计算机基础知识及网络名称解释Word格式文档下载.docx

1、计算机网络的拓扑结构： 计算机网络的结构有两层含义：一是指按什么方式将计算机连接起来；二是指组成计算机网络包括哪些协议。 1计算机网络的拓扑结构 网络拓扑结构是指网络的连接形状，即网络在物理上的连通性。从拓扑的角度看，计算机网络是由一系列节点和连接节点的链路组成。从发出信号点到接收信号的一串节点和链路组成了一条网络“通路”。常见的网络拓扑结构如下：（1） 总线型 总线结构。用一根长网线依次连接局域网上的每台计算机，这条网线称为总线，如图8.2所示。总线型网络简单，安装方便，成本低，任何一个节点的故障不会引起系统的崩溃，适用于分布式控制。但是，总线型网络的容错能力较差，如果总线某处中断或发生缺陷

2、，会影响整个网络。总线型拓扑结构如图82所示。图8.3 星型拓扑结构图8.2 用细缆连接总线型网络的拓扑结构（2）星型 星型结构是每个节点（计算机或终端）均以一条单独线路与中心相连。如一般的电话交换机系统就是一个典型的星型拓扑。其优点是：结构简单、容易建网、各节点间相互独立；缺点是：线路太多、如果中心机发生故障，全网络停止工作。 目前使用最普及的是集线器（HUB）和交换机（Switcher）。星型拓扑结构如图83所示。（3）环型 环型局域网中全部的计算机连接成一个逻辑环，数据沿着环传输，通过每一台计算机，如图8.4所示。环型网的优点在于网络数据传输不会出现冲突和堵塞情况，但同时也有物理链路资源

3、浪费多，而且环路构架脆弱，环路中任何一台主机故障即造成整个环路崩溃等缺点。 环型局域网数据传输的模式比较特殊：逻辑环路内始终存在一个“权标（token）”信号，它沿着整个逻辑环路传输，需要发送信息的源主机首先需要捕捉到这个“权标”信号，然后将其状态标示变为“权标忙”，宣布占用网络传输数据，将“权标”原有的数据替换其想要传输的数据，再加上目标主机的网卡MAC地址【MAC：Medium Access Control地址是由网络设备制造商生产时写在硬件内部。 MAC地址与网络无关，也即无论将带有这个地址的硬件（如网卡、集线器、路由器等）接入网络的任何地方，都有相同的MAC地址，它由厂商写在网卡的BI

4、OS里。】发送出去。此数据包通过网络上的一台主机传送到目的主机，目的主机收到数据后将修改“权标”数据，表明其已经成功收到数据。当此“权标”沿环型网络回传到源主机时，源主机将“权标”状态恢复为“权标空闲”，清除数据，并将“权标”交给逻辑环路中的下一台主机。以上三种是基本的拓扑结构，但由于计算机网络的使用族群越来越多,上述3种基本的拓扑结构已无法满足需求，于是就衍生出了一些混合结构，主要有星型总线拓扑结构，星型环型拓扑结构，还有几种变形结构，如树型网、网型网等（4）混合型 通常以太网的结构是混合型的，是上面三种形式的组合形式。图是一种菊花链星型总线结构的示意图 ，以太网拓扑结构（5）网型网型结构是

5、每个节点经过环接点至少两条链路与其他节点相连，任何一条链路出故障时，数据报文可由其他链路传输，可靠性高，大型广域网均属于这种类型。网型拓扑结构如图85所示。（6）树型 树形结构是在总线结构上加分叉而形成，但不允许有闭合回路存在，如图所示。树形结构是总线结构的一般形式。和总线结构一样，一个节点发送信息，所有网上的节点都可能接收。树形结构在单个局域网络系统中采用不多，如果把多个总线网或星形网连接在一起，或者连接到另一个大型机或一个环形网上，即可形成树形拓扑结构。树形结构非常适合于分主次、分等级的层次型管理系统。 2计算机网络的协议计算机网络拓扑结构中的基本要素是：节点（模型化了的计算机、终端、交换

6、机等装置），链路（模型化了的通信线路），处理（模型化了的节点工作程序）。计算机网络中各节点之间要能够有条不紊地进行数据交换，必须遵守某些事先规定好的规则。这些规则可按功能划分成不同的层次，下层为上层提供服务，上层利用下层的服务完成本层的功能。这些规则应具有通用性，即不依赖于各节点的硬件或软件，适用于各种网络，这样的一组规则（或称为标准、约定）就叫做网络协议。网络离不开通讯，通讯离不开协议。如果通讯双方没有任何协议，则对传输的信息无法理解，更谈不上正确地处理和执行。因此，协议就是网络通讯的约定语言。层专家们采取“分而治之”的方法，把网络中两台计算机之间的通信分解为几个层次的相互通信。举个简单的例

7、子，中国某公司经理要向驻美国某韩国公司经理发一份业务联系电报，两个经理都只懂本国语言，两方的秘书都会英文，那么这个过程可分为六步，共三层，如图63所示。第一步：中方经理口述报文内容。 第二步：秘书翻译为英文。 第三步：电信局用国际通用电文码发报至美国。 第四步：美国电信局将报文码译成英文内容。 第五步：秘书将英文内容译为韩文。 第六步：美方韩国经理得知电报内容。相当于在计算机网络中，两个经理处于最高层，两个秘书处于次高层，两家电信局是最低层。在发送一方，经理的服务要求被逐层传递下去；而在接收一方，则从下向上逐层提供服务。各层进行通信，必须遵守共同的约定，这些约定就称为协议。不同的层遵守不同的协

8、议，如将中文译为英语必须符合英语语法，反之也一样，而且两家电信局必须采用同一套电报码。OSI通讯协议。随着计算机网络技术的发展，不但要求网络内部各工作站之间、工作站与服务器之间要遵守相应的协议标准，而且要求不同网络之间也能互联，这就要求网络是开放的、可以互联的。因此，国际标准化组织ISO（International Standard Organization）在1984年提出了开放式系统互联OSI（Open System Interconnection）的参考模型，即计算机网络的七层协议，如图73所示。ISO将网络通信功能分成一组层次分明的分层结构，每一层各自执行自己承担的任务，层与层之间相互

9、沟通。依靠各层次之间的功能组合，为用户提供与其他节点用户之间存取通路。每一层的目标都是为高一层提供一定的服务，数据在一个节点到另一个节点之间的通信过程，是每一层将数据和控制信息传递给紧接着它的下一层，一直到达最下一层，在最下一层通过传输介质实现与另一个节点的物理通信。这个协议为计算机网络产品的厂家提供了生产标准，大大地促进了网络技术的发展。 在OSI模型中，每一层协议都建立在下层上，并向上一层提供服务。第1至第策3层属于通信子网层，提供通信功能；第5至第7层属于资源子网层，提供资源共享功能；第4层（传输层）起看衔接上下三层的作用。每一层的主要功能如下： 物理层：组成物理通路。 数据链路层：进行

10、二进制数据流的传输。 网络层：解决多节点传送时的可靠传输通路。 会话层：进行两个应用进程之间的通信控制。 表示层：解决数据格式转换。 应用层：提供与用户应有有关的功能。 网络的体系结构层和协议的集合就叫网络的体系结构。计算机网络的组成 计算机网络从组成结构来看，由以下4个部分组成。 1通信设备 网络适配器（Network Adapter）：又称为“网卡”【NIC ： （Network Interface Card）其中Interface是界面的意思】，它负责计算机主机与传输介质间的连接、数据的发送与接收、介质访问控制方法的实现。 由于不同的传输介质使用不同的连接接口，因此网卡通常会带有不同规格

11、的接口。有些网卡可能同时带有多种接口，而有些网卡则只具备某种传输介质的接口。因此，在购买网卡时便需要根据要选用的传输介质来决定购买带有哪种接口的网卡。如果可能需要使用多种传输介质，则要购买一个带有多种接口的网卡。 一般而言，带有多种接口的网卡会稍贵一些，而只带单一接口的网卡则相对要便宜一点。此外，网卡提供的传输速率会因不同的型号而不同，通常有10Mbps和100Mbps。 中继器（Repeater）：是局域网互连的最简单的设备，用于同一局域网中的两个网段的连接，对网络中传输的模拟信号或数字信号进行放大，用以扩展局域网中连接设备的传输距离。集线器（Hub）： 其实是一种特殊的路由器，它有一个端口

12、与主干网连接，其他端口连接一组工作站，在工作站集中的地方使用集线器便于网络布线，构成一个星型结构的局域网，也便于故障的定位和排除。普通的集线器与中继器一样，都只是被动地转发信号，但是，智能型集线器具有内部处理能力，例如，它们可以接受远程管理、过滤数据或提供对网络的诊断信息交换机（Swith）交换机与集线器功能相似，不但具有集线器的“分线盒”的功能，还能选择合适的端口送出信息，可减少网络传输的信息流量，降低系统的负担，交换机因为具有路由的能力，它必须查看数据内容，所以具有一些纠错功能。连在交换机上的多个端口设备，可并行完成数据传输，因此数据传输效率可大大提高。 网桥（Bridge）：它是两个同类

13、局域网的连接设备【所谓同类网络，是指网络操作系统相同的网络，但使用不同通信协议的网络】，网桥有一个中央处理器，负责分配缓冲区，提供网络管理和站点的维护，它还有两个局域网控制器，完成媒体接入控制，实现网络的互联，通过网桥可在扩大物理范围的同时也提高可靠性，可以使用不同的物理媒体；增加工作站的数量；分割大型局域网为几个小型局域网，便于管理和通讯，使整体性能提高。路由器（Router）： 路由器是一种配备了专门软件的用于网络互连的专用计算机，它可以将数据从一个网络传送到另一个网络，当两台位于不同网络（不管是同类网还是异类网）的计算机进行通讯时，如果中间要跨越多个网络，路由器还可以为数据传输选择最佳的

14、传输路径，因此路由器往往比喻为网络上的交通警。一般说来，异种网络互联或多个子网互联都应采用路由器。用路由器互联的网络，常见于互联多个局域网、局域网与广域网以及不同类型网络。网关（Gateway）：网关是一种配备了专门软件的用于网络互连的专用计算机，它可以使具有不同通讯协议的网络相互进行通讯，例如：Novel公司的Netware网络和微软公司的NT网络分别使用不同的通讯协议，通过网关就可以使两个网络中的计算机进行通讯。因此通常把网关比喻为网络的翻译员。传输介质：传输介质的选择也是重要的一环。它决定了网络的传输率、局域网的最大长度、传输的可靠性以及网络适配器的复杂性。它可以是有形的，也可以是无形的

15、。目前使用较多的有形传输介质有：双绞线、同轴电缆（细缆）以及光缆等。a）用细缆（同轴电缆）一般是进行总线型连网，除了需要网络接口卡外还需要使用BNC连接器（BNC connector）， BNC连接器并不包含电子元件因此十分便宜，由于使用同轴细缆连接经济简单，故目前仍然有部分网络使用细缆作为传输介质。b）双绞线 双绞线是计算机网络中一种用于连接计算机的电缆。双绞线由4对相互绞在一起的铜线组成，双绞线由此而得名。双绞线的数据传输速率可以是10Mbps或100Mbps，正式的名称分别为10Base-T和100Base-T。 双绞线的优点是在保持网络性能的同时进一步降低了成本，并且在某台计算机因故障

16、或其他原因与网络断连时不会影响其他的计算机。同时，在网络的布线安装方面也更加容易和方便。 使用双绞线进行联网时需要使用一个集线器的设备。网络中所有的计算机都连接到集线器中，因此形成一个星型的网络拓扑结构。如图8.3所示是使用双绞线和集线器进行连接的示意图。由于网络中所有的计算机都是利用集线器进行通信传输，因此，当集线器出现故障时便很容易导致整个网络完全瘫痪。这也是使用双绞线进行联网的一个缺点。c） 光纤光纤也是计算机网络中用于连接计算机的传输介质，光纤利用光的折射原理进行数据的传输。由于计算机不能直接处理光信号，因此在使用光纤进行数据的发送或接收时需要利用光调制解调器将电信号转换为光信号或将光

17、信号转换为电信号。 使用光纤作为传输介质有很多好处。首先是光纤的数据传输速率很高，通常为100Mbps，而且光不会引起电磁干扰也不会受电磁干扰，因此不受线路附近干扰源（例如变压器等）的影响；其次光纤传输信号的距离比导线传输的距离要远得多；第三，光纤可在单位时间内传输比导线更多的信息；第四是利用光传输数据只需要一根光纤便可以实现数据的传送，而使用电信号则至少需要两根导线。但使用光纤也有其不足之处。首先是光纤的连接比较困难，需要使用专门的设备以保证精确的连接；其次，与同轴电缆和双绞线相比光纤的价格较为昂贵；第三，当光纤在护套中断裂时，要确定其故障位置十分困难，而且要修复断裂的光纤也不容易。d） 调

18、制解调器 在数据通信中，为了达到高效和低成本的目的，人们往往利用现成的遍布全世界的电 话网。在利用电话网进行计算机通信时，需要把计算机输出的数字信号转换成模拟信号，这一过程称为调制（MODULATION）。接收端将收到的模拟信号复原成数字信号，称为解调（DEMODULATION）。承担调制和解调任务的装置称为调制解调器（Modem），俗称“猫”。目前使用较多的无形传输介质有：a）无线电短波通讯 在一些电缆光纤难于通过或施工困难的场合，例如高山、湖泊或岛屿等，即使在城市中挖开马路铺设电缆有时也很不划算，特别是通信距离很远，对通信安全性要求不高，铺设电缆或光纤既昂贵又费时，如果利用无线电波等无线传

19、输介质在自由空间传播，就会有较大的机动灵活性，可以轻松实现多种通信，抗自然灾害能力和可靠性也较高。 计算机利用无线电波进行数据传输时无需使用物理连接，这时连接双方的计算机则需要安装上接受器和发射器。由于无线电波不能沿地球表面的弯曲传送，因此当需要进行长距离的数据传输时就往往需要借助卫星作为中转传输。b）微波 简单来说，微波就是频率较高的无线电波。微波的传输特性与普通的无线电波不同。无线电波在发送时向各个方向传播，而微波的传输则集中在某个方向。由于微波不能穿透金属障碍物，因此用于微波发送与接受接收的装置往往安装在较高的地方。微波通讯主要有两种方式：地面微波接力通讯和卫星通讯。 c）红外线 日常生

20、活中所用的电视机、音响设备和空调机等的遥控器就是利用红外线的进行通信的典型例子。利用红外线进行计算机之间的数据传输通常限制在一个比较小的范围，并且要求发送器直接指向接收器，在发送器和接收器不能有障碍物。尽管如此，在某些特定的场合使用红外线进行网络连接仍然是一种比较好的解决方案。 d）激光 利用激光也可以进行数据传输。激光能够长距离地直线传输，但是不能被阻挡。同时，激光容易受到恶劣天气（如：雨、雪和雾）的影响，因此使其在用于数据传输方面的应用受到了限制。 e）卫星通信 卫星通信就是利用位于36000km高空的人造地球同步卫星作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信可以克

21、服地面微波通信的距离限制，其最大特点就是通信距离远，而且通信费用与通信距离无关。 卫星通信的优点是：卫星通信的频带比微波接力通信更宽，通信容量更大，信号所受到的干扰也较小，误码率也较小，通信比较稳定可靠。 卫星通信的缺点是：传播时延较长。 f） VSAT卫星通信VSAT（Very Small Aperture Terminal，甚小口径终端）是20世纪80年代末发展起来并于90年代得到广泛应用的新一代数字卫星通信系统。VSAT网通常由一个卫星转发器、一个大型主站和大量的VSAT小站组成，能单双向传输数值、语音、图像、视频等多媒体综合业务。 VSAT具有很多优点，例如：设备简单、体积小、耗电少、

22、组网灵活、安装维护简便、通信效率高等，尤其适宜大量分散的业务量较小的用户共享主站，所以许多部门和企业多使用VSAT网来建设内部专用网。2用户端设备 从网络中计算机之间的关系来看，计算机网络通常有两种模式：客户服务器模式和对等网模式。 在对等网络中，每一个工作站都可以共享其他工作站中的资源，同时每个工作站本身的资源也可以被网络中的其他工作站所使用，在网络中没有一个集中管理和控制的机制：因此，一般在网络规模很小和工作比较简单的时候才使用这种方式的网络。3网络操作系统1）、Windows操作系统 一般情况下客户端和服务器的操作系统是不同的，Windows 2003 Server是服务器端的操作系统，

23、Windows XP Professional是客户端的操作系统。否则在速度上会有很大的影响的。 Windows XP Professional 在组建小型的对等网时，Windows XP Professional是最佳选择。它虽然是单机操作系统，但它具有优良网络性能。利用Windows XP组建网络不需要专用服务器的支持。Windows XP内置了点对点（Peer-to-Peer）网络工作模式的支持，利用此功能可以方便地实现多台计算机的互联，并共享其资源。此外，Windows XP集成了IPX/SPX、TCP/IP、NetBEUI等多种协议，所以当我们将Windows XP工作站接入NetW

24、are、Windows NT/2000等网络服务器时，操作相当简单，工作也很稳定。 Windows 2003 Server（Windows 2000 Server） Windows 2003 Server是一个纯粹的为网络服务器量身定做的操作系统，也是目前最为流行的一种网络操作系统。它对硬件的要求比较高，但物有所值。除了拥有Windows XP Professional的所有功能，而且可以担当文件、打印应用程序服务器平台。 2）、UNIX操作系统 UNIX是最早的操作系统了，从20世纪60年代末出现直到现在，UNIX以它无法比拟的安全性和稳定性，一直受到大型软件公司的青睐。作为个人和网络操作系

25、统，UNIX广泛地在工程应用、计算机设计和大型研究室等非常重要领域使用。UNIX的安全性和稳定性高、方便连接网络；它的不足之处是：界面色彩少，比较单一，给人一种机械感。窗口中的功能比较少，不容易操作，对一般的用户来说很难掌握。而且UNIX的开发商比较少，开发出的版本之间又大多数不兼容，因此它对于新软件和新硬件设备的兼容性比较差。这些将它使用的范围局限在了专业软件要求较高的开发公司，或者对安全性要求非常高的大型企业。 3）、Linux操作系统 Linux 是由许多软件爱好者集体开发的，目的就是给所有用户一个免费的操作系统，所以他们将这个操作系统的大部分源代码进行了公开。公开就等于共享，它可以被许

26、多的软硬件供应商免费使用，加强了系统的兼容性。Linux的特点是：开放的源代码，可以运行在多种硬件平台上，支持大量的外部设备，支持TCP/IP、SLIP（串行线路接口协议）和PPP（点到点协议），稳定性和安全性比较高。Linux存在的问题是：版本繁多，不同版本间存在大量的不兼容之处。界面友好性差。4）、Netware操作系统 NetWare操作系统是早期最流行的网络服务器的操作系统。在桌上电脑逐渐流行的20世纪90年代初期，Novell公司推出的NetWare几乎垄断了整个网络市场，风靡一时。但是，当大多数的操作系统生产厂家顺着时代发展，把更多的精力投入到因特网的连接和访问功能时，NetWar

27、e却落在了后面，当它醒悟推出新的产品时，已经受网络操作系统的后起之秀Windows NT和Windows 2000 Server的巨大冲击。NetWare最大优点就是对网络的硬件配置要求低。NetWare 操作系统有两个最大的不足之处： （1） 不能组建对等网；过分强调IPX/SPX，从而影响了连接登录因特网的能力。所以它仍然是侧重于内部网的建设管理。这是和现代局域网要求不完全统一的。 （2） 安装及管理维护使用的是陈旧的字符界面，很不友好。用户和管理员需要记住许多难于理解的命令和参数。所以管理起来很复杂。 4网络协议为了使两台计算机通过网络进行通信，通信双方关于通信如何进行达成一致的约定，即规定了计算机在网上互通信息的规则，如TCPIP协议等。计算机网络的功能 计算机网络千差万别，用途也不尽相同，其功能主要表现在以下四个方面： 1资源共享 充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）是计算机网络组网的目的之一。计算机的许多资源是十分昂贵的，不可能为每个用户所拥有。例如，进行复杂运算的巨型计算机、海量存储器