1.1 计算机网络概述

1.1.1 计算机网络的定义

什么是计算机网络呢？现在给出以下定义：凡将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路而连接起来，且以功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络资源共享的系统称为计算机网络。

计算机网络还可以定义为“一个互连的、自主的计算机集合”。“互连”，表示计算机之间有交换信息的能力；互连介质（传输介质）可以使用双绞线、同轴电缆、光缆等。“自主的计算机”，表示网络中的每台计算机是独立自主的，它们之间没有明显的主从关系。

计算机网络是计算机应用的最高形式，它充分体现了信息传输与分配手段和信息处理手段的有机联系。从功能角度出发，计算机网络可以看成是由通信子网（通信子网的功能是把消息从一台主机传输到另一台主机）和资源子网（资源子网是各种网络资源的集合）两个部分构成的，如图1.1所示；从用户角度来看，计算机网络可以看成是一个透明的数据传输机构，网上的用户不必考虑网络的存在而访问网络中的任何资源。

1.1.2 计算机网络的发展过程

在早期，计算机网络只是包括两台用电缆彼此连接起来的计算机，其目的是实现共享数据。

计算机网络的形成大致经历了四代。

1. 第一代计算机网络

第一代计算机网络是面向终端（用户端不具有数据的存储和处理能力）的计算机网络。1946年，世界上第一台计算机（ENIAC）问世。此后的几年中，计算机与计算机之间还没有建立相互间的联系。当时，电子计算机因价格和数量等诸多因素的制约，很少有人会想到在计算机之间进行通信。1954年，随着一种叫做收发器（Transceiver）的终端研制成功，人们实现了将穿孔卡片上的数据通过电话线路发送到远地的计算机上的梦想。以后，电传打印机也作为远程终端和计算机实现了相连。第一代计算机网络就这样问世了。

目前，我国金融系统等领域广泛使用的多用户终端就属于计算机终端网络，只不过其软、硬件设备和通信设施都已更新换代，网络的运行效率已经大为提高。

2. 第二代计算机网络

早期的第一代计算机网络是面向终端的，是一种以单个主机为中心的网络，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源。第二代计算机网络主要强调了网络的整体性，用户不仅可以共享主机的资源，而且还可以共享其他用户的软、硬件资源。第二代计算机网络的工作方式一直延续到现在。如今的计算机网络、尤其是中小型局域网很注重和强调其整体性，其出发点是扩大系统资源的共享范围。

3. 第三代计算机网络

早期计算机之间的组网是有条件的，在同一网络中只能存在同一厂家生产的计算机，其他厂家生产的计算机无法接入；并且网络技术也缺乏一个统一的标准。

针对这种情况，出现了第三代计算机网络，开始实现将不同厂家生产的计算机互连成网。1977年前后，国际标准化组织成立了一个专门机构，提出了一个使各种计算机能够在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连基本参考模型OSI/RM，简称为OSI。OSI模型的提出，为计算机网络技术的发展开创了一个新纪元。现在的计算机网络便是以OSI为标准进行工作的。

4. 第四代计算机网络

第四代计算机网络是在进入20世纪90年代之后，随着数字通信的出现而产生的，其特点是综合化和高速化。综合化是指将多种业务综合到一个网络中完成。例如，人们一直在用一种与计算机网络很不相同的电话网传送语言信息，但是，现在已经可以将多种业务，如语音、数据、图像等信息以二进制代码的形式综合到一个网络中来传送。计算机网络向综合化方向发展与多媒体技术的迅速发展是分不开的。

1.1.3 计算机网络的组成

计算机网络主要由网络硬件和网络软件组成。

1. 网络硬件

网络硬件，包括网络服务器、网络工作站、传输介质和网络设备等。

◆ 网络服务器：它是网络的核心，是网络的资源所在，它为使用者提供了主要的网络资源。

◆ 网络工作站：实际上就是一台入网的计算机，它是用户使用网络的窗口。

◆ 传输介质：它就是网络通信用的信号线。

◆ 网络设备：它是构成网络的一些部件。

网络设备和传输介质是组成网络的物质基础。

2. 网络软件

网络软件，包括网络操作系统、通信软件和通信协议等。

一台计算机的运行有赖于操作系统的支持，操作系统用于管理、调度、控制计算机系统的多种资源，并为用户提供友好的界面。同样，对于计算机网络系统也需要有一个相当的网络操作系统来支持其运行。目前，计算机网络有四大主流：UNIX、Netware、Linux和Windows系统。

（1）UNIX

UNIX原本是针对小型机主机环境开发的操作系统，是一种集中式、分时、多用户体系结构。这种网络操作系统历史悠久，其良好的网络管理功能已为广大网络用户所接受，稳定和安全性能非常好，但由于它多数是以命令方式来进行操作的，不容易掌握，主要用于大型的网站或大型的企、事业局域网中。

（2）Windows系统

微软公司的Windows系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势，它在网络操作系统中也具有非常强劲的力量。这类操作系统在整个局域网配置中是最常见的，但由于它的稳定性能不是很高，所以一般只用在中、低档服务器中。在局域网中，微软的网络操作系统主要有Windows NT 4.0 Server、Windows 2000 Server/Advance Server、Windows Server 2003，以及最新的Windows Server 2008等。

（3）Netware

主要面向微机，原来曾具有较多的用户。

（4）Linux

它是一个开放源代码的网络操作系统，可以免费得到许多应用程序。目前也有中文版本的Linux，如REDHAT（红帽子）、红旗Linux等。在国内得到了用户的充分肯定，主要体现在它的安全性和稳定性方面，它与UNIX有许多类似之处。这类操作系统目前仍主要应用于中、高档服务器中。

以上四类网络操作系统都支持客户机/服务器结构。

为了在网络上实现资源共享，需要用网络操作系统对网络上的各种资源进行管理。网络操作系统的主要部分存放在服务器上。网络操作系统的主要功能是服务器管理及通信管理，具备一般多用户多任务操作系统所拥有的功能。所使用的通信软件和通信协议一般都包含在网络操作系统中。

网络软件，除了操作系统之外还有文件和打印机服务、数据库服务、通信服务、信息服务、网络管理服务和工具软件等。