计算机网络的基本概念

　　现在网络已经成为人们生活中不可缺少的内容，不论是在工作，还是在生活中，时时刻刻都在使用着网络。为了能够更好地使用网络，先要了解一些经常用到的基本概念。

　　局域网

　　从广义上讲，局域网(LAN)是联网距离有限的数据通信系统，它支持各种通信设备的互连，并以廉价的媒体提供宽频带的通信来完成信息交换和资源共享，而且通常是为用户自己所专有的。如图1-2所示就是一个简单的局域网。

　　图1-2 简单的局域网

　　按照这个广义概念，局域网是具有以下特征的分布式处理系统：

　　● 可把分散在几百到几千米局部地区的不同计算机互连。

　　● 具有传送速率为1～100Mbps的传输能力。

　　● 能支持标准化协议、终端接口等。

　　● 采用国际标准化组织ISO推荐的开放系统互连模型(OSI)的各项原则。

　　● 可以提供数据、语音、视频图形和图像等综合服务。

　　影响局域网性能的主要因素是：

　　● 带宽——网络的数据信道容量。

　　● 拓扑结构——网络的物理结构。

　　● 协议——网络的访问控制技术。

　　广域网

　　从广义上讲，广域网(WAN)是将远距离的网络和资源连接起来的任何系统。广域网通过电话线和卫星提供跨国或全球范围的联系。有区域性或全球性事务的大公司可以使用广域网进行网络互连，并从远距离媒体租用线路来提供系统间的全天候连接。典型的局域网发送速度为10Mbps，而典型的广域网连接的网络系统发送速度为1Mbps。随着全球光纤通信网络的引入，这种情形正在改变。光纤通信网络能提供更宽的频带和更快的传输率。都市网(MAN)从广义也是一种广域网，通常为高速的光纤网络，在一个特定的范围内将局域网段，如校园、工业区等连接起来。都市网使用特殊的高速主干电缆(通常为光纤)直接连接服务器。

　　最典型的广域网为Internet，其分支如图1-3所示。

  　图1-3 广域网某一分支的典型结构

　　网络操作系统

　　网络操作系统是完成网络通信、控制、管理和资源共享的系统软件的集合。UNIX/LINUX Novell NetWare、Microsoft Windows NT/2000/XP等都是著名的通用局域网操作系统。

　　目前，并没有单一的网络操作系统一统天下，而是存在着多种网络操作系统并存的局面。其中，UNIX因其推出时间早、系统安全稳定等优势，几乎独霸了具有联网需求的邮电、银行、铁路、军事等领域。

　　网络协议

　　无论是在人与人之间的通信中，还是在有计算机参与的通信中，协议都必须存在，换句话说，“哪里有通信，哪里就有协议”。网络协议是计算机网络中通信各方事先约定的通信规则的集合。网络协议是分层次的，因此，在同一个网络中，可以有许多不同的协议在同时运行。

　　计算机网络协议有很多种，不同的网络通常采用不同的协议，例如，TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议、DLC协议、X.25协议、ATM协议、帧中继协议等。

　　网络体系结构

　　为了有效地建立面向分布式处理的通信网络，必须明确它们的逻辑结构及功能配置，网络体系结构就是为了实现这些功能而进行的体系化管理。

　　如果计算机系统中的应用仅能在其内部操作，称该系统为封闭系统。如果一个计算机系统中的应用进程能与另一计算机系统的进程通信，则称之为开放系统。开放系统是由通信设施连接的计算机系统。如果两个计算机系统之间要进行数据交换，在这两个计算机系统之间必须存在一条数据通道。

　　两个计算机系统之间必须有一种高度的协调，既要在硬件上协调，也要在软件上协调，这样才能从物理上、逻辑上都结合起来。当多个开放系统都做到了这种协调，并构成一个完整的系统，才能构成计算机网络。这就是所谓的计算机网络体系结构。

　　开放式体系结构是指配置不同型号的计算机、不同的操作系统和不同的拓扑结构与通信协议的网络相互连成一个统一的网络，以达到资源共享、数据通信及分布式处理的目的。

　　服务器

　　网络有共享外部设备的功能。这种共享主要是通过设计一个专门的节点，该节点为网上用户所共知，具有固定的地址，并为网上用户提供服务，这种提供服务的节点称为服务器。服务器运行网络操作系统，为网络提供通信控制、管理和共享资源。每个独立的计算机网络中至少应该有一台服务器。在低成本局域网中，也可以采用高性能的PC机作为网络服务器。

　　服务器的基本任务是处理各个网络工作站提交的网络请求。用户请求可以是访问服务器硬盘上的文件系统、申请共享打印服务，也可以是与其他设备进行通信。

　　网络中服务器接收、响应和处理工作站的请求，并提供相应的服务，所有这些请求都占用服务器的时间。在网络运行过程中，当有多个用户从工作站登录入网时，由于服务器要处理来自所有工作站的用户请求，服务时间将会增加。因此，网络服务器的负载在通常情况下是相当大的。随着用户数量的增加或用户请求的增加，网络上的信息流量随之增大，有时会导致网络服务器的拥挤现象—— 出现“瓶颈”，致使工作站的请求无法得到及时响应。

　　服务器的负载相当大，当网络增大时，负载的增加更加明显。因此，网络规模越大要求服务器的性能越高。影响网络服务器性能的因素很多，主要因素包括：

　　● 处理器的类型和速度。

　　● 内存容量的大小、内存通道的访问速度。

　　● 网络服务器缓存的大小。

　　● 硬盘的性能和存储容量。

　　● 通信协议中确定的分组的大小。

　　● 到达网络服务器的数据速率。

　　工作站

　　工作站是网络中具有独立运行功能并且能够接受网络服务器控制和管理，共享网络资源的计算机。工作站上运行的软件包括工作站启动程序和工作站实用程序。每个工作站上使用的启动程序都是根据工作站所使用的网卡所决定的。

　　网络工作站是用户使用网络的接口，是用户工作的真正平台。用户从工作站登录入网后，通过工作站向服务器发出请求，得到服务器响应后，从服务器取出程序和数据，传送到工作站内存，并在工作站上执行应用程序，对数据进行加工处理，然后又将处理结果传回到服务器中保存。网络上的所有工作站都能共享服务器上的程序和数据信息。

　　工作站可分为有盘工作站和无盘工作站。所谓有盘工作站，是指工作站本身配置磁盘驱动器，工作时，既可以使用本地磁盘，也可以使用服务器的磁盘。无盘工作站是指工作站本身并不配置磁盘驱动器，只使用服务器上的磁盘。无盘工作站不仅降低了网络的成本，而且便于网络的安全管理，对于服务器中的共享文件和数据有极大的保护作用，但它应具有普通计算机的处理能力和足够的内存。