从20世纪70年代开始至今，计算机网络已形成从小型的局域网到全球性的大型广域网，并且，对人类的生产、生活、经济等方面的发展起着至关重要的推动作用。不言而喻，处理信息和传输信息的计算机网络已成了信息社会的重要基础，伴随这计算机网络的迅猛发展，不管是企业和学校，还是团体或个人，他们的生产率和工作效率都具有了实质性的提高。正是由于计算机网络的产生和发展，使得原有教育的组织和管理形式受到强大冲击，传统的教育方式亟待变革。于是，加强人们对教育网络应用方面的认识，提高人们的网络运用能力，对于更网络开展教育教学的顺利进行具有重要的现实意义。
计算机网络概述
一、计算机网络的概念与分类
（一）计算机网络的概念
所谓计算机网络，就是利用通信设备和线路将分布在地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。
简言之，计算机网络是一个互联的、独立自主的计算机集合体，是通信技术、计算机技术和微电子技术发展与结合的产物。最简单的网络可以小到两台计算机互联，而大的网络则可以将全球范围的计算机互联。在这些网络中，所有计算机都是平等的、独立的，它们之间不存在明显的主次关系。
计算机网络由三大部分构成：即计算机系统、数据通信系统和网络软件。计算机系统是构成网络的基本单元，它能提供各种各样的网络资源，其中包括软件资源和硬件资源两大类。前者指的是数据、程序和信息等；后者指的是运算处理能力、大容量存储能力和快速打印能力等。
数据通信系统是连接计算机系统的桥梁，它提供了各种连接技术和信息交换技术。常见的连接方式有点对点连接和多点连接方式。
网络软件是在计算机网络环境中，用于支持数据通信和各种网络活动的软件。其目的是为了本机用户共享网中其他系统的资源，或是为了把本机系统的功能和资源提供给网中其他用户使用。
（二）计算机网络的功能
1.数据交换
是指在计算机网络中，每个计算机之间或计算机与终端之间，可以准确快捷地相互传递数据、程序或文件。例如：电子数据交换可以实现部门之间订单、发票、单据等文件的交换；文件传输服务可以实现文件的实时传递，为用户复制或查找文件提供了有力的工具。
2.资源共享
计算机网络组网的重要目标之一便是，充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据），最终方便和推动整个社会发展服务。例如：进行复杂运算的巨型机、海量存储器以及十分昂贵的外部设备和大型数据库、大型软件等，为网络上的用户所共享。
3.电子邮件
计算机网络可以方便快捷的为网上不同用户提供信函方式的通信。电子邮件（E-mail）可以使相隔万里的异地用户快速准确地相互通信。
（三）计算机网络的分类
计算机网络的种类繁多，功能各异。按照不同的分类标准，计算机网络可分成不同的网络类型。例如，按地理分布范围可分为局域网、城域网和广域网；按照信息交换方式可分为电路交换网、分组交换网和综合交换网；按传输带宽可分为窄带网和宽带网；按拓扑结构可分为星形网、树形网、环形网和总线形网等。下面我们简单介绍一下第一种网络类型。
1.局域网
局域网是一种指连接近距离的计算机组成的网，连接范围一般在几米到几千米之间。例如，一间办公室或实验室内的网，同一建筑物内、建筑群内或校园内的网络。局域网可通过路由器与广域网或城域网相连接实现信息的远程访问和通信。
2.城域网
城域网实质上是扩大范围的局域网，连接范围一般在十几千米~几百千米。例如，连接一个地区、一个城市或一个行业系统的网络。
3.广域网
又称远程网，是指连接远距离的计算机组成的网，连接范围可达几千千米乃到上万千米，横跨各大洲。因特网（Internet）就是一个典型的广域网。
二、局域网
局域网的显著特点是性能好、价格低、连接简单，因此在各单位及部门获得了广泛的使用。尤其在各级学校中，校园计算机网络的建设已经成为了学校基础设施建设的重要组成部分。一般的校园网都属于局域网。
（一）局域网的拓扑结构
网络中各个节点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。构成局域网的拓扑结构主要有总线拓扑、环型拓扑、星形拓扑以及混合型拓扑等。
1.总线拓扑。总线型拓扑结构连接简单，所有计算机均与同一电缆相连，总线两端接终端电阻。工作时，信号采用广播方式传送。总线拓扑的优点是使用缆线较少，不足之处是任何一段线缆出现故障将影响整个网络。
2.环型拓扑。各节点通过链路接在一起，构成一个连续不断的环。信息依次从一个节点传送到相邻的下一个节点，一直到达目的地才停止转发。环形拓扑使用电缆线量中等，其缺点是一段线或一台机器故障将使整个网络不能正常工作。
3.星型拓扑。所有节点都直接与中心设备相连，信息在传递过程中只需中心设备转发一次。常用的中心设备有集线器和交换机。星型拓扑的优点是设计容易，增加用户比较方便，排除故障简单，并能接纳其他类型的拓扑结构，一般情况下，一个节点故障不会使整个网络停止运行。缺点是使用线缆最多，并且如果中心点出现故障，整个网络将全部瘫痪，不能工作。
4.混合型拓扑。在一个网络中同时使用几种拓扑结构称为混合拓扑。常用的混合拓扑结构有树形结构和不规则结构等。在一个复杂的网络连接中，一台计算机与另一台计算机要建立通信关系，它们不采用广播方式，而是让信息沿着一定的线路一站一站地传下去，直到目的地为止，这种通信方式叫点对点通信。
（二）局域网常用设备
1.网络服务器。包括三种：
（1）文件服务器
（2）打印服务器
（3）异步通信服务器
2.工作站。工作站一般由微型计算机承担，它既可作为个人计算机使用，也可以作为共享设备为网络提供共享资源。
3.组网设备。一般来讲，组网设备主要有六部分组成：
（1）网卡。网卡是网络服务器与工作站之间或工作站与工作站之间交换信息的接口。不同类型的网卡支持不同类型的网络。一块网卡通常有三种不同的插座，用于连接不同的传输介质，即粗缆、细缆和双绞线。按速率不同，目前，网卡有10Mbps和100Mbps之分。
（2）传输介质。常用的传输介质有如下几种：
同轴电缆同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆，局域网中常用的是基带同轴电缆。基带同轴电缆又有粗缆和细缆之分。
双绞线双绞线通常为8芯结构，芯线用不同的颜色区分开来，双绞线绕的目的是降低电磁干扰对网络的影响。双绞线分为三类线和五类线两种。
光纤根据制造工艺的不同分为多膜光纤和单膜光纤两大类。多膜光纤的最大传输距离约为2km，而单膜光纤的传输距离可达上百千米。光纤的传输速率很高，其带宽要比普通电缆大100倍以上，而且抗干扰能力强，主要用于网络的主干道。
微波微波指频率为1GHz～10GHz的电磁波。微波通信是一种无线电通信。其优点是不需架设明线，特别适合在城市中网络布线困难时使用，并可用于移动通信；缺点是通信双方之间不能有建筑物阻挡，抗干扰能力较差。
电话线通过电话线及调制解调器实现网络的通信。
（3）集线器和交换机。常用的集线器和交换机有10Base-T和100Base-T之分，由于集线器采用带宽共享方式工作，因此当用户量较多时，网络速率将明显下降；与此不同的是，交换机则采用模拟网桥的方式，当用户较多时，速率不会明显降低。新型交换机大都支持第三层交换功能，可方便地通过交换机划分虚拟网段，对各端口进行管理。因此，通常情况下，交换机要比集线器贵许多。
（4）网桥。网桥用于连接两个或几个相同类型的局域网，实现局域网之间的通信。
（5）路由器。路由器是一种通信设备，它能在复杂的网络中自动进行路径选择和对信息进行转发。
（6）网关。网关是一种在不同类型网络之间实现协议转换并具有路由选择功能的专用网络通信设备。
（三）局域网的特点
1.连接地理范围有限。参加组网的计算机通常限制在1km～2km的范围内。
2.具有较高的传输带宽，一般为10Mbps～1000Mbps（兆位/秒）。
3.数据传输可靠，误码率低，一般为10-7～10-12。
4.结构简单，建网容易，成本低廉。
5.通常网络设备归一个单位或组织所拥有，不受任何公共网络的组网规定的约束，容易进行设备的更新和新技术的引用，可方便地提高网络性能。
校园网的设计与建设
一、校园网设计的原则和步骤
通常来讲，校园网设计首先依据学校的教学规模及教学模式的要求设计网络结构的层次，然后根据应用软件对网络带宽的要求确定应采用的技术，最后确定操作系统及硬件配置。一般来说，在设计校园网时，学校一方面要考虑网络的经济实用性，同时还要考虑到它的先进性。为此，在进行网络规划及设备造型时，需要参照以下原则。
（一）校园网设计的原则
1.方便地连接校园网络。即要使校园内的教师和学生能采用方便灵活的方式接入计算机网络，如以太网卡、拨号上网等。
2.标准的开放性和通用性。网络设备应选择通用性强，兼容性好，扩充容易的产品，从而避免重复投资。
3.采用分布式管理结构。根据学校的教学性质及地理分布关系，对系统加以区分，由各部门建立并管理相应的信息库，以使信息的来源更加专业化。
4.弹性配置结构。网络的结构种类繁多，同时由于网络技术发展速度很快，因此在规划网络配置时，需要一定的弹性，以便网络有可发展性。
5.充分的扩充预留。在配置时，我们必须考虑网络的可扩充性，为将来的发展作预留。如光纤芯数，网络硬件的端口数等，以避免升级时重新布线而增加投资费用。
6.方便管理及维护。在网络建成之后，管理及维护将是一个不可忽视的主要工作，管理方便，维护简单的网络将会为管理者提供极大的方便。
7.充分利用现有的设备，以节省经费。
（二）校园网设计的一般步骤
1.调研阶段。去那些已经有成熟校园网的学校进行学习、考察，学习网络建设的经验。把握现有的信息技术水平，分析已有的资源信息等。
2.规划阶段。根据就校园信息化建设所要达到的整体目标，投入与产出，业务整合，人员安排作出优化分析。
3.分步实施。根据总体规划制定的实施计划有步骤、分阶段实施，切忌一步到位，将校园信息化建设简单化。要认真细致，反复论证，力争做到高效、合理。
二、校园网的选型
在校园网规划过程中，基础设施的选型是一个非常关键的因素。选型合适的网络除了具有价格优势外，还有便于管理、易于扩充升级等优点。
（一）选择网络类型
现在常见的网络类型有：令牌环网、ATM、以太网等，其中，在校园网中使用得频率最高的是以太网。以太网又分为10Base-T以太网、交换式以太网、快速以太网和千兆以太网。10Base-T以太网，用无屏蔽双绞线连接计算机和集线器，系统共享10Mbps的传输速率。交换式以太网则采用网络交换机（Switch）代替了集线器，每个端口都可以组成一个逻辑网段，端口速率可达10Mbps，它的速度比前者快。快速以太网按照100Base-T规格设计网卡和集线器，其速度比10Base-T产品快许多。同样，用100Base-T的网络交换机比用100Base-T的集线器构建的系统又要快许多。这些100Base-T的连接设备通常能自动识别并适应10Mbps和100Mbps的网卡。千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术。千兆以太网和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容，并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范。
（二）选择网络操作系统
这一系统的结果将影响到所用的底层网络协议、服务器的管理方式以及用户与网络服务交互的方式等。N0S是运行在服务器上的系统软件，主要用来定义网上资源的共享方式和服务器的基本操作环境。现在常用的N0S包括Novell的Netware，微软的WindowsNT/2000Server和各种基于Linux环境下的系统。
（三）选择数据库系统
不言而喻，数据库在学校信息管理系统以及各种应用中所起的作用是不可低估的，它是学校信息管理系统建设的基础设施。从简单的工资管理、财务管理，到学籍管理、档案管理，到全面系统的学校信息化建设，数据库的作用是不可低估的。
（四）选择上网方式
这里包括用户联入局域网的方式和局域网连入Internet的方式。用户联入局域网通常有两种方式：一是拨号上网，这需要有内部电话交换设备的支持，该方式价格低廉，但速度较慢。二是通过以太网卡上网，这需要将光纤拉到每栋楼，然后再通过双绞线把局域网延伸到各家各户，这种方法支持10Mbps到100Mbps的接入速度，并可支持今后对带宽要求较大的应用。
三、校园网的建设程序
在做好规划设计后，便可以绘制出网络实施的总体蓝图，并按照学校建筑物的平面图和结构图确定“线路由图”，接着根据以下程序建设校园网。
①布线施工；
②布线测试；
③安装网络设备；
④安装操作系统；
⑤完成操作系统的调试；
⑥安装应用软件；
⑦确定校园网的管理方案；
⑧为用户建立校园网的使用账户；
⑨用户培训；
⑩校园网投入运行。
一般情况下，在规划设计和建设校园网时，要注意以下问题：一是学校领导和相关教师应该首先明确提出自己的要求，再请专业技术人员设计网络；二是要找专业队伍进行施工，同时还要做好施工监理工作。
校园网的使用
一、因特网的概述
