù)器，是為客戶提供各種服務(wù)的計算機(jī)，因此對其有一定的技術(shù)指標(biāo)要求，特別是主、輔存儲容量及其處理速度要求較高。根據(jù)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中所提供的服務(wù)不同 ,可將其劃分為文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、通信服務(wù)器、 域名服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。 網(wǎng)絡(luò)工作站 除服務(wù)器外，網(wǎng)絡(luò)上的其余計算機(jī)主要是通過執(zhí)行應(yīng)用程序來完成工作任務(wù)的，我們把這種計算機(jī)稱為網(wǎng)絡(luò)工作站或網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)，它是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)主要的發(fā)生場所和使用場所，用戶主要是通過使用工作站來利用網(wǎng)絡(luò)資源并完成自己作業(yè)的。 網(wǎng)絡(luò)終端 是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面，它可以通過主機(jī)聯(lián)入網(wǎng)內(nèi)，也可以通過通信控制處理機(jī)聯(lián)入網(wǎng)內(nèi)。 通信處理機(jī) 一方面作為資源子網(wǎng)的主機(jī)、終端連接的接口，將主機(jī)和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面它又作為通信子網(wǎng)中分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點，完成分組的接收、校驗、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)等功 能。 通信線路 通信線路（鏈路）是為通信處理機(jī)與通信處理機(jī)、通信處理機(jī)與主機(jī)之間提供通信信道。 信息變換設(shè)備 對信號進(jìn)行變換，包括：調(diào)制解調(diào)器、無線通信接收和發(fā)送器、用于光纖通信的編碼解碼器等。 網(wǎng) 絡(luò) 軟 件 的 組 成 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，除了各種網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備外，還必須具有網(wǎng)絡(luò)軟件 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)軟件中最主要的軟件 ,用于實現(xiàn)不同主機(jī)之間的用戶通信，以及全網(wǎng)硬件和軟件資源的共享，并向用戶提供統(tǒng)一的、方便的網(wǎng)絡(luò)接口 ,便于用戶使用網(wǎng)絡(luò)。目前網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有三大陣營：UNIX、 NetWare和 Windows。目前，我國最廣泛使用的是 Windows網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件是用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能的軟件。目前 ,典型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件有 TCP/IP 協(xié)議、 IPX/SPX協(xié)議、 IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議系列等。其中 ,TCP/IP 是當(dāng)前異種網(wǎng)絡(luò)互連應(yīng)用最為廣 泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件。 網(wǎng)絡(luò)管理軟件 網(wǎng)絡(luò)管理軟件是用來對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理以及對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)的軟件，如性能管理、配置管理、故障管理、記費管理、安全管理、網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)監(jiān)視與統(tǒng)計等。 網(wǎng)絡(luò)通信軟件 是用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備之間進(jìn)行通信的軟件，使用戶能夠在不必詳細(xì)了解通信控制規(guī)程的情況下，控制應(yīng)用程序與多個站進(jìn)行通信 ,并對大量的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和管理。 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)，最重要的特征是它研究的重點不是網(wǎng)絡(luò)中各個獨立的計算機(jī)本身的功能，而是如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)特有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 當(dāng)我們組建計算機(jī)我網(wǎng)絡(luò)時，要考慮網(wǎng)絡(luò)的布線方式，這也就涉及到了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指網(wǎng)路中計算機(jī)線纜，以及其他組件的物理布局。 局域網(wǎng)常用的拓樸結(jié)構(gòu)有：總線型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響著整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、功能、可靠性和通信費用等許多方面，是決定局域網(wǎng)性能優(yōu)劣的重要因素之一。 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指：網(wǎng)絡(luò)上的所有計算機(jī)都通過一條電纜相互連接起來 總線上的通信：在總線上，任何一臺計算機(jī)在發(fā)送信息時，其他計算機(jī)必須等待。而且計算機(jī)發(fā)送的信息會沿著總線向兩端 擴(kuò)散，從而使網(wǎng)絡(luò)中所有計算機(jī)都會收到這個信息，但是否接收，還取決于信息的目標(biāo)地址是否與網(wǎng)絡(luò)主機(jī)地址相一致，若一致，則接受；若不一致，則不接收。 信號反射和終結(jié)器：在總線型網(wǎng)絡(luò)中，信號會沿著網(wǎng)線發(fā)送到整個網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)信號到達(dá)線纜的端點時，將產(chǎn)生反射信號，這種發(fā)射信號會與后續(xù)信號發(fā)送沖突，從而使通信中斷。為了防止通信中斷，必須在線纜的兩端安裝終結(jié)器，以吸收端點信號，防止信號反彈。特點：其中不需要插入任何其他的連接設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)中任何一臺計算機(jī)發(fā)送的信號都沿一條共同的總線傳播，而且能被其他所有計算機(jī)接收。有時又稱這種網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)為點對點拓樸結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點：連接簡單、易于安裝、成本費用低 缺點：①傳送數(shù)據(jù)的速度緩慢：共享一條電纜，只能有其中一臺計算機(jī)發(fā)送信息，其他接收。 ②維護(hù)困難：因為網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)斷點，整個網(wǎng)絡(luò)將癱瘓，而且故障點很難查找。 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 每個節(jié)點都由一個單獨的通信線路連接到中心節(jié)點上。中心節(jié)點控制全網(wǎng)的通信，任何兩臺計算機(jī)之間的通信都要通過中心節(jié)點來轉(zhuǎn)接。因些中心節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，這種拓樸結(jié)構(gòu)又稱為集中控制式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是目前使用最普遍的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，處于中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跨越式集線器（ Hub）也可以是交 換機(jī)。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)和管理，因為當(dāng)中某臺計算機(jī)或頭條線纜出現(xiàn)問題時，不會影響其他計算機(jī)的正常通信，維護(hù)比較容易。 缺點：通信線路專用，電纜成本高；中心結(jié)點是全網(wǎng)絡(luò)的可靠瓶頸，中心結(jié)點出現(xiàn)故障會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以一個共享的環(huán)型信道連接所有設(shè)備，稱為令牌環(huán)。在環(huán)型拓?fù)渲?，信號會沿著環(huán)型信道按一個方向傳播，并通過每臺計算機(jī)。而且，每臺計算機(jī)會對信號進(jìn)行放大后，傳給下一臺計算機(jī)。同時，在網(wǎng)絡(luò)中有一種特殊的信號稱為令牌。令牌按順時針方向傳輸。當(dāng)某臺計算機(jī)要發(fā)送信息時，必 須先捕獲令牌，再發(fā)送信息。發(fā)送信息后在釋放令牌。 環(huán)型結(jié)構(gòu)有兩種類型，即單環(huán)結(jié)構(gòu)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。令牌環(huán)（ TokenRing）是單環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（ FDDI）是雙環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表。環(huán)型結(jié)構(gòu)的顯著特點是每個節(jié)點用戶都與兩個相鄰節(jié)點用戶相連。 優(yōu)點：電纜長度短：環(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)所需的電纜長度和總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)相似，但比星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要短得多。 增加或減少工作站時，僅需簡單地連接。可使用光纖；它的傳輸速度很高，十分適用一環(huán)型拓?fù)涞膯蜗騻鬏?。傳輸信息的時間是固定的，從而便于實時控制。 缺點：節(jié)點過多時 ,影響傳輸效率。環(huán)某處斷開會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效，節(jié)點的加入和撤出過程復(fù)雜。 檢測故障困難：因為不是集中控制，故障檢測需在網(wǎng)個各個節(jié)點進(jìn)行，故障的檢測就不很容易。 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，它由根結(jié)點和分支結(jié)點所構(gòu)成，如圖所示。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低。擴(kuò)充節(jié)點方便靈活。 缺點：對根結(jié)點的依賴性大，一旦根結(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)不能工作；電纜成本高。 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與混合型結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是指將各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點與通信線路連接成不規(guī)則的形狀，每個結(jié)點至少與其他兩個結(jié)點相連，或者說每個結(jié)點至少有兩條鏈路與其他結(jié)點相連，如圖（ a）所示。大型互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結(jié)構(gòu)，如我國的教育科研網(wǎng) CERNET（ b）、 Inter的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) （ a）網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（ b） CERNET主干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 優(yōu)點：可靠性高；因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性能，但路徑選擇比較復(fù)雜。 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護(hù)；線路成本高；適用于大型廣域網(wǎng)。 混合型結(jié)構(gòu)是由以上幾種拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)混合而成的，如環(huán)星型結(jié)構(gòu)，它是令牌環(huán)網(wǎng)和 FDDI網(wǎng)常用的結(jié)構(gòu)。再如總線型和星型的混合結(jié)構(gòu)等。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 的 分 類 由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自身的特點，其分類方法有多種。根據(jù)不同的分類原則，可以得到不同類型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 按 覆 蓋 范 圍 分 類 按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍的不同，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)（ LAN）、城域網(wǎng)（ MAN）、廣域網(wǎng)（ WAN）。 局域網(wǎng)（ LocalAreaNetwork， LAN） 局域網(wǎng)是將較小地理區(qū)域內(nèi)的計算機(jī)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備連接在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍比較小，一般在幾十米到幾千米之間。它常用于組建一個辦公室、一棟樓、一個樓群、一個校園或一個企業(yè)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)主要用于實現(xiàn)短距離的資源共享。如圖所示的是一個由幾臺計算機(jī)和打印機(jī)組成的典型局域網(wǎng)。局域網(wǎng)的特點是分布距離近、傳輸速率高、數(shù)據(jù)傳輸可靠等。 城域網(wǎng)（ WideAreaNetwork， WAN） 城域網(wǎng)是一種大型的 LAN，它的覆蓋范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般為幾千米至幾 萬米，城域網(wǎng)的覆蓋范圍在一個城市內(nèi)， 它將位于一個城市之內(nèi)不同地點的多個計算機(jī)局域網(wǎng)連接起來實現(xiàn)資源共享。城域網(wǎng)所使用的通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能要求比局域網(wǎng)高，以便有效地覆蓋整個城市的地理范圍。一般在一個大型城市中，城域網(wǎng)可以將多個學(xué)校、企事業(yè)單位、公司和醫(yī)院的局域網(wǎng)連接起來共享資源。如圖所示的是不同建筑物內(nèi)的局域網(wǎng)組成的城域網(wǎng)。 廣域網(wǎng)（ WideAreaNetwork， WAN） 廣域網(wǎng)是在一個廣闊的地理區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)、語音、圖像信息傳輸?shù)挠嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)。由于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捰邢?，因此廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率比局域網(wǎng)要慢得多。廣域網(wǎng)可以覆蓋一個 城市、一個國家甚至于全球。因特網(wǎng)（ Inter）是廣域網(wǎng)的一種，但它不是一種具體獨立性的網(wǎng)絡(luò)，它將同類或不同類的物理網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與城域網(wǎng)）互聯(lián)，并通過高層協(xié)議實現(xiàn) 中計算機(jī)所處的地位的不同，可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為對等網(wǎng)和基于客服機(jī)、服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)。 ①．對等網(wǎng)：在對等網(wǎng)中，所有的計算機(jī)的地位是平等的，沒有專用的服務(wù)器。每臺計算機(jī)即作為服務(wù)器，又作為客戶機(jī)；即為別人提供服務(wù)，也從別人那里獲得服務(wù)。由于對等網(wǎng)沒有專用的服務(wù)器，所以在管理對等 網(wǎng)時，只能分別管理，不能統(tǒng)一管理，管理起來很不方便。對等網(wǎng)一般應(yīng)用于計算機(jī)較少、安全不高的小型局域網(wǎng)。 ②．基于客戶機(jī) /服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)：在這