3 计算机网络系统设计与安装
3.1 计算机网络系统基础知识
3.1.1 计算机网络的类型
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。它主要是由分布在不同地理位置上具有独立功能的多台计算机终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来的，在网络软件的支持下，该系统使得在一个地点的计算机用户能够使用另一个地点的计算机或计算机设备所提供的数据处理功能与服务，从而实现共享计算机系统资源及相互通信。
计算机网络的分类方法很多，例如有按拓扑结构分类的，有按网络规模大小、距离远近分类的，有按服务对象分类的等。无论用哪种方法分类，对网络本身没有什么意义，只是反映人们的不同说法而已。在日常工作中，人们经常提到的网络类型见表3-1。
表3-1 计算机网络的分类
3.1.2 计算机网络体系结构
计算机网络系统是非常复杂的，计算机之间的相互通信涉及许多复杂的技术问题。在网络中，相互通信的计算机必须高度协调工作。而这种协调工作是相当复杂的。为了降低网络设计的复杂性，对网络提出了层次，将复杂的问题分层设计，国际标准化组织（ISO）于1977年设立了专门的机构来解决这一问题，并公布了名为开放式系统互联参考模型（Open System Interconnection/Reference Model，OSI/RM）的网络体系结构，进一步推动了计算机网络的发展。
OSI是一个开放的体系结构，将网络分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层以及应用层，只有同层之间才能进行通信，如图3-1所示。OSI参考模型的出现，开辟了第三代计算机网络的新纪元。
图3-1 OSI参考模型
OSI各层在结点间进行通信时，分别负责网络通信中的部分特定工作，但只有物理层能进行实际信号的传输，其余各层只能说是逻辑上的虚拟对应传输，其通信需调用下层功能来实现。由于只有物理层是实际传输的信道，因此，各层除了进行自己相对应层级的工作外，也必须负责上下层间的联系，这些层与层间的工作关系称为接口。
OSI各层与常见的网络设备的对应关系见表3-2。
表3-2 OSI各层与常见网络设备的对应关系
OSI参考模型在数据传送过程中，各层会在数据前端进行通信标头（Header）包装与拆装工作，并在数据链路层执行数据信号标尾（Trailer）的拆组装工作，标头标尾内包含各层在网络传输工作上的重要信息，以便于各层协议可以根据相关信息进行各种必要处理。OSI参考模型的数据传送过程如图3-2所示。
图3-2 OSI参考模型的数据传送过程
3.1.3 计算机网络系统的组成
计算机网络系统是由网络硬件系统和网络软件系统组成的。
3.1.3.1 网络硬件系统
网络硬件是计算机网络系统的物质基础。常见的网络硬件主要组成部分见表3-3。
表3-3 网络硬件主要组成部分
图3-3 用调制解调器进行远程通信示意图
图3-4 网络接口卡功能框图
图3-5 光端机工作原理图
图3-6 网桥、路由器、网关的功能图
图3-7 由路由器连接成的网络互联
3.1.3.2 网络软件系统
在网络系统中，网络上的每个用户都可使用系统中的各种资源。然而系统必须对用户进行控制，否则，就会造成系统混乱、信息数据的破坏和丢失。为了协调系统资源，系统需要通过软件工具对网络资源进行全面的管理、调度和分配，并采取一系列的安全保密措施，防止用户不合理的对数据和信息的访问，以防数据和信息的破坏与丢失。网络软件是实现网络功能不可缺少的软件环境。
3.1.3.3 网络操作系统
网络操作系统是用来实现系统资源共享、管理用户对不同资源访问的系统软件，网络操作系统是最主要的网络软件。
（1）网络协议软件 网络协议软件是通过协议程序实现网络协议功能。连入网络的计算机依靠网络协议实现互相通信，而网络协议是靠具体的网络协议软件的运行支持才能工作。凡是连入计算机网络的服务器和工作站上都运行着相应的网络协议软件。
（2）网络管理软件 网络管理软件是用来对网络资源进行管理和对网络进行维护的软件。
（3）网络通信软件 网络通信软件的作用是实现网络工作站之间的通信。
（4）网络应用软件 网络应用软件是为网络用户提供服务并为网络用户解决实际问题的软件。