计算机网络技术及应用

摘要:自从第一台计算机诞生以来,计算机科学已经成为发展最快的一门科学,尤其是微型计算机的出现和计算机网络的发展，大大促进了社会信息化的进程和知识经济的发展。1936年，图灵机的提出；1946年2月，世界第一台数字计算机ENIAC的研究成功；冯·诺依曼计算机模式的提出为计算机的产生奠定了重要的基础。

1、计算机网络与因特网

1 .计算机网络的发展。

可分为四个部分包括：第一阶段计算机网络技术与理论准阶段；第二阶段计算机网络的形成；第三阶段网络体系结构的研究和第四阶段Internet应用技术、无线网络技术与网络安全技术研究的发展。

3.计算机网络的定义

在计算机网络不同的发展阶段，人们对计算机网络提出了不同的定义。不同的定义反映着当时网络技术发展的水平，以及人们对计算机网络的认识程度。这些定义可分为三类：广义的观点、资源共享的观点以及用户透明性的观点。总的来说计算机网络就是利用通讯设备和通信线路将地理位置不同的、具有独立功能的多台计算机系统遵循约定的通信协议互连成一个规模大、功能强的网络系统，用功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)来实现交互通信、资源共享、信息交换、综合信息服务、协同工作以及在线处理等功能的系统。

3.计算机网络的分类

计算机主要按照网络所采用的的传输技术和网络覆盖的地理进行分类。可具体分为以下几种：

（1）计算机网络按照地理范围划分为：局域网、城域网、广域网和互联网四种； 

（2）按拓扑结构划分为：总线型、星型、环型、树型和网状网； 

（3）按交换方式划分为：线路交换网、存储转发交换网和混合交换网；

（4）按传输带宽方式进行划分为：基带网和宽带网； 

（5）按网络中使用的操作系统分为：Net ware网、Windows NT网和Unix网等； 

（6）按传输技术分为：广播网、非广播多路访问网、点到点网。

4.常见的计算机网络模式

（1）局域网（local area network,LAN）

用于将有限范围内的各种计算机、终端与外部设备互联成网。可分为共享局域网和交换局域网。通常我们常见的“LAN”就是指局域网，这是我们最常见、应用最广的一种网络。现在局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及，几乎每个单位都有自己的局域网，有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。这种网络的特点就是：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。IEEE的802标准委员会定义了多种主要的LAN网：以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring）、光纤分布式接口网络（FDDI）、异步传输模式网（ATM）以及最新的无线局域网（WLAN）。

（2）城域网（metropolitan area network,MAN）

它是介于广域网和局域网之间的一种高速网络，这种网络一般来说是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联。

（3）广域网（wide area network,WAN）

这种网络也称为远程网，所覆盖的范围比城域网（MAN）更广，它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百公里到几千公里。这种城域网因为所连接的用户多，总出口带宽有限，所以用户的终端连接速率一般较低，通常为9.6Kbps￣45Mbps。 

（4）互联网

国际互联网，始于1969年的美国，又称因特网，是全球性的网络，是一种公用信息的载体，是大众传媒的一种。具有快捷性、普及性，是现今最流行、最受欢迎的传媒之一。这种大众传媒比以往的任何一种通讯媒体都要快。互联网是由一些使用公用语言互相通信的计算机连接而成的网络，即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络。

5.计算机的拓扑结构

主要包括星状拓扑，总线拓扑，树状拓扑和网状拓扑。

2、局域网与组网技术

主要分为有线局域网组网和无线局域网组网，具体如下：

1、有线局域网组网

（1）组建局域网的设备：在布好了网线后，还要把网络设备如：网卡（N I C）、集线器（H U B）或交换机（S W I T C H）、路由器（R O U T E R）等等，通过网线连接起来。各种网络设备也要采用100Mbps的规格。

（2）两种连接方法

可选择使用软件实现路由和使用硬件实现路由的两种连接方式。选择使用软件实现路由，则不需要使用路由器，但要在局域网中选定一台计算机作为服务器安装并配置有关路由软件；选择使用硬件实现路由，则需要在网络上安装路由器。使用软件实现路由时，要在服务器上安装两个网卡，两个网卡分别连接家庭局域网集线器（或交换机）和ADSL Modem（或小区宽带）。把服务器上与集线器相连的网卡以及其他计算机的网卡的IP地址设置为同一网段，并在服务器上安装、设置软件路由后，就可实现局域网的组建。使用硬件实现路由时，局域网中的计算机都只需要安装一个网卡，但要使用一个路由器。各计算机的网卡都连接到集线器（或交换机）上，集线器（或交换机）再与路由器相连。值得注意的是，在连接集线器（或交换机）与路由器的时候，如果集线器（或交换机）上没有Up-Link端口，则要使用交叉网线。

（3）集线器、交换机的区别

集线器与交换机的使用方法是一样的，但使用集线器与使用交换机的效果不相同。集线器属于第一层物理层设备，只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法有效处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；交换机属于第二层数据链路层设备，不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过滤短帧、碎片等。集线器采用共享型模式，在有一个端口在向另一个端口发送数据时，其他端口就处于“等待”状态；而交换机每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其他端口的工作。集线器只能工作在半双工模式下，交换机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下。因此，组建局域网时使用交换机效果要更好。目前，适合家庭用的100Mbps的交换机与集线器的价格相差不大，建议使用交换机。

2、无线局域网组网

（1）组建局域网的设备：无线路由器、无线AP

（2）无线局域网通过网络接口汇接到核心以太网上，基于 802.11b 无线局域网具有高速 11Mbps 、 灵活机动不受物理条件限制、廉价的特点，无线组网方式采用的基础架构组网方式，即无线网卡、接入点 AP 到有线网以太网的方式，具体根据实际现场勘查 AP 的信号覆盖范围和强度，配置相应数量的 AP ， AP 通过以太网口以有线的方式连接到中心的核心以太网交换机上，办公人员通过装在电脑的无线局域网网卡，以无线的方式连接到 AP 上，享受高速无线的宽带接入。无线产品提供多级安全管理保障机制和高性能加密算法，确保网络安全，包括：支持有线等效加密、 WEP 技术、直接序列扩频、 DSSS 、 MAC 地址过滤、 ESSID 访问控制、结合整个企业的安全系统，这样就可以防止黑客有意的访问与攻击，满足企业对安全性的要求。

三、常见网络服务的搭建

主要包括以下四个网络服务器的搭建WEB服务器、FTP服务器、E-mail服务器、DNS服务器

1、WEB服务器

WEB服务器也称为WWW(WORLD WIDE WEB)服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务。 WWW 是 Internet的多媒体信息查询工具，是 Internet 上近年才发展起来的服务，也是发展最快和目前用的最广泛的服务。正是因为有了WWW工具，才使得近年来 Internet 迅速发展，且用户数量飞速增长。协议⑴应用层使用HTTP协议、⑵HTML文档格式、⑶浏览器统一资源定位器（URL）。

2、FTP服务器

FTP服务器，则是在互联网上提供存储空间的计算机，它们依照FTP协议提供服务。 FTP的全称是File Transfer Protocol(文件传输协议)。顾名思义，就是专门用来传输文件的协议。简单地说，支持FTP协议的服务器就是FTP服务器。

3、E-mail服务器

电子邮件服务器是处理邮件交换的软硬件设施的总称，包括电子邮件程序、电子邮件箱等。它是为用户提供全由E-mail服务的电子邮件系统，人们通过访问服务器实现邮件的交换。服务器程序通常不能由用户启动，而是一直在系统中运行，它一方面负责把本机器上发出的E-mail发送出去，另一方面负责接收其他主机发过来的E-mail，并把各种电子邮件分发给每个用户。

4、DNS服务器

DNS服务器是计算机域名系统 (Domain Name System 或Domain Name Service) 的缩写，它是由解析器和域名服务器组成的。域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。其中域名必须对应一个IP地址，而IP地址不一定有域名。域名系统采用类似目录树的等级结构。域名服务器为客户机/服务器模式中的服务器方，它主要有两种形式：主服务器和转发服务器。将域名映射为IP地址的过程就称为“域名解析”。

4、网络管理基础

1.IP地址的管理

IP地址管理功能可以进行IP/MAC地址的分配和自动化开通，实现集中式、有效的IP地址管理，同时支持IPv4/IPv6地址协议。通过IP开通自动化来控制操作成本；提供实时、准确的交换机端口和IP/MAC的对应信息，协助IT维护人员对故障IP地址进行快速定位；实时跟踪IP/MAC地址的变更，及时对废弃的IP地址进行回收和再利用，优化网络资源的使用率。
2.网络设备管理

通过Web、CAN和CLI配置与管理交换机，交换机VLAN、VTP与冗余连接配置，交换机IP路由与安全配置，交换机日志与监控配置，使用SDM和CLI配置路由器，IP动态路由与QoS配置，安全设备的端口与连接，使用ASDM配置安全设备，使用Web配置无线网络，配置无线网络控制器，由网络设备统一管理。

3.网络安全管理

网络安全管理是人们能够安全上网、绿色上网、健康上网的根本保证！做好网络安全必须有个精通网络的专家！网络技术基础教程主要系统详细的讲述了：计算机网络概述，网络体系结构tcp/ip协议，局域网技术，网络管理与维护，网络安全与病毒防治等一系列问题。网络安全的基本问题有以下几个：

（1）网络防攻击问题

（2）网络安全漏洞与对策问题

（3）网络中的信息安全保密问题

（4）网络内部安全防范问题

（5）网络防病毒问题

（6）网络数据备份与恢复、灾难恢复问题

总结：计算机网络是计算机技术高度发展、相互渗透、紧密结合的产物。计算机网络与Internet技术的广泛应用对今天人类社会的生活、科技、文化与经济发展产生了重大的影响。在互联网的联系和沟通下，各种信息传播的速度将加快，企业和个人对网络信息的依赖程度也将不断加深，信息需求程度相对较大的部门将成为未来社会中创造高附加值的行业。并通过他们带动相关知识产业的进步和发展，甚至带动全社会的经济结构的优化调整，推动社会经济的全面进步。 计算机网络取得今天的发展成就，是人类文明进入到更高阶段的标志，它推动着人类社会向更现代化的方向发展，同时推动了知识经济时代的到来，人们通过计算机网络的连接，打破了原先在时间和空间上的阻隔，在无形中拉近了人与人之间的距离，也在一定程度上扩大了我们生存的空间，网络给我们提供了超乎寻常的方便和成功。