㈠ 计算机网络的发展
计算机网络的发展
事实上计算机网络是二十世纪60年代起源于美国,原本用于军事通讯,后逐渐进入民用,经过短短40年不断的发展和完善,现已广泛应用于各个领域,并正以高速向前迈进。20年前,在我国很少有人接触过网络。现在,计算机通信网络以及Internet已成为我们社会结构的一个基本组成部分。网络被应用于工商业的各个方面,包括电子银行、电子商务、现代化的企业管理、信息服务业等都以计算机网络系统为基础。从学校远程教育到政府日常办公乃至现在的电子社区,很多方面都离不开网络技术。可以不夸张地说,网络在当今世界无处不在。
随着计算机网络技术的蓬勃发展,计算机网络的发展大致可划分为4个阶段。
第一阶段:诞生阶段
20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2 000多个终端组成的飞机定票系统。终端是一台计算机的外部设备包括显示器和键盘,无CPU和内存。随着远程终端的增多,在主
机前增加了前端机(FEP)。当时,人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来,实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统”,但这样的通信系统已具备了网络的雏形。
第二阶段:形成阶段
20世纪60年代中期至70年代的第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来,为用户提供服务,兴起于60年代后期,典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPANET。主机之间不是直接用线路相连,而是由接口报文处理机(IMP)转接后互联的。IMP和它们之间互联的通信线路一起负责
主机间的通信任务,构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序,提供资源共享,组成了资源子网。这个时期,网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”,形成了计算机网络的基本概念。
第三阶段:互联互通阶段
20世纪70年代末至90年代的第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。ARPANET兴起后,计算机网络发展迅猛,各大计算机公司相继推出自己的网络体系结构及实现这些结构的软硬件产品。由于没有统一的标准,不同厂商的产品之间互联很困难,人们迫切需要一种开放性的标准化实用网络环境,这样应运而生了两种国际通用的最重要的体系结构,即TCP/IP体系结构和国际标准化组织的OSI体系结构。
第四阶段:高速网络技术阶段
20世纪90年代末至今的第四代计算机网络,由于局域网技术发展成熟,出现光纤及高速网络技术,多媒体网络,智能网络,整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统,发展为以Internet为代表的互联网。
㈡ 计算机网络知识
计算机网络 课程的特点是计算机技术与通信技术的结合,从事计算机网络课程教学的教师应具备计算机网络建设、管理和研究的背景。下面是我整理的一些关于计算机网络入门知识的相关资料,供你参考。
计算机网络知识大全
一、计算机网络基础
对“计算机网络”这个概念的理解和定义,随着计算机网络本身的发展,人们提出了各种不同的观点。
早期的计算机系统是高度集中的,所有的设备安装在单独的大房间中,后来出现了批处理和分时系统,分时系统所连接的多个终端必须紧接着主计算机。50年代中后期,许多系统都将地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上,这样就出现了第一代计算机网络。
第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机定票系统。
终端:一台计算机的外部设备包括CRT控制器和键盘,无GPU内存。
随着远程终端的增多,在主机前增加了前端机FEP当时,人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来,实现远程信息处理或近一步达到资源共享的系统”,但这样的通信系统己具备了通信的雏形。
第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来,为用户提供服务,兴起于60年代后期,典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPAnet。
主机之间不是直接用线路相连,而是接口报文处理机IMP转接后互联的。IMP和它们之间互联的通信线路一起负责主机间的通信任务,构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序,提供资源共享,组成了资源子网。
两个主机间通信时对传送信息内容的理解,信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必须遵守一个共同的约定,称为协议。
在ARPA网中,将协议按功能分成了若干层次,如何分层,以及各层中具体采用的协议的总和,称为网络体系结构,体系结构是个抽象的概念,其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的。
70年代至80年代中第二代网络得到迅猛的发展。
第二代网络以通信子网为中心。这个时期,网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”,形成了计算机网络的基本概念。
第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。
IS0在1984年颁布了0SI/RM,该模型分为七个层次,也称为0SI七层模型,公认为新一代计算机网络体系结构的基础。为普及局域网奠定了基础。(^60090922a^1)
70年代后,由于大规模集成电路出现,局域网由于投资少,方便灵活而得到了广泛的应用和迅猛的发展,与广域网相比有共性,如分层的体系结构,又有不同的特性,如局域网为节省费用而不采用存储转发的方式,而是由单个的广播信道来连结网上计算机。
第四代计算机网络从80年代末开始,局域网技术发展成熟,出现光纤及高速网络技术,多媒体,智能网络,整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统,发展为以Internet为代表的互联网。
计算机网络:将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统。
从定义中看出涉及到三个方面的问题:
(1)至少两台计算机互联。
(2)通信设备与线路介质。
(3)网络软件,通信协议和NOS
二、计算机网络的分类
用于计算机网络分类的标准很多,如拓扑结构,应用协议等。但是这些标准只能反映网络某方面的特征,最能反映网络技术本质特征的分类标准是分布距离,按分布距离分为LAN,MAN,WAN,Internet。
1.局域网
几米——10公里。小型机,微机大量推广后发展起来的,配置容易,速率高,4Mbps~2GbpS。 位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层。
2.都市网
10公里——100公里。对一个城市的LAN互联,采用IEEE802.6标准,50Kbps~l00Kbps,位于一座城市中。
3.广域网
也称为远程网,几百公里——几千公里。发展较早,租用专线,通过IMP和线路连接起来,构成网状结构,解决循径问题,速率为9.6Kbps~45Mbps 如:邮电部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN网。
4.互联网
并不是一种具体的网络技术,它是将不同的物理网络技术按某种协议统一起来的一种高层技术。
三、局域网的特征
局域网分布范围小,投资少,配置简单等,具有如下特征:
(1)传输速率高:一般为1Mbps--20Mbps,光纤高速网可达100Mbps,1000MbpS
(2)支持传输介质种类多。
(3)通信处理一般由网卡完成。
(4)传输质量好,误码率低。
(5)有规则的拓扑结构。
四、局域网的组成
局域网一般由服务器、工作站、网卡和传输介质四部分组成。
1.服务器
运行网络0S,提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能,是网络控制的核心。
从应用来说较高配置的普通486以上的兼容机都可以用于文件服务器,但从提高网络的整体性能,尤其是从网络的系统稳定性来说,还是选用专用服务器为宜。
目前常见的NOS主要有Netware,Unix和Windows NT三种。
(1)Netware:
流行版本V3.12,V4.11,V5.0,对硬件要求低,应用环境与DOS相似,技术完善,可靠,支持多种工作站和协议,适于局域网操作系统,作为文件服务器,打印服务器性能好。
(2)Unix:
一种典型的32位多用户的NOS,主要应用于超级小型机,大型机上,目前常用版本有Unix SUR4.0。支持网络文件系统服务,提供数据等应用,功能强大,不易掌握,命令复杂,由AT&T和SCO公司推出。
(3)Windows NT Server 4.0:
一种面向分布式图形应用程序的完整平台系统,界面与Win95相似,易于安装和管理,且集成了Internet网络管理工具,前景广阔。
服务器分为文件服务器,打印服务器,数据库服务器,在Internet网上,还有Web,FTP,E-mail等服务器。
网络0S朝着能支持多种通信协议,多种网卡和工作站的方向发展。
2.工作站
可以有自己的0S,独立工作;通过运行工作站网络软件,访问Server共享资源,常见有DOS工作站,Windows 95工作站。
3.网卡
将工作站式服务器连到网络上,实现资源共享和相互通信,数据转换和电信号匹配。
网卡(NTC)的分类:
(1)速率:10Mbps,100Mbps
(2)总线类型:ISA/PCI
(3)传输介质接口:
单口:BNC(细缆)或RJ-45(双绞线)。(^60090922b^2)
4.传输介质
目前常用的传输介质有双绞线,同轴电缆,光纤等。
(1)双绞线(TP):
将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中,为了降低干扰,每对相互扭绕而成。分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。局域网中UTP分为3类,4类,5类和超5类四种。
以AMP公司为例:
3类:10Mbps,皮薄,皮上注“cat3”,箱上注“3类”,305米/箱,400元/箱。
4类:网络中用的不多。
5类:(超5类)100Mbps,10Mbps,皮厚,匝密,皮上注“cat5”,箱上注5类,305米/箱,600—700元/箱(每段100米,接4个中继器,最大500米)。
接线顺序:
正常: 白桔 桔 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕
(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8
集联: 白绿 绿 白桔 棕 白棕 桔 白蓝 蓝
(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8
STP:内部与UTP相同,外包铝箔,Apple,IBM公司网络产品要求使用STP双绞线,速率高,价格贵。
(2)同轴电缆:
由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成,两导体间用绝缘材料隔开。
按直径分为粗缆和细缆。
粗缆:传输距离长,性能高但成本高,使用于大型局域网干线,连接时两端需终接器。
A.粗缆与外部收发器相连。
B.收发器与网卡之间用AUI电缆相连。
C.网卡必须有AUI接口:每段500米,100个用户,4个中继器可达2500米,收发器之间最小2.5米,收发器电缆最大50米。
细缆:传输距离短,相对便宜,用T型头,与BNC网卡相连,两端安50欧终端电阻。
每段185米,4个中继器,最大925米,每段30个用户,T型头之间最小0.5米。 按传输频带分为基带和宽带传输。
基带:数字信号,信号占整个信道,同一时间内能传送一种信号。
宽带:传送的'是不同频率的信号。
(3)光纤:
应用光学原理,由光发送机产生光束,将电信号变为光信号,再把光信号导入光纤,在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号,并把它变为电信号,经解码后再处理。分为单模光纤和多模光纤。绝缘保密性好。
单模光纤:由激光作光源,仅有一条光通路,传输距离长,2公里以上。
多模光纤:由二极管发光,低速短距离,2公里以内。
五、局域网的几种工作模式
1.专用服务器结构(Server-Baseb)
又称为“工作站/文件服务器”结构,由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件,共享存储设备。
文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。 对于一般的数据传递来说已经够用了,但是当数据库系统和其他复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来的时候,服务器已经不能承担这样的任务了,因为随着用户的增多,为每个用户服务的程序也增多,每个程序都是独立运行的大文件,给用户感觉极慢,因此产生了客户机/服务器模式。
2.客户机/服务器模式(client/server)
其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取,称为服务器,而将其他的应用处理工作分散到网络中其他微机上去做,构成分布式的处理系统,服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式,因此,C/S由的服务器也称为数据库服务器,注重于数据定义及存取安全后备及还原,并发控制及事务管理,执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能,它有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去,减轻了网络的传输负荷。C/S结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。
3.对等式网络(Peer-to-Peer)
在拓扑结构上与专用Server与C/S相同。在对等式网络结构中,没有专用服务器 每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。
㈢ 1. 计算机网络的发展可划分为几个阶段每个阶段各有何特点
一:第一阶段可以追溯到20世纪50年代。那时人们开始将彼此独立发展的计算机技术与通信技术结合起来,完成了数据通信与计算机通信网络的研究,为计算机网络的出现做好了技术准备,奠定了理论基础。
二:分组交换的产生:
20世纪60年代,美苏冷战期间,美国国防部领导的远景研究规划局ARPA提出要研制一种崭新的网络对付来自前苏联的核攻击威胁。因为当时,传统的电路交换的电信网虽已经四通八达,但战争期间,一旦正在通信的电路有一个交换机或链路被炸,则整个通信电路就要中断,如要立即改用其他迂回电路,还必须重新拨号建立连接,这将要延误一些时间。
这个新型网络必须满足一些基本要求:
1:不是为了打电话,而是用于计算机之间的数据传送。
2:能连接不同类型的计算机。
3:所有的网络节点都同等重要,这就大大提高了网络的生存性。
4:计算机在通信时,必须有迂回路由。当链路或结点被破坏时,迂回路由能使正在进行的通信自动地找到合适的路由。
5:网络结构要尽可能地简单,但要非常可靠地传送数据。
根据这些要求,一批专家设计出了使用分组交换的新型计算机网络。而且,用电路交换来出传送计算机数据,其线路的传输速率往往很低。因为计算机数据是突发式地出现在传输线路上的,比如,当用户阅读终端屏幕上的信息或用键盘输入和编辑一份文件时或计算机正在进行处理而结果尚未返回时,宝贵的通信线路资源就被浪费了。
分组交换是采用存储转发技术。把欲发送的报文分成一个个的“分组”,在网络中传送。分组的首部是重要的控制信息,因此分组交换的特征是基于标记的。分组交换网由若干个结点交换机和连接这些交换机的链路组成。从概念上讲,一个结点交换机就是一个小型的计算机,但主机是为用户进行信息处理的,结点交换机是进行分组交换的。每个结点交换机都有两组端口,一组是于计算机相连,链路的速率较低。一组是于高速链路和网络中的其他结点交换机相连。注意,既然结点交换机是计算机,那输入和输出端口之间是没有直接连线的,它的处理过程是:将收到的分组先放入缓存,结点交换机暂存的是短分组,而不是这个长报文,短分组暂存在交换机的存储器(即内存)中而不是存储在磁盘中,这就保证了较高的交换速率。再查找转发表,找出到某个目的地址应从那个端口转发,然后由交换机构将该分组递给适当的端口转发出去。各结点交换机之间也要经常交换路由信息,但这是为了进行路由选择,当某段链路的通信量太大或中断时,结点交换机中运行的路由选择协议能自动找到其他路径转发分组。通讯线路资源利用率提高:当分组在某链路时,其他段的通信链路并不被目前通信的双方所占用,即使是这段链路,只有当分组在此链路传送时才被占用,在各分组传送之间的空闲时间,该链路仍可被其他主机发送分组。可见采用存储转发的分组交换的实质上是采用了在数据通信的过程中动态分配传输带宽的策略。
三:因特网时代
internet的基础结构大体经历了三个阶段的演进,这三个阶段在时间上有部分重叠。
1:从单个网络ARPAnet向互联网发展:1969年美国国防部创建了第一个分组交换网ARPAnet只是一个单个的分组交换网,所有想连接在它上的主机都直接于就近的结点交换机相连,它规模增长很快,到70年代中期,人们认识到仅使用一个单独的网络无法满足所有的通信问题。于是ARPA开始研究很多网络互联的技术,这就导致后来的互联网的出现。1983年TCP/IP协议称为ARPAnet的标准协议。同年,ARPAnet分解成两个网络,一个进行试验研究用的科研网ARPAnet,另一个是军用的计算机网络MILnet。1990,ARPAnet因试验任务完成正式宣布关闭。
2:建立三级结构的因特网:1985年起,美国国家科学基金会NSF就认识到计算机网络对科学研究的重要性,1986年,NSF围绕六个大型计算机中心建设计算机网络NSFnet,它是个三级网络,分主干网、地区网、校园网。它代替ARPAnet称为internet的主要部分。1991,NSF和美国政府认识到因特网不会限于大学和研究机构,于是支持地方网络接入,许多公司的纷纷加入,使网络的信息量急剧增加,美国政府就决定将因特网的主干网转交给私人公司经营,并开始对接入因特网的单位收费。
3:多级结构因特网的形成:1993年开始,美国政府资助的NSFnet就逐渐被若干个商用的因特网主干网替代,这种主干网也叫因特网辅助提供者ISP,考虑到因特网商用化后可能出现很多的ISP,为了使不同ISP经营的网络能够互通,在1994创建了4个网络接入点NAP分别有4个电信公司经营,本世纪初,美国的NAP达到了十几个。NAP是最高级的接入点,它主要是向不同的ISP提供交换设备,是它们相互通信。现在的因特网已经很难对其网络结构给出很精细的描述,但大致可分为五个接入级:网络接入点NAP,多个公司经营的国家主干网,地区ISP,本地ISP,校园网、企业或家庭PC机上网用户。
㈣ 一个计算机网络组成包括什么
计算机网络
连接分散计算机设备以实现信息传递的系统
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
定义分类
按广义
计算机网络也称计算机通信网。关于计算机网络的最简单定义是:一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。若按此定义,则早期的面向终端的网络都不能算是计算机网络,而只能称为联机系统(因为那时的许多终端不能算是自治的计算机)。但随着硬件价格的下降,许多终端都具有一定的智能,因而“终端”和“自治的计算机”逐渐失去了严格的界限。若用微型计算机作为终端使用,按上述定义,则早期的那种面向终端的网络也可称为计算机网络。
另外,从逻辑功能上看,计算机网络是以传输信息为基础目的,用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合,一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。
从用户角度看,计算机网络是这样定义的:存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。由它调用完成用户所调用的资源,而整个网络像一个大的计算机系统一样,对用户是透明的。
一个比较通用的定义是:利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来,以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。
从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说,计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。
最简单的计算机网络就只有两台计算机和连接它们的一条链路,即两个节点和一条链路。
按连接
计算机网络就是通过线路互连起来的、自治的计算机集合,确切的说就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来,并配置网络软件,以实现计算机资源共享的系统。
按需求
计算机网络就是由大量独立的、但相互连接起来的计算机来共同完成计算机任务。这些系统称为计算机网络(computer networks)
发展历程
自从计算机网络出现以后,它的发展速度与应用的广泛程度十分惊人。纵观计算机网络的发展,其大致经历了以下四个阶段:
诞生阶段
20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统,典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机订票系统,终端是一台计算机的外围设备,包括显示器和键盘,无CPU和内存。随着远程终端的增多,在主机前增加了前端机(FEP)。当时,人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来,实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统”,这样的通信系统已具备网络的雏形。
形成阶段
20世纪60年代中期至70年代的第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来,为用户提供服务,兴起于60年代后期,典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPANET。主机之间不是直接用线路相连,而是由接口报文处理机(IMP)转接后互联的。IMP和它们之间互联的通信线路一起负责主机间的通信任务,构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序,提供资源共享,组成资源子网。这个时期,网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”,形成了计算机网络的基本概念
互联互通阶段
20世纪70年代末至90年代的第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵守国际标准的开放式和标准化的网络。ARPANET兴起后,计算机网络发展迅猛,各大计算机公司相继推出自己的网络体系结构及实现这些结构的软硬件产品。由于没有统一的标准,不同厂商的产品之间互联很困难,人们迫切需要一种开放性的标准化实用网络环境,这样应运而生了两种国际通用的最重要的体系结构,即TCP/IP体系结构和国际标准化组织的OSI体系结构。
高速网络技术阶段
20世纪90年代至今的第四代计算机网络,由于局域网技术发展成熟,出现光纤及高速网络技术,整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统,发展为以因特网( Internet)为代表的互联网。
组成
计算机网络的分类与一般的事物分类方法一样,可以按事物所具有的不同性质特点(即事物的属性)分类。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空间)以及相应的应用软件四部分。
功能
数据通信
数据通信是计算机网络的最主要的功能之一。数据通信是依照一定的通信协议,利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。它可实现计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间的数据信息传递,是继电报、电话业务之后的第三种最大的通信业务。数据通信中传递的信息均以二进制数据形式来表现,数据通信的另一个特点是总是与远程信息处理相联系,是包括科学计算、过程控制、信息检索等内容的广义的信息处理。
㈤ 简述计算机网络的形成与发展过程
计算机网络的形成与发展经历了四个阶段:
1.第1阶段:20世纪60年代末到20世纪70年代初为计算机网络发展的萌芽阶段。
其主要特征是:为了增加系统的计算能力和资源共享,把小型计算机连成实验性的网络。第一个远程分组交换网叫ARPANET,是由美国国防部于1969年建成的,第一次实现了由通信网络和资源网络复合构成计算机网络系统。
2.第2阶段:20世纪70年代中后期是局域网络(LAN)发展的重要阶段。
其主要特征为:局域网络作为一种新型的计算机体系结构开始进入产业部门。局域网技术是从远程分组交换通信网络和I/O总线结构计算机系统派生出来的。
1976年,美国Xerox公司的Palo Alto研究中心推出以太网(Ethernet),它成功地采用了夏威夷大学ALOHA无线电网络系统的基本原理,使之发展成为第一个总线竞争式局域网络。
3.第3阶段:整个20世纪80年代是计算机局域网络的发展时期。
其主要特征是:局域网络完全从硬件上实现了ISO的开放系统互连通信模式协议的能力。
计算机局域网及其互连产品的集成,使得局域网与局域互连、局域网与各类主机互连,以及局域网与广域网互连的技术越来越成熟。综合业务数据通信网络(ISDN)和智能化网络(IN)的发展,标志着局域网络的飞速发展。
4.第4阶段:20世纪90年代初至现在是计算机网络飞速发展的阶段。
其主要特征是:计算机网络化,协同计算能力发展以及全球互连网络(Internet)的盛行。计算机的发展已经完全与网络融为一体,体现了“网络就是计算机”的口号。
拓展资料:
计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件、软件、数据信息等资源。计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个,即连通性和共享。
简单来说,计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。
㈥ 计算机网络的定义分类和功能
计算机网络的定义分类:
按广义定义
从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说,计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。
最简单的计算机网络就只有两台计算机和连接它们的一条链路,即两个节点和一条链路。
按连接定义
计算机网络就是通过线路互连起来的、资质的计算机集合,确切的说就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来,并配置网络软件,以实现计算机资源共享的系统。
按需求定义
计算机网络就是由大量独立的、但相互连接起来的计算机来共同完成计算机任务。这些系统称为计算机网络(computer networks)
计算机网络的基本功能:
1. 数据通信
数据通信是计算机网络基本的功能,可实现不同地理位置的计算机与终端、计算机与计算机之间的数据传输。
2. 资源共享
资源共享包括网络中软件、硬件和数据资源的共享,这是计算机网络最主要和最有吸引力的功能。
3. 集中管理
4. 分布式处理
5. 可靠性高
6. 均衡负荷
7. 综合信息服务
㈦ 简答题:计算机网络中物理层的主要任务是什么
计算机网络中物理层的主要任务是以下三点:
1.为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接。所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两个数据终端设备间连接起来,形成一条通路。
2.传输数据,物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过,二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞。传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或全双工,同步或异步传输的需要。
3. 完成物理层的一些管理工作。
物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。DTE即数据终端设备,又称物理设备,如计算机、终端等都包括在内。而DCE则是数据通信设备或电路连接设备,如调制解调器等。数据传输通常是经过DTE──DCE,再经过DCE──DTE的路径。互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置,如各种插头、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头,接收器,发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器。
㈧ 计算机网络发展可分为几个阶段每个阶段各有什么特点
1、第一代计算机网络——远程终端联机阶段。
2、第二代计算机网络——计算机网络阶段。
3、第三代计算机网络——计算机网络互联阶段。
4、第四代计算机网络——国际互联网与信息高速公路阶段。
计算机网络的分类与一般的事物分类方法一样,可以按事物所具有的不同性质特点(即事物的属性)分类。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。
总的来说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空间)以及相应的应用软件四部分。
(8)计算机网络形成任务扩展阅读:
计算机网络可按网络拓扑结构、网络涉辖范围和互联距离、网络数据传输和网络系统的拥有者、不同的服务对象等不同标准进行种类划分。一般按网络范围划分为:局域网(LAN);城域网(MAN);广域网(WAN)。
局域网的地理范围一般在10千米以内,属于一个部门或一组群体组建的小范围网,例如一个学校、一个单位或一个系统等。广域网涉辖范围大,一般从几十千米至几万千米。
例如一个城市,一个国家或者洲际网络,此时用于通信的传输装置和介质一般由电信部门提供,能实现较大范围的资源共享。城域网介于LAN和WAN之间,其范围通常覆盖一个城市或地区,距离从几十千米到上百千米。
局部区域网络(local area network)通常简称为"局域网",缩写为LAN。局域网是结构复杂程度最低的计算机网络。局域网仅是在同一地点上经网络连在一起的一组计算机。局域网通常挨得很近,它是目前应用最广泛的一类网络。通常将具有如下特征的网称为局域网。
1、网络所覆盖的地理范围比较小。通常不超过几十公里,甚至只在一幢建筑或一个房间内。
2、信息的传输速率比较高,其范围自1Mbps 到10Mbps ,已达到100Mbps 。而广域网运行时的传输率一般为2400bps 、9600bps 或者38.4kbps 、56.64kbps 。专用线路也只能达到1.544Mbps 。
3、网络的经营权和管理权属于某个单位。
㈨ 计算机网络第四章(网络层)
4.1、网络层概述
简介
网络层的主要任务是 实现网络互连 ,进而 实现数据包在各网络之间的传输
这些异构型网络N1~N7如果只是需要各自内部通信,他们只要实现各自的物理层和数据链路层即可
但是如果要将这些异构型网络互连起来,形成一个更大的互联网,就需要实现网络层设备路由器
有时为了简单起见,可以不用画出这些网络,图中N1~N7,而将他们看做是一条链路即可
要实现网络层任务,需要解决一下主要问题:
网络层向运输层提供怎样的服务(“可靠传输”还是“不可靠传输”)
在数据链路层那课讲过的可靠传输,详情可以看那边的笔记:网络层对以下的 分组丢失 、 分组失序 、 分组重复 的传输错误采取措施,使得接收方能正确接受发送方发送的数据,就是 可靠传输 ,反之,如果什么措施也不采取,则是 不可靠传输
网络层寻址问题
路由选择问题
路由器收到数据后,是依据什么来决定将数据包从自己的哪个接口转发出去?
依据数据包的目的地址和路由器中的路由表
但在实际当中,路由器是怎样知道这些路由记录?
由用户或网络管理员进行人工配置,这种方法只适用于规模较小且网络拓扑不改变的小型互联网
另一种是实现各种路由选择协议,由路由器执行路由选择协议中所规定的路由选择算法,而自动得出路由表中的路有记录,这种方法更适合规模较大且网络拓扑经常改变的大型互联网
补充 网络层(网际层) 除了 IP协议 外,还有之前介绍过的 地址解析协议ARP ,还有 网际控制报文协议ICMP , 网际组管理协议IGMP
总结
4.2、网络层提供的两种服务
在计算机网络领域,网络层应该向运输层提供怎样的服务(“ 面向连接 ”还是“ 无连接 ”)曾引起了长期的争论。
争论焦点的实质就是: 在计算机通信中,可靠交付应当由谁来负责 ?是 网络 还是 端系统 ?
面向连接的虚电路服务
一种观点:让网络负责可靠交付
这种观点认为,应借助于电信网的成功经验,让网络负责可靠交付,计算机网络应模仿电信网络,使用 面向连接 的通信方式。
通信之前先建立 虚电路 (Virtual Circuit),以保证双方通信所需的一切网络资源。
如果再使用可靠传输的网络协议,就可使所发送的分组无差错按序到达终点,不丢失、不重复。
发送方 发送给 接收方 的所有分组都沿着同一条虚电路传送
虚电路表示这只是一条逻辑上的连接,分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送,而并不是真正建立了一条物理连接。
请注意,电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。
因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似,但并不完全一样
无连接的数据报服务
另一种观点:网络提供数据报服务
互联网的先驱者提出了一种崭新的网络设计思路。
网络层向上只提供简单灵活的、 无连接的 、 尽最大努力交付 的 数据报服务 。
网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组(即 IP 数据报)独立发送,与其前后的分组无关(不进行编号)。
网络层不提供服务质量的承诺 。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序(不按序到达终点),当然也不保证分组传送的时限。
发送方 发送给 接收方 的分组可能沿着不同路径传送
尽最大努力交付
如果主机(即端系统)中的进程之间的通信需要是可靠的,那么就由网络的 主机中的运输层负责可靠交付(包括差错处理、流量控制等) 。
采用这种设计思路的好处是 :网络的造价大大降低,运行方式灵活,能够适应多种应用。
互连网能够发展到今日的规模,充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。
虚电路服务与数据报服务的对比
对比的方面 虚电路服务 数据报服务
思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证
连接的建立 必须有 不需要
终点地址 仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有终点的完整地址
分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由进行转发
当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组,一些路由可能会发生变化
分组的顺序 总是按发送顺序到达终点 到达终点时不一定按发送顺序
端到端的差错处理和流量控制 可以由网络负责,也可以由用户主机负责 由用户主机负责
4.3、IPv4
概述
分类编制的IPv4地址
简介
每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个字段是 网络号 net-id ,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是 主机号 host-id ,它标志该主机(或路由器)。
主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。
由此可见, 一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的 。
A类地址
B类地址
C类地址
练习
总结
IP 地址的指派范围
一般不使用的特殊的 IP 地址
IP 地址的一些重要特点
(1) IP 地址是一种分等级的地址结构 。分两个等级的好处是:
第一 ,IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号,而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。
第二 ,路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考虑目的主机号),这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间。
(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口 。
当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址,其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为 多归属主机 (multihomed host)。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络),因此 一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址 。
(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络 ,因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。
(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络,无论是范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的。
划分子网的IPv4地址
为什么要划分子网
在 ARPANET 的早期,IP 地址的设计确实不够合理:
IP 地址空间的利用率有时很低。
给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
两级的 IP 地址不够灵活。
如果想要将原来的网络划分成三个独立的网路
所以是否可以从主机号部分借用一部分作为子网号
但是如果未在图中标记子网号部分,那么我们和计算机又如何知道分类地址中主机号有多少比特被用作子网号了呢?
所以就有了划分子网的工具: 子网掩码
从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“ 子网号字段 ”,使两级的 IP 地址变成为 三级的 IP 地址 。
这种做法叫做 划分子网 (subnetting) 。
划分子网已成为互联网的正式标准协议。
如何划分子网
基本思路
划分子网纯属一个 单位内部的事情 。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。
从主机号 借用 若干个位作为 子网号 subnet-id,而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。
凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报,仍然是根据 IP 数据报的 目的网络号 net-id,先找到连接在本单位网络上的路由器。
然后 此路由器 在收到 IP 数据报后,再按 目的网络号 net-id 和 子网号 subnet-id 找到目的子网。
最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。
划分为三个子网后对外仍是一个网络
优点
1. 减少了 IP 地址的浪费 2. 使网络的组织更加灵活 3. 更便于维护和管理
划分子网纯属一个单位内部的事情,对外部网络透明 ,对外仍然表现为没有划分子网的一个网络。
子网掩码
(IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址 重要,下面很多相关知识都会用到
举例
例子1
例子2
默认子网掩码
总结
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。
路由器在和相邻路由器交换路由信息时,必须把自己所在网络(或子网)的子网掩码告诉相邻路由器。
路由器的路由表中的每一个项目,除了要给出目的网络地址外,还必须同时给出该网络的子网掩码。
若一个路由器连接在两个子网上,就拥有两个网络地址和两个子网掩码。
无分类编址的IPv4地址
为什么使用无分类编址
无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。
CIDR 最主要的特点
CIDR使用各种长度的“ 网络前缀 ”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
IP 地址从三级编址(使用子网掩码)又回到了两级编址 。
如何使用无分类编址
举例
路由聚合(构造超网)
总结
IPv4地址的应用规划
给定一个IPv4地址快,如何将其划分成几个更小的地址块,并将这些地址块分配给互联网中不同网络,进而可以给各网络中的主机和路由器接口分配IPv4地址
定长的子网掩码FLSM(Fixed Length Subnet Mask)
划分子网的IPv4就是定长的子网掩码
举例
通过上面步骤分析,就可以从子网1 ~ 8中任选5个分配给左图中的N1 ~ N5
采用定长的子网掩码划分,只能划分出2^n个子网,其中n是从主机号部分借用的用来作为子网号的比特数量,每个子网所分配的IP地址数量相同
但是也因为每个子网所分配的IP地址数量相同,不够灵活,容易造成IP地址的浪费
变长的子网掩码VLSM(Variable Length Subnet Mask)
无分类编址的IPv4就是变长的子网掩码
举例
4.4、IP数据报的发送和转发过程
举例
源主机如何知道目的主机是否与自己在同一个网络中,是直接交付,还是间接交付?
可以通过 目的地址IP 和 源地址的子网掩码 进行 逻辑与运算 得到 目的网络地址
如果 目的网络地址 和 源网络地址 相同 ,就是 在同一个网络 中,属于 直接交付
如果 目的网络地址 和 源网络地址 不相同 ,就 不在同一个网络 中,属于 间接交付 ,传输给主机所在网络的 默认网关 (路由器——下图会讲解),由默认网关帮忙转发
主机C如何知道路由器R的存在?
用户为了让本网络中的主机能和其他网络中的主机进行通信,就必须给其指定本网络的一个路由器的接口,由该路由器帮忙进行转发,所指定的路由器,也被称为 默认网关
例如。路由器的接口0的IP地址192.168.0.128做为左边网络的默认网关
主机A会将该IP数据报传输给自己的默认网关,也就是图中所示的路由器接口0
路由器收到IP数据报后如何转发?
检查IP数据报首部是否出错:
若出错,则直接丢弃该IP数据报并通告源主机
若没有出错,则进行转发
根据IP数据报的目的地址在路由表中查找匹配的条目:
若找到匹配的条目,则转发给条目中指示的吓一跳
若找不到,则丢弃该数据报并通告源主机
假设IP数据报首部没有出错,路由器取出IP数据报首部各地址字段的值
接下来路由器对该IP数据报进行查表转发
逐条检查路由条目,将目的地址与路由条目中的地址掩码进行逻辑与运算得到目的网络地址,然后与路由条目中的目的网络进行比较,如果相同,则这条路由条目就是匹配的路由条目,按照它的下一条指示,图中所示的也就是接口1转发该IP数据报
路由器是隔离广播域的
4.5、静态路由配置及其可能产生的路由环路问题
概念
多种情况举例
静态路由配置
举例
默认路由
举例
默认路由可以被所有网络匹配,但路由匹配有优先级,默认路由是优先级最低的
特定主机路由
举例
有时候,我们可以给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目
一般用于网络管理人员对网络的管理和测试
多条路由可选,匹配路由最具体的
静态路由配置错误导致路由环路
举例
假设将R2的路由表中第三条目录配置错了下一跳
这导致R2和R3之间产生了路由环路
聚合了不存在的网络而导致路由环路
举例
正常情况
错误情况
解决方法
黑洞路由的下一跳为null0,这是路由器内部的虚拟接口,IP数据报进入它后就被丢弃
网络故障而导致路由环路
举例
解决方法
添加故障的网络为黑洞路由
假设。一段时间后故障网络恢复了
R1又自动地得出了其接口0的直连网络的路由条目
针对该网络的黑洞网络会自动失效
如果又故障
则生效该网络的黑洞网络
总结
4.6、路由选择协议
概述
因特网所采用的路由选择协议的主要特点
因特网采用分层次的路由选择协议
自治系统 AS :在单一的技术管理下的一组路由器,而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由,同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。
自治系统之间的路由选择简称为域间路由选择,自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择
域间路由选择使用外部网关协议EGP这个类别的路由选择协议
域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类别的路由选择协议
网关协议 的名称可称为 路由协议
常见的路由选择协议