計算機網路基礎(1)——概述

1、計算機網路的定義

• 利用通訊線路
• 將地理位置分散的、具有獨立功能的許多計算機系統連線起來
• 按照某種協議進行資料通訊
• 實現資源共享的的資訊系統

2、計算機網路的組成

   按功能分

• 通訊子網：由介面報文處理機（轉發節點）和它們之間互連的通訊線路一起負責主機之間的通訊任務，構成了通訊子網，實現資訊傳輸與交換。
• 資源子網：由通訊子網互連的主機組成資源子網，它負責資訊處理，執行使用者應用程式、向網路使用者提供可分享的軟硬體資源。

   按工作方式分

• 邊緣部分：使用者直接使用的主機。
• 核心部分：由大量的網路及路由器組成，為邊緣部分提供連通性和交換服務。

   按組成部分分

• 硬體：主要由主機（也叫端系統）、通訊鏈路（如雙絞線、光纖等）、交換裝置（如路由器、交換機）和通訊處理器（如網路卡）等組成。
• 軟體：各種網路系統軟體、方便使用者使用的各種工具軟體。軟體部分屬於應用層。
• 協議：是計算機網路的核心，如同交通規則制約汽車駕駛一樣，協議規定了網路傳輸資料時所遵循的規範。

3、計算機網路的功能

• 資料通訊（基本功能）:傳輸文字、圖片、視訊等資訊
• 資源共享：如印表機、檔案，代替移動儲存介質
• 遠端傳輸：互相傳送資料、交流資訊、協同工作
• 集中管理：如OA、網路管理軟體
• 分散式處理：如視訊渲染
• 負荷均衡：分擔各裝置工作負荷

4、計算機網路的型別

   按地理位置分類

• 廣域網（Wide Area Network,WAN)

範圍很大，可以跨越國界、洲界、甚至包括全世界範圍，其覆蓋範圍通常為幾十到幾千公里的區域。廣域網是網路的公共部分，中國的廣域網一般為電信部門所有。

• 都會網路（Metropolitan Area Network,MAN)

規模侷限在一座城市範圍的區域性網路。與區域網相比，都會網路具有分佈地理範圍廣的特點。一般來說，覆蓋範圍在10-100km。

• 區域網（Local Area Network,LAN)

一般在幾十米到幾千米範圍內，一個區域網可以容納幾臺到幾千臺計算機。區域網往往用於某一群體，比如一個公司、一個單位、某一幢樓、某一學校等。按照網路的拓撲結構和傳輸介質，區域網通常可劃分為乙太網（Ethernet）、令牌環網、光纖分散式資料介面、非同步傳輸模式等，其中最常用的是乙太網。

• 個人區域網(Personal Area Network,PAN)

適用於家庭與小型辦公室的應用場合，其主要應用範圍包括藍芽傳輸檔案、無線家庭網路互連、家庭和辦公裝置短距離互連等。

   按網路拓撲結構分

• 星型網路結構：各個計算機使用各自的線纜連線到網路中。因此，如果一個站點出了問題，不會影響整個網路的執行。

• 環形網路結構：易安裝和監控，但容量有限，而且網路建成後，難以增加新的站點。

• 匯流排型網路結構：所有的站點共享一條資料通道。安裝簡單方便，需要鋪設的電纜最短，成本低，某個站點的故障一般不會影響整個網路，安全性低。

   按傳輸介質分類

• 有線網路：指採用同軸電纜、雙絞線、光纖等有線介質連線計算機的網路。採用雙絞線連網是目前最常見的連網方式。
• 無線網路：指採用微波、紅外線、無線電等電磁波作為傳輸介質。目前，不少大學和公司已經在使用無線網路。

   按交換技術分類

• 電路交換網路：在源結點和目的結點之間建立一條專用的通路用於傳送資料，包括建立連線、傳輸資料和釋放連線三個階段。最典型的電路交換網是傳統的電話網路。

      優點：

  連線建立後，資料以固定的傳輸速率被傳輸，傳輸延遲小
             由於物理線路被單獨使用，因此不可能發生衝突
     缺點：
             連線需要花費很長時間
             連線建立後，由於線路是專用的，即使空閒，也不能被其他裝置使用  

• 報文交換網路：也稱儲存—轉發網路。將使用者資料加上源地址、目標地址、校驗碼等資訊，然後封裝成報文，整個報文傳送到相鄰結點，全部儲存下來後，再轉發給下一個結點，重複這一過程直到到達目的結點。每個報文可以獨立選擇到達目的結點的路徑。

• 分組交換網路：也稱報文分組交換，或包交換網路。其原理是將資料分成較短的固定長度的資料塊，在每個資料塊中加上目的地址、源地址等資訊組成分組（包），以儲存—轉發方式傳輸。

      兩種方式控制和管理通過網路的交換

             1）資料包（data gram）

             2） 虛電路（virtual circuit）

5、計算機網路的服務分類

    面向連線服務和無連線服務

        在面向連線服務中，通訊前雙方必須先建立連線，分配相應的資源（如緩衝區），以保證通訊能正常進行，傳輸結束後釋放連線及所佔用的資源。因此這種服務可以分為連線建立、資料傳輸和連線釋放3個階段。例如，傳統的電話服務就是面向連線的服務。

        在無連線服務中，通訊前雙方不需要建立連線，需要傳送資料時就直接傳送，是一種不可靠的服務。這種服務常被描述為"盡最大努力交付"，並不保證通訊的可靠性。

   可靠服務和不可靠服務

       可靠服務是指網路具有糾錯、檢錯、應答機制，能保證資料正確、可靠地傳送到目的地。

       不可靠服務是指網路只是儘量正確、可靠地傳送，但不能保證資料正確、可靠地傳送到目的地，是一種盡力而為的服務。

   有應答服務和無應答服務

       有應答服務是指接收方在收到資料後向傳送方給出相應的應答，該應答由傳輸系統內部自動實現，而不是由使用者實現。所傳送的應答可以是肯定應答，也可以是否定應答，通常在接收到的資料有錯誤時傳送否定應答。例如，檔案傳輸服務就是一種有應答服務。

        無應答服務是指接收方收到資料後不自動給出應答。若需要應答，則由高層實現。例如WWW服務，客戶端收到伺服器傳送的頁面檔案後不給出應答。