耀斑爆发对地球的影响:谈谈你对计算机网络的认识

概要:

　　从网络技术的总体概括计算机网络的相关知识介绍，主要包括：计算机网络的产生与发展、计算机网络的涵义、计算机网络的特点、计算机网络的基本功能组成、计算机网络的根本目标、分组交换技术、网络功能基本机制网络体系结构与协议。

　　一、计算机网络概述

　　（一）计算机网络的产生与发展经历了四个阶段：

　　(1) 远程联机系统
　　(2) 计算机互连网络
　　(3) 标准化网络阶段
　　(4) 网络互连与高速网络

　　远程联机系统是指：一台中央计算机连接多台、地理位置处于分散的终端构成的系统。最突出特点是：终端无独立的处理能力。

　　计算机互连网络是指：计算机和计算机之间互连以数据交换和信息传输为根本目的。

　　标准化网络阶段是指：针对众多相同或不同体系结构的网络产品ISO提出OSI标准，实现广泛的互连。

　　网络互连和高速网络是指：以INTERNET为核心的高速计算机互连已经构成。

　　（二）计算机网络的涵义：将地理位置不同、具有独立功能的多个计算机系统通过通信设施连接起来，以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统。

　　计算机网络系统概念的关键点是：分布的地理位置不同；互连的计算机系统具有独立的功能；通过通信设施连接；通过网络软件的控制和管理；以资源共享为核心目的。

　　计算机网络系统与联机分时多用户的区别：从共享和并行两个角度来看。

　　计算机网络系统：网络用户能够共享网络的全部资源。网络中的计算机具有独立的数据处理能力，各主计算机的运行不受其它主计算机的干扰。而联机分时多用户系统：各终端用户只共享中心计算机资源。各终端用户只是在一段时间内并行，同一时刻不可能存在两个或两个以上的用户都在运行的情况。
　　（三）计算机网络的特点：

　　(1) 计算机之间数据交换
　　(2) 各计算机是具有独立的功能的系统
　　(3) 网络构建周期短、见效快
　　(4) 成本低、效益高
　　(5) 用户使用简单、方便
　　(6) 易于实现分布式处理
　　(7) 系统灵活性、适应性更强

　　（四）计算机网络的根本目标：

　　(1) 资源共享
　　(2) 提高系统的可靠性
　　(3) 提高工作效率
　　(4) 分散数据的综合处理
　　(5) 系统负载的均衡与调节

　　处于不同目的，为满足具体需求建立的计算机网络，从不同角度可以将网络进行分类：

　　按距离划分：广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN。
　　按通信媒体划分：有线网、无线网。
　　按通信方式划分：点到点方式、广播方式。
　　按通信速度划分：低速网、中速网、高速网。
　　按数据交换方式划分：直接交换网、存储转发方式、混合交换方式。
　　按通信性能划分：资源共享计算机网络、分布式计算机网、远程通信网。
　　按使用范围划分：公用网、专用网。
　　按配置划分：同类网、单服务器网、混合网。
　　按对数据的组织方式划分：分布式数据组织网络系统、集中式数据组织网络系统。
　　（五）计算机网络的基本功能组成：通信子网（实现全网分为内的信息的传递功能），资源子网（实现全网的信息处理功能）。

　　从网络拓扑图上看，计算机网络由网络节点和通信介质构成，网络节点又称为网络单元，是网络的各种数据处理设备、数据通信设备和数据终端设备。节点分为分转节点（中间节点）和访问节点（终端节点）。

　　通常的网络单元有：

　　线路控制器LC
　　通信控制器CC
　　通信处理机CP
　　前端处理机FEP
　　集中器C
　　接口报文处理机IMP
　　主计算机HOST
　　终端T
　　网间连接器

　　（六）计算机网络技术中里程碑性的技术——分组交换技术。

　　它是现代计算机网络的技术基础。是信息在网络终传输技术，分组是网间传输的数据信息单位。分组交换过程为：是在一个主机向另一主机发送数据时，首先将主机发出的数据划分成一个个分组，每个分组都带有关于目的地址的信息，系统根据分组中的目的地址信息，利用系统中的路径选择算法，确定分组的下一节点并将数据发往所确定的节点，最终将报文分组发往目的主机。

　　分组交换的特点：
　　节点暂时存储的一个个分组数据，而不是整个数据文件。

　　分组数据是暂时保存在节点的内存中，而不是被保存在节点外的外存中，从而保证了较高的交换率。

　　分组交换采用的是动态分配新到的策略，极大地提高了线路的利用率

　　分组数据在各节点存储转发时因排队而造成一定延迟、分组数据中带控制信息而产生的额外开销；管理控制复杂是缺点。

　　分组交换的任务：负责系统中分组数据的存储转发和选择合适的分组传输路径。

　　（七）网络功能基本机制网络体系结构与协议：

　　网络协议：为实现网络节点间的有效通信和数据控制而制定规则、约定和标准。主要解决节点间交换数据与控制信息中的规则、格式和时序。

　　网络协议的三个要素，语法：数据与控制信息的结构或格式；语义：用于协调和进行差错处理的控制信息；时序：对事件实现顺序的说明。注意：协议只规定对象的外部特性，不对内部做具体实现规定。

　　为了理解网络体系结构，我们可以考察邮政系统的信件的传送过程。收信方和发信方是通信的信宿和信源，信件在发送过程中实际经历的过程与收信过程是相对的，信件传递过程的每一步都可以视为整个系统的相对独立的功能层。发信与收信方的对应层遵守相同的规则，可以理解为是一个协议。
　　不同角度看计算机网络结构：网络体系结构（抽象地从功能上描述网络结构）；网络组织结构（从网络的物理结构、实现的方面描述）；网络配置结构（从网络应用方面描述网络的布局、硬件、软件和通信设施）

　　网络体系结构：

　　网络体系结构采用结构化思想，分为若干层，层间的关系是服务与被服务的关系，网络上的节点间对应层遵守一致的规约。

　　分层结构的好处：

　　独立性强
　　功能简单
　　适应性强
　　易于实现和维护
　　结构可分割
　　易于交流和标准化
　　网络分层结构的组成部分：

　　系统：网络系统
　　子系统：系统内的一个个在功能上相互联系，有相对独立的逻辑部分，一个个层次单元
　　层次：子系统中一个子部分就是一个层次
　　实体：子系统中的一个活跃单元
　　等同实体：同一层次的实体
　　通信服务：通信系统中的通信功能的外部表现
　　物理通信：通信双方存在的某种媒体，通过某种手段实现双方信息交换。
　　虚拟通信：逻辑通信
　　网络软件的基本结构是层次结构。

　　网络软件系统：

　　网络系统的实现不可缺少的部分网络软件系统，它由如下部分组成：

　　协议软件
　　联机服务软件
　　通信软件
　　管理软件
　　网络操作系统
　　网络驱动软件
　　网络应用软件
　　OSI开放式互连参考模型：
　　网络参照的国际标准，国际标准化组织ISO1978年提出的OSI是一个网络技术的国际标准，OSI是一个参考模型：ISO/OSI模型

　　定义了不同计算机互连标准的框架结构和标准，标准中采用的是三级抽象：

　　体系结构
　　服务定义
　　协议规格说明
　　OSI的分层原则：

　　划分层次要根据理论上的需要的不同等级划分
　　层次划分要便于标准化
　　各层内功能要尽可能独立
　　相类似的功能应尽可能放在同一层内
　　各层的划分要便于层与层之间的衔接
　　各界面的交互要尽量少
　　根据需要，在同一层内可以再形成若干子层
　　扩充某一层次功能或协议，不能影响整体模型的主题
　　OSI定义的各层的功能定义：

　　物理：利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，提供透明的比特流传输。
　　数据链路层：在两通信实体间建立数据链路链机连接，实现稳定、无差错透明数据链路服务。
　　网络层：实现路由，流量控制与网际互连。
　　传输层：实现端到端的可靠通信服务，透明地实现报文传输。
　　会话层：实现网上两个进程间的通信。
　　表示层实现两个系统中信息表示形式的转换。
　　应用层：网络功能应用

网络知识是我们工作和学习的基础，拥有这些知识才感觉到溶入这个社会中。