9.1 计算机网络概述
9.1.1 计算机网络的发展、组成与分类
1．计算机网络的发展过程
概念：计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。
计算机网络技术是在20世纪60年代末、70年代初开始发展起来。计算机网络的发展过程大致可以分为以下三个阶段。
1) 具有通信功能的单机系统
2) 具有通信功能的多机系统
3) 计算机网络
一个计算机系统连入网络以后，具有以下几个优点：
(1) 共享资源。包括硬件、软件、数据等。同时也是最为突出的优点。
(2) 提高可靠性。当一个资源出现故障时，可以使用另一个资源。
(3) 分担负荷。当作业任务繁重时，可以让其他计算机系统分担一部分任务。
(4) 实现实时管理。
2.计算机网络的组成
计算机网络主要由以下几部分组成：
(1) 主机(host)。它是一个主要用于科学计算与数据处理的计算机系统。
(2) 结点(node)。它是一个在通信线路和主机之间设置的通信线路控制处理机，主要是分担数据通信、数据处理的控制处理功能。
(3) 通信线路。它主要包括连接各个结点的高速通信线路、电缆、双绞线或通信卫星等。
(4) 调制解调器。在传送数据时，以原封不动的形式把来自终端的信息送入线路称为基带传输，这种方式适合于近距离传送。在远距离传送时。为防止信号畸变，一般采用频带传输，即将数字信号变换成便于在通信线路中传输的交流信号进行传输。此时在发送端由直流变成交流称为调制。在接收端由交流变成直流称为解调。兼有这两种功能的装置称为调制解调器(modem)。
3.计算机网络的分类
1．计算机网络的分类：目前，计算机网络的品种很多，根据各种不同的联系原则，可以得到各种不同类型的计算机网络。因此，对计算机网络的分类方法也各不相同。例如，按照通信距离来划分，计算机网络可以分为局域网和广域网（也称远程网）也可以分为城域网和国际网；按照网络的拓扑结构来划分，可以分为环型网、星型网、总线型网等；
下面主要介绍局域网与广域网的概念。
1) 局域网(LAN)
如果网络的服务区域在一个局部范围（一般在几十千米之内），则称为局域网。在一个局域网中，可以有一台或多台主计算机以及多个工作站，各计算机系统、工作站之间可通过局域网进行各类数据的通信。
2) 广域网(WAN)
如果服务地区不局限于某一个地区，而是一个相当广阔的地区（例如各省市之间、全国甚至全球范围）的网络称为广域网。为实现远程通信，一般的计算机局域网可以连接到公共远程通信设备上，例如电报电话网、微波通信站或卫星通信站。在这种情况下，要求局域网应是开放式的，并具有与这些公共通信设备的接口。
9.1.2 网络传输介质
1) 双绞线： 送信息的速度低于
b/s，通信距离为几百米。
2) 同轴电缆
3) 光缆（光导纤维）
4) 无线通信
9.1.3 网络拓扑结构
网络的拓扑结构是指网络连线及工作站点的分布形式。常见的网络拓扑结构有星型结构、环型结构、总线型结构、树型结构和网状结构五种。
1) 星型结构
星型结构是最早的通用网络拓扑结构形式。在这种结构中，每个工作站都通过连接线（电缆）与主控机相连，相邻工作站之间的通信都通过主控机进行，它是一种集中控制方式。这种结构要求主控机有极高的可靠性。它的优点是，当需要增加新的工作站时成本低，结构简单，控制处理也较方便。其缺点是，一旦主控机出现故障，系统将全部瘫痪，可靠性比较差。
2) 环型结构
在这种结构中，各工作站的地位相同，互相顺序连接成一个闭合的环，数据可以单向或双向进行传送。这种结构的优点是，网络管理简单，通信设备和线路较为节省，而且还可以把多个环经过若干交接点互连，扩大连接范围。
3) 总线型结构
在这种结构中，各个工作站均与一根总线相连。这种结构的优点是，工作站连入网络十分方便；两工作站之间的通信通过总线进行，与其他工作站无关；系统中某工作站一旦出现故障不会影响其他工作站之间的通信，即对系统影响很小。因此，这种结构的系统可靠性高，是目前局域网中最普遍采用的形式。
4) 树型结构
这种结构是一种分层次的宝塔形结构，控制线路简单，管理也易于实现。它是一种集中分层的管理形式，但各工作站之间很少有信息流通，共享资源的能力较差。
5) 网状结构
在这种结构中，各工作站互连成一个网状结构，没有主控机来主管，也不分层次，通信功能分散在组成网络的各个工作站中，是一种分布式的控制结构。它具有较高的可靠性，资源共享方便；但线路复杂，网络的管理也较困难。
局域网常用的拓扑结构主要是前四种。
9.1.5 计算机网络的功能与应用
1．资源共享 2．信息传输与集中处理。3．均衡负荷与分布处理 4．综合信息服务
2、其他作用
1) 远程登录 2) 传送电子邮件 3) 电子数据交换 4) 联机会议
9.1.4 网络数据通信与网络协议
1．网络数据通信
1)数据的传送 2)同步与异步通信 3) 传输速率 4) 数据通信方式 5) 分组交换技术
2.网络协议
计算机网络中实现通信必须有一些约定，对速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等制定标准。
由于世界各大型计算机厂商推出各自的网络体系结构，因而国际标准化组织(ISO)于1978年提出了开放系统互连参考模型，即著名的OSI。它将计算机网络体系结构的通信协议规定为七层，受到计算机界和通信业的极大关注。通过多年的发展和推进已成为各种计算机网络结构的靠拢标准。
下面简单介绍几个具体的协议。
1) ISO/OSI参考标准
国际标准化组织制定的OSI由七层组成，其规程内容有：通信双方如何及何时访问和分享传输介质；发送方和接收方如何进行联系和同步，指定信息传送的目的地（方向），提供差错的检测和恢复手段，确保通信双方相互理解。
OSI参考模型从高层到低层依次是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。OSI要求双方通信只能在同级进行，实际通信是自上而下，经过物理及通信、再自下而上送到对等的层次。
2) IEEE802网络协议
3) TCP/IP
TCP/IP(传输控制协议／网际协议）是为美国ARPA网设计的，目的是使不同厂家生产的计算机能在共同网络环境下运行。它涉及异构网通信问题，要求Internet上的计算机均采用TCP/IP协议，
TCP/IP在网络体系结构上不同于OSI参考模型。
TCP是TCP/IP中的核心部分，相当于OSI中的传输层。
TCP/IP应用层有以下三个重要的服务软件：
(1) 简单远程终端协议TELNET:允许用户从一个现场建立一条TCP连接到另一场地服务，把本地机器变成远程机器的一个仿真终端。
(2) 网际文件传送协议FTP：FTP授权用户登录到远程系统中以识别自己，列出远程系统上的目录，从远程机器或者向远程机器拷贝文件。
(3) 简单的邮件传送协议SMTP:保证网上两个用户之间能相互传递邮件。
