内容正文:
专题一 计算机网络基础
【考纲要求】
知识要点
考试条目
1.认知计算机网络
(2)了解计算机网络技术的发展历程及趋势;
(3)掌握计算机网络的概念、功能、分类、组成;
【课时安排】
2课时
【知识梳理】
计算机网络技术的发展历程及趋势
计算机网络的发展经历了从简单到复杂、从低级到高级的演变过程,主要经历面向终端的计算机网络、计算机通信网络、计算机网络三个阶段。
一、面向终端的计算网络
主要特点:以中心计算机系统为核心的远程联机系统,除了中心计算机外,其余终端没有自主处理能力,以数据传输为主要目的
典型代表:20世纪60年代初美国航空公司建成的航空订票系统(SABRE)。
二、计算机通信网络
主要特点:以多个主机通过通信线路互联,为用户提供服务,以传输信息为主要目的
典型代表:1969年由美国国防部高级研究计划署提出的ARPANET。
三、计算机网络
主要特点:整个网络就是一个借助通信系统连接的、大的计算机系统,在标准化基础上解决了异地、异网互联问题,以资源共享为主要目的
典型代表:Internet
计算机网络的概念、功能、分类、组成
一、概念
计算机网络就是将分布在不同地点、具有独立功能的计算机及系统,用通信线路(如双绞线、同轴电缆、光缆、微波等)和通信设备(如路由器、交换机、网桥、集线器、中继器等)连接起来,再配以相应的网络软件(如操作系统、应用软件等),实现资源共享和数据传输的计算机集合。
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。
二、功能
1.数据通信
数据通信是指实现计算机与终端、计算机与计算机间的数据传输,是计算机网络最基本的功能,也是实现其他功能的基础。
2.资源共享
资源共享是指通过计算机网络实现数据资源、软件资源和硬件资源的共享,是建立计算机网络的主要目的所在。
(1)数据共享:在计算机网络中可共享各种数据文档。
(2)软件共享:在计算机网络中可共享各种语言处理程序和各类应用程序。
(3)硬件共享:在计算机网络中可共享使用服务器、计算机或打印机等设备。
3.提高系统可靠性
提高计算机系统可靠性主要表现在计算机网络中每台计算机可互为后备结点,故障时其他计算机能接替故障机任务,避免系统瘫痪,提高计算机系统可靠性。
4.分布式处理
分布式处理是指在计算机网络中,用户可合理选择计算机网络中的资源进行相应的数据处理,对于较复杂的问题,还可通过算法将任务分配给不同计算机进行处理,从而共同完成一项大型任务。
5.负载平衡
负载平衡是指在具有分布处理能力的计算机网络中,运行任务被相对均匀地分配给网络上的各台计算机,系统能根据计算机运行负载的大小来转移任务,从而实现计算机网络的负载平衡。
三、组成
1.逻辑构成
计算机网络从逻辑功能上可以分为通信子网和资源子网两部分。
(1)通信子网
通信子网包括通信线路(如光纤、双绞线等传输介质)和转接设备(通信控制处理机,如集线器、交换机、路由器等),负责提供网络通信功能,提供入网接口、数据传输及转发功能。
(2)资源子网
资源子网包括接入网络的所有计算机及其外部设备、软件、数据等,负责全网数据管理和处理,并向网络用户提供资源和网络服务,以尽可能实现资源共享功能。
2.物理构成
计算机网络在物理上由网络硬件和网络软件两部分组成。
(1)网络硬件
网络硬件包括网络服务器、网络工作站、传输介质(如电话线、双绞线、光纤、无线电波等)和网络设备(如集线器、交换机、路由器等)。
(2)网络软件
网络软件包括系统软件和应用软件两类。
系统软件包括网络操作系统、网络协议、通信控制软件和管理软件等;
应用软件是指为扩展网络应用而专门编制的软件,如浏览器、即时通信软件、邮件收发软件等。
四、网络分类
1.按网络覆盖范围分类
(1)局域网LAN)
局域网通常指覆盖半径在10km 以内的计算机网络。
一般建设在一栋办公楼或楼群、校园、企事业单位内,一般情况下由某个单位单独拥有、使用和维护。
(2)城域网(MAN)
城域网是介于广域网与局域网之间的一种大范围的高速网络,覆盖半径通常为几千米至几十千米。
主要指大型企业集团、ISP电信部门、有线电视台和相关政府部门构建的专用网络和公用网络。
(3)广域网(WAN)
广域网是连接不同地区局域网或城域网的远程网络,覆盖半径从几十千米到几千千米,能连接多个地区、城市和国家,或横跨几个洲。
广域网的典型代表网络是Internet。
2.按网络拓扑结构分类
拓扑是研究与大小、形状无关的点、线关系的方法,计算机网络的拓扑结构指网络中各个站点相互连接的形式。
(1)总线型网络
(2)星状网络
(3)环状网络
(4)树状网络
(5)网状网络
3.按通信传输技术分类
(1)广播式网络
广播式网络中,多个站点共享一条信道通信,任何一个结点发送报文,其他所有结点都能收到。在广播信道中,由于信道共享会引起争用信道而产生的介质访问冲突,需要采用信道访问控制技术。
(2)点对点式网络
点对点式网络中每条物理线路只连接一对设备,采用分组存储转发和路由选择技术,没有信道竞争,但会浪费带宽。星状、树状、网状网络均为点到点式网络。
4.按信息交换方式分类
(1)电路交换网络
电路交换又称为线路交换,指在一对用户终端之间建立暂时连接电路的交换方式,该暂时连接独占一条通信路径直到用户主动释放为止。
典型的电路交换网络是电话通信网。
(2)报文交换网络
报文交换又称存储转发交换,指先将报文整体进行存储,然后再转发到目标结点的交换方式。每个报文中含有目的地址。典型的报文交换网络是电子邮件传输网。
(3)分组交换网络
分组交换又称包(Packet)交换,是指将用户传送的数据划分成一个个等长的单位(即分组),并将分组逐个由中间结点先进行存储,再选择路径转发出去。分组长度有限,每个分组都含有目的地址。这种网络兼有电路交换和报文交换的优点。
目前的计算机网络就采用这种交换方式。
5.按工作模式分类
(1)对等网络
在对等网络(Peer to Peer)中各台计算机具有相同的功能和地位,无主从之分。
不需要专门的服务器,任何一台计算机既可以作为服务器,又可以作为客户机。
对等网络是小型局域网常用的组网方式之一。这种网络组建灵活方便,但不利于集中管理,且安全性较弱。
(2)客户机/服务器网络
客户机/服务器(Client/Server)网络指所有数据的存储和处理都在服务器上,输入和输出都在客户机上,客户机向服务器发出请求并以此获得服务的一种网络形式。这种工作模式便于数据集中管理,计算机的权限、优先级易于控制,比较安全。
该类网络可以用于大型网络,网络管理规范,但网络性能受服务器性能及客户机数量的影响。
6.其他分类方式
除了前面的5种分类方式外,还可以按传输带宽分为基带网和宽带网;按传输介质分为有线网和无线网;按使用性质分为公用网和专用网。
【限时练习】
1.以下网络拓扑结构中,任何节点的故障都会造成全网故障的是( )
A.总线型 B.星状
C.环状 D.树状
【答案】C
【解析】网络中的节点通过点到点链路连接成一个闭合的环,数据在环中沿着一个方向逐站传输。任何一个节点或链路出现故障,都会导致数据无法正常传输,造成全网瘫痪。
2.广域网大多采用的拓扑结构是( )
A.树状 B.环状
C.网状 D.星状
【答案】C
【解析】网络中的节点之间存在多条链路相互连接,可靠性高,容错能力强,即使部分链路出现故障,数据也可以通过其他链路到达目的地。同时,它的扩展性好,易于增加新的节点和链路。虽然网状拓扑结构的线路成本高,网络结构复杂,配置和管理难度大,但对于覆盖范围广、对可靠性要求高的广域网来说,是一种较为合适的拓扑结构,因此广域网大多采用这种拓扑结构。
3.在计算机网络的逻辑构成中,负责全网数据管理和处理,并提供资源和网络服务的是( )
A. 通信子网
B. 资源子网
C. 网络硬件
D. 网络软件
【答案】B
【解析】资源子网包括接入网络的所有计算机及其外部设备、软件、数据等,负责全网数据管理和处理,并向网络用户提供资源和网络服务;通信子网负责提供网络通信功能;网络硬件和网络软件是计算机网络物理构成的两个部分。
4.以下适用于实时工业控制系统的网络拓扑结构是( )
A. 总线型
B. 星状
C. 环状
D. 树状
【答案】C
【解析】环状拓扑结构的交换方式采用分组交换,适用于实时工业控制系统,其传输延迟确定等特点符合实时控制的需求。总线型、星状和树状网络的特点均未表明适用于实时工业控制系统。
5.计算机网络按通信传输技术分类,广播式网络和点对点式网络的主要区别在于( )
A. 是否共享信道
B. 网络结构是否复杂
C. 是否采用分组交换
D. 网络覆盖范围大小
【答案】A
【解析】广播式网络中多个站点共享一条信道通信,而点对点式网络中每条物理线路只连接一对设备,二者主要区别在于是否共享信道。网络结构复杂程度、是否采用分组交换以及网络覆盖范围大小均不是它们的主要区别。
6.在总线型网络拓扑结构中,某一结点出现故障一定会导致整个网络瘫痪。( )
【答案】错误
【解析】总线型网络的优点是总线中任意结点发生故障都不会造成整个网络的瘫痪,不过总线自身的故障可能会导致整个系统的崩溃,并非某一结点故障就会使全网瘫痪。
7.报文交换网络先将报文整体进行存储,然后再转发到目标结点,每个报文中不含有目的地址。( )
【答案】错误
【解析】报文交换又称存储转发交换,每个报文中含有目的地址,以便准确转发到目标结点。
8.计算机网络从物理构成上分为通信子网和资源子网两部分。( )
【答案】错误
【解析】计算机网络从逻辑功能上分为通信子网和资源子网两部分;从物理构成上由网络硬件和网络软件两部分组成。
9.计算机网络中,实现数据通信和资源共享的基础是( )。
【答案】数据通信
10.在计算机网络分类中,按照( )分类,可分为广播式网络和点对点式网络。
【答案】通信传输技术
【内容小结】
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