A. 求问计算机网络由哪几个部分组成
它的功能最主要的表现在两个方面:一是实现资源共享(包括硬件资源和软件资源的共享);二是在用户之间交换信息。计算机网络的作用是:不仅使分散在网络各处的计算机能共享网上的所有资源,并且为用户提供强有力的通信手段和尽可能完善的服务,从而极大的方便用户。从网管的角度来讲,说白了就是运用技术手段实现网络间的信息传递,同时为用户提供服务。
计算机网络通常由三个部分组成,它们是资源子网、通信子网和通信协议.所谓通信子网就是计算机网络中负责数据通信的部分;资源子网是计算机网络中面向用户的部分,负责全网络面向应用的数据处理工作;而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议,它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。所以从这一点上来说,我们应该更能明白计算机网络为什么是计算机技术和通信技术发展的产物了。
现在最常见的划分方法是:按计算机网络覆盖的地理范围的大小,一般分为广域网(WAN)和局域网(LAN)(也有的划分再增加一个城域网(MAN))。顾名思义，所谓广域网无非就是地理上距离较远的网络连接形式,例如着名的Internet网,Chinanet网就是典型的广域网。而一个局域网的范围通常不超过10公里,并且经常限于一个单一的建筑物或一组相距很近的建筑物.Novell网是目前最流行的计算机局域网。
在计算机网络技术中,网络的体系结构指的是通信系统的整体设计,它的目的是为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准.现在广泛采用的是开放系统互连OSI(Open System Interconnection)的参考模型,它是用物理层、数据链路层、网络层、传送层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构.你应该注意的是,网络体系结构的优劣将直接影响总线、接口和网络的性能.而网络体系结构的关键要素恰恰就是协议和拓扑。目前最常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。
刚才说过网络体系结构的关键要素之一就是网络协议。而所谓协议(Protocol)就是对数据格式和计算机之间交换数据时必须遵守的规则的正式描述，它的作用和普通话的作用如出一辙。依据网络的不同通常使用Ethernet(以太网)、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP协议。Ethernet是总线型协议中最常见的网络低层协议,安装容易且造价便宜;而NetBEUI可以说是专为小型局域网设计的网络协议。对那些无需跨经路由器与大型主机通信的小型局域网,安装NetBEUI协议就足够了,但如果需要路由到另外的局域网,就必须安装IPX/SPX或TCP/IP协议.前者几乎成了Novell网的代名词,而后者就被着名的Internet网所采用.特别是TCP/IP(传输控制协议/网间协议)就是开放系统互连协议中最早的协议之一,也是目前最完全和应用最广的协议,能实现各种不同计算机平台之间的连接、交流和通信。
计算机网络的拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式,在局域网中明确一点讲就是文件服务器、工作站和电缆等的连接形式.现在最主要的拓扑结构有总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑以及它们的混合型。顾名思义,总线型其实就是将文件服务器和工作站都连在称为总线的一条公共电缆上,且总线两端必须有终结器;星型拓扑则是以一台设备作为中央连接点,各工作站都与它直接相连形成星型;而环型拓扑就是将所有站点彼此串行连接,像链子一样构成一个环形回路;把这三种最基本的拓扑结构混合起来运用自然就是混合型了。
计算机网络的硬件系统通常由五部分组成:文件服务器、工作站(包括终端)、传输介质、网络连接硬件和外部设备。文件服务器一般要求是配备了高性能CPU系统的微机,它充当网络的核心。除了管理整个网络上的事务外,它还必须提供各种资源和服务。而工作站可以说是一种智能型终端,它从文件服务器取出程序和数据后,能在本站进行处理,一般有有盘和无盘之分。接下来谈谈传输介质,它是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路,在局域网中就是用来连接服务器和工作站的电缆线.目前常用的网络传输介质有双绞线(多用于局域网)、同轴电缆和光缆等.常用的网络连接硬件有网络接口卡(NIC)、集线器(HUB)、中继器(Repeater)以及调制解调器(Modem)等。而打印机、扫描仪、绘图仪以及其它任何可为工作站共享的设备都能被称为外部设备。
我们都知道,网络操作系统是整个网络的灵魂,同时也是分布式处理系统的重要体现,它决定了网络的功能并由此决定了不同网络的应用领域即方向。目前比较流行的网络操作系统主要有Unix、NetWare、Windows NT和新兴流行的Linux.Unix历史悠久,发展到今天已经相当成熟,尤其以安全可靠和应用广泛着称;相比之下,NetWare以文件服务及打印管理闻名,而且其目录服务可以说是被业界公认的目录管理杰作;Windows NT是能支持多种硬件平台的真正的32位操作系统,它保持了深受欢迎的Windows用户界面,目前正被越来越多的网络所应用;而最新的Linux凭借其先进的设计思想和自由软件的身分正跻身优秀网络操作系统的行列。
B. 计算机网络的组成和体系结构
一、计算机网络的基本组成
计算机网络是一个很复杂的系统，它由许多计算机软件、硬件和通信设备组合而成。下面对一个计算机网络所需的主要部分，即服务器、工作站、外围设备、网络软件作简要介绍。
1.服务器（Server）
在计算机网络中，服务器是整个网络系统的核心，一般是指分散在不同地点担负一定数据处理任务和提供资源的计算机，它为网络用户提供服务并管理整个网络，它影响着网络的整体性能。一般在大型网络中采用大型机、中型机和小型机作为网络服务器，可保证网络的可靠性。对于网点不多，网络通信量不大，数据安全性要求不太高的网络，可以选用高档微机作网络服务器。根据服务器在网络中担负的网络功能的不同，又可分为文件服务器、通信服务器和打印服务器等。在小型局域网中，最常用的是文件服务器。一般来说网络越大、用户越多、服务器负荷越大，对服务器性能要求越高。
2.工作站（Workstation）
工作站有时也称为“节点”或“客户机（Client）”，是指通过网络适配器和线缆连接到网络上的计算机，是网络用户进行信息处理的个人计算机。它和服务器不同，服务器是为整个网络提供服务并管理整个网络，而工作站只是一个接入网络的设备，它保持原有计算机的功能，作为独立的计算机为用户服务，同时又可按一定的权限访问服务器，享用网络资源。
工作站通常都是普通的个人计算机，有时为了节约经费，不配软、硬盘，称为“无盘工作站”。
3.网络外围设备
是指连接服务器和工作站的一些连线或连接设备，如同轴电缆、双绞线、光纤等传输介质，网卡（NIC）、中继器（Repeater）、集线器（Hub）、交换机（Switch）、网桥（Bridge）等，又如用于广域网的设备：调制解调器（Modem）、路由器（Router）、网关（Gateway）等，接口设备：T型头、BNC连接器、终端匹配器、RJ45头、ST头、SC头、FC头等。
4.网络软件
前面介绍的都是网络硬件设备。要想网络能很好地运行，还必须有网络软件。
通常网络软件包括网络操作系统（NOS）、网络协议软件和网络通信软件等。其中，网络操作系统是为了使计算机具备正常运行和连接上网的能力，常见的网络操作系统有UNIX、Linux、Novell Netware、Windows NT、Windows 2000 Server、Windows XP等；网络协议软件是为了各台计算能使用统一的协议，可以看成是计算机之间相互会话使用的语言；而运用协议进行实际的通信则是由通信软件完成的。
网络软件功能的强弱直接影响到网络的性能，因为网络中的资源共享、相互通信、访问控制和文件管理等都是通过网络软件实现的。
二、计算机网络的拓扑结构
所谓计算机网络的拓扑结构是指网络中各结点（包括连接到网络中的设备、计算机）的地理分布和互连关系的几何构形，即网络中结点的互连模式。
网络的拓扑结构影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等指标，常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型等，通过使用路由器和交换机等互连设备，可在此基础上构建一个更大网络。
1.总线型
在总线型结构中，将所有的入网计算机接入到一条通信传输线上，为防止信号反射，一般在总线两端连有终端匹配器如图6-1（a）。总线型结构的优点是信道利用率高，可扩充性好，结构简单，价格便宜。当数据在总线上传递时，会不断地“广播”，第一节点均可收到此信息，各节点会对比数据送达的地址与自己的地址是否相同，若相同，则接收该数据，否则不必理会该数据。缺点是同一时刻只能有两个网络结点在相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳的节点数有限。在总线上只要有一个结点连接出现问题，会影响整个网络运行，且不易找到故障点。
图6-1 网络拓扑结构
2.星型
在星型结构中，以中央结点为中心，其他结点都与中央结点相连。每台计算机通过单独的通信线路连接到中央结点，由该中央结点向目的结点传送信息，如图6-1（b），因此，中央结点必须有较强的功能和较高的可靠性。
在已实现的网络拓扑结构中，这是最流行的一种。跟总线型拓扑结构相比，它的主要的优势是一旦某一个电缆线段被损坏了，只有连接到那个电缆段的主机才会受到影响，结构简单，建网容易，便于管理。缺点是该拓扑是以点对点方式布线的，故所需线材较多，成本相对较高，此外中央结点易成为系统的“瓶颈”，且一旦发生故障，将导致全网瘫痪。
3.环型
在环型结构中，如图6-1（c）所示，各网络结点连成封闭环路，数据只能是单向传递，每个收到数据包的结点都向它的下一结点转发该数据包，环游一圈后由发送结点回收。当数据包经过目标结点时，目标结点根据数据包中的目标地址判断出是自己接收，并把该数据包拷贝到自己的接收缓冲中。
环型拓扑结构的优点是：结构简单，网络管理比较简单，实时性强。缺点是：成本较高，可靠性差，网络扩充复杂，网络中若有任一结点发生故障都会使整个网络瘫痪。
三、计算机网络的体系结构
要弄清网络的体系结构，需先弄清网络协议是什么。
网络协议是两台网络上的计算机进行通信时使用的语言，是通信的规则和约定。为了在网络上传输数据，网络协议定义了数据应该如何被打成包、并且定义了在接收数据时接收计算机如何解包。在同一网络中的两台计算机为了相互通信，必须运行同一协议，就如同两个人交谈时，必须采用对方听得懂的语言和语速。
由于网络结点之间的连接可能是很复杂的，因此，为了减少协议设计的复杂性，在制定协议时，一般把复杂成分分解成一些简单成分，再将它们复合起来，而大多数网络都按层来组织，并且规定：（1）一般是将用户应用程序作为最高层，把物理通信线路作为最低层，将其间再分为若干层，规定每层处理的任务，也规定每层的接口标准；（2）每一层向上一层提供服务，而与再上一层不发生关系；（3）每一层可以调用下一层的服务传输信息，而与再下一层不发生关系。（4）相邻两层有明显的接口。
除最低层可水平通信外，其他层只能垂直通信。
层和协议的集合被称为网络的体系结构。为了帮助大家理解，我们从现实生活中的一个例子来理解网络的层次关系。假如一个只懂得法语的法国文学家和一个只懂得中文的中国文学家要进行学术交流，那么他们可将论文翻译成英语或某一种中间语言，然后交给各自的秘书选一种通信方式发给对方，如图6-2所示。
图6-2 中法文学家学术交流方式
下面介绍两个重要的网络体系结构：OSI参考模型和TCP/IP参考模型。
1.OSI参考模型
由于世界各大型计算机厂商推出各自的网络体系结构，不同计算机厂商的设备相互通信困难。为建立更大范围内的计算机网络，必然要解决异构网络的互连，因而国际标准化组织ISO于1977年提出“开放系统互连参考模型”，即着名的OSI（Open system interconnection/Reference Model）。它将计算机网络规定为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层等七层，受到计算机界和通信界的极大关注。
2.TCP/IP参考模型
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet protocol）协议是Internet使用的通信协议，由ARPANET研究中心开发。TCP/IP是一组协议集（Internet protocol suite），而TCP、IP是该协议中最重要最普遍使用的两个协议，所以用TCP/IP来泛指该组协议。
TCP/IP协议的体系结构被分为四层：
（1）网络接口层 是该模型的最低层，其作用是负责接收IP数据报，并通过网络发送出去，或者从网络上接收网络帧，分离IP数据报。
（2）网络层 IP协议被定义驻留在这一层中，它负责将信息从一台主机传到指定接收的另一台主机。主要功能是：寻址、打包和路由选择。
（3）传输层 提供了两个协议用于数据传输，即传输控制协议TCP和通用数据协议UDP，负责提供准确可靠和高效的数据传送服务。
（4）应用层 位于TCP/IP最高层，为用户提供一组常用的应用程序协议。例如：简单邮件传输协议SMTP、文件传协议FTP、远程登录协议Telnet、超文本传输协议HTTP（该协议是后来扩充的）等。随着Internet的发展，又开发了许多实用的应用层协议。
图6-3是TCP/IP模型和OSI模型的简单比较：
图6-3 TCP/IP模型和OSI模型的对比
C. 计算机网络的七层结构、五层结构和四层结构
计算机网络体系结构分为三种主要模型：OSI（七层）、TCP/IP（四层）和五层结构。其中，TCP/IP体系结构在实际应用中更为常见，而OSI模型则是一个理论上的网络通信模型。
五层网络体系结构包括应用层、表示层、会话层、传输层和网络接口层。每一层都有其特定的功能和职责，它们共同协作以实现数据传输。应用层负责应用程序的交互，表示层处理数据的编码和解码，会话层管理连接和会话，传输层提供可靠的端到端数据传输，网络接口层负责物理层的数据传输。
TCP/IP体系结构则包括应用层、传输层、互联网层和网络接口层。这种结构比五层结构更简洁，且在现代网络中广泛使用。TCP/IP协议数据交换的示意图显示了数据如何在各层之间流动。
总结来说，OSI模型提供了一个详尽的网络通信框架，但实际应用中，TCP/IP四层模型因其简洁性和高效性成为了主流选择。五层结构在功能上介于两者之间，提供了一种平衡的体系结构。
D. 按照网络的拓扑结构，计算机网络可以划分为哪几类
按照网络的拓扑结构，计算机网络可以划分为总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑、网状拓扑和混合型拓扑。
1、星型拓扑
星型拓扑结构的优点
（1）结构简单，连接方便，管理和维护都相对容易，而且扩展性强。
（2）网络延迟时间较小，传输误差低。
（3）在同一网段内支持多种传输介质，除非中央节点故障，否则网络不会轻易瘫痪。
（4）每个节点直接连到中央节点，故障容易检测和隔离，可以很方便地排除有故障的节点。
2、总线拓扑
总线拓扑结构的优点
(1)总线结构所需要的电缆数量少，线缆长度短，易于布线和维护。
(2)总线结构简单,又是元源工作,有较高的可靠性。传输速率高，可达1~100Mbps。
(3)易于扩充,增加或减少用户比较方便，结构简单，组网容易，网络扩展方便
(4)多个节点共用一条传输信道，信道利用率高。
3、环型拓扑
环型拓扑的优点
(1)电缆长度短。
(2)增加或减少工作站时，仅需简单的连接操作。
(3)可使用光纤。
4、树型拓扑
树型拓扑的优点
(1)易于扩展。
(2)故障隔离较容易。
5、混合型拓扑
混合型拓扑的优点
(1)故障诊断和隔离较为方便。
(2)易于扩展。
(3)安装方便。
6、网型拓扑
网型拓扑的优点
(1)节点间路径多，碰撞和阻塞减少。
(2)局部故障不影响整个网络，可靠性高。
7、开关电源拓扑
树型拓扑的缺点：
各个节点对根的依赖性太大。
(4)计算机网络比较三种体系结构扩展阅读
发展历程
1、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
2、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。
3、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。
4、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。