第1章計算機網絡基本知識

通過本章的學習，可以使讀者對計算機網絡的產生、發展、分類、

工作模式、主要應用等有一個較為完整的認識，為今后進一步深入學習

計算機網絡的知識打下堅實的基礎。

?重點：

-計算機網絡的產生和發展

-計算機網絡的分類

-計算機網絡的工作模式

-計算機網絡的應用

?難點：

-計算機網絡的分類

-計算機網絡的工作模式

1.1計算機網絡的產生和發展

計算機網絡是計算機科學技術與通信技術相結合的產物，它已廣泛

地應用于社會的各個方面。在各種信息交換系統，大型企事業的管理信

息系統，辦公自動化系統，生產及科研系統，金融財貿系統，等等，到

處都有大大小小的計算機網絡在應用。計算機網絡已成為現代高科技的

一個重要組成部分。

隨著半導體技術（主要是大規模集成電路LSI和超大規模集成電路

VLSI技術）的不斷發展，計算機網絡迅速地擴展到計算機和通信兩個領

域。一方面通信網絡為計算機之間數據的傳輸和交換提供了必要的手段,

另一方面數字信號技術的發展又推進了通信網絡的各項性能的提高。

1.1.1計算機網絡概述

計算機網絡(ComputerNetwork)是利用通信線路和通信設備將地理上分散

并獨立的計算機系統互相連接起來，并實現數據通信和資源共享。計算機網絡是

涉及計算機硬件、軟件和通信、信息處理以及信息工程學的綜合性學科，是計算

機技術與計算機通信技術相結合的產物，它利用計算機技術進行存儲和加工，利

用通信技術傳播信息，奠定了信息化社會發展的技術基礎。

從技術上講，計算機網絡是計算機技術和通信技術相結合的產物。通過計算

機來處理各種數據，再通過各種通信線路實現數據的傳輸。從組成結構來講，計

算機網絡是通過外圍設備和連線，將分布在相同或不同地域的多臺計算機連接在

?起所形成的集合。從應用的角度講，只要將具有獨立功能的多臺計算機連接

在一起，能夠實現各計算機間信息的交換，并可共享計算機資源的系統便可稱為

網絡。

將同一房間中兩臺計算機互連后所形成的是計算機網絡，將同一辦公部門的

多臺計算機互連后所形成的是計算機網絡，將同一幢或相鄰幾幢大樓里的計算機

互連后所形成的還是計算機網絡，依此類推，將同一城市中分布在不同地區的計

算機互連后所形成的是計算機網絡，將遍及全球不同角落的計算機互連后所形成

的同樣是計算機網絡。由此可以看出，計算機網絡不存在地域的限制，只要根據

連接距離的遠近采取不問的連接方式，都可以實現不同計算機之間的互連，并進

行計算機之間的通信和資源共享。

1.1.2計算機網絡的發展及特點

自從1946年世界上第一臺計算機(ENIAC)問世以來，計算機的發展已經歷

了電子管、晶體管、集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路幾個階段。

而計算機網絡最早出現在20世紀50年代，其網絡雛形是計算機一終端系統，

它把多臺遠程終端設備通過通信線路連接到一臺中央計算機上，以實現遠程集中

處理。隨著計算機技術和通信技術的不斷發展，計算機網絡經歷了從簡單到復雜,

從單機到多機的發展過程，到目前為止，其發展歷程可分為4個階段。

1、第一代計算機網絡的產生和發展

第一代：以主機為中心。人們利用通信線路、線路控制器、多重線路控制器

以及公用電話網等設備，將一臺計算機與若干個用戶終端相連接，用戶通過終端

命令以交互方式使用計算機系統，從而將單一計算機系統的各種資源分散到了每

個用戶中。

1946年世界上第一臺計算機(ENIAC)問世，此后的幾年中，由于計算機的

價格較高且數量有限，還沒有人會想到將多臺計算機連接起來，并實現不同計算

機之間的通信。至1954年，隨著一種既能發送信息又能接收信息的終端設備一一

收發器(Transceiver)的研制成功，人們實現了將穿孔卡片上的數據通過電話線

路發送到遠程計算機上的夢想。此后，電傳打字機也作為遠程終端與計算機實現

了相連，用戶可以在遠程的電傳打字機上鍵入自己的程序，經計算機處理后，程

序又指揮計算機將處理結果再傳送給電傳打字機，并在電傳打字機上打印輸出。

(1)使用線路控制器的計算機網絡

因為早期的計算機是為成批處理信息而設計的，所以當計算機在和遠程終端

相連時，必須在計算機上安裝一個叫做線路控制器(LineController)的設備，同

時在線路的兩端還必須各安裝一臺調制解調器，如圖1.1所示。

vWVi

圖1.1通過線路控制器及調制解調器連接的網絡

因為電話線路本來是為傳送模擬的語音信號而設計的，它不適合于傳送計算

機的數字信號，使用調制解調器的主要作用就是把計算機或終端的數字信號轉換

成可以在電話線路上傳送的模擬信號，同時將從電話線路上接收到的模擬信號轉

換成計算機或終端可以處理的數字信號。

早期的線路控制器只能通過一條通信線路和一個遠程的終端互連，隨著遠程

終端數量的增多，為了避免一臺計算機同時使用多個線路控制器，在20世紀60年

代初便出現了如圖1.2所示的多重線路控制器(MultilineController)o通過多重線

路控制器，一臺計算機可以通過公用電話網與多個終端相連。

圖1.2通過多重線路控制器及調制解調器連接的網絡

(2)使用前端處理機的計算機網絡

大家知道，計算機最初主要用于科學計算。然而，隨著網絡的出現和應用，

人們逐漸發現計算機在非數值處理方面的應用遠比純粹的科學計算廣泛得多，也

就是說人們已認識到了計算機在通信中的價值。然而，多重線路控制器嚴重限制

了網絡中用戶數量的增加，每當增加一個新用戶時，都需要對多重線路控制器進

行軟件和硬件的修改和重新配置，有些程序還需要重新編寫。另外，多重線路控

制器和線路控制器要占用大量的計算機資源，使計算機增加了相當大的額外開銷。

囪此，人桁又研制出了前端處境機(FrontEndProcessor,FED),筒球為前端機。

前端機可以完成全部的通信任務，而將計算機解放出來專門進行數據的處理，這

樣就大大減輕了計算機的額外開銷。圖L3所示的是通過一臺前端機與多個遠程終

端相連的結構。

圖1.3使用前端處理機的計算機網絡

(3)使用集中器的計算機網絡

遠程終端數量的不斷增加，使通信費用也隨之增加。為了節約通信費用，可

在遠程終端密集的地方安裝一個集中器(Concentrator)。集中器和前端機的功能

有相似之處，也是一種通信處理機，它的一端用多條低速線路與各終端相連，另

一端則用一條高速率的線路與汁算機相連，如圖1.4所示。集中器可以利用一些終

端的空閑時間來傳送其他處于工作狀態終端的數據，明顯降低了通信線路的費用。

另外，由于集中器距離終端較近，所以在集中器與終端之間可以省去調制解調器。

圖1.4使用集中器的計算機網絡

收發器、前端機和集中器的使用，標志著第一代計算機網絡的問世。很顯然,

第一代計算機網絡的結構和工作方式都非常簡單，但是其中的許多網絡至今仍在

使用著。

2、第二代計算網絡產生和發展

第二代：以通信子網為核心，在計算機通信網絡的基礎上，完成網絡體系結

構與協議的研究，形成了計算機網絡。

第二代計算機網絡產生于1969年。第一代計算機網絡是面向終端的，是一種

以單個計算機為中心的星型網絡，各終端通過通信線路共享主機的硬件和軟件資

源，如圖1.5所示。而第二代計算機網絡則強調了網絡的整體性，用戶不僅可以共

享與之直接相連的主機的資源，而且還可以通過通信子網共享其他主機或用戶的

軟、硬件資源，如圖1.6所示。

在談到第二代計算機網絡時，必須強調分組交換(PacketSwitching)概念。

分組交換也稱為包交換，它產生于第二代計算機網絡，同樣是現代計算機網絡的

技術基礎。然而，在分組交換出現之前，計算機網絡還使用過電路交換

(Circuitswitching)的通信方式，下面分別介紹電路交換和分組交換的特點。

圖1.5以單個主機為中心的星型網絡

(1)電路交換

以電話為例，如果在所有用戶之間架設直達的線路對通信線路的資源是極大

的浪費，所以必須依靠交換機實現用戶之間的互連。一百多年來，電話交換機已

經歷了多次技術上的更新，從人工接續、步進制、縱橫制到現在廣泛使用的程序

控制交換機(程控交換機)，但其本質始終未發生變化，都是采用電路交換方式。

電路交換也可稱之為線路交換，從通信資源的分配來看，電路交換是預先分配傳

輸帶寬。用戶在開始通話之前，先要申請(一般通過撥號)建立一條從發送端到

接收端的物理通路，只有在物理通路建立之后雙方才能互相通話。在通話的全部

時間里，用戶終端占用端到端的固定傳輸帶寬。

由此可見，電路交換方式對計算機之間或計算機與終端之間的數據通信存在

著明顯的限制。這是因為計算機中數據的傳輸具有突發性和間歇性，當使用電路

交換方式時，通信雙方要長久占用通信線路，這將造成很大的資源浪費。另外，

電路交換中雙方建立通路的時間過長，不適合于現代計算機之間的通信要求。所

以，電路交換一般只能用于電話，現代計算機通信已不再使用。

(2)分組交換

分組交換是現代計算機網絡的理論基礎。圖1.6所示的是一個分組交換的示意

圖，當其中一臺主機要向另一臺或多臺主機發送數據時，首先將要發送的數據分

成一個個等長的分組，或稱為數據段或數據包，然后再將這些等長的數據包一個

接一個地發送出去。當數據包送往通信子網時，數據包可以選擇不同的鏈路進行

傳輸，直到到達目的主機為止。需要說明的是，當數據包在通信子網中傳輸時，

已建立的通信鏈路并不被目前的通信雙方所占用，在數據包傳輸的空閑期間這條

鏈路仍然可以被其他主機用來傳輸數據包。分組交換中的通信子網也稱為分組交

換網。

從以上的介紹可以看出，分組交換方式非常適合計算機之間突發性和間歇性

數據的傳輸方式，可大大提高通信線路的利用率。所以，現代計算機網絡仍然使

用分組交換方式。第二代計算機網絡的工作方式一直延續到了現在。

3、第三代計算機網絡的產生和發展

第三代：建立OSI參考模型，加速了體系結構與協議國際標準化的研究與應

用。

早期計算機之間的組網是有條件的，在同一網絡中只能存在同一廠家生產的

計算機，其他廠家生產的計算機無法接入。這種現象的出現，一方面與當時的條

件有關，因為當時的計算機還遠不如現在這樣普及，一個人用戶能夠用上一臺計

算機就算不錯了，根本談不上實現計算機之間的互連；另一方面也與未建立相關

的標準有關，當時的計算機網絡只是部分高等學校或科研機構針對自己的工作特

點所建立的，還未能在大范圍內（如不同的單位之間）進行連接，他們各自為政,

缺乏統一的標準。針對這種情況，出現了第三代計算機網絡，第三代計算機網絡

的特點是制定了統一的不同計算機之間互連的標準，從而實現了不同廠家生產的

計算機之間互連成網。

1977年，國際標準化組織成立了一個專門機構，提出了各種計算機能夠在世

界范圍內互連成網的標準框架，即著名的開放系統互聯基本參考模型OSI/RM

（OpenSystemInterconnect/ReferenceModel）,簡稱為OSI。OSI模型共分為七

層，從下到上依次是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和

應用層，如圖1.7所示。OSI參考模型的提出，解決了不同廠家生產的計算機之間

的互連問題，同時也解決了運行有不同操作系統的兩臺計算機之間的互連問題

（如圖1.8所示）。OSI模型的提出，為計一算機網絡技術的發展開創了一個新紀

元。現代的計算機網絡便是以OSI模型為標準進行工作的。對于許多初學計算機網

絡的人來說，OSI模型顯得非常抽象，為此下面將OSI七層模型中每一層的功能用

較直觀的語言表述。

（1）物理層：計算機之間使用何種介質進行連接。應用層

（2）數據鏈路層：數據采取什么方式進行傳輸。表不層

（3）網絡層：走哪一條路才可以到達對方。

（4）傳輸層：對方在什么地方。傳輸層

（5）會話層：對方是誰。網絡層

（6）表示層：對方看起來像什么。數據璉路層

（7）應用層：應該做什么。物理層

圖1.7OSI參考模型

Windows2000ServerUNIX

應用層應用層

表示層

表示層

會話層會話層

傳輸層傳輸層

網絡層網絡層

Layer1

數據捱路層數據鏈路層

物理層物理層

圖1.8網絡操作系統與OSI模型之間的關系

4、第四代計算機網絡的產生和發展

第四代：計算機網絡向互連、高速、智能化方向發展，并獲得廣泛的應用。

第四代計算機網絡是在進入90年代后，隨著數字通信的出現而產生的，其特

點是綜合化和高速化。

綜合化是指采用交換的數據傳送方式將多種業務綜合到一個網絡中完成。例

如人們一直在使用一種與計算機網絡很不相同的電話網傳送語音信息，但是，現

在已經可以將多種業務，如語音、數據、圖像等信息以二進制代碼的數字形式綜

合到一個網絡之中進行傳送。這樣的網絡就叫做綜合業務數字網ISDN（現在電信

部門所提供的“一線通”即為ISDN中的一種通信方式B-ISDN,即窄帶ISDN）。

在ISDN推出后不久，可在同一條線路中傳輸多種媒體的ADSL（異步數據傳輸模

型）和CableModem（線纜調制解調器）等技術也相繼投入了使用。

網絡的高速化在近年來顯得非常突出。如今大家在組建家庭、辦公室或網吧

等小型網絡時，多采用100Mbit/s的連接設備，10Mbit/s的網絡已很少使用，

在一些大中型網絡中還廣泛使用1000Mbit/s的設備，另外運行速度達10000Mbit

/s（10Gbit/s）的萬兆位以太網標準也正在制定中，且相關產品即將投入使用。

另外，可實現網絡遠距離連接的技術和產品也非常豐富。在進行計算機網絡的遠

距離連接時，除可以使用高速的光纖和無線連接之外，基于普通電話線的ADSL技

術可實現9Mbit/s的連接速度；基于有線電視網絡的CableModem技術可實現最高

達30Mbit/s的連接速度。

網絡向綜合化和高速化發展是與多媒體技術的迅速發展分不開的。

1.2計算機網絡的分類

對事物進行分類都是依據事物的某一屬性進行的。由于事物往往有

多種屬性，因此就有多種不同的分類方法。對計算機網絡的分類也是如

此，從不同的角度，按照不同的屬性有不同的分類方法。

常用的分類方法有：按照網絡的覆蓋范圍分類，按照網絡的連接方

式分類，按照網絡協議分類，按照通信子網的傳輸形式分類等，例如從

網絡的交換角度可以把計算機網絡分為電路交換、報文交換、分組交換

和混合交換（同時采用電路交換和分組交換）等4種。但目前大多是根據

地域范圍的大小來劃分網絡，根據地域范圍的大小可將計算機網絡分為

局域網和廣域網兩種。

1.2.1局域網(LAN)

局域網(LAN,LocalAreaNetwork)也叫局部網絡，是在較小地理范圍內實

現的計算機網絡。它的地理范圍有限，大約在幾百米至幾公里，覆蓋范圍一般是

，個實嚓金、一幢大樓、一個校扇或一個單彳立。它相分散在一定范圍內的計算機、

終端、帶大容量存儲器的外圍設備、控制器、顯示器以及用于連接其他網而使用

的網間連接器等相互連接起來，進行高速數據通信。不同局域網的大小可能不盡

相同，既可能是在同一房間中由兩臺運行Windows98的計算機所組成的網絡，也

可能是同一或相鄰兒幢大樓內由幾百臺甚至是上千臺的計算機所組成的網絡。圖

1.9所示的是一個由兩臺計算機組成、可共享一臺打印機的最簡單的局域網。

圖1.9由兩臺計算機連接的網絡

隨著計算機技術的發展和應用范圍的拓寬，局域網的作用和地位將顯得越來

越突出。幾年前，只有一些大中院校、科研院所、大型企業才擁有局域網。但是

近些年來伴隨著計算機應用的普及，單機操作存在的弊端日漸突出，人們已不僅

僅要求計算機之間的資源共享，而且如大型軟件的開發，大型CAD系統的設計、

大批量視頻影像的處理等，都需要通過局域網來進行協同工作，如果離開了局域

網，這些工作將很難正常進行下去。為此，只要在兩臺或兩臺以上計算機的地方

都有可能組建局域網。

由于地理范圍小，一般不需租用電話線路而直接建立專用通信線路，因此數

據傳輸速率高于廣域網。局域網的特點是：

(1)網絡的拓撲結構簡單。

(2)傳輸速率高，IMb/s?10Gb/s。

(3)一般由單一的機構管理。

按網絡工作方式的不同，局域網一般分為令牌環網和以太網兩種。

1.令牌環網

令牌環網(Token)主要用于廣域網和大型的局域網的主干部分，其操作系統

大多使用UNIX,組建和管理非常繁瑣，只有專業人員才能勝任，普通用戶一般很

少問津。日前，在局域網中一般很少使用令牌環網，所以這部分內容不是本書的

重點。

2.以太網

以太網(Ethernet)是當今世界上應用范圍最廣的一種網絡技術。它最早起源

于美國夏威夷大學，后來不斷發展完善，其相關技術已進行了標準化。以太網標

準一經推出，許多大公司如3coM、AT&T等都相繼推出了以太網產品，為以太網

技術的發展和應用起到了推動作用。如今，以太網產品已遍布世界各地，它對計

算機網絡技術的發展起了舉足輕重的作用。以太網組建較為容易，各設備之間的

兼容性較好，目前主流的服務器操作系統如WindowsNTServer4.0、Windows

2000Server、WindowsXPServer>NetWare>Linux和UNIX以及單機操作系統

Windows95/98/2000/Me/XP都支持這種網絡，所以現在有80%以上的局域

網為以太網，而且其比例還在不斷上升。

對于普通用戶來況，學會以太網的組建、維護和管理相對較為容易。如無特

殊說明，本書中提到的局域網都是指以太網。

1.2.2廣域網(WAN)

盡管局域網在一個較小的范圍之內可以共享信息和資源，但它卻不能連接遠

程站點，所以在較大范圍之內共享信息時就需要使用廣域網。

廣域網(WAN,WideAreaNetwork)也叫遠程網絡。它是在一個遼闊的區域

內進行數據、語音、圖象信息傳輸的通信網。廣域網在地理上可以跨越很大的距

離，連網的計算機之間的距離一般在幾萬米以上，跨省、跨國甚至跨洲，網絡之

間也可通過特定方式進行互連，實現局域資源共享與廣域資源共享相結合，形成

地域廣大的遠程處理和局域處理相結合的網際網系統。圖1.10所示的是一個簡單

的廣域網。

其實，大多數廣域網都隸屬于不同的公司或單位，它一般存在不同的兩種類

型：一種是連程范圍較為龐大的網絡，如擴展到城市中主要地區的網絡，這種網

絡也稱之為城域網(MAN,MetropolitanAreaNetwork),又如遍及全球的Internet；

另一種是由多個局域網互連后形成的范圍更大的網絡，如由多個相對較遠的分公

司組成的企業網或由多個相對較遠的分校組成的校園網等。

與局域網相比，廣域網只能利用相當有限的帶寬，數據傳輸速率要比局域網

慢得多。因此，目前在廣域網上還不能像使用局域網一樣來共享大量的資源，多

數廣域網只能用來收發電子郵件、進行網頁瀏覽或發送簡短的信息等。

廣域網有以下特點：

(1)網絡的覆蓋地域遼闊，通常是以連接不同地域的大型主機系統組成的。

(2)網絡拓撲結構復雜。

(3)網絡傳輸速率較低，64Kb/s~2.5Gb/So隨著科學技術的發展，廣域網的傳

輸速率正在不斷提高。

圖1.10一個簡單的廣域網結構

1.3計算機網絡的工作模式

根據計算機在網絡中扮演角色的不同，目前的計算機網絡主要分為

對等式網絡、基于服務器的網絡和混合網絡3種類型。

1.3.1對等網

對等網(Peer-to-Peer)也稱為同級網絡，就是在一個網絡中不存在專用的服

務器，每一臺接入網絡的計算機既是服務器，也是工作站臺，擁有絕對的自主權。

不同的計算機之間可以簡單地實現互訪，進行文件的交換和共享其他計算機上的

打印機、光驅等硬件設備。對等網的工作方式如圖1.11所示。

I.對等網的組織方式

工作組是對等網的組織形式。在同一個對等網中，一般只允許同一工作組中

的用戶共享資源。所以當同一對等網中的用戶數(接入的計算機數量)較少時，

可以只設置一個工作組，否則需要設置多個工作組以便于管理。例如，在一個辦

公對等網中，用戶可能屬于不同的工作部門，且不同部門之間很少需要進行資源

的共享，這時就可以給每個部門設置一個工作組，如圖1.12所示。這樣一來，雖

然同一辦公室中的所有用戶連接在同一網絡中，但是因為他們分別屬于不同的工

作組，所以只能在本工作組內共享資源，而不能跨組操作。如果工作組之間的用

戶發生變化，也不需要進行計算機的物理移動，只需要在自己的計算機上改變新

的工作組即可。又如.許多局域網游戲軟件一般都有最多用戶數的限制（一個局域

網游戲一般最多只允許同時由4個、8個、10個或12個人參與），所以在組建用于

玩游戲的對等網時，可以將計算機分成多個工作組，每一工作組中的用戶數可以

根據游戲軟件所實際限定的最大用戶數來確定。這樣，不但便于對網絡的管理，

也可以快速查找和解決對等網中可能出現的問題。

技術科銷售科生產科

工作組名：JSK.工作組名：XSK.工作組名：SCK

圖1.12根據部們需要所規劃的對等網

2.對等網的網絡結構

有些讀者以為對等網只能是如圖1.12所示的總線型網絡，這種認識是錯誤的。

對等網只表示網絡中各計算機的位置是平等的，不存在主從之分，與網絡結構沒

有任何關系，所以對等網既可以是總線型的，也可以是星型的，需要時還可以是

星型總線結構。

3.對等網中使用的操作系統

日前廣泛使用的DOS、Windows95/98>WindowsNTWorkstation>Windows

2000ProfessionalWindowsMe、WindowsXPProfessional^WindowsXpHome

Edition等單機操作系統，因為其內部分別內置了部分網絡功能，所以都可以用來

組建對等網。另外，對于一些主要用于專用服務器的操作系統如UNIX、Linux、

WindowsNTServer>Windows2000Server和WindowsXPServer雖然也可以用于組

建對等網，但不建議用戶使用。另外，NetWare操作系統不能用于組建對等網，但

Novell公司的NetWareLite操作系統則可以專門用來組建對等網。

注意在組建安全性能較高的對等網時，可以使用WindowsNTWorkstation,Windows

2000Professional,WindowsXPProfessional操作系統，因為與Windows95/98/Me等操

作系統相比，這些操作系統內置的網絡功能更加強大，可以像使用專用服務器操作系統一樣

來添加工作組和用戶，并分配一定的權限。

4.對等網的優、缺點■

對等網中的用戶被組織成不同的工作組。工作組只有很少的安全控制手段，

不存在集中登錄過程，只要登錄到網絡中的一個工作組，就可以使用網絡中其他

未設置密碼的任何資源。另外，對等網并沒有針對某些資源提供資源優化的能力,

在一般情況下如果多名用戶同時訪問同一臺計算機上的資源時，那臺計算機的用

戶就會立刻感覺到計算機的性能明顯的下降，所以對等網中限制同一工作組中的

用戶數也是非常必要的。

對等網具有以下的優點。

.組建和維護容易。

.不需要專用的服務器，網絡投資較少。

.可實現低價格組網，是建立小型網絡的首選。

.設置方便，使用簡單。

.用戶可通過設定密碼對共享資源進行安全保護和控制。

對等網存在以下的缺點。

.數據的保密性差。

.由于資源共享，為網絡中的計算機帶來了額外的負擔。

.文件的存放分散，沒有一個統一的地方保存一些重要文件

.缺乏統一組織和管理。

通過以上的介紹，可以發現對等網的優缺點都非常明顯。所以，對等網一般

只用于計算機數量較少，對網絡安全要求不高的一些場合，如家庭、學生宿舍、

網吧和小型辦公室等。

132基于服務器的網絡

基于服務器的網絡也稱為基于“客戶機/服務器”（c/s）的網絡。在基于

服務器的網絡中必需有一臺服務器，這臺服務器提供了網絡的安全保護和管理功

能。在基于服務器的網絡中，根據服務器在網絡中執行任務的不同可分成很多類

型，主要有文件服務器、打印服務器、數據庫服務器、web服務器、E_mail服務器、

目錄服務器等。在局域網中使用得最多的是文件服務器，利用文件服務器可以為

網絡中的用戶提供共享文件服務，用戶可以通過它交換、讀取、寫入和管理共享

文件。如圖1.13所示為一個基于服務器的網絡結構。

圖1.13基于服務器的網絡結構

1、基于服務器網絡的結構

與對等網一樣，基于服務器的網絡也只是表示計算機之間的工作方式，與網

絡的實際結構沒有直接關系，也就是說基于服務器的網絡既可以是總線型結構，

也可以是星型結構，還可以是星型總線結構，用戶可以根據組網的實際條件來確

定其結構。由于基于服務器的網絡多用于計算機數量較多的情況，所以建議使用

星型結構或星型總線結構，而不使用單純的總線型結構，因為總線型結構所連接

的計算機數量有限，一般最多不超過30臺。

2、基于服務器網絡常用的操作系統

這里的網絡操作系統是指安裝和運行在網絡服務器上的操作系統，也稱為服

務器操作系統。網絡操作系統可以用來管理網絡上的各種計算機，使用戶能方便

有效地共享網絡資源，為網絡用戶提供所需的各種服務，并對網絡上的資源提供

一定的安全管理服務。網絡操作系統還可以用來監視網絡的運行狀況、管理網絡

的共享資源、保證資源的安全、優化網絡的性能、排除網絡的故障，以確保網絡

能夠高效可靠地工作并為用戶提供各種網絡服務。目前，局域網中所使用的網絡

操作系統主要有UNIX、NetWare>WindowsNTServer4.0、Windows2000

Server/AdvancedServer、Windows.NETServer等，這些操作系統的主要功能分

別如下。

(1)UNIX操作系統

UNIX網絡操作系統出現于20世紀60年代，最初是為第一代網絡所開發的，是

標準的多用戶終端系統。在采用UNIX網絡操作系統的網絡上，所有應用軟件、文

件和數據都集中保存在一個地方，其他用戶終端則通過網絡來訪問這些資源。雖

然UNIX足一個名聲很大的操作系統，但是對于大多數的計算機操作者來說它又是

高深莫測的，幾乎所有的個人計算機者匡不會用它作操作系統。UNIX操作系統是

典型的32位多用戶多仟務的網絡操作系統，它一般主要應用于從事于工程設計、

科學計算、以及CAD等工作的小型機和大型機上。由于UNIX的安裝、管理和維護

都比較專業化，所以在，中小型局域網中使用得很少。

（2）NetWare操作系統

NetWare系列網絡操作系統是Novell公司開發的專門用于管理網絡的操作系統。

在20世紀80年代初，Novell公司充分借鑒了UNIX操作系統的優點，吸收了UNIX

的多用戶、多任務的功能推出了NetWare網絡操作系統，也能提供多任務服務，使

網絡中各用戶的訪問請求可以得到及時有效地響應。NetWare網絡操作系統以個人

計算機為主要連網對象，所以自推出后大部分的局域網都使用NetWare操作系統，

在20世紀80年代末到90年代初曾經是風靡一時的網絡操作系統。近年來，隨著

WindowsNTServer4.0和Windows2000Server/AdvancedServer網絡操作系統的廣

泛應用以及人們對微軟公司Windows操作系統的過于依賴，NetWare榛作素統已不

再是中小型局域網操作系統的主流。對于初學局域網的人來說，由于NetWare的安

裝和管理不像WindowsNTServer4.0和Windows2000Server/AdvancedServer那樣

簡單，所以一般也較少使用。但是，對于20世紀90年代中期以前接觸和使用局域

網的用戶來說，他們都非常喜歡使用NetWare。

（3）Linux操作系統

1991年，芬蘭赫爾辛基大學的學生LinusTorvalds利用Internet發布了他在

80386個人計算機上開發的Linux操作系統內核的源代碼，開創了Linux操作系統，

也促使了自由軟件Linux的誕生。隨后經過各地Linux愛好者的補充和修改，到

1994年LinuxI.O發布之時，這一操作系統已經具備了搶先多任務和對稱多處理的功

能。經過Linux編程人員（有許多是原來從事UNIX開發的人員）的不斷努力，如

今Linux家族已經有近200個不同的版本。所有這些不同的版本都是基于最初的、

免費的源代碼。不同的公司可以推出不同的Linux產品，但是他們都必須承諾對初

始源代碼的任何改動皆公布于眾。

自從自由軟件Linux推出以后，已經逐漸占領了操作系統市場份額的30%,成

了Windows操作系統的強勁競爭對手，相對于Windows操作系統而言，Linux具有

開放源代碼、可以運行在多種硬件平臺上、支持大量的外部設備、支持的文件系

統多達32種等特點。但是，Linux同樣擺脫不了版本過多（目前已有100余種），

且不同版本之間互不兼容等致命的缺點，所以使用Linux作為局域網服務器（尤其

是文件服務器)的用戶還不多，多數Linux愛好者只把它作為Web服務器和E-mail

月艮務器，與WindowsNTServer4.0或Windows2000Server/AdvancedServer集成在

同一個網絡中使用。

(4)WindowsNTServer4.0操作系統

WindowsNTServer4.0系列網絡操作系統是由微軟公司于1996年推出的一個

網絡操作系統，它是基于32位結構的操作系統。使用WindowsNTServer4.0可以

得到很快的處理速度。安裝WindowsNTServer4.0的計算機還可以通過增加CPU

數量的方法來獲得更好的性能。因為WindowsNTServer4.0采用了多處理器的設計

方法，通常每增加一個CPU,系統的性能就可以提高80%。WindowsNTServer

4.0在應付多任務時采用了搶先式(PreemptiveMultitask)的處理方式，采用這種

方式的操作系統對計算機擁有優先控制權。這樣當一個正在運行的應用程序因錯

誤不能順利交出控制權時，就可以直接控制計算機，避免了系統的癱瘓，同時其

他的應用程序也可以繼續運行。

除此之外，WindowsNTServer4.0的操作界面采用了非常流行的圖形用戶界

面(GUI),凡是會使用Windows操作系統的用戶都很熟悉這種友好的界面，操作

方法也大同小異。WindowsNTServer4.0還提供了一系列的網絡管理工具用來指導

網絡管理員一步一步地完成網絡管理工作。

以上特點，決定了WindowsNTServer4.0是一^^非常適合中小型局域網用戶使

用的網絡操作系統，目前有一半以上的局域網用戶都在使用WindowsNTServer4.0o

另夕卜，由于WindowsNTServer4.0所提供的各項功能已完全能夠滿足中小型局域網

用戶的需要，所以即使是Windows2000Server/AdvancedServer推出后，還有許多

用戶一直在使用著WindowsNTServer4.0o

(5)Windows2000Server/AdvancedServer操作系統

Windows2000Server/AdvancedServer是微軟公司于2000年推出的新一代網

絡操作系統。Windows2000中包含有4個產品，它們是Windows2000Server、

Windows2000AdvanceServer>Windows2000DatacenterServer以及Windows2000

Professional,其中Windows2000Professional是為個人計算機所開發的新一代單機

操作系統，Windows2000DatacenterServer是專門為某些企業定制的，不以單獨的

產品形太從市場出售。唯有Windows2000Server和WindowsAdvancedServer是普

通用戶可以選用的網絡操作系統。

Windows2000Server是在WindowsNTServer4.0的基礎上，專門為部門工作組

或中小型公司的中小型網絡環境所開發的網絡操作系統，是WindowsNTServer4.0

的升級產品。與WindowsNTServer4.0相比，Windows2000Server在穩定性、可靠

性等方面都有所改進，它的性能更好，工作更加穩定，管理更加容易，成為中小

型局域網用戶首選的主流服務器操作系統。Windows2000Server主要為用戶提供

文件打印、軟件應用、Web功能和通信等服務。

Windows2000AdvanceServer被稱之為高級服務器版，是WindowsNT

Server4.0企業版的升級產品。它除具盈"Windows2000Server的所有功能外，還提

供了一些專門為大型企業級服務器設計的特性，例如：在穩定性方面，當運行于

Windows2000AdvanceServer上的應用未呈用發生一般性錯誤時，系統能夠在1分鐘

內重新啟動該應用軟件，而不影響服務器的正常工作。在對稱多處理器(SMP)

支持方面，Windows2000Sewer最多只支持2路(4個CPU),而Windows2000

AdvanceServer可達到4路(8個CPU)。集群、負載平衡等技術的應用，使系統和

應用程序的穩定性得到了保證。此外，它還具有更高的擴展性、互操作性和可管

理性，這是Windows2000Server所無法比擬的。Windows2000AdvancedServer集

眾多網絡操作和Internet服務于一身，是較大型網絡首選的操作系統，也是原來

WindowsNTServer4.0企業版升級時首選的操作系統。

(6)Windows.NETServer操作系統

Windows.NET是微軟公司繼Windows2000與WindowsMe之后于2001年11月

推出的又一個系列版本的操作系統，它集Windows2000的安全性、可靠性及

WindowsMe的易榛作性騫眾多優異性能寫一身，是微軟公司Windows操作系統的

另一顆新星。

Windows.NET中用于服務器端的產品共有3個：用于工作組和部門服務器的

Windows.NETServer,用于應用程序服務器和更強勁的部門服務器的

Windows.NETAdvancedServer（64位版）以及用于核心業務海量數據處理中心服

務器的Windows.NETDatacenterSeiver（只向企業定制，不在市場上至肖售）。

其中，Windows.NETServer是Windows2000Server的升級版本，它不僅繼承

了老系統的優秀功能與特性，又在內部添加了許多全新的功能與特性，大大地提

高了Windows.NETServer的易用性、安全性、高效性和集成性。Windows.NET

AdvancedServer是Windows2000AdvancedServer的升級產品，是64位的操作系統,

它主要用于大型局域網的應用程序服務器和功能更加強大的局域網服務器，同時

可作為Internet服務器。

3.基于服務器網絡的優缺點

基于服務器的網絡還包括工作站（客戶機），這些工作站依賴于服務器提供

的服務（如文件存儲、打印共享等），與對等網比較起來，工作站計算機所要處

理的工作量較小。

（1）基于服務器網絡的優點

?統一的文件存儲、允許在相同的數據基礎上工作，并方便地備份關鍵的數據，數據

的保密性很強。

?可將軟硬件集中到一起來使用，降低了總體的費用。

?可共享一些價格較為昂貴的設備，如彩色激光打印機等。

?可以嚴格地對每一個用戶設置訪問權限。

?具有很高的安全性能。

?用戶只需要輸入安全密碼登錄服務器就可以共享網絡中的所有可共享資源。

?使用戶從對等網的共享資源管理工作中解脫出來。

?易于管理大量的用戶。

?集中管理，可避免數據分散在不同的計算機中。

(2)基于服務器網絡的缺點

?需要一臺較高配置的計算機作為服務器，增加了網絡的投資。

?在服務器上需要安裝所需的網絡操作系統，與單機操作系統相比網絡操作系統的價

格要高得多。

?一般至少需要一名專職的網絡管理人員。

1.3.37昆合網絡

混合網絡是指網絡中的計算機既能以客戶機的身份登錄服務器，也可以不登

錄服務器，而與其他的客戶機組成對等網。這意味著盡管大多數共享資源都位于

服務器，但網絡用戶仍然有權訪問工作組里供對等網共享的任何資源，這還意味

著為了以對等網的方式工作，網絡用戶可以不必先登錄到服務器。混合網絡是基

壬服務器的網絡與對等網在特定環境下的組合，混合網絡的工作方式如圖1.14所

刁'0

圖1.14混合網絡的工作方式

混合網絡產生的基礎是基于服務器的網絡，在混合網絡中存在兩種可能：

種是當工作站登錄服務器后，工作站既可以共享服務器中的資源，也可以共享同

一工作組中其他計算機上的資源；另一種是當工作站未登錄服務器（如服務器未

打開）時，工作站將自動組建成對等網，同一工作組中的用戶將可以共享資源。

混合網絡集合了基于服務器的網絡和對等網的優。電，也包含了共享存在的缺點。

當月艮務器上運行WindowsNTServer4.0、Windows2000Server/Advanced

Server或Windows.NETServer時，就會形成混合網絡。如果服務器上運行的是

NetWare操作系統，則不會形成混合網絡。

1.4網絡的應用

計算機網絡就在我們身邊。計算機網絡的用戶遍布于從家庭到辦公

室，從企業到政府部門，從一個大樓到到一個城市、一個國家、全世界

甚至宇宙。它深遠地影響著人們的工作和生活方式。而建立網絡的目的

是為了應用，應用是通過各種網絡功能來實現的，每種功能都要由相應

的軟件來提供，每種網絡功能也稱為服務。主要的網絡服務有打印、文

件共享、Internet訪問、遠程撥入、主機通信等。服務一般都由服務器提

供，在小的組織中所有的服務可以由一臺服務器擔任，在大的組織中，

可能每種服務各由一臺服務器擔任。

1.4.1文件和打印服務

文件服務指使用文件服務器提供數據文件、應用（比如文字處理程序或電子

表格）和磁盤空間共享的功能。文件服務是網絡的最初應用，因為許多原因，文

件服務至今仍是網絡的應用基礎。正如前面所提到的那樣，在一個中心位置存放

共享的數據比把文件拷貝到磁盤上，然后通到磁盤傳送文件的處理方式要更容易

和更快捷。數據保存在中心位置也會更安全，原因是網絡管理員可以很容易地實

現數據備份，而不需依靠單個用戶分別做備份。而且，使用文件服務器來運行多

個用戶需要的應用程序只需購買更少的應用程序拷貝，也會減少網絡管理員的維

護工作。

1.4.2通信服務

借助于網絡通信服務，遠程用戶可以連接到網絡（通常通過電話線和調制解

調器）。術語“遠程用戶”指在地理位置上與局域網服務器不同的計算機用戶。

在通常情況下，通信服務不能讓網絡用戶連接到該網絡之外的計算機。諸如

Windows2000和NetWare等網絡操作系統都包含內置的通信服務。在Windows2000

中，通信軟件被稱為遠程訪問服務器（RAS）o在NetWare中，通信軟件被稱為網

絡訪問服務器（NAS）。兩種通信軟件都能保證用戶撥號進入通信服務器，或者

運行這些服務器，然后登錄到網絡，利用各種網絡功能，就好像登錄到服務器環

境中的某臺工作站一樣。

商業公司和其他組織通常使用通信服務為遠離局域網的員工提供局域網訪問

能力，比如在家工作的員工，在旅途中的員工，以及那些工作在小的衛星辦公室

的員工（當建立廣域網連接太昂貴時）。除此之外，這些組織和商業公司還可能

使用通信服務來使其他組織的員工（比如軟件或硬件供應商）幫助分析和解決網

絡問題。例如，假設你任職于一家紡織廠，該廠使用刺繡軟件往襯衫和帽子上編

織花紋。當該軟件出問題時，你會求助于軟件供應商。然而，如果該軟件公司位

于澳大利亞，就可以讓供應商的技術人員通過通信服務器撥號進入公司網絡，遠

程分析和調試軟件。這比讓技術人員乘飛機到公司駐地來解決問題要更容易，并

且耗費更低廉。

通信服務器也被稱為“訪問服務器”。不管通信服務器運行于何種平臺，都

應該能夠讓外部用戶使用網絡資源和設備，就好像登錄到辦公室中工作站一樣，

這一點很重要。從一人遠程地點，用戶可以在共享的打印機上打印文件，登錄到

IBM主機，從內部郵件系統接收郵件，或者對內部數據庫進行查詢。由于內部資

源可以被局域網的用戶訪問，所以通信服務器有必要進一步加強安全管理。

1.4.3郵件服務

郵件服務可以保證網絡上的用戶間電子郵件的保存和傳送。用戶借助于電子

郵件可以實現組織內外快捷方便的通信。郵件服務除提供發送、接收和存儲電子

郵件的功能外，還可以包含智能的電子郵件路由能力（比如，如果某技術支持代

表沒有在郵件到達后15分鐘內打開郵件，則郵件自動轉發給主管）、提示、規戈U、

文檔管理和到其他郵件服務器的網關（網關是個硬件和軟件的整體，能夠在兩種

不同類型的網絡間交換數據）。郵件服務可以運行在數種系統之上；郵件服務可

以連接到Inter