1.3 计算机网络的组成

1.3.1 计算机网络的逻辑组成

计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，那么从它的结构上必然分成2个部分：负责数据处理的计算机和终端；负责数据通信的通信控制处理机和通信线路。典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为2个子网：通信子网和资源子网。

同时计算机网络系统由许多计算机软件、硬件和通信设备组成，根据这些网络组成部分在网络中的功能、类型、角色的不同，通常可以把计算机网络分成不同的组成部分。

1.资源子网

资源子网由主机、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理业务，并向网络用户提供各种网络资源与网络服务。连接到网络中的计算机、文件服务器以及软件构成了网络的资源子网，如图1.5所示。

网络中的主机（Host）可以是大型机、中型机、小型机或微型机，主机是资源子网的主要组成单元，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。普通用户终端通过主机入网，主机要为本地用户访问网络其他主机设备、共享资源提供服务，同时要为网中其他用户（或主机）共享本地资源提供服务。

终端控制器连接一组终端，负责这些终端和主机的信息通信，或者直接作为网络结点。终端是用户访问网络的界面，可以由键盘和显示器组成简单的终端，也可以是带有微处理器的智能终端。

计算机外设主要是网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘图仪等。

2.通信子网

通信子网由网络通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，完成全网数据传输、转发等通信处理工作，如图1.6所示。

通信控制处理机在通信子网中又被称为网络结点。它是一种在数据通信系统与计算机网络中处理通信控制功能的专用计算机，一般用小型或微型机配置通信控制的硬件和软件，按照它的功能和用途，可以分为存储转发处理机、集中器、网络协议转换器、报文分组组装/拆卸设备等。它一方面作为与资源子网的主机、终端的接口结点将主机和终端联入网内；另一方面，它又作为通信子网中的报文分组存储转发结点。完成报文分组的接受校验、存储、转发功能，实现将源主机报文正确发送到目的主机的作用。

通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机间的通信介质。计算机网络采用的通信线路有多种形式，如电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。一般在大型网络中或者相距较远的两结点之间的通信链路是现有的公共数据通信线路。

以上是从逻辑结构的角度来看计算机网络的组成，下面从系统角度来看计算机网络的组成。

1.3.2 计算机网络的硬件系统

计算机网络系统是一个集计算机硬件设备、通信设施、软件系统及数据处理能力为一体的能够实现资源共享的现代化综合服务系统。

一般来说计算机网络的系统硬件由以下5个部分组成。

1.网络工作站

网络工作站是指连接到计算机网络中并通过应用程序来执行任务的个人计算机。它是网络数据主要的发生场所和使用场所。用户主要通过工作站来使用网络资源并完成自己的任务。网络操作系统通过在个人计算机中增加网络功能，使之成为网络工作站。

2.服务器

服务器是指能向网络用户提供特定的服务软件的计算机。它包含2方面的内容：一方面，服务器的作用是为网络提供特定的服务，而人们通常会以服务器提供的服务来命名服务器，如提供文件共享服务的服务器称为文件服务器，提供打印服务的服务器称为打印服务器等；另一方面，服务器是软件和硬件的统一体，特定的服务程序需要运行在特定的硬件基础上，如大量内存、高速大容量硬盘等。服务器要完成服务功能，需要由服务程序完成服务功能。

由于整个网络的用户均依靠不同的服务器提供不同的网络服务，因此，网络服务器是网络资源管理和共享的核心。网络服务器的性能对整个网络的资源共享起着决定性的影响。

3.客户机

一般地，访问网络中共享资源的计算机称为客户机，客户机一般不参与网络管理。客户机是用户向服务器申请服务的终端设备，用户可以在客户机上处理日常工作，并随时向服务器索取各种信息及数据，请服务器提供各种服务（如传输文件、打印文件等）。

4.传输介质

传输介质是网络中信息传输媒体，是网络通信的物质基础。传输介质的性能特点对数据传输速率、通信距离、可连接的网络结点数目和数据传输的可靠性等均有很大影响，必须根据不同的通信要求，合理地选择传输介质。

5.网络连接设备

网络中使用的连接设备有网络适配器、中继器、集线器、路由器、网桥、网关等。

网络适配器也称做接口卡或网卡。它是网上设备（如工作站、服务器等）到网络传输媒体的通信枢纽，是完成数据传输的关键部件。网络适配器必须有一个连接到网络通信媒体的端口，而适配器本身是以接口卡的形式连接到网络设备上的，适配器通过它与网络设备之间的接口进行数据交换。

当网络中的信号沿着传输介质传输时，信号会逐渐衰弱，如果要想将信号传得更远，需要安装一个称做“中继器”的设备。数据经过中继器，不进行数据包的转换，即可放大网络信号。中继器连接的网络在逻辑上是同一个网络。中继器可以是单口接收和单口传送，但是它一般具有多个接口，多口中继器就是常说的集线器。

路由器、网桥、网关等设备将在第5章中详细介绍。

1.3.3 计算机网络的软件系统

在网络系统中，除了包括各种网络硬件设备外，还应该具备网络软件，网络软件是计算机网络中不可或缺的资源。网络软件所涉及的和需要解决的问题要比单机系统中的各类软件都复杂得多。由于网络体系的多样化，网络硬件的多样化，以及组合而产生的功能复杂化造成了软件类型的多种多样，难于统一标准。根据网络软件在网络系统中所起的作用不同，可以将其大致分为5类。

1.网络协议软件

用以实现网络协议功能的软件称为网络协议软件。协议软件的种类非常多，不同体系结构的网络系统都有支持自身系统的协议软件，在体系结构中不同层次上又有不同的协议软件。对某一协议软件来说，到底把它划分到网络体系结构中的哪一层是由协议软件的功能来决定的，所以同一协议软件，它在不同的体系结构中所隶属的层次不一定相同。

2.网络通信软件

在网络系统中，主机与主机或主机与终端之间的连接方式有2种。

（1）主机是通过通信接口与其他计算机连接。这种连接方式必须遵守网络协议所规定的接口关系。

（2）主机直接通过通信媒体与主机或终端相连接。由于这种连接方式所连接的终端和计算机种类不同，没有固定标准，并且连接接口关系不一定与网络协议的规定相一致，所以在这种情况下，主机操作系统中除了要配置实现网络通信的低级协议软件外，还要为各种相连的终端或计算机配置相应的通信软件。通信软件使用户能够在不必了解通信控制规则的情况下，控制自己的应用程序，同时能与多个站点进行通信，并对大量的数据进行加工。

3.网络管理软件

网络系统是一个很复杂的系统，对管理者来说经常会遇到许多难以解决的问题，例如如何避免服务器之间的任务冲突，如何跟踪网络中用户站点的工作状态等，这就需要软件来解决管理所遇到的各种问题，于是产生了网络管理软件。网络管理软件的主要功能是解决网络管理中出现的问题。关于网络管理的具体内容将在第6章中详细介绍。

4.网络操作系统

就像一台计算机的运行必须拥有独立的操作系统支持一样，计算机网络也必须拥有相应的网络操作系统。网络操作系统的基本任务就是要屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为用户提供各种基本网络服务功能，完成网络资源的管理，并提供网络系统的安全性服务。关于网络操作系统的具体内容将在第6章中详细介绍。

5.网络应用软件

网络应用软件是在网络环境下直接面向用户的，是为网络用户提供服务的，是网络用户在网络上解决实际问题的软件。

综上所述，网络应用软件最重要的特征是，它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。