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第 2 章 网络设计的基础知识 在设计网络时，理解计算机网络分为几种不同的类型是十分重要的。在本章中，你 将学习计算机网络中使用的网络计算模型（包括集中式计算、分布式计算和协同计算）、 不同类型的网络（如局域网、城域网、广域网、虚拟局域网等）、不同类型的网络拓扑 结构，在学习了本章之后，你将理解网络设计时所涉及的基本概念和基本方法。 2.1 网络计算模型 随着网络及其应用技术的发展，网络分布计算模式经历了以下三个发展阶段： １、以大型计算机为主的集中计算模式。 ２、以服务器为中心的客户机／服务器计算模式，分布计算模式。 ３、以多台计算机共同完成某项工作的为协同式计算。 信息技术的高速发展推动了计算模式不断更新。从单机时代的主机／终端模式、文 件服务器时代的共享数据模式、客户机／服务器时代的 C／S 计算模式，到电子商务时 代的 B／S 网络计算模式，计算模式已经发生了巨大变化。 2.1.1 集中式计算 在 20 世纪 80 年代以前，功能强大的大型机应用普遍，许多用户同时共享 CPU 资源 和数据存储功能。访问这些大型机往往会受到严格控制，与其进行数据交换时也需要通 过穿孔卡和简单的终端。这时的就是以大型机为中心的计算模式，也称为时分共享模式。 这一模式的特点是：系统提供专用的用户界面；所有用户的击键和光标位置都被传入主 机；通过直接的硬件连线把简单的终端连接到主机或一个终端控制器上；所有从主机处 返回的结果光标位置和字符串等都显示在屏幕的特定位置；系统采用严格的控制和广泛 的系统管理、性能管理机制。这一采用主机的能力来进行应用，同时采用无智能的终端 来对应用进行控制。如图 2.1.1 所示为以大型主机为中心的网络结构。 2.1.2 分布式计算 客户（client）和服务器（server）模式 到了 20 世纪 90 年代，计算技术最引人注目的进展之一就是应用计算环境从集中走 向分布，其中，Client／Server 计算机系统的建立及其应用系统的开发过程中，应该 第 2 章 网络设计的基础知识 - 9 - 说系统集成是决定此类系统开发和应用能否成功的关键因素之一。 这种安排一个应用被动地等待另一个应用来启动通信的模式在分布式计算中极其 普遍，以至于为它专门起了个名字：客户／服务器交互模式（client-server paradigm of interaction）。客户（client）和服务器（server）的术语是指一个通信中所涉及 的两个应用。主动启动通信的应用称为客户，被动等待通信的应用称为服务器。概括如 下： 网络应用使用称为客户／服务器模式的通信方式。服务器应用被动地等待通信，面 客户应用主动地启动通信。虽然存在一些小的区别，大多数客户／服务器交互的实例仍 具有相同的通用特性。 客户／服务器交互模式示意图 2.1.2。 但是，我们对服务器这个术语有时会产生一些误解。通常地，服务器是指一个被动 地等待通信的程序，而不是运行它的计算机。然而，当一台计算机被用来运行一个或几 个服务器程序时，这台计算机本身就是服务器。硬件供应商更是加深了这种误解，因为 他们将那类具有快速 CPU、大容量存储器和强大操作系统的计算机称称为服务器。 我们仍然坚持科学、精确的术语，并用服务器（Server）这个术语来表示那些运行 的程序而不是计算机本身。那些运行服务器的强大的计算机称为服务器类计算机 （Server-class computer）。 发展到了今天，基于 Client/Server 计算模式构建的商用计算体系结构表现出愈来 愈大的局限性。如图 2.1.2 所示为客户机／服务器模式的网络结构示意图。它的网络优 - 10 - 实用联网技术 势仅仅局限企业内部，难以突破企业之间的组织边界，企业与企业之间的信息交流受到 很大制约，由于人员素质等各方面的原因也容易造成这种内部网的“失效”现象，而且 维护维修也相当麻烦。因此，一旦用户的电脑知识不足，网络管理人员将会将大量时间 消耗在维修客户端硬件设备和客户端软件，也不得的安装上。同时它还存在企业软件购 置开销过大等 诸多不足之处，由于这各 Client／Server 计算模式下的网络设备需要不 断升级，使得企业的网络投资年复一年的不断增大。这种计算模式的网络安坐性较差， 正因为这种模式下的 PC 有着强大的本地处理能力和高度的灵活性，因此客户端操作人 员在些无意识（或恶意）的操作下， 都有可能将病毒从内部带入企业，为企业带来巨 大的损失。另一方面，企业的部分资料和数据也可能人恶意盗用，给企业造成巨大的损 失。 上述这些均导致了 Clienet／Server 计算模式的可管理性差、工作效率低的缺陷。 本来，企业办公自动化、网络化的初衷就是为了提高企业的工作效率和竞争力，但是很