6.1 计算机网络

 

电子商务蓬勃发展的前提是稳定、可靠和安全的计算机网络技术。我们将从计算机网络、国际互联网、网络安全以及物流体系出发，介绍实现电子商务的技术基础，以使掌握计算机技术的关键要点。

电子商务是依托信息技术的发展而产生的，了解和认识信息技术的发展过程，对于我们掌握和运用电子商务是大有裨益的。

本章主要内容

&  计算机网络的分类

&  计算机组网技术

&  网络安全涉及的内容

&  计算机病毒的防护

&  防火墙的重要性

6.1  计算机网络

计算机网络是地理上位置不同且功能独立的多个计算机系统通过通信线路连接在一起、由专门的网络操作系统进行管理、能实现资源共享的系统。用通俗的说法，计算机网络是由两台以上计算机连在一起组成“计算机群”，再通过通信设施组成的综合系统。实现众多的计算机互相传递信息、共享硬件、软件和数据信息等资源。

6.1.1  计算机网络的产生与发展

早期的计算机都是独立的设备。每台计算机都自主工作，独立于其他计算机。但是这种方式既不高效，也不经济，人们需要一种新的方案来成功解决存在的问题。

解决问题的方法就是构建计算机网络，实现数据通信和资源共享。计算机网络是计算机技术与通信技术逐步发展并相互结合的产物，计算机网络的发展历史不长，但发展速度很快。在40多年的时间里，其演变过程大致可概括为三个阶段：具有通信功能的单机系统阶段；以共享资源为主的计算机网络阶段；以局域网及其互联为主要支撑环境的分布式计算阶段。

1．具有通信功能的单机系统阶段

第一代计算机网络是以单个计算机为中心具有通信功能的远程联机系统。早期的计算机系统是高度集中的，所连接的多个终端必须紧接着主计算机。所谓终端，是指一台计算机的外部设备，包括CRT控制器和键盘。所有数据以批处理或分时处理方式进行。20世纪50年代中后期诞生了远程终端技术，将地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上，这样就出现了第一代计算机网络。第一代计算机网络系统又称终端—计算机网络，是早期计算机网的主要形式。20世纪50年代初，美国建立的半自动地面防空系统SAGE就是将远距离的雷达和其他测量控制设备的信息，通过通信线路汇集到一台中心计算机进行集中处理，从而首次实现了计算机技术与通信技术的结合。第一代计算机网络的典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机订票系统。

在上述简单的“终端—通信线路—计算机”系统中，中央计算机负担较重，既要进行数据处理，又要承担通信控制。为了减轻主机负担，20世纪60年代研制出了通信控制处理机（CCP）或叫前端处理机（FEP）专门负责通信控制。此外，在终端聚集处设置路由器或集线器（Hub），用低速线路将各终端汇集到集中器，再通过高速线路与计算机相连。20世纪60年代初，此网络在军事、银行、铁路、民航和教育等部门都有应用。

2．计算机一计算机网络

20世纪60年代中期，出现了由若干个计算机互连的系统，开创了“计算机—计算机”通信的时代，并呈现出多处理中心的特点，即利用通信线路将多台计算机连接起来，实现了计算机之间的通信。20世纪60年代后期，美国国防部高级研究计划局所研制的ARPANET网是该网络的典型代表。它的主要目标是借助于通信系统，使网内各计算机系统间能够共享资源。ARPANET是一个成功的系统，它在概念、结构和网络设计方面都为今后计算机网络的发展奠定了基础。

在ARPANET网中，将协议按功能分成了若干层次，如何分层，以及各层中具体采用的协议的总和，称为网络体系结构，体系结构是个抽象的概念，其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的。

第二代计算机网络是具有统一的网络体系结构，并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。ISO在1984年颁布了OSI/RM，该模型分为七个层次，也称为OSI七层模型，公认为新一代计算机网络体系结构的基础，为普及局域网奠定了基础。

3．分布式计算阶段

自20世纪70年代开始，随着大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展，硬件价格急剧下降，微机广泛应用，局域网技术得到迅速发展。20世纪80年代后，为了适应办公自动化的需要，各机关、企业迫切要求将自己拥有的为数众多的微机、工作站、小型机等连接起来，从而达到资源共享和互相传递信息等目的。在这种背景下，局域网技术发展呈日新月异之势。

局域网的发展也导致计算模式的变革。早期的计算机网络是以主计算机为中心的，计算机网络控制和管理功能都是集中式的，也称为集中式计算机模式。随着个人计算机（PC）功能的增强，用户一个人就可在微机上完成所需要的作业，PC方式呈现出的计算机能力已发展成为独立的平台，这就导致了一种新的计算结构—分布式计算模式的诞生。目前计算机网络的发展正处于分布式计算阶段。这一阶段计算机网络发展的特点是：互联、高速、智能与更为广泛的应用，整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，发展为以Internet为代表的互联网。

6.1.2  OSI层次模型

在计算机网络中，不同的计算机拥有不同的操作系统，使用不同的软件，为保证彼此之间正确的交流信息，在通信时必须遵守一定的约定和规程，这些约定和规程就是网络协议。网络协议表示网络相同部件间传送数据时应遵循的一些规程或统一规定。不同的协议描述了不同的技术规范，它们使计算机之间能够进行信息交换，而不管计算机的种类以及连接所采用的技术是否相同。网络协议对网络系统的性能有关键性影响，遵循标准协议的软件能使不同系统间进行通信。常用的网络协议有：IPX/SPX、TCP/IP、NetBEUI等，TCP/IP是Internet使用的协议，允许在不同结构和操作系统的计算机网络间传送数据。

设计计算机网络结构非常复杂，为简化其复杂程度，通常把计算机网络功能分成若干个层次，每一层次建立在它的下层之上完成一定的功能，同时为其上层服务。层和协议的集合构成了网络体系结构。由于计算机网络技术的发展十分迅速，再加上不同利益集团之间的商业竞争，目前世界上存在着多种网络体系结构，不同类型的计算机网络同时存在，当然，许多协议之间有很大的兼容性。比较流行和有名的网络协议有国际标准组织（ISO）提出的“开放系统互连参考模型（OSI/RM）”、美国国防部提出的“TCP/IP协议族”、国际电报电话咨询委员会（CCITT）就公用分组交换网制定的“x.25协议”、电气和电子工程师协会（IEEE）提出的“IEEE 802标准组”等。

1984年10月15日，国际标准化组织公布了OSI参考模型，这是指导信息处理系统互连、互通和协作的国际标准。OSI参考模型定义了一个计算机网络功能的七层模型，由上至下分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。各层的基本功能如下。

物理层——利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，透明地传输比特流。

数据链路层——在通信的实体之间建立数据链路连接，负责在相邻两个节点的链路上进行二进制数据流的传送，并进行差错监测和流量控制，保证信息能到达目的地。

网络层——使用分组网、线路交换网、电话网等各种通信网，与通信对方系统之间建立通信路径，进行中断、路由选择管理。

传输层——向用户提供可靠的端点到端点（源主机到目的主机）的数据传输服务。

会话层——组织和同步两个通信的会话服务用户之间的对话，并管理数据的交换。

表示层——解决在两个通信系统中交换信息时，不同的数据格式的编码之间的转换。

应用层——负责向用户提供各种网络应用服务，如文件传输、电子邮件、远程访问等。

局域网协议标准中，目前用得较多的是IEEE 802.3和IEEE 802.5。IEEE 802.3为以太（Ethernet）网标准，IEEE 802.5为令牌环（Token Ring）网标准。

6.1.3  计算机网络的分类

计算机网络的分类方式有很多种，可以按地理范围、拓扑结构、传输速率和传输介质等分类。

（1）按地理范围分类，可以分为局域网、城域网和广域网。局域网（Local AreaNetwork，LAN）是地理范围一般几百米到10公里之内，小范围内的联网。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。局域网的组建简单、灵活，使用方便。城域网（Metropolitan Area Network，MAN）地理范围可从几十公里到上百公里，可覆盖整个城市或地区，是一种中等形式的网络。广域网（Wide Area Network，WAN）地理范围一般在几千公里左右，属于大范围联网。如几个城市，一个或几个国家，是网络系统中的最大型的网络，能实现大范围的资源共享，如国际性的Internet网络。如图6-1所示为简单的局域网。

图6-1  简单的局域网

（2）按传输速率分类，可以分为高速网和低速网。网络的传输速率有快有慢，传输速率快的称高速网，传输速率慢的称低速网。传输速率的单位是bps（每秒比特数）。一般将传输速率在Kbps级至Mbps级范围的网络称低速网，在Mbps级至Gbps级范围内的网称高速网。也可以将Kbps级网称为低速网，将Mbps级网称为中速网，将Gbps级网称为高速网。

网络的传输速率与网络的带宽有直接关系。带宽（Bandwidth）指的是电子电路中存在一个固有通频带，是指电路可以保持稳定工作的频率范围，即传输信道的宽度。带宽的单位是Hz（赫兹）。按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网。一般将KHz级至MHz级带宽的网称为窄带网，将MHz级至GHz级的网称为宽带网，也可以将KHz级带宽的网称窄带网，将MHz级带宽的网称中带网，将GHz级带宽的网称宽带网。通常情况下，高速网就是宽带网，低速网就是窄带网。

（3）按传输介质分类，可以分为有线网和无线网。传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体，按其物理形态可以划分为有线和无线两大类。传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网，常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。采用无线介质连接的网络称为无线网。目前无线网主要采用三种技术：微波通信、红外线通信和激光通信。这三种技术都是以大气为介质的。其中微波通信用途最广，目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信，它利用地球同步卫星作中继站来转发微波信号，一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面，三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域。

（4）按拓扑结构分类，可以分为总线拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构和树型拓扑结构等几种。连接在计算机网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点，也称为工作站。计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构，常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等。

总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构，普遍用于局域网的连接。这种结构中总线具有信息的双向传输功能，用于网络中信息的传递，其他设备以平行的关系连接在总线上，各个节点共用一个总线作为数据通路。

星型拓扑结构是一种以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网，特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。

环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构，信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备，每一台设备都配有一个收发器，信息在每台设备上的延时时间是固定的。这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。

树型拓扑结构就像一棵“根”朝上的树，与总线拓扑结构相比，主要区别在于总线拓扑结构中没有“根”。这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆，用于军事单位、政府部门等上、下界限相当严格和层次分明的部门。

6.1.4  计算机组网技术和网络互连技术

所谓网络互连就是利用网络互连设备，将两个或者两个以上具有独立自治能力的计算机网络连接起来，通过数据通信，扩大资源共享和信息交流的范围，以容纳更多的用户。20世纪90年代以来，局域网迅速发展并被广泛地应用，许多单位和部门都建立了局域网，网络的应用和信息的共享促进了网络向外延伸的需求。网络互连成了20世纪90年代计算机网络发展的标志，越来越多的人开始意识到，如果没有网络互连技术的支持，用于信息传输的计算机网络也会形成一个个“信息孤岛”，网络互连是计算机网络发展到一定阶段的必然结果。

计算机网络主要由网络硬件和网络软件两部分组成。通常组建局域网需要的网络硬件主要是服务器、网络工作站、网络接口设备（如网卡）、Hub及传输介质等。

为了实现不同网络之间的数据传输和资源共享，通常用网络互连设备将若干个网络相互连接成更大的网络，这种网络的典型代表就是互联网。在互联网中，组成互联网的单个网络称为子网，用于连接子网的设备叫做中间系统。中间系统的作用是在不改变原来网络结构和服务功能的条件下，协调各个网络，使得网络的通信得以实现。事实上中间系统可以是一个单独的设备，也可以是一个网络。这些设备主要是中继器、网桥、路由器和网关。

1．网络接口设备

（1）调制解调器。

调制解调器（Modem）即调制器和解调器的总称，俗称“猫”，它是利用电话线在用户计算机与Internet服务提供商的拨号服务器之间建立网络连接的一种设备。其功能是对信号进行调制和解调，将发送端计算机的数字信号转换成模拟信号称为“调制”，将模拟信号转换为数字信号，送入接受端计算机，称为“解调”。

调制解调器按调制方法可分为调幅、调频、调相；按传输速率可分为低速Modem（传输速率在9600bps以下）、中速Modem、高速Modem（传输速率超过19.2Kbps）；按操作状态可分为同步Modem和异步Modem；按产品外形可分为外置式和内置式。内置式调制解调器是一块与计算机内部的ISA或PCI插槽相匹配的电路板。内置调制解调器可能需要跳线和配置参数。外置式调制解调器是一台使用串行端口与计算机相连的设备。调制解调器与计算机的硬件连接完成后，还需安装驱动程序。驱动程序是硬件设备与操作系统之间起通信作用的软件程序，通常由生产商提供。这时操作系统能识别调制解调器，并设置其IRQ、I/O地址和COM端Vi，最后还需将调制解调器配制成上网并保持连接。

（2）网络适配器（网卡）。

组建一个计算机网络时，通常要在每台计算机上安装一块专门的接口卡，然后将接口卡与通信电缆相连并运行相应的驱动程序，网络中的计算机之间才能进行相互通信。这样的一块接Vi卡就是网络适配器，俗称网卡。每一块网卡上都存储有一个物理地址，它是每块网卡的编号，称为MAC地址，MAC地址是唯一的。

网卡的种类非常多，按照不同的标准，可以进行不同的分类。最常见的是按传输速率、总线接口标准和连接器接口标准进行分类。

①按传输速率分，网卡可分为10Mbps网卡、100Mbps网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡和1000Mbps网卡。10Mbps和100Mbps网卡是指网卡能够提供高达10Mbps和100Mbps的传输速率，可以比较完美地实现多媒体信号的传输。不过，目前只提供单一速率的100Mbps网卡也比较少见，常见的是10Mbps/100Mbps自适应网卡，是目前用得最广泛的一种网卡，所谓自适应网卡，是指网卡具有一定的智能，可以与远端网络设备（集线器或交换机）自动协商，以确定当前可以使用的速率。自适应的优点在于不需要用户设定，自动以最高速率连接到远端网络设备上。1000Mbps网卡的传输速率可以高达1000Mbps，能满足高清晰视频数据传输的要求，但是，由于其本身的价格因素以及交换机和传输介质的高昂价格，使得千兆位网卡仍只用于服务器端。

②按总线接口分类，可分为ISA网卡、PCI网卡及专门用于笔记本电脑的PCMCIA网卡。ISA总线的网卡多为10Mbps，常用于早期的486DX或低档的Pentium计算机。由于ISA总线传输速率低，且不能很好地支持即插即用，并需要人工设置中断和I/O地址，所以此类网卡已很少使用。

10Mbps～100Mbps自适应网卡几乎是清一色的PCI总线，支持即插即用，而且由系统自动分配中断和I/O地址，从而使网卡的安装简单轻松。

PCMCIA网卡也称PC卡，专门用于笔记本计算机，即插即用，并支持热拔插。

另外，USB网络适配器也是一种新型网卡，USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）作为一种新型的总线技术，已经被广泛应用于鼠标、键盘、打印机、扫描仪、Modem、音箱等各种各样的设备。由于其传输速率远远大于传统的并行Vi和串行口，且设备安装简单并且支持热插拔。USB设备一旦接入，就能够立即被计算机所承认，当装入所需要的驱动程序后，不必重新启动系统就可立即投入使用。当不再需要某台设备时，可以随时将其拔除。

（3）按照与连接的传输介质相连接的接口分，有RJ 45接口网卡、AUI接口网卡、BNC接121网卡和FX接Vi网卡。不同的接口适应于不同传输介质的网络，RJ 45接口适用于以双绞线为传输介质的网络，AUI接口网卡适用于以粗缆为传输介质的网络，BNC接口网卡适用于以细缆为传输介质的网络，FX接Vi适用于以光纤为传输介质的网络。

2．网络传输介质

网络传输介质是物理上把计算机相互连接起来的介质，是网络中传输数据、信号的实体。在局域网中常见的网络传输介质有以下4种：双绞线、同轴电缆、光缆、无线介质。其中，双绞线是经常使用的传输介质，它一般用于星型网络中，同轴电缆一般用于总线型网络，光缆一般用于主干网的连接。

（1）双绞线。

目前，在以太网中大量使用双绞线作为主要传输介质。双绞线是一种常用做电信电缆的铜导线。由于铜是非常好的导体，所以它对电磁信号无任何限制。当两根非常接近的铜线都在传导电信号时，就会出现一定的电磁干扰，这种干扰称作串扰。此外，电磁现象无所不在，这便导致双绞线传输或接收到了一些从其他地方传来的干扰信号。如果把电极相反的一根铜线相互绞在一起，可以减少串扰以及信号放射程度，每一根缠绕着的导线在导电时，发出的电磁辐射被绞合的另一根线上发出的电磁辐射所抵消，随着单位长度电缆中所缠绕的线的对数的增加，防止串扰的能力也增加。

双绞线由两根22～26号绝缘铜线相互缠绕而成。而一对或多对双绞线安置在一个套桶中时，便形成了双绞线电缆。有两种类型的双绞线电缆：非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）电缆和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）电缆。目前组网中常用的所谓5类线是使用了特殊的绝缘材料的非屏蔽双绞线，最高传输频率为100MHz，可用于语音和最高传输速度为100Mbps的数据传输。

在基于UTP的网络中，每台计算机都用一根长电缆将自身与中心集线器连接在一起，每条电缆通过两端安装的RJ-45连接器（水晶头）与网卡和Hub（或交换机）相连，最大网线长度为100m。如果要加大网络范围，在两段双绞线电缆间可安装中继器，但最多可安装4个中继器，使网络最大范围达到500m。在电缆两头安装RJ-45连接器时，应保证两个RJ-45连接器中每条导线的排线顺序固定、统一。

双绞线分为直通线和交叉线。直通线适用于计算机到集线设备（如集线器、交换机）的连接。直接连接两台计算机或直接连接两台集线设备要用交叉线。

（2）同轴电缆。

同轴电缆有一条被包围在绝缘层中的铜芯（单股或多股）。它的特点是抗干扰能力好，传输数据稳定，价格也便宜，同样被广泛使用，如闭路电视线等。信号在这条铜芯中传输，包围绝缘层的是另一种由金属薄膜或者金属线做成的导线，这条导线的长度与电缆同长，因而被称作同轴电缆。这种电缆具有两条不同的物理通道，一条用来传输信号，一条用作地线，它能减少干扰，外面的屏蔽物也是电缆的护套。

根据电缆的直径分，同轴电缆主要有两种基本类型：细同轴电缆（细缆）和粗同轴电缆（粗缆）。细缆直径约为6.4mm，比较柔韧，它使用在10Base 2以太网中，最大传输距离为185m，其阻抗为501-1。粗缆直径约为12.8mm，因其铜芯较粗，屏蔽层较坚硬，因此安装较难，费用也较高，但它的传输距离约为500m。

使用同轴电缆构建计算机局域网时，一般都使用细缆组网。粗缆适用于较大局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性较好。用户通常采用外部收发器与网络干线连接。用粗缆组建的局域网虽然各项性能指标较高，具有较大的传输距离，但是网络安装、维护等方面比较困难，且造价较高。

（3）光缆。

光缆又称光纤电缆，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。与其他传输介质相比较，光缆的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频带较宽，传输距离较大，是一种较新型的、数据传输速度较高、价格也较高的传输介质，主要用于传输距离较长的主干网的连接中。光缆被一层称作包层的玻璃包住，最外一层用坚硬的外壳包住。中心提供光通路（或者称波导），而包层由多层反射玻璃构成，玻璃层设计成可以将光折射到中间芯上。

光缆通信由光发送机产生光束，将电信号转变为光信号，再把光信号导人光纤，在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再处理。光缆的传输距离远、传输速度快，是计算机网络中传输介质的佼佼者。

现在有两种光缆：单模光缆和多模光缆。单模光缆的纤芯直径很小，只提供一条光通道。在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。多模光缆提供多条通道，是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤。

3．无线传输

无线技术逐渐发展成为一种时兴的网络技术。一个“无线”网络并不是完全不需要电缆，但结合了传统的有线网络通信的无线设备，通常被称为访问节点的收发器用来在无线设备与有线网络之间收发数据。

（1）微波。微波数据通信系统有两种形式：地面（基于地球表面）微波系统和卫星微波系统。它们使用同样的频率，功能比较相似，但是，它们能力上有些差别。

·    地面微波：地面微波一般采用定向式抛物面天线，这要求与其他地点之间的通路没有障碍或视线能及。

·    卫星微波：通过地球上的定向抛物面天线向地球同步卫星发送直线波束。

（2）红外线。红外连接采用发光二极管、激光二极管或者光电二极管来进行站与站之间的数据交换，通过使用位于红外频率波谱中的锥形或者线型光束来传输数据信号，将红外技术应用到无线局域网中，传输信息可以直接或经过墙面、天花板反射后被接收装置收到。然而，红外信号没有能力穿透墙壁和一些其他固体，也容易被强光源盖住。红外线传输技术可以分为点到点红外线系统和广播式红外线系统。

（3）激光。激光网络利用激光脉冲来表示数据信号进行工作。激光是一种视线技术，这种技术意味着在信号的路由和接收设备之间必须有一条无阻隔的通路，这也正是激光无线通信的缺点。

4．中继器

同网络介质一样，中继器存在于OSI模型的第一层，即物理层中。当数据离开信源、进入网络时，是被转换为电脉冲或光脉冲的形式在网络中传输的，这些脉冲称为信号。当信号最先从一个传输站出发时，它们是清晰且易于识别的，但信号经过物理传输介质时，电缆越长，信号就越来越弱越发难于识别。例如：第5类双绞线以太网电缆的技术规范中规定信号沿网络传输的最大距离是100m，如果一个信号传输的距离超过了这一长度，就不能保证网络接口卡能识别它。

中继器为此问题提供简单的解决办法，它可使网络覆盖的距离得到扩展。中继器接收到变弱的信号，将其去噪音并放大，再送回原路径，继续沿着网络传送，这样使网络可操作的距离得到扩展。中继器信号放大功能的另一个好处是可以增加网络节点数目，克服节点数目多造成的信号衰减的影响。

但一根电缆上使用的中继器数量有一定的限制，因为中继器会引起网络中数据传输的延迟，严重影响网络性能。在以太网中，网络中的中继器一般不应超过4个。

（1）Hub。

Hub是一种特殊的中继器，它将分散的用于连接网络设备的线路集中在一起，便于管理和维护。在Hub上有固定数目的端口，如8端口、12端口、16端口、24端口等。每个网络设备都可以通过电缆线连接到一个端口上。在Hub上增加或减少网络设备不影响网络运行，也可以利用它来互联LAN，甚至可以互联不同类型的网络。一般来说，当中继器用作星形拓扑结构的网络中心时，称其为Hub而不是中继器。

Hub的缺点是它不能过滤网络业务量。过滤是一个过程或设备，它以一定的特征，如源地址、目的地址或使用的网络协议来屏蔽网络信息，并根据已有的标准确定是将信息转发还是丢弃。在Hub上，数据到达一个端口，然后被发送到其他的所有端口，即经过Hub的数据将发向网络上的其他所有的局域网段，不论它是否需要去那儿。

Hub按带宽分类有10Mbps、100Mbps、10Mbps/100Mbps双速Hub三种。所谓10MbpsHub，是指该Hub中的所有端口均只能提供10Mbps带宽。所谓双速Hub，是指该Hub中内置10Mbps和100Mbps两条内部总线，其传输速率可在10Mbps和100Mbps之间进行切换。目前，几乎所有的双速Hub均为自适应，每个端口都能自动判断与之相连接设备所能提供的连接速率，并自动调整至与之相适应的最高速率。

（2）网桥。

如果一个网络的所有设备都仅仅是由一根电缆连接而成，或者网络的网段由Hub之类无过滤能力的设备连接而成，可能会有不止一个用户同时向网络发送数据。如果多个节点试图同时发送数据，那么就会发生冲突。解决网络上出现太多业务量及太多冲突的办法之一是使用网桥。

网桥又称为简单透明桥，它将两个网段连接在一起，并根据分组上的介质访问控制地址（MAC）实施流量过滤。当正确使用网桥时，可以确保减少拥塞。通过使用网桥可将网络分割成两个网段，减少网络上不必要的业务量并将冲突发生的可能性降至最低。

每个网桥都将其连接的两个网段的地址建立起一个地址表，称为路由表。数据沿网络介质传输时，网桥将数据携带的目的MAC地址与客观存在的表格中的MAC地址进行比较。如果处于同一网段，则不再把数据转发到网络的其他网段，否则就把数据转发到网络的所有其他网段中。这样可以大大除去不必要的业务量。

（3）交换机。

交换机（Switch）是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵，交换机所有的端口都挂接在这条背部总线上。控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的MAC地址（网卡的硬件地址）对照表以确定目的MAC的网卡挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵直接将数据包迅速传送到目的节点，而不是所有节点，当目的MAC不存在（或不能确定时）才将数据广播到所有的端口。

交换机作为一种廉价而且高效的集线设备，已经取代传统集线器在网络连接中的霸主地位。交换机大多数是工作在OSI模型中第2层（数据链路层）的设备，它的作用是对封装数据包进行转发，在端口之间建立并行的连接，缩小冲突域，并隔离广播风暴。

另外，交换机还可以用来建立虚拟局域网（VLAN），将与交换机相连接的物理网络分割成多个逻辑网络，这可增加网络的性能与安全性。

（4）路由器。

路由器用来连接不同的网络以及接入Internet。当路由器使用在局域网中时，被连接的网络称为子网，用于连接广域网时，一般是非相关的两个网络。

专用的路由器设备实际上是一些有特殊用途的计算机，这些路由器有微处理器，并运行自有的操作系统。个人计算机也可以通过配置当成路由器使用，只要操作系统支持IP或者IPX路由。

在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表（Routing Table），供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容，可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。路由器的主要作用是为不同网络之间的用户提供最佳的通信路径，使用最少时间算法或最优路径算法进行信息传递路径的调节。此外，路由器可进行数据包格式的转换，是不同协议网络间互连的必要设备。

路由器基于网络协议或第三层的信息在不同的网络间传递数据包、路由数据流量而提供端到端的路由。路由器具有在网上传递数据时选择最佳路径的能力，过量和广播流量问题可以通过使用路由器来解决，一般情况下路由器不向前传送广播帧。

5．网络软件

网络的使用和维护要依赖于网络软件。网上使用的网络软件主要是指网络操作系统、网络数据库管理系统和网络应用软件。

（1）网络操作系统。

在网络硬件提供数据传输能力的基础上，为网络用户管理共享资源、提供网络服务功能的系统软件被定义为网络操作系统。目前较流行的网络操作系统有UNIX、Linux、Windows NT、Novell Netware等。它们在技术、性能、功能方面各有所长，支持多种工作环境，支持多种网络协议，能够满足不同用户的需要，为网络的广泛应用奠定了良好的基础。

①UNIX网络操作系统。标准UNIX操作系统是一个交互式的分时系统，提供了一个支持程序开发全过程的基础和环境，可以支持40个终端用户。UNIX系统是由美国电报电话公司（AT&T）下属的Bell实验室的两名程序员K.汤普逊（Ken Thompson）和D.里奇（Dennis Ritchie）于1969～1970年研制出来的。UNIX问世以来十分流行，它运行在从微机到大型机等各种具有不同处理能力的机器上。近年来，几乎所有的16位机、32位微型计算机都竞相移植UNIX。

UNIX的主要特点是技术成熟、可靠性高，其结构简练，便于移植。许多UNIX主机和服务器都是每天24小时，每年365天不间断运行。UNIX系统是世界上唯一能在笔记本电脑、PC、工作站直至巨型机上运行的操作系统，而且能在所有体系结构上运行。

网络功能强大是其又一特点。作为Internet网络技术基础和异种机连接重要手段的TCP/IP协议就是在UNIX上开发和发展起来的。TCP/IP是所有UNIX系统不可分割的组成部分。此外，UNIX还支持所有需用的网络通信协议，包括NFS、DCE、IPX/SPX、SLIP、PPP等，使得UNIX系统能方便地与已有的主机系统以及各种广域网和局域网相连接，这也是UNIX具有出色的互操作性的根本原因。

②Linux操作系统。Linux操作系统是一种类似UNIX的操作系统，Linux操作系统是一种自由的、没有版权限制的免费软件。它在20世纪90年代初由芬兰赫尔辛基大学的学生Linus Torvalds开发出来，并公布了它的源程序。来自全世界的志愿者都参加了Linux的修改工作。领先的系统应用供应商有Caldera公司和Red Hat Software公司。

③Windows NT操作系统。Windows NT是目前最流行的网络操作系统之一，它具有强大的功能。Windows NT的主要优点在于其技术较为先进，与Windows有统一的界面，且两者结合紧密。这样用户使用起来非常直观方便。它能很好地兼容Windows的丰富的应用软件，也有利于鼓励软件厂商开发新的应用，因而能很好地利用Windows上的优势。Windows NT拥有可伸缩的解决方案，完全排除操作系统的人为限制。

能够安全简单地访问Internet是Windows NT最引人注目的地方。它提供了对等的Web服务（Peer Web Service，PWS）功能，使企业内部网的用户可以创建个人网页，向内部用户发布信息。Windows NT还提供点对点通信协议（Peer to Peer Tunneling Protocol，PPTP）的支持，它使用户可以通过Internet远程访问企业内部网。

Windows NT非常方便使用于Internet环境，它捆绑了DNS、DHCP、Gopher、Web、FTP以及LPD服务器。它的系统管理工具也值得称道。“任务管理器”提供了网络工作站上应用程序与进程的详尽信息，并可强行终止那些没有响应的任务。

Internet信息服务器（Internet Information Server，IIS）是Microsoft公司的一种集成了多种Internet服务（WWW服务、FTP服务等）的服务器软件。IIS和Windows NT Server。紧密地集成在一起，可以很容易地构造Web站点，可以充分利用Windows NT的多种功能，其安全机制也以Windows NT的NTFS安全机制为基础，因此可以实现用IIS构建的Web站点的安全性。

由于微软公司在桌面操作系统上的长期的垄断地位，很多应用程序开发商专门开发各种基手Windows系列的操作系统上的应用程序。因此，使用Windows NT操作系统能够更容易地得到各种服务软件，这是它得以流行的一个重要原因。

④Novell Netware操作系统。Novell Netware是Internet进入我国之前，最为流行的一种网络操作系统。它一开始是为MS-DOS网络设计的专用文件服务器操作系统。它能很好地处理从客户工作站发出的远程I/O请求。但是，由于20世纪90年代计算系统逐渐由大型变为小型而且多数都转移到了客户机/服务器计算结构上，所以网络服务器的作用也已经随之发生了相应的变化。越来越多的公司都把网络服务器看作是一个平台，希望它能支持内部事务处理系统，这些系统原来是在小型机和大型机上运行的。在一个客户机/服务器环境中，网络服务器必须能向大型机那样管理多个使用大量资源的服务器进程，而且保证同样的完整性、安全性和可靠性。

为了适应新的形势，Novell公司推出了新一代的智能网络平台——Netware 5。Netware 5将继续发挥Novell公司在网络计算方面的优势，完全支持IPX和基于IPX的应用程序，同时又提供了运行纯粹IP网络的能力。它配备了先进的Internet服务器，支持多种脚本语言，使用起来非常方便。

（2）网络数据库管理系统。

网络数据库管理系统是一种可以将网上的各种形式的数据组织起来，科学、高效地进行存储、处理、传输和使用的系统软件，如SQL Server、Oracle、Sysbase、Informix等。

（3）网络应用软件。

软件开发者根据网络用户的需要，用开发工具开发出来各种应用软件。例如，常见的在局域网环境中使用的Office办公软件、商品流转和收银台收款软件等。