浅析计算机网络技术的发展及应用

2012-08-15王艺潼

吉林广播电视大学学报 2012年12期

王艺潼

（北华大学，吉林市 132013）

当今计算机网络已融入我们的生活，人们对计算机网络的需求甚至达到了依赖的程度。人们之所以离不开计算机网络，是因为网络给人们带来了便利。网络信息的快速传播大大缩短了获得信息的时间，减少了人力资源的浪费，拉近了人与人之间的距离，加强了人与人之间的沟通，即使分隔两地也可以迅速通过网络取得联系。网络给人们带来的便利数不胜数，可是又有多少人真正了解计算机网络，下面本文将会从各个方面对计算机网络进行介绍。

1.对计算机网络的认知

1.1 计算机网络的概念

所谓的计算机网络，就是利用通信设备和线路将地理位置不同、功能不同的多个计算机系统连接起来，利用计算机网络软件，实现网络中的资源共享[1]。典型的计算机网络一般由资源子网和通信子网组成，分别负责资源的共享和信息的传递。其中资源子网由提供资源的主机和请求资源的终端组成；通信子网由网络节点和通信链路组成。

1.2 计算机网络的分类

计算机网络可以按多种方式进行分类，下面介绍几种最流行的分类方式。

1）按拓扑类型分类。所谓“拓扑”指的是网络的形状，即网络是通过怎样的形状连接的。计算机网络的拓扑结构有：星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑、混合形拓扑和网形拓扑。其中混合型拓扑指的是除网形拓扑外其他任意两种拓扑结构结合起来形成的新的拓扑结构。

2）按网络的交换方式分类。计算机网络可分为电路交换网、报文交换网和分组交换网三种。电路交换网类似于电话通信的方式，需要有实际的通信线路，该线路一旦被两个用户暂用，其他计算机将不能使用该线路通信。报文交换网类似于邮件的发送方式，写明收件地址，配置好发送的路径，即可将报文内容发送给另一个终端。分组交换网采用分组交换技术在通信前先将发送的数据拆分为一个个分组单位，通过各节点逐个传输分组，该方式优于前面两种的地方在于分组数据变小，并可通过各节点进行处理，节省了计算机资源的同时还提高了传输的速度。

3）按网络的覆盖范围分类。计算机网络可分为广域网、局域网和城域网三种，这样的分类方式最为人们熟知。广域网其分布范围可达数千公里，形成国际性的网络。局域网其分布范围一般是一个小区、一个公司、一个学校内，将其中的通信设备连接成一个网络。城域网，顾名思义其分布范围在广域网和局域网之间形成一个或多个城区之间的网络。

4）按网络传输技术分类。计算机网络可分为广播式网络和点对点式网络。广播式网络指的是所有联网的计算机都共享一个公共的信道，相当于一台计算机在利用信道通信时，其他计算机则像收听广播一样，都会收到信道中的内容。点对点式网络指的是每条线路连接的都是两台计算机，如果两台计算机没有直接连接的通信线路，则需要通过其他线路来转发通信。

2.计算机网络技术及应用

计算机网络按不同方式分类，种类繁多，相应的计算机网络技术也各不相同，故本文只对其中一种现代应用极广泛也是大家所熟知的计算机网络无限局域网技术进行介绍。

2.1 无线局域网概述

一般局域网的传输媒介大多采用双绞线、同轴电缆或光纤，这些介质材料费用高、不易维护，随着无限通信技术的发展，局域网技术与无限通信技术相结合产生了无线局域网。无线局域网的优缺点也极为明显。优点是：安装便捷、使用灵活、经济节约、易于扩展。缺点是数据传输速率相比于实际线路要低很多，无线信号会受很多因素的影响，如磁场的干扰、墙壁的阻隔等，常常会出现信号盲点，数据传输速率就更加低下。

2.2 无线局域网相关技术

构建无线局域网的技术就需要克服造成无线局域网缺陷的因素，所以对无线局域网的技术要求有以下几点[2]：

1）保证无线局域网通信的可靠性和稳定性；

2）兼容已有的局域网系统、计算机操作系统和计算机软件；

3）保证数据传输率在1 Mbps以上；

4）提高无线数据传输的安全性，避免信息被直接截取解析；

5）可以与移动设备通信；

6）在不使用无线局域网收发信号时尽量节约资源；

7）降低成本，缩小设备，使普通家庭都能使用无线局域网；

8）有效处理周围环境对数据传输的影响，加强信号抗干扰能力等。

目前无线局域网主要的接入技术有：IEEE 802.11无线局域网标准、红外技术、蓝牙技术和家庭网络技术。

1）IEEE 802.11标准。它是早期的无线局域网标准之一，该标准定义了物理层和介质访问控制的MAC协议、实现多路访问和防止冲突的CSMA/CA协议。MAC协议负责无线设备与客户端的连接，客户端的MAC层自动根据当前覆盖的局域网信号的强弱和包错误率进行自动连接。CSMA/CA协议提供无线介质间的共享访问，同时利用客户端返回的确认信号有效地防止了信号冲突。IEEE 802.11标准自1997年来已经提出了很多个系列，并对具体的频率、带宽、传播距离等性能进行了详细的说明，如下表所示。

表1 IEEE 802.11系列标准

2）红外技术（IrDA）。它是利用红外线实现点对点传输的通信技术。家庭应用最广泛的红外技术就是遥控器了，通过红外线传输信号对家用电器进行遥控。红外技术不受无线电的干扰，但是它的穿透性较差，不能隔着非透明物体进行传输，且不能实现远距离的遥控。

3）蓝牙技术。它是一种短距离的无线连接技术，使用无线微波的方式将各应用设备，如计算机、打印机、数码相机、手机等，连接成一个微型网络。蓝牙核心技术提供了基带、链路管理、逻辑链路控制与适应协议。蓝牙基带是蓝牙系统中将设备接入物理层的程序，可以实现数据信息的交换。链路管理负责建立蓝牙组建的连接。逻辑链路控制和适应协议建立在蓝牙基带上，为数据传输提供拆装、适配、分组、重组等操作。

4）家庭网络技术（HomeRF）。该技术适用于家庭区域内的所有电子设备之间的无线数字通信。该技术制定了SWAP协议规范，用户使用支持该协议的电子设备即可建立一个无线网络，共享其他设备的语音、数字数据等。

3.无线局域网技术的应用

无线局域网的应用非常广泛，运输业、制造业、医疗、零售业、金融服务业、办公环境、餐饮业等等。无线局域网的应用为这些行业带来了便利，能直接或者间接的提高行业经济效益。下面将以无线局域网在办公中应用的一个实际案例为例，阐述无线局域网的应用。

由于某公司业务能力的提高，发展的越来越大，原有的场地已经不能满足公司的需求，需要扩建公司的办公场地。那么，原有的简单的无线局域网随着场地的扩建已经不能满足实际需求，如何重建无线局域网才能最高效的为全公司人员提供网络服务呢？如1000平米的办公环境主要分为A区和B区两个工作区，其中A区的活动空间较多，每个区域内将会有30多个员工工作区域，两个区域中间有楼梯相隔。这样的工作环境如何组建无线局域网才能保证所有人都能连接网络，实现数据共享并保证数据的安全性。

根据需求，我们在两个区域的天花板上同时安放两台AGERE AP-1000无线网桥，分别在其中安装一块无线网卡，预留一个无线网卡接口，为以后人员的扩展预留，以后人员增多也可以很迅速的对网络升级。两台AP-1000之间通过双绞线与交换机相连接，这样将整个公司区域内通过无线设备连接AP的PC都连接在一起，组成公司内部的大无线局域网。再将交换机连接路由器实现外网的连接。另外，使用吸顶式天线连接AP设备，提高AP设备的信号强度的同时也不影响办公室的美化。

无线局域网的加密方式采用WPA方法，此方法比802.11提供的WEP加密方式更加强大。它包含了认证、加密和数据完整性校验三个组成部分[3]。认证部分它要求用户必须提供某种形式的证据来证明其合法身份，公司可以对每个节点设置密匙，只有密匙符合才能访问某个节点内的信息。WPA采用AES加密算法，取代了以前的单个静态密匙的加密方法，使用新的密匙框架，增加密码首部的长度，生成动态密匙。笔者使用JAVA程序对加密后的密匙进行输出，可观其具体的机密后的密匙和其解密后的密匙，主程序代码如图2所示。消息完整性验证能有效防卫黑客对无线传输信息的截取，一旦检测到被攻击，系统会自动更改密匙阻止继续被攻击。

无线局域网的组建并不算复杂，只需了解无线局域网的应用技术，有效地调配路由器、交换机等网络设备，对其进行正确设置就可以很快的为公司搭建一个无线局域网环境。