服务创造价值、存在造就未来
计算机网络系统是将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部 $设备通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。下面从不同维度为你详细介绍:
组成部分
硬件:
计算机设备:包括服务器和客户机。服务器是网络中的核心设备,为网络中的其他计算机提供各种服务,如文件服务、数据库服务、邮件服务等;客户机是用户直接使用的计算机,通过网络访问服务器上的资源。
网络连接设备:
网卡:也叫网络适配器,是计算机与网络进行连接的硬件接口,负责将计算机的数据转换为网络信号发送出去,并将接收到的网络信号转换为计算机能够识别的数据。
交换机:工作在数据链路层,它根据MAC地址转发数据帧,能够为接入的计算机提供独享的带宽,多个端口之间可以同时进行数据传输,大大提高了网络的传输效率。
路由器:工作在网络层,主要功能是连接不同的网络,并根据IP地址进行数据包的转发,实现不同网络之间的通信。它是广域网和局域网连接的关键设备。
调制解调器(Modem):用于实现模拟信号和数字信号的转换。在拨号上网或利用有线电视网络上网时,需要使用调制解调器将计算机的数字信号转换为适合在电话线路或有线电视线路上传输的模拟信号,接收数据时则进行相反的转换。
传输介质:
有线介质:包括双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线价格便宜、易于安装,是目前局域网中最常用的传输介质;同轴电缆具有较好的抗干扰能力,常用于有线电视网络;光纤则具有传输速度快、带宽高、抗干扰能力强等优点,适用于长距离、高速率的数据传输,如数据中心之间的连接。
无线介质:通过电磁波在空气中传播数据,常见的无线传输技术有Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。无线介质不受线缆的束缚,使用方便,适用于移动设备接入网络和一些不便于铺设线缆的场所。
软件:
网络操作系统:是管理和控制网络中计算机的操作系统,常见的有Windows Server系列、Linux(如CentOS、Ubuntu Server等)、UNIX等。网络操作系统除了具备普通操作系统的功能外,还提供了网络通信、资源共享、用户管理等网络功能,能够协调网络中各计算机之间的工作。
网络应用程序:是为满足用户各种网络需求而开发的软件,如Web浏览器(如Chrome、Firefox等)用于访问网页资源;电子邮件客户端(如Outlook、Foxmail等)用于收发电子邮件;文件传输协议(FTP)客户端用于在网络上进行文件的上传和下载等。
网络管理软件:用于对网络设备和网络资源进行管理和监控,如SolarWinds、HP OpenView等。网络管理软件可以实时监测网络设备的运行状态、流量情况,进行故障诊断和预警,帮助网络管理员更好地维护网络的稳定运行。
分类
按地理范围分类:
局域网(LAN):覆盖范围通常在几公里以内,一般局限于一个建筑物或一个园区内,如学校、企业办公楼等。局域网的特点是传输速度快、延迟低、组网方便,常见的局域网技术有以太网、Wi-Fi等。
城域网(MAN):覆盖范围一般为一个城市,跨度从几十公里到上百公里。城域网通常由多个局域网连接而成,用于满足城市内不同单位之间的通信需求,传输速度和带宽介于局域网和广域网之间。
广域网(WAN):覆盖范围广阔,可以跨越城市、国家甚至全球。广域网通常借助公共通信网络(如电信运营商的网络)进行数据传输,传输速度相对较慢,延迟较高,但能够实现远距离的通信连接,如互联网就是一个典型的广域网。
按拓扑结构分类:
总线型拓扑:所有计算机都连接到一条共享的总线上,任何一台计算机发送的数据都可以被总线上的其他计算机接收。总线型拓扑结构简单、成本低,但存在单点故障问题,一旦总线出现故障,整个网络将无法正常工作。
星型拓扑:以一台中心设备(如交换机)为核心,其他计算机都通过单独的线路连接到中心设备。星型拓扑结构易于管理和维护,单点故障只影响连接到故障设备的计算机,不会导致整个网络瘫痪,是目前应用最广泛的拓扑结构。
环型拓扑:计算机通过通信线路连接成一个封闭的环形,数据在环中单向传输。环型拓扑结构的优点是传输延迟固定,但环中任何一处故障都可能导致整个网络中断,可靠性较差。
树型拓扑:是星型拓扑的扩展,它将多个星型拓扑结构连接在一起,形成层次化的树形结构。树型拓扑结构适用于规模较大、层次分明的网络,便于网络的扩展和管理。
网状拓扑:网络中的每台计算机都与其他多台计算机直接相连,形成一个复杂的网状结构。网状拓扑结构的可靠性极高,但成本也很高,布线复杂,管理难度大,常用于对可靠性要求极高的网络,如军事网络、金融网络等。
功能
资源共享:这是计算机网络最基本的功能之一。通过网络,用户可以共享网络中的硬件资源(如打印机、存储设备等)、软件资源(如应用程序、数据库等)和数据资源(如文件、资料等),提高资源的利用率,降低成本。
数据通信:计算机网络为用户提供了便捷的数据通信手段,实现了计算机与计算机之间的信息传输。用户可以通过网络进行电子邮件的收发、即时通讯、视频会议等,打破了时间和空间的限制,提高了信息交流的效率。
分布式处理:当遇到大型复杂的计算任务时,可以将任务分散到网络中的多台计算机上进行协同处理,充分利用各台计算机的计算能力,加快任务的完成速度。这种分布式处理方式在科学研究、大数据分析等领域有着广泛的应用。
提高系统可靠性:在计算机网络中,当某一台计算机出现故障时,其他计算机可以接替它的工作,保证系统的正常运行。通过冗余设计和备份机制,网络系统能够提高整体的可靠性和可用性,减少因单点故障导致的系统瘫痪风险。