Chimois计算机网络基础论文.docx
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Chimois计算机网络基础论文
七夕，古今诗人惯咏星月与悲情。
吾生虽晚，世态炎凉却已看透矣。
情也成空，且作“挥手袖底风”罢。
是夜，窗外风雨如晦，吾独坐陋室，听一曲《尘缘》，合成诗韵一首，觉放诸古今，亦独有风韵也。
乃书于纸上。
毕而卧。
凄然入梦。
乙酉年七月初七。
-----啸之记。
计算机网络基础
前言
在这个“网络就是计算机”的时代，伴随着有线网络的广泛应用，以快捷高效，组网灵活为优势的无线网络技术也在飞速发展。
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。
从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。
通俗地说，无线局域网（Wirelesslocal-areanetwork，WLAN）就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。
通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。
但有线网络在某些场合要受到布线的限制：
布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。
特别是当要把相离较远的节点连接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。
无线局域网就是解决有线网络以上问题而出现的。
当今风靡全球的Internet正在改变着我们的生活,并将远远超过电话、汽车和电视对人类生活的影响。
Internet可以在极短时间内把电子邮件发送到世界任何地方;可以提供只花市话费的国际长途业务;可以提供全球信息漫游服务。
Internet不仅仅是电脑爱好者的专利,它更能为社会大众带来极大方便。
具体地说,科学家能利用Internet来解决各种问题:
能和全世界的同行交流科研成果,能使用自己所不具备的各种官息资源,能连接到全世界各大图书馆去查阅资料;教育工作者用它来从事教育:
开设电子教室,提供网络教学;专业人员能用它来咨询:
医院能实现全球会诊,记者能迅速组稿和发稿,作家能和异地的编辑讨论书稿;公司和企业借助Internet来进行市场竞争、搜集商业情报、与各地的子公司及时通信、在网络做广告、做市场调查、提供电子商务服务等;政府部门能用它来宣传发布政策法规,节省大量办公经费筝。
Internet能帮助科学发明,使得研究和合作开发成为可能;它有助于环境保护,节省大量纸张;它免费向全世界用户提供电子书籍、电子报刊、软件、消息、新闻、艺术精品、音乐、歌曲等;它还能创造新的商业机会,如电子银行、在线商店、网络广告服务、联机娱乐等;通过电子邮件、网络新闻及邮件列表,它能把全世界所有上网的人联系在一起。
计算机网络原理
1.拓扑结构
（1）拓扑结构:
网络中计算机与其他设备的连接关系。
网络拓扑是指网络形状,、或者是它在物理上的连通结构。
（2）总线型结构:
网络上的各节点连接在同一条总线上。
连接在同一公共传输介质土的总线型方法的主要特点:
易扩充、介质冲突较频繁;结构简单,便于扩充;网络响应速度快,便于广播式工作;设备量少,价格低廉;节点多时网络性能有所下降。
（3）星型结构:
网络以中央节点为中心,各个节点通过中央节点构成点对点的连接方式。
其主要特点:
中心节点易于集中管理、控制;传输率高,各节点可同时传输;可靠性高,某个飞节点（非中央节点）故障不影响整个网络。
（4）环型结构:
网络中各个节点通过环路接口连接在闭合环型线路中。
其主要特点:
封闭环、不适于大流量;信息在环路中沿固定方向流动,两节点问只有唯一的通路;传输速度可以预期,适用于实时控制的场合;任意节点的故障都可能导致全网络的失效。
其他类型的拓扑结构还包括:
树形拓扑、混合拓扑
及网形拓扑等。
计算机网络组成
1.计算机网络的软件系统计算机网络的软件系统主要包括操作系统、应用软件、网络管理软件、协议软件（TCP/IP,NETBEULIPX/SPX等）。
其中,操作系统提供系统操作基本环境、资源管理、信息管理、设备驱动和设备设置软件,服务器端还具有网络用户管理、网络运行状况统计、网络安全性建立、网络信息通信等管理功能。
网络管理软件:
对网络运行状态信息进行统计、报告、监控;设置网络设备状态、模式、配置、功能等指标。
网络协议软件:
网络中计算机、网络设备、各类系统之间进行信息交换的规则。
2.计算机网络的硬件系统
计算机网络的硬件是由传输介质（连接线缆、连接端子等）、接入端口设备（网卡、调制解调器、中继器、收发器和各类接口卡等）、网络设备（集线器、交换机、路由器、网桥等）、安全设备（防火墙、保密系统等）和资源设备（服务器、工作站、外部设备等）构成。
传输介质提供连接网络设备,提供数据传输的线路,主要包括非屏蔽双绞线（UTP,UnshieldedTwistedPaited）、屏蔽双绞线（STP,ShieldedTwistedPaired）、光缆、电话线、细同轴电缆（简称细缆）、粗同轴电缆（简称粗缆）、无线通信等。
目前,在用户端和局域网环境中双绞线使用得非常广泛,因为双绞线具有低成本、使用方便等优点。
双绞线有两种基本类型:
屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线,它们都由多对两根绞在一起的导线来形成传输电路,每对导线绞在一起主要是为了防止干扰。
在一条双绞线电缆中,有四对或多对双绞线。
目前常用的是四对八芯的。
还有更多对的,用于智能大楼结构化布线系统中的垂直布线子系统中。
双绞线通过RJ45接头（俗称水晶头）与网络设备等相连接cRJ45头有八个铜片,将双绞线的四对八芯线插入RJ45头中,用专用的RJ45压线器将铜片压入线中,使之连接牢固。
RJ45头的线序排列为:
铜片方朝上、头朝前,左边第一脚为"1罚,从左到右顺序排列l~8,其每脚的定义见表1-1和表1-2。
双绞线四对的颜色按标准分为:
绿白/绿、橙白/橙、蓝白/蓝、棕臼/棕（棕白为白色和棕色相间,其他类似）。
四对八芯线与RJ45头连接的方法:
按照EIA/TIA568A或568B标准,同一根双绞线两端分别按这两个标准做RJ45头,这根双绞线就是信号交叉连接线;两端用同一个标准做RJ45头,则是信号直通连接线。
接入端口设备主要指网卡、Modem（调制解调器）、桥接器。
网卡:
网络主机发送和接收数据的接口卡。
Modem:
拨号上网用的连接计算机和电话线路的设备。
网卡是最常用的接入端口设备。
网卡插在每台工作站和服务器主机板的扩展槽里。
工作站通过网卡向服务器发出请求,当服务器向工作站传送数据时,工作站也通过网卡完成有关操作。
网络设备主要包括集线器（Hub）、交换机（Switch）、路由器（Router）。
集线器可以说是一种共享设备,是计算机在网络中常用的直接互联设备。
交换机在计算机之间提供专用的交换式通信信道,使单台计算机占有更大带宽,不受其他设备影响。
集线器可分为独立式、堆叠式;常见有8端口、16端口、24端口等多种规格:
传输速率主要分为:
10Mbps,10OMbps和1000Mbps等。
1）独立式（Standalorm）集线器主要是为了克服总线结构的网络布线困难和易出故障的问题而引入,一般不带管理功能,没有容错能力,不能支持多个网段,不能同时支持多协议。
这类集线器适用于小型网络,一般支持8~24个节点,可以利用串接方式连接多个集线器来扩充端口。
2）堆叠式（Stackable）集线器叠加连接,各集线器用高速链路连接起来,一般可以堆叠4~8个,适用于网络节点密集的工作组网络和大楼水平子系统的布线。
交换机采用模块化结构,由机柜、电源、面板、插卡和管理模块等组成。
支持多种局域网标准和多种类型的连接,根据需要可以插入各类局域网模块,另外还有网管模块、路由模块等。
它与Hub不同之处在于每个端口都可以获得同样的带宽。
如lOOMbps交换机,每个端口都可以获得100Mbps的带宽,而10OMbps的Hub则是多个端口共享100Mbps带宽。
很多交换机还有若干个比一般端口更高速的端口,用于连接高速主干网或直接连到高性能服务器上,这样可以有效地克服网络瓶颈。
路由器是实现在网络层的一种网络互联设备。
它能实现很多复杂的功能,如路由选择、多路重发以及错误检测等。
路由器是网络之间进行互联的关键设备。
通常的路由器都具有负载平衡、阻止广播风暴、控制网络流量以及提高系统容错能力等功能。
一般来说,路由器可支持多种协议,提供多种不同的接口,从而使不同厂家、不同规格的网络产品之间,以及不同协议的网络之间可以进行非常有效的网络互联。
安全设备:
防火墙、入侵检测系统、认证系统、加密解密系统、防病毒工具、漏洞扫描系统、审计系统、访问控制系统等。
资源设备:
包括连在网络上的所有存储数据、提供信息、使用数据和输入输出数据的设备。
常用的有服务器、工作站、数据存储设备、网络打印设备等。
服务器是指提供信息服务的高档计算机系统。
按服务器所提供的功能不同又分为:
文件服务器（FileServer）、域名服务器（DomainServer）和应用服务器（ApplicationServer）。
文件服务器通常提供文件和打印服务;应用服务器包括数据库服务器、电子邮件服务器、专用服务器等。
根据硬件配置不同,服务器又可分为工作组服务器和部门级服务器。
网络协议
协议的定义：
两个通信对象在进行通信时，须遵从相互接受的一组约定和规则，这些约定和规则使它们在通信内容、怎样通信以及何时通信等方面相互配合。
简单地说，协议是指通信双方必须遵循的控制信息交换的规则的集合。
协议三要素
（1）语法：
指数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：
由通信过程的说明构成。
（3）同步：
事件实现顺序的详细说明，指出事件的顺序以及速度匹配。
协议分层
网络系统体系结构是有层次的，通信协议也被分为多个层次，在每个层次内又可分成若干子层次，协议各层次有高低之分。
现代计算机网络采用高度结构化的设计和实现技术，是用分层或协议分层来组织的。
每一层和相邻层有接口，较低层通过接口向它的上一层提供服务，但这一服务的实现细节对上层是屏蔽的。
较高层又是在较低层提供的低级服务的基础上实现更高级的服务。
在设计和选择协议时，不仅要考虑网络系统的拓扑结构、信息的传输量、所采用的传输技术、数据存取方式，还要考虑到其效率、价格和适应性等问题。
分组交换技术
早期的通信系统中，应用最广泛的是电话交换系统（线路交换，但利用电话线路传送计算机或终端的数据也会出现的问题。
由于计算机与各种终端的传送速率不同，在采用线路交换时，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，必须采用一些措施来解决这个问题。
计算机通信应采取有效的差错控制技术，可靠并准确无误地传送每一个比特，因此需要研究开发出适用于计算机通信的交换技术。
美国国防部高级研究计划局ARPA早期研究的项目:
分组交换的基本概念与理论。
分组交换的概念最初是在1964年提出来的，1969年12月美国第一个使用分组交换技术的ARPANET投入运行，当时仅有4个节点，但它对分组交换技术的研究起了重要作用。
到20世纪70年代后期，ARPA网络节点超过60个，主机100多台，地域范围跨越了美洲大陆，连通了美国东部和西部的许多大学和研究机构，而且通过通信卫星与夏威夷和欧洲等地区的计算机网络相互连通。
采用分组交换技术的网络试验成功，使计算机网络的概念发生了巨大的变化。
早期的联机终端系统是以单个主机为中心，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源。
而分组交换网以通信子网为中心，主机和终端构成了用户资源子网。
用户不仅共享通信子网的资源，而且还可共享用户资源子网的许多硬件和软件资源。
这种以通信子网为中心的计算机网络被称为第二代计算机网络，它比面向终端的第一代计算机网络的功能扩大了很多。
资源子网和通信子网
资源子网
资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。
资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。
通信子网
通信子网由通信控制处理机、通信线路与其它通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。
主机
大型机、中型机、小型机、工作站或微机。
主机是资源子网的主要组成单元，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。
普通用户终端通过主机连入网内。
主机要为本地用户访问网络其它主机设备与资源提供服务，同时要为网中远程用户共享本地资源提供服务。
终端/终端控制器
终端控制器连接一组终端，负责这些终端和主计算机的信息通信，或直接作为网络节点。
终端是直接面向用户的交互设备，可以是由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。
连网外设
网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘图仪等。
结束语
世界上近几十年来，如果想找出一项发展得最快的工业产业，那么肯定是电脑工业。
从美国宾西法尼亚大学里发明的第一台又大又笨的原始电脑到如今，短短的几十年时间里，电脑经过五代的更新替换现在已遍布了世界上的每一个角落。
无论是工业生产、医疗设施还是边防建设、文化娱乐，无一没有电脑的参与，并且正逐渐变为或正在变为不可替代不可分割的一个重要组成部分。
电脑在各个领域里起着无法比拟的作用。
而电脑之所以具有如此重要的作用，这就绝对离不开网络。
大到世界泛围的INT网，小到办公室或学校的局域网，网络把原本独立的个体电脑联系为一个可互为利用、互为维护的整体。
时至今日，可以说如果没有网络，那么电脑存在的实际意义绝对不会象现在一样，换句话说：
没有网络，电脑的作用只能发挥十分之一或更少。
今天在这里我们要讨论就是网络。
其实网络的作用在报纸杂志或电视等媒体中已充分的向所有人也包括在坐的各位同学及对方辩友说明过，甚至于现在很多教育类的电视台每天都在固定的时间内向公民宣传网络，这也使网络不再神秘，更使上网成为一个时髦的事，人们已把口头称呼从“吃了吗？
”改为“上网了吗？
”。
就连我们并不发达的义县城里，也网吧林立。
网络因其强大的传送功能，无以伦比的信息储备，快捷方便的操作方式，使无论老幼妇孺都流连忘返，更成为许多人的一种谋生手段。
因此我问一定要学好计算机网络，只有这样才能更好的适应社会。
更好的为社会服务。
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