网络入门之计算机网络概述

网络入门之计算机网络概述

1、计算机网络的定义

“计算机网络定义”就是“什么是计算机网络”。其实这个问题并不是很重要，而且也没有一个非常精确的定义。一开始只要我们知道眼前所见到的那些由许多计算机设备通过电缆连接在一起所组成的系统就是计算机网络就行了。

计算机网络从诞生起，发展至今也仅有50多年的历史了，在这短短的50来年的时间里，各方面的计算机网络技术的发展和普及真可谓“日新月异”，真的很难想象最早的几兆连接速率在这么短时间里已发展到了几十吉的连接速率，增加了几千倍。随着计算机网络技术和应用的不断发展，计算机网络的内涵也在不断发生变化，所以关于“计算机网络”，至今仍没有一个严格意义上的权威定义。

目前通常认为“计算机网络”是指将不同地理位置，具有独立功能的多台计算机及网络设备通过通信线路（包括传输介质和网络设备）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共同管理和协调下实现资源共享和信息传递的计算机系统。

如果你还不知道计算机网络为何物的话，回到家里，或者到网吧，或者去你所在的公司去亲眼看一下吧。你所看到的那一台台看似独立、位于不同位置的PC（个人计算机），通过一些电缆和一些盒子状的设备（如交换机、路由器）连接起来的就是一个计算机网络。

简单地讲，计算机网络就是许多独立工作的计算机系统通过通信线路（包括连接电缆和网络设备）相互连接构成的计算机系统集合，或者计算机系统团体。而在这个计算机系统集合中，可以实现各计算机间的资源共享、相互访问，可以进行各种需要的计算机网络应用。

其中的计算机可以是微机、小型机、中型机、大型机或巨型机等，网络设备包括网桥、网关、交换机、AP、路由器、防火墙等。但仅有这些硬件是不可能组成计算机网络的，还必须有相应的软件系统支持，这方面内容将在本章后面介绍计算机网络组成时再详述。这里所说的“资源共享”包括：硬件资源共享、软件资源共享、数据资源共享这三个方面。

硬件资源共享的最典型例子就是我们最常用的打印机共享（还记得和其他电脑使用一台打印机来打印文件的情形吗？如图2-1所示）、磁盘共享（如网吧中的无盘网络）。

图2-1 硬件资源共享示例

数据资源共享的典型例子就是数据库资源共享，各网络用户可以集中调用一台数据库服务器中的相关数据信息，如图2-2所示。各种应用服务器也是数据资源共享的实例，如通过FoxMail、OutLook等客户端邮件软件收取邮件，你和你的好友天天玩的网络游戏，或者你和你的家人天天在家里不同电脑中看的网上的同一部电影等。

至于软件资源共享的例子也是非常多的，比如在企业内部网络中我们会在服务器上为所有员工提供一些常用工具软件共享，让用户自己选择安装。如果推到互联网上，则更直观了，我们从网上下载的各种软件都是软件资源共享的实例。

                                       图2-2 数据库资源共享示例

2、计算机网络的基本组成

无论是从前面哪个定义都可以看出，计算机网络是一个由一些硬件设备和相应的软件系统组成的完整系统。计算机网络的基本组成包括：计算机（或者是只具有基本计算机功能的计算机终端）、网络连接和通信设备、传输介质、网络通信软件（包括网络通信协议）。

以上这些计算机网络基本组成又分为硬件系统和软件系统两大部分，如图2-6所示。

                                       图2-6 计算机网络系统组成

2.1.计算机网络硬件系统

计算机网络硬件系统就是指计算机网络中可以看得见的物理设施，包括各种计算机设备、传输介质、网络设备这三大部分。

（1）计算机设备

组建计算机网络的目的就是为各种计算机设备用户之间的网络通信（可以是用户访问、数据传输、文件共享、远程控制等应用）提供平台。计算机设备就是由网络用户控制和使用的各种计算机（如PC、计算机服务器、计算机终端、笔记本式计算机、iPAD之类的便携式设备）。网络的主要应用都是在这些计算机设备上进行的。其实现在计算机网络与电信通信网络有些重合了，许多电信通信终端同样可以连接到计算机网络中，如我们现在所使用的智能手机，就可以通过USB接口与计算机之间进行数据传输，甚至进行远程通信。

说明 在传统的计算机网络定义中，计算机网络至少要求有一台功能完整的物理计算机（其他的可以是终端）。随着网络虚拟化技术的兴起，目前的计算机网络可以通过虚拟机软件（如VPC、VMWare等）在一台物理计算机中模拟多个独立计算机系统，组成一个虚拟的计算机网络，通过这个网络同样可以实现在许多物理计算机网络中才能实现的功能。

（2）网络设备

在计算机网络系统中，网络设备通常是指除计算机设备以外的设备，如有线网络中的网卡、网桥、网关、Modem、交换机、路由器、硬件防火墙、硬件IDS（入侵检测系统）、硬件IPS（入侵防御系统）、宽带接入服务器（BRAS）、UPS（不间断电源）等，无线网络（WLAN）中的WLAN网卡、WLAN AP、WLAN路由器、WLAN交换机等。

网络设备是用来构建“通信子网”中网络拓扑结构的，与所用的通信线路（也就是“传输介质”）一起共同组成整个计算机网络的骨架。当然最简单的网络，其实是不需任何网络设备的，那就是两台终端计算机用串/并口电缆直接连接起来的对等网络。但这种网络其实并不能算是真正意义上的计算机网络，对于现在来说，这样的计算机网络也没多大的实际意义。

（3）传输介质

传输介质简单地说就是网线，是网络通信的“路”。如果没有这些传输介质，网络通信信号将不知道往哪里传，也不可能传，就像前面没有路，我们无法向前行进一样。当然，传输介质可以是物理有形的，如同轴电缆（有线电视所用的电缆也是同轴电缆）、双绞线、光缆（也常叫光纤）等（依次如图2-7的a、b、c所示）；还可以是无形的，如各种无线网络中使用的传输介质其实就是电磁波。无线计算机网络就是通过电磁波实现无线计算机网络中各节点连接的。

                                                      图2-7 同轴电缆、双绞线、光缆

2.2.计算机网络软件系统

计算机网络通信除了需要前面所说的各种计算机硬件系统外，还需要一些计算机网络通信和应用软件。这些计算机网络通信和应用软件就是指安装在终端计算机中，用于计算机网络通信或应用的计算机程序。首先要有的就是一个网络应用平台，如计算机和服务器上所安装的、具备计算机网络通信功能的操作系统。

像交换机、路由器和防火墙等，这类设备上也会安装用于计算机网络通信的操作系统。如计算机或服务器上所安装的各种Windows系统、Linux系统、UNIX系统，Cisco交换机/路由器/防火墙上安装的CatOS、IOS系统，H3C交换机/路由器/防火墙上安装的Comware系统等。

除了操作系统以外，还需要独立或者内植于操作系统中的网络通信协议，如TCP/IP协议簇、IEEE 802协议簇、PPP、PPPoE、IPX/SPX等，及网络设备中的VLAN、STP、RIP、OSPF、BGP等。

最后就是需要进行各种具体网络应用的工具软件，如我们常见的QQ、MSN等即时通信软件，Outlook、Firefox、Sendmail等电子邮件软件，用于拨号的PPP、PPPoE协议，用于VPN通信的IPSec、PPTP、L2TP协议等。