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1、计算机网络的定义：所谓的计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件实现网络中资源共享（硬件、软件、数据与信息共享）、信息交换（网络中各个节点间的系统通信）和分布式处理（把一项复杂的任务分成许多部分，由网络内各计算机分别完成有关部分）的系统。以下是一个典型的计算机网络结构图。局城网LAN2广域网WAN局域网LAN3 属城网LAN4图8.1计算机网络结构图（图中，R代表路由器或中继器，G代表网关，S代表服务器）网络的分类：计算机网络根据不同的划分标准，有不同的分类方法。其中主要有以下几种分类。按地址分布的范围：可分为a)局域网(Loca
2、l Area Network, LAN)通常局限在几千米的范围内在局域网中数据传输速率高，可达10Mb/s100Mb/s,更高的速率可达1000Mb/sob)城域网(Metropolian Area Network, MAN)它以光纤为主要传输介质，数据传输速率为100Mb/s 或更高，覆盖范围为5kml00kmc)广域网(Wide Area Network, WAN)覆盖范围为几十公里几万公里，数据传输速率比局域网低，一般小于100Kb/so按建网属性：可分为公用网(Public)、专用网或私用网(Private)。按拓扑结构：可分为总线网、星型网和树型网、环型网等。按信息交换方式：可分为电
3、路交换(Circuit Switching)报文交换(Message Switc - hi ng)和分组交换(PacketSwitching)。按网络集成规模：可分为工作组网(Workgroup)部门级网(Department)企业级网(Enterprise)、超企业级网(Super Enterprise)和全球网(Global Network) o从网络中计算机之间的关系来看，计算机网络通常有两种模式：客户/服务器模式和对等网模式。在客户/服务器模式的网络中，有一些计算机中运行着一些称为服务器的程序软件，是专门为其他计算机提供服务的，这些计算机被非正式地称为服务器，而其他计算机一般称为工作站
4、。工作站为了能够获得服务器的支持和使用网络中的资源，需要登录到服务器并获得相应的许可。在登录的时候，服务器通常要求用户提供用户名称和口令，当用户名称和口令被确认正确后，登录完成，这样用户在工作站上便可以使用服务器中被授权的资源了。在这种模式下，网络系统往往可以提供某种机制对网络中的设备、数据、账号等资源进行集中的管理。在对等网络中，每一个工作站都可以共享其他工作站中的资源，同时每个工作站本身的资源也可以被网络中的其他工作站所使用，在网络中没有一个集中管理和控制的机制。因此，一般在网络很小和工作比较简单的时候才使用这种方式的网络。计算机网络的拓扑结构：计算机网络的结构有两层含义：一是指按什么方式
5、将计算机连接起来；二是指组成计算机网络包括哪些协议。1.计算机网络的拓扑结构网络拓扑结构是指网络的连接形状，即网络在物理上的连通性。从拓扑的角度看，计算机网络是由一系列节点和连接节点的链路组成。从发出信号点到接收信号的一串节点和链路组成了一条网络“通路”。常见的网络拓扑结构如下：(1)总线型总线结构。用一根长网线依次连接局域网上的每台计算机，这条网线称为总线，如图8.2所示。总线型网络简单，安装方便，成本低，任何一个节点的故障不会引起系统的崩溃，适用于分布式控制。但是，总线型网络的容错能力较差，如果总线某处中断或发生缺陷，会影响整个网络。总线型拓扑结构如图8.2所示。图8.2用细缆连接总线型网
6、络的拓扑结构图8.3星型拓扑结构(2)星型星型结构是每个节点(计算机或终端)均以一条单独线路与中心相连。如一般的电话交换机系统就是一个典型的星型拓扑。其优点是：结构简单、容易建网、各节点间相互独立；缺点是：线路太多、如果中心机发生故障，全网络停止工作。目前使用最普及的是集线器(HUB)和交换机(Switcher)。星型拓扑结构如图8.3所示。(3)环型口-环型局域网中全部的计算机连接成一个逻辑 r 由环，数据沿着环传输，通中过每一台计算机，如图8.4所示。环型网的优点在于|图8.4环型拓扑结构|网络数据传输不会出现冲突和堵塞情况，但同时也有物理链路资源浪费多，而且环路构架脆弱，环路中任何一台主
7、机故障即造成整个环路崩溃等缺点。环型局域网数据传输的模式比较特殊：逻辑环路内始终存在一个“权标(token)”信号，它沿着整个逻辑环路传输，需要发送信息的源主机首先需要捕捉到这个“权标”信号，然后将其状态标示变为“权标忙”，宣布占用网络传输数据，将“权标”原有的数据替换其想要传输的数据，再加上目标主机的网卡 MAC 地址【MAC： Medium Access Control地址是由网络设备制造商生产时写在硬件内部。MAC地址与网络无关，也即无论将带有这个地址的硬件(如网卡、集线器、路由器等)接入网络的任何地方，都有相同的MAC地址,它由厂商写在网卡的BIOS里。】发送出去。此数据包通过网络上的
8、一台主机传送到目的主机，目的主机收到数据后将修改“权标”数据，表明其已经成功收到数据。当此“权标”沿环型网络回传到源主机时，源主机将“权标”状态恢复为“权标空闲”,清除数据，并将“权标”交给逻辑环路中的下一台主机。以上三种是基本的拓扑结构，但由于计算机网络的使用族群越来越多,上述3种基本的拓扑结构已无法满足需求，于是就衍生出了一些混合结构，主要有星型总线拓扑结构，星型环型拓扑结构，还有几种变形结构，如树型网、网型网等(4)混合型通常以太网的结构是混合型的，是上面三 BBS bbb sea 种形式的组合形式。,丫二图是一种菊花链星型工二口 jI总线结构的示意以太网拓扑结构(5)网型图8.5网型拓
9、扑结构网型结构是每个节点经过环接点至少两条链路与其他节点相连，任何一条链路出故障时，数据报文可由其他链路传输，可靠性高，大型广域网均属于这种类型。网型拓扑结构如图8.5所示。(6)树型学与树形结构是在总线结构上加分叉而形成，但 R卒卒不允许有闭合回路存在，如图所示。树形结也3构是总线结构的一般形式。和总线结构一样，一个节点发送信息，所有网上的节点都可能接收。树形结构在单个局域网络系统中采用不多，如果把多个总线网或星形网连接在一起，或者连接到另一个大型机或一个环形网上，即可形成树形拓扑结构。树形结构非常适合于分主次、分等级的层次型管理系统。2.计算机网络的协议计算机网络拓扑结构中的基本要素是：节
10、点（模型化了的计算机、终端、交换机等装置），链路（模型化了的通信线路），处理（模型化了的节点工作程序）。计算机网络中各节点之间要能够有条不紊地进行数据交换，必须遵守某些事先规定好的规则。这些规则可按功能划分成不同的层次，下层为上层提供服务，上层利用下层的服务完成本层的功能。这些规则应具有通用性，即不依赖于各节点的硬件或软件，适用于各种网络，这样的一组规则（或称为标准、约定）就叫做网络协议。网络离不开通讯，通讯离不开协议。如果通讯双方没有任何协议，则对传输的信息无法理解，更谈不上正确地处理和执行。因此，协议就是网络通讯的约定语言。层专家们采取“分而治之”的方法，把网络中两台计算机之间的通信分解为
11、几个层次的相互通信。举个简单的例子，中国某公司经理要向驻美国某韩国公司经理发一份业务联系电报，两个经理都只懂本国语言，两方的秘书都会英文，那么这个过程可分为六步，共三层，如图63所小o 第一步：中方经理口述报文内容。第二步：秘书翻译为英文。第三步：电信局用国际通用电文码发报至美国。第四步：美国电信局将报文码译成英文内容。第五步：秘书将英文内容译为韩文。第六步：美方韩国经理得知电报内容。相当于在计算机网络中，两个经理处于最高层，两个秘书处于次高层，两家电信局是最低层。在发送一方，经理的服务要求被逐层传递下去；而在接收一方，则从下向上逐层提供服务。各层进行通信，必须遵守共同的约定，这些约定就称为协
12、议。不同的层遵守不同的协议，如将中文译为英语必须符合英语语法，反之也一样，而且两家电信局必须采用同一套电报码。ra 6-3羟理、秘书、电信局的通佯T结构OSI通讯协议。随着计算机网络技术的发展，不但要求网络内部各工作站之间、工作站与服务器之间要遵守相应的协议标准，而且要求不同网络之间也能互联，这就要求网络是开放的、可以互联的。因此，国际标准化组织 ISO(InternationalStandardOrganization)在1984年提出了开放式系统互联 OSI (Open System Interconnection)的参考模型，即计算机网络的七层协议，如图7-3所示。ISO将网络通信功能分
13、成一组层次分明的分层结构，每一层各自执行自己承担的任务，层与层之间相互沟通。依靠各层次之间的功能组合，为用户提供与其他节点用户之间存取通路。每一层的目标都是为高一层提供一定的服务，数据在一个节点到另一个节点之间的通信过程，是每一层将数据和控制信息传递给紧接着它的下一层，一直到达最下一层，在最下一层通过传输介质实现与另一个节点的物理通信。这个协议为计算机网络产品的厂家提供了生产标准，大大地促进了网络技术的发展。72络Z协及芦路层协坟1*17-3开放系统与:联参町松中I在OSI模型中，每一层协议都建立在下层上，并向上一层提供服务。第1至第策3层属于通信子网层，提供通信功能；第5至第7层属于资源子网
14、层，提供资源共享功能；第4层(传输层)起看衔接上下三层的作用。每一层的主要功能如下： 物理层：组成物理通路。 数据链路层：进行二进制数据流的传输。 网络层：解决多节点传送时的可靠传输通路。 会话层：进行两个应用进程之间的通信控制。 表示层：解决数据格式转换。 应用层：提供与用户应有有关的功能。网络的体系结构层和协议的集合就叫网络的体系结构。计算机网络的组成计算机网络从组成结构来看，由以下4个部分组成。1.通信设备网络适配器(Network Adapter)：又称为“网卡”【NIC ：(Network InterfaceCard)其中Interface是界面的意思】，它负责计算机主机与传输介质间
15、的连接、数据的发送与接收、介质访问控制方法的实现。由于不同的传输介质使用不同的连接接口，因此网卡通常会带有不同规格的接口。有些网卡可能同时带有多种接口，而有些网卡则只具备某种传输介质的接口。因此，在购买网卡时便需要根据要选用的传输介质来决定购买带有哪种接口的网卡。如果可能需要使用多种传输介质，则要购买一个带有多种接口的网卡。一般而言，带有多种接口的网卡会稍贵一些，而只带单一接口的网卡则相对要便宜一点。此外，网卡提供的传输速率会因不同的型号而不同，通常有10Mbps和100Mbps o中继器(Repeater)：是局域网互连的最简单的设备，用于同一局域网中的两个网段的连接，对网络中传输的模拟信号
16、或数字信号进行放大，用以扩展局域网中连接设备的传输距离。集线器(Hub)：其实是一种特殊的路由器，它有一个端口与主干网连接，其他端口连接一组工作站，在工作站集中的地方使用集线器便于网络布线，构成一个星型结构的局域网，也便于故障的定位和排除。普通的集线器与中继器一样，都只是被动地转发信号，但是，智能型集线器具有内部处理能力，例如，它们可以接受远程管理、过滤数据或提供对网络的诊断信息交换机(Swith)交换机与集线器功能相似，不但具有集线器的“分线盒”的功能，还能选择合适的端口送出信息，可减少网络传输的信息流量，降低系统的负担，交换机因为具有路由的能力，它必须查看数据内容，所以具有一些纠错功能。连
17、在交换机上的多个端口设备，可并行完成数据传输，因此数据传输效率可大大提高。网桥(Bridge)：它是两个同类局域网的连接设备【所谓同类网络，是指网络操作系统相同的网络，但使用不同通信协议的网络】，网桥有一个中央处理器，负责分配缓冲区，提供网络管理和站点的维护，它还有两个局域网控制器，完成媒体接入控制，实现网络的互联，通过网桥可在扩大物理范围的同时也提高可靠性，可以使用不同的物理媒体；增加工作站的数量；分割大型局域网为几个小型局域网，便于管理和通讯，使整体性能提高。路由器(Router)：路由器是一种配备了专门软件的用于网络互连的专用计算机，它可以将数据从一个网络传送到另一个网络，当两台位于不同
18、网络(不管是同类网还是异类网)的计算机进行通讯时，如果中间要跨越多个网络，路由器还可以为数据传输选择最佳的传输路径，因此路由器往往比喻为网络上的交通警。一般说来，异种网络互联或多个子网互联都应采用路由器。用路由器互联的网络，常见于互联多个局域网、局域网与广域网以及不同类型网络。网关(Gateway)：网关是一种配备了专门软件的用于网络互连的专用计算机，它可以使具有不同通讯协议的网络相互进行通讯，例如：Novel公司的Netware网络和微软公司的NT网络分别使用不同的通讯协议，通过网关就可以使两个网络中的计算机进行通讯。因此通常把网关比喻为网络的翻译员。传输介质：传输介质的选择也是重要的一环。
19、它决定了网络的传输率、局域网的最大长度、传输的可靠性以及网络适配器的复杂性。它可以是有形的，也可以是无形的。目前使用较多的有形传输介质有：双绞线、同轴电缆（细缆）以及光缆等。a）用细缆（同轴电缆）一般是进行总线型连网，除了需要网络接口卡外还需要使用 BNC 连接器（BNC connector）, BNC 连接器并不包含电子元件因此十分便宜，由于使用同轴细缆连接经济简单，故目前仍然有部分网络使用细缆作为传输介质。b）双绞线双绞线是计算机网络中一种用于连接计算机的电缆。双绞线由4对相互绞在一起的铜线组成，双绞线由此而得名。双绞线的数据传输速率可以是10Mbps或100Mbps,弑的名称分别为10B
20、ase-T和100Base-T。双绞线的优点是在保持网络性能的同时进一步降低了成本，并且在某台计算机因故障或其他原因与网络断连时不会影响其他的计算机。同时，在网络的布线安装方面也更加容易和方便。使用双绞线进行联网时需要使用一个集线器的设备。网络中所有的计算机都连接到集线器中，因此形成一个星型的网络拓扑结构。如图8.3所示是使用双绞线和集线器进行连接的示意图。由于网络中所有的计算机都是利用集线器进行通信传输，因此，当集线器出现故障时便很容易导致整个网络完全瘫痪。这也是使用双绞线进行联网的一个缺点。c）光纤光纤也是计算机网络中用于连接计算机的传输介质，光纤利用光的折射原理进行数据的传输。由于计算机
21、不能直接处理光信号，因此在使用光纤进行数据的发送或接收时需要利用光调制解调器将电信号转换为光信号或将光信号转换为电信号。使用光纤作为传输介质有很多好处。首先是光纤的数据传输速率很高，通常为100Mbps,而且光不会引起电磁干扰也不会受电磁干扰，因此不受线路附近干扰源(例如变压器等)的影响；其次光纤传输信号的距离比导线传输的距离要远得多；第三，光纤可在单位时间内传输比导线更多的信息；第四是利用光传输数据只需要一根光纤便可以实现数据的传送，而使用电信号则至少需要两根导线。但使用光纤也有其不足之处。首先是光纤的连接比较困难，需要使用专门的设备以保证精确的连接；其次，与同轴电缆和双绞线相比光纤的价格较
22、为昂贵；第三，当光纤在护套中断裂时，要确定其故障位置十分困难，而且要修复断裂的光纤也不容易。d)调制解调器在数据通信中，为了达到高效和低成本的目的，人们往往利用现成的遍布全世界的电话网。在利用电话网进行计算机通信时，需要把计算机输出的数字信号转换成模拟信号，这一过程称为调制(MODULATION)。接收端将收到的模拟信号复原成数字信号，称为解调(DEMODULATION)。承担调制和解调任务的装置称为调制解调器(Modem),俗称猫”。目前使用较多的无形传输介质有：a)无线电短波通讯在一些电缆光纤难于通过或施工困难的场合，例如高山、湖泊或岛屿等，即使在城市中挖开马路铺设电缆有时也很不划算，特别
23、是通信距离很远，对通信安全性要求不高，铺设电缆或光纤既昂贵又费时，如果利用无线电波等无线传输介质在自由空间传播，就会有较大的机动灵活性，可以轻松实现多种通信，抗自然灾害能力和可靠性也较高。计算机利用无线电波进行数据传输时无需使用物理连接，这时连接双方的计算机则需要安装上接受器和发射器。由于无线电波不能沿地球表面的弯曲传送，因此当需要进行长距离的数据传输时就往往需要借助卫星作为中转传输。b)微波简单来说，微波就是频率较高的无线电波。微波的传输特性与普通的无线电波不同。无线电波在发送时向各个方向传播，而微波的传输则集中在某个方向。由于微波不能穿透金属障碍物，因此用于微波发送与接受接收的装置往往安装
24、在较高的地方。微波通讯主要有两种方式：地面微波接力通讯和卫星通讯。C）红外线日常生活中所用的电视机、音响设备和空调机等的遥控器就是利用红外线的进行通信的典型例子。利用红外线进行计算机之间的数据传输通常限制在一个比较小的范围，并且要求发送器直接指向接收器，在发送器和接收器不能有障碍物。尽管如此，在某些特定的场合使用红外线进行网络连接仍然是一种比较好的解决方案。d）激光利用激光也可以进行数据传输。激光能够长距离地直线传输，但是不能被阻挡。同时，激光容易受到恶劣天气（如：雨、雪和雾）的影响，因此使其在用于数据传输方面的应用受到了限制。e）卫星通信卫星通信就是利用位于36000km高空的人造地球同步卫
25、星作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信可以克服地面微波通信的距离限制，其最大特点就是通信距离远，而且通信费用与通信距离无关。卫星通信的优点是：卫星通信的频带比微波接力通信更宽，通信容量更大，信号所受到的干扰也较小，误码率也较小，通信比较稳定可靠。卫星通信的缺点是：传播时延较长。f） VSAT卫星通信VSAT（Very Small Aperture Terminal,甚小口径终端）是20世纪80年代末发展起来并于90年代得到广泛应用的新一代数字卫星通信系统。VSAT网通常由一个卫星转发器、一个大型主站和大量的VSAT小站组成,能单双向传输数值、语音、图像、视频等多媒
26、体综合业务。VSAT具有很多优点，例如:设备简单、体积小、耗电少、组网灵活、安装维护简便、通信效率高等，尤其适宜大量分散的业务量较小的用户共享主站，所以许多部门和企业多使用VSAT网来建设内部专用网。2 .用户端设备从网络中计算机之间的关系来看，计算机网络通常有两种模式：客户/服务器模式和对等网模式。在客户/服务器模式的网络中，有一些计算机中运行着一些称为服务器的程序软件，是专门为其他计算机提供服务的，这些计算机被非正式地称为服务器，而其他计算机一般称为工作站。工作站为了能够获得服务器的支持和使用网络中的资源，需要登录到服务器并获得相应的许可。在登录的时候，服务器通常要求用户提供用户名称和口令
27、，当用户名称和口令被确认正确后，登录完成，这样用户在工作站上便可以使用服务器中被授权的资源了。在这种模式下，网络系统往往可以提供某种机制对网络中的设备、数据、账号等资源进行集中的管理。在对等网络中，每一个工作站都可以共享其他工作站中的资源，同时每个工作站本身的资源也可以被网络中的其他工作站所使用，在网络中没有一个集中管理和控制的机制：因此，一般在网络规模很小和工作比较简单的时候才使用这种方式的网络。3 .网络操作系统1) Windows操作系统一般情况下客户端和服务器的操作系统是不同的，Windows 2003 Server 是服务器端的操作系统，Windows XP Professional
28、是客户端的操作系统。否则在速度上会有很大的影响的。 Windows XP Professional 在组建小型的对等网时，Windows XP Professional 是最佳选择。它虽然是单机操作系统，但它具有优良网络性能。利用Windows XP组建网络不需要专用服务器的支持。Windows XP内置了点对点(Peer-to-Peer)网络工作模式的支持，利用此功能可以方便地实现多台计算机的互联，并共享其资源。此外，Windows XP集成了IPX/SPX、TCP/IP、NetBEUI 等多种协议，所以当我们将Windows XP工作站接入 NetWare Windows NT/2000等
29、网络服务器时，操作相当简单，工作也很稳定。 Windows 2003 Server (Windows 2000 Server)Windows 2003 Server 是一纯粹的为网络服务器量身定做的操作系统，也是目前最为流行的一种网络操作系统。它对硬件的要求比较高，但物有所值。除了拥有 Windows XP Professional 的所有功能，而且可以担当文件、打印应用程序服务器平台。2)、UNIX操作系统UNIX是最早的操作系统了，从20世纪60年代末出现直到现在，UNIX以它无法比拟的安全性和稳定性，一直受到大型软件公司的青睐。作为个人和网络操作系统，UNIX广泛地在工程应用、计算机设计
30、和大型研究室等非常重要领域使用。UNIX的安全性和稳定性高、方便连接网络；它的不足之处是：界面色彩少，比较单一，给人一种机械感。窗口中的功能比较少，不容易操作,对一般的用户来说很难掌握。而且UNIX的开发商比较少，开发出的版本之间又大多数不兼容，因此它对于新软件和新硬件设备的兼容性比较差。这些将它使用的范围局限在了专业软件要求较高的开发公司，或者对安全性要求非常高的大型企业。3）、Linux操作系统Linux是由许多软件爱好者集体开发的，目的就是给所有用户一个免费的操作系统，所以他们将这个操作系统的大部分源代码进行了公开。公开就等于共享，它可以被许多的软硬件供应商免费使用，加强了系统的兼容性。
31、Linux的特点是：开放的源代码，可以运行在多种硬件平台上，支持大量的外部设备,支持TCP/IP、SLIP （串行线路接口协议）和PPP（点到点协议），稳定性和安全性比较高。Linux存在的问题是：版本繁多，不同版本间存在大量的不兼容之处。界面友好性差。4）、Netware操作系统NetWare操作系统是早期最流行的网络服务器的操作系统。在桌上电脑逐渐流行的20世纪90年代初期,Novell公司推出的NetWare几乎垄断了整个网络市场，风靡一时。但是，当大多数的操作系统生产厂家顺着时代发展，把更多的精力投入到因特网的连接和访问功能时，NetWare却落在了后面，当它醒悟推出新的产品时，已经受
32、网络操作系统的后起之秀Windows NT和 Windows 2000 Server 的巨大冲击。NetWare 最大优点就是对网络的硬件配置要求低。 NetWare操作系统有两个最大的不足之处：(1)不能组建对等网；过分强调IPX/SPX,从而影响了连接登录因特网的能力。所以它仍然是侧重于内部网的建设管理。这是和现代局域网要求不完全统一的。(2)安装及管理维护使用的是陈旧的字符界面，很不友好。用户和管理员需要记住许多难于理解的命令和参数。所以管理起来很复杂。4.网络协议为了使两台计算机通过网络进行通信，通信双方关于通信如何进行达成一致的约定，即规定了计算机在网上互通信息的规则，如 TCP /
33、 IP协议等。计算机网络的功能计算机网络千差万别，用途也不尽相同，其功能主要表现在以下四个方面：1 .资源共享充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）是计算机网络组网的目的之一。计算机的许多资源是十分昂贵的，不可能为每个用户所拥有。例如，进行复杂运算的巨型计算机、海量存储器、高速激光打印机、大型绘图仪和一些特殊的外设等，另外还有大型数据库和大型软件等。这些昂贵的资源都可以为计算机网络上的用户所共享。资源共享可以减少重复投资，降低费用，推动计算机应用的发展，这是计算机网络的突出优点之一。2 .数据交换和通信计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可靠地相互传递数据、程序
34、和文件。例如，电子邮件(E-mail)可以使相隔万里的异地用户快速准确地相互通信；电子数据交换(EDI)可以实现在商业部门(如海关、银行等)或公司之间进行订单、发票、单据等商业文件安全准确的交换;文件传输服务(FTP)可以实现文件的实时传递，为用户复制和查找文件提供了有力的工具。网络的通信功能目前得到了越来越广泛的应用，如因特网上的Email、IP电话就是计算机网络通信的重要应用。3 .提高系统的可靠性在一些用于计算机实时控制和高可靠性的场合，通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。当某一台计算机出现故障时，可以立即由计算机网络中的另一台计算机来代替其所承担的任务。如，空中交通管
35、理、工业自动化生产线、军事防御系统、电力供应系统等都可以通过计算机网络设置备用或替换的计算机系统，以保证实时性管理和不间断运行系统的安全性和可靠性。4 .分布式网络处理和均衡负荷对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空闲的计算机分担负荷，这样可以处理大型的任务，使得一台计算机不会负担过重，又提高了计算机的可用性，起到了分布式处理和均衡负荷的作用。分布式处理现在常用到网上虚拟实验室。什麽是INTERNET?(1)从网络互联的角度来说INTERNET可以说是由成千上万个具有特殊功能的专用计算机(称为路由器或网关)通过各种通信线路，
36、把分散在各地的网络在物理上连接起来的网络。(2)从网络通信的角度来看 INTERNET是一个集各个部门、各个领域内各种信息资源为一体的超级资源网。分组交换：在计算机网络中，为了提高网络的通讯效率，一般都采用用户轮流共享的方式来使用计算机网络，避免某个用户在传输大块数据时，长时间地独占传输线路，而使其他用户处于等待状态，造成网络资源的使用不均。分组交换就是：在发送端发送数据时，把大的数据拆成较短的数据分组（Packet,又称数据段或信息包），再进行传送和交换。到达接收端时，再把数据分组按顺序组装成原来的数据。这种传送数据方式有两个好处：一是分组较短，出错概率降低；二是积压组在网上可动态地选择不同
37、的路径（某条线路瘫痪了,可以另选线路），大大提高了传输效率。INTERNET上的信息传输都采用分组交换技术，其特点是将所要传递的信息分成不超过一定大小的分组（信息包），每个分组都带有发送方和接收方的地址信息，各分组可以利用各种可能的途径通过网络最终到达接收方。即使网络中的某些线路出现故障，分组信息仍可以通过其他线路到达接收方。图22-1是分组交换示意图，从计算机A发往计算机B的数据分组并没有固定某一通讯路线，他们可以采用任何能够到达计算机 B的通讯线路，如计算机A-路由器1一路由器2-路由器4-路由器6-计算机B；计算机A一路由器1-路由器3-路由器5一路由器6-计算机B等等。分组交换具有以下
38、特点：数据分组可以经过路由绕过有故障的线路到达目的地。O 数据分组传输可以最大限度地利用网络的带宽。如果某一分组数据在传送过程中被丢失或被破坏,只须将该分组数据重新发送。Internet的前身是美国国防部高级研究计划局 ARPA (Advance Research Projects Agency)所建立的 ARPAneto 最初，ARPAnet 是由少数几所大学的校园网址连接而成，目的是为了能使一些异地计算机之间可以相互共享数据，有利于开展研究工作。经过不断地扩充和发展，很快ARPAnet拥有了几千台主机和十几万用户，形成了相当的规模。1986年,美国国家科学基金会NSF (National
39、Science Foundation)用 TCP/IP 协议建立了 NSFnet,它把分布在全美的几个超级计算机中心连接起来，建立成全国范围内的计算机网络，在此基础上并与其他计算机网络相连接。1989年，NSFnet改名为Internet向公众开放，从此，Internet真正走上其发展道路并在全球范围内迅速普及起来。许多其他国家网络的加入，使得原来网络的规模进一步地扩大，资源也越来越丰富，日益影响着人们的生活和工作方式，使得人类社会进入了网络时代。现在，Internet已不仅仅是一个计算机网络，它还是一个世界规模的巨大的信息和服务资源网，是人类社会有史以来第一个世界性图书馆和第一个全球性的论坛
40、。通过Internet,任何人都可以自由地和其他人进行交流、互通信息，共享 Internet的资源进行科学研究、商业活动、远程教育等。根本地改变了人们的生活方式和工作方式，有力地促进人类社会的进步和发展。我国于1994年被批准接入Interneto 最早接入Internet的单位是中国科学院高能物理研究所。1994年4月，中国国家计算与网络设施NCFC使用64KB / s专线正式连人Internet,在NCFC网络上建立了代表中国域名(cn)的域名服务器。1994年8月，中国邮电部与美国Sprint电信公司签订合同,建立了中国公用Internet网Ch inane to同年，中国教育科研网CE
41、Rnet也连接到 Internet网络，并建立了一批重要的网络服务器为国内外的Internet用户提供服务。网络的标准化组织网络上所用到的标准是由某些团体组织所制定的，这些团体组织可能是专业团体，也可能是政府或国际性的公司等。为计算机网络制定标准的组织主要有三个。(1)国际标准化组织ISO(International Standard Organization),是世界上最著名的国际标准组织之一，主要由美国国家标准组织与其他国家的国家标准组织代表所组成 ISO对网络最主要的贡献是为开放式系统互联 OSI(Open Systems Interconnection)建立的参考模型。(2)国际电子电
42、器工程师协会IEEE(The Institute of Electrical and Electronic Engineer),是世界上最大的专业组织之一。对网络的主要贡献是对IEEE 802协议的定义(主要用于局域网)。(3)ARPA(Advanced Research Projects Agency)或称 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency),由美国国防部所组成，从20世纪60年代以来不断致力于研究不同种类计算机间的互相连接，如著名的 TCP/IP 与 FTP 协议。TCP /IP主要有以下两个协议。传输控制协议(TCP)：制定所
43、有在网络上流通的包标准。网际协议(IP):确保所有送到某个系统的数据能正确无误的到达该系统。网际协议(IP)提供跨越多个网络的单一包传送服务，传输控制协议(TCP)在网际协议(IP)的上面，提供面向连接的可靠数据传输服务。INTERNET的核心：核心是 TCP/IP ( TRANSMISSIONCONTROL PROTOCOL/INTERNET PROTOCOL)协议。INTERNET 是依靠 TCP/IP协议实现各种网络的互联的。Internet能够在短短的20多年发展成为当今最大的国际计算机互联网络，在很大程度上归功于它所采用的TCP / IP协议。首先，发送方计算机提出发送数据的请求，并
44、将所要传递的数据进行分组，然后将每个分组放入到TCP数据包中(可将其理解为一个带有TCP格式的信封)，它提供分组数据的字节数和分组的顺序号等信息。如果发送数据被分成多个分组，那么第一个分组的TCP 信封被标记为1,第二个被标记为2,依次类推，直到最后一个分组。下一步是将带有 TCP格式的信封再放人到一个IP数据包中（可认为是一个带有IP格式的信封），它提供数据发送方和接收方计算机的IP地址和其他一些信息。最后通过物理线路进行发送。数据到达接收方计算机后，采用与发送方计算机相反的顺序进行处理。首先打开带有IP格式的信封，取出其中的TCP信封，然后将一个个分组分别从TCP信封中取出并按照顺序号重新
45、装配即可还原成原始数据。如果其中的一些分组到达的先后次序发生了颠倒，那么只需根据顺序号就可以还原。如果其中的一些分组被破坏或丢失，那么只需请求发送方重发被破坏或丢失的分组即可。发送方和接收方计算机通过TCP协议可以保证所传递数据的正确性。显然，数据传递过程表现为发送方对数据进行封装而接收方则进行相应的拆装处理。如果是通过电话线以拨号方式连入 Internet,在利用串行线路（电话线）传输数据之前，还需要对每个IP数据包进行封装处理，这一工作由PPP （POINT TO POINT PROTOCOL）/SLIP （SERIAL LINE INTERNET PROTOCOL串行协议）协议来完成IN
46、TERNET的工作方式：INTERNET采用客户机（提出服务请求一方）/服务器（提供服务的一方）方式访问资源。当用户在共享某个INTERNET 资源时，通常都有两个独立的程序协同提供服务。这两个程序运行在不同的计算机上，我们把提供资源的计算机叫做服务器，而把使用资源的计算机叫做客户机。由于在INTERNET上用户往往不知道究竟是哪台计算机提供了资源，因而客户机、服务器指的是软件，即客户程序和服务程序。所谓客户机（CLIENT）和服务器（SERVER）并没有一定的界限，必要时两者角色可以互换。I NTERNET提供的资源INTERNET上的资源分为两类：信息资源和服务资源。1、 信息资源INTE
47、RNET是人类可以共享的永不关闭的全球图书馆。2、 服务资源(1)信息查找全球信息浏览(BROWSE)浏览是Internet上很重要的一种功能，用于检索和查看Internet 上的信息。常用的浏览方式是 WWW (World Wide Web,译作环球网或万维网)方式。WWW是一种超文本(Hyper text)方式的查询工具。这种浏览方式基于超文本传输协议即 HTTP (Hypertext TRANSMISSION Protocol)协议，采用标准的 HTML(Hypertext Markup Language)语言编写。WWW集成了 Internet现有的所有资源，使用户能够在Interne
48、t 上查找已经建立了 WWW服务器的所有站点所提供的超文本、超媒体资源文档。WWW将各类型的信息(文本、图像、声音和影像)紧密地结合起来，通过统一的图形界面提供给用户。此外， WWW还提供了可与Internet上其他传统信息服务器对接的图形用户界面。由于具有图文并茂的信息集成能力和超文本链接能力，WWW在Internet 上广为流行。专题讨论USENET菜单式信息查询服务GOPHER 广域信息服务系统WAIS (也是一种用于查询浏览的软件工具)电子公告栏BBS(2)电子邮件E-MAIL(3)远程登录TELNET(4)文件传输FTPWEB：WEB是一个“超文本”连接方式组成的信息链接系统，它的宗旨是统一阅读，旨在使人们不必考虑相互间计算机系统的差别就能快捷方便地进行信息交流。超文本(HYPERTEXT)/超媒体(HYPERMEDIA)：人类的思维是联想式的，例如，“夏天”一词，不同的人或