计算机网络基本知识
1.计算机网络的定义
计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。如果给它一个相对严格的定义,可以认为计算机网络(Computer Network)是利用通信线路和通信设备,将分布在不同地理位置的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备互相连接,按照网络协议进行数据通信,使用网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。
2.计算机网络的发展
第一阶段:计算机技术与通信技术相结合,形成了初级的计算机网络模型。此阶段网络应用的主要目的是提供网络通信、保障网络连通。这个阶段的网络严格说来仍然是多用户系统的变种。美国在1963年投入使用的飞机订票系统SABBRE-1就是这类系统的代表。
第二阶段:在计算机通信网络的基础上,实现了网络体系结构与协议完整的计算机网络。此阶段网络应用的主要目的是:提供网络通信、保障网络连通,网络数据共享和网络硬件设备共享。这个阶段的里程碑是美国国防部的ARPANET网络。目前,人们通常认为它就是网络的起源,同时也是Internet的起源。
第三阶段:计算机解决了计算机联网与互联标准化的问题,提出了符合计算机网络国际标准的“开放式系统互连参考模型(OSI RM)”,从而极大地促进了计算机网络技术的发展。此阶段网络应用已经发展到为企业提供信息共享服务的信息服务时代。具有代表性的系统是1985年美国国家科学基金会的NSFNet。
第四阶段:计算机网络向互连、高速、智能化和全球化发展,并且迅速得到普及,实现了全球化的广泛应用,Internet就是代表。
3.计算机网络的组成
计算机网络是一个复杂的系统,包括一系列的计算机硬件设备、通信设施、软件系统和标准。计算机网络的基本组成可分为以下几部分。
(1)硬件系统。硬件系统是构成计算机网络的基础,网络硬件包括计算机、通信设备、连接设备以及辅助功能设备。
(2)软件系统。计算机网络的软件系统包括网络操作系统、网络应用程序和网络协议。
(3)网络信息。在计算机网络上进行存储和传送的信息称为网络信息。网络信息是计算机网络中最为重要的资源。这些信息通常保存在服务器上,由网络操作系统软件进行管理和维护。服务器与服务器之间通过一定的网络协议传送信息。网络用户通过网络应用程序从服务器端获得网络信息。
4.计算机网络功能(https://www.daowen.com)
计算机网络的功能主要有资源共享、数据通信、提高系统可靠性和分布式处理几个方面。
5.计算机网络的分类
计算机网络可以按照多种方法进行分类。例如,从网络的使用范围进行分类可以分为公用网络和专用网络;按网络的拓扑结构来分,可分为总线型结构网络、星型拓扑结构网络、环状拓扑结构网络等;最常见的是按网络覆盖的地理范围分为局域网、城域网和广域网三种。
6.计算机网络体系结构
计算机网络体系结构是指为不同的计算机之间互连和互操作提供的规范和标准,通常采用层次划分的方式,同一层中的协议根据该层所要实现的功能来确定,各对等层之间的协议功能由相应的底层提供服务完成。典型的计算机网络体系结构是OSI参考模型。
(1)ISO/OSI参考模型。国际标准化组织(ISO)制定了开放系统互连基本模型(OSI)。只要符合OSI标准(或称为协议),一个系统就可以和世界上任何地方的、遵循此标准的其他任何系统进行通信。在这个模型里面,网络的实现被分成了七层,也就是建立了七层协议的体系结构。每层各尽所职,其结构的框架如图6-1所示。

图6-1 OSI模型的分层结构和工作原理
(2)TCP/IP基本模型。TCP/IP协议是在ARPANET建设实践中发展起来的,是Internet的基础协议。它原来没有模型,人们根据TCP/IP协议的内容,将其分为应用层、传输层、网络层、网络接口层进行分析。
我们可以看到TCP/IP的四个层次同OSI的七个层次有相对应的地方,如图6-2所示。

图6-2 TCP/IP层次与OSI层次的对应关系
相比较而言,OSI模型分层详细,各层分工合理,是一个很好的网络通信模型;而TCP/IP模型是根据TCP/IP协议总结出来的模型,比较粗糙。然而,TCP/IP协议出现的比较早,又经历了ARPANET的工程实验及其改造,非常成熟、实用。TCP/IP的经验表明,OSI模型制定得有点复杂,会话层和表示层过于单薄,几乎可以省略。最关键的是,OSI模型制定发布的时候,TCP/IP协议基本上已经成为工业标准,OSI模型没有机会成为实用的OSI协议。一般来说,人们在工程中应用TCP/IP协议,在研究和比较不同的网络的时候,使用OSI模型。