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计算机网络基础知识归纳

重点知识

一、计算机网络的基本概念

（一）计算机网络的定义与分类

1．网络定义的基本容

（1）计算机网络是用通信线路把分散布置的多台独立自治的计算机与专用外部设备互连，并配以相

应的网络软件所构成的系统。

（2）建立计算机网络的主要目的是实现计算机资源的共享，使广大用户能够共享网络中的所有硬件、

软件和数据等资源。

（3）联网的计算机必须遵循全网统一的协议，可以为本地用户或远程用户提供服务。

2．网络的分类

从不同角度出发，计算机网络有多种分类方法，常见的分类有：

（1）计算机网络按照地理围划分，有局域网 LAN、城域网 MAN 和广域网 WAN。

（2）按照使用围划分，有通用网和专用网。

（3）按拓扑结构划分，通常分为总线型、星型、环型、树型和网状网。

（4）按交换方式划分为线路交换网、存储转发交换网和混合交换网。

（5）按传输带宽方式进行划分，可分为基带网和宽带网。

（6）按网络中使用的操作系统，可分为 NetWare 网、Windows NT 网和 Unix 网等。

（二）计算机网络的组成

从逻辑功能上看，计算机网络由资源子网和通信子网两部分组成。

1．资源子网:资源子网代表着网络的数据处理资源和数据存储资源，由主计算机、智能终端、磁盘存

储器、工业控制监控设备、I/O 设备、各种软件资源和信息资源等组成。负责全网数据处理和向网络用户

提供资源与网络服务。

2．通信子网:通信子网是由负责数据通信处理的通信控制处理机(Communication Control Processor，

CCP)和传输链路组成的独立的数据通信系统。它承担着全网的数据传输、加工和变换等通信处理工作。

（三）计算机网络的主要功能

1．资源共享

（1）数据共享，可供共享的数据主要是网络中设置的各种专门数据库。

（2）软件共享，可供共享的软件包括各种语言处理程序和各类应用程序。

（3）硬件共享，可供共享的硬件可以是网络中某一台高性能的计算机，也可以是网络中的一台高速

打印机。

2．数据通信

该功能用于实现计算机与终端、计算机与计算机之间的数据传输，这是计算机网络的最基本的功能，

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也是实现其它功能的基础。

3．负荷均衡和分布处理

（1）负荷均衡是指网络中的负荷被均匀地分配给网络中的各计算机系统。

（2）在具有分布处理能力的计算机网络中，可以将任务分散到多台计算机上进行处理，由网络来完

成对多台计算机的协调工作。

4．提高系统的可靠性和可用性

二、网络通信协议概念

（一）计算机网络协议

1．基本概念:为了确保网络中数据有序通信而建立的一组规则、标准或约定就称为网络通信协议

(Protocol)。

2．通信接口：为了使网络中两个节点之间进行对话，必须在它们之间建立通信工具(即接口)，使彼此

之间能进行信息交换。

（1）硬件装置的功能是实现节点之间的信息传送。

（2）软件装置的功能是规定与实现双方进行通信的约定协议。协议通常由三部分组成：语法部分、

语义部分、变换规则(定时或时序)。

3. 协议的层次结构与其分层原则

（1）层次结构有如下特征：

①结构中的每一层都规定有明确的任务与接口标准。

②把用户的应用程序作为最高层。

③除了最高层外，中间的每一层都向上一层提供服务，又是下一层的用户。

④把物理通信线路作为最低层。它使用从高层传送来的参数，是提供服务的基础。

（2）分层原则：信宿机第 n 层接收到的对象应当与信源机第 n 层发出的对象完全一致。

（二） OSI/RM 模型简介

OSI/RM 网络结构模型从下往上依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、

应用层，共七层。对于每一层，OSI 至少制定两个标准：服务定义和协议规。

开放系统互连模型:

（1）为使不同计算机厂家生产的计算机能相互通信，以便在更大围建立计算机网络，国际标准化组

织 (ISO) 在 1978 年提出 “ 开放系统互连参考模型 ” ，即著名的 OSI/RM(Open System

Interconnection/Reference Model)。

（2）所谓“开放”，是强调对 OSI 标准的遵从，一个系统是开放的，是指它可与世界上任何地方的遵守

一样标准的其它任何系统进行通信。

三、局域网基本技术与通信基础

（一）局域网的定义与特点

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1．局域网的定义

（1）从硬件角度看，LAN 是电缆、网卡、工作站、服务器和其它连接设备的集合体。

（2）软件角度看，LAN 在网络操作系统(NOS)的统一指挥，提供文件、打印、通信和数据库等服务

功能。

（3）从体系结构来考察，LAN 由一系列层和协议标准所定义。

（4）局域网是将小区域的各种通信设备互连在一起的通信网络。

2．从上面的定义可以看出局域网具有四个特点：

（1）小区域可以是筑物，一个校园或者大至数千米直径的一个区域。

（2）数据通信设备是广义的，包括计算机、终端和各种外围设备。

（3）传输的误码率低，可达

118 ��

。

（4）整个网络为某个单位或部门所有，仅供该单位部使用。

（二）局域网的组成

计算机网络由硬件系统、网络软件系统和数据通信系统组成。

1. 主机(Host)

（1）服务器(Server)

服务器是向所有客户机提供服务的机器，装备有网络的共享资源。对网络服务器的基本要求：高速度、

大容量、安全性。

（2）客户机(Client)

客户机也称为工作站(Working Station)，是网络用户直接处理信息和事务的计算机。

2. 网络适配器

（1）网络适配器也叫做网络接口卡 NIC(Network Interface Card)，通常被做成插件的形式插入到计算

机的一个扩展槽中，故也被称作网卡。

（2）计算机通过网络适配器与网络相连。

3．传输介质

传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。

（1）双绞线

①双绞线是由按规则螺旋结构排列的两根绝缘线组成。双绞线分为屏蔽双绞线 STP 和无屏蔽双绞线

UTP 两种。

②双绞线成本低，易于铺设，既可以传输模拟数据也可以传输数字数据，但是抗干扰能力较差。

③目前局域网中常用的双绞线五类 UTP 为 8 芯四对的双绞线，8 芯的颜色对为：（橙白，橙）（绿白，

绿）（蓝白，蓝）（棕白，棕）。

④双绞线是通过 RJ-45 接头与网卡或集线器、交换机、路由器等相连接的。RJ-45 接头前端有 8 个凹

槽，简称 8P(Position，位置)，凹槽的金属触点（金属片）共 8 个，简称 8C（Contact，触点）。

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⑤RJ-45 连接头晶莹透明，俗称为水晶头。

⑥双绞线的标准连线法：又称为直通方式（MDI），它适用于从网卡到集线器或交换机或路由器，或

两个带有级联端口的集线器或交换机级联等。双绞线的两端使用同一标准 EIA/TIA 568B 标准（常用的）

或 EIA/TIA 568A 标准。

⑦双绞线的交错连线法：又称交叉方式，一般适用于两个未带有级联端口的集线器或交换机级联，或

两台计算机的直连。双绞线的一端使用 EIA/TIA 568B 标准，另一端使用 EIA/TIA 568A 标准。

（2）同轴电缆

同轴电缆由外层圆柱导体、绝缘层、中心导线组成。同轴电缆可分成基带同轴电缆和宽带同轴电缆两

种。

基带同轴电缆的特征阻抗为 50Ω，又分为细缆和粗缆，只用于传输数字信号。宽带同轴电缆的特征阻

抗为 75Ω，用于数字信号和模拟信号发送。

（3）光缆

用光纤做成的光缆，是由缆芯、包层、吸收外壳和保护层四部分组成。光纤可分为单模光纤(Single Mode

Fiber)和多模光纤(Multiple Mode Fiber)两类。

光纤的直径小(10～100μm，)，重量轻，频带宽，误码率很低，此外，还有不受电磁干扰、性好等一系

列优点。在要求输出速率很高(如超过 100Mbps)、抗干扰性极好的局域网的主干网络中，越来越多地采用

光缆。

（4）无线信道

目前常用的无线信道有微波、卫星信道、红外线和激光信道等。

4．网络互连设备

（1）中继器(Repeater)

①中继器工作在 OSI 的物理层。只能连接具有一样物理层协议的网络。当网络负载较重，网段间使用

是不同的访问方式，或需要数据过滤时，不能使用中继器。

②中继器的主要作用是：连接两个或多个网段，避免干线上传输信号衰减而失真，对传输信号实现整

形和放大，并按原来的传输方向重新发送数据，可以延长干线距离，扩展局域网覆盖围。

（2）集线器(Hub)

集线器又称集中器，是多口中继器，工作在 OSI 的物理层。把它作为一个中心节点，可用它连接多条

传输媒体。其优点是当某条传输媒体发生故障时，不会影响到其它的节点。

集线器分为无源集线器(Passive Hub) 、有源集线器(Active Hub)和智能集线器。

（3）网桥

网桥工作在 OSI 的数据链路层。它要求两个互连网络在数据链路层以上采用一样或兼容的网络协议。

网桥可分为本地网桥和远程网桥，本地网桥又分为部网桥和外部网桥。

网桥的功能：隔离网络、过滤和转发。

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（4）路由器

路由器工作在 OSI 的网络层。它要求网络层以上的高层协议一样或兼容，用来实现不同类型的局域网

互连，或者用它来实现局域网域与广域网互连。路由器分类如下：

①按路由器安装的位置划分，可分为部路由器和外部路由器。

②按路由器支持的协议划分，可分为单协议路由器和多协议路由器。

③按路由表的状况划分，可分为静态路由器和动态路由器。

路由器的功能：路由器可以实现网络层以下各层协议的转换。它除了具备网桥的全部功能外，还有路

由选择功能。

（5）网关

网关亦称网间协议转换器，工作于 OSI/RM 的传输层、会话层、表示层和应用层，或通称为高层。

网关不仅具有路由器的全部功能，同时还可以完成因操作系统差异引起的通信协议之间的转换。网关

可用于 LAN-LAN、LAN 与大型机以与 LAN 与 WAN 的互连。

（6）交换机

交换机相对与集线器而言，它将传统的网络“共享”传输介质技术改变为交换式的“独占”传输介质技术，

提高了网络的带宽。

交换机与交换式集线器 Hub 有很大的区别，前者可工作在数据链路层，也有的高档交换机（或称为第

三层交换机）工作于网络层，后者工作于物理层。交换机端口的工作速度高于 Hub 端口工作的速度。

（7）调制解调器

调制解调器 Modem，将待发送的数字信号转换成代表数据的一系列模拟信号，并利用模拟信道对信号

进行载波传输，这个过程通常称为调制。在数据接收方，调制解调器将接收到的模拟信号，还原成数字信

号，供计算机处理，这个过程被称作解调。

5.网络软件系统

（1）通信协议

局域网通信协议用以支持计算机与相应的局域网相连，支持网络节点间正确有序地进行通信。

（2）网络操作系统

网络操作系统在服务器上运行，是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供

所需的各种服务软件和有关规程的集合。

网络操作系统不仅要具有普通操作系统的功能，还要具备六个特征：

①网络通信 ②共享资源管理 ③提供网络服务 ④网络管理 ⑤互操作 ⑥提供网络接口

（3）网络应用软件

局域网应用软件是建构在局域网操作系统之上的应用程序，它扩展了网络操作系统的功能。

（三）网络拓扑结构

局域网的拓扑结构是指网络中节点互相连接的方法和型式。

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