2.4 计算机网络★★

考核说明：本节主要介绍计算机网络的概念、功能以及分类，因特网的使用和网址的要求。考生除了要了解理论知识之外，还要与具体的操作相结合，以防考题中出现细节题。

2.4.1 计算机网络的概念及功能

1．计算机网络的概念

计算机网络是指地理位置不同，并具有独立功能的多台计算机系统由通信设备和线路连接起来，通过网络软件进行数据通信，实现资源共享的信息系统。“独立功能”是指每台计算机的工作是独立的，任何一台计算机都不能干预其他计算机的工作，任意两台计算机之间都没有主从关系。通信设备是指完成网络连续所需要的交换设备，如交换机、路由器等，线路连接包括双绞线、同轴电缆、光纤、通信卫星、红外线等不同传输介质。其中，网络软件是指网络通信协议和实现协议的网络操作系统等，网络协议是区别计算机网络与一般计算机互联系统的标志。

2．计算机网络的功能

1) 数据交换和通信

数据交换和通信是计算机网络最基础的功能，在计算机与计算机之间或计算机与终端之间相互传递信息，如数据、程序或文件等。利用这一特点，可将分散在各个地区的单位或部门用计算机网络联系起来，进行统一的调配、控制和管理。

2) 资源共享

共享计算机网络中提供的资源(包括硬件、软件和数据)是计算机网络组网的目标之一。计算机的许多资源是十分昂贵的，不可能为每个用户所拥有。例如进行复杂运算的巨型计算机、海量存储器、高速激光打印机、大型绘图仪和一些特殊的外部设备，另外还有大型数据库和大型软件等。然而这些昂贵的资源都可以为计算机网络上的用户所共享，这样既可以使用户减少投资，又可以提高这些昂贵资源的使用效率。

3) 提高系统的可靠性和可用性

可靠性的提高体现在网络中计算机彼此互为备用，在单机使用的情况下，如果没有备用机，则计算机一有故障便会导致停机；而如果增加备用机，则费用也会极大地增加。当计算机连成网络后，各计算机可以通过网络互为后备，当某一处计算机发生故障时，可由别处的计算机代为处理，还可以在网络的一些结点上设置一定的备用设备，起到全网络公用后备的作用。这样计算机网络就能起到提高系统可靠性及可用性的作用。特别是在地理位置分布很广且具有实时性管理和不间断运行要求的系统中，建立计算机网络便可保证系统更高的可靠性和可用性。

4) 分布式网络处理

一般在计算机网络中，用户可根据问题的实质和要求选择网内最合适的资源来处理，以便使问题能迅速而经济地得以解决，对于综合性大型问题，可以采用合适的算法将任务分散到不同的计算机上进行处理。各计算机连成网络也有利于共同协作进行重大科研课题的开发和研究。利用网络技术还可以将许多小型机或微型机连成具有高性能的分布式计算机系统，使它具有解决复杂问题的能力，从而使费用大大降低。

5) 提高系统性能价格比，易于扩充，便于维护

计算机组成网络后，虽然增加了通信费用，但由于资源共享，明显提高了整个系统的性能价格比，降低了系统的维护费用，且易于扩充，方便系统维护，扩大了应用范围，提高了系统的性价比。

工程容器是用来存放窗体设计窗口的。窗体设计窗口简称窗体(From)，是程序人员的主要工作区，是应用程序最终面向用户的窗口，它对应于应用程序的运行结果。例如，在窗体上添加控件、图形、文字等，使程序具有漂亮、友好、功能强大的运行界面。

2.4.2 计算机网络的分类

按照不同的分类标准，计算机网络可以有不同的分类。

1． 按地理有效范围划分

根据计算机网络所覆盖的地理范围、信息的传递速率及其应用目的，计算机网络一般分为局域网(Local Area Network, LAN)、广域网(Wide Area Network, WAN)和城域网(Metropolitan Area Network, MAN)。

1) 局域网

(1) 局域网的定义和特性。

局域网是指在有限的地理区域内构成的计算机网络，其覆盖范围一般不超过10km，例如办公室网络就是一个局域网。一般地说，一个校园内、一座大楼内甚至一个房间内的计算机就可以连接成一个局域网。所以，局域网所连接的计算机的数量也受到限制。局域网采用的通信线路一般为双绞线或同轴电缆，数据传输速率很高，如十兆以太网(数据传输速率为10Mb/s)、百兆以太网、千兆以太网。

(2) 局域网的拓扑类型。

局域网通常是分布在一个有限地理范围内的网络系统，一般所涉及的地理范围只有几公里。局域网专用性非常强，具有比较稳定和规范的拓扑结构。常见的局域网拓扑结构如下。

① 星型拓扑结构。

这种结构的网络是各工作站以星型方式连接起来的，网中的每一个结点设备都以中心结点为中心，通过连接线与中心结点相连，如果一个工作站需要传输数据，它首先必须通过中心结点。由于在这种结构的网络系统中，中心结点是控制中心，任意两个结点间的通信最多只需两步，所以传输速度快，并且网络构成简单，建网容易，便于控制和管理。但这种网络系统可靠性低，共享能力差，并且一旦中心结点出现故障，则会导致全网瘫痪。典型的星型拓扑结构如图2-1所示。

② 总线型拓扑结构。

总线型拓扑结构网络是将各个结点设备和一根总线相连，网络中所有的结点工作站都是通过总线进行信息传输的。作为总线的通信连线可以是同轴电缆、双绞线，也可以是扁平电缆。在总线结构中，作为数据通信必经的总线的负载能量是有限度的，这是由通信媒体本身的物理性能决定的。所以，总线结构网络中工作站结点的个数是有限制的，如果工作站结点的个数超出总线负载能量，就需要延长总线的长度，并加入相当数量的附加转接部件，使总线负载达到容量的要求。总线型结构网络简单、灵活，可扩充性能好，所以进行结点设备的插入与拆卸非常方便。另外，总线结构网络可靠性高，网络结点间响应速度快，共享资源能力强，设备投入量少，成本低，安装使用方便，当某个工作站结点出现故障时，对整个网络系统的影响小。因此，总线结构网络是最普遍使用的一种网络。但是由于所有的工作站通信均通过一条共用的总线，所以其实时性较差。典型的总线型拓扑结构如图2-2所示。

③ 环型拓扑结构。

所有计算机均串接在一环状闭合回路的布线方式称为环型拓扑结构，如图2-3所示。该拓扑在传输数据时，数据会依顺时针(或逆时针)方向依次传递。在环型拓扑中，每结点的设备上都配有一个收发器，该装置可以将收到的信号增强后再送出，数据在网络中传送时，在每台设备上的延迟时间是固定的。环型拓扑的优点是数据在每一结点均经增强后再传送出，故网络信号稳定，且所需电缆长度较短；其缺点是每一结点的成本较高，网络中若有一处结点发生故障，都会使整个网络瘫痪。

2) 广域网

广域网是指将跨省市、跨国家的计算机连接起来的网络，其覆盖范围通常为几十公里到几千公里以上，有时也称为远程网。建立广域网需要复杂的设备，投资也很大。

广域网通信一般通过公共通信线路，如电话线路。由于在电话线上传输的是音频模拟信号，所以需要使用将计算机上的数字信号转换成模拟信号以及将模拟信号转换成数字信号的设备，最常用的就是调制解调器(Modem)。这种通过公共通信线路连接的网络速率一般较低，通信质量较差，为得到比电话网更好的通信速率和质量，可以租用专门的数据通信线路，如综合业务数字网(Integrated Services Digital Network, ISDN)和数字数据网(Digital Data Network, DDN)专线。

3) 城域网

覆盖范围在局域网和广域网之间(如覆盖范围为一个城市)的网络被称为城域网，其覆盖范围一般为5～50km，其中可包含若干彼此互联的局域网。城域网的通信线路一般为光纤或微波。

自20世纪70年代以来，世界各国先后建立了无数个局域网和广域网，同时为了在网络之间交换信息，又在不同的范围内实现了网络的互联，形成了若干由网络组成的互联网，因特网(Internet)就是最大的全球互联网。

2． 按通信媒体划分

按通信媒体划分，计算机网络可分为有线网和无线网。

1) 有线网

有线网是指采用同轴电缆和双绞线来连接的计算机网络。同轴电缆网是一种常见的联网方式。它比较经济，安装较为便利，传输率和抗干扰能力一般，传输距离较短。双绞线网是目前最常见的联网方式，它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离比同轴电缆要短。

2) 无线网

无线网是指主要采用空气作传输介质，依靠电磁波作为载体来传输数据。虽然其联网方式方便灵活，但是由于无线联网费用高，所以还不太普及。

3． 按使用范围划分

按使用范围划分，计算机网络可分为公用网和专用网。

1) 公用网

公用网一般是指国家的邮电部门建造的网络。“公用”的意思就是所有愿意按邮电部门规定缴纳费用的人都可以使用。因此，公用网也可以称为公众网，例如CHINANET、CERNET等。

2) 专业网

专业网是指某个部门为本单位的特殊工作的需要而建立的网络。这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如，军队、铁路、电力等系统均有本系统的专用网。专业网采用的接口方式主要是ISDN、DDN、E1、V35等基于二层电路交换的网络系统。

其他的网络分类还有：按配置划分，可分为同类网、单服务器网、混合网；按对数据的组织方式划分，可分为分布式数据组织网络系统、集中式数据组织网络系统。

2.4.3 因特网

Internet即通常所说的因特网或国际互联网，它是由全球数亿台计算机组成的成千上万个计算机网络互联而形成的全球最大、最开放的计算机网络。通过Internet可以搜寻到包罗万象、瞬息万变的信息资源。因此，Internet已成为人们获取信息最方便、最快捷、最有效的一种手段。

1． 因特网协议——TCP/IP协议

1) 因特网发展

Internet的原型是1969年美国国防部远景研究规划局(Advanced Research Projects Agency, ARPA)为军事实验用而建立的网络，名为ARPANET(阿帕网)。初期只有四台主机，其设计目标是当网络中的一部分因战争原因遭到破坏时，其余部分仍能正常运行。20世纪80年代初期，ARPA和美国国防部通信局研制成功用于异构网络的TCP/IP协议(传输控制协议/网络协议)并投入使用。TCP/IP协议正式成为ARPANET的协议标准。随着一些地区性网络的连入，因特网逐步扩展到其他国家与地区。TCP/IP协议为任何一台计算机连入因特网提供了技术上的保障，任何人、任何团体都可以加入到因特网中。对用户以及服务提供者开放，是因特网获得成功的重要原因。

1986年，在美国国会科学基金会(National Science Foundation, NSF)的支持下，研究人员用高速通信线路把分布在各地的一些超级计算机连接起来，以NSFNET接替ARPANET，进而又经过十几年的发展形成Internet。其应用范围也由最早的军事、国防，扩展到美国国内的学术机构，进而迅速覆盖了全球的各个领域，运营性质也由科研、教育为主逐渐转向商业化。

2) 因特网的基本结构

因特网是一个使用路由器将分布在世界各地、数以万计、规模不一的计算机网络互联起来的网际网。

因特网的逻辑结构如图2-4所示。从因特网使用者的角度来看，因特网是由大量计算机连接在一个巨大的通信系统平台上，从而形成的一个全球范围的信息资源网。接入因特网的主机既可以是信息资源及服务的使用者，也可以是信息资源及服务的提供者。因特网的使用者不必关心因特网的内部结构，他们面对的只是因特网所提供的信息资源和服务。

3) TCP/IP协议

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通信协议，这个协议是Internet最基本的协议，也是Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。TCP协议和IP协议是用在Internet上的两种网络协议(或数据传输的方法)，它们分别代表传输控制协议和互联网协议。

TCP/IP定义了电子设备(如计算机)如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。TCP/IP是一个四层的分层体系结构。高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。底层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确地到达目的地。

除了这两大协议外，它还包括许多别的协议作为补充，简称为TCP/IP。TCP和IP协议在整个协议簇中起着承上启下的作用，即屏蔽了物理网络细节，向上提供一致、通用的网络数据传输手段，构成互联网的骨架和核心，使整个互联网技术围绕它展开。TCP/IP的层次模型大致可分为以下四层。

(1) 网络接口层。

网络接口层是TCP/IP的最底层，负责接收IP数据报并通过网络发送出去，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。该层管理的是设备和它们所连接网络之间的数据交换，它对应于OSI模型中物理层和数据链路层的功能。

网络接口层的协议标准很多，包括各种逻辑链路控制和介质访问协议，如各种局域网协议、广域物理网络协议和公用数据网协议等。任何可用于IP数据报交换的分组传输协议均可包含在该层中。正是最低层协议的纷繁复杂，体现了TCP/IP协议的包容性和适应性，为TCP/IP的成功奠定了基础。

(2) 网际层。

TCP/IP第二层为网际层，也称IP层。它是TCP/IP体系结构中极其重要的一层，其控制功能最为复杂，主要包括三方面：①处理来自传送层的分组发送请求。即收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。②处理来自网络接口层的数据报。即先检测其合法性，然后进行寻址。若该数据报已到达信宿地，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；反之，则转发该数据报。③处理ICMP(互联网控制报文协议)报文，处理路径、流控、拥塞等问题。网际层提供无连接的数据报服务，其传输品质就不如面向连接的传输服务。

网际层主要包括IP、ICMP、ARP和RARP等协议。IP是这一层最重要的协议，其基本任务是通过互联网传送数据报，各个IP数据报之间是相互独立的。IP提供的是一种不可靠的无连接报文分组传送服务，它有时可能出现丢弃某些数据报的情况，也不检查被数据链路层遗失或丢弃的报文。为了使互联网能报告差错，或者提供有关意外情况的信息，在IP层加入了一类特殊用途的报文机制，即互联网控制报文协议。

(3) 传送层。

在TCP/IP中，与OSI/RM传送层的协议功能相当的协议主要有TCP和UDP等。本层在数据源和目的地之间提供端到端的通信。TCP是提供可靠数据流服务的面向连接的传输协议，它非常适合于每个分组仅发送很少字符的交互式终端应用。TCP也适合于进行大数据量的文件传输，因为大文件传输可能要传送许多分组，建立连接后就不必为每个分组进行单独的寻址，传输的效率显然比每个分组都要进行寻址的效率高出许多，而且假如给许多去往同一信宿的分组都附以相同的信宿地址，也会浪费一定的网络带宽。UDP(用户数据报协议)是简单的无连接协议。在简单交互(有限几次来回)的场合，使用UDP就很有效。

(4) 应用层。

由于应用种类繁多，应用层的协议也有很多，它相当于OSI/RM中会话层和会话层以上各层功能的总和。它一般可分为三类：依赖于UDP的协议、依赖于TCP的协议和既依赖于UDP又赖于TCP的协议。依赖于TCP的协议有：远程终端访问协议(Telnet)、文件传输协议FTP)、简单电子邮件协议( SMTP)等。

在上述的四层协议中，网际层协议和传送层协议是TCP/IP的核心，而网络接口层和应用层的协议并不能真正算TCP/IP的一部分，它们只是提供相应的TCP/IP接口，使得各种物理网络和各种应用程序纳入到TCP/IP环境中。

2． 因特网的应用

因特网的主要应用领域包括电子邮件、远程登录、文件传输、新闻组、万维网和电子公告板等。从使用者的角度来看，互联网的主要应用领域有浏览网络信息、运行网络应用软件、收发电子邮件等。下面主要介绍浏览器的使用。

1) IE浏览器的使用方法

(1) 启动IE浏览器。

双击桌面上的Internet Explorer图标(见图2-5)，启动IE浏览器。

(2) 为IE浏览器设置主页。

IE浏览器启动之后，打开的是一个空白页，我们需要为IE设置默认主页，步骤为：选择“工具”→“Internet选项”命令(见图2-6)，打开“Internet选项”对话框，切换到“常规”选项卡，在主页选项组的“地址”文本框中输入默认的主页地址。如设置新浪网为IE浏览器的默认主页，则输入www.sina.com.cn，如图2-7所示。

(3) 删除临时文件。

用IE浏览器上网浏览网页，在本地机器上会保存若干临时文件，用于以后访问同一网站时加快访问速度。这些临时文件占用了一定的硬盘空间，若保存的临时文件过多，在“Internet选项”对话框的“常规”选项卡中单击“Internet临时文件”选项组中的“删除文件”按钮，在出现的“删除文件”对话框中单击“确定”按钮即可，如图2-8所示。

(4) 历史记录的查看与删除。

用IE浏览器上网浏览网页，IE浏览器会将一些浏览过的网页自动保存在本地机器上。单击IE浏览器窗口的“历史”按钮，可查看历史访问记录，如图2-9所示。若要清除历史访问记录，可在“Internet选项”对话框的“常规”选项卡中，单击“历史记录”选项组中的“清除历史记录”按钮，在打开的如图2-10所示的“Internet选项”对话框中单击“是”按钮进行删除。

(5) 安全设置。

在浏览网页时，不是每个网页都是安全的，所以我们可以把“Internet选项”对话框切换到“安全”选项卡，选择“请为不同区域的Web内容指定安全设置”列表中的Internet图标，如图2-11所示，再单击“自定义级别”按钮，打开“安全设置”对话框，在“重置为”下拉列表框中选择所需的安全级，如图2-12所示。也可以在“安全”选项卡中单击“默认级别”按钮，再上下拖动出现在左边的滑块，进行安全级别设置，如图2-13所示。

(6) 收藏夹设置。

进行信息查询时，可将检索的一些信息所在的整个网页收藏起来，以待下次需要时不再进行烦琐的查找而直接使用。因此需要执行如下步骤来收藏Web网页：选择“收藏”→“添加到收藏夹”命令，如图2-14所示。在打开的“添加到收藏夹”对话框的“名称”文本框中输入该网页的新名称或使用默认名称，如图2-15所示。若单击“创建到”按钮，则出现如图2-16所示的界面，单击“新建文件夹”按钮可创建个人的“收藏夹”文件夹(若使用已有的文件夹则选定)，单击“确定”按钮即将当前网页保存到选定位置。在如图2-14所示的界面中，还可选择“整理收藏夹”命令，打开“整理收藏夹”对话框(如图2-17所示)，利用该对话框中的按钮对收藏夹的内容进行整理。

2) 信息查询、保存

Internet上有着极其丰富的信息资源，用户通过连接到Internet上的计算机可以查阅、保存、收集、发布各种信息。

(1) 信息查询。

由于Internet上的信息量呈爆炸式地增长，并且这些信息分散在Internet无数的网络服务器上，若要在Internet上快速、有效地查找有用的信息，必须使用搜索引擎。现以搜索“局域网连接”为例来说明百度搜索的使用方法(其余搜索引擎的使用方法与之相似)。

在IE的地址栏中输入www.baidu.com，进入百度搜索的主页，如图2-18所示。在搜索文本框中输入“局域网连接”，然后单击“百度一下”按钮，百度搜索即开始查询并显示搜索的结果，如图2-19所示。

若要改变搜索设置，可在搜索结果右下角单击“高级搜索”超链接(见图2-20)，出现如图2-21所示的界面，再根据查询内容进行选择。

(2) 信息保存。

① 保存页面图形。

进入需保存的图形所在的网页，右击该图形，在弹出的快捷菜单中选择“图片另存为”命令，如图2-22所示，弹出“保存图片”对话框，如图2-23所示，为要保存的图形选定名称、保存位置、保存类型(默认情况下，图形保存为原有格式)，单击“保存”按钮即完成操作。

② 保存页面文字。

选定网页中需保存的文字，右击，在弹出的快捷菜单中选择“复制”命令，如图2-24所示。然后用字处理软件(Word、WPS、记事本或写字板等)新建一个文档，将网页中选定的文字粘贴到文档中，并保存为相应类型的文件。

③ 保存网页。

若要保存整个网页，可在IE浏览器中选择“文件”菜单中的“另存为”命令，显示“保存网页”对话框，如图2-25所示，为要保存的网页选定名称、保存位置、保存类型(默认保存的格式是HTML文档)，然后单击“保存”按钮即完成操作。

3) 文件下载

(1) 从网页上直接下载文件。

例：从www.winrar.com.cn网站中下载最新版本的WinRAR软件。

操作步骤如下。

① 在IE浏览器的地址栏中输入下载文件所在的网页地址(如www.winrar.com.cn)，打开如图2-26所示的界面，单击“下载试用版”或在下方的“WinRAR最新版本下载”栏中单击“立即下载”按钮。

② 打开如图2-27所示的界面，在下方的“软件下载”栏中单击“下载地址1”或“下载地址2”超链接。

③ 打开“文件下载 - 安全警告”对话框，单击“保存”按钮，如图2-28所示，此时会出现“另存为”对话框，如图2-29所示。

④ 在“另存为”对话框中设置要保存的文件位置、文件名、文件类型，然后单击“保存”按钮，即开始文件下载过程，如图2-30和图2-31所示。

(2) 使用专用下载工具下载文件。

使用上述方法在IE浏览器中进行文件下载是比较方便的，但有两个重大缺陷：一是下载不能断点续传，即一旦下载过程中出现死机、断网等情况，就可能需要从头开始下载；二是不能进行多线程下载，下载速度有瓶颈。因此，如果要下载几百兆的文件一般需要安装并使用专门的下载软件(如迅雷)，这类下载工具都具有“多线程下载”和“断点续传”的功能。

3． 网址

网址通常是指因特网上网页的地址。企事业单位或个人通过技术处理，将一些信息以逐页的方式储存在因特网上，每一页都有一个相应的地址，以便其他用户访问而获取信息资料，这样的地址叫作网址。网址在因特网中，如果用户要从一台计算机访问网上另一台计算机，就必须知道对方的网址。这里所说的网址实际上指两个内涵，即IP地址和域名地址。

1) IP地址

Internet上的每台主机(Host)都有一个唯一的IP地址。IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet能够运行的基础。IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为0～255，段与段之间用句点隔开，如159.226.1.1。IP地址由两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。IP地址分为A、B、C、D、E五类，常用的是B和C两类。

2) 域名地址

由于IP地址不便记忆，所以一般采用与其相对应的域名来表示网址。域名一般用通俗易懂的缩写字表示，其格式如下。

        WWW.<用户名>.<二级域名>．一级域名

例如：中华人民共和国财政部网页的域名为www.mof.gov.cn。其中，cn是一级域名，表示中国，每个国家都有唯一的一级域名；gov是二级域名，表示是政府部门的网站或网页；mof是用户名，是中华人民共和国财政部的英文缩写；www是World Wide Web的缩写，是因特网的一种表示方法，也称万维网。

除了IP地址和域名地址外，因特网网址还有其他的表示方法。

(1) 网络文件地址。网络上的所有数据信息，包括文字信息和应用软件，都视为网络文件。为了便于查找，每个网络文件都有唯一的地址，网络文件地址的格式如下。

      <协议>://<服务器类型>.<域名>/<目录>/<文件名>

(2) 电子邮件地址。每个收发电子邮件的用户都必须有一个电子邮件地址。电子邮件地址主要用来标识电子邮件用户，以便处理用户的电子邮件业务。电子邮件地址的一般格式如下。

        <用户名>@<电子邮件服务器地址>

例如，yyy@126.com表示一个电子邮件地址。其中，yyy是电子邮件用户名，126.com是电子邮件服务器地址。