S19计算机网络的概念、分类及网络协议

1、常用网络设备电脑构成有主机、显示器、键盘、鼠标、音箱。还有打印机和扫描仪，是电脑重要的输出、输入设备。 1、主机，是电脑最主要的设备，相当于人的大脑一样，几乎所有的文件资料和信息都由它控制，您需要电脑完成的工作也都由它主要负责，它还要给其他的电脑设备分配工作，其他的设备因此也都叫做外围设备。主机具体如何工作，我们在后面再详细介绍。 2、显示器，是电脑主要的输出设备，它的重要任务是将主机的所思所想的结果展示在大家面前，它由一根视频电缆与主机的显示卡相连。以前，大家多用14英寸（屏幕对角线的长度，1英寸=2.56cm）的球面显示器，由于电脑及其相关设备的飞速发展，现在15英寸的。3、显示器也已逐渐

2、在退出主流地位。目前17英寸的彩显已非常流行，成为主流配置的趋势日趋明显。平面直角显示器的屏幕几乎在一个平面上，再也不象以前的显示器那样中间凸起，画面效果有了很大的提高。同时大量纯平面的显示器也已上市，这许多新型显示器在考虑了实用的同时，也更符合绿色环保要求，使电脑用户的视觉感观得到最好的保护和最大的享受。 4、键盘，它的功能跟显示器相反，负责对主机系统的“输入”，用户对电脑的工作要求。用户的指令必须通过它才能告诉主机电脑的“脑”。通过它，电脑才知道要做什么。而且目前键盘对电脑来说还是一个不可替代的输入设备。 5、鼠标，随着Windows图形操作界面的流行，很多命令和要求已基本上不需再用键盘输

3、入，只要通过操作鼠标的左键或右键就能告诉电脑要做什么。因此，虽然很小的鼠标，却给电脑使用者带来了很大的方便和许多的乐趣。 6、音箱，为了适应电脑多媒体化的需要，现在，有声有画的多媒体电脑家族越来越壮大，为我们的工作和生活增添了很多的色彩，同时也成了吸引很多电脑爱好者的原因，主机的声音通过声卡传送给音箱，再由音箱表达出来，真正把多媒体的效果体现出来。 7、打印机，跟电脑关系很紧密。与显示器一样，打印机也是一种常用的输出设备，通过一根并口电缆与主机后面的并行口相连。打印机有三种类型：针式打印机、喷墨打印机和激光打印机，其性能是逐级递增的。 电脑的主机 主机板，是一台主机的骨架，大多数设备都得通过它

4、连在一起； CPU，英文名叫Central Processing Unit，意思就是中央处理器，它是主机的心脏，统一指挥调度电脑的所有工作。平常大家说的486、586、奔腾、PII、Celron就是指不同的CPU。 内存，英文名叫 Read Arandom Memory，简称RAM，是电脑工作过程中贮存数据信息的地方，它的单位叫做“兆”字节，用“M”表示（1M = 1024K，1K = 1024字节，1个汉字占两个字节，1M 大约相当于50万汉字），一般大家都省略了“字节”两个字，只称“兆”。现在的机器一般都安装32M或64M的内存。 硬盘，是平时安装各种软件和存贮文件的地方，相当于主机的肚子

5、，用户的 Windows98，各种游戏软件或是文件信函全放里面，以前硬盘容量较少，只有几百兆，目前一般都有 6G、8G 或 10G 以上的大容量（1G = 1024M），而且目前已经出现了20G及以上的硬盘，是真正的海量存储器。 软驱，分3.5英寸和5英寸两种，目前常用的都是 3.5英寸软驱，可读写3.5英寸软盘，3.5英寸软盘有1.44M字节的容量，您可以用软盘复制一些不太大的程序和文件用以随身携带，或拷贝一个文件和另外一台电脑进行文件交换，还可以把主要的文件信息备份一份在软盘上，以防电脑出故障时丢失数据。 光驱，也叫做CD-ROM驱动器，意思就是只读光盘驱动器（只能读，不能写），一张 CD

6、-ROM光盘一般能存放 650M 左右的数据，可以用来存放一些大型的软件，假如没有它，现在很多的大型软件如WIN98、 Office 2000 等，用3.5英寸的软驱要装多少张呢。 光驱的一个主要性能指标是“倍速”，倍速是以每秒从光驱读取150K字节为基准计算的。两倍速即表示每秒可从光驱读取2x150K=300K字节（1K=1024字节），目前常用的光驱已经能达到32倍速或48倍速，百倍速光驱也快上市了。 显示卡，是一种常见的电脑扩展卡，它负责将主机运算和处理的结果和主机的状态告诉显示器。 声卡，负责将主机处理出来的声音让音箱（或扬声器）“说”出来。 主机的构成和各组件的分工已经简单介绍完了，

7、电脑和它的一些外围设备打印机也作了介绍，现在我们总结一下前面的内容。电脑中最主要的部件或设备是主机，用来显示电脑的工作情况的设备是显示器，向主机输送命令的主要设备是键盘。电脑的辅助设备有：鼠标、手写板等。使我们能够听到电脑所发出的声音的设备是音箱；我们只需通过各种电缆把它们连起来，就可以得到一台我们平时所说的完整的电脑。计算机网络常用设备的作用 1、中继器中继器是一种解决信号传输过程中放大信号的设备，它是网络物理层的一种介质连接设备。由于信号在网络传输介质中有衰减和噪声，使有用的数据信号变得越来越弱，为了保证有用数据的完整性，并在一定范围内传送，要用中继器把接收到的弱信号放大以保持与原数据相同

8、。使用中继器就可以使信号传送到更远的距离。2、集线器集线器是一种信号再生转发器，它可以把信号分散到多条线上。集线器的一端有一个接口连接服务器，另一端有几个接口与网络工作站相连。集线器接口的多少决定网络中所连计算机的数目，常见的集线器接口有8个、12个、16个、32个等几种。如果希望连接的计算机数目超过HUB的端口数时，可以采用HUB或堆叠的方式来扩展。3、网关 网关（Gateway）是连接两个不同网络协议、不同体系结构的计算机网络的设备。网关有两种：一种是面向连接的网关，一种是无连接的网关。网关可以实现不同网络之间的转换，可以在两个不同类型的网络系统之间进行通信，把协议进行转换，将数据重新分组

9、、包装和转换。4、网桥 网桥（Bridge）是网络结点设备，它能将一个较大的局域网分割成多个网段，或者将两个以上的局域网（可以是不同类型的局域网）互连为一个逻辑局域网。网桥的功能就是延长网络跨度，同时提供智能化连接服务，即根据数据包终点地址处于哪一个网段来进行转发和滤除。5、路由器 路由器（Router）是连接局域网与广域网的连接设备，在网络中起着数据转发和信息资源进出的枢纽作用，是网络的核心设备。当数据从某个子网传输到另一个子网时，要通过路由器来完成。路由器根据传输费用、转接时延、网络拥塞或信源和终点间的距离来选择最佳路径。6、交换器 交换器是一种可以根据要传输的网络信息构造自己的“转发表”

10、，做出转发决策的设备。交换器是20世纪90年代出现的新设备，它的出现解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，还解决了传统路由器低速、复杂、昂贵所造成的网络瓶颈问题。7、调制解调器 调制解调器是一种能够使电脑通过电话线同其他电脑进行通信的设备。因为电脑采用数字信号处理数据，而电话系统则采用模拟信号传输数据。为了能利用电话系统来进行数据通信，必须实现数字信号与模拟式的互换。调制解调器的功能由三个因素来确定：速率、错误纠正和数据压缩。目前市场上的调制解调器重要有四种：外置调制解调器、内置调制解调器、PCMCIA卡式调制解调器（主要用于笔记本电脑）、电缆调制解调器。调制解调

11、器具有两个功能：一是调制和解调功能，二是提供硬件纠错、硬件压缩、通信协议等功能。当这两个功能都是由固化在调制解调器中的硬件芯片来完成时，即其所有功能都由硬件完成，这种调制解调器俗称为硬“猫”。目前大多数的调制解调器都是硬“猫”。计算机网络的分类计算机网络的分类方式有很多种,可以按网络的覆盖范围、交换方式、网络拓扑结构等分类。一、根据网络的覆盖范围进行分类，我们可以分为三类：局域网LAN（Local Area Network）、广域网WAN（Wide Area Network）和城域网MAN（Metropolitan Area Network）。1、 局域网LAN：局域网用于将有限范围内（如一个

12、实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互连成网。局域网按照采用的技术、应用范围和协议标准的不同可以分为共享局域网与交换局域网。局域网技术发展迅速，应用日益广泛，是计算机网络中最活跃的领域之一。局域网的特点：限于较小的地理区域内，一般不超过2km，通常是由一个单位组建拥有的。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。并且局域网的组建简单、灵活，使用方便。 2、 城域网MAN城市地区网络常简称为城域网。目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。其实城域网基本上是一种大型的局域网，通

13、常使用与局域网相似的技术，把它单列为一类主要原因是它有单独的一个标准而且被应用了。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，分布在一个城市内，是一种中等形式的网络。3、 广域网WAN广域网也称为远程网。它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。广域网覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。三种网络的比较 局域网的范围在2 km内,同一栋建筑物内或同一园区，传输速度快(10M/100M),成本便宜。城

14、域网的范围比局域网的大，210 km,同一都市内，但传输速度比不上局域网，属于中等，成本也较昂贵。广域网是三个网中范围最大的，10 km以上,可跨越国家或洲界，可传输速度是最慢的，成本很贵。原因关键在于：传输距离不同，技术不同，性能和成本也不同二、按交换方式进行分类，我们可以分为三类：电路交换、报文交换、分组交换。1、电路交换最早出现在电话系统中，早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的，数字信号经过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。2、 报文交换是一种数字化网络。当通信开始时，源机发出的一个报文被存储在交换器里，交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文，这种方式称做存储一转发方式。

15、3、 分组交换采用报文传输，但它不是以不定长的报文作为传输的基本单位，而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组，以分组作为传输的基本单位。灵活性高且传输效率高。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理，而且也加速了信息在网络中的传播速度。由于分组交换优于线路交换和报文交换，具有许多优点，因此它已成为计算机网络的主流。 三、按网络拓扑结构进行分类，我们可以分为五类：星形网络、树形网络、总线形网络、环形网络、网状网络 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。 1、 星形拓扑结构星形布局是以中央结点为

16、中心与各结点连接而组成的，各个结点间不能直接通信，而是经过中央结点控制进行通信。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。 星型拓扑结构的优点是：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，便于管理、组网容易、网络延迟时间短、误码率低星型拓扑结构的缺点是：共享能力较差、通信线路利用率不高、中央结点负担过重 2、 环形拓扑结构 环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环路上任何结点均可以请求发送信息。请求一旦被批准，便可以向

17、环路发送信息。一个结点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某结点地址相符时，即被该结点的环路接口所接收，而后信息继续流向下一环路接口，一直流回到发送该信息的环路接口结点为止这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。 环型拓扑结构的优点是：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，简化了路径选择的控制、可靠性较高、实时性强环型拓扑结构的缺点是：结点过多时传输效率低、故扩充不方便、总线形拓扑结构、用一条称为总线的中央主电缆，将相互之间以线性方式连接的工作站连接起来

18、的布局方式称为总线形拓扑。 3、总线形拓扑结构 用一条称为总线的中央主电缆，将相互之间以线性方式连接的工作站连接起来的布局方式称为总线形拓扑。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。结构简单灵活、便于扩充、可靠性高、响应速度快；设备量少、价格低、安装使用方便、共享资源能力强、便于广播式工作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

19、线自身的故障可以导致系统的崩溃。总线长度有一定限制，一条总线也只能连接一定数量的结点。4、树形拓扑结构树形结构是总线形结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路。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。 树型拓扑结构的优点：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。具有一定容错能力、可靠性强、便于广播式工作、容易扩充树型拓扑结构的缺点：

20、联系固定、专用性强5、网状拓扑结构将多个子网或多个网络连接起来构成网际拓扑结构。在一个子网中,集线器、中继器将多个设备连接起来，而桥接器、路由器及网关则将子网连接起来。网状拓扑结构的优点：可靠性高、资源共享方便、有好的通信软件支持下通信效率高 网状拓扑结构的缺点：贵、结构复杂、软件控制麻烦 TCP/IP协议Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电

21、子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。TCP/IP是一个协议族，因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP协议。以下我们对协议族中一些常用协议英文名称和用途作一介绍： TCP(Transport Control Protocol)传输

22、控制协议 IP(Internetworking Protocol)网间网协议 UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议 SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议 FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议 ARP(Address Resolat

23、ion Protocol)地址解析协议 从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网间网层、传输层、应用层。 其中： 网络接口层 这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。 网间网层 负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径-假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交

24、给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。 传输层 提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。 应用层 向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。 前面我们已经学过关于OSI参考模型的相关概念，现在我们来看

25、一看，相对于七层协议参考模型，TCP/IP协议是如何实现网络模型的。 数据链路层包括了硬件接口和协议ARP，RARP，这两个协议主要是用来建立送到物理层上的信息和接收从物理层上传来的信息； 网络层中的协议主要有IP，ICMP，IGMP等，由于它包含了IP协议模块，所以它是所有机遇TCP/IP协议网络的核心。在网络层中，IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助IP完成特定的任务，如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。 传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递，

26、传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式：TCP是一个基于连接的协议（还记得我们在网络基础中讲到的关于面向连接的服务和面向无连接服务的概念吗？忘了的话，去看看）；UDP则是面向无连接服务的管理方式的协议。 应用层位于协议栈的顶端，它的主要任务就是应用了。上面的协议当然也是为了这些应用而设计的，具体说来一些常用的协议功能如下： Telnet：提供远程登录（终端仿真）服务，好象比较古老的BBS就是用的这个登陆。 FTP ：提供应用级的文件传输服务，说的简单明了点就是远程文件访问等等服务； SMTP：不用说拉，天天用到的电子邮

27、件协议。 TFTP：提供小而简单的文件传输服务，实际上从某个角度上来说是对FTP的一种替换（在文件特别小并且仅有传输需求的时候）。 SNTP：简单网络管理协议。看名字就不用说什么含义了吧。 DNS：域名解析服务，也就是如何将域名映射城IP地址的协议。 HTTP：不知道各位对这个协议熟不熟悉啊？这是超文本传输协议，你之所以现在能看到网上的图片，动画，音频，等等，都是仰仗这个协议在起作用啊！ OSI中的层 功能 TCP/IP协议族 应用层 文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，

28、SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 表示层 数据格式化，代码转换，数据加密 没有协议 会话层 解除或建立与别的接点的联系 没有协议 传输层 提供端对端的接口 TCP，UDP 网络层 为数据包选择路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP 数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU 物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2

29、110，IEEE802。IEEE802.2 OSI模型与TCP/IP协议有什么区别？ 除了层的数量之外，开放式系统互联（OSI）模型与TCP/IP协议有什么区别？ 开放式系统互联模型是一个参考标准，解释协议相互之间应该如何相互作用。TCP/IP协议是美国国防部发明的，是让互联网成为了目前这个样子的标准之一。开放式系统互联模型中没有清楚地描绘TCP/IP协议，但是在解释TCP/IP协议时很容易想到开放式系统互联模型。两者的主要区别如下： ·TCP/IP协议中的应用层处理开放式系统互联模型中的第五层、第六层和第七层的功能。 ·T

30、CP/IP协议中的传输层并不能总是保证在传输层可靠地传输数据包，而开放式系统互联模型可以做到。TCP/IP协议还提供一项名为UDP（用户数据报协议）的选择。UDP不能保证可靠的数据包传输。 OSI（Open System Interconnect）开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型 是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。 最早的时候网络刚刚出现的时候，很多大型的公司都拥有了网络技术，公司内部计算机可以相互连接。可以却不能与其它公司连接。因为没有一个统一的规范。计算机之间相互传输的信息对方不能理解。所以不能互联。 I

31、SO为了更好的使网络应用更为普及，就推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。 其内容如下： 第7层应用层直接对应用程序提供服务，应用程序可以 变化，但要包括电子消息传输 第6层表示层格式化数据，以便为应用程序提供通用接 口。这可以包括加密服务 第5层会话层在两个节点之间建立端连接。此服务包括 建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设 置，尽管可以在层4中处理双工方式 第4层传输层常规数据递送面向连接或无连接。包括 全双工或半双

32、工、流控制和错误恢复服务 第3层网络层本层通过寻址来建立两个节点之间的连接， 它包括通过互连网络来路由和中继数据 第2层数据链路层在此层将数据分帧，并处理流控制。本层 指定拓扑结构并提供硬件寻址 第1层物理层原始比特流的传输，电子信号传输和硬件接口 数据发送时，从第七层传到第一层，接受方则相反。 上三层总称应用层，用来控制软件方面。 下四层总称数据流层，用来管理硬件。 数据在发至数据流层的时候将被拆分。 在传输层的数据叫段 网络层叫包 数据链路层叫帧 物理层叫比特流 这样的叫法叫PDU （协议数据单元） OSI中每一层都有每一层的作用。比如