1.1 計算機網絡的定義和組成

1.1.1 定義

計算機網絡是指將地理位置不同、具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網絡操作系統、網絡系統軟件及網絡通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的信息系統。

1.1.2 組成

1.按照功能區域劃分

按照功能區域劃分，可以將計算機網絡劃分為通信子網和資源子網，如圖1-1所示。

1）通信子網：指網絡中實現網絡通信功能的設備、線路和軟件的集合，是網絡的內層。通信子網負責信息的傳輸，主要為用戶提供數據的傳輸、轉接、加工和變換等功能。通信子網的任務是在端節點之間傳送報文，主要由網絡設備和通信鏈路組成。

2）資源子網：指邊緣主機和用戶端系統，是網絡的外層。資源子網由計算機系統、終端、終端控制器、連網外設、終端軟件與信息資源組成。資源子網負責全網數據處理和向網絡用戶提供資源及網絡服務。

2.按照功能組成劃分

按照功能組成劃分，可以將計算機網絡劃分為網絡終端、網絡設備、通信介質、網絡協議和網絡系統軟件等。

1）網絡終端：指位于網絡拓撲結構末端的設備，可以接收和發送數據，一般提供人機接口。常見的網絡終端設備包括計算機、手機、打印機、智能家電、監控設備和讀卡器等。

2）網絡設備：指位于網絡拓撲中間節點的設備，主要功能是數據轉發。常見的網絡設備包括交換機、路由器、防火墻和網關等。網絡設備在數據轉發過程中所起的作用如下。

①數據形式轉換。例如，調制解調器用于數字信號和模擬信號的轉換，光纖收發器用于光信號和電信號的轉換。

②數據信號整形放大。信號在傳輸的過程中會產生衰減和干擾，為避免信號傳輸超過一定距離后失真，需要及時地將信號整形放大，如放大器、中繼器等。

③數據廣播。在多端口節點中，把從一個端口接收的數據廣播發送到多個端口，如集線器等。

④數據尋址。在多端口節點中，根據數據中提供的地址，把從一個端口接收的數據轉發到目的地址所在的端口，如交換機、路由器等。

3）通信介質：是網絡中信息傳輸的載體，其性能特點對傳輸速率、傳輸距離、傳輸可靠性和可連接的網絡節點數目等都有很大的影響，必須根據不同的通信要求，合理地選擇通信介質。常用的有線通信介質包括雙絞線、光纜和同軸電纜等；常用的無線通信介質包括微波、紅外線和無線電等。關于各種通信介質的特點和用途將在第2章中詳細介紹。

4）網絡協議：網絡協議是網絡中進行數據交換而建立的規則、標準或約定的集合。由于網絡上有各種類型的設備和終端，如果沒有網絡協議，就不知道應該如何發送、傳輸、接收和理解數據。因此網絡協議是網絡上所有設備之間通信規則的集合，它規定了通信時信息必須采用的格式和這些格式的意義。

5）網絡系統軟件：網絡系統軟件是實現網絡協議的網絡操作系統、網絡通信軟件和網絡應用軟件等的集合，如Windows系統、Linux系統、電子郵件程序、網絡聊天程序和網頁瀏覽器等。