计算机网络基础论文:计算机网络通信技术的基础与应用模式

[摘 要]计算机网络由计算机系统、通信链路和网络节点组成。网络节点是双重作用的节点,它用来负责管理和收发本地主机来的信息,并为远程节点送来的信息选择一条合适的链路转发出去。它还与网络其他功能一起,避免网络的拥挤和有效使用网络资源。通常它是一台起通信控制处理机作用的小型机。通信链路是节点间的一条通信信道,为提高通信的可靠性,两节点之间可以采用一条以上的通信链路。 
  [关键词]计算机网络 通信技术 应用模式 
  中图分类号:U73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)46-0224-01 
  控制系统之所以能成为“分布式”而区别于“集中式”,其关键就在于它具有一个完善的通信系统,把模拟信号采用数字通信进行传输,实现测控与通信分离。 
  1.现代通信网络的应用模式 
  1.1 集中式应用模式 
  集中式应用模式是以一台主机(大中型机)为中心,通过通信系统连接一组终端用户的主从网络方式。它常采用多用户操作系统和集中式数据库。终端设备在主机的完全控制之下,只负责输入输出的功能。例如早期的银行储蓄系统就属于该模式。这是70年代典型的应用模式。 
  1.2 分布式应用模式 
  随着新技术的出现,计算机的成本不断降低,尤其是个人计算机的性能越来越高,使得除了大型机使用网络进行输入输出外,更多的是小型机利用网络进行交互,即一台个人计算机不依赖于一个大的、用于集中控制的中央计算机,而与网上任何一台计算机通信。这种应用模式称“端到端网络”或“分布式计算”。完成文件服务或数据库服务的高性能、高配置的个人计算机称为服务器(Server);作为网络中实际工作平台的智能化设备称为工作站。 
  1.以LAN为基础的文件服务器模式 
  以LAN为基础的文件服务器模式用高档PC作服务器,连接多台PC工作站。服务器用文件的方式管理数据,即运行以共享外设和文件为主要目标的网络操作系统。服务器与工作站之间传输的是文件。服务器的硬件配置要求尽可能高的网络流通能力,但对CPU的性能要求不太高。文件服务器的功能毕竟不能与大型机相比,故不能实现大型机功能。以太网、3corn网即属该模式。这是80年代典型的应用模式。 
  2.客户机/服务器(Client/Server)模式 
  寻求一个开放的、多平台协同处理的计算机应用模式,以适应更高的信息处理与信息服务的要求,这就是客户机/服务器模式提出来的技术背景。从物理结构看,在系统中能够为某类应用提供服务的计算机或处理器都可以看作是服务器。能够将某种应用需求转换为符合某种规范的服务请求,并提交给服务器处理的计算机或处理设备称客户机。实际上,客户机/服务器是计算机系统中的一种新的应用模式。它的工作原理是将计算机应用的大任务分解成多个子任务,由多台计算机完成。客户向服务器提出对某种信息或数据的服务请求,由系统中最适合完成该任务的服务器完成客户服务请求,然后将结果作为服务响应返回客户。 
  在这一过程中,多任务之间存在多种交互关系,即“服务请求/服务响应”的关系,所以,该模式是一种计算处理模式,是一种软件结构。该模式将应用程序分成两大部分:由多个用户共享的功能、信息即提供服务的程序,和每个用户所专有的功能即访问服务及数据处理的程序。前者称服务器,后者称客户机。计算机之间的通信是指程序之间的通信,即工作站向服务器发送服务请求,服务器对数据文件或数据库进行操作,然后返回工作站所需的信息。在某个具体的应用中,应用程序要么是客户,要么是服务器。在一个多层次的系统中,一台计算机既可以是下位机的服务器,又可以是上位机的客户机,所以,客户机、服务器是一个逻辑的、相对的概念。就网络配置而言,客户机和服务器指的是计算机实体,在物理上可以有多种拓扑的连接方式;就应用模式而言,分别指请求方和服务方的运用进程。 
  客户机和服务器的基本功能可分为以下四种: 
  (1)应用界面AI; 
  (2)逻辑处理LP; 
  (3)数据管理DM; 
  (4)服务请求/响应界面RAI。 
  前三种功能可分别在客户机或服务器上单独完成,也可由客户机和服务器共同完成;第四种功能由客户机和服务器协同完成。 
  该应用模式的主要优点有:由于编程、调试和维护工作的减少和资源可利用性的提高,软件遗产可继承性增大,使计算机系统整体应用成本降低。 
  该模式可设多个服务器,采用多用户操作系统UNIX、WindowsNT、Netware;工作站一般由PC构成。其最大的特点是实现资源的最佳利用,减少服务器工作负担和网上信息流量,支持多种型号的计算机、操作系统和网络协议,构造新型的、面向对象的用户界面等。 
  2.网络通信常用概念 
  2.1数据的传送、传输与编码 
  1.传送方式 
  例如,计算机向显示器传送数据就采用单工方式。数据的传送方式有如下几种: 
  并行传送方式,串行传送方式,单工方式,半双工方式,全双工方式。 
  2.信号传输与信道使用 
  (1)基带传输。凡按数字信号原样进行的传送称为基带传输。基带传输中传输的是一系列方波电脉冲信号。 
  (2)载带传输。如果在一条物理信道上,把要传送的一路数字信号“骑”在另一种载波信号上进行传送,称之为载带传输。载带传输中传送的是一路具有载波频率的连续电信号。把数字信号“骑”到载波上称为调制,把数字信号从载波上卸下来称为解调。常用的调制方式有调频方式、调幅方式及调相方式。执行调制与调解任务的设备称为调制解调器。 
  (3)宽带传输。如果在一条物理信道上需要传送多路数字信号,使每种要传送的数字信号“骑”在指定频率的载波信号上,用不同频段进行多路数字信号的传送,称之为宽带传输。这样一种传送技术称为“频分复用技术”。宽带传输中传送的是几组不同频率的连续电信号。 
  3.总结 
  本文总结了常见的计算机网络通信技术,现代工业企业都在通过计算机通信网络,时时刻刻传递过程变量、控制要求、报警信号以及组态信息等过程控制的各种信号,以及企业的各种管理信息等,所以计算机通信网络执行着极为重要的任务,成为集散控制系统和决策管理系统的主要结构。 
  参考文献 
  [1]JamesF.Kurose,KeithW.Ross,陈鸣译,计算机网络—自顶向下方法(第四版),机械工业出版社,2009.1 
  [2]William Stallings,白国强译,网络安全基础:应用于标准(第三版),?清华大学出版社,2007.8 
  [3]吴功宜.计算机网络.21世纪大学本科计算机专业系列教材.?清华大学出版社.2003.8 
  [4]Larry L.Peterson;Bruce S.Davie,薛静锋等译,计算机网络—系统方法(第四版),机械工业出版社,2009.2 
  [5]Jeanna Matthews,李毅超等译.计算机网络实验教程.人民邮电出版社.2006.1 
  [6]《计算机网络原理、技术与应用》王相林编著/2010年07月/机械工业出版社
浏览次数:  更新时间:2016-06-01 09:27:01
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