计算机网络的功能和分类

计算机网络的功能和分类计算机网络概述计算机网络的功能计算机网络的分类计算机网络的协议与体系结构计算机网络的硬件设备计算机网络的软件设备计算机网络概述01计算机网络的定义计算机网络是由多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过通信设备和线路连接起来，在相应软件的支持下实现数据通信和资源共享的系统。计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，是信息社会的基础设施，是现代社会的重要组成部分。第一代计算机网络面向终端的计算机网络，以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机通信网。第三代计算机网络具有统一网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络，采用OSI七层模型作为网络的标准结构。第四代计算机网络从20世纪90年代开始，以Internet为代表的互联网迅速发展，计算机网络进入了一个崭新的时代。第二代计算机网络多个主计算机通过通信线路互联的计算机网络，以分组交换网为中心，主机和终端都处在网络中，它们所构成的网络称为计算机-计算机网络。计算机网络的发展历程提高可靠性计算机网络中的多台计算机可以通过互相备份来提高系统的可靠性，当某台计算机出现故障时，其他计算机可以接管其工作，保证系统的正常运行。数据通信计算机网络为分布在不同地理位置的计算机用户提供了强有力的通信手段，用户可以随时随地通过网络进行数据传输、信息交流等。资源共享计算机网络可以实现硬件资源、软件资源和数据资源的共享，提高了资源的利用率。分布式处理计算机网络可以将一个大型问题分解成许多小问题，分别由网络中的多台计算机进行处理，提高了处理问题的效率。计算机网络的重要性计算机网络的功能0203电子邮件通过计算机网络，用户可以发送和接收电子邮件，实现异步通信。01数据传输计算机网络的基本功能之一是实现计算机之间的数据传输，包括文本、图像、音频和视频等各种类型的数据。02信息交换计算机网络允许不同地理位置的计算机之间进行信息交换，实现远程通信。数据通信计算机网络允许用户共享打印机、扫描仪、硬盘等硬件设备，提高设备利用率。硬件资源共享软件资源共享数据资源共享用户可以共享各种软件资源，如应用程序、数据库和操作系统等。用户可以访问和共享网络上的数据资源，如文件、数据库和Web页面等。030201资源共享

分布式处理分布式计算计算机网络可以将一个大型的计算任务分解成多个小任务，分配给网络中的多台计算机进行处理，提高处理效率。并行处理多台计算机可以同时处理同一任务的不同部分，加快处理速度。负载均衡计算机网络可以平衡网络中各台计算机的处理负载，避免某台计算机过载。计算机网络可以实现数据的自动备份和恢复，确保数据的安全性和可靠性。数据备份当网络中的某台计算机出现故障时，其他计算机可以接管其任务，保证网络的正常运行。容错技术计算机网络可以采用各种安全防护措施，如防火墙、入侵检测和病毒防范等，确保网络的安全性和稳定性。安全防护提高可靠性计算机网络的分类03局限于某个范围内的网络，如一个办公室、一栋建筑或校园内。局域网（LAN）覆盖一个城市的网络，通常连接多个局域网。城域网（MAN）跨越广阔地理区域的网络，如跨越国家或大陆的网络。广域网（WAN）按地理范围分类数据在网络中广播，所有设备都能接收，如以太网。数据通过直接连接的设备间进行传输，如PPP（点对点协议）。按传输技术分类点对点网络广播式网络星型拓扑总线型拓扑环型拓扑网状拓扑按拓扑结构分类所有设备都连接到一个中心节点，如交换机。设备连接成一个闭环，数据在环中单向传输。设备连接在一条总线上，数据在总线上传输。设备间存在多条路径，数据可以选择不同路径传输，具有较高的可靠性。计算机网络的协议与体系结构04网络协议的定义网络协议是计算机网络中进行通信的双方或多方之间为了完成某项通信任务而预先制定的一套规则和约定。网络协议的作用网络协议的主要作用包括确定通信双方如何建立连接、如何传输数据以及如何结束连接等，确保网络中的设备能够相互理解并协同工作。网络协议的定义和作用物理层负责传输比特流，提供物理连接和电气特性。网络层负责数据的路由和转发，实现网络互联。数据链路层负责将数据组合成帧，并进行错误检测和流量控制。OSI七层协议体系结构传输层提供端到端的可靠数据传输服务，包括TCP和UDP等协议。会话层负责建立、管理和终止会话，提供同步和对话控制功能。表示层负责数据的表示、转换和加密等操作。应用层提供网络应用服务，如HTTP、FTP、SMTP等。OSI七层协议体系结构网络接口层对应于OSI的物理层和数据链路层，负责数据的传输和接收。网络层对应于OSI的网络层，实现数据的路由和转发。传输层提供端到端的可靠数据传输服务，包括TCP和UDP等协议。应用层提供网络应用服务，如HTTP、FTP、SMTP等，以及各种应用层协议的实现。TCP/IP四层协议体系结构计算机网络的硬件设备05VS网络接口卡（NIC）是计算机与局域网（LAN）之间的连接设备，负责将计算机内部的数据转换为适合在网络上传输的格式，并接收来自网络的数据，将其转换为计算机能够处理的格式。分类根据传输介质和速度的不同，NIC可以分为以太网卡、令牌环网卡、FDDI网卡等。功能网络接口卡（NIC）中继器是网络物理层上的连接设备，适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。功能根据中继的频段不同，可以分为单频中继器和多频中继器。分类中继器（Repeater）功能集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。分类根据工作层次不同，可以分为单工集线器、半双工集线器和全双工集线器。集线器（Hub）网桥工作在数据链路层，将两个LAN连起来，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。功能根据路由表的建立方法，可以分为透明网桥和源路由网桥。分类网桥（Bridge）交换机（Switch）功能交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备，它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。分类根据工作层次不同，可以分为二层交换机、三层交换机等；根据传输介质和传输速度不同，可以分为以太网交换机、快速以太网交换机等。功能路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。分类根据性能档次不同，可以分为高、中、低档路由器；根据结构不同，可以分为模块化路由器和非模块化路由器；根据网络位置不同，可以分为核心路由器和接入路由器。路由器（Router）计算机网络的软件设备06网络操作系统（