第1章13计算机网络的系统组成电子教案

大连市计算机学校教师教学方案2

1.3计算机网络的系统组成

计算机网络的系统组成，计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的。从拓扑结构上看：由网络节点和通信链路构成。从逻辑功能上看：由通信子网和资源子网构成。网络节点和通信链路

1、网络节点

节点是指一台电脑或其他设备与一个有独立地址和具有传送或接收数据功能的网络相连。节点可以是工作站、客户、网络用户或个人计算机，还可以是服务器、打印机和其他网络连接的设备。每一个工作站﹑服务器、终端设备、网络设备，即拥有自己唯一网络地址的设备都是网络节点。整个网络就是由这许许多多的网络节点组成的，把许多的网络节点用通信线路连接起来，形成一定的几何关系，这就是计算机网络拓扑。

从拓扑结构看，计算机网络就是由若干网络节点和连接这些网络节点的通信链路构成的。计算机网络中的节点又称网络单元，一般可分为三类：访问节点、转接节点和混合节点。访问节点

端节点：主要起信源和信宿的作用。如用户主机和终端等。

信源：信息的来源。

信宿：是相对信源而言。通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。

转接节点：又称中间节点，数据交换和转接，具有通信功能。

混合节点：全能节点，访问节点和转接节点。

2、通信链路

通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电缆、光缆、卫星、微波等。通信链路用于传输信息的物理信道以及为达到有效、可靠的传输质量所必需的信道设备的总称。

通信链路又分为物理链路和逻辑链路。物理链路：点到点的物理线路。没有任何交换节点。逻辑链路：在逻辑上起作用的物理链路。具有传输控制能力。

1.3.2 资源子网和通信子网

图1-2 资源子网和通信子网示意图

从逻辑功能上可把计算机网络分为两个子网：用户资源子网和通信子网。

1、资源子网

资源子网是计算机网络的外层，资源子网的任务是提供访问网络资源和处理信息处理。主要由主机、终端以及相应的I/O设备、各种软件资源和数据资源构成。

2、通信子网

通信子网是计算机网络的内层，它的主要任务是将各种计算机互连起来完成数据传输、交换和通信控制。主要由通信控制处理机、通信链路及其他设备如调制解调器等组成。

通信子网是连接计算机资源并提供通信服务的连接线路。正是在通信子网的支持下，用户才能利用网络上的各种资源，进行相互间的通信，实现计算机网络的功能。

通信子网有两种类型：

（1）公用型

一般是国家的邮电部门建造的网络。“公用”的意思就是从所有愿意按邮电部门规定交纳费用的人都可以使用.因此,公用网也可以称为公众网。

如中国公用计算机互联网CHINANET，ChinaNET 是中国最大的Internet 服务提供商。它是在1994 年由前邮电部（现为信息产业部）投资建设的公用互联网，现由中国电信经营管理，于1995 年 5 月正式向社会开放。它是中国第一个商业化的计算机互联网，旨在为中国的广大用户提供Internet 的各类服务，推进信息产业的发展。ChinaNET 以现代化的中国电信为基础，凡是电信网（中国公用数字数据网、中国公用交换数据网、中国公用帧中继宽带业务网和电话网）通达的城市均可通过ChinaNET 接入Internet ，享用Internet 服务。

中国教育和科研计算机网CERNET是由国家投资建设，教育部负责管理，清华大学等高等学校承担建设和管理运行的全国性学术计算机互联网络。CERNET(The China Education and Research Network)

【扩展】

2000年5月，中国移动互联网( CMNET)投入运行。

2000年7月，中国联通公用计算机互联网(UNINET)正式开通。

2002年9月中国电信集团公司China Telecom成立。

2008年三足鼎立，移动收编铁通，电信收购联通CDMA网络和卫通，联通网通合并成立新中国联通。

（2）专用型（如各类银行网、证券网等）

是某个部门为本单位的特殊工作的需要而建立的网络这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如,军队,铁路,电力等系统均有本系统的专用网

网络硬件系统和网络软件系统

计算机网络系统是由计算机网络硬件系统和网络软件系统组成的。

1、网络硬件系统

网络硬件系统是指构成计算机网络的硬设备，包括各种计算机系统、终端及通信设备。计算机网络硬件系统是由计算机(主机、客户机、终端)、通信处理机(集线器、交换机、路由器)、通信线路(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem ，编码解码器)等构成。常见的网络硬件有：

主机系统：主计算机和网络工作站

1.1、主计算机：在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同,可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器等。服务器是具有较强的计算功能和丰富的信息资源的高档计算机，它向网络客户提供服务，并负责对网络资源的管理，是网络系统中的重要组成部分。

服务器主要功能：为网络工作站上的用户提供共享资源；管理网络文件系统；提供网络打印服务；处理网络通信；响应工作站上的网络请求。

服务器类型：文件服务器、通信服务器、计算服务器、打印服务器，应用服务器等。

1.2、工作站：除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。

在计算机网络中，只向服务器提出请求而不为其他计算机提供服务的计算机设备称为工作站。工作站通过网络接口设备连接到网络上，它保持原有计算机的功能，作为独立的个人计算机为用户服务，同时又可以按照被授予的权限访问服务器。

图 1-5 网络硬件组成示意图 HUB

路由器

中心交换机 服务器

服务器 处

理工作站 Modem 终端 终端

子网

子网 远程网络 Internet

工作站之间可以进行通信，也可以共享网络资源。一般采用高档微机作工作站，它通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量较大的内存和外存，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能。

1.3、网络接口卡网卡（网络适配器）：是计算机和传输介质之间的物理接口。

1.4、网络终端：是用户访问网络的界面，它可以通过主机联入网内，也可以通过通信控制处理机联入网内。

1.5、传输介质：传输数据信号的物理通道，将网络中各种设备连接起来

1.6、信息变换设备：对信号进行变换，包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。

1.7、通信处理机：一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。

集线器：接收信号再生并传输，还可为网络布线和集中管理带来方便

交换机（Switch）：分为第二层交换机和第三层交换机。二层交换机同时具有集线器和网桥的功能。

路由器：具有格式转换功能，可以连接不通类型的网络。路由器能够识别数据的目的地址所在网络。

2、网络软件系统

网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统和各类网络应用系统。

（1）服务器操作系统：多用户，多任务的操作系统。网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络通信等。服务器是网络环境中的高性能计算机，它侦听网络上的其他计算机（客户机）提交的服务请求，并提供相应的服务。相对于普通PC来说，服务器在稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通PC有所不同。

网络操作系统是网络软件中最主要的软件,用于实现不同主机之间的用户通信，以及全网硬件和软件资源的共享，并向用户提供统一的、方便的网络接口,便于用户使用网络。目前网络操作系统有三大阵营：UNIX、NetWare和Windows。目前，我国最广泛使用的是Windows 网络操作系统。

（2）工作站操作系统

工作站操作系统多为一般的操作系统，但具有更强的网络功能。如支持网络协议等

常见的有：Windows 2000及Windows XP等。

（3）网络通信协议

通信双方只有遵循相同的通信协议才能实现连接，完成信息的交换。网络协议是网络通信的数据传输规范，网络协议软件是用于实现网络协议功能的软件。目前, 典型的网络协议软件有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、IEEE802标准协议系列等。其中, TCP/IP是当前异种网络互连应用最为广泛的网络协议软件。

（4）设备驱动程序：操作系统与外部设备的借口。

（5）网络管理系统软件：

网络管理系统(Network Management System NMS)，网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件，如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。常用的网络管理系统软件HP OpenView、Novell网络管理、3Com Transcend等。

SNMP是英文“Simple Network Management Protocol”的缩写，中文意思是“简单网络管理协议”。SNMP首先是由Internet工程任务组织的研究小组为了解决Internet上的路由器管理问题而提出的。SNMP是目前最常用的环境管理协议。SNMP被设计成与协议无关，所以它可以在IP，IPX，AppleTalk，OSI以及其他用到的传输协议上被使用。SNMP是一系列协议组和规范，它们提供了一种从网络上的设备中收集网络管理信息的方法。SNMP也为设备向网络管理工作站报告问题和错误提供了一种方法。

（6）网络安全软件：保密性、完整性、可用性，抵御威胁与攻击。

（7）网络应用软件：网络应用软件是为网络用户提供服务，最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。