计算机专业论文 计算机网络的设计与实现

黑龙江广播电视大学
毕业设计（论文）
题目计算机网络的设计与实现
学生所在单位
姓名教育层次专科
学号专业计算机信息管理指导教师分校直属分校
目录
摘要...................................................................
一、计算机网络设计的概念 (1)
（一）计算机网络概念及相关种类 (1)
（二）计算机网络设计理念 (1)
（三）我国现今网络规划的分布与设计实现 (2)
二、计算机网络设计的作用性及实现应用 (2)
（一）计算机网络设计的可持续发展策略 (2)
（二）分析计算机网络设计国际标准 (3)
（三）计算机网络设计的重要性与技术先进性 (3)
（四）计算机网络设计实行的可管理化 (3)
（五）设计上的要求 (4)
三、结论 (5)
参考文献： (5)
摘要
当现代社会逐渐变为具有高度的相互依赖的巨大网络时，我们所生活的世界无法不变成一个被计算机网络紧密联结起来的世界。

计算机网络从技术角度来说，是作为一种布局，将经有关联但相距遥远的事物通过通信线路连接起来，但是对网络的思考决不是传统的二维平面思维甚至三维的球面思维所能达到的。

关键词：信息；网络；设计
计算机网络的设计与实现
当今世界，以指数方式迅速发展的计算机网络已形成了势不可挡的潮流，将我们卷入新的世纪。

网络变得无时不有，无处不在，它将影响到社会生活的每个方面，带给我们一种全新的生存方式。

网络的设计的进一步发展，实现探索更为显得尤其重要。

随着信息技术的迅猛发展，计算机网络的应用已经深入到人们日常生活的每一个角落，涉及到社会的各个方面，其影响之广、普及之快是前所未有的。

宽带网络的蓬勃发展更是让人们欣喜地感受着共享网上资源的独特魅力。

网络的巨大能量为人们提供了强有力的通信手段和尽可能完善的服务。

从而极大的方便了人们，剧烈地改变着人们的工作、学习、生活和习惯方式。

人类走进入了信息化时代，通过网络与世界各地的其它用户自由地进行通信、网上视频交谈、各种娱乐活动、多媒体教学、从网络中方便快捷的获取各种信息。

一、计算机网络设计的概念
（一）计算机网络概念及相关种类
计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

计算机网络有多种分类方法，常见的分类有：（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：NetWare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。

（二）计算机网络设计理念
新型网络必须满足一些基本要求：
1、不是为了打电话，而是用于计算机之间的数据传送。

2、能连接不同类型的计算机。

3、所有的网络节点都同等重要，这就大大提高了网络的生存性。

4、计算机在通信时，必须有迂回路由。

当链路或结点被破坏时，迂回路由能使正在进行的通信自动地找到合适的路由。

5、网络结构要尽可能地简单，但要非常可靠地传送数据。

（三）我国现今网络规划的分布与设计实现
计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。

总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是看不见的电磁波）以及相应的应用软件四部分。

一个网络可以由两台计算机组成，也可以是在同一大楼里面的上千台计算机和使用者。

我们通常指这样的网络为局域网(LAN，Local Area Network)，由LAN再延伸出去更大的范围，比如整个城市甚至整个国家，这样的网络我们称为广域网(WAN，Wide Area Network)，当然您如果要再仔细划分的话，还可以有MAN(Metropolitan Area Network)和ANC(Citywide Area Network)，这些网络都需要有专门的管理人员进行维护。

而我们最常接触的Internet则是由这些无数的LAN和WAN共同组成的。

Internet仅是提供了它们之间的连接，但却没有专门的人进行管理(除了维护连接和制定使用标准外)，可以说Internet是最自由和最没网管的地方了。

在Internet上面是没有国界种族之分的，只要连上去，在地球另一边的计算机和您室友的计算机其实没有什么两样的。

因为我们最常使用的还是LAN，(即使我们从家中连上Internet，其实也是先连上ISP的LAN)，所以这里我们主要讨论的还是以LAN为主。

LAN可以说是众多网络里面的最基本单位了，等您对LAN有了一定的认识，再去了解WAN和Internet就比较容易入手了，只不过需要了解更多更复杂的通讯手段而已。

Internet？Intranet？Extranet？接触过网络的朋友，或多或少都应该听过上面几个名词吧﹖不过，大家可知道它们之间的分别和如何定义吗﹖其实，最早出现的名词应该是Internet，然后人们将Internet的概念和技巧引入到内部的私人网络，可以是独立的一个LAN也可以是专属的WAN，于是就称为Intranet）了。

它们之间的最大分别是﹕开放性。

Internet是开放的，不属于任何人，只要能连接得到您就属于其中一员，也就能获得上面开放的资源﹔相对而言，Intranet则是专属的﹑非开放的，它往往存在于于私有网络之上，只是其结构和服务方式和设计，都参考Internet的模式而已。

计算机网络设计的主要实现在四个方面：资源共享；数据通信；分布处理；综合信息服务。

二、计算机网络设计的作用性及实现应用
（一）计算机网络设计的可持续发展策略
从计算机网络设计来看,将向更深和更宽的方向发展,首先，Internet信息服务将会得到更大发展。

网上信息浏览、信息交换、资源共享等技术将进一步提高速度、容量及信息的安全性。

其次，远程会议、远程教学、远程医疗、远程购物等应用将逐步从实验室走出，不再只是幻想。

网络多媒体技术的应用也将成为网络发展的热点话题。

今后计算机技术的发展将表现为高性能化、网络化、
大众化、智能化与人性化、功能综合化，计算机网络将呈现出全连接的、开放的、传输多媒体信息的特点。

专家提出，软件技术的发展将呈现平台网络化、技术对象化、系统构件化、产品领域化、开发过程化、生产规模化、竞争国际化的趋势。

高端计算机软件、操作系统微内核与源码技术、软件可靠性和安全性、软件开发和集成工具面向人们个性化需求的应用软件，在相当时期内仍将是软件领域的主要研究内容。

软件技术正以计算机为中心向以多媒体信息服务为对象的方向发展，软件开发与芯片设计相互融合和渗透，将人机充分自然地结合起来；网络软件正在成为研究投资的热点；软件业的市场发展空间将超过硬件业的市场规模。

未来的计算机网络将以超大规模复杂的集成电路为基础，向巨型化、微型化、网络化与智能化的方向持续发展。

（二）分析计算机网络设计国际标准
在计算机网络设计和建设的工程实践中，科研人员总结了不少具体的设计经验和原则，对计算机网络可靠性的优化设计起到了较好的规范和指导作用。

在构建计算机网络时应遵循以下几点原则：遵循国际标准，采用开放式的计算机网络体系结构，从而能支持异构系统和异种设备的有效互连，具有较强的扩展与升级能力。

计算机网络在规定的条件下，规定的时间内，网络保持连通和满足通信要求的能力。

反映了计算机网络拓扑结构支持计算机网络正常运行的能力。

计算机网络模型采用概率图G(V，E)来表示，其中结点集合v表示计算机网络的用户终端，主机或服务器等，边集合E表示计算机网络的链路。

（三）计算机网络设计的重要性与技术先进性
先进性与成熟性、实用性、通用性相结合，选择先进而成熟的计算机网络技术，选择实用和通用的计算机网络拓扑结构。

计算机网络要具有较强的互联能力，能够支持多种通信协议。

计算机网络的安全性、可靠性要高，具有较强的冗余能力和容错能力。

计算机网络的可管理性要强，应选择先进的网络管理软件和支持SNMP及CMIP的网络设备。

应选择较好的计算机网络链路的介质，保证主干网具有足够的带宽，使整个网络具有较快的响应速度。

（四）计算机网络设计实行的可管理化
虽然网络类型的划分标准各种各样，但是从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。

按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、城域网、广域网和互联网四种。

局域网一般来说只能是一个较小区域内，城域网是不同地区的网络互联，不过在此要说明的一点就是这里的网络划分并没有严格意义上地理范围的区分，只能是一个定性的概念。

要想让计算机进行通信，必须使它们采用相同的信息交换规则。

我们把在计算机网络中用于规
定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规则称为网络协议（network protocol）或通信协议（communication protocol）。

为了减少网络协议设计的复杂性，网络设计者并不是设计一个单一、巨大的协议来为所有形式的通信规定完整的细节，而是采用把通信问题划分为许多个小问题，然后为每个小问题设计一个单独的协议的方法。

这样做使得每个协议的设计、分析、编码和测试都比较容易。

分层模型（layering model）是一种用于开发网络协议的设计方法。

本质上，分层模型描述了把通信问题分为几个小问题（称为层次）的方法，每个小问题对应于一层,从而有序的进行可管理化。

（五）设计上的要求
1、计算机网络的双网络冗余设计策略
计算机网络容错性设计的一般指导原则为：并行主干，双网络中心。

计算机网络容错性设计的具体设计方案的原则，可以参照以下几点:采用并行计算机网络以及冗余计算机网络中心的方法，将每个用户终端和服务器同时连到两个计算机网络中心上。

数据链路、路由器在广域网范围内的互联。

计算机网络设计时，应采用具有模块化结构、热插热拨功能的网络设备。

这不仅可以拥有灵活的组网方式，而且在不切断电源的情况下能及时更换故障模块，以提高计算机网络系统长时间连续工作的能力，从而可以大大提高整个计算机网络系统的容错能力。

网络服务器应采用新技术，如采用双机热备份、双机镜像和容错存储等技术来增强服务器的容错性、可靠性。

在进行网络管理软件容错设计时，应采用多处理器和特别设计的具有容错功能的网络操作系统来实现，提供以检查点为基本的故障恢复机能。

2、计算机网络的双网络冗余设计策略
计算机网络的双网络冗余性设计是在单一计算机网络的基础上再增加一种备用网络，形成双网络结构，以计算机网络的冗余来实现计算机网络的容错。

在计算机网络的双网络结构中，各个网络结点之间通过双网络相连。

当某个结点需要向其它结点传送消息时，能够通过双网络中的一个网络发送过去在正常情况下，双网络可同时传送数据，也可以采用主备用的方式来作为计算机网络系统的备份。

3、采用多层网络结构体系
计算机网络的多层网络结构能够最有效地利用网络第3层的业务功能，例如网络业务量的分段、负载分担、故障恢复、减少因配置不当或故障设备引起的一般网络问题。

接入层：计算机网络的接入层是最终用户被许可接入计算机网络的起点。

接入层能够通过过滤或访问控制列表提供对用户流量的进一步控制。

在局域网络环境中，接入层主要侧重于通过低成本，高端口密度的设备提供服务功能，接入层的主要功能如下：为最终网络用户提供计算机网络的接入
端口；为计算机网络提供交换的带宽；提供计算机网络的第二层服务，如基于接口或Mac地址的Vlan 成员资格和数据流过滤。

4、核心层
计算机核心层是计算机网络的主干部分。

核心层的主要功能是尽可能快速地交换数据。

计算机网络的这个分层结构不应该被牵扯到费力的数据包操作或者任何减慢数据交换的处理。

在划分计算机网络逻辑功能时，应该避免在核心层中使用像访问控制列表和数据包过滤这类的功能。

对于计算机网络的层次结构而言，核心层主要负责以下的工作：提供交换区块之间的连接；提供到其他区块(如服务器区块)的访问；尽可能快地交换数据帧或者数据包。

纵观未来计算机网络的发展，人们对待网络的要求将越来越高。

他们希望创造一个“点击到一切”的世界，尽管这个简单的想法让它成为现实并不是一件很容易的事情，但是一旦认识到计算机网络美好的发展前景，凭借人类的智慧，我们有理由相信我们的世界将由此得到它前所未有的自由。

三、结论
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。

但是，网络也给社会带来了更多的挑战，它要求我们要以更高的层次去面对新的生活和环境，同时不断地改变我们的思想和行为，我们要抓住网络时代带给我们机遇，不断努力推动人类社会向更的高阶段发展。

参考文献：
①褚建立等，计算机网络技术实用教程，北京电子工业出版社，2003.
②刘化君，计算机网络原理与技术，北京电子工业出版社，2005.
③谢希仁，计算机网络设计,北京电子工业出版社，1999.
④陆姚远，计算机网络技术，北京高等教育出版社，2000.。