信息学奥赛知识点(八)—计算机网络

一、网络的定义

所谓计算机网络，就是利用通信线路和设备，把分布在不同地理位置上的多台计算机连接起来。

计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。

网络中的计算机与计算机之间的通信依靠协议进行。协议是计算机收、发数据的规则。TCP/IP：用于网络的一组通信协议。包括IP（Internet Protocol）和TCP（Transmission Control Protocol）

二、网络的发展

计算机网络的发展过程大致分为三个阶段：

远程终端联机阶段：主机-终端

计算机网络阶段：1. 计算机-计算机 2.Internet阶段：Internet

三、网络的主要功能

(1)资源共享 （2）信息传输 （3）分布处理 (4)综合信息服务

四、网络的分类

按网络的地理范围进行分类：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。

• 局域网（Loacl Area Network）

一般局限在1km 范围内，局域网内传输速率较高，误码率低，

结构简单，容易实现，具体标准是美国电气工程师协会制定的IEEE802系列标准。

• 城域网（Metropolitan Area Network）

城域网的范围为几千米到几十千米以内。

• 广域网(Wide Area Network)

广域网的范围在几十千米到几千千米以上。

注：MAN和WAN一般都是由多个LAN构成的。

按网络的拓扑结构进行分类：星型、总线型、环型、树型、网状型。

• 星型

通信协议简单，对外围站点要求不高，单个站点故障不会影响全网，电路利用率低，连线费用大，网络性能依赖中央结点，每个站点需要一个专用链路。

• 总线型

结构简单，可靠性高，布线容易，连线总长度小于星型结构；总线任务重，易产生瓶颈问题；总线本身的故障对系统是毁灭性的。

• 环型

传输速率高，传输距离远；各节点的地位和作用相同；各节点传输信息的时间固定；容易实现分布式控制；站点的故障会形成整个网络的崩溃。

• 树型

分级结构，又称为分级的集中式网络。

• 网状形

计算机之间无规则地连续，一般广域网属于不规则形。网络拓扑结构是指计算机网络节点和通信链路所组成的几何形状。

Internet网是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联网络。Internet网上联有大大小小成千上万个不同拓扑结构，无固定形式。

按采用的交换技术进行分类：电路交换、报文交换、分组交换。

五、网络的体系结构

国际标准话组织（Internetional Standardization Organization,ISO）提出的开放式系统互联（Open System Interconnection,OSI）参考模型。它将数据从一个站点到达另一个站点的工作按层分割成七个不同任务。

开放性式指任何遵循OSI标准的系统，只要物理上连接起来，它们之间都可以相互通信。OSI参考模型并不是网络体系结构。OSI只是描述每一层的功能，并没有确定一个层的协议。而网络体系结构是网络层次结构和相关协议的集合。

六、IP地址

在TCP/IP体系中，IP地址是要给重要的概念。

所谓IP地址，是用于标识Internet网络上节点的32位地址（以后可能使用V6版本是128位的，分8组，每组16位），对于Internet网络上的每个节点，都必须指派一个唯一的地址，它由网络ID和唯一的主机ID组成。该地址通常用由句点分阁的八位字节的十进制数表示（例如：192.168.7.27）

​ Internet的IP地址分成A,B,C,D,E五类，其中A、B、C为常用类，都由网络ID和主机ID两个部分组成，网络ID也叫网络地址，标识大规模TCP/IP网际网络（由网络组成的网络）内的单个网络，连接到并共享访问同一网络的所有系统的在其完整的IP地址内都有一个公用的网络ID，这个ID也用于唯一地识别大规模的网际网络内部的每个网络；主机ID，也叫作主机地址，识别每个网络内部的TCP/IP节点（工作站、服务器、路由器或其他TCP/IP设备），每个设备的主机ID唯一地识别所在网络内的单个系统。

A类	126	1677214	1.0.0.1~126.255.255.254
B类	16384	65534	128.0.0.1~191.255.255.254
C类	209752	254	192.0.0.1~223.255.255.254

注：

• 尽管IP地址的主机号的每个域的取值范围是0~255，但

主机ID所有域不能都为0或255。例如：如果网络ID为10，那么就不能把10.0.0.0和10.255.255.255两个IP地址分配给任何主机；如果网络ID为192.114.31，那么就不能把192.114.31.0和192.114.31.255两个地址分配给任何主机。

• 专用网络寻址选项：如果某个连接仅存在于群集节点之间，

并且不支持其他网络的客户机，可以为它配置私有IP网络地址，而不是企业的正式IP网络地址。经过Internet编号指派机构（IANA）协商同意，几个IP网络被保留下来用作企业内部私有。这些保留的号码是：

10.0.0.0 到 10.255.255.255 A类

172.16.0.0 到172.031.255.255 B类

192.168.0.0到192.168.255.255 C类

​ IP地址的表示方法：采用点分十进制记法，即将32bit的IP地址中的每8位用。等效的十进制表示，并每8位之间加上一个点，即4段二进制位组成， “ . ” 隔开，每组数字的取值范围只能0~255。

​ 例如：10000001 00001011 00000011 00011111

​ 129 11 3 31

​ 对于的IP地址：129.11.3.31