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计算机网络按通信距离可以划分为

时间:2023-03-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:现代计算机网络都要完成数据处理和数据通信两大基本功能,它从结构上也相应采用分层的两级结构,即把整个网络系统分成资源子网和通信子网。主计算机在网络中可以是大型机、中型机、小型机、工作站或是微机。主计算机是资源子网的主要组成部分,它通过通信线路与通信子网的通信控制处理相连接。通信控制处理机在网络拓扑中被称为网络节点。随着网络技术的发展,局域网正在突破距离的限制。

计算机网络就是把分布在不同地点的具有独立功能的多个计算机系统,用通信设备和线路在物理上连接起来,按照网络协议相互通信,以实现共享软件、硬件和数据资源等为目的的计算机系统。

(一)计算机网络的功能

建立计算机网络的目的是为了实现数据通信和资源共享。计算机网络的主要功能如下。

1.对分散对象的实时集中控制与管理功能 数据传输和通信是计算机网络的基本功能。无论是办公自动化的管理信息系统(MIS)、工厂自动化中的计算机集成制造系统(CIMS)、商业信息管理系统、银行信息管理系统,以及国家、部委宏观经济决策支持系统,都是典型的对分散信息与对象的集中控制与管理问题,也是网络的主要应用领域。计算机网络提供的通信服务包括电子邮件、电子数据交换、电子公告牌、远程登录和传真等。

2.资源共享功能 计算机资源主要指计算机的硬件、软件和数据资源。资源共享功能是组建计算机网络的目的之一,使得网络用户可以克服地理位置的差异性,共享网中计算机资源。共享硬件资源可以避免贵重硬件设备的重复购置,提高硬件设备的利用率;共享软件资源可以避免软件开发的重复劳动与大型软件的重复购置,进而实现分布式计算的目标;共享数据资源,可以避免大型数据库的重复设置,达到充分利用信息资源的目的。

3.均衡负荷与分布式处理功能 在网中某个计算机负荷过重时,可以将某些作业送到网中其他计算机系统去处理。在幅员广阔的国家,可以利用时差来均衡日夜负担,提高系统利用率。对于综合性大型科学计算和信息处理问题,可以采用适当的算法,将任务分散到不同的计算机上进行分布处理。同时,也可以通过网络,集中各地区人员与计算机,协作完成重大科学研究与软件开发任务。

4.通过可替代资源达到高度可靠性和可用性 用户非常重要的文件可以复制到网上的其他机器上。当某台机器出了故障,可以使用其他机器上的拷贝,或是其他机器来替代它的工作,从而提高系统的可靠性。而当某台计算机任务负荷过重时,网络可以将一些任务交给网中其他计算机来完成,均衡负荷,以此提高系统的可用性。

5.综合信息服务功能 当今的社会是信息化社会,无论是商业、金融、文化、新闻、图书馆、学校、每时每刻都在产生大量的信息并在大量处理信息,计算机网络就是支持文字、数字、图像、语音信息传输、收集、处理的基础信息设施,因此综合信息服务成为计算机网络的基本服务功能。Internet就是最好的实例。

(二)计算机网络的结构与组成

现代计算机网络都要完成数据处理和数据通信两大基本功能,它从结构上也相应采用分层的两级结构,即把整个网络系统分成资源子网和通信子网。

1.资源子网 资源子网有计算机(host)系统、终端(Terminal)、终端控制器、连网外设、各种软件资源与数据资源组成。资源子网负责全网的数据处理功能,向用户提供各种网络与网络服务。

主计算机在网络中可以是大型机、中型机、小型机、工作站或是微机。主计算机是资源子网的主要组成部分,它通过通信线路与通信子网的通信控制处理相连接。普通用户终端通过主计算机入网。主计算机要为用户访问网络其他主计算机设备、共享资源提供服务,同时要为网中其他用户共享本地资源提供服务。

终端是用户访问网络的设备。终端可以是简单的输入输出终端,也可以是带有微处理器机的终端。这种终端除具有输入输出信息的功能外,本身具有存储和处理信息的能力。终端通过主机、终端控制器等设备连入网内。

2.通信子网 通信子网由网络通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成,完成网络数据传输、转发等通信处理功能。

通信控制处理机是一种在数据通信系统与计算机网络中处理通信控制功能的专用计算机,一般由小型机或微机配置通信控制硬件和软件构成。按照它的功能和用途,可以分为存储转发处理机、集中器、网络协议变换器、报文分组组装/拆卸设备等。通信控制处理机在网络拓扑中被称为网络节点。它一方面用为与资源子网的主机、终端的接口结点,将主机和终端连入网内,另一方面它又作为通信子网中的报文分组存储转发点,完成报文分组的接收、校验、存储、转发功能,实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。

通信线路主要为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。计算机网络中可以采用多种通信线路,如双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。

(三)计算机网络的分类

从不同角度看,计算机网络有不同的分类方法。主要有:按通信距离分为广域网、城域网、局域网;按信息交换方式分类有线路交换网络、分组交换网络及综合交换网;按网络拓扑结构可分为星形网、树形网、环形网及总线网等;按传输介质带宽分类有基带网络和宽带网络之分;按通信方式可分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网及卫星网等;按使用目标分类有专用计算机网络和公共计算机网络。

较为常见的分类是以通信距离来划分为3种:局域网、城域网、广域网。

1.局域网(local area network,LAN) 局域网是一种在小区域内(如一个实验室、一幢大楼、一个校园)使用的、由多个计算机、终端与外部设备互连组成的网络。距离较近的都可以使用局域网。局部网络技术发展迅速,按通信协议可分为总线网、令牌环网和令牌总线网,按照采用的技术、应用范围和协议标准的不同分为3类,即局部地区网络(local area network,LAN)、高速局部网络(high speed local network,HSLN)和计算机交换分机(computer branch exchange,CBX),目前局部地区网络(简称局域网)LAN技术发展迅速,应用日益广泛,是计算机网络中最活跃的领域之一。

局域网具有如下特点。

(1)数据传输速度高,每秒0.1~100米。

(2)传送距离比较短,0.1米~2.5千米。

(3)传送误码率低,一般为10-11~10-8

(4)网络结构比较规范,有星型、总线型和环型等几种连接方法。当前个人微机的主要组成网形式是局域网,例如以太网、NOVELL网等。随着网络技术的发展,局域网正在突破距离的限制。

2.城域网(metropolitan area network,MAN) 城市地区网络常简称为城域网。城域网是介于广域网与局部网络之间的一种大范围的高速网络。城域网设计的目标是满足十几千米范围的大量企业、机关、公司与社会服务部门的计算机联网需求,实现大量用户、多种信息(数据、语音、图形与图像)传输的综合信息网络。城域网将采用IEEE802.6委员会提出的分布队列双总线\光纤分布数据接口及交换多兆数据服务做为其主要的协议标准与技术规范。

城域网的作用范围在WAN和LAN之间,其运行方式与LAN相似,但距离可以到5~50 km。

3.广域网(wide area network,MAN) 广域网有时也称为远程网。它所覆盖的地理范围从几十千米到几千千米,覆盖一个国家、地区,或横跨几个洲,形成国际性的远程网络。在通信子网中,主要使用分组交换技术,利用邮电部门提供的公用分组交换网、微波通信、卫星通信信道和无线分组交换网,将分布在不同地区的计算机系统互联起来,达到资源共享的目的。我国的电话交换网、公用数字数据网、公用分组交换数据网等都是广域网。

广域网有以下特点。

(1)传送距离长。几十千米到几千千米。

(2)传送速率一般每秒<100 Kb。

(3)传送误码率为10-6~10-4

(4)网络结构不规整,可以根据用户需求随意组网。

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