第1章 计算机网络基本知识

第1章计算机网络基本知识

通过本章的学习，可以使读者对计算机网络的产生、发展、分类、

工作模式、主要应用等有一个较为完整的认识，为今后进一步深入学习

计算机网络的知识打下坚实的基础。

•重点：

-计算机网络的产生和发展

-计算机网络的分类

-计算机网络的工作模式

-计算机网络的应用

•难点：

-计算机网络的分类

-计算机网络的工作模式

1.1计算机网络的产生和发展

计算机网络是计算机科学技术与通信技术相结合的产物，它已广泛

地应用于社会的各个方面。在各种信息交换系统，大型企事业的管理信

息系统，办公自动化系统，生产及科研系统，金融财贸系统，等等，到

处都有大大小小的计算机网络在应用。计算机网络已成为现代高科技的

一个重要组成部分。

随着半导体技术（主要是大规模集成电路LSI和超大规模集成电路

VLSI技术）的不断发展，计算机网络迅速地扩展到计算机和通信两个领

域。一方面通信网络为计算机之间数据的传输和交换提供了必要的手段,

另一方面数字信号技术的发展又推进了通信网络的各项性能的提高。

1.1.1计算机网络概述

计算机网络(ComputerNetwork)是利用通信线路和通信设备将地理上分散

并独立的计算机系统互相连接起来，并实现数据通信和资源共享。计算机网络是

涉及计算机硬件、软件和通信、信息处理以及信息工程学的综合性学科，是计算

机技术与计算机通信技术相结合的产物，它利用计算机技术进行存储和加工，利

用通信技术传播信息，奠定了信息化社会发展的技术基础。

从技术上讲，计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。通过计算

机来处理各种数据，再通过各种通信线路实现数据的传输。从组成结构来讲，计

算机网络是通过外围设备和连线，将分布在相同或不同地域的多台计算机连接在

•起所形成的集合。从应用的角度讲，只要将具有独立功能的多台计算机连接

在一起，能够实现各计算机间信息的交换，并可共享计算机资源的系统便可称为

网络。

将同一房间中两台计算机互连后所形成的是计算机网络，将同一办公部门的

多台计算机互连后所形成的是计算机网络，将同一幢或相邻几幢大楼里的计算机

互连后所形成的还是计算机网络，依此类推，将同一城市中分布在不同地区的计

算机互连后所形成的是计算机网络，将遍及全球不同角落的计算机互连后所形成

的同样是计算机网络。由此可以看出，计算机网络不存在地域的限制，只要根据

连接距离的远近采取不问的连接方式，都可以实现不同计算机之间的互连，并进

行计算机之间的通信和资源共享。

1.1.2计算机网络的发展及特点

自从1946年世界上第一台计算机(ENIAC)问世以来，计算机的发展已经历

了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路几个阶段。

而计算机网络最早出现在20世纪50年代，其网络雏形是计算机一终端系统，

它把多台远程终端设备通过通信线路连接到一台中央计算机上，以实现远程集中

处理。随着计算机技术和通信技术的不断发展，计算机网络经历了从简单到复杂,

从单机到多机的发展过程，到目前为止，其发展历程可分为4个阶段。

1、第一代计算机网络的产生和发展

第一代：以主机为中心。人们利用通信线路、线路控制器、多重线路控制器

以及公用电话网等设备，将一台计算机与若干个用户终端相连接，用户通过终端

命令以交互方式使用计算机系统，从而将单一计算机系统的各种资源分散到了每

个用户中。

1946年世界上第一台计算机(ENIAC)问世，此后的几年中，由于计算机的

价格较高且数量有限，还没有人会想到将多台计算机连接起来，并实现不同计算

机之间的通信。至1954年，随着一种既能发送信息又能接收信息的终端设备一一

收发器(Transceiver)的研制成功，人们实现了将穿孔卡片上的数据通过电话线

路发送到远程计算机上的梦想。此后，电传打字机也作为远程终端与计算机实现

了相连，用户可以在远程的电传打字机上键入自己的程序，经计算机处理后，程

序又指挥计算机将处理结果再传送给电传打字机，并在电传打字机上打印输出。

(1)使用线路控制器的计算机网络

因为早期的计算机是为成批处理信息而设计的，所以当计算机在和远程终端

相连时，必须在计算机上安装一个叫做线路控制器(LineController)的设备，同

时在线路的两端还必须各安装一台调制解调器，如图1.1所示。

vWVi

图1.1通过线路控制器及调制解调器连接的网络

因为电话线路本来是为传送模拟的语音信号而设计的，它不适合于传送计算

机的数字信号，使用调制解调器的主要作用就是把计算机或终端的数字信号转换

成可以在电话线路上传送的模拟信号，同时将从电话线路上接收到的模拟信号转

换成计算机或终端可以处理的数字信号。

早期的线路控制器只能通过一条通信线路和一个远程的终端互连，随着远程

终端数量的增多，为了避免一台计算机同时使用多个线路控制器，在20世纪60年

代初便出现了如图1.2所示的多重线路控制器(MultilineController)o通过多重线

路控制器，一台计算机可以通过公用电话网与多个终端相连。

图1.2通过多重线路控制器及调制解调器连接的网络

(2)使用前端处理机的计算机网络

大家知道，计算机最初主要用于科学计算。然而，随着网络的出现和应用，

人们逐渐发现计算机在非数值处理方面的应用远比纯粹的科学计算广泛得多，也

就是说人们已认识到了计算机在通信中的价值。然而，多重线路控制器严重限制

了网络中用户数量的增加，每当增加一个新用户时，都需要对多重线路控制器进

行软件和硬件的修改和重新配置，有些程序还需要重新编写。另外，多重线路控

制器和线路控制器要占用大量的计算机资源，使计算机增加了相当大的额外开销。

囱此，人桁又研制出了前端处境机(FrontEndProcessor,FED),筒球为前端机。

前端机可以完成全部的通信任务，而将计算机解放出来专门进行数据的处理，这

样就大大减轻了计算机的额外开销。图L3所示的是通过一台前端机与多个远程终

端相连的结构。

图1.3使用前端处理机的计算机网络

(3)使用集中器的计算机网络

远程终端数量的不断增加，使通信费用也随之增加。为了节约通信费用，可

在远程终端密集的地方安装一个集中器(Concentrator)。集中器和前端机的功能

有相似之处，也是一种通信处理机，它的一端用多条低速线路与各终端相连，另

一端则用一条高速率的线路与汁算机相连，如图1.4所示。集中器可以利用一些终

端的空闲时间来传送其他处于工作状态终端的数据，明显降低了通信线路的费用。

另外，由于集中器距离终端较近，所以在集中器与终端之间可以省去调制解调器。

图1.4使用集中器的计算机网络

收发器、前端机和集中器的使用，标志着第一代计算机网络的问世。很显然,

第一代计算机网络的结构和工作方式都非常简单，但是其中的许多网络至今仍在

使用着。

2、第二代计算网络产生和发展

第二代：以通信子网为核心，在计算机通信网络的基础上，完成网络体系结

构与协议的研究，形成了计算机网络。

第二代计算机网络产生于1969年。第一代计算机网络是面向终端的，是一种

以单个计算机为中心的星型网络，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资

源，如图1.5所示。而第二代计算机网络则强调了网络的整体性，用户不仅可以共

享与之直接相连的主机的资源，而且还可以通过通信子网共享其他主机或用户的

软、硬件资源，如图1.6所示。

在谈到第二代计算机网络时，必须强调分组交换(PacketSwitching)概念。

分组交换也称为包交换，它产生于第二代计算机网络，同样是现代计算机网络的

技术基础。然而，在分组交换出现之前，计算机网络还使用过电路交换

(Circuitswitching)的通信方式，下面分别介绍电路交换和分组交换的特点。

图1.5以单个主机为中心的星型网络

(1)电路交换

以电话为例，如果在所有用户之间架设直达的线路对通信线路的资源是极大

的浪费，所以必须依靠交换机实现用户之间的互连。一百多年来，电话交换机已

经历了多次技术上的更新，从人工接续、步进制、纵横制到现在广泛使用的程序

控制交换机(程控交换机)，但其本质始终未发生变化，都是采用电路交换方式。

电路交换也可称之为线路交换，从通信资源的分配来看，电路交换是预先分配传

输带宽。用户在开始通话之前，先要申请(一般通过拨号)建立一条从发送端到

接收端的物理通路，只有在物理通路建立之后双方才能互相通话。在通话的全部

时间里，用户终端占用端到端的固定传输带宽。

由此可见，电路交换方式对计算机之间或计算机与终端之间的数据通信存在

着明显的限制。这是因为计算机中数据的传输具有突发性和间歇性，当使用电路

交换方式时，通信双方要长久占用通信线路，这将造成很大的资源浪费。另外，

电路交换中双方建立通路的时间过长，不适合于现代计算机之间的通信要求。所

以，电路交换一般只能用于电话，现代计算机通信已不再使用。

(2)分组交换

分组交换是现代计算机网络的理论基础。图1.6所示的是一个分组交换的示意

图，当其中一台主机要向另一台或多台主机发送数据时，首先将要发送的数据分

成一个个等长的分组，或称为数据段或数据包，然后再将这些等长的数据包一个

接一个地发送出去。当数据包送往通信子网时，数据包可以选择不同的链路进行

传输，直到到达目的主机为止。需要说明的是，当数据包在通信子网中传输时，

已建立的通信链路并不被目前的通信双方所占用，在数据包传输的空闲期间这条

链路仍然可以被其他主机用来传输数据包。分组交换中的通信子网也称为分组交

换网。

从以上的介绍可以看出，分组交换方式非常适合计算机之间突发性和间歇性

数据的传输方式，可大大提高通信线路的利用率。所以，现代计算机网络仍然使

用分组交换方式。第二代计算机网络的工作方式一直延续到了现在。

3、第三代计算机网络的产生和发展

第三代：建立OSI参考模型，加速了体系结构与协议国际标准化的研究与应

用。

早期计算机之间的组网是有条件的，在同一网络中只能存在同一厂家生产的

计算机，其他厂家生产的计算机无法接入。这种现象的出现，一方面与当时的条

件有关，因为当时的计算机还远不如现在这样普及，一个人用户能够用上一台计

算机就算不错了，根本谈不上实现计算机之间的互连；另一方面也与未建立相关

的标准有关，当时的计算机网络只是部分高等学校或科研机构针对自己的工作特

点所建立的，还未能在大范围内（如不同的单位之间）进行连接，他们各自为政,

缺乏统一的标准。针对这种情况，出现了第三代计算机网络，第三代计算机网络

的特点是制定了统一的不同计算机之间互连的标准，从而实现了不同厂家生产的

计算机之间互连成网。

1977年，国际标准化组织成立了一个专门机构，提出了各种计算机能够在世

界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互联基本参考模型OSI/RM

（OpenSystemInterconnect/ReferenceModel）,简称为OSI。OSI模型共分为七

层，从下到上依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和

应用层，如图1.7所示。OSI参考模型的提出，解决了不同厂家生产的计算机之间

的互连问题，同时也解决了运行有不同操作系统的两台计算机之间的互连问题

（如图1.8所示）。OSI模型的提出，为计一算机网络技术的发展开创了一个新纪

元。现代的计算机网络便是以OSI模型为标准进行工作的。对于许多初学计算机网

络的人来说，OSI模型显得非常抽象，为此下面将OSI七层模型中每一层的功能用

较直观的语言表述。

（1）物理层：计算机之间使用何种介质进行连接。应用层

（2）数据链路层：数据采取什么方式进行传输。表不层

（3）网络层：走哪一条路才可以到达对方。

（4）传输层：对方在什么地方。传输层

（5）会话层：对方是谁。网络层

（6）表示层：对方看起来像什么。数据琏路层

（7）应用层：应该做什么。物理层

图1.7OSI参考模型

Windows2000ServerUNIX

应用层应用层

表示层

表示层

会话层会话层

传输层传输层

网络层网络层

Layer1

数据捱路层数据链路层

物理层物理层

图1.8网络操作系统与OSI模型之间的关系

4、第四代计算机网络的产生和发展

第四代：计算机网络向互连、高速、智能化方向发展，并获得广泛的应用。

第四代计算机网络是在进入90年代后，随着数字通信的出现而产生的，其特

点是综合化和高速化。

综合化是指采用交换的数据传送方式将多种业务综合到一个网络中完成。例

如人们一直在使用一种与计算机网络很不相同的电话网传送语音信息，但是，现

在已经可以将多种业务，如语音、数据、图像等信息以二进制代码的数字形式综

合到一个网络之中进行传送。这样的网络就叫做综合业务数字网ISDN（现在电信

部门所提供的“一线通”即为ISDN中的一种通信方式B-ISDN,即窄带ISDN）。

在ISDN推出后不久，可在同一条线路中传输多种媒体的ADSL（异步数据传输模

型）和CableModem（线缆调制解调器）等技术也相继投入了使用。

网络的高速化在近年来显得非常突出。如今大家在组建家庭、办公室或网吧

等小型网络时，多采用100Mbit/s的连接设备，10Mbit/s的网络已很少使用，

在一些大中型网络中还广泛使用1000Mbit/s的设备，另外运行速度达10000Mbit

/s（10Gbit/s）的万兆位以太网标准也正在制定中，且相关产品即将投入使用。

另外，可实现网络远距离连接的技术和产品也非常丰富。在进行计算机网络的远

距离连接时，除可以使用高速的光纤和无线连接之外，基于普通电话线的ADSL技

术可实现9Mbit/s的连接速度；基于有线电视网络的CableModem技术可实现最高

达30Mbit/s的连接速度。

网络向综合化和高速化发展是与多媒体技术的迅速发展分不开的。

1.2计算机网络的分类

对事物进行分类都是依据事物的某一属性进行的。由于事物往往有

多种属性，因此就有多种不同的分类方法。对计算机网络的分类也是如

此，从不同的角度，按照不同的属性有不同的分类方法。

常用的分类方法有：按照网络的覆盖范围分类，按照网络的连接方

式分类，按照网络协议分类，按照通信子网的传输形式分类等，例如从

网络的交换角度可以把计算机网络分为电路交换、报文交换、分组交换

和混合交换（同时采用电路交换和分组交换）等4种。但目前大多是根据

地域范围的大小来划分网络，根据地域范围的大小可将计算机网络分为

局域网和广域网两种。

1.2.1局域网(LAN)

局域网(LAN,LocalAreaNetwork)也叫局部网络，是在较小地理范围内实

现的计算机网络。它的地理范围有限，大约在几百米至几公里，覆盖范围一般是

，个实嚓金、一幢大楼、一个校扇或一个单彳立。它相分散在一定范围内的计算机、

终端、带大容量存储器的外围设备、控制器、显示器以及用于连接其他网而使用

的网间连接器等相互连接起来，进行高速数据通信。不同局域网的大小可能不尽

相同，既可能是在同一房间中由两台运行Windows98的计算机所组成的网络，也

可能是同一或相邻儿幢大楼内由几百台甚至是上千台的计算机所组成的网络。图

1.9所示的是一个由两台计算机组成、可共享一台打印机的最简单的局域网。

图1.9由两台计算机连接的网络

随着计算机技术的发展和应用范围的拓宽，局域网的作用和地位将显得越来

越突出。几年前，只有一些大中院校、科研院所、大型企业才拥有局域网。但是

近些年来伴随着计算机应用的普及，单机操作存在的弊端日渐突出，人们已不仅

仅要求计算机之间的资源共享，而且如大型软件的开发，大型CAD系统的设计、

大批量视频影像的处理等，都需要通过局域网来进行协同工作，如果离开了局域

网，这些工作将很难正常进行下去。为此，只要在两台或两台以上计算机的地方

都有可能组建局域网。

由于地理范围小，一般不需租用电话线路而直接建立专用通信线路，因此数

据传输速率高于广域网。局域网的特点是：

(1)网络的拓扑结构简单。

(2)传输速率高，IMb/s〜10Gb/s。

(3)一般由单一的机构管理。

按网络工作方式的不同，局域网一般分为令牌环网和以太网两种。

1.令牌环网

令牌环网(Token)主要用于广域网和大型的局域网的主干部分，其操作系统

大多使用UNIX,组建和管理非常繁琐，只有专业人员才能胜任，普通用户一般很

少问津。日前，在局域网中一般很少使用令牌环网，所以这部分内容不是本书的

重点。

2.以太网

以太网(Ethernet)是当今世界上应用范围最广的一种网络技术。它最早起源

于美国夏威夷大学，后来不断发展完善，其相关技术已进行了标准化。以太网标

准一经推出，许多大公司如3coM、AT&T等都相继推出了以太网产品，为以太网

技术的发展和应用起到了推动作用。如今，以太网产品已遍布世界各地，它对计

算机网络技术的发展起了举足轻重的作用。以太网组建较为容易，各设备之间的

兼容性较好，目前主流的服务器操作系统如WindowsNTServer4.0、Windows

2000Server、WindowsXPServer>NetWare>Linux和UNIX以及单机操作系统

Windows95/98/2000/Me/XP都支持这种网络，所以现在有80%以上的局域

网为以太网，而且其比例还在不断上升。

对于普通用户来况，学会以太网的组建、维护和管理相对较为容易。如无特

殊说明，本书中提到的局域网都是指以太网。

1.2.2广域网(WAN)

尽管局域网在一个较小的范围之内可以共享信息和资源，但它却不能连接远

程站点，所以在较大范围之内共享信息时就需要使用广域网。

广域网(WAN,WideAreaNetwork)也叫远程网络。它是在一个辽阔的区域

内进行数据、语音、图象信息传输的通信网。广域网在地理上可以跨越很大的距

离，连网的计算机之间的距离一般在几万米以上，跨省、跨国甚至跨洲，网络之

间也可通过特定方式进行互连，实现局域资源共享与广域资源共享相结合，形成

地域广大的远程处理和局域处理相结合的网际网系统。图1.10所示的是一个简单

的广域网。

其实，大多数广域网都隶属于不同的公司或单位，它一般存在不同的两种类

型：一种是连程范围较为庞大的网络，如扩展到城市中主要地区的网络，这种网

络也称之为城域网(MAN,MetropolitanAreaNetwork),又如遍及全球的Internet；

另一种是由多个局域网互连后形成的范围更大的网络，如由多个相对较远的分公

司组成的企业网或由多个相对较远的分校组成的校园网等。

与局域网相比，广域网只能利用相当有限的带宽，数据传输速率要比局域网

慢得多。因此，目前在广域网上还不能像使用局域网一样来共享大量的资源，多

数广域网只能用来收发电子邮件、进行网页浏览或发送简短的信息等。

广域网有以下特点：

(1)网络的覆盖地域辽阔，通常是以连接不同地域的大型主机系统组成的。

(2)网络拓扑结构复杂。

(3)网络传输速率较低，64Kb/s~2.5Gb/So随着科学技术的发展，广域网的传

输速率正在不断提高。

图1.10一个简单的广域网结构

1.3计算机网络的工作模式

根据计算机在网络中扮演角色的不同，目前的计算机网络主要分为

对等式网络、基于服务器的网络和混合网络3种类型。

1.3.1对等网

对等网(Peer-to-Peer)也称为同级网络，就是在一个网络中不存在专用的服

务器，每一台接入网络的计算机既是服务器，也是工作站台，拥有绝对的自主权。

不同的计算机之间可以简单地实现互访，进行文件的交换和共享其他计算机上的

打印机、光驱等硬件设备。对等网的工作方式如图1.11所示。

I.对等网的组织方式

工作组是对等网的组织形式。在同一个对等网中，一般只允许同一工作组中

的用户共享资源。所以当同一对等网中的用户数(接入的计算机数量)较少时，

可以只设置一个工作组，否则需要设置多个工作组以便于管理。例如，在一个办

公对等网中，用户可能属于不同的工作部门，且不同部门之间很少需要进行资源

的共享，这时就可以给每个部门设置一个工作组，如图1.12所示。这样一来，虽

然同一办公室中的所有用户连接在同一网络中，但是因为他们分别属于不同的工

作组，所以只能在本工作组内共享资源，而不能跨组操作。如果工作组之间的用

户发生变化，也不需要进行计算机的物理移动，只需要在自己的计算机上改变新

的工作组即可。又如.许多局域网游戏软件一般都有最多用户数的限制（一个局域

网游戏一般最多只允许同时由4个、8个、10个或12个人参与），所以在组建用于

玩游戏的对等网时，可以将计算机分成多个工作组，每一工作组中的用户数可以

根据游戏软件所实际限定的最大用户数来确定。这样，不但便于对网络的管理，

也可以快速查找和解决对等网中可能出现的问题。

技术科销售科生产科

工作组名：JSK.工作组名：XSK.工作组名：SCK

图1.12根据部们需要所规划的对等网

2.对等网的网络结构

有些读者以为对等网只能是如图1.12所示的总线型网络，这种认识是错误的。

对等网只表示网络中各计算机的位置是平等的，不存在主从之分，与网络结构没

有任何关系，所以对等网既可以是总线型的，也可以是星型的，需要时还可以是

星型总线结构。

3.对等网中使用的操作系统

日前广泛使用的DOS、Windows95/98>WindowsNTWorkstation>Windows

2000ProfessionalWindowsMe、WindowsXPProfessional^WindowsXpHome

Edition等单机操作系统，因为其内部分别内置了部分网络功能，所以都可以用来

组建对等网。另外，对于一些主要用于专用服务器的操作系统如UNIX、Linux、

WindowsNTServer>Windows2000Server和WindowsXPServer虽然也可以用于组

建对等网，但不建议用户使用。另外，NetWare操作系统不能用于组建对等网，但

Novell公司的NetWareLite操作系统则可以专门用来组建对等网。

注意在组建安全性能较高的对等网时，可以使用WindowsNTWorkstation,Windows

2000Professional,WindowsXPProfessional操作系统，因为与Windows95/98/Me等操

作系统相比，这些操作系统内置的网络功能更加强大，可以像使用专用服务器操作系统一样

来添加工作组和用户，并分配一定的权限。

4.对等网的优、缺点■

对等网中的用户被组织成不同的工作组。工作组只有很少的安全控制手段，

不存在集中登录过程，只要登录到网络中的一个工作组，就可以使用网络中其他

未设置密码的任何资源。另外，对等网并没有针对某些资源提供资源优化的能力,

在一般情况下如果多名用户同时访问同一台计算机上的资源时，那台计算机的用

户就会立刻感觉到计算机的性能明显的下降，所以对等网中限制同一工作组中的

用户数也是非常必要的。

对等网具有以下的优点。

.组建和维护容易。

.不需要专用的服务器，网络投资较少。

.可实现低价格组网，是建立小型网络的首选。

.设置方便，使用简单。

.用户可通过设定密码对共享资源进行安全保护和控制。

对等网存在以下的缺点。

.数据的保密性差。

.由于资源共享，为网络中的计算机带来了额外的负担。

.文件的存放分散，没有一个统一的地方保存一些重要文件

.缺乏统一组织和管理。

通过以上的介绍，可以发现对等网的优缺点都非常明显。所以，对等网一般

只用于计算机数量较少，对网络安全要求不高的一些场合，如家庭、学生宿舍、

网吧和小型办公室等。

132基于服务器的网络

基于服务器的网络也称为基于“客户机/服务器”（c/s）的网络。在基于

服务器的网络中必需有一台服务器，这台服务器提供了网络的安全保护和管理功

能。在基于服务器的网络中，根据服务器在网络中执行任务的不同可分成很多类

型，主要有文件服务器、打印服务器、数据库服务器、web服务器、E_mail服务器、

目录服务器等。在局域网中使用得最多的是文件服务器，利用文件服务器可以为

网络中的用户提供共享文件服务，用户可以通过它交换、读取、写入和管理共享

文件。如图1.13所示为一个基于服务器的网络结构。

图1.13基于服务器的网络结构

1、基于服务器网络的结构

与对等网一样，基于服务器的网络也只是表示计算机之间的工作方式，与网

络的实际结构没有直接关系，也就是说基于服务器的网络既可以是总线型结构，

也可以是星型结构，还可以是星型总线结构，用户可以根据组网的实际条件来确

定其结构。由于基于服务器的网络多用于计算机数量较多的情况，所以建议使用

星型结构或星型总线结构，而不使用单纯的总线型结构，因为总线型结构所连接

的计算机数量有限，一般最多不超过30台。

2、基于服务器网络常用的操作系统

这里的网络操作系统是指安装和运行在网络服务器上的操作系统，也称为服

务器操作系统。网络操作系统可以用来管理网络上的各种计算机，使用户能方便

有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务，并对网络上的资源提供

一定的安全管理服务。网络操作系统还可以用来监视网络的运行状况、管理网络

的共享资源、保证资源的安全、优化网络的性能、排除网络的故障，以确保网络

能够高效可靠地工作并为用户提供各种网络服务。目前，局域网中所使用的网络

操作系统主要有UNIX、NetWare>WindowsNTServer4.0、Windows2000

Server/AdvancedServer、Windows.NETServer等，这些操作系统的主要功能分

别如下。

(1)UNIX操作系统

UNIX网络操作系统出现于20世纪60年代，最初是为第一代网络所开发的，是

标准的多用户终端系统。在采用UNIX网络操作系统的网络上，所有应用软件、文

件和数据都集中保存在一个地方，其他用户终端则通过网络来访问这些资源。虽

然UNIX足一个名声很大的操作系统，但是对于大多数的计算机操作者来说它又是

高深莫测的，几乎所有的个人计算机者匡不会用它作操作系统。UNIX操作系统是

典型的32位多用户多仟务的网络操作系统，它一般主要应用于从事于工程设计、

科学计算、以及CAD等工作的小型机和大型机上。由于UNIX的安装、管理和维护

都比较专业化，所以在，中小型局域网中使用得很少。

（2）NetWare操作系统

NetWare系列网络操作系统是Novell公司开发的专门用于管理网络的操作系统。

在20世纪80年代初，Novell公司充分借鉴了UNIX操作系统的优点，吸收了UNIX

的多用户、多任务的功能推出了NetWare网络操作系统，也能提供多任务服务，使

网络中各用户的访问请求可以得到及时有效地响应。NetWare网络操作系统以个人

计算机为主要连网对象，所以自推出后大部分的局域网都使用NetWare操作系统，

在20世纪80年代末到90年代初曾经是风靡一时的网络操作系统。近年来，随着

WindowsNTServer4.0和Windows2000Server/AdvancedServer网络操作系统的广

泛应用以及人们对微软公司Windows操作系统的过于依赖，NetWare榛作素统已不

再是中小型局域网操作系统的主流。对于初学局域网的人来说，由于NetWare的安

装和管理不像WindowsNTServer4.0和Windows2000Server/AdvancedServer那样

简单，所以一般也较少使用。但是，对于20世纪90年代中期以前接触和使用局域

网的用户来说，他们都非常喜欢使用NetWare。

（3）Linux操作系统

1991年，芬兰赫尔辛基大学的学生LinusTorvalds利用Internet发布了他在

80386个人计算机上开发的Linux操作系统内核的源代码，开创了Linux操作系统，

也促使了自由软件Linux的诞生。随后经过各地Linux爱好者的补充和修改，到

1994年LinuxI.O发布之时，这一操作系统已经具备了抢先多任务和对称多处理的功

能。经过Linux编程人员（有许多是原来从事UNIX开发的人员）的不断努力，如

今Linux家族已经有近200个不同的版本。所有这些不同的版本都是基于最初的、

免费的源代码。不同的公司可以推出不同的Linux产品，但是他们都必须承诺对初

始源代码的任何改动皆公布于众。

自从自由软件Linux推出以后，已经逐渐占领了操作系统市场份额的30%,成

了Windows操作系统的强劲竞争对手，相对于Windows操作系统而言，Linux具有

开放源代码、可以运行在多种硬件平台上、支持大量的外部设备、支持的文件系

统多达32种等特点。但是，Linux同样摆脱不了版本过多（目前已有100余种），

且不同版本之间互不兼容等致命的缺点，所以使用Linux作为局域网服务器（尤其

是文件服务器)的用户还不多，多数Linux爱好者只把它作为Web服务器和E-mail

月艮务器，与WindowsNTServer4.0或Windows2000Server/AdvancedServer集成在

同一个网络中使用。

(4)WindowsNTServer4.0操作系统

WindowsNTServer4.0系列网络操作系统是由微软公司于1996年推出的一个

网络操作系统，它是基于32位结构的操作系统。使用WindowsNTServer4.0可以

得到很快的处理速度。安装WindowsNTServer4.0的计算机还可以通过增加CPU

数量的方法来获得更好的性能。因为WindowsNTServer4.0采用了多处理器的设计

方法，通常每增加一个CPU,系统的性能就可以提高80%。WindowsNTServer

4.0在应付多任务时采用了抢先式(PreemptiveMultitask)的处理方式，采用这种

方式的操作系统对计算机拥有优先控制权。这样当一个正在运行的应用程序因错

误不能顺利交出控制权时，就可以直接控制计算机，避免了系统的瘫痪，同时其

他的应用程序也可以继续运行。

除此之外，WindowsNTServer4.0的操作界面采用了非常流行的图形用户界

面(GUI),凡是会使用Windows操作系统的用户都很熟悉这种友好的界面，操作

方法也大同小异。WindowsNTServer4.0还提供了一系列的网络管理工具用来指导

网络管理员一步一步地完成网络管理工作。

以上特点，决定了WindowsNTServer4.0是一^^非常适合中小型局域网用户使

用的网络操作系统，目前有一半以上的局域网用户都在使用WindowsNTServer4.0o

另夕卜，由于WindowsNTServer4.0所提供的各项功能已完全能够满足中小型局域网

用户的需要，所以即使是Windows2000Server/AdvancedServer推出后，还有许多

用户一直在使用着WindowsNTServer4.0o

(5)Windows2000Server/AdvancedServer操作系统

Windows2000Server/AdvancedServer是微软公司于2000年推出的新一代网

络操作系统。Windows2000中包含有4个产品，它们是Windows2000Server、

Windows2000AdvanceServer>Windows2000DatacenterServer以及Windows2000

Professional,其中Windows2000Professional是为个人计算机所开发的新一代单机

操作系统，Windows2000DatacenterServer是专门为某些企业定制的，不以单独的

产品形太从市场出售。唯有Windows2000Server和WindowsAdvancedServer是普

通用户可以选用的网络操作系统。

Windows2000Server是在WindowsNTServer4.0的基础上，专门为部门工作组

或中小型公司的中小型网络环境所开发的网络操作系统，是WindowsNTServer4.0

的升级产品。与WindowsNTServer4.0相比，Windows2000Server在稳定性、可靠

性等方面都有所改进，它的性能更好，工作更加稳定，管理更加容易，成为中小

型局域网用户首选的主流服务器操作系统。Windows2000Server主要为用户提供

文件打印、软件应用、Web功能和通信等服务。

Windows2000AdvanceServer被称之为高级服务器版，是WindowsNT

Server4.0企业版的升级产品。它除具盈"Windows2000Server的所有功能外，还提

供了一些专门为大型企业级服务器设计的特性，例如：在稳定性方面，当运行于

Windows2000AdvanceServer上的应用未呈用发生一般性错误时，系统能够在1分钟

内重新启动该应用软件，而不影响服务器的正常工作。在对称多处理器(SMP)

支持方面，Windows2000Sewer最多只支持2路(4个CPU),而Windows2000

AdvanceServer可达到4路(8个CPU)。集群、负载平衡等技术的应用，使系统和

应用程序的稳定性得到了保证。此外，它还具有更高的扩展性、互操作性和可管

理性，这是Windows2000Server所无法比拟的。Windows2000AdvancedServer集

众多网络操作和Internet服务于一身，是较大型网络首选的操作系统，也是原来

WindowsNTServer4.0企业版升级时首选的操作系统。

(6)Windows.NETServer操作系统

Windows.NET是微软公司继Windows2000与WindowsMe之后于2001年11月

推出的又一个系列版本的操作系统，它集Windows2000的安全性、可靠性及

WindowsMe的易榛作性骞众多优异性能写一身，是微软公司Windows操作系统的

另一颗新星。

Windows.NET中用于服务器端的产品共有3个：用于工作组和部门服务器的

Windows.NETServer,用于应用程序服务器和更强劲的部门服务器的

Windows.NETAdvancedServer（64位版）以及用于核心业务海量数据处理中心服

务器的Windows.NETDatacenterSeiver（只向企业定制，不在市场上至肖售）。

其中，Windows.NETServer是Windows2000Server的升级版本，它不仅继承

了老系统的优秀功能与特性，又在内部添加了许多全新的功能与特性，大大地提

高了Windows.NETServer的易用性、安全性、高效性和集成性。Windows.NET

AdvancedServer是Windows2000AdvancedServer的升级产品，是64位的操作系统,

它主要用于大型局域网的应用程序服务器和功能更加强大的局域网服务器，同时

可作为Internet服务器。

3.基于服务器网络的优缺点

基于服务器的网络还包括工作站（客户机），这些工作站依赖于服务器提供

的服务（如文件存储、打印共享等），与对等网比较起来，工作站计算机所要处

理的工作量较小。

（1）基于服务器网络的优点

•统一的文件存储、允许在相同的数据基础上工作，并方便地备份关键的数据，数据

的保密性很强。

•可将软硬件集中到一起来使用，降低了总体的费用。

•可共享一些价格较为昂贵的设备，如彩色激光打印机等。

•可以严格地对每一个用户设置访问权限。

•具有很高的安全性能。

•用户只需要输入安全密码登录服务器就可以共享网络中的所有可共享资源。

•使用户从对等网的共享资源管理工作中解脱出来。

•易于管理大量的用户。

・集中管理，可避免数据分散在不同的计算机中。

(2)基于服务器网络的缺点

•需要一台较高配置的计算机作为服务器，增加了网络的投资。

•在服务器上需要安装所需的网络操作系统，与单机操作系统相比网络操作系统的价

格要高得多。

•一般至少需要一名专职的网络管理人员。

1.3.37昆合网络

混合网络是指网络中的计算机既能以客户机的身份登录服务器，也可以不登

录服务器，而与其他的客户机组成对等网。这意味着尽管大多数共享资源都位于

服务器，但网络用户仍然有权访问工作组里供对等网共享的任何资源，这还意味

着为了以对等网的方式工作，网络用户可以不必先登录到服务器。混合网络是基

壬服务器的网络与对等网在特定环境下的组合，混合网络的工作方式如图1.14所

刁'0

图1.14混合网络的工作方式

混合网络产生的基础是基于服务器的网络，在混合网络中存在两种可能：

种是当工作站登录服务器后，工作站既可以共享服务器中的资源，也可以共享同

一工作组中其他计算机上的资源；另一种是当工作站未登录服务器（如服务器未

打开）时，工作站将自动组建成对等网，同一工作组中的用户将可以共享资源。

混合网络集合了基于服务器的网络和对等网的优。电，也包含了共享存在的缺点。

当月艮务器上运行WindowsNTServer4.0、Windows2000Server/Advanced

Server或Windows.NETServer时，就会形成混合网络。如果服务器上运行的是

NetWare操作系统，则不会形成混合网络。

1.4网络的应用

计算机网络就在我们身边。计算机网络的用户遍布于从家庭到办公

室，从企业到政府部门，从一个大楼到到一个城市、一个国家、全世界

甚至宇宙。它深远地影响着人们的工作和生活方式。而建立网络的目的

是为了应用，应用是通过各种网络功能来实现的，每种功能都要由相应

的软件来提供，每种网络功能也称为服务。主要的网络服务有打印、文

件共享、Internet访问、远程拨入、主机通信等。服务一般都由服务器提

供，在小的组织中所有的服务可以由一台服务器担任，在大的组织中，

可能每种服务各由一台服务器担任。

1.4.1文件和打印服务

文件服务指使用文件服务器提供数据文件、应用（比如文字处理程序或电子

表格）和磁盘空间共享的功能。文件服务是网络的最初应用，因为许多原因，文

件服务至今仍是网络的应用基础。正如前面所提到的那样，在一个中心位置存放

共享的数据比把文件拷贝到磁盘上，然后通到磁盘传送文件的处理方式要更容易

和更快捷。数据保存在中心位置也会更安全，原因是网络管理员可以很容易地实

现数据备份，而不需依靠单个用户分别做备份。而且，使用文件服务器来运行多

个用户需要的应用程序只需购买更少的应用程序拷贝，也会减少网络管理员的维

护工作。

1.4.2通信服务

借助于网络通信服务，远程用户可以连接到网络（通常通过电话线和调制解

调器）。术语“远程用户”指在地理位置上与局域网服务器不同的计算机用户。

在通常情况下，通信服务不能让网络用户连接到该网络之外的计算机。诸如

Windows2000和NetWare等网络操作系统都包含内置的通信服务。在Windows2000

中，通信软件被称为远程访问服务器（RAS）o在NetWare中，通信软件被称为网

络访问服务器（NAS）。两种通信软件都能保证用户拨号进入通信服务器，或者

运行这些服务器，然后登录到网络，利用各种网络功能，就好像登录到服务器环

境中的某台工作站一样。

商业公司和其他组织通常使用通信服务为远离局域网的员工提供局域网访问

能力，比如在家工作的员工，在旅途中的员工，以及那些工作在小的卫星办公室

的员工（当建立广域网连接太昂贵时）。除此之外，这些组织和商业公司还可能

使用通信服务来使其他组织的员工（比如软件或硬件供应商）帮助分析和解决网

络问题。例如，假设你任职于一家纺织厂，该厂使用刺绣软件往衬衫和帽子上编

织花纹。当该软件出问题时，你会求助于软件供应商。然而，如果该软件公司位

于澳大利亚，就可以让供应商的技术人员通过通信服务器拨号进入公司网络，远

程分析和调试软件。这比让技术人员乘飞机到公司驻地来解决问题要更容易，并

且耗费更低廉。

通信服务器也被称为“访问服务器”。不管通信服务器运行于何种平台，都

应该能够让外部用户使用网络资源和设备，就好像登录到办公室中工作站一样，

这一点很重要。从一人远程地点，用户可以在共享的打印机上打印文件，登录到

IBM主机，从内部邮件系统接收邮件，或者对内部数据库进行查询。由于内部资

源可以被局域网的用户访问，所以通信服务器有必要进一步加强安全管理。

1.4.3邮件服务

邮件服务可以保证网络上的用户间电子邮件的保存和传送。用户借助于电子

邮件可以实现组织内外快捷方便的通信。邮件服务除提供发送、接收和存储电子

邮件的功能外，还可以包含智能的电子邮件路由能力（比如，如果某技术支持代

表没有在邮件到达后15分钟内打开邮件，则邮件自动转发给主管）、提示、规戈U、

文档管理和到其他邮件服务器的网关（网关是个硬件和软件的整体，能够在两种

不同类型的网络间交换数据）。邮件服务可以运行在数种系统之上；邮件服务可

以连接到Inter