任务1 计算机网络概述

一、什么是计算机网络

（一）计算机网络定义

所谓计算机网络，就是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统，如图2-1所示。

（1）网络基本要素

从计算机网络定义可以看出，一个计算机网络必须具备以下的基本要素：

① 至少有两台具有独立操作系统的计算机；

② 计算机之间要有通信手段将其互连；

③ 计算机之间要有相互通信的规则，也就是协议；

④ 配有网络软件；

⑤ 实现计算机资源共享。

（2）网络拓展要素

从资源、用户和管理角度来看，计算机网络应具备以下基本能力：

① 从资源观点来看，网络应具有共享外部设备的能力（例如，打印机、专用设备、外部大容量磁盘等）和公共信息共享能力（例如，公共数据库系统、数据库等）。

② 从用户观点来看，网络应把个人与众多的计算机用户连接在一起。

③ 从管理角度来看，网络应具有共享集中数据管理的能力（例如，备份服务、系统软件安装服务等）。

（二）计算机网络功能

计算机网络具有以下几个功能：

（1）资源共享功能

资源共享是计算机网络的主要功能，也是计算机网络最具有吸引力的地方。资源共享指的是网络上的用户都能够部分或全部地享受网络中的各种资源，如文件系统、外部设备系统、数据信息系统及各种服务系统等，使网络中各地区的资源能互通有无、分工协作，从而大大提高系统资源的利用率。

（2）信息传递与集中处理功能

信息传递与集中处理是计算机网络的最基本功能之一。这一功能主要用以实现计算机与终端或别的计算机之间各种数据信息的传递，以及将地理位置分散的生产单位或业务部门甚至个人等通过计算机网络连接起来进行集中的控制和管理。

（3）综合信息服务功能

通过计算机网络可以向全社会提供各种经济信息、商业信息、物流信息、科研情报和咨询服务等。比如电子商务，就是利用Internet实现企业与企业之间、企业与消费者之间、消费者与消费者之间、企业与政府之间的各种综合信息的服务。又如，综合业务数据网络就是将电话、传真机、电视机、复印机等办公设备纳入计算机网络中，实现了数字、声音、图形、图片等多种信息的传递。

二、计算机网络类型

计算机网络根据覆盖范围进行分类，可以分为局域网、城域网、广域网等类型。

（一）局域网络

局域网络（Local Area Network, LAN），它是属于某一个单位在某一个小范围内（即某一幢大楼、某一个建筑物、某一所学校内、某一所医院等）组建的计算机网络，一般在10千米范围内。这种网络具有组网方便、使用灵活、操作简单等特点，组成该网络的计算机并不一定是微型计算机。局域网络是目前计算机网络中发展最为活跃的一种网络，它起源于20世纪80年代初期，是随着微型计算机的大量使用而迅速发展起来的一种新型网络技术。如果这一网络中的计算机都是微型计算机，则称这种网络为微机型局域网络。

局域网络具有以下几个特点：

（1）局域网络覆盖有限的地理范围，它适用于学校、机关、公司、工厂等有限距离内的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求。

（2）局域网络一般属于一个单位所有，易于建立、维护和扩展。

（3）局域网络具有高数据传输速率（10～100Mb/s，甚至高达1Gb/s）、低误码率的高质量数据传输环境。

（4）决定局域网络特性的主要技术要素有网络拓扑、传输介质、介质访问控制方法等。

（5）局域网络从介质访问控制方法的角度可以分为两类，即共享介质局域网与交换局域网。

（二）城域网络

城域网络（Metropolitan Area Network, MAN），它的范围可以覆盖一组单位（如一个地区教育局及所属的所有学校）甚至一个城市。这种网络一般来说是在一个城市，但不在同一地区范围内的计算机互联。这种网络的连接距离可以在10～100千米，它采用的是IEEE 802.6标准。MAN与LAN相比，扩展的距离更长，连接的计算机数量更多，在地理范围上可以说是LAN的延伸。在一个大型城市或都市地区，一个MAN通常连接着多个LAN，如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等。光纤连接的引入，使MAN中高速的LAN互联成为可能。

城域网多采用异步传输模式（ATM）技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。ATM包括一个接口和一个协议，该协议能够在一个常规的传输信道上，在比特率不变及变化的通信量之间进行切换。ATM也包括硬件、软件以及与ATM协议标准一致的介质。ATM提供一个可伸缩的主干基础设施，以便能够适应不同规模、速度以及寻址技术的网络。ATM的最大缺点就是成本太高，所以一般在政府城域网中应用，如邮政、银行、医院等。

（三）广域网络

广域网络（Wide Area Network, WAN），它是一种涉及范围较大的远距离计算机网络，即一个地区、一个省、一个自治区、一个国家以及它们之间甚至全世界建立的计算机网络。因此，我们又将广域网称为远程网，例如，万维网（WWW）、国际互联网（Internet）等。Internet把全世界180多个国家的计算机主机和30多亿个用户紧密地连在一起，使用户之间互通信息，共享计算机和各种信息资源。

由于广域网传输的距离远，传输的装置和介质由电信部门提供，例如，长途电话线、微波和卫星通道、光缆通道等，也有使用专线电缆的。广域网络由多个部门或多个国家联合建立，规模大，能够实现较大范围内的资源共享。

广域网络具有以下几个特点：

（1）覆盖地理范围广，信息传递距离可以从几十千米一直达几万千米甚至几十万千米。

（2）信息传递速率比较低。

（3）传输误码率在10-6～10-4。

（4）广域网络一般可以由多个局域网互联而成，广域网中包含了多种网络结构，并可以根据用户的需要进行随意组网。