计算机网络近年来获得了飞速的发展20年前

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1、概 论计算机网络近年来获得了飞速的发展。20年前，在我国很少有人接触过网络。现在，计算机通信网络以及Internet已成为我们社会结构的一个基本组成部分。网络被应用于工商业的各个方面，电子银行、电子商务、企业管理、信息服务业等都以计算机网络系统为基础。从学校远程教育到政府日常办公乃至现在的电子社区，很多方面都离不开网络技术。可以不夸张地说，网络在当今世界无处不在。1997年，在美国拉斯维加斯的全球计算机技术博览会上，微软公司总裁比尔盖茨在演说中“网络才是计算机”的精辟论点，充分体现出信息社会中计算机网络的重要基础地位。计算机网络技术的发展越来越成为当今世界高新技术发展的核心之一。网络的发展展也

2、是一一个经济济上的冲冲击。数数据网络络使个人人化的远远程通信信成为可可能，并并改变了了商业通通信的模模式。一一个完整整的用于于发展网网络技术术、网络络产品和和网络服服务的新新兴工业业已经形形成，计计算机网网络的普普及性和和重要性性已经导导致了在在不同岗岗位上对对具有更更多网络络知识的的人才的的大量需需求。企企业需要要雇员来来规划、获获取、安安装、操操作、管管理那些些构成计计算机网网络的软软硬件系系统。另另外，计计算机编编程已不不再局限限于个人人计算机机，现在在的程序序员要求求设计并并实现能能与其他他计算机机上的程程序通信信的应用用软件。1.1 计算机机网络的的产生和和发展计算机网络络的产生生和

3、发展展与计算算机技术术的发展展、计算算机应用用的普及及密不可可分。我我们可以以想象一一下，当当第一台台计算机机埃尼克克（ENNIACC）诞生生的时候候，既没没有联网网的要求求，也没没有联网网的对象象，人们们不会考考虑把计计算机互互联起来来形成计计算机网网络的问问题，只只有当计计算机数数量达到到一定程程度，计计算机应应用普及及到一定定程度才才会出现现联网的的要求，才才会出现现计算机机网络。1.1.11 广广域网技技术产生生时期第一个计算算机互联联系统产产生于220世纪纪50年年代。119511年，为为了冷战战的需要要，美国国空军委委托美国国麻省理理工学院院林肯实实验室，为为美国空空军设计计半自动

4、动化地面面防空系系统。该该系统由由17个个防区组组成，每每个防区区的指挥挥中心装装有两台台IBMM公司的的AN/FSQQ-7计计算机，通通过通信信线路连连接防区区内各雷雷达观测测站、机机场、防防空导弹弹和高射射炮阵地地，由计计算机程程序辅助助指挥员员决策，自自动引导导飞机和和导弹进进行拦截截。系统统最终于于19663年建建成，称称为SAAGE（Semi-Automatic Ground Environment）。SAGE系统是计算机技术和通信技术结合的先 驱，很多现在习以为常的网络技术起源于这里。其主要贡献包括： 使用具有人人机交互互作用的的显示器器； 研制基于小小型计算算机的前前端处理理机；

5、 制定了16000bpss的数据据通信规规程； 高可靠性的的路径选选择算法法。与此同时，民民用计算算机互联联系统的的研究也也开始发发展起来来，如美美国航空空公司与与IBMM公司在在20世世纪500年代初初开始研研究，660年代代初投入入使用的的由一台台中央计计算机与与全美范范围内的的20000个终端端组成的的飞机订订票系统统；美国国通用电电气公司司于19968年年投入运运行的信信息服务务系统（GGE IInfoormaatioon SServvicee），其其地理范范围包括括美国、欧欧洲、澳澳洲和日日本，系系统由775个远远程集中中器、116个中中央集中中器和分分布各地地的主计计算机组组成，相

6、相互之间间通过556kbbps的的通信线线路互联联，并具具有交互互处理和和批处理理能力。在早期的计计算机网网络研究究中，对对现代计计算机网网络影响响最大的的是ARRPANNET。AARPAANETT的研究究和建设设始于220世纪纪60代代中期，时时值冷战战高峰。当当时的美美国国防防部（DDOD）考考虑到传传统的电电路交换换电话网网络太脆脆弱，因因为一条条线路或或开关的的损坏，就就会终止止所有使使用它们们的会话话，甚至至部分网网络，所所以希望望建立一一个能在在核战争争的条件件下幸免免于难的的命令和和控制网网络，并并将此任任务交给给了它的的研究部部门，即即国防部部高级研研究计划划局，简简称DAAR

7、PAA或者AARPAA。ARPA没没有科学学家和实实验室，主主要通过过合同方方式，让让技术思思想比较较先进的的公司和和大学来来完成该该项任务务。早期获得资资助的一一些大学学研究了了Pauul BBaraan在220世纪纪60年年代早期期的兰德德公司报报告中建建议的分分组交换换思想。经经过研究究后，AARPAA最终确确定国防防部需要要的网络络应该是是由子网网和主机机组成的的分组交交换网络络，而不不是改进进传统的的电路交交换网络络。在设计的这这个分组组交换网网络中，子子网由一一些用小小型机改改装的设设备构成成，称为为接口信信息处理理机（IInteerfaace Messsagge PProcces

8、ssor，IIMP），每每台IMMP至少少应与两两台其他他IMPP通过通通信链路路连接，这这样如果果某些线线路或IIMP被被摧毁了了，报文文会自动动重新按按备用通通路传递递，从而而提高安安全性和和可靠性性。网络中的每每个节点点由一台台IMPP和一台台主机组组成，处处于同一一房间，由由短线互互联。当当有数据据传输时时，发送送方主机机将报文文发送给给IMPP，报文文长度最最大为880633比特，IIMP将将完整的的报文接接收后，将将报文分分成最大大为10008比比特的分分组，每每个分组组独立地地发往目目的地；在接收收方，IIMP接接收每个个分组，并并将每个个分组组组装成完完整的报报文，然然后将报报

9、文转发发给接收收主机，因因此该子子网是第第一个电电子的存存储-转转发分组组交换网网。随后ARPPA将此此方案进进行招标标，122个公司司参加竞竞标，最最终ARRPA在在19668年112月和和BBNN签署了了合同。BBN选择择改进的的Honneywwelll-3116小型型机作为为IMPP，该小小型机带带有122K16b的核心心存储器器，并且且没有安安装硬盘盘，IMMP之间间通过租租用的556kbbps线线路互联联。软件被分为为两部分分：子网网和主机机。子网软件指指在IMMP中运运行的软软件，包包括IMMP与主主机和IIMP与与IMPP之间的的通信软软件。主机端的软软件指在在主机中中运行的的软

10、件，包包括主机机与IMMP之间间的通信信软件和和主机与与主机之之间的应应用软件件。由于软件开开发的工工作量很很大，AARPAA 19969年年夏天在在美国犹犹他州的的Snoowbiird召召集了大大多数是是研究生生参加的的会议，然然后交给给每人一一部分工工作，他他们必须须自己想想办法来来实现。1969年年12月月开始启启动了有有4个节节点的实实验性网网络，包包括UCCLA、UUCSBB、SRRI和犹犹他大学学，因为为它们和和ARPPA有大大量合同同，而且且都有不不同的和和完全不不兼容的的主机。随随着IMMP的增增加，网网络增长长得非常常快，并并很快覆覆盖了全全美国。后来，随着着技术的的发展和和

11、应用的的需要，IIMP软软件被多多次修改改，包括括为允许许终端直直接连接接到特殊殊的IMMP，即即终端接接口处理理机（TTermminaal IInteerfaace Proocesssorr，TIIP），而而无需通通过一台台主机，每每台IMMP有多多台主机机、主机机与多台台IMPP连接和和主机与与IMPP远距离离连接等等。这些研究最最终产生生了现在在的TCCP/IIP（119744年）模模型和协协议，随随后加州州大学伯伯克利分分校把TCPP/IPP集成到到了Beerkeeleyy UNNIX操操作系统统中（BBSD UNIIX 44.2），并并开发了了网络编编程接口口Soccketts，使使

12、得网络络开发和和网络互互联变得得更加容容易。这这一做法法极大地地推动了了TCPP/IPP协议的的推广和和应用，也也使得网网络规模模迅速扩扩大，最最终形成成今天的的Intternnet。通过上述过过程，可可以看到到这个时时期（11951119774）网网络技术术的发展展有如下下特点：（1）联网网计算机机地理分分布广阔阔。这一一时期，由由于计算算机的价价格比较较昂贵，通通常一个个单位可可能只拥拥有一两两台计算算机，所所以计算算机总体体数量比比较少，而而且在地地理上也也比较分分散。如如前述的的飞机订订票系统统，联网网的计算算机分布布在全美美国各地地；通用用公司的的信息服服务系统统联网计计算机分分布在

13、全全美、欧欧洲和亚亚洲等地地。（2）通信信线路主主要是租租用电信信公司的的线路交交换网络络。由于于联网的的计算机机在地理理上比较较分散，所所以联网网单位不不可能自自己铺设设线路，只只能采用用当时已已经遍布布全球的的、基于于线路交交换的语语音网络络（Puubliic SSwittcheed TTeleephoone Nettworrk，PPSTNN），这导导致了调调制解调调技术和和数字通通信技术术的产生生。（3）采用用分组交交换技术术。虽然然这一时时期的网网络通信信链路采采用的是是电路交交换，但但是在数数据传输输中采用用的是分分组交换换技术，这这对后续续的网络络技术产产生了极极大影响响。（4）独

14、立立的网络络互联设设备。这这一时期期网络中中的另一一个特点点是把网网络互联联设备从从计算机机中独立立出来，如如SAGGE系统统的前端端处理机机、通用用公司的的信息服服务系统统中的远远程集中中器和中中央集中中器、AARPAANETT中的接接口信息息处理机机（IMMP）等等。网络络设备的的独立要要求主机机必须考考虑与网网络设备备的连接接问题，主主要包括括主机和和网络设设备之间间、网络络设备和和网络设设备之间间的连接接，这种种独立导导致了计计算机通通信接口口和独立立网络设设备的产产生，如如现在常常用的串串行通信信接口RRS-2232和和路由器器等。（5）应用用软件和和通信软软件分离离。早期期计算机机

15、网络中中，应用用软件主主要是专专用软件件，如美美国航空空公司的的订票系系统等，直直到ARRPANNET才才开始出出现通用用软件。在在这个过过程中，应用用软件是是由计算算机专业业人员开开发的，而而底层通通信软件件则是传传统电信信公司开开发的。从从ARPPANEET技术术的发展展可以看看出，TTCP/IP协协议只定定义高层层的协议议，而如如何把IIP数据据报转化化成电信信号，并并在介质质中传输输却没有有定义。但但是CCCITTT的X.25. RSS-2332以及及调制解解调技术术则解决决了数据据传输的的问题，这这些技术术产生了了现在的的数字通通信技术术。总之，在早早期，由由于计算算机整体体数量较较

16、少，地地理分布布比较分分散，网网络技术术的发展展以广域域网为主主，网络络拓扑结结构则是是以树型型为主，多多采用点点对点或或者点对对多点链链路。数数字通信信技术在在这个时时期有了了比较大大的发展展。1.1.22 局局域网技技术产生生发展时时期顾名思义，局局域网技技术是指指将局部部地区的的计算机机互联起来来形成网网络的技技术。局局域网技技术的产产生是在在20世世纪600年代，当当时的美美国夏威威夷大学学为了把把Ohaau岛上上的IBBM3660计算算机与分分布在其其他岛上上以及海海洋船上上的终端端、读卡卡机连接接起来，研研制了一一个称为为ALOOHA系系统的无无线计算算机通信信网络，其其工作原原理

17、是：系统的“出出境”（Ouutbooundd）表示示从主机机向岛屿屿发送数数据，出出境数据据只要把把接收方方地址放放在传输输电文的的标题上上，相应应的接收收站就可可以译码码；“入境”（Innbouund）表表示从岛岛屿或船船舶向主主机发送送数据，采采用随机机化的重重传方法法：副站站（岛屿屿上的站站）在操操作员发发出电文文或信息息包后，该该站等待待主站发发回确认认电文。如如果在一一定的时时限（2200nns115000ns）内内，在出出境信道道上未返返回确认认电文，则则远方站站（副站站）会认认为两个个站在企企图同时时传输，因因而发生生了碰撞撞冲突，使使传输数数据受破破坏。此此时两个个站都将将再次

18、选选择一个个随机时时间，试试图重发发它们的的信息包包，这时时成功的的把握就就非常大大。这种类型的的网络称称为争用用型网络络，因为为不同的的站都在在争用相相同的信信道，这这个信道道是共享享的。注注意，与与广域网网的多路路复用共共享信道道方式不不同，这这种共享享信道的的方式是是竞争 性的。ALOHAA系统无无线网络络的工作作原理导导致了现现在使用用最普遍遍的以太太网技术术的诞生生。Palo Altto研究究中心（PPARCC）是XXeroox公司司下属的的一家著著名的研研究所，在在19772年PPARCC的研究究员已经经发明了了世界上上第一台台叫EARRS的激激光打印印机和第第一台叫叫ALTTO的

19、带带图形用用户界面面的PCC。Metcaalfee在19972年年来到PPARCC的计算算机科学学实验室室，并被被当作网网络专家家。他的的第一件件工作是是把Xeeroxx公司的的ALTTO计算算机连到到ARPPANEET。119722年底，MMetccalffe和DDaviid BBogggs根据据ALOOHA的的原理设设计了一一套网络络，将不不同的AALTOO计算机机连接起起来，接接着又把把NOVVA计算算机连接接到EAARS激激光打印印机。由由于该网网络是以以ALOOHA系系统为基基础的，又又连接了了众多的的ALTTO计算算机，所所以Meetcaalfee把这个个网络称称为ALLTO AL

20、OOHA网网络。这这是世界界上第一一个个人人计算机机局域网网络。1973年年5月222日该该网络开开始运行行，Meetcaalfee根据“电磁辐辐射是通通过发光光的以太太来传播播的”这一想想法，把把该网络络改名为为以太网网（Ettherrnett），网网络的传传输速率率为2.94MMbpss。1979年年7月，DDEC、IInteel和XXeroox筹备备召开三三方会议议，于119800年9月月30日日公布了了第三稿稿的“以太网网，一种种局域网网：数据据链路层层和物理理层规范范，1.0版”，这就就是著名名的以太太网蓝皮皮书，也也称为DDIX（取三家公司名字的第一个字母而组成的）版以太网1.0规

21、范。数据传输速率为10Mbps。在DEC、IInteel和XXeroox等公公司对以以太网技技术进行行标准化化的同时时，电气气和电子子工程师师协会（IIEEEE）组成成了一个个定义与与促进局局域网标标准的委委员会，简简称8002委员员会。8802委委员会在在19881年66月成立立了8002.33分委员员会，研研究以太太网的标标准化问问题，并并在19983年年通过了了8022.3标标准，同同时，施施乐公司司也将自自己的44件以太太网专利利转交给给了IEEEE，这这样任何何人都可可以从IIEEEE获得使使用以太太网的许许可权，费费用是110000美元。119899年ISSO 8880223采用用

22、8022.3标标准作为为国际标标准，从从而使得得以太网网得到国国际承认认。随着以太网网技术的的诞生，为为了推广广以太网网技术的的应用，MMetccalffe和其其合伙人人成立了了3Coom公司司，在119800年8月月公布了了其第一一个产品品基于于UNIIX操作作系统的的商业版版 TCCP/IIP；119811年3月月，3CCom公公司将第第一批符符合8002.33标准的的网络收收发器33C1000投放放市场，并并在年底底开始销销售用于于PDPP/111.VAAX系列列计算机机、SUUN和IInteel系列列计算机机上的网网络插卡卡；19982年年9月用用于IBBM PPC机的的ISAA总线网

23、网络适配配器EttherrLinnk开始始投放市市场，并并随即配配置相应应的DOOS驱动动软件。随随后在其其他公司司的共同同努力下下，又出出现了以以太网集集线器、交交换机，并并引进了了传统电电信的综综合布线线技术，使使得以太太网超越越众多局局域网技技术，成成为局域域网技术术的主流流产品。虽然以太网网技术的的发展给给以太网网应用创创造了很很好的条条件，但但是真正正促进以以太网技技术超越越其他局局域网技技术的则则是基于于以太网网的应用用软件的的开发。早早期以太太网技术术最大的的用处是是用来连连接ARRPANNET，但但是，119800年Noovelll软件件公司开开发出了了基于以以太网的的Nett

24、warre网络络操作系系统，允允许各个个PC访访问共享享打印机机、发送送电子邮邮件、交交换文件件和访问问中央数数据库；为了保保证网络络操作系系统的运运行，NNoveell公公司开始始生产网网络接口口卡（NNIC），这这些网卡卡称为NNE20000，随随后又开开始出售售生产网网卡的许许可证，这这就产生生了NEE20000的兼兼容卡。NNoveell公公司的这这些举动动大大推推动了以以太网的的普及和和应用，形形成了几几乎所有有的计算算机网络络都运行行Nettwarre操作作系统的的局面，也也使得以以太网技技术超越越其他局局域网技技术，成成为局域域网技术术的主流流。直到到今天，绝绝大部分分的计算算机

25、网络络采用以以太网技技术，以以太网技技术本身身也从8802.3发展展到8002.33u（快快速以太太网）、8802.3z（千千兆以太太网）、8802.3aee（万兆兆以太网网）和8802.3aff等。图1-1 令牌环网络拓扑结构示意图在以太网技技术发展展的同时时，还产产生了其其他局域域网网络络技术。119744年IBBM公司司提出了了自己的的网络体体系结构构（Syysteem NNetwworkk Arrchiiteccturre，SSNA）并并建立了了自己的的网络技技术体系系。SNNA最初初是一种种树型结结构，经经过多次次修改后后演变成成为适合合任意网网络拓扑扑结构的的网络体体系，既既可以组

26、组建局域域网，又又可以组组建广域域网。后后来根据据计算机机技术和和网络技技术的发发展，IIBM在在原有的的网络技技术基础础上，在在19885年提提出了专专门的局局域网技技术方案案，这就就是著名名IEEEE 8802.5协议议。IEEEE 8022.5协协议采用用环型的的拓扑结结构，网网络中所所有的主主机头尾尾相接，使使用IBBM专用用的屏蔽蔽电缆连连接，最最多可以以连接2260个个节点，传传输速率率为4MMbpss或者116Mbbps，环环路总长长度不超超过3666m，网络络中的主主机利用用令牌来来使用共共享介质质，所以以这种网网络又称称为令牌牌环网络络，其结结构如图图1-11所示。令牌环网络

27、络也可以以使用无无屏蔽的的双绞线线。在使使用无屏屏蔽双绞绞线时，连连接的节节点数量量只有772个。目前，令牌牌环网络络随着以以太网技技术的快快速发展展，已经经逐渐淡淡出网络络市场，但但是作为为一种网网络技术术形式，它它还有一一定的代代表意义义。还有一种局局域网技技术有点点类似于于以太网网和令牌牌环网的的结合，这这就是令令牌总线线网。令令牌总线线网的网网络拓扑扑结构和和以太网网一样采采用总线线方式，但但是共享享介质的的访问方方式采用用令牌环环网的令令牌方式式，相关关的标准准为IEEEE 8022.4。采用令牌总总线的网网络是AARCnnet，其其全称是是Atttachhed Ressourrce

28、 Commputter Nettworrk，即即连接资资源计算算机网络络。由DDataaPoiint公公司在119777年推出出，数据据传输速速率为22.5MMbpss，可以以使用993W的同同轴电缆缆，也可可以使用用无屏蔽蔽双绞线线或者光光纤，网网络能容容纳的主主机数量量为2556台。因因为ARRCneet中的的网络地地址是利利用跳线线开关设设置的，而而不是像像以太网网或者令令牌环网网那样是是在网卡卡生产的的时候生生产厂家家就已经经设置好好了的。在各种局域域网技术术中，经经过早期期的竞争争和发展展，以太太网以其其结构简简单、组组建方便便、网络络形式灵灵活、传传输速率率高和普普及率高高等特点点

29、而脱颖颖而出，成成为局域域网技术术中的主主流，而而令牌环环网和AARCnnet由由于其传传输速率率低，用用户普及及率低而而逐渐很很少有人人使用。在在实际应应用中已已经很难难看到这这两种网网络形式式，可以以说在现现代局域域网络技技术中，以以太网技技术一统统局域网网技术天天下。1.1.33 因因特网的的产生和和发展1988年年底，美美国国家家科学基基金会（NNSF）把把分布在在全美的的五大超超级计算算机中心心用通信信干线连连接起来来，组成成基于TTCP/IP协协议的计计算机通通信网络络NSFFnett，并以以此作为为Intternnet的的基础，实实现同其其他网络络的连接接。然后后ARPPAnee

30、t也划划分成AARPAAnett和MIILNEET，当当MILLNETT和NSSFneet实现现连接后后，网络络就正式式采用了了Intternnet的的名称，其其他联邦邦部门的的计算机机网也相相继并入入Intternnet。因因特网是是建立在在TCPP/IPP协议上上的计算算机网络络。当美美国国防防部建设设完成AARPAAnett后，NNSF计计划采用用ARPPAneet作为为自己网网络的主主干，但但是由于于它的军军用性质质，并且且受控于于政府机机构，所所以很难难把它作作为Innterrnett的基础础，NSSF决定定用公用用通信线线路连接接自己的的计算机机，这样样就奠定定了今天天的因特特网的

31、基基础。从从这以后后，Innterrnett逐渐向向全社会会开放，NNSF巨巨型计算算机中心心就开始始肩负维维护和扩扩展的使使命，也也使得NNSFnnet成成为Innterrnett最重要要的主干干。由于Intternnet的的巨大成成功，一一些原来来不采用用TCPP/IPP协议的的商业网网络也开开始向客客户提供供Intternnet服服务，把把早期的的BITTNETT、USSENEET和DDECnnet这这样一些些不执行行TCPP/IPP协议的的网络也也同Innterrnett连接起起来，这这些网络络共同形形成了早早期的IInteerneet。随后，许多多大公司司发现IInteerneet是

32、与与遍及全全球的雇雇员保持持联系以以及与其其他公司司合作的的极好方方式，纷纷纷开始始接入IInteerneet，这这使得IInteerneet进入入一个极极度增长长期。随随着计算算机逐渐渐进入家家庭，服服务提供供商（IISP）也也开始为为个人访访问Innterrnett提供各各种服务务，这样样以美国国为中心心的Innterrnett网络互互联迅速速向全球球发展，联联入的国国家和地地区日益益增加，其其上的信信息流量也也不断增增加，特特别是WWWW文文本服务务的普及及，使得得网络用用户数量量和信息息数量急急剧膨胀胀。1.1.44 我我国计算算机网络络的发展展我国计算机机网络早早期以局局域网络络技术

33、为为主，大大规模的的网络是是在19989年年。当时时国家计计委决定定利用世世界银行行贷款筹筹建北京京中关村村地区计计算机网网络（NNatiion Commputtingg annd NNetwworkk Faacillityy off Chhinaa，NCCFC），该该网由北北京大学学、清华华大学和和中国科科学院三三个子网网互联构构成。119944年5月月它作为为我国第第个互联联网与IInteerneet连通通，使中中国成为为加入互互联网的的第811个国家家，并在在此基础础上建立立由全国国1000所高校校和科研研单位参参加的“中国教教育和科科研计算算机网络络（CEERNEET）”。之后后，几个

34、个全国范范围的计计算机信信息网络络相继建建成，并并开始提提供Innterrnett接入服服务，IInteerneet从此此在我国国得到了了迅猛发发展。根据中国互互联网络络信息中中心的统统计，在在20001年，我我国上网网计算机机数约110022万台，其中专线上网计算机数为163万台，拨号上网计算机数为839万台；上网用户人数约2650万人，其中专线上网的用户人数为454万，拨号上网的用户人数为1793万。我国互联网网一直保保持高速速增长态态势。截截至20004年年12月月，网民民数、上上网计算算机数分分别达到了了94000万、441600万；CCN下注注册的域域名数、网网站数分分别达到到了43

35、320777个、66689000个；网网络国际际出口带带宽总数数达到7744299Mbpps；我我国大陆陆的IPPV4地地址数达达到了55994557288个。为为用户提提供接入入服务的的大型计计算机网网络由过过去的中中国科技技网（CCSTNNET）、中国国公用计计算机互互联网（CHINANET）、中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国金桥信息网（CHINAGBN）4家发展到现在的中国科技网（CSTNET）、中国公用计算机互联网（CHINANET）、中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国联通互联网（UNINET）、中国网络通信集团（宽带中国CHINA169网）、中国国际经济贸易互联

36、网、中国移动互联网（CMNET）、中国长城互联网（CGWNET，建设中）和中国卫星集团互联网（CSNET，建设中）等9家。1.2 计算机机网络的的类型和和拓扑结结构1.2.11 计计算机网网络的类类型计算机网络络是由传传输介质质连接在在一起的的一系列列设备（网网络节点点）组成成的资源源共享系系统。一一个节点点可以是是一台计计算机、打打印机或或是任何何能够发发送或接接收由网网络上其其他节点点产生数数据的设设备，这这些设备备通过连连接实现现资源的的共享。根根据不同同的划分分方式，计计算机网网络可以以分为不不同的类类型。1从网络络服务方方式划分分从网络服务务的管理理角度，网网络可以以划分为为对等网网

37、络（PPeerr too Peeer）、客客户/服服务器网网络和混混合网络络。对等网络是是指网络络中的计计算机是是平等的的，既提提供网络络服务也也共享网网络服务务，没有有主从之之分。客户/服务务器网络络指网络中中的主机机划分为为客户机机和服务务器，服服务器提提供所需需要的网网络服务务，客户户机不提提供网络络服务，只只享受网网络服务务。需要要注意的的是在这这种网络络中经常常存在一一台计算算机既运运行客户户程序也也运行服服务器程程序，看看起来好好像也是是平等的的，但是是实际上上是不同同的，因因为同一一个程序序不能同同时提供供服务并并享受服服务，这这一点和和对等网网络不同同。混合网络指指的是网网络中

38、同同时有两两种服务务存在，既既有对等等网络服服务方式式，也有有客户/服务器器服务方方式。2根据网网络中的的操作系系统划分分根据网络中中使用的的操作系系统，计计算机网网络可以以划分为为Winndowws网络络、Neetwaare网网络、UUNIXX网络、LLinuux网络络和混合合网络。Windoows网网络指的的是网络络中的主主机和服服务器所所运行的的操作系系统为WWinddowss系列的的操作系系统，这这种网络络目前比比较普遍遍。Netwaare网网络是指指网络主主机所采采用的操操作系统统为Noovelll的NNetwwaree系列操操作系统统。过去去大多数数的局域域网是这这样的网网络。UN

39、IX网网络指采采用UNNIX操操作系统统的网络络。UNNIX操操作系统统过去主主要用于于工作站站、小型型计算机机和大、中中型计算算机，早早期的IInteerneet主要要由运行行UNIIX操作作系统的的计算机机组成。Linuxx网络指指的就是是网络主主机运行行Linnux操操作系统统的网络络。Linuux操作作系统是是近年来来逐步普普及的一一种免费费操作系系统，作作为分时时的操作作系统，LLinuux操作作系统采采用UNNIX系系统的结结构运行行于PCC机上，具具有强大大的联网网能力，逐逐渐受到到用户的的喜爱。混合网络指指的是网网络中主主机运行行的操作作系统不不是单一一的，而而是包含含运行多多

40、种操作作系统的的主机，也也就形成成了异构构网络。3根据使使用的网网络协议议划分根据网络使使用的网网络协议议，计算算机网络络可以划划分为NNetbbui、IIPX/SPXX和TCCP/IIP 网络。4按节点点分布的的地理范范围划分分按照网络的的规模，可可以将网网络分为为局域网网、城域域网、广广域网和和互联网网。网络络的规模模可以以以网上相相距最远远的两台台计算机机之间的的距离来来衡量。（1）局域域网局域网（LLocaal AAreaa Neetwoork，LLAN）的的应用场场合： 同一房间内内的所有有主机，覆覆盖距离离为100m数量量级； 同一楼内的的所有主主机，覆覆盖距离离为1000m数数量

41、级； 同一校园、厂厂区或院院落内的的所有主主机，覆覆盖距离离为1kkm数量量级，这这种情况况也被称称为校园园网，或或者园区区网。（2）城域域网城域网（MMetrropoolittan Areea NNetwworkk，MAAN）指指网络中中所有主主机（工工作站点点）分布布在同一一城区内内，覆盖盖范围大大约在110kmm1000kmm的数量量级。（3）广域域网广域网（WWidee Arrea Nettworrk，WWAN）指网络中所有主机与工作站点分布的地理范围能够覆盖10km以上的范围，包括10km、100km与1000km及以上的数量级，比如同一个大城市，同一个国家或同一个洲甚至跨越几个洲等

42、。计算机网络络的地理理范围实实际上也也是根据据采用的的不同技技术来划划分的。通通常来讲讲，局域域网一般般采用8802.3、8802.4、8802.5和8802.11（无无线分组组交换网网）等技技术，城城域网指指的是采采用8002.66，即DDQDBB协议的的网络，而而广域网网则指采采用TCCP/IIP协议议和数字字通信技技术组建建的网络络。5根据网网络的拓拓扑结构构划分网络的拓扑扑结构就就是网络络中主机机的连接接方式。根根据主机机的连接接方式，计计算机网网络 可以划划分为总总线型、环环型、星星型、树树型、网网状型和和混合型型网络，各各种具体体拓扑结结构见 1.22.2节节。1.2.22 计计算

43、机网网络的拓拓扑结构构1常见的的网络拓拓扑结构构把网络中各各个站点点相互连连接的方方法和形形式称为为网络拓拓扑。网网络的拓拓扑结构构有很多多种，主主要有总总线型拓拓扑、星星型拓扑扑、环型型拓扑、树树型拓扑扑和网状状型拓扑扑，以下下为大家家分别介介绍各种种拓扑结结构的网网络。（1）总线线型网络络图1-2 总线型网络总线型网络络采用单单一信道道作为传传输介质质，所有有站点通通过专门门的连接接器连接接到这个个公共信信道（总总线）上上，任何何一个站站点发送送的信号号都沿着着介质传传输，并并且能够够被总线线上其他他站点接接收到，这这种网络络也称为为广播网网络。局局域网技技术中的的以太网网是总线线型网络络

44、的一个个实例，其其结构如如图1-2所示示。（2）星型型网络星型网络是是由中央央节点和和通过点点-点链链路接到到中央节节点的各各个站点点组成，站站点间的的通信必必须通过过中央节节点进行行。由于于有一个个中央节节点，所所以采用用集中式式通信控控制策略略。这种种策略相相对比较较复杂，中中央节点点具有举举足轻重重的位置置，该节节点的故故障将会会影响整整个网络络，但是是其他各各站点的的通信处处理负担担相对都都很小，其其结构如如图1-3所示示。（3）环型型网络环型网络是是由节点点和连接接节点的的点-点点链路组组成的一一个闭合合环，每每个节点点从一条条链路上上接收数数据，然然后以同同样的速速率串行行在另一一

45、条链路路上发送送出去。链链路大多多数是单单方向的的，即数数据在环环上只沿沿一个方方向传输输。局域域网技术术中的令令牌环网网是环型型网的一一个实例例，其结结构如图图1-4所示示。 图1-3 星型型网络图1-4 环型网网络（4）树型型网络树型网络是是星型网网络的一一种变体体。像星星型网络络一样，网网络节点点都连接接到控制制网络的的中央节节点上。但但并不是是所有的的设备都都直接接接入中央央节点，绝绝大多数数节点先先连接到到次级中中央节点点上再连连到中央央节点上上，其结结构如图图1-55所示。（5）网状状型网络络网状型网络络的每一一个节点点都与其其他节点点有一条条专用线线路相连连。网状状型拓扑扑广泛用

46、用于广域域网中。由由于网状状网络结结构很复复杂，所所以在此此只给出出如图11-6所所示的抽抽象结构构图。 图1-5 树型型网络图1-6 网状型型网络2拓扑结结构对计计算机网网络的意意义计算机网络络的拓扑扑结构对对计算机机网络有有着非常常重要的的影响，这这种影响响主要体体现在相相互之间间的通信信上。对于总线型型网络来来说，由由于所有有的计算算机都连连接在同同一个总总线上，也也就是说说网络中中的所有有计算机机都利用用这个总总线来进进行数据据传输，即即网络中中主机共共享总线线，这样样当一台台计算机机要发送送数据给给另一台台计算机机时，就就有可能能和其他他计算机机的数据据传输发发生冲突突，所以以这种类类型的网网络必须须考虑如如何控制制网络中中的计算算机访问问和使用用共享的的传输介介质。总总线网络络的特点点是结构构简单、组组建容易易，但是是因为共共享传输输总线，所所以当网网络中的的主机数数量比较较大的时时候，网网络的效效率将会会大幅度度下降。星型网络是是所有的的计算机机都连接接到一个个中央节节点上，各各个计算算机之间间的通信信必须通通