第四节 计算机网络

一、计算机网络的概念及功能

计算机网络是现代计算机技术与通信技术相结合的产物，它是以硬件资源、软件资源和信息资源共享以及信息传递为目的，在统一的网络协议控制下，将地理位置分散的许多独立的计算机系统连接在一起所形成的网络。

计算机网络的主要功能有资源共享、信息传送、分布处理。

1．计算机网络的分类

按照不同的分类标准，计算机网络可以有不同的划分。

（1）按地理有效范围划分，计算机网络可分为广域网、局域网和城域网。

（2）按通信媒体划分，计算机网络可分为有线网和无线网。

（3）按使用范围划分，计算机网络可分为公用网和专用网。

（4）按配置划分，计算机网络可分为同类网、单服务器网和混合网。

（5）按对数据的组织方式划分，计算机网络可分为分布式数据组织网络系统和集中式数据组织网络系统。

虽然网络类型的划分标准各异，但是从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。局域网是一种在小区域内使用的由多台计算机组成的网络。广域网也叫远程网，是由相距较远的计算机系统或局域网互联而成的计算机网络。下面对这两种计算机网络进行简要介绍。

2．局域网

（1）局域网的定义和特性

局域网（local area network, LAN）是将一个区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络，人们将局域网的主要特点归纳为以下几点。

①局域网是一种通信网络。它将连接到局域网络的数据通信设备加上协议和网络软件组成计算机网络。

②联入局域网的数据通信设备是广义的，包括计算机、终端和各种外部设备等。

③局域网覆盖的地理范围较小，一般在几十米到几千米之间，如一个办公室、一幢大楼等。

随着局域网体系结构、协议标准研究的进展，网络操作系统的发展，光纤技术的引入以及高速局域网技术的发展，局域网技术特征与性能参数发生了很大的变化。

（2）局域网拓扑类型

局域网与广域网一个重要的区别在于它们覆盖的地理范围。由于局域网设计的主要目标是覆盖一个公司、一所大学或两幢办公大楼等“有限的地理范围”，因此它从基本通信机制上选择了与广域网完全不同的方式，即从存储转发方式改变为共享介质方式和交换方式。因此，局域网在传输介质、介质存取控制方法上形成了自己的特点。正是因为这样，局域网在网络拓扑上主要采用了星型、总线型、环型结构，在网络传输介质上主要采用了双绞线、同轴电缆和光纤。

①星型拓扑

在局域网的星型拓扑中，应该注意以下两个问题。

根据星型拓扑的定义，星型拓扑中存在着中心结点，每个结点通过点对点线路与中心结点连接，任何两结点之间的通信都要通过中心结点转接。

典型的星型拓扑如图2-3所示。

②总线型拓扑

总线型拓扑是局域网主要的拓扑构型之一。图2-4给出了实际的总线型局域网的计算机连接情况。

总线型拓扑结构的特点是：

●所有的结点都通过相应的网卡直接连接到一条作为公共传输介质的总线上。

●总线通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质。

●所有结点都可以通过总线传输介质发送或接收数据，但一段时间内只允许一个结点利用总线发送数据。当一个结点利用总线传输介质以“广播”方式发送数据时，其他结点可以用“收听”方式接收数据。

●由于总线作为公共传输介质为多个结点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上结点利用总线发送数据的情况，因此会出现“冲突”，导致传输失败。

总线型拓扑的优点是：结构简单，实现容易，易于扩展，可靠性较好。

③环型拓扑

环型拓扑也是共享介质局域网最基本的拓扑构型之一，如图2-5所示。

在环型拓扑中，结点通过相应的网卡，使用点对点连接线路，构成闭合的环型。环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。

需要指出的是，以上是从局域网基本技术的分类，以及构成局域网基本组成单元的角度讨论了局域网拓扑问题。任何实际应用的局域网系统都可能是一种或几种基本拓扑的扩展与组合，但是无论局域网络系统的结构有多复杂，构成它的基本局域网单元都符合以上讨论的基本特征。