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[网络协议]计算机网络基础-1

1计算机网络定义:

计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互相连接起来,以功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)实现网络中的资源共享和信息传递的系统。

2计算机网络的发展:

根据计算机发展不同阶段的技术特色和应用需求,将其分为四个阶段。

1面向终端的计算机网络—以数据通信为主

20世纪50年代,由一台中央主机通过通信线路连接大量的地理上分散的终端,构成面向终端的计算机网络,终端分时访问中心计算机的资源,中心计算机将处理结果返回终端。
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2面向通信的计算机网络—以资源共享为主

969年由美国国防部研究组建的ARPAnet(阿帕网)是世界上第一个真正意义上的计算机网络,ARPAnet当时只连接了4台主机,每台主机都具有自主处理能力,彼此之间不存在主从关系,相互共享资源。

ARPAnet采用TCP/IP作为通信协议,通信是计算机网络技术发展的一个里程碑,它对计算机网络技术的发展作出的突出贡献。
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ARPAnet 的成功运用极大地刺激了各大计算机公司对网络的热衷,
自70年代中期开始,各大公司在宣布各自网络产品的同时,
也认识到了制订计算机网络体系结构和协议标准的重要性,
并纷纷推出了各自专用的网络体系结构标准,
提出了成套设计网络产品的概念。

3面向应用的计算机网络—体系标准化

-TCP/IP 协议(ARPAnet 阿帕网)

-1972年,美国Xerox、DEC和Intel三公司推出了的以太网(Ethernet)产品。

-1974年,美国IBM公司推出自己的网络体系结构SNA(System Netword Architecture)。

-后续相继出现了各种不同的分层网络系统系统体系结构。

-各家网络产品在技术、结构等方面存在着很大差异,没有统一的标准,彼此之间不能互联,从而造成了不同网络之间信息传递的障碍。

-为了统一标准,1984年由国际标准化组织ISO(international standards organization)制订了一种统一的分层方案——OSI(Open System Interconnection Basic Reference Model)参考模型(开放系统互连参考模型), 将网络体系结构分为七层。

-事实上的标准∶TCP/IP,学习科研的标准∶OSI
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4面向未来的计算机网络—以Internet为核心的高速计算机网络

20世纪90年代,以计算机技术和通信技术为基础,计算机网络技术得到了迅猛的发展。
(1) 速度越来越快
局域网∶Fast Ethernet(100Mbps)、Gigabit Ethernet (1000Mbps)、10Gb/s(10000Mbps)
广域网∶10Gbps(10000Mbps)
无线网∶1300Mbps(IEEE802.1lac)

(2)网络应用多样化
社交、游戏、办公、娱乐、系统、工具、APP

(3)网络互连的移动、复杂和融合程度越来越高
1性能(可靠性、有效性)
2服务质量(QOS)∶数据、语音和图象传输需求的不同口
3网络互连、移动和融合程度提高

3计算机网络的组成

计算机网络的硬件系统通常由 服务器、工作站、传输介质、网卡、路由器交换机、集线器、中继器等组成。
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1服务器

服务器(Server)是网络运行、管理和提供服务的中枢,它影响网络的整体性能,一般在大型网络中采用大型机、中型机或小型机作为网络服务器;对于网点不多、网络通信量不大、数据安全要求不高的网络,可以选用高档微机作为网络服务器。

服务器按提供的服务被冠以不同的名称,如数据库服务器、邮件服务器、打印服务器、WWW服务器、文件服务器等。

2工作站

工作站(Workstation)也称客户机(Client),由服务器进行管理和提供服务的、连入网络的任何计算机都属于工作站,其性能一般低于服务器。个人计算机接入Internet后,在获取Internet的服务的同时,其本身就成为一台Internet网上的工作站。

服务器或工作站中一般都安装了网络操作系统,网络操作系统除具有通用操作系统的功能外,还应具有网络支持功能,能管理整个网络的资源。常见的网络操作系统主要有Windows、Netware、Unix、Linux等。

3传输介质划分:有线网/无线网

传输介质是网络中信息传输的物理通道,通常分为有线网和无线网。

有线网中计算机通过光纤、双绞线、同轴电缆等传输介质连接;

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(1)光纤
又称为光缆,具有很大的带宽

  • 光纤是由许多细如发丝的玻璃纤维外加绝缘护套组成,光束在玻璃纤维内传输。
  • 具有防电磁干扰、传输稳定可靠、传输带宽高等特点,适用于高速网络和骨干网。
  • 利用光纤连接网络,每端必须连接光/电转换器,另外还需要其他辅助设备。
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光纤分为单模光纤和多模光纤两种(所谓"模"就是指以一定的角度进入光纤的一束光线)

多模光纤中,芯的直径一般是50或62.5μm,使用发光二极管作为光源,允许多束光线同时穿过光纤,定向性差,最大传输距离为2km,一般用于距离相对较近的区域内的网络连接;请添加图片描述
单模光纤中,芯的直径一般为9或10μm,使用激光作为光源,并只允许一束光线穿过光纤,定向性强,传递数据质量高,传输距离远,可达100km,通常用于长途干线传输及城域网建设等。
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(2)双绞线

  • 双绞线是布线工程中最常用的一种传输介质,由不同颜色的4对8芯线(每根芯线加绝缘层)组成,每两根芯线按一定规则交织在一起(为了降低信号之间的相互干扰),成为一个芯线对。

  • 双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP∶Unshielded Twisted Paired)和屏蔽双绞线(STP∶Shielded Twisted Paired),平时接触的大多是非屏蔽双绞线,其最大传输距离为100m。
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    (3)同轴电缆
    请添加图片描述

  • 同轴电缆(Coaxial Cable)是一种电线及信号传输线,一般是由四层物料造成:最内里是一条导电铜线,线的外面有一层塑胶(作绝缘体、电介质之用)围拢,绝缘体外面又有一层薄的网状导电体(一般为铜或合金),然后导电体外面是最外层的绝缘物料作为外皮。

  • 同轴电缆可用于模拟信号和数字信号的传输,适用于各种各样的应用,其中最重要的有电视传播、长途电话传输、计算机系统之间的短距离连接以及局域网等。

  • 同轴电缆作为将电视信号传播到千家万户的一种手段发展迅速,这就是有线电视。一个有线电视系统可以负载几十个甚至上百个电视频道,其传播范围可以达几十千米。

  • 长期以来同轴电缆都是长途电话网的重要组成部分。

(4)网卡
网卡也叫网络适配器,是计算机网络中最重要的连接设备,计算机主要通过网卡连接网络,它负责在计算机和网络之间实现双向数据传输。每块网卡均有唯一的48位二进制网卡地址(MAC地址),如00-23-5A-69-7A-3D(十六进制)。

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无线网传播
无线网中则通过无线电波、微波、红外线、激光和卫星信道等无线介质进行连接。

4使用对象划分:公用网/专用网

  • 公用网:对所有个人提供服务,只要符合网络拥有者的要求就能使用。

  • 专用网:专用网为一个人或一个部门所拥有,并为其提供服务,不向拥有者以外的人提供服务,如军事专网,铁路网,银行网络。

5按网络的传输技术:广播式网络/点到点式网络

  • 广播式网络∶所有的联网的计算机都共享一个公共信道。
  • 当一台发送报文分组时,由于报文发送的分组中带有目的地址和源地址。接收到该分组的计算机将检查目的地址与本节点地址是否相同,相同则接受,不同则丢弃。例如∶电视广播、教室提问。

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  • 点到点式网络:每条通信线路连接一对节点。
  • 两节点之间无直连线路,他们之间的传输需要讲过中间节点,他们之间的分组传输就要通过中间节点的接受、存储、转发。
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采用分组存储转发(交换机)与路由选择(路由器)是点到点与广播式网络的的重要区别之一。

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6按距离划分:局域网 / 广域网 / 城域网

  • 局域网(Local area network,LAN)∶地理范围一般在是十几千米以内,属于一个部门或单位组建的小范围网(例如∶家庭、学校和单位)。

  • 城域网(Metropolitan,MAN)∶作用范围在LAN与WAN之间,覆盖范围可以达到几十干米,其运行方式基本与LAN相似,基本是一种大型的LAN。

  • 广域网(Wide area network,WAN)∶又称远程网,范围为几十千米甚至更远,涉及一个城市,一个省,一个国家甚至更远。广域网一般用于连接广阔区域中的LAN网络。
  • 广域网设备一般由电信部门提供,网络由多个部门和国家联合组建,网络规模大,能实现较大范围内的资源共享。

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加:2021-10-02 15:11:36  更:2021-10-02 15:12:12 
 
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