计算机网络的定义和功能

计算机网络的定义和功能

 

1.   计算机网络的定义和功能：

       a. 最主要是计算机和数据通信技术的结合；

       b. 定义（三要素）：

            i.   主体：若干地理位置不同且功能独立的计算机；

            ii.  媒介：通信设备和线路；

                     注：其中，计算机和通信设备中的一些设备（如集线器、交换机、路由器等）称为网络中的结点；

            iii. 作用（提供的服务和功能），主要有两点：

                  *1. 信息交换（即数据传输）：如传真、E-mail、网页浏览等；

                  *2. 资源共享：主要包含三方面资源，

                                            1）硬件资源：大容量硬盘、打印机等；

                                            2）软件资源：编译器（各种oj）、文本编辑器等；

                                            3）数据资源：数据库等；

             iv.  常见的几种服务：文件服务（网盘等）、打印服务（一个办公室共享一台打印机）、E-mail、信息发布服务（股票行情、天气预报等）；

          

2.   计算机网络系统的组成（主要是三部分）：

       a. 网络通信系统：提供结点（即网络中的独立计算机）之间的数据通信服务，是网络系统的核心和基础，决定整体性能；

       b. 网络操作系统：对网络资源进行有效管理，是必不可少的人-机（网络）交互接口；

       c. 网络应用系统：根据基于实际需求和网络环境的应用系统，如一些联网系统（企业内部管理系统、全国银行联网系统、远程教学系统）等；

 

3.   根据作用域对网络进行分类：

       a. PAN：Personal Area Network，即个人区域网，作用域为几十米左右，一般是在个人的办公地点利用无线技术架设的网络，也常称为WPAN（Wireless PAN），即无线个人区域网；

       b. LAN：Local Area Network，即局域网，作用域为几千米，主要用于临近企业间通信、校园网等单位，单位对其具有自主管理权，速度一般为10Mb/s~1Gb/s，比较快；

       c. MAN：Metropolitan Area Network，即城域网，作用域为几十千米，使用以太网技术，和LAN有相同体系结构（多级处理机结构）；

       d. WAN：Wide Area Network，即广域网，作用域为几百到几千千米（甚至遍及全球），其节点交换机的链路一般为高速链路，任务是长距离传输主机发送的数据，一般由国家电信部门建造、管理和经营；

 

4.   21世纪的信息化特征以及三网的概念：

       a. 本时代的特征：

            i.   以网络为核心；

            ii.  数字化、网络化、信息化；

       b. 三网：

            i.   电信网络：电话、电报传真（过去都是电话传真）等服务；

            ii.  有线电视网络；

            iii. 计算机网络：快速传送数据以及检索数据；

            注：起到核心作用的是计算机网络，并且随着技术的发展，前两者逐渐被融入后者（网络电话、电视等），这就是现在的“网络融合“；

 

5.   网络、互联网、英特网的概念：

       a. 网络：network，由若干结点和连接这些结点的链路组成；

                        结点：是指网络中的独立的计算机、集线器、交换机、路由器等；

       b. 举例：三台计算机分别用一根链路连接至一台集线器上，形成一个四结点三链路的简单网络；

       c. 网络云图：即在图示中用一朵云来表示一个网络（这是一种抽象，类似于物理中的质点的概念），这样可以忽略网络中的一些细节问题，集中精力解决网络互联问题；

       d. 互联网：internet，即用路由器将一个个network连接形成的更大的网络，即网络的网络（network of networks）；

       e. 英特网：Internet，是internet的一种，是专用名词，特指当前全球最大的、开放的、*的internet，其中的计算机都称为主机（host）；

            ！！注：区别internet和Internet的区别，前者仅仅就是指一般的互联网（多个计算机网络互联而成的网络），而其中互联的各个网络之间的通信协议（即通信规则）可以是任意的，而后者中互联的各个网络一律都是采用TCP/IP协议作为通信准则（规范了全球Internet用户的通信行为，从而避免混乱），其前身是ARPANET；

 

6.   英特网发展中的三个阶段：

       a. 研究阶段：1969年，ARPA（Advanced Reaserch Projects Agency，美国国防部高级研究计划署）建立第一个分组交换网ARPANET，仅仅是以个四台主机的网络，连互联网都不是；之后慢慢发展称为多个网络互联的互联网，1983年采用TCP/IP协议作为ARPANET的标准通信协议，因此把1983年作为英特网的诞生年；直至1990年ARPANET关闭，因为实验已经成功；

       b. 运行阶段：1985年到1992年，NSF（National Science Foundation，美国国家科学基金会）建立了一个三级结构的英特网（分为主干网、地区网、校园网或企业网）NSFNET，覆盖全美主要大学和研究院；

       c. 商业阶段：从1993年开始逐渐形成多层次ISP结构的英特网；

 

7.   多层次ISP结构英特网：

       a. ISP：Internet Service Provider，英特网服务提供商；一开始英特网是由*管理的，后来应为英特网上接入的主机实在太多，*无力管理，因此就交给民营，NSFNET就被几个商用主干网代替，运营任务也就交给了各个ISP，但是*不是完全没有管理权的，英特网管理机构（也就是IP地址管理机构）仍然在*的管辖范围内；

       b. ISP拥有的物质基础（即固定资本）：通信线路（大ISP自己建，小ISP向大ISP租）以及路由器等链接设备；

            必须获得的政治资本（即合法资格）：从英特网管理机构（IP地址管理结构）获得IP地址；

            ISP提供的商品：向机构和个人（用户）提供IP地址，并通过自己的通信线路和路由器等链接设备将用户连入Internet，用户以此缴纳相应的费用；

            注：英特网中所有主机都必须要有一个IP地址，并且各个IP地址都不相同，这是由TCP/IP协议决定的；

                    IP地址不是单买的（零售的），而是IP地址管理机构批发给合法ISP，然后ISP再将这些IP地址卖个一个个用户；

                    现在所说的上网就是指通过某个ISP接入到Internet中，因此因特网是世界无数大大小小的ISP所共有的，即整个因特网的图示应该是各个主机通过各个ISP接入中间的因特网云；

       c. 举例：电信公司从国家因特网管理机构获取IP地址，然后将其卖个老百姓和企业单位，同时向他们提供通信和连接设备，再通过公司的主干网将他们连入因特网；

       d. 多层次ISP结构举例（以*举例，可从高到低分成大致五个层级）：

            i.   第一层级（这里层级理解为接入级，即接入到因特网中的层级）：NAP（Network Acess Point，网络接入点）；

                 注：NAP简介：

                         *1. 是最高等级接入点，知道本世纪初，美国的NAP数量才只有十几个；

                         *2. 负责和其它NAP交换大量下级ISP传入的大量数据，使得各个NAP所在区域的网络之间都能互联；

                         *3. 由于是处理超大数据的，因此NAP中装有性能极强的交换设施（采用ATM交换技术）；

                         *4. NAP又称为对等点（peering point），即接入NAP的下级之间不存在从属关系，都是对等的；

            ii.  第二层级：是多个大公司经营的国家主干网，也是ISP；

            iii. 第三层级：地区ISP；

            iv. 第四层级：本地ISP；

            v.  第五层级（最底层）：校园网、企业网、家庭PC机上网用户；

            小结：底层就是广大企业单位和网民，上一级的本地ISP就相当于区县级接入点、再上一级的地区ISP就相当省市级接入点、再上一级的主干ISP就相当于局部覆盖少数省的接入点（比如苏浙网、两广网等）、而*的NAP就相当于大范围覆盖多个省的接入点（比如华东网、华中网、华南网、西北王、西南网等），因此现在的因特网是基于ISP和NAP的多层次结构；；

            注：一般在NAP上还有一级更高的ISP，它们绕过NAP直接通过高速通信线路交换数据，是通信更加快捷；

       e. 特别指出，只要是接入因特网的用户，都可以成为一个ISP，只需要购买调制解调器还有路由器等设备让其他用户接入你的计算机形成网络就行了，这样对方就可以使用你的计算机上的资源；