4.1网络基础

第四章计算机网络第一节网络基础知识点计算机网络？网络的功能？网络三要素？网络硬件？网络的分类？拓扑结构？无线局域网？计算机网络就是将分布在不同位置的具有独立操作系统的计算机以及其他附属设备和线路连接起来，按照共同的网络协议，实现相互之间通信和资源共享的系统。1.定义：一、计算机网络通信主体网络协议传输介质网络功能网络三要素第一阶段：1968至1984年研究实验阶段ARPA网第二阶段：1984至1995年实用发展阶段NSF网第三阶段：1995年后商业化阶段INTERNET网2.由来：一、计算机网络数据通信资源共享分布处理功能（分布式数据处理和分布式数据库）：通过网络可以把一件较大的工作分部分分配给网络上各台计算机去完成。二、网络功能我们看看它是怎么工作的：首先,要发现一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题。这类问题一般是跨学科的、极富挑战性的、人类急待解决的科研课题。其中较为著名的是:1.解决较为复杂的数学问题，例如：GIMPS（寻找最大的梅森素数）。2.研究寻找最为安全的密码系统，例如：RC-72（密码破解）。3.生物病理研究，例如：Folding@home（研究蛋白质折叠，误解，聚合及由此引起的相关疾病）。4.各种各样疾病的药物研究，例如：UnitedDevices（寻找对抗癌症的有效的药物）。5.信号处理，例如：SETI@Home（在家寻找地外文明）。从这些实际的例子可以看出，这些项目都很庞大，需要惊人的计算量，仅仅由单个的电脑或是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的。在以前，这些问题都应该由超级计算机来解决。但是,超级计算机的造价和维护非常的昂贵，这不是一个普通的科研组织所能承受的。随着科学的发展，一种廉价的、高效的、维护方便的计算方法应运而生——分布式计算！二、网络功能分布式计算工作原理网格计算TIPS：网格计算•网格计算是因特网应用的新发展，是一种虚拟计算环境。•网格计算(GridComputing)是指通过将多台计算机组成网格状网络、模拟实现高性能计算机的技术。网格计算的基本思路：假如有一项业务使用1GHzCPU需要3分钟的处理时间。如果网络中有3台安装了同样CPU的计算机，我们把这项业务分成3等分，然后分别交给每台计算机进行处理，那么完成这项业务的处理时间将缩短到1分钟。二、网络功能TIPS：网格计算（国外）二、网络功能1999年，该计划启动。SETI@home是一项利用全球联网的计算机共同搜寻地外文明的科学实验计划。你可以通过运行一个免费程序下载并分析从射电望远镜传来的数据来加入这个项目。搜寻外星人项目：也就是说通过在本机安装一个屏幕保护软件，就能够利用大家每个人的PC闲暇时候的计算能力来参与搜寻外星人的计算。成功案例：SETI@homeSearchforExtraTerrestrialIntelligenceatHome•90年代初，我国863专项中提出建设“中国国家高性能计算环境”计划，目标是建立一个计算资源广域分布、支持异构特性的计算网格示范系统，把我国的8个高性能计算中心通过Internet连接起来，进行统一的资源管理、信息管理和用户管理，并在此基础上开发了多个需要高性能计算能力的网格应用系统，取得一系列研究成果。•中国生物信息网格计算项目：FightAids@china中文名称为中国抗击爱滋病网格计算项目。TIPS：网格计算(国内)二、网络功能三、网络三要素通信主体：计算机、终端、各种服务器、工作站、网络借口卡等等。传输介质：有线传输介质：双绞线、同轴电缆、光缆等无线传输：短波、卫星通信等。网络协议：计算机之间进行通信的规则。TCP/IP、IPX/SPX、NETBEUI等TCP协议：传输控制协议。IP协议：互联网络协议。局域网中用的最多的协议。TransmissionControlProtocol/InternetProtocol网络服务器：为使用者提供网络资源，并对这些资源进行管理，是网络的核心，是网络中具有特殊地位的计算机。网络工作站：网络工作站就是用户接入网络的计算机。根据所使用的系统软件的不同，网络工作站也可以提供部分类似网络服务器的功能。传输介质：网络通信的线路。网络设备：网络中负责数据中转、信号放大以及网络互联的设备。四、网络硬件(常见的)分类（根据网络覆盖范围的大小）局域网（LocalAreaNetwork）LAN广域网（WideAreaNetwork）WAN城域网（MetropolitanAreaNetwork）MAN五、网络分类介于广域网与局域网之间的一种高速网络广域网•广域网是各种远程网络的总称，其覆盖范围可能是一个省或者一个地区或者若干个省区，甚至整个国家。•广域网采用远距离通信介质（如电话线、卫星、微波、光纤等），将位于不同地域、距离很远的计算机联结起来。局域网•局域网是覆盖一个较小区域的网络，比如一幢大楼或一个教室内部的网络就是局域网。•局域网通常采用双绞线将计算机联结起来。五、网络分类服务器、工作站等设备在物理上连接起来的形式，称为网络的拓扑结构。常见的局域网拓扑结构有三种：总线型、环型、星型。六、网络的拓扑结构LAN拓扑结构----总线（Bus）网络总线型网络是将计算机都连到一条称为总线的主干电缆上。六、网络的拓扑结构LAN拓扑结构----星型（star）网络星型网络是将所有的计算机以点对点的方式连接到集线器、交换机或某台计算机上。六、网络的拓扑结构LAN拓扑结构----环型（Ring）网络环型网络是将所有的计算机都串联在一个封闭的环路中。六、网络的拓扑结构拓扑类型图型表示描述优势劣势总线型采用单根传输线（称为总线）作为传输介质，计算机均通过网卡直接连接到总线上，各台计算机地位平等。方式连接方便，布线容易，便于扩充一旦总线故障，将导致整个网络瘫痪；故障诊断困难；环型各个节点通过点到点的通信介质首尾相接，形成闭合的环形通信网络连接线路短；适用于光纤；任何一个节点故障将造成整个网络的瘫痪；星型每个节点都通过一条独立的电缆连接到中心节点，中心节点控制全网的通信，任何两个节点的相互通信都必须经过中心节点。处理比较快；对中心依赖性强；一旦中心节点故障将影响整个网络；容易造成通信瓶颈；中心七、无线局域网覆盖距离几十米至几百米。利用无线技术在空中传输数据、话音和视频信号。无线局域网WLAN（WirelessLAN）七、无线局域网七、无线局域网WLAN价值体现可移动性布线容易组网灵活成本优势传输介质双绞线多芯光缆同轴电缆有双绞线、同轴电缆、光纤、短波、卫星通信等网络设备调制解调器集线器网卡包括网卡、调制解调器、集线器、交换机、路由器等。交换机路由器交换机一般用于ＬＡＮ－ＷＡＮ的连接；路由器一般用于ＷＡＮ－ＷＡＮ之间的连接。两者在性能上的区别：集线器采用的是共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。交换机/集线器交换机/集线器路由器网络设备