淺析計算機網絡技術的發展及應用

王藝潼

（北華大學，吉林市 132013）

當今計算機網絡已融入我們的生活，人們對計算機網絡的需求甚至達到了依賴的程度。人們之所以離不開計算機網絡，是因為網絡給人們帶來了便利。網絡信息的快速傳播大大縮短了獲得信息的時間，減少了人力資源的浪費，拉近了人與人之間的距離，加強了人與人之間的溝通，即使分隔兩地也可以迅速通過網絡取得聯系。網絡給人們帶來的便利數不勝數，可是又有多少人真正了解計算機網絡，下面本文將會從各個方面對計算機網絡進行介紹。

1.對計算機網絡的認知

1.1 計算機網絡的概念

所謂的計算機網絡，就是利用通信設備和線路將地理位置不同、功能不同的多個計算機系統連接起來，利用計算機網絡軟件，實現網絡中的資源共享[1]。典型的計算機網絡一般由資源子網和通信子網組成，分別負責資源的共享和信息的傳遞。其中資源子網由提供資源的主機和請求資源的終端組成；通信子網由網絡節點和通信鏈路組成。

1.2 計算機網絡的分類

計算機網絡可以按多種方式進行分類，下面介紹幾種最流行的分類方式。

1）按拓撲類型分類。所謂“拓撲”指的是網絡的形狀，即網絡是通過怎樣的形狀連接的。計算機網絡的拓撲結構有：星形拓撲、總線拓撲、環形拓撲、樹形拓撲、混合形拓撲和網形拓撲。其中混合型拓撲指的是除網形拓撲外其他任意兩種拓撲結構結合起來形成的新的拓撲結構。

2）按網絡的交換方式分類。計算機網絡可分為電路交換網、報文交換網和分組交換網三種。電路交換網類似于電話通信的方式，需要有實際的通信線路，該線路一旦被兩個用戶暫用，其他計算機將不能使用該線路通信。報文交換網類似于郵件的發送方式，寫明收件地址，配置好發送的路徑，即可將報文內容發送給另一個終端。分組交換網采用分組交換技術在通信前先將發送的數據拆分為一個個分組單位，通過各節點逐個傳輸分組，該方式優于前面兩種的地方在于分組數據變小，并可通過各節點進行處理，節省了計算機資源的同時還提高了傳輸的速度。

3）按網絡的覆蓋范圍分類。計算機網絡可分為廣域網、局域網和城域網三種，這樣的分類方式最為人們熟知。廣域網其分布范圍可達數千公里，形成國際性的網絡。局域網其分布范圍一般是一個小區、一個公司、一個學校內，將其中的通信設備連接成一個網絡。城域網，顧名思義其分布范圍在廣域網和局域網之間形成一個或多個城區之間的網絡。

4）按網絡傳輸技術分類。計算機網絡可分為廣播式網絡和點對點式網絡。廣播式網絡指的是所有聯網的計算機都共享一個公共的信道，相當于一臺計算機在利用信道通信時，其他計算機則像收聽廣播一樣，都會收到信道中的內容。點對點式網絡指的是每條線路連接的都是兩臺計算機，如果兩臺計算機沒有直接連接的通信線路，則需要通過其他線路來轉發通信。

2.計算機網絡技術及應用

計算機網絡按不同方式分類，種類繁多，相應的計算機網絡技術也各不相同，故本文只對其中一種現代應用極廣泛也是大家所熟知的計算機網絡無限局域網技術進行介紹。

2.1 無線局域網概述

一般局域網的傳輸媒介大多采用雙絞線、同軸電纜或光纖，這些介質材料費用高、不易維護，隨著無限通信技術的發展，局域網技術與無限通信技術相結合產生了無線局域網。無線局域網的優缺點也極為明顯。優點是：安裝便捷、使用靈活、經濟節約、易于擴展。缺點是數據傳輸速率相比于實際線路要低很多，無線信號會受很多因素的影響，如磁場的干擾、墻壁的阻隔等，常常會出現信號盲點，數據傳輸速率就更加低下。

2.2 無線局域網相關技術

構建無線局域網的技術就需要克服造成無線局域網缺陷的因素，所以對無線局域網的技術要求有以下幾點[2]：

1）保證無線局域網通信的可靠性和穩定性；

2）兼容已有的局域網系統、計算機操作系統和計算機軟件；

3）保證數據傳輸率在1 Mbps以上；

4）提高無線數據傳輸的安全性，避免信息被直接截取解析；

5）可以與移動設備通信；

6）在不使用無線局域網收發信號時盡量節約資源；

7）降低成本，縮小設備，使普通家庭都能使用無線局域網；

8）有效處理周圍環境對數據傳輸的影響，加強信號抗干擾能力等。

目前無線局域網主要的接入技術有：IEEE 802.11無線局域網標準、紅外技術、藍牙技術和家庭網絡技術。

1）IEEE 802.11標準。它是早期的無線局域網標準之一，該標準定義了物理層和介質訪問控制的MAC協議、實現多路訪問和防止沖突的CSMA/CA協議。MAC協議負責無線設備與客戶端的連接，客戶端的MAC層自動根據當前覆蓋的局域網信號的強弱和包錯誤率進行自動連接。CSMA/CA協議提供無線介質間的共享訪問，同時利用客戶端返回的確認信號有效地防止了信號沖突。IEEE 802.11標準自1997年來已經提出了很多個系列，并對具體的頻率、帶寬、傳播距離等性能進行了詳細的說明，如下表所示。

表1 IEEE 802.11系列標準

2）紅外技術（IrDA）。它是利用紅外線實現點對點傳輸的通信技術。家庭應用最廣泛的紅外技術就是遙控器了，通過紅外線傳輸信號對家用電器進行遙控。紅外技術不受無線電的干擾，但是它的穿透性較差，不能隔著非透明物體進行傳輸，且不能實現遠距離的遙控。

3）藍牙技術。它是一種短距離的無線連接技術，使用無線微波的方式將各應用設備，如計算機、打印機、數碼相機、手機等，連接成一個微型網絡。藍牙核心技術提供了基帶、鏈路管理、邏輯鏈路控制與適應協議。藍牙基帶是藍牙系統中將設備接入物理層的程序，可以實現數據信息的交換。鏈路管理負責建立藍牙組建的連接。邏輯鏈路控制和適應協議建立在藍牙基帶上，為數據傳輸提供拆裝、適配、分組、重組等操作。

4）家庭網絡技術（HomeRF）。該技術適用于家庭區域內的所有電子設備之間的無線數字通信。該技術制定了SWAP協議規范，用戶使用支持該協議的電子設備即可建立一個無線網絡，共享其他設備的語音、數字數據等。

3.無線局域網技術的應用

無線局域網的應用非常廣泛，運輸業、制造業、醫療、零售業、金融服務業、辦公環境、餐飲業等等。無線局域網的應用為這些行業帶來了便利，能直接或者間接的提高行業經濟效益。下面將以無線局域網在辦公中應用的一個實際案例為例，闡述無線局域網的應用。

由于某公司業務能力的提高，發展的越來越大，原有的場地已經不能滿足公司的需求，需要擴建公司的辦公場地。那么，原有的簡單的無線局域網隨著場地的擴建已經不能滿足實際需求，如何重建無線局域網才能最高效的為全公司人員提供網絡服務呢？如1000平米的辦公環境主要分為A區和B區兩個工作區，其中A區的活動空間較多，每個區域內將會有30多個員工工作區域，兩個區域中間有樓梯相隔。這樣的工作環境如何組建無線局域網才能保證所有人都能連接網絡，實現數據共享并保證數據的安全性。

根據需求，我們在兩個區域的天花板上同時安放兩臺AGERE AP-1000無線網橋，分別在其中安裝一塊無線網卡，預留一個無線網卡接口，為以后人員的擴展預留，以后人員增多也可以很迅速的對網絡升級。兩臺AP-1000之間通過雙絞線與交換機相連接，這樣將整個公司區域內通過無線設備連接AP的PC都連接在一起，組成公司內部的大無線局域網。再將交換機連接路由器實現外網的連接。另外，使用吸頂式天線連接AP設備，提高AP設備的信號強度的同時也不影響辦公室的美化。

無線局域網的加密方式采用WPA方法，此方法比802.11提供的WEP加密方式更加強大。它包含了認證、加密和數據完整性校驗三個組成部分[3]。認證部分它要求用戶必須提供某種形式的證據來證明其合法身份，公司可以對每個節點設置密匙，只有密匙符合才能訪問某個節點內的信息。WPA采用AES加密算法，取代了以前的單個靜態密匙的加密方法，使用新的密匙框架，增加密碼首部的長度，生成動態密匙。筆者使用JAVA程序對加密后的密匙進行輸出，可觀其具體的機密后的密匙和其解密后的密匙，主程序代碼如圖2所示。消息完整性驗證能有效防衛黑客對無線傳輸信息的截取，一旦檢測到被攻擊，系統會自動更改密匙阻止繼續被攻擊。

無線局域網的組建并不算復雜，只需了解無線局域網的應用技術，有效地調配路由器、交換機等網絡設備，對其進行正確設置就可以很快的為公司搭建一個無線局域網環境。

4.計算機網絡未來發展方向

在不久的未來，計算機網絡將會無處不在，無論走到哪里人們都可以通過網絡設備連接網絡，以最快的速度獲取最新的信息。結合目前計算機網絡的發展現狀，筆者認為未來計算機網絡發展的方向有以下幾條：

1）無線寬帶網絡。當前寬帶網絡已經越來越普及，實現更大范圍的寬帶接入是必然的發展趨勢，將有線寬帶轉化為無線寬帶更是切實的需求。

2）全光網絡。即是以光纖節點取代當前的節點，提高傳輸的效率，為高速、大容量的網絡發展提供了方向。

3）多媒體網絡。顧名思義，是能夠傳輸多媒體信息的網絡。它對網絡的帶寬、傳輸的實時性和連續性有著非常高的要求。

4）移動網絡。目前越來越多的移動設備都能連接無線網絡，為人們隨時隨地的提供網絡服務，提高計算機無線網絡的覆蓋，加強與移動通信的結合也是計算機網絡發展的趨勢之一。

5.結束語

隨著計算機網絡與人們工作生活更加密切的結合，計算機網絡應用越來越廣泛，把握計算機網絡的發展方向、合理應用計算機網絡才能使我們在生活方面更加便捷，在工作方面始終走在行業的最前端。

[1]楊明福.計算機網絡原理[M].經濟科學出版社,2007.

[2]劉乃安.無線局域網（WLAN）——原理、技術與應用[M].人教社，2004.

[3]曹秀英.無線局域網安全系統[M].電子工業出版社，2004.