计算机网络的组成和体系结构

一、计算机网络的基本组成

计算机网络是一个很复杂的系统，它由许多计算机软件、硬件和通信设备组合而成。下面对一个计算机网络所需的主要部分，即服务器、工作站、外围设备、网络软件作简要介绍。

1服务器（Server）

在计算机网络中，服务器是整个网络系统的核心，一般是指分散在不同地点担负一定数据处理任务和提供资源的计算机，它为网络用户提供服务并管理整个网络，它影响着网络的整体性能。一般在大型网络中采用大型机、中型机和小型机作为网络服务器，可保证网络的可靠性。对于网点不多，网络通信量不大，数据安全性要求不太高的网络，可以选用高档微机作网络服务器。根据服务器在网络中担负的网络功能的不同，又可分为文件服务器、通信服务器和打印服务器等。在小型局域网中，最常用的是文件服务器。一般来说网络越大、用户越多、服务器负荷越大，对服务器性能要求越高。

2工作站（Workstation）

工作站有时也称为“节点”或“客户机（Client）”，是指通过网络适配器和线缆连接到网络上的计算机，是网络用户进行信息处理的个人计算机。它和服务器不同，服务器是为整个网络提供服务并管理整个网络，而工作站只是一个接入网络的设备，它保持原有计算机的功能，作为独立的计算机为用户服务，同时又可按一定的权限访问服务器，享用网络资源。

工作站通常都是普通的个人计算机，有时为了节约经费，不配软、硬盘，称为“无盘工作站”。

3网络外围设备

是指连接服务器和工作站的一些连线或连接设备，如同轴电缆、双绞线、光纤等传输介质，网卡（NIC）、中继器（Repeater）、集线器（Hub）、交换机（Switch）、网桥（Bridge）等，又如用于广域网的设备：调制解调器（Modem）、路由器（Router）、网关（Gateway）等，接口设备：T型头、BNC连接器、终端匹配器、RJ45头、ST头、SC头、FC头等。

4网络软件

前面介绍的都是网络硬件设备。要想网络能很好地运行，还必须有网络软件。

通常网络软件包括网络 *** 作系统（NOS）、网络协议软件和网络通信软件等。其中，网络 *** 作系统是为了使计算机具备正常运行和连接上网的能力，常见的网络 *** 作系统有UNIX、Linux、Novell Netware、Windows NT、Windows 2000 Server、Windows XP等；网络协议软件是为了各台计算能使用统一的协议，可以看成是计算机之间相互会话使用的语言；而运用协议进行实际的通信则是由通信软件完成的。

网络软件功能的强弱直接影响到网络的性能，因为网络中的资源共享、相互通信、访问控制和文件管理等都是通过网络软件实现的。

二、计算机网络的拓扑结构

所谓计算机网络的拓扑结构是指网络中各结点（包括连接到网络中的设备、计算机）的地理分布和互连关系的几何构形，即网络中结点的互连模式。

网络的拓扑结构影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等指标，常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型等，通过使用路由器和交换机等互连设备，可在此基础上构建一个更大网络。

1总线型

在总线型结构中，将所有的入网计算机接入到一条通信传输线上，为防止信号反射，一般在总线两端连有终端匹配器如图6-1（a）。总线型结构的优点是信道利用率高，可扩充性好，结构简单，价格便宜。当数据在总线上传递时，会不断地“广播”，第一节点均可收到此信息，各节点会对比数据送达的地址与自己的地址是否相同，若相同，则接收该数据，否则不必理会该数据。缺点是同一时刻只能有两个网络结点在相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳的节点数有限。在总线上只要有一个结点连接出现问题，会影响整个网络运行，且不易找到故障点。

图6-1 网络拓扑结构

2星型

在星型结构中，以中央结点为中心，其他结点都与中央结点相连。每台计算机通过单独的通信线路连接到中央结点，由该中央结点向目的结点传送信息，如图6-1（b），因此，中央结点必须有较强的功能和较高的可靠性。

在已实现的网络拓扑结构中，这是最流行的一种。跟总线型拓扑结构相比，它的主要的优势是一旦某一个电缆线段被损坏了，只有连接到那个电缆段的主机才会受到影响，结构简单，建网容易，便于管理。缺点是该拓扑是以点对点方式布线的，故所需线材较多，成本相对较高，此外中央结点易成为系统的“瓶颈”，且一旦发生故障，将导致全网瘫痪。

3环型

在环型结构中，如图6-1（c）所示，各网络结点连成封闭环路，数据只能是单向传递，每个收到数据包的结点都向它的下一结点转发该数据包，环游一圈后由发送结点回收。当数据包经过目标结点时，目标结点根据数据包中的目标地址判断出是自己接收，并把该数据包拷贝到自己的接收缓冲中。

环型拓扑结构的优点是：结构简单，网络管理比较简单，实时性强。缺点是：成本较高，可靠性差，网络扩充复杂，网络中若有任一结点发生故障都会使整个网络瘫痪。

三、计算机网络的体系结构

要弄清网络的体系结构，需先弄清网络协议是什么。

网络协议是两台网络上的计算机进行通信时使用的语言，是通信的规则和约定。为了在网络上传输数据，网络协议定义了数据应该如何被打成包、并且定义了在接收数据时接收计算机如何解包。在同一网络中的两台计算机为了相互通信，必须运行同一协议，就如同两个人交谈时，必须采用对方听得懂的语言和语速。

由于网络结点之间的连接可能是很复杂的，因此，为了减少协议设计的复杂性，在制定协议时，一般把复杂成分分解成一些简单成分，再将它们复合起来，而大多数网络都按层来组织，并且规定：（1）一般是将用户应用程序作为最高层，把物理通信线路作为最低层，将其间再分为若干层，规定每层处理的任务，也规定每层的接口标准；（2）每一层向上一层提供服务，而与再上一层不发生关系；（3）每一层可以调用下一层的服务传输信息，而与再下一层不发生关系。（4）相邻两层有明显的接口。

除最低层可水平通信外，其他层只能垂直通信。

层和协议的集合被称为网络的体系结构。为了帮助大家理解，我们从现实生活中的一个例子来理解网络的层次关系。假如一个只懂得法语的法国文学家和一个只懂得中文的中国文学家要进行学术交流，那么他们可将论文翻译成英语或某一种中间语言，然后交给各自的秘书选一种通信方式发给对方，如图6-2所示。

图6-2 中法文学家学术交流方式

下面介绍两个重要的网络体系结构：OSI参考模型和TCP/IP参考模型。

1OSI参考模型

由于世界各大型计算机厂商推出各自的网络体系结构，不同计算机厂商的设备相互通信困难。为建立更大范围内的计算机网络，必然要解决异构网络的互连，因而国际标准化组织ISO于1977年提出“开放系统互连参考模型”，即著名的OSI（Open system interconnection/Reference Model）。它将计算机网络规定为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层等七层，受到计算机界和通信界的极大关注。

2TCP/IP参考模型

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet protocol）协议是Internet使用的通信协议，由ARPANET研究中心开发。TCP/IP是一组协议集（Internet protocol suite），而TCP、IP是该协议中最重要最普遍使用的两个协议，所以用TCP/IP来泛指该组协议。

TCP/IP协议的体系结构被分为四层：

（1）网络接口层 是该模型的最低层，其作用是负责接收IP数据报，并通过网络发送出去，或者从网络上接收网络帧，分离IP数据报。

（2）网络层 IP协议被定义驻留在这一层中，它负责将信息从一台主机传到指定接收的另一台主机。主要功能是：寻址、打包和路由选择。

（3）传输层 提供了两个协议用于数据传输，即传输控制协议TCP和通用数据协议UDP，负责提供准确可靠和高效的数据传送服务。

（4）应用层 位于TCP/IP最高层，为用户提供一组常用的应用程序协议。例如：简单邮件传输协议SMTP、文件传协议FTP、远程登录协议Telnet、超文本传输协议>

图6-3是TCP/IP模型和OSI模型的简单比较：

图6-3 TCP/IP模型和OSI模型的对比

从应用角度讲，只要将具有独立功能的多台计算机连接在一起，就能够实现各种计算机间信息的互相交换，并可共享计算机资源的系统便可称为网络。
计算机网络涉及计算机和通讯。计算机网络一般有服务器、工作站、外围设备和通信协议组成：
（1）服务器：是整个网络的核心。有文件服务器，通信服务器，备份服务器，打印服务器，其中最常用的是文件服务器；
（2）工作站：指连接到网络上的计算机。工作站只是一个接入网络的设备，接入和离开对网络系统不会产生影响，又被称为“结点”或“客户机”；
（3）外围设备：是连接服务器与工作站的一些连线或连接设备。常用的连线有同轴电缆、双绞线、光缆等，连接设备有网卡、HUB（集线器）、交换机等。

服务器即为客户提服务的计算机工作站是使用服务器上的服务的客户机
服务器所提供的服务是多种多样的web服务器提供网站服务器,而去浏览此网站的客户机其实就是一种工作站,email服务器提供电子邮件服务器,而使用此服务器客户机就是一个电子邮件工作站不管你是否是使用的web邮箱还是outlook,还是foxmail都是电子邮件工作站还有很同多很多类似的环境,我们其实每一天都在用这样的环境比如你玩的网游也是由网游公司提供游戏服务环境而你用你的计算机下载的客户端也是一种服务器和工作站的关系这个模式是C/S,C是CLIENT的缩写
S是SERVER缩写
至于你说的其它互联设备不知道你说的什么类的设备因为太多了路由防火交换,SHD,FDDI,VOIP等等太多太多每一个环境一种设备都有自己的不同的功能和用处

给您介绍一下三者的定义,在您看过之后自然知道它们之间的区别了~
第一,工作站的定义:
工作站是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能。
工作站根据软、硬件平台的不同，一般分为基于RISC（精简指令系统）架构的UNIX系统工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。
UNIX工作站是一种高性能的专业工作站，具有强大的处理器（以前多采用RISC芯片）和优化的内存、I/O(输入/输出)、图形子系统，使用专有的处理器（Alpha、MIPS、Power等）、内存以及图形等硬件系统，专有的UNIX *** 作系统，针对特定硬件平台的应用软件，彼此互不兼容。
PC工作站则是基于高性能的X86处理器之上，使用稳定的Windows NT及Windows2000、WINDOWS XP等 *** 作系统，采用符合专业图形标准（OpenGL）的图形系统，再加上高性能的存储、I/O（输入/输出）、网络等子系统，来满足专业软件运行的要求；以NT、WIN2000、XP为架构的工作站采用的是标准、开放的系统平台，能最大程度的降低拥有成本。
另外，根据体积和便携性，工作站还可分为台式工作站和移动工作站。
台式工作站类似于普通台式电脑，体积较大，没有便携性可言，但性能强劲，适合专业用户使用。
移动工作站其实就是一台高性能的笔记本电脑。但其硬件配置和整体性能又比普通笔记本电脑高一个档次
个人的计算机和大学里的电子阅览室都算工作站
第二,服务器的定义:
服务器是计算机的一种，它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，它在网络 *** 作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机、Modem及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务。
从上面的介绍可以看出，服务器首先是一种计算机，只不过是能提供各种共享服务――如硬盘空间、数据库、文件、打印等――的高性能计算机。它的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。
目前，按照体系架构来区分，服务器主要分为两类：
ISC（精简指令集）架构服务器，使用RISC芯片并且主要采用UNIX *** 作系统的服务器，如Sun公司的SPARC、HP公司的PA－RISC、DEC的Alpha芯片、SGI公司的MIPS等。
IA架构服务器，又称CISC（复杂指令集）架构服务器，即通常所讲的PC 服务器，它是基于PC机体系结构，使用Intel或与其兼容的处理器芯片的服务器，如联想的万全系列服务器，HP公司的Netserver系列服务器等。
从当前的网络发展状况看，以"小、巧、稳"为特点的IA架构的PC服务器凭借可靠的性能、低廉的价格，得到了更为广泛的应用 ，在互联网和局域网内更多的完成文件服务、打印服务、通讯服务、WEB服务、电子邮件服务、数据库服务、应用服务等主要应用。
作为整个网络运行的基石，服务器发挥着举足轻重的作用，所以对服务器技术及其应用模式的了解，是深入了解和掌握网络技术的基础。
第三,磁盘阵列的定义：
磁盘阵列是一种把若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。冗余磁盘阵列RAID(Redundant Array of Independent Disks)技术1987年由加州大学伯克利分校提出，最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用（当时RAID称为Redundant Array of Inexpensive Disks 廉价的磁盘阵列），同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术。
磁盘阵列的工作原理与特征是这样的:
RAID的基本结构特征就是组合(Striping)，捆绑2个或多个物理磁盘成组，形成一个单独的逻辑盘。组合套(Striping Set)是指将物理磁盘组捆绑在一块儿。在利用多个磁盘驱动器时，组合能够提供比单个物理磁盘驱动器更好的性能提升。 数据是以块(Chunks)的形式写入组合套中的，块的尺寸是一个固定的值，在捆绑过程实施前就已选定。块尺寸和平均I/O需求的尺寸之间的关系决定了组合套的特性。总的来说，选择块尺寸的目的是为了最大程度地提高性能，以适应不同特点的计算环境应用。

磁盘阵列的优点：
磁盘阵列有许多优点：首先，提高了存储容量；其次，多台磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率；RAID技术确实提供了比通常的磁盘存储更高的性能指标、数据完整性和数据可用性，尤其是在当今面临的I/O总是滞后于CPU性能的瓶颈问题越来越突出的情况下，RAID解决方案能够有效地弥补这个缺口。
磁盘阵列技术的介绍：
RAID技术是一种工业标准，各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种，RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1和RAID 5，我们常见的主板自带的阵列芯片或阵列卡能支持的模式有：RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1。
1) RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化，它将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘做读写动作，但是不具备备份及容错能力，具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点，在理论上可以提高磁盘子系统的性能。
2) RAID 1是两块硬盘数据完全镜像，可以提高磁盘子系统的安全性，技术简单，管理方便，读写性能均好。但它无法扩展（单块硬盘容量），数据空间浪费大，严格意义上说，不应称之为“阵列”。
3) RAID 0＋1综合了RAID 0和RAID 1的特点，独立磁盘配置成RAID 0，两套完整的RAID 0互相镜像。它的读写性能出色，安全性高，但构建阵列的成本投入大，数据空间利用率低，不能称之为经济高效的方案。
常见的阵列卡芯片有三种：Promise（乔鼎信息）、highpoint、ami（美商安迈）。这三种芯片都有主板集成或独立的阵列卡这二种形式的产品。我们主要用到的是Promise阵列卡，经过测试在无盘中稳定，并且不容易坏Promise常见的阵列芯片有：Promise Fasttrak 66、Fasttrak 100、Fasttrak 133、20262、20265、20267、20270、Fasttrak TX2、Fasttrak TX4、Fasttrak TX2000,TX4000Highpoint常见的阵列芯片有：highpoint 370、370a、372、372a。AMI / LSI Logic MegaRAID 这种芯片的产品我们用得很少，现在知道的有艾崴 WO2-R主板上集成了American Megatrends MG80649 控制器，其阵列卡的产品也没有使用过。
组建磁盘阵列需要注意的地方：
1) 用来创建磁盘阵列的硬盘一般需成对使用。

2) 强烈建议使用型号、容量、品牌均一致的四个硬盘来做阵列。
3) 阵列卡和一部分集成的阵列芯片支持双阵列，当您使用四个硬盘来做阵列时，建议设置为双阵列。但如果主板集成的是Promise类芯片，几乎都不支持创建双阵列。
(4)没有安装对应的阵列驱动程序或驱动程序不对，而又设置为由阵列启动时，NT服务器启动时将会蓝屏。任何创建阵列或者重建阵列的 *** 作都将清除硬盘或者阵列上的所有现有数据!
阵列卡的作用，简单的一句话就是加快网吧的速度，本为一个IDE的硬盘在带30以上就会造成瓶颈，速度就会慢下来，想提高速度一定得做阵列，这样不但速度快，以后加机器也不会有太大的影响。
做磁盘阵列常见的误区：
阵列的一个误区就是大家还是把磁盘分开来看，作为阵列，你只能把做阵列的硬盘当成一个大的硬盘！在拷盘前我们用SFDISK（或者用其它分区软件，不用FDISKEXE，因为FDISKEXE只认80G，而一般做阵列后，硬盘都大于80G）对其进行分区，然后用GHOST将盘刻到阵列硬盘上面！
只要硬盘的位置与数据线不脱离，阵列卡如果换同名的阵列卡，其内容是不会改变的，因为阵列卡中相关参数设置保存在了硬盘当中
说了很多,只希望能够对您有用~

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