计算机网络那些事..docx

计算机网络设备及用途网络设备及部件是连接到网络中的物理实体。网络设备的种类繁多，且与日俱增。基本的网络设备有：计算机（无论其为个人电脑或服务器）、集线器、交换机、网桥、路由器、网关、网络接口卡（NIC）、无线接入点（WAP）、打印机和调制解调器、光纤收发器、光缆等。1、 服务器服务器是计算机网络上最重要的设备。服务器指的是在网络环境下运行相应的应用软件，为网络中的用户提供共享信息资源和服务的设备。服务器的构成与微机基本相似，有处理器、硬盘、内存、系统总线等，但服务器是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在很大的差异。通常情况下，服务器比客户机拥有更强的处理能力、更多的内存和硬盘空间。服务器上的网络操作系统不仅可以管理网络上的数据，还可以管理用户、用户组、安全和应用程序。1 服务器是网络的中枢和信息化的核心，具有高性能、高可靠性、高可用性、I/O吞吐能力强、存储容量大、联网和网络管理能力强等特点。2、中继器 中继器是一种解决信号传输过程中放大信号的设备，它是网络物理层的一种介质连接设备。由于信号在网络传输介质中有衰减和噪声，使有用的数据信号变得越来越弱，为了保证有用数据的完整性，并在一定范围内传送，要用中继器把接收到的弱信号放大以保持与原数据相同。使用中继器就可以使信号传送到更远的距离。 3、集线器 集线器是一种信号再生转发器，它可以把信号分散到多条线上。集线器的一端有一个接口连接服务器，另一端有几个接口与网络工作站相连。集线器接口的多少决定网络中所连计算机的数目，常见的集线器接口有8个、12个、16个、32个等几种。如果希望连接的计算机数目超过HUB的端口数时，可以采用HUB或堆叠的方式来扩展。 4、网关 网关（Gateway）是连接两个不同网络协议、不同体系结构的计算机网络的设备。网关有两种：一种是面向连接的网关，一种是无连接的网关。网关可以实现不同网络之间的转换，可以在两个不同类型的网络系统之间进行通信，把协议进行转换，将数据重新分组、包装和转换。 5、网桥 网桥（Bridge）是网络结点设备，它能将一个较大的局域网分割成多个网段，或者将两个以上的局域网（可以是不同类型的局域网）互连为一个逻辑局域网。网桥的功能就是延长网络跨度，同时提供智能化连接服务，即根据数据包终点地址处于哪一个网段来进行转发和滤除。6、路由器 路由器（Router）是连接局域网与广域网的连接设备，在网络中起着数据转发和信息资源进出的枢纽作用，是网络的核心设备。当数据从某个子网传输到另一个子网时，要通过路由器来完成。路由器根据传输费用、转接时延、网络拥塞或信源和终点间的距离来选择最佳路径。 7、交换器 交换器是一种可以根据要传输的网络信息构造自己的“转发表”，做出转发决策的设备。交换器是20世纪90年代出现的新设备，它的出现解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，还解决了传统路由器低速、复杂、昂贵所造成的网络瓶颈问题。 8、调制解调器 调制解调器是一种能够使电脑通过电话线同其他电脑进行通信的设备。因为电脑采用数字信号处理数据，而电话系统则采用模拟信号传输数据。为了能利用电话系统来进行数据通信，必须实现数字信号与模拟式的互换。 调制解调器具有两个功能：一是调制和解调功能，二是提供硬件纠错、硬件压缩、通信协议等功能。当这两个功能都是由固化在调制解调器中的硬件芯片来完成时，即其所有功能都由硬件完成，这种调制解调器俗称为硬“猫”。目前大多数的调制解调器都是硬“猫”。 计算机网络的分类计算机网络分类的标准很多，比如按拓扑结构、介质访问方式、交换方式以及数据传输率等，但这些分类标准值给出了网络某一方面的特征，并不能反映网络技术的本质。能反映网络技术本质的网络划分标准是计算机网络的作用范围。一、根据网络的覆盖范围进行分类1、局域网LAN：局域网用于将有限范围内（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互连成网。局域网按照采用的技术、应用范围和协议标准的不同可以分为共享局域网与交换局域网。局域网技术发展迅速，应用日益广泛，是计算机网络中最活跃的领域之一。 局域网的特点：限于较小的地理区域内，一般不超过2km，通常是由一个单位组建拥有的。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。并且局域网的组建简单、灵活，使用方便。2、城域网MAN 城市地区网络常简称为城域网。目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。其实城域网基本上是一种大型的局域网，通常使用与局域网相似的技术，把它单列为一类主要原因是它有单独的一个标准而且被应用了。城域网地理范围可从几十公里到上百公里，可覆盖一个城市或地区，分布在一个城市内，是一种中等形式的网络。3、 广域网WAN 广域网也称为远程网。它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。广域网覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它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。二、按交换方式进行分类1、电路交换 最早出现在电话系统中，早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的，数字信号经过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。2、报文交换 是一种数字化网络。当通信开始时，源机发出的一个报文被存储在交换器里，交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文，这种方式称做存储一转发方式。3、分组交换 采用报文传输，但它不是以不定长的报文作为传输的基本单位，而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组，以分组作为传输的基本单位。灵活性高且传输效率高。三、按网络拓扑结构进行分类1、星型拓扑结构星型布局是以中央结点为中心与各结点连接而组成的，各结点与中央结点通过点与点方式连接，中央结点执行集中式通信控制策略，因此中央结点相当复杂，负担也重。星型拓扑结构优点：网络结构简单,便于管理、集中控制, 组网容易，网络延迟时间短，误码率低。缺点：网络共享能力较差，通信线路利用率不高，中央节点负担过重，容易成为网络的瓶颈，一旦出现故障则全网瘫痪。 2、环型拓扑结构 环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环路上任何结点均可以请求发送信息。请求一旦被批准，便可以向环路发送信息。环形网中的数据可以是单向也可是双向传输。由于环线公用，一个结点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某结点地址相符时，信息被该结点的环路接口所接收，而后信息继续流向下一环路接口，一直流回到发送该信息的环路接口结点为止。 环形网的优点：信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择的控制；某个结点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高。缺点：由于信息是串行穿过多个结点环路接口，当结点过多时，影响传输效率，使网络响应时间变长；由于环路封闭故扩充不方便。 3、总线拓扑结构 用一条称为总线的中央主电缆，将相互之间以线性方式连接的工站连接起来的布局方式，称为总线形拓扑。 在总线结构中，所有网上微机都通过相应的硬件接口直接连在总线上， 任何一个结点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散，并且能被总线中任何一个结点所接收。由于其信息向四周传播，类似于广播电台，故总线网络也被称为广播式网络。 总线有一定的负载能力，因此，总线长度有一定限制，一条总线也只能连接一定数量的结点。 总线布局的特点：结构简单灵活，非常便于扩充；可靠性高，网络响应速度快；设备量少、价格低、安装使用方便；共享资源能力强，非常便于广播式工作，即一个结点发送所有结点都可接收。 总线形网络结构是目前使用最广泛的结构，也是最传统的一种主流网络结构，适合于信息管理系统、办公自动化系统领域的应用。 4、树型拓扑结构 树形结构是总线型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路，树形网是一种分层网，其结构可以对称，联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工作，任何一个结点送出的信息都可以传遍整个传输介质，也是广播式网络。一般树形网上的链路相对具有一定的专用性，无须对原网做任何改动就可以扩充工作站。 5、总线/星型拓扑结构 用一条或多条总线把多组设备连接起来，相连的每组设备呈星型分布。采用这种拓扑结构，用户很容易配置和重新配置网络设备。总线采用同轴电缆，星型配置可采用双绞线。TCP/IP网络协议的概念及作用TCP/IP是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议）协议， TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中，可以形象地理解为有两个信封，TCP和IP就像是信封，要传递的信息被划分成若干段，每一段塞入一个TCP信封，并在该信封面上记录有分段号的信息，再将TCP信封塞入IP大信封，发送上网。在接受端，一个TCP软件包收集信封，抽出数据，按发送前的顺序还原，并加以校验，若发现差错，TCP将会要求重发。因此，TCP/IP在INTERNET中几乎可以无差错地传送数据。 对普通用户来说，并不需要了解网络协议的整个结构，仅需了解IP的地址格式，即可与世界各地进行网络通信。每一层负责不同的功能：1)链路层，有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。2) 网络层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP协议（internet互联网控制报文协议），以及IGMP协议（internet组治理协议）。3 ) 传输层，主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议： TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。而另一方面， UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据包