考点一:计算机网络的基础知识
1.计算机网络的定义
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物,根据不同的观点,计算机网络有如下几种定义。
广义观点:计算机网络是能实现远程信息处理的系统或进一步达到资源共享的系统。
资源共享观点:计算机网络是以能够相互共享资源的方式互联起来的、自治(相互独立)的计算机系统的集合。直观理解,计算机网络是将一群自治的计算机连在一起,并且能够共享资源,协同工作。这种观点与我们日常使用计算机最密切,如我们上网课、玩游戏,我们的计算机和提供课程(游戏服务)的计算机通过网线连接在一起,都是这种定义的情况。
用户透明性观点:计算机网络是一个能为用户自动管理资源的网络操作系统,它能够调用用户所需要的资源,完成相应的工作。
本书支持第二种定义,即资源共享观点。
2.计算机网络的组成
计算机之间要想实现共享资源和协同工作,其实有很多问题需要解决,首要问题就是如何构建网络(网络的组成部分),其实计算机网络中包括了很多技术和设备,如华为的设备、思科的设备,这些设备采用了不同的技术和手段。我们需要撇开这些细节来看待计算机网络的组成。
(1)物理组成。从物理组成来看,计算机网络包括硬件、软件、协议三大部分。硬件(这些是看得见、摸得着的实体部分)包括主机、通信处理机、通信线路和交换设备(交换机、路由器、中继器等连接设备)。软件主要包括实现资源共享的软件和方便用户使用的各种工具软件(迅雷、BT下载器等)。协议就是一种数据在线路上传输必须遵循的规则(什么时候发数据,什么时候收数据,以及数据的格式)。
(2)工作方式组成。从工作方式组成来看,计算机网络可分为边缘部分和核心部分。因特网的边缘部分和核心部分示例如图1-2所示。
图1-2 因特网的边缘部分和核心部分示例
边缘部分:由所有连接在因特网上,供用户直接使用的主机组成,这部分是用户直接使用的,包括数据处理和资源共享。
核心部分:由大量的网络和连接这些网络的路由器组成,为边缘部分提供数据通信和资源共享服务。
这里大家可能会不理解,为什么用户在其中处于边缘部分,难道用户不应该是核心吗(毕竟用户才是上帝)?这是因为计算机网络关心的是如何实现用户的数据通信和资源共享,至于用户做什么,计算机网络不知道,它也不关心。大家可以将计算机网络想象成快递公司,快递公司不关心你发的是什么,它只关心如何快速且安全地将你的快递送到目的地(当然它也关心快递费能不能准时收到)。
(3)功能组成。从功能组成来看,计算机网络由通信子网和资源子网两部分构成。
通信子网:由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成,为网络提供数据传输交换和控制能力,实现联网计算机之间的数据通信。
资源子网:由用户主机、各种终端设备以及各种软件资源、信息资源组成,负责全网的数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源与服务。
3.计算机网络的功能
计算机网络的功能有以下4点。
(1)数据通信:是计算机网络最基本和最重要的功能,包括连接控制、传输控制、差错控制、流量控制、路由选择、多路复用等子功能。
(2)资源共享:包括数据资源、软件资源及硬件资源。
(3)分布式处理:当计算机网络中的某个计算机系统负荷过重时,可以将部分任务传送给网络中的其他计算机系统进行处理,利用空闲计算机资源提高整个系统的利用率。
(4)信息综合处理:将分散在各地计算机中的数据资料进行集中处理或分级处理,如自动订票系统、银行金融系统、数据采集与处理系统等。
说明:此处是考试的重点,在考试中,数据通信是计算机网络最基本和最重要的功能;数据通信和资源共享是计算机网络的主要功能,注意区分这两点。
4.计算机网络的分类
第一个计算机网络是1969年由美国国防部高级研究计划署研制的阿帕网(ARPAnet),当时它只有4台计算机。如今计算机网络包含数以亿计的设备,形成了很多不同的分类。计算机网络按不同的分类标准,可分成以下5类。
(1)按分布范围分类:计算机网络可分为广域网、城域网、局域网和个人区域网。
(2)按拓扑结构分类:计算机网络可分为星型网络、总线型网络、环型网络和网状型网络。
(3)按传输技术分类:计算机网络可分为广播式网络和点对点网络。
(4)按使用者分类:计算机网络可分为公用网和专用网。
(5)按数据交换技术分类:计算机网络可分为电路交换网络、报文交换网络和分组交换网络。
就考试而言,需要重点说一下按拓扑结构分类和按分布范围分类。
(1)按拓扑结构分类,可将计算机网络分为总线型网络、星型网络、环型网络和网状型网络,如图1-3所示。
图1-3 网络拓扑结构
(a)总线型网络;(b)星型网络;(c)环型网络;(d)网状型网络
①总线型网络。总线结构是通过一条通信线路将所有的入网计算机连接起来,从而形成一条共享的信道,这条共享信道就称为总线。一般情况下,为了防止信号反射,需要在总线的两端连接终结器,以匹配线路阻抗。
在总线上,任何一台计算机在发送信息时,其他计算机必须等待,而且计算机发送的信息会沿着总线向两端扩散,从而网络中所有计算机都会收到这个信息,但是否接收,还取决于信息的目标地址是否与网络主机地址相一致,若一致,则接收;若不一致,则不接收。
②星型网络。在星型网络结构中,每个计算机都通过单一的通信线路与中心交换节点直接相连。在该拓扑结构中,中心交换节点是唯一的转换节点,其他节点中间的通信必须通过中心交换节点转发。
③环型网络。环型网络是将入网计算机通过通信线路连接起来形成一个闭合的环。在该拓扑结构中,线路是共用的,数据一般按固定方向单向流动,每个收到数据包的节点都向它的下游节点转发该数据包。数据包在环上转一圈,最后由发送节点回收。
④网状型网络。网状结构又称为分布式结构,是由分布在不同地点并且具有多个终端的节点机相互连接而成的。网状结构又分为全连接网状结构和不完全连接网状结构两种形式。在全连接网状结构中,每个节点与网中的其他节点均通过通信线路连接。在不完全连接网状结构中,两个节点之间不一定由直接通信线路连接,它们之间的通信需要通过其他节点转接。
(2)按分布范围分类,可将计算机网络分为广域网、城域网、局域网和个人区域网。
①广域网(WAN)。广域网是一种远程网,涉及长距离的通信,覆盖范围可以是一个国家或多个国家,甚至整个世界。由于广域网地理上的距离可以超过几千千米,因此信息衰减非常严重,这种网络一般要租用专线,通过接口信息处理协议与线路连接起来,构成网状结构,解决路径选择问题。
②城域网(MAN)。城域网是作用范围在广域网与局域网之间的网络,其网络覆盖范围通常可以延伸到整个城市,借助通信光纤将多个局域网连通公用城市网络形成大型网络,不仅局域网内的资源可以共享,局域网之间的资源也可以共享。
③局域网(LAN)。局域网是一种在小区域内使用的由多台计算机组成的网络,覆盖范围通常局限在10km范围之内,属于一个单位或部门组建的小范围网,如校园网。
④个人区域网(PAN)。个人区域网是指个人范围(随身携带或数米之内)的计算设备(如计算机、电话、PDA、数码相机等)组成的通信网络。个人区域网既可用于这些设备之间互相交换数据,也可用于连接到高层网络或互联网。例如,我们使用的手机热点。
【政哥点拨】
1.计算机网络最基本的功能是( )。
A.数据通信 B.资源共享 C.分布式处理 D.信息综合处理
解析 A 计算机网络的功能包括数据通信、资源共享、分布式处理、信息综合处理、负载均衡、提高可靠性等,其中最基本的功能是数据通信功能,数据通信功能也是实现其他功能的基础。
2.计算机网络可分为通信子网和资源子网,下列属于通信子网的是( )。
Ⅰ.网桥 Ⅱ.交换机 Ⅲ.计算机软件 Ⅳ.路由器
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ B.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ C.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
解析 A 资源子网主要由计算机系统、终端、联网外部设备、各种软件资源和信息资源等组成。资源子网负责全网的数据处理业务,负责向网络用户提供各种网络资源与网络服务。通信子网由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备组成,完成网络数据传输、转发等通信处理任务。由此可知,网桥、交换机和路由器都属于通信子网,只有计算机软件属于资源子网。
3.从逻辑功能上来看,计算机网络可以分为( )两部分。
A.局域网、广域网 B.数据通信网、服务器
C.服务器、通信子网 D.通信子网、资源子网
解析 D 本题考查计算机网络的逻辑划分。从逻辑功能上来看,可把计算机网络分为通信子网和资源子网两部分。
资源子网由各计算机系统、终端设备、软件和可共享的数据库组成。资源子网的功能是负责全网面向应用的数据处理工作,向用户提供数据处理能力、数据存储能力、数据管理能力、数据输入输出能力以及其他数据资源。这些资源原则上可被所有用户共享。
通信子网的主要任务是将各种计算机互联起来,完成数据交换和通信处理。它主要包括通信线路(如传输介质)、网络连接设备(如网络接口设备、通信处理机、网桥、路由器、网关、调制解调器等)、网络通信协议、通信控制软件等。通信处理机是专用计算机,用于与主机连接,负责网络通信。
政哥应试提醒:在考研中,本部分在统考408中目前没有考查。结合真题的出题规律,本考点的计算机网络的功能和定义几乎是唯一考题,大家只需要掌握选择题即可。
难度系数:★
牛刀小试
1.下列不属于计算机网络功能的是( )。
A.提高系统可靠性 B.提高工作效率
C.分散数据的综合处理 D.使各计算机相对独立
2.计算机网络系统的基本组成是( )。
A.局域网和广域网 B.本地计算机网和通信网
C.通信子网和资源子网 D.服务器和工作站
3.下列设备属于资源子网的是( )。
A.计算机软件 B.网桥 C.交换机 D.路由器
4.计算机网络分为广域网、城域网和局域网,其划分的主要依据是( )。
A.网络的作用范围 B.网络的拓扑结构
C.网络的通信方式 D.网络的传输介质
5.局域网和广域网的差异不仅在于它们所覆盖的范围不同,还在于它们( )。
A.所使用的介质不同 B.所使用的协议不同
C.所能支持的通信量不同 D.所提供的服务不同
6.下列说法中正确的是( )。
A.在较小范围内布置的一定是局域网,而在较大范围内布置的一定是广域网
B.城域网是连接广域网而覆盖园区的网络
C.城域网是为淘汰局域网和广域网而提出的一种新技术
D.局域网是基于广播技术发展起来的网络,广域网是基于交换技术发展起来的网络
7.计算机网络拓扑结构主要取决于它的( )。
A.资源子网 B.路由器 C.通信子网 D.交换机
8.网络中可以共享的资源包括( )。
A.硬件、软件、数据 B.主机、外设、软件
C.硬件、程序、数据 D.主机、程序、数据
牛刀小试解析
1.D 解析 计算机网络的三大主要功能是数据通信、资源共享及分布式处理。计算机网络使各计算机之间的联系更加紧密而不是相对独立。
2.C 解析 计算机网络从逻辑功能上可分为资源子网和通信子网两部分。
3.A 解析 通信子网对应于OSI参考模型的下三层,包括物理层、数据链路层和网络层。通过通信子网互联在一起的计算机负责运行处理信息的应用程序,它们是网络中信息流动的源头和目标,向网络用户提供可共享的硬件、软件和信息资源,构成资源子网。网桥、交换机、路由器都属于通信子网中的硬件设备。
4.A 解析 按分布范围分类:计算机网络可分为广域网、城域网、局域网、个人区域网。按拓扑结构分类:计算机网络可分为星型网络、总线型网络、环型网络、网状型网络。按传输技术分类:计算机网络可分为广播式网络和点对点网络。
按使用者分类:计算机网络可分为公用网和专用网。
按数据交换技术分类:计算机网络可分为电路交换网络、报文交换网络和分组交换网络。所以,根据网络的覆盖范围可将网络分为广域网、城域网和局域网。
5.B 解析 广域网和局域网之间的差异不仅在于它们所覆盖的范围不同,还在于它们所采用的协议和网络技术的不同,广域网使用点对点等技术,局域网使用广播技术。
6.D 解析 区别局域网和广域网的关键在于所采用的协议,而非覆盖范围。而且局域网技术的进步已使其覆盖的范围越来越大,可以达到几千米的范围。城域网可以看作为了满足一定的区域需求,而将多个局域网互联的局域网,因此它仍属于以太网的范畴。最初的局域网采用广播技术,这种技术一直被沿用,而广域网最初使用的是交换技术,也一直被沿用。
7.C 解析 计算机网络的拓扑结构指的是计算机网络的连接结构,取决于通信子网的连接结构。
8.A 解析 本题考查计算机网络的共享资源。
计算机网络是以相互共享资源的方式互联起来的自治的计算机系统的集合。计算机网络可共享的资源主要指计算机的硬件、软件与数据资源。网络用户不但可以使用本地计算机资源,而且还可以通过网络访问远程计算机的资源,可以调用网络中多台计算机协同完成一项任务。故而选择A项。