計算機網絡，是指將地理位置不同的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(tǒng)，網絡管理軟件及網絡通信協(xié)議的管理和協(xié)調下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機系統(tǒng)。
中國計算機網絡設備制造行業(yè)是改革開放后成長起來的，早期與世界先進水平存在巨大差距;但受益于計算機網絡設備行業(yè)生產技術不斷提高以及下游需求市場不斷擴大，我國計算機網絡設備制造行業(yè)發(fā)展十分迅速。近兩年，隨著我國國民經濟的快速發(fā)展以及國際金融危機的逐漸消退，計算機網絡設備制造行業(yè)獲得良好發(fā)展機遇，中國已成為全球計算機網絡設備制造行業(yè)重點發(fā)展市場。
2010年我國計算機網絡設備制造行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)有171家，全年實現(xiàn)銷售收入385.70億元，同比增長15.64%；實現(xiàn)利潤總額39.83億元，同比增長24.93%；產品銷售利潤為72.18億元，同比增長44.34%。2011年，在國內宏觀經濟向好的環(huán)境及電信產業(yè)投資高速增長產生的需求帶動下，計算機網絡設備制造行業(yè)將繼續(xù)保持較好發(fā)展。2011年1-5月，計算機網絡設備制造行業(yè)銷售收入較上年同期增長19.78%；利潤總額較上年同期增長48.61%；產品銷售利潤則較上年同期增長42.36%。
我國計算機網絡設備制造企業(yè)主要分布在華東和華南地區(qū)，其中又以廣東、江蘇、浙江三地企業(yè)分布最為集中，且是全國計算機網絡設備制造行業(yè)發(fā)展領先的地區(qū)，2010年行業(yè)銷售收入均在84億元以上。與此同時，四川、湖北及上海地區(qū)的計算機網絡設備制造行業(yè)也得到了快速發(fā)展，2010年銷售收入增長率均在30%以上。
第一代計算機網絡---遠程終端聯(lián)機階段；
第二代計算機網絡---計算機網絡階段；
第三代計算機網絡---計算機網絡互聯(lián)階段；
第四代計算機網絡---國際互聯(lián)網與信息高速公路階段；
計算機網絡早期年代過去人們開始將彼此獨立發(fā)展的計算機技術與通信技術結合起來，完成了數(shù)據通信與計算機通信網絡的研究，為計算機網絡的出現(xiàn)做好了技術準備，奠定了理論基礎。
計算機網絡分組交換20世紀60年代，美蘇冷戰(zhàn)期間，美國國防部領導的遠景研究規(guī)劃局arpa提出要研制一種嶄新的網絡對付來自前蘇聯(lián)的核攻擊威脅。因為當時，傳統(tǒng)的電路交換的電信網雖已經四通八達，但戰(zhàn)爭期間，一旦正在通信的電路有一個交換機或鏈路被炸，則整個通信電路就要中斷，如要立即改用其他迂回電路，還必須重新?lián)芴柦⑦B接，這將要延誤一些時間。這個新型網絡必須滿足一些基本要求：
1：不是為了打電話，而是用于計算機之間的數(shù)據傳送。
2：能連接不同類型的計算機。
3：所有的網絡節(jié)點都同等重要，這就大大提高了網絡的生存性。
4：計算機在通信時，必須有迂回路由。當鏈路或結點被破壞時，迂回路由能使正在進行的通信自動地找到合適的路由。
5：網絡結構要盡可能地簡單，但要非?？煽康貍魉蛿?shù)據。
根據這些要求，一批專家設計出了使用分組交換的新型計算機網絡。而且，用電路交換來傳送計算機數(shù)據，其線路的傳輸速率往往很低。因為計算機數(shù)據是突發(fā)式地出現(xiàn)在傳輸線路上的，比如，當用戶閱讀終端屏幕上的信息或用鍵盤輸入和編輯一份文件時或計算機正在進行處理而結果尚未返回時，寶貴的通信線路資源就被浪費了。
分組交換是采用存儲轉發(fā)技術。把欲發(fā)送的報文分成一個個的“分組”，在網絡中傳送。分組的首部是重要的控制信息，因此分組交換的特征是基于標記的。分組交換網由若干個結點交換機和連接這些交換機的鏈路組成。從概念上講，一個結點交換機就是一個小型的計算機，但主機是為用戶進行信息處理的，結點交換機是進行分組交換的。每個結點交換機都有兩組端口，一組是與計算機相連，鏈路的速率較低。一組是與高速鏈路和網絡中的其他結點交換機相連。注意，既然結點交換機是計算機，那輸入和輸出端口之間是沒有直接連線的，它的處理過程是：將收到的分組先放入緩存，結點交換機暫存的是短分組，而不是整個長報文，短分組暫存在交換機的存儲器（即內存）中而不是存儲在磁盤中，這就保證了較高的交換速率。再查找轉發(fā)表，找出到某個目的地址應從那個端口轉發(fā)，然后由交換機構將該分組遞給適當?shù)亩丝谵D發(fā)出去。各結點交換機之間也要經常交換路由信息，但這是為了進行路由選擇，當某段鏈路的通信量太大或中斷時，結點交換機中運行的路由選擇協(xié)議能自動找到其他路徑轉發(fā)分組。通訊線路資源利用率提高：當分組在某鏈路時，其他段的通信鏈路并不被通信的雙方所占用，即使是這段鏈路，只有當分組在此鏈路傳送時才被占用，在各分組傳送之間的空閑時間，該鏈路仍可為其他主機發(fā)送分組?？梢姴捎么鎯D發(fā)的分組交換的實質上是采用了在數(shù)據通信的過程中動態(tài)分配傳輸帶寬的策略。
計算機網絡因特網時代internet的基礎結構大體經歷了三個階段的演進，這三個階段在時間上有部分重疊。
#p#分頁標題#e#1：從單個網絡arpanet向互聯(lián)網發(fā)展：1969年美國國防部創(chuàng)建了第一個分組交換網arpanet只是一個單個的分組交換網，所有想連接在它上的主機都直接與就近的結點交換機相連，它規(guī)模增長很快，到70年代中期，人們認識到僅使用一個單獨的網絡無法滿足所有的通信問題。于是arpa開始研究很多網絡互聯(lián)的技術，這就導致后來的互聯(lián)網的出現(xiàn)。1983年tcp/ip協(xié)議稱為arpanet的標準協(xié)議。同年，arpanet分解成兩個網絡，一個進行試驗研究用的科研網arpanet，另一個是軍用的計算機網絡milnet。1990，arpanet因試驗任務完成正式宣布關閉。
2：建立三級結構的因特網：1985年起，美國國家科學基金會nsf就認識到計算機網絡對科學研究的重要性，1986年，nsf圍繞六個大型計算機中心建設計算機網絡nsfnet，它是個三級網絡，分主干網、地區(qū)網、校園網。它代替arpanet成為internet的主要部分。1991年，nsf和美國政府認識到因特網不會限于大學和研究機構，于是支持地方網絡接入，許多公司的紛紛加入，使網絡的信息量急劇增加，美國政府就決定將因特網的主干網轉交給私人公司經營，并開始對接入因特網的單位收費。
3：多級結構因特網的形成：1993年開始，美國政府資助的nsfnet就逐漸被若干個商用的因特網主干網替代，這種主干網也叫因特網服務提供者isp，考慮到因特網商用化后可能出現(xiàn)很多的isp，為了使不同isp經營的網絡能夠互通，在1994創(chuàng)建了4個網絡接入點nap分別由4個電信公司經營，本世紀初，美國的nap達到了十幾個。nap是最高級的接入點，它主要是向不同的isp提供交換設備，使它們相互通信。因特網已經很難對其網絡結構給出很精細的描述，但大致可分為五個接入級：網絡接入點nap，多個公司經營的國家主干網，地區(qū)isp，本地isp，校園網、企業(yè)或家庭pc機上網用戶。
計算機網絡組成分類計算機網絡的分類與的一般的事物分類方法一樣，可以按事物的所具有的不同性質特點即事物的屬性分類。計算機網絡通俗地講就是由多臺計算機（或其它計算機網絡設備）通過傳輸介質和軟件物理（或邏輯）連接在一起組成的?？偟膩碚f計算機網絡的組成基本上包括：計算機、網絡操作系統(tǒng)、傳輸介質（可以是有形的，也可以是無形的，如無線網絡的傳輸介質就是空間）以及相應的應用軟件四部分。
要學習網絡，首先就要了解主要網絡類型，分清哪些是我們初級學者 必須掌握的，哪些是的主流網絡類型。
計算機網絡主要網絡雖然網絡類型的劃分標準各種各樣，但是從地理范圍劃分是一種大家都認可的通用網絡劃分標準。按這種標準可以把各種網絡類型劃分為局域網、城域網、廣域網和互聯(lián)網四種。局域網一般來說只能是一個較小區(qū)域內，城域網是不同地區(qū)的網絡互聯(lián)，不過在此要說明的一點就是這里的網絡劃分并沒有嚴格意義上地理范圍的區(qū)分，只能是一個定性的概念。下面簡要介紹這幾種計算機網絡。
計算機網絡局域網（local area network；lan） 通常我們常見的“l(fā)an”就是指局域網，這是我們最常見、應用最廣的一種網絡。局域網隨著整個計算機網絡技術的發(fā)展和提高得到充分的應用和普及，幾乎每個單位都有自己的局域網，有的甚至家庭中都有自己的小型局域網。很明顯，所謂局域網，那就是在局部地區(qū)范圍內的網絡，它所覆蓋的地區(qū)范圍較小。局域網在計算機數(shù)量配置上沒有太多的限制，少的可以只有兩臺，多的可達幾百臺。一般來說在企業(yè)局域網中，工作站的數(shù)量在幾十到兩百臺次左右。在網絡所涉及的地理距離上一般來說可以是幾米至10公里以內。局域網一般位于一個建筑物或一個單位內，不存在尋徑問題，不包括網絡層的應用。
#p#分頁標題#e#這種網絡的特點就是：連接范圍窄、用戶數(shù)少、配置容易、連接速率高。目前局域網最快的速率要算現(xiàn)今的10g以太網了。ieee的802標準委員會定義了多種主要的lan網：以太網（ethernet）、令牌環(huán)網（token ring）、光纖分布式接口網絡（fddi）、異步傳輸模式網（atm）以及最新的無線局域網（wlan）。這些都將在后面詳細介紹。
計算機網絡城域網（metropolitan area network；man） 這種網絡一般來說是在一個城市，但不在同一地理小區(qū)范圍內的計算機互聯(lián)。這種網絡的連接距離可以在10￣100公里，它采用的是ieee802.6標準。man與lan相比擴展的距離更長，連接的計算機數(shù)量更多，在地理范圍上可以說是lan網絡的延伸。在一個大型城市或都市地區(qū)，一個man網絡通常連接著多個lan網。如連接政府機構的lan、醫(yī)院的lan、電信的lan、公司企業(yè)的lan等等。由于光纖連接的引入，使man中高速的lan互連成為可能。
城域網多采用atm技術做骨干網。atm是一個用于數(shù)據、語音、視頻以及多媒體應用程序的高速網絡傳輸方法。atm包括一個接口和一個協(xié)議，該協(xié)議能夠在一個常規(guī)的傳輸信道上，在比特率不變及變化的通信量之間進行切換。atm也包括硬件、軟件以及與atm協(xié)議標準一致的介質。atm提供一個可伸縮的主干基礎設施，以便能夠適應不同規(guī)模、速度以及尋址技術的網絡。atm的最大缺點就是成本太高，所以一般在政府城域網中應用，如郵政、銀行、醫(yī)院等。
計算機網絡廣域網（wide area network；wan） 這種網絡也稱為遠程網，所覆蓋的范圍比城域網（man）更廣，它一般是在不同城市之間的lan或者man網絡互聯(lián)，地理范圍可從幾百公里到幾千公里。因為距離較遠，信息衰減比較嚴重，所以這種網絡一般是要租用專線，通過imp（接口信息處理）協(xié)議和線路連接起來，構成網狀結構，解決循徑問題。這種城域網因為所連接的用戶多，總出口帶寬有限，所以用戶的終端連接速率一般較低，通常為9.6kbps￣45mbps 如：郵電部的chinanet，chinapac，和chinaddn網。
上面講了網絡的幾種分類，其實在現(xiàn)實生活中我們真正遇得最多的還要算是局域網，因為它可大可小，無論在單位還是在家庭實現(xiàn)起來都比較容易，應用也是最廣泛的一種網絡，所以在下面我們有必要對局域網及局域網中的接入設備作一個進一步的認識。
計算機網絡無線網隨著筆記本電腦（notebook computer）和個人數(shù)字助理
（ personal digital assistant，pda）等便攜式計算機的日益普及和發(fā)展，人們經常要在路途中接聽電話、發(fā)送傳真和電子郵件閱讀網上信息以及登錄到遠程機器等。然而在汽車或飛機上是不可能通過有線介質與單位的網絡相連接的，這時候可能會對無線網感興趣了。雖然無線網與移動通信經常是聯(lián)系在一起的，但這兩個概念并不完全相同。表1 - 2給出了它們之間的對比。例如當便攜式計算機通過p c m c i a卡接入電話插口，它就變成有線網的一部分。另一方面，有些通過無線網連接起來的計算機的位置可能又是固定不變的，如在不便于通過有線電纜連接的大樓之間就可以通過無線網將兩棟大樓內的計算機連接在一起。
無線網特別是無線局域網有很多優(yōu)點，如易于安裝和使用。但無線局域網也有許多不足之處：如它的數(shù)據傳輸率一般比較低，遠低于有線局域網；另外無線局域網的誤碼率也比較高，而且站點之間相互干擾比較厲害。用戶無線網的實現(xiàn)有不同的方法。國外的某些大學在它們的校園內安裝許多天線，允許學生們坐在樹底下查看圖書館的資料。這種情況是通過兩個計算機之間直接通過無線局域網以數(shù)字方式進行通信實現(xiàn)的。另一種可能的方式是利用傳統(tǒng)的模擬調制解調器通過蜂窩電話系統(tǒng)進行通信。在國外的許多城市已能提供蜂窩式數(shù)字信息分組數(shù)據（ cellular digital packet data，c d p d）的業(yè)務，因而可以通過c d p d系統(tǒng)直接建立無線局域網。無線網絡是當前國內外的研究熱點，無線網絡的研究是由巨大的市場需求驅動的。無線網的特點是使用戶可以在任何時間、任何地點接入計算機網絡，而這一特性使其具有強大的應用前景。當前已經出現(xiàn)了許多基于無線網絡的產品，如個人通信系統(tǒng)（ personal communications y s t e m，p c s）電話、無線數(shù)據終端、便攜式可視電話、個人數(shù)字助理（ p d a）等。無線網絡的發(fā)展依賴于無線通信技術的支持。無線通信系統(tǒng)主要有：低功率的無繩電話系統(tǒng)、模擬蜂窩系統(tǒng)、數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、移動衛(wèi)星系統(tǒng)、無線l a n和無線wa n等。
計算機網絡計算機網絡的性能#p#分頁標題#e#計算機網絡的性能一般是指它的幾個重要的性能指標。但除了這些重要的性能指標外，還有一些非性能特征，它們對計算機網絡的性能也有很大的影響。
計算機網絡1．計算機網絡的性能指標性能指標從不同的方面來度量計算機網絡的性能。
（1）速率
計算機發(fā)送出的信號都是數(shù)字形式的。比特是計算機中數(shù)據量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。英文字bit來源于binary digit，意思是一個“二進制數(shù)字”，因此一個比特就是二進制數(shù)字中的一個1或0。網絡技術中的速率指的是連接在計算機網絡上的主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)據的速率，它也稱為數(shù)據率（data rate）或比特率（bit rate）。速率是計算機網絡中最重要的一個性能指標。速率的單位是bit/s（比特每秒）（即bit per second）?，F(xiàn)在人們常用更簡單的并且是很不嚴格的記法來描述網絡的速率，如100m以太網，它省略了單位中的bit/s，意思是速率為100mbit/s的以太網。
（2）帶寬
“帶寬”有以下兩種不同的意義。
① 帶寬本來是指某個信號具有的頻帶寬度。信號的帶寬是指該信號所包含的各種不同頻率成分所占據的頻率范圍。例如，在傳統(tǒng)的通信線路上傳送的電話信號的標準帶寬是3.1khz（從300hz到3.4khz，即話音的主要成分的頻率范圍）。這種意義的帶寬的單位是赫（或千赫，兆赫，吉赫等）。
② 在計算機網絡中，帶寬用來表示網絡的通信線路所能傳送數(shù)據的能力，因此網絡帶寬表示在單位時間內從網絡中的某一點到另一點所能通過的“最高數(shù)據率”。這里一般說到的“帶寬”就是指這個意思。這種意義的帶寬的單位是“比特每秒”，記為bit/s。
（3）吞吐量
吞吐量表示在單位時間內通過某個網絡（或信道、接口）的數(shù)據量。吞吐量更經常地用于對現(xiàn)實世界中的網絡的一種測量，以便知道實際上到底有多少數(shù)據量能夠通過網絡。顯然，吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制。例如，對于一個100mbit/s的以太網，其額定速率是100mbit/s，那么這個數(shù)值也是該以太網的吞吐量的絕對上限值。因此，對100mbit/s的以太網，其典型的吞吐量可能也只有70mbit/s。有時吞吐量還可用每秒傳送的字節(jié)數(shù)或幀數(shù)來表示。
（4）時延
時延是指數(shù)據（一個報文或分組，甚至比特）從網絡（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。時延是個很重要的性能指標，它有時也稱為延遲或遲延。網絡中的時延是由以下幾個不同的部分組成的。
① 發(fā)送時延。
發(fā)送時延是主機或路由器發(fā)送數(shù)據幀所需要的時間，也就是從發(fā)送數(shù)據幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。
因此發(fā)送時延也叫做傳輸時延。發(fā)送時延的計算公式是：
發(fā)送時延=數(shù)據幀長度（bit/s）/信道帶寬（bit/s）
由此可見，對于一定的網絡，發(fā)送時延并非固定不變，而是與發(fā)送的幀長（單位是比特）成正比，與信道帶寬成反比。
② 傳播時延。
傳播時延是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。傳播時延的計算公式是：
傳播時延=信道長度（m）/電磁波在信道上的傳播速率（m/s）
電磁波在自由空間的傳播速率是光速，即3.0×10km/s。電磁波在網絡傳輸媒體中的傳播速率比在自由空間要略低一些。
③ 處理時延。
主機或路由器在收到分組時要花費一定的時間進行處理，例如分析分組的首部，從分組中提取數(shù)據部分，進行差錯檢驗或查找適當?shù)穆酚傻?，這就產生了處理時延。
④ 排隊時延。
分組在經過網絡傳輸時，要經過許多的路由器。但分組在進入路由器后要先在輸入隊列中排隊等待處理。在路由器確定了轉發(fā)接口后，還要在輸出隊列中排隊等待轉發(fā)。這就產生了排隊時延。
這樣，數(shù)據在網絡中經歷的總時延就是以上四種時延之和：
總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延
（5）時延帶寬積
把以上討論的網絡性能的兩個度量—傳播時延和帶寬相乘，就得到另一個很有用的度量：傳播時延帶寬積，即時延帶寬積=傳播時延×帶寬。
（6）往返時間（rtt）
#p#分頁標題#e#在計算機網絡中，往返時間也是一個重要的性能指標，它表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認（接受方收到數(shù)據后便立即發(fā)送確認）總共經歷的時間。
當使用衛(wèi)星通信時，往返時間（rtt）相對較長。
（7）利用率
利用率有信道利用率和網絡利用率兩種。信道利用率指某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據通過），完全空閑的信道的利用率是零。網絡利用率是全網絡的信道利用率的加權平均值。
計算機網絡2．計算機網絡的非性能特征這些非性能特征與前面介紹的性能指標有很大的關系。
（1）費用
即網絡的價格（包括設計和實現(xiàn)的費用）。網絡的性能與其價格密切相關。一般說來，網絡的速率越高，其價格也越高。
（2）質量
網絡的質量取決于網絡中所有構件的質量，以及這些構件是怎樣組成網絡的。網絡的質量影響到很多方面，如網絡的可靠性、網絡管理的簡易性，以及網絡的一些性能。但網絡的性能與網絡的質量并不是一回事，例如，有些性能也還可以的網絡，運行一段時間后就出現(xiàn)了故障，變得無法再繼續(xù)工作，說明其質量不好。高質量的網絡往往價格也較高。
（3）標準化
網絡的硬件和軟件的設計既可以按照通用的國際標準，也可以遵循特定的專用網絡標準。最好采用國際標準的設計，這樣可以得到更好的互操作性，更易于升級換代和維修，也更容易得到技術上的支持。
（4）可靠性
可靠性與網絡的質量和性能都有密切關系。速率更高的網絡，其可靠性不一定會更差。但速率更高的網絡要可靠地運行，則往往更加困難，同時所需的費用也會較高。
（5）可擴展性和可升級性
網絡在構造時就應當考慮到今后可能會需要擴展（即規(guī)模擴大）和升級（即性能和版本的提高）。網絡的性能越高，其擴展費用往往也越高，難度也會相應增加。
（6）易于管理和維護
網絡如果沒有良好的管理和維護，就很難達到和保持所設計的性能。