学习来源：观看《计算机网络基础及应用》课程视频
学习时间：2022年3月28日
学习章节：第一单元 计算机网络导论
文章目录
1.2 计算机网络的功能和特点
知识点
网络的基本功能：
- 数据通信：基本功能，传输各种多媒体信息
- 资源共享：全部或部分使用网络的软件、硬件、数据
- 分布处理：可以将一个任务分布到各个计算机运行，降低成本，提高工作效率
- 集中管理：可以将分散组织或部门进行集中管理
- 均衡负载：出现负载过重或故障时，可以由其他计算机代替完成工作，同样，通信链路也是如此。
网络的特点：
- 可靠性
- 高效性
- 廉价性
- 独立性
- 扩充性
- 分布性
- 易操作性
网络在生活中的应用
- 数字通信
- 分布式计算
- 信息查询
- 远程教育
- 电子商务
- 办公自动化
- 企业管理和决策
习题
- 计算机网络的主要功能有资源共享、数据传输、分布式处理
- 计算机中，可以共享的资源有软件、硬件、数据、通信链路
- 计算机网络的最基本功能是数据通信
4.计算机网络具有可靠性、高效性、独立性、廉价性、易操作性、分布性、可扩充性。
1.3计算机网络的组成
知识点
按系统组成分：
按系统的组成分为硬件和软件。
- 硬件：主机、服务器 终端、客户机、工作站 传输介质、物理通道 网络连接设备
- 软件：网络操作系统 网络管理软件 网络通信软件 网络协议软件 网络应用软件
按网络的功能分为：
按网络的功能分为通信子网和资源子网。
- 通信子网:负责全网的数据处理；通常有通信控制处理机、网络连接设备、网络通信软件、网络管理软件
- 资源子网：提供传输、交换数据的能力；通常有终端、服务器、传输介质、网络应用软件、数据资源。
习题
- 在网络设备中传输数据信号的物理通道，可将各种设备连接起来的是传输介质。
- 从网络的系统的组成上说分为硬件和软件，从网络的功能上来说分为通信子网和资源子网
- 网络软件一般包括网络操作系统、网络管理软件、网络协议软件、网络应用软件、网络通信软件
- 网络通信软件是用来实现网络中各种设备之间通信的软件
- 计算机网络硬件是由主机、传输介质、网络连接设备、通信处理机（终端、客户机、工作站）组成。
1.4 计算机网路的分类
知识点
按覆盖范围分：
- 个人区域网
- 局域网
- 城域网
- 广域网
- 互联网
按传输介质分：
- 有线网
- 无线网
按使用性质分：
- 公用网
- 专用网
按传输技术分：
- 普通电信网
- 数字电信网
- 虚拟电信网
- 微波扩频通信网
- 卫星通信网
习题
- ISDN、移动互联网、X.25分组交换公用数据网都是属于广域网，电话网不属于广域网
- 在计算机网络中一般局域网的传输速率要比广域网的传输速率要高。
- 计算机网络按覆盖范围可分个人区域网（PAN）、局域网(LAN)、城域网（MAN）、广域网（WAN）、互联网（Interent）.
- 局域网一般是专用网，通常都是为某个单位所拥有的，非本单位无法使用。
1.5 计算机网络的拓扑结构
知识点
常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型、树型、网状型、蜂窝型和混合型。
总线型网络拓扑结构
指所有结点共享一根传输总线，所有的站点都通过硬件接口连接在这根传输线上。
- 优点：易扩展网络，组网费用低；
- 缺点：性能下降，总线一旦出现故障，将导致整个网络的中断；传输距离有限，通信范围有限。
星型网络拓扑结构
是以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来的幅射式的互连结构。中心节点设备通常采用交换机，N个节点完全互联需要N-1条传输线路。
-
优点：结构简单，单点故障不影响全网；增删节点及维护管理容易，故障隔离和检测也较为容易。
-
缺点：使用线缆较多，成本高，而且网络性能过于依赖中心节点，导致中心节点负担重。
树型网络拓扑结构
由根结点和分支结点所构成，根结点接受各分支节点发送的数据，然后广播发送到整个网络。
- 优点：结构比较简单，成本低，易于扩展，故障隔离较为容易。
- 缺点：对根的依赖性很大，如果根结点发生故障，则整个网络都不能正常工作。
环型网络拓扑结构
将所有网络结点通过点到点通信线路连接成闭合环路，数据将沿一个方向逐站传送，每个结点的地位和作用相同，且每个结点都能获得执行控制权。
- 优点：简化路径选择控制，不易发生地址冲突，各个节点负载均衡，传输延迟固定可靠性高。
- 缺点：节点过多时,会加大传输时延，影响传输效率。环某处断开会导致整个系统的失效，增删节点复杂。
网状型网络拓扑结构
所有结点之间的连接是任意的，没有规律结点之间有多条路径相连，如果网络中节点数为N，则连接网络的链路数H可下式计算：H=N(N-1)/2;若<H，则称为半网状拓扑结构;若=H，则称为全网状。
- 优点：可靠性高，信号传输快；某一线路或节点有故障时，不会影响整个网络的工作。
- 缺点：结构复杂，需要路由选择和流向控制功能，网络控制软件复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。
蜂窝型网络拓扑结构
主要用于无线网络中，其蜂窝的大小与基站、AP发射功率有关，采用频率复用技术进行扩容。
- 优点：网络建设时间短，且易于扩展。
- 缺点：是信号很容易受到环境或人为的干扰；网络的传输速率比较低，但投资成本却比较高。
混合型拓扑结构
将前面所讲的2种以上结构的网络结合在一起，这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展，一般用在广域网中。
不同传播方式下的计算机网络
如果按照传播方式不同，可将计算机网络分为“广播网络”和“点-点网络”两大类。
- 广播式网络：指网络中的计算机或者设备使用一个共享的通信介质进行数据传播，网络中的所有结点都能收到任一结点发出的数据信息。传输方式有3种：
一是单播方式，即采用一对一的发送形式将数据发送给网络所有目的节点。
二是组播方式，即采用一对一组的发送形式,将数据发送给网络中的某一组主机。
三是广播方式，即采用一对所有的发送形式，将数据发送给网络中所有目的节点。 - 点-点网络：由一条通信线路连结两台设备，假如没有直接相连的线路，数据为了能从源端到达目的端，可能需要经过一台或多台中间设备的接收、存储、转发，直至目的结点。常见的点对点通信协议有PPP和PPPoE。
计算机网络拓扑结构的选择
在选择网络拓扑结构时，应考虑以下这些因素：
- 可靠性：考虑通信介质、连接设备发生故障时受影响设备的情况。尽可能提高可靠性，以保证所有数据流能准确接收。
- 可维护性：安装和维护的相对难易程度，尽可能使故障检测和故障隔离比较方便。
- 费用：需要考虑适合特定应用的线路、设备费用和安装费用。
- 灵活性：要考虑在今后扩展或改动时能容易的重新配置网络拓扑结构，能方便地处理原有站点的删除和新站点的加入。
- 响应时间和吞吐量：要为用户提供尽可能短的响应时间和最大的吞吐量。
习题
- 星型结构适用于局域网
- 网络的拓扑结构是指计算机网络的物理连接形式
- 星型拓扑结构的优点是结构简单，增删节点容易，便于维护和管理故障隔离和检测容易。
- 星型拓扑结构是以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来的幅射式的互连结构
- 蜂窝网络的特点是建设时间短，易于扩展，但信号易受干扰，建设成本较大。
