计算机导论课后总结3

计算机网络

计算机网络是若干个在地理位置上不同的，具有独立计算能力的计算机和其他电子设备，通过各种各样的通信系统相连接形成的实现信息传输资源
共享的系统。

按照地理范围，计算机网络可以分为以下几类：
个域网（PAN）:允许设备围绕一个人的通信。比如说我的电脑，通过蓝牙和手机，耳机，手环等等相连，这就是个域网。如下图所示，往往有一个设备作为主设备，其他从设备可以与主设备通信，也可以互相通信。
局域网（LAN）:局域网覆盖范围通常是一个屋子，一栋楼等等，这个大家比较熟悉，可以细分为有限局域网和无线局域网等。
城域网（MAN），覆盖范围往往是一个城市。比较典型的是有线电视网。城域网通过接入点拉光纤等进入小区，在小区可以使用同轴电缆进入千家万户。
广域网（WAN）。它的覆盖范围很大，往往由核心城市组成一个大的网络，如下图所示。小的城市和大的城市相连，大的城市互相相连形成网络。覆盖中国的卫星网络就是一个广域网。

计算机网络的硬件组成有：
网络传输介质

双绞线：简称TP，将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭
绕而成，也因此把它称为双绞线。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP）和屏蔽双绞线(STP）。
同轴电缆：由绕在同一轴线上的两个导体组成。具有抗干扰能力强，连接简单等特点，信息传输速度可达每秒几百兆位，是中、高档局域网的首选
传输介质。
光纤：又称为光缆或光导纤维，由光导纤维纤芯、玻璃网层和能吸收光线的外壳组成。是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传
输介质。应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把
它变为电信号，经解码后再处理。与其它传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传
输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。具有不受外界电磁场的影响，无限制的带宽等特点，可以实现每秒万兆位的数据传送，尺寸小、重量轻，
数据可传送几百千米，但价格昂贵。
无线电波：指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。
微波：频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、
毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。

中继器

中继器是工作在物理层上的连接设备。适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的
距离。 中继器是对信号进行再生和还原的网络设备。

集线器

集线器是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。集线器是运作在OSI模型中的物理层。它可以视作多端口的中继器，
若它侦测到碰撞，它会提交阻塞信号。

交换机

交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以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。

路由器

路由器是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它
能够理解不同的协议，例如某个局域网使用的以太网协议，因特网使用的TCP/IP协议。这样，路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目
的地址，把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址，或者反之；再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把
非TCP/ IP网络连接到因特网上。

网络拓扑结构
常见的局域网拓扑结构可以划分为：总线型、环形、星形。其余的一些拓扑结构多是从这三种结构衍生或组合而来的。

总线型拓扑结构：
总线型拓扑结构通过一条传输线路将网络中的所有结点连接起来，这条线路称为总线。
特点：总线型拓扑结构结构简单，易实现，易维护，易扩充，但故障检测比较困难。
环形拓扑结构：
环型拓扑结构中各节点首尾相连形成一个闭合的环，环中的数据沿着一个方向绕环逐点传输。
特点：环型拓扑结构的抗故障性好，但网络中的任意一个结点或一条传输媒介出现故障都将导致整个网络出现故障。
树形拓扑结构：
树型拓扑结构是一种类似于总线型拓扑结构的局域网拓扑。树形网络可以包含分支，每个分支又可包含多个结点。
特点：树型拓扑结构易于扩展，并与故障隔离，但对根结点的依赖性很大。

计算机网络体系结构

OSI七层参考模型
为把在一个网络结构下开发的系统与在另一个网络结构下开发的系统互联起来，以实现更高一级的应用，使异种机之间的通信成为可能，便于网络结构标准化，国际标准化组织（ISO）于1984年形成了开放系统互连参考模型OSI/RM（Open Systems Interconnection Reference Model，简称OSI）的正式文件。
OSI从逻辑上，把一个网络系统分为功能上相对独立的7个有序的子系统，这样OSI体系结构就由功能上相对独立的7个层次组成，如图1所示。它们由低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

TCP/IP参考模型
20世纪70年代初期，美国国防部高级研究计划局（ARPA）为了实现异种网之间的互联与互通，大力资助网络技术的研究开发工作。ARPANET开始使用的是一种称为网络控制协议（network control protocol，NCP）的协议。随着ARPANET的发展，需要更为复杂的协议。
1973年，引进了传输控制协议TCP，随后，在1981年引入了网际协议IP。1982年，TCP和IP被标准化成为TCP/IP协议组，1983年取代了ARPANET上的NCP，并最终形成较为完善的TCP/IP体系结构和协议规范。
TCP/IP（transmission control protocol/internet protocol，传输控制协议/网际协议）由它的2个主要协议即TCP协议和IP协议而得名。TCP/IP是Internet上所有网络和主机之间进行交流时所使用的共同“语言”，是Internet上使用的一组完整的标准网络连接协议。通常所说的TCP/IP协议实际上包含了大量的协议和应用，且由多个独立定义的协议组合在一起，因此，更确切地说，应该称其为TCP/IP协议集。
TCP/IP共有4个层次，它们分别是网络接口层、网际层、传输层和应用层。

云计算

云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器
组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。

云计算的可贵之处在于高灵活性、可扩展性和高性比等，与传统的网络应用模式相比，其具有如下优势与特点：
1、虚拟化技术。
必须强调的是，虚拟化突破了时间、空间的界限，是云计算最为显著的特点，虚拟化技术包括应用虚拟和资源虚拟两种。众所周知，物理平台与应用部署的环境在空间上是没有任何联系的，正是通过虚拟平台对相应终端操作完成数据备份、迁移和扩展等。
2、动态可扩展。
云计算具有高效的运算能力，在原有服务器基础上增加云计算功能能够使计算速度迅速提高，最终实现动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。
3、按需部署。
计算机包含了许多应用、程序软件等，不同的应用对应的数据资源库不同，所以用户运行不同的应用需要较强的计算能力对资源进行部署，而云计算平台能够根据用户的需求快速配备计算能力及资源。
4、灵活性高。
目前市场上大多数IT资源、软、硬件都支持虚拟化，比如存储网络、操作系统和开发软、硬件等。虚拟化要素统一放在云系统资源虚拟池当中进行管理，可见云计算的兼容性非常强，不仅可以兼容低配置机器、不同厂商的硬件产品，还能够外设获得更高性能计算。
5、可靠性高。
倘若服务器故障也不影响计算与应用的正常运行。因为单点服务器出现故障可以通过虚拟化技术将分布在不同物理服务器上面的应用进行恢复或利用动态扩展功能部署新的服务器进行计算。
6、性价比高。
将资源放在虚拟资源池中统一管理在一定程度上优化了物理资源，用户不再需要昂贵、存储空间大的主机，可以选择相对廉价的PC组成云，一方面减少费用，另一方面计算性能不逊于大型主机。
7、可扩展性。
用户可以利用应用软件的快速部署条件来更为简单快捷的将自身所需的已有业务以及新业务进行扩展。如，计算机云计算系统中出现设备的故障，对于用来说，无论是在计算机层面上，亦或是在具体运用上均不会受到阻碍，可以利用计算机云计算具有的动态扩展功能来对其他服务器开展有效扩展。这样一来就能够确保任务得以有序完成。在对虚拟化资源进行动态扩展的情况下，同时能够高效扩展应用，提高计算机云计算的操作水平。

服务类型
通常，它的服务类型分为三类，即基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。这3种云计算服务有时称为云计算堆栈，因为它们构建堆栈，它们位于彼此之上，以下是这三种服务的概述：
1、基础设施即服务IaaS)
基础设施即服务是主要的服务类别之一，它向云计算提供商的个人或组织提供虚拟化计算资源，如虚拟机、存储、网络和操作系统。
2、平台即服务(PaaS)
平台即服务是一种服务类别，为开发人员提供通过全球互联网构建应用程序和服务的平台。Paas为开发、测试和管理软件应用程序提供按需开发环境。
3、软件即服务(SaaS)
软件即服务也是其服务的一类，通过互联网提供按需软件付费应用程序，云计算提供商托管和管理软件应用程序，并允许其用户连接到应用程序并通过全球互联网访问应用程序。

物联网

物联网是指通过 各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、 连接、
互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛
在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通
物理对象形成互联互通的网络。

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