计算机网络常识要点

计算机网络常识与热点应用计算机和计算机网络已经成为我们日常办公和生活必须的工具和媒介。

计算机常识与使用维护，前面课程我们已经学习了，而计算机网络，我们每天都接触，可能也并不陌生，但可能只停留在一些应用层面，今天，我们系统地学习一下于计算机网络一些常识性的知识。

本专题我们将学习计算机网络的基础知识，同时对一些前沿知识和热点应用进行介绍，力求使大家对计算机网络有一个整体性了解，对提高个人信息素养有所帮助。

专题包括四个大问题。

一、计算机网络的基本概念（一）什么是计算机网络计算机网络从学科角度看，是计算机和通信两个学科的交叉性学科。

计算机网络中，计算机负责数据的加工处理和使用，而通信负责数据的有效传输。

下面我们看看它具体是怎么定义的。

利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。

（拓扑结构+动画，三层含义：硬件、软件、功能）（二）传输介质通信线路是以各类传输介质为载体的，网络接入常见的介质有：电话线、网线（地方宽带服务商，如互通宽带、长城宽带）、光纤、有线电视线、电力线、无线电波（WIFI、3G）等。

做个调查，一是接入方式，二是各种接入方式在各地的使用情况。

网络接入方式越来越多，我们的选择也越来越多，竞争的出现，使网络提供的服务越来越好，带宽越来越高。

（原来家庭上网，基本只有一种选择，就是电话）（三）通信设备1．调制解调器调制解调器也就是我们常说的猫，(猫的图片，是这个猫吗？当然不是)为什么叫猫呢？因为它的英文名称为modem，是Modulator （调制器）与Demodulator（解调器）合在一起的简称，根据Modem 的谐音，亲昵地称之为“猫”。

它的作用就是完成信号转换，最初专指在电话线上传输数字信号的设备，调制，就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号；解调，即把模拟信号转换成数字信号，调制解调器在这个过程中起到一个翻译器的作用。

调制解调器可以理解为使数字数据能在模拟信号传输线上传输的转换接口。

现在随着网络介质类型的增加，猫的种类也越来越多，比如光纤接入所用的光猫，在发送端，需要把承载网络数据的电信号调制成光信号，到达接收端后，再把光信号解调成电信号。

另外还有电力网的电猫、有线电视的同轴猫、移动通信的无线猫等。

有了调制解调器就可以上网了，通过在操作系统中运行拨号程序，与服务商建立连接后就可以上网了。

2．交换机交换机是把用户计算机或其他要互连的功能单元根据需求连接起来的一种通信设备。

能为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。

（各种交换机图，专业的、大的、家用的、小的）办公室机器多了，墙上的网络端口不够用了，买一个4口或5口的小交换机，很方便，即插即用，设备本身不需要什么设置，只要主机IP地址等设置好了就可以用了。

3．路由器什么是路由器？路由器（Router）是实现各类局域网、广域网彼此互相连接的网络设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。

为什么用路由器？路由器是互联网络的枢纽，或者可以理解为网络环境中“交通警察”。

指挥数据包在不同网络之间，以正确的、快捷的方式从源节点向目标节点进行传输。

简单说就是在庞大复杂的网络中，告诉数据包按什么路径进行传输的设备。

路由器与交换机的区别简单地说，交换机主要是将计算机等各类终端连接在一起的设备，比如家中有几台计算机要实现联网，这时就要用到交换机，交换机将它们连在一起组成了一个局域网；而路由器主要实现网络之间的彼此连接，这个局域网通过路由器和提供宽带服务的电话网络进行连接接入互联网。

（拓扑图，分步演示）在家庭应用中，为了使用方便，同时达到节省空间和减少消耗的目的，这二者往往合二为一，我们常用的无线路由器就是这样的（路由器背面图），蓝口是路由器接口，负责与外部网络进行连接，四个黄口是交换机接口，与内部计算机等终端设备相连。

传统交换机从网桥发展而来，属于OSI第二层即数据链路层设备。

它根据MAC地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。

路由器属于OSI第三层即网络层设备，它根据IP地址进行寻址，通过路由表路由协议产生。

交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中MAC地址，直接根据MAC地址产生选择转发端口算法简单，便于ASIC实现，因此转发速度极高。

（四）网络协议网络协议是为实现网络功能而建立的规则、标准的集合，是计算机和通讯设备之间共同的共同语言。

不同平台、不同架构的计算机（比如苹果MAC和常用的PC，它们是两个体系，系统和应用软件都不通用），它们之间要顺畅地完成信息传递，以及各种应用的交互，就只有遵循共同的网络协议，才能实现通信。

最常用的就是TCP/IP协议，它是当前互联网的核心协议。

其中TCP协议保证数据流传输的有序性和可靠性（接收顺序，数据准确性验证），TCP负责发现传输的问题，一旦有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。

IP协议是给互联网的每一台电脑规定一个地址，就是我们常说的IP地址，有了地址，计算机之间才可以传输数据。

以上，我们围绕计算机网络的定义讲了一些计算机网络的常识性概念，对计算机网络能实现的功能，我们将在第四个问题“网络应用”中介绍。

那么，我们平常都接触到那些网络呢？有校园网、武警网、军训网；互联网、移动互联网。

武警网和互联网什么关系？不同的网络，物理上隔离的，如果说相关就是把互联网的技术用到了我们的网络上，大家都知道“十条禁令”，也签署了保密协议，信息安全是大家要时刻牢记在心的。

下一代互联网物联网二、常用网络类型（一）局域网（LAN，Local Area Network）概念：在一个局部的地理范围内，将各种计算机，外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。

（如一个房间，一栋大楼，一个公司，一个校园等），方圆数公里以内的网络，都可以称之为局域网。

局域网在计算机数量配置上没有太多的限制，少的可以只有两台，多的可达上千台。

用途：局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。

工作中用到的举例。

办公和家庭组网。

每个单位都有自己的局域网，有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。

搭建：比较简单，2台计算机就可以组建一个局域网，搭建简单局域网所需的设备就是交换机和网线，分配或获取IP地址。

学院局域网的管理，inode智能客户端的使用。

（二）无线局域网络（WLAN，Wireless Local Area Networks）工作于2.4GHz或5.8GHz频段，以无线方式构成的局域网。

关于频段我们生活的环境中，无时不刻不存在着各种频率的无线电波，频率的区间就是频段，无线电频段不能随便使用的，是有管制的，国际和国家层面都有相应标准和法规对其进行划分。

常接触的使用无线信号的设备还有：无线键盘和鼠标工作频段也在2.4 GHz或5.8GHz；无绳电话工作在900MHz、2.4 GHz以及5.8GHz 频段；移动通信主要工作在1.7GHz至2.4GHz范围的频段，根据标准（2G、3G还是4G）和运营商的不同，又有很多更细致的划分（举几个例子，国际漫游，就是你的运营商租用他国特定频段网络，为你服务，手机还要支持这个频段，如果留意一下手机参数，会发现支持双频、三频、四频、甚至多频，苹果支持的频段）；这些设备的频段有重叠，如果同时使用可能会产生互相干扰的问题，主要集中在2.4GHz这个无线局域网使用的频段，（为什么这么多设备都使用这个频段）因为这个频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的，属于开放的民用频段，虽然它有很多信道，但设备多了或信道重合了还是会产生冲突。

另外，微波炉的开启也会干扰无线局域网信号。

这些问题都需要在使用时注意。

工作原理搭建无线局域网时需要使用无线交换机或者无线路由器，它们是无线信号的提供者，而笔记本电脑、一体机、平板电脑、智能手机，甚至电视、冰箱等家电都自带有无线模块，支持连接无线局域网，它们是无线网络的使用终端，这些终端通过搜索无线信号，找到可用的无线路由器，建立连接后，无线局域网即搭建完成。

（拓扑结构图，动画展示连接）协议标准802.11协议组是国际电工电子工程学会（IEEE）为无线局域网络制定的标准。

随着技术不断发展，在2.4GHz这个频段上先后推出了三个版本，分别是802.11b/g/n标准，它们的基础数据传输速率分别为：11Mbps、54Mbps、150 Mbps。

三个标准是自上向下兼容的，也就是n—>g—>b。

新设备兼容和支持老设备通过使用多个发射和接收天线可获得更高的数据传输率，可以使数据速率分别达到300Mbps、450Mbps和600Mbps，最新的技术可以达1.75Ｇbps。

（不同数量天线无线路由器）无线局域网覆盖范围通常在100至300米之间，这是在空旷的实验环境条件下测试获得的，但在家庭和办公实际使用中，会因为墙壁、门窗等障碍物的遮挡，使信号衰减，速率相应的也会降低，家庭使用覆盖范围大约在30-50米，满足一般使用是没问题的。

如无法满足需要，可参考的解决办法有：一是把无线路由器发在家中空间开阔的物理中心；二是使用增益天线，加强信号的强度。

Wi-Fi无线局域网使用中还常遇到一个名词“Wi-Fi”，它是由“wireless(无线电)”和“fidelity(保真度)”组成，Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。

目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网络产品之间的互通性，不能把Wi-Fi与IEEE 802.11混为一谈，也不能等同于无线局域网。

但是目前，WLAN的推广和认证工作主要由Wi-Fi联盟完成，所以WLAN技术常常被称之为Wi-Fi。

商家常在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“Wi-Fi热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所，以此吸引和方便顾客。

而在家，通过购买无线路由器设置无线局域网，也可以痛快地无线上网。

无线路由器的品牌、使用、加密等。

软件拨号和硬件拨号，（D-link、TP-link、NetGear等）Wi-Fi功能已成为智能手机、平板电脑等移动设备的标准配置，这些设备上网的数据需求也越来越大，在有Wi-Fi信号的时候就可以不通过移动、联通的网络上网，利用好Wi-Fi可以大大节省话费支出。

此外，Wi-Fi模块还可以嵌入如医疗监控设备，楼宇控制系统，实时定位跟踪标签和其他消费电子产品，通过Wi-Fi功能可以不断地监测和收集数据。

（三）广域网（WAN，Wide Area Network）概念：将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。