计算机网络知识
一、网络的发展历程
互联网产生于1969年初，它的前身是阿帕网（ARPA网），是美国国防部高级研究计划管理局为准军事目的而建立的，开始时只连接了4台主机，这便是只有四个网点的“网络之父”； 到了 1972年公开展示时，由于学术研究机构及政府机构的加入，这个系统已经连接了50所大学和研究 机构的主机；1982年ARPA网又实现了与其他多个网络的互联，从而形成了以ARPANET为主干网的互联网。
1983年，美国国家科学基金会NSF提供巨资，建造了全美五大超级计算中心。为使全国的科学家、工程师能共享超级计算机的设施，又建立了基于IP协议的计算机通信网络NFSNET。 最初的NFS使用传输速率为56Kbps的电话线通信，但根本不能满足需要。于是NFS便在全国按地区划分的计算机广域网，并将他们与超级计算中心相连，最后又将各超级计算中心互连起来，通过连接各区域网的高速数据专线，而连接成为NSFNET的主干网。1986年，NFSNET建成后取代了ARPA 网而成为互联网的主干网。期以ARPANET为主干网的互联网只对少数的专家以及政府要员开放， 则而以NFSNET为主干网的互联网向社会开放。 到了九十年代，随着电脑的普及信息技术的发展， 互联网迅速地商业化，以其独有的魅力和爆炸式的传播速度成为当今的热点。商业利用是互联网前进的发动机，一方面，网点的增加以及众多企业商家的参与使互联网的规模急剧扩大，信息量也成倍增加；另一方面，更刺激了网络服务的发展。 互联网从硬件角度讲是世界上最大的计算机互联网络，它连接了全球不计其数的网络与电脑，也是世界上最为开放的系统。但这并不确切， 它也是一个实用而且有趣的巨大信息资源，允许世界上数以亿计的人们进行通讯和共享信息。互联网仍在迅猛发展，并于发展中不断得到更新并被重新定义。
互联网在中国起步时间虽然不长， 但却保持着惊人的发展速度。全国目前已有中国科学技术网络（CSTNET）、中国教育和科研计算机网络（CERNET）、ChinaNET、中国金桥信息网（�ChinaGBN）四大互联网和众多的ISP，中文网站也不断涌现。
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-- 作者：lujing
-- 发布时间：2004-8-2 9:26:00
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二、计算机网络的概念
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，这样就出观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。
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。
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-- 作者：lujing
-- 发布时间：2004-8-2 9:27:00
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三、计算机网络的功能
计算机网络的功能
计算机网络的功能主要体现在三个方面：信息交换、资源共享、分布式处理。
⑴信息交换
这是计算机网络最基本的功能,主要完成计算机网络中各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等。
⑵资源共享
所谓的资源是指构成系统的所有要素,包括软、硬件资源,如：计算处理能力、大容量磁盘、高速打印机、绘图仪、通信线路、数据库、文件和其他计算机上的有关信息。由于受经济和其他因素的制约,这些资源并非(也不可能)所有用户都能独立拥有,所以网络上的计算机不仅可以使用自身的资源,也可以共享网络上的资源。因而增强了网络上计算机的处理能力,提高了计算机软硬件的利用率。
⑶分布式处理
一项复杂的任务可以划分成许多部分,由网络内各计算机分别协作并行完成有关部分,使整个系统的性能大为增强。
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四、计算机网络分类
计算机网络的分类方式有很多种,可以按地理范围、拓扑结构、传输速率和传输介质等分类。
⑴按地理范围分类
①局域网LAN(Local Area Network)
局域网地理范围一般几百米到10km之内,属于小范围内的连网。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。局域网的组建简单、灵活,使用方便。
②城域网MAN(Metropolitan Area Network)
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,是一种中等形式的网络。
③广域网WAN(Wide Area Network)
广域网地理范围一般在几千公里左右,属于大范围连网。如几个城市,一个或几个国家,是网络系统中的最大型的网络,能实现大范围的资源共享,如国际性的Internet网络。
⑵按传输速率分类
网络的传输速率有快有慢,传输速率快的称高速网,传输速率慢的称低速网。传输速率的单位是b/s(每秒比特数,英文缩写为bps)。一般将传输速率在Kb/s—Mb/s范围的网络称低速网,在Mb/s—Gb/s范围的网称高速网。也可以将Kb/s网称低速网,将Mb/s网称中速网,将Gb/s网称高速网。
网络的传输速率与网络的带宽有直接关系。带宽是指传输信道的宽度,带宽的单位是Hz(赫兹)。按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网。一般将KHz—MHz带宽的网称为窄带网,将MHz—GHz的网称为宽带网,也可以将kHz带宽的网称窄带网,将MHz带宽的网称中带网,将GHz带宽的网称宽带网。通常情况下,高速网就是宽带网,低速网就是窄带网。
⑶按传输介质分类
传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体,按其物理形态可以划分为有线和无线两大类。
①有线网
传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网,常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。
●双绞线是由两根绝缘金属线互相缠绕而成,这样的一对线作为一条通信线路,由四对双绞线构成双绞线电缆。双绞线点到点的通信距离一般不能超过100m。目前,计算机网络上使用的双绞线按其传输速率分为三类线、五类线、六类线、七类线,传输速率在10Mbps到600Mbps之间,双绞线电缆的连接器一般为RJ-45。
●同轴电缆由内、外两个导体组成,内导体可以由单股或多股线组成,外导体一般由金属编织网组成。内、外导体之间有绝缘材料,其阻抗为50Ω。同轴电缆分为粗缆和细缆,粗缆用DB-15连接器,细缆用BNC和T连接器。
●光缆由两层折射率不同的材料组成。内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成,外层包一层折射率较低的材料。光缆的传输形式分为单模传输和多模传输,单模传输性能优于多模传输。所以,光缆分为单模光缆和多模光缆,单模光缆传送距离为几十公里,多模光缆为几公里。光缆的传输速率可达到每秒几百兆位。光缆用ST或SC连接器。光缆的优点是不会受到电磁的干扰,传输的距离也比电缆远,传输速率高。光缆的安装和维护比较困难,需要专用的设备。
②无线网
采用无线介质连接的网络称为无线网。目前无线网主要采用三种技术：微波通信,红外线通信和激光通信。这三种技术都是以大气为介质的。其中微波通信用途最广,目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信,它利用地球同步卫星作中继站来转发微波信号,一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面,三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域。
⑷按拓扑结构分类
计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构。连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称为工作站。计算机网络中常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等。
①总线拓扑结构
总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能，普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线。
总线拓扑结构的优点是：安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高。但总线结构也有其缺点：由于信道共享,连接的节点不宜过多，并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃。
②星型拓扑结构
星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。
星型拓扑结构的特点是：安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。中央节点的正常运行对网络系统来说是至关重要的。
③环型拓扑结构
环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构。信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备,每一台设备都配有一个收发器,信息在每台设备上的延时时间是固定的。
这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。
环型拓扑结构的特点是：安装容易,费用较低,电缆故障容易查找和排除。有些网络系统为了提高通信效率和可靠性,采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道。环型网络的弱点是,当节点发生故障时,整个网络就不能正常工作。
④树型拓扑结构
树型拓扑结构就像一棵“根”朝上的树,与总线拓扑结构相比,主要区别在于总线拓扑结构中没有“根”。这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆,用于军事单位、政府部门等上、下界限相当严格和层次分明的部门。
树型拓扑结构的特点：优点是容易扩展、故障也容易分离处理,缺点是整个网络对根的依赖性很大,一旦网络的根发生故障,整个系统就不能正常工作。
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-- 作者：lujing
-- 发布时间：2004-8-2 9:27:00
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五、计算机网络协议及网络模型
⑴网络协议
在计算机网络中一系列的通信规则称为网络协议,如数据的格式是怎样的,以什么样的控制信号联络,具体传送方式是什么,发送方怎样保证数据的完整性、正确性,接收方如何应答等等。这一系列工作就是网络协议需要完成的功能。常见的网络协议有IPX/SPX, TCP/IP等。
⑵网络互联模型
计算机联网是随着用户的不同需要而发展起来的,是一个非常复杂的系统。不同的开发者可能会使用完全不同的方式满足使用者的需求,由此产生了不同的网络系统和网络协议。在同一网络系统中网络协议是一致的,节点间通信是方便的,在不同的网络系统中网络协议很可能不一致,这种不一致给网络连接和网际网之间节点的通信造成了很大的不方便。为了解决这个问题,国际标准化组织ISO( International Standardization Organization)于1981年推出“开放系统互联结构模型”即OSI(Open System Interconnection)标准。该标准的目标是希望所有的网络系统都向此标准靠拢,消除不同系统之间因协议不同而造成的通信障碍,使得在互联网范围内,不同的网络系统可以不需要专门的转换装置就能够进行通信。
OSI不是一个实际的物理模型,而是一个将网络协议规范化了的逻辑参考模型。OSI 根据网络系统的逻辑功能将其分为七层,并对每一层规定了功能、要求、技术特性等,但没有规定具体的实现方法。OSI 仅仅是一个标准,而不是特定的系统或协议。网络开发者可以根据这个标准开发网络系统,制定网络协议;网络用户可以用这个标准来考察网络系统、分析网络协议。下面是OSI七层模型图。
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
图片参考：
http://home.hnjzcrc.com/netdemon/ctb/data/upfile/53_2_1088679393.jpg【OSI七层参考模型】
通常把计算机网络分成通信子网和资源子网两大部分。OSI参考模型的低三层：物理层、数据链路层和网络层归于通信子网的范畴;高三层：会话层、表示层和应用层归于资源子网的范畴。传输层起着承上启下的作用
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-- 作者：lujing
-- 发布时间：2004-8-2 9:28:00
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六、计算机网络操作系统概述
网络操作系统的特征
1.网络OS允许在不同的硬件平台上安装和使用，能够支持各种的网络协议和网络服务。
2.提供必要的网络连接支持，能够连接两个不同的网络。
3.提供多用户协同工作的支持，具有多种网络设置，管理的工具软件，能够方便的完成网络的管理。
4.有很高的安全性，能够进行系统安全性保护和各类用户的存取权限控制。
常见的网络操作系统
1.Microsoft Windows NT4.0/2000/2003
微软公司的这三种网络操作系统主要面向应用处理领域，特别适合于客户机/服务器模式。目前在数据库服务器，部门级服务器，企业级服务器，信息服务器等等应用场合上广泛使用。由于它们和微软的Windows98/2000/XP一脉相承加上操作方便，安全性可靠性也不断增强，所以这三种操作系统的市场份额逐年扩大。
2.UNIX
历史上UNIX是大型服务器操作系统的不二选择。UNIX在本质上可以有效的支持多任务和多用户工作，适合在RISC等高性能平台上运行。由于UNIX提供了最完善的TCP/IP协议支持，为人称道的稳定性和安全性，所以目前英特网中较大型的服务器的操作系统清一色都是UNIX。现在风头正劲的Linux就是UNIX的一种，UNIX的生命力仍旧十分的强劲。
3.Novell Netware
Novell Netware的文件服务与目录服务功能相当出色，所以在Novell公司推出Netware 3.XX版本以后，就占领了大部分以文件服务和打印服务为主的服务器市场。但由于微软公司的NT系列的性能不断增强，现在Novell Netware的影响力有所下降。
一句话总结：网络操作系统提供安全的多用户共享和储存