换成可以通过模拟通信线路传输的模拟信号,这就是“调制”;接收信息时,把模拟通信线路上传来的模拟信号转换成数字信号传送给计算机,这就是“解调”。 (3) 中继器(Repeater)与集线器(HUB)
中继器是最简单的网络延伸设备,其作用就是放大通过网络传输的数据信号。例如,同轴电缆的最大网段长度为185米(细缆),如果需要较长的传输距离,就需要安装一个称为“中继器”的设备。
集线器可以看作是一种特殊的中继器,它具有多个端口,可连接多台计算机,是对网络进行集中管理的最小单元。局域网中常以集线器为中心,通过双绞线将所有分散的工作站与服务器连接在一起,形成物理上的星形拓扑结构。
(4) 网桥(Bridge)
网桥的作用是扩展网络的距离,减轻网络的负载。由网桥隔开的网络段仍属于同一网络,有相同的网络地址,但分段地址不同。
(5) 路由器(Router)
路由器用于连接多个逻辑上分开的网络。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来完成。因此,路由器具有判断网络地址和选择路径的功能。路由器分本地路由器和远程路由器,本地路由器通常可直接连接网络传输介质,如,双绞线、同轴电缆、光纤;远程路由器用来连接远程传输介质,并要求相应的设备,如,电话线要配调制解调器,无线介质要通过无线接收机、发射机等。
(6) 其它
除了上面提到的连网设备,在广域网中还用到以下设备:
☆ 线路控制器:主计算机或终端设备与线路上调制解调器的接口设备。 ☆ 通信控制处理机:负责通信处理工作的计算机。
☆ 集中器、多路选择器:通过通信线路分别和多个远程终端相连接的设备。
二、网络软件
网络软件主要包括:
☆ 网络操作系统:网络操作系统是网络的心脏和灵魂,负责管理和调度网络上的所有硬件和软件资源,使各个部分能够协调一致的工作,为用户提供各种基本网络服务,并提供网络系统的安全性保障。网络操作系统运行在称为服务器的计算
机上,并由连网的计算机用户(客户)共享。常用的网络操作系统有Windows 2000 Server、Netware、Unix、Linux等。
☆ 网络通信协议:在网络中,为了使网络设备之间能成功地发送和接收信息,必须制定相互都能接受并遵守的语言和规范,这些规则的集合就称为网络通信协议,如TCP/IP、SPX/IPX、NetBEUI等。协议通常包括所传输数据的格式、差错控制方案以及在计时与时序上的有关约定。一般说来同一网络中的各主机应遵守相同的协议才能相互通信,例如,Internet使用的协议是TCP/IP。
☆ 网络数据库系统:网络数据库系统是建立在网络操作系统之上的一种数据库系统,可以集中驻留在一台主机上(集中式网络数据库系统),也可以分布在每台主机上(分布式网络数据库系统)。它向用户提供存取、修改网络数据库的服务,以实现网络数据库的共享。
☆ 网络管理软件:用来对网络资源进行管理和对网络进行维护。
☆ 网络工具软件:用来扩充网络操作系统功能的软件,如,网络通信软件、网络浏览器、网络下载软件等。
☆ 网络应用软件:基于计算机网络应用而开发并为网络用户解决实际问题的软件。如,铁路联网售票系统、物流管理系统、连锁超市销售管理系统等。
网络软件所研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能,而在于如何实现网络特有的功能,这是网络软件最重要的特征。
小结:本次课主要讲解了计算机网络的基本概念,计算机网络的发展,我国计算机网络发展现状,计算机网络的软硬件构成等知识,都是有关计算机网络的基础知识,要求学生能理解掌握。
作业:
1.简述计算机网络的定义。从该定义中你对计算机网络有了何种了解? 2.计算机网络的发展可划分为几个阶段?每个阶段各有何特点? 3.计算机网络可分为哪两大子网?它们各实现什么功能? 4.计算机网络可以从哪几个方面进行分类?
1.3 计算机网络的分类
一、按网络的拓扑结构分类
网络拓扑可反映网络中各实体之间的结构关系,有星形、总线形、环形、树形和网状形等,其中星形、总线形、环形是三种基本的拓扑结构。 1. 星形结构
星形结构是局域网中最常用的物理拓扑结构,它一种集中控制式的结构(如图(a)所示):以一台设备为中央结点,其它外围结点都通过一条点到点的链路单独与中心结点相连,各外围结点之间的通信必须通过中央结点进行。中央结点可以是服务器或专门的集线设备(如HUB),负责信息的接收和转发。
这种拓扑结构的优点是:结构简单,容易实现,在网络中增加新的结点也很方便,易于维护、管理及实现网络监控,某个结点与中央结点的链路故障不影响其它结点间的正常工作。
缺点是:对中央结点的要求较高。如果中央结点发生故障,就会造成整个网络的瘫痪。 2. 环形结构
环形结构如图(b)所示,各结点通过链路连接,在网络中形成一个首尾相接的闭合环路,信息在环中作单向流动,通信线路共享。
这种拓扑结构的优点是:结构简单,容易实现,信息的传输延迟时间固定,且每个结点的通信机会相同。缺点是:网络建成后,增加新的结点较困难;此外,链路故障对网络的影响较大,只要有一个结点或一处链路发生故障,则会造成整个网络的瘫痪。 3. 总线形结构
总线形结构如图(c)所示,网络中的所有结点均连接到一条称为总线的公共线路上,即所有的结点共享同一条数据通道,结点间通过广播进行通信。
这种拓扑结构的优点是:连接形式简单、易于实现、组网灵活方便、所用的线缆最短、增加和撤消结点比较灵活(不如星形结构),个别结点发生故障不影响网络中其它结点的正常工作。缺点是:传输能力低,易发生“瓶颈”现象;安全性低,链路故障对网络的影响大,总线的故障会导致网络瘫痪;此外结点数量的增多
也影响网络性能。 4. 其它结构
树形结构:该结构可以看作是星形结构的扩展,是一种分层结构,具有根结点和各分支结点,如图(d)所示。除了叶结点之外,所有根结点和子结点都具有转发功能,其结构比星形结构复杂,数据在传输的过程中需要经过多条链路,时延较大,适用于分级管理和控制系统,是一种广域网常用的拓扑结构。
网状形结构:该结构由分布在不同地点、各自独立的结点经链路连接而成,每一个结点至少有一条链路与其它结点相连,每两个结点间的通信链路可能不止一条,需进行路由选择,如图(e)所示。其优点是:可靠性高、灵活性好、结点的独立处理能力强、信息传输容量大;缺点是:结构复杂、管理难度大、投资费用高。网状形结构是一种广域网常用的拓扑结构,互联网大多也采用这种结构。
图1-3-1 计算机网络的几种拓扑结构
二、按网络的地理覆盖范围分类
1. 局域网
局域网是在局部范围内构建的网络,其覆盖范围一般在几公里以内,通常不超过10公里,属于一个部门或单位组建的小范围网络。局域网组建方便、使用灵活,是目前计算机网络技术发展中最活跃的一个分支。
局域网覆盖的地理范围有限,通常不涉及远程通信问题,因而易于组建,同时也便于维护和扩展。此外,局域网还具有高数据传输速率、低误码率的高质量数据传输能力。 2. 城域网
城域网的规模介于局域网与广域网之间,其范围可覆盖一个城市或地区,一般为几公里至几十公里。城域网技术的特点之一是使用具有容错能力的双环结构,并具有动态分配带宽的能力,支持同步和异步数据传输,并可以使用光纤作为传输介质。
三、按网络的管理方式分类
1. 客户机/服务器网络(Client/Server)
在客户机/服务器网络中(以下简称C/S结构),有一台或多台高性能的计算机专门为其它计算机提供服务,这类计算机称之为服务器;而其它与之相连的用户计算机通过向服务器发出请求可获得相关服务,这类计算机称之为客户机。 C/S结构是最常用、最重要的一种网络类型。
C/S结构的网络性能在很大程度上取决于服务器的性能和客户机的数量。服 随着Internet技术的发展与应用,出现了一种对C/S结构的改进结构,即浏览器/服务器结构(B/S Browser/Server)。 2. 对等网络
对等网是最简单的网络,网络中不需要专门的服务器,接入网络的每台计算机没有工作站和服务器之分,都是平等的,既可以使用其它计算机上的资源,也可以为其它计算机提供共享资源。比较适合于部门内部协同工作的小型网络。 对等网络组建简单,不需要专门的服务器,各用户分散管理自己机器的资源,因而网络维护容易;但较难实现数据的集中管理与监控,整个系统的安全性也较低。 按网络的使用范围分类