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1、第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 教学目标 了解计算机网络概念、发展、功能及分类 对常见网络设备功能有较深入的了解 了解网络协议，理解OSI参考模型与TCP/IP协议结构 及各层功能 了解Internet工作模式，掌握信息搜索、信息发布 等Internet应用 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 n知识要点 计算机网络、网络协议的概念 计算机网络发展阶段及网络功能与分类 两个理论模型 Internet工作模式及新兴Internet服务 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 n举案引思 1、想像一下没有网络的世界： 如果没有计算机网络，你的计算机世界会是什么样
2、的？你在计算机 面前会做些什么？那会不会是一个移动存储介质泛滥的时代？ 2、现在你是否还会给父母写信？ 上世纪的我们会经常性地给父母朋友写信、邮寄，然后期盼着数日后 的回复，现在你还会偶尔给父母写信吗？你了解你的信自从离开你的手 之后怎么样到达你父母手上的吗？ 3、未来的新应用？ 现在计算机网络上我们可以发电子邮件、可以查找想要的资源、可以 进行视频电话、可以在网上买卖东西、可以发微博、微信，啊，太多了 ！但你能想象未来的计算机网络会出现什么样的新应用吗？只有想不到 ，没有做不到！ 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 6.1计算机网络基础 一、概述 1、为什么需要计算机网络？ 2、
3、什么是计算机网络？ 分布在不同地理位置的、具有独立功能的多台计算机及外部设备，通过通 信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协 调下，实现资源共享和信息交换的计算机系统 。 3、计算机网络发展阶段 第一代：终端与主机的互连 第二代：主机与主机的互连 第三代：网络与网络的互连 第四代：多网融合 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 6.1计算机网络基础 4、计算机网络功能 资源共享、信息交换（通信）、分布式信息处理 5、计算机网络分类 按网络覆盖范围分：局域网、城域网、广域网 按拓扑结构分：总线型、星型、树型、环型、网状等 按机器地位分
4、：对等网和主从网 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备 1、计算机设备 服务器和工作站 2、传输介质 双绞线 最常见的传输介质，它价格便宜，易弯曲、易安装，重量轻，具有良好的性价比 ，但传输距离和速度都受到一定限制，且易受外界信号干扰。 双绞线一般分为屏蔽型（STP）和非屏蔽型（UTP），屏蔽型双绞线是在双绞线和 外层绝缘套之间包有一层金属屏蔽层，以屏蔽外界干扰信号，所以在抗干扰能力方面 要优于UTP，但价格也要贵些。 双绞线两端都必须安装RJ-45连接器（俗称水晶头）才能和网卡、交换机等设备相 连，就是常见的水晶头。根据双绞线4对铜线的排序不同，则连接的设备不同。
5、一般分 两种线序标准：T568A和T568B。 两端都采取B标准线序是用的较多的一种双绞线。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备 2、传输介质 同轴电缆 同轴电缆是以硬铜线为芯，外面包上一层绝缘材料，外层再套有密织的网状导 体以屏蔽外界干扰，最外层包一层保护性材料 同轴电缆比双绞线抗干扰能力强，可以进行远距离传输。根据其直径大小可以 分为：粗同轴电缆和细同轴电缆。粗缆直径为10mm，适于较大型的局部网络，标准 传输距离长，可靠性高，但安装难度大；细缆直径为5mm，安装简单，价格低廉，但 连接时须切断电缆，两头安装网络连接头（BNC），所以容易
6、松动产生不良隐患。现 在一般同轴电缆用于有线电视的信号传输。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备 2、传输介质 光纤 光纤即光导纤维，是由纤芯外加包层组成的双层圆柱体，利用光的全反向原理 进行光信号传输的，如图6-4所示。纤芯是光导纤维，由非常透明的石英玻璃拉制而 成的细丝，用来传导光波。包层具有较低的折射率，当光线从高折射率射向低折射 率介质时，其折射角度大于入射角度。当入射角度足够大时，就会发生全反射。 根据传输模式不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备
7、 2、传输介质 无线介质 无线传输介质是指使用无线电波作为传输介质，多使用微波通信、红外线、 蓝牙等方式。微波具有较长的波长，适合远距离通信，而红外线和蓝牙波长较短 ，只适宜室内或近距离通信。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备 3、网络互连设备 网络适配器 网络适配器又称为网络接口卡，简称网卡，是将计算机连接到网络上的通信 接口装置，它可以集成在计算机内部主板上，也可以作为独立的接口卡插入到计 算机主板的PCI插槽内。在计算机接收传输介质上传送的数据时，网卡把接收的 信号按照计算机可以处理的格式进行转换，在主机向网络发送数据时，网卡又把 要
8、发送的信息转换为网络传输介质可以传播的格式。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备 3、网络互连设备 调制解调器 调制解调器（MODEM）是调制器和解调器的简称，俗称“猫”，在发送端， 把计算机的数字信号转换成可沿普通电话线传送的模拟信号，在接收端，又把模 拟信号还原成计算机可识别和处理的的数字信号，从而实现计算机间的通信。调 制是把数字信号转换成模拟信号，解调是把模拟信号转换成数字信号。调制解调 器是以电话线作为传输介质，承担传输介质和计算机之间进行数/模、模/数转换 功能，实现计算机连网的设备。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机
9、 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备 3、网络互连设备 集线器 集线器（Hub）的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网 络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它提供多端口的服 务，每个端口通过一条传输介质连接一台计算机。它的工作方式非常简单，对所 有接收到的数据，发送时没有针对性，而且采用广播的方式，对所有与之相连的 节点都进行转发 。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备 3、网络互连设备 交换机 交换机（Switch）是一种用于信号转发的网络设备,可以实现先存储、后定 向转发的功能。如图6-10所示。因为
10、交换机能根据数据帧的源MAC地址，知道该 地址的机器连接在哪个端口上，并记住它，以后发往该地址的数据都只转发到这 个端口上，所以它可以为交换机中任意两个端口之间提供独享的信号传输服务， 也就是说多个端口对之间可以同时进行通信而不会冲突。每个端口都是一个独立 的网段，连接在该端口上的计算机独享全部带宽，无需和其它端口分享。真正可 以高速、高效地进行数据交换 。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 二、常见网络设备 3、网络互连设备 路由器 路由器是互联网的非常重要的网络结点设备。它的主要功能就是路由选择。 当两台不在同一子网的计算机相互通信时，可能需要经过许多个
11、路由器。每个路 由器都是从上一站接收数据包，然后根据数据包的目的地决定要转发给哪台路由 器 。 网关 网关（Gateway）又称网间连接器、协议转换器。最复杂的网络互连设备， 用于连接两个网络系统并可实现不同网络之间的协议转换工作。即可以实现广域 网的互连，也可以实现局域网的互连。 6.1计算机网络基础 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 1、为什么需要网络协议？ 2、什么是网络协议？ 网络协议就是计算机网络中通信双方都必须遵守的标准、规则或约定的集 合。具体说就是在通信内容、怎么通信以及何时通信等方面，双方都要共同遵 从、可以接受的一组约定和规则。由语义、语法和时序组成。 3、网
12、络体系结构 网络通信的复杂性 分层设计的优越性 6.2网络协议与体系结构 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 3、网络体系结构 理论模型 在计算机网络理论研究界和应用界的努力下，1978年国际标准化组织制定 出了一个开放协议标准:开放系统互联参考模型(Open System Interconnection Reference Model, OSI/RM，简称OSI)。OSI模型将 整个网络通信体系分为7层，自上而下分别为应用层、表示层、会话层、传 输层、网络层、数据链路层和物理层。 6.2网络协议与体系结构 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 发送端 接收端 应用层 表
13、示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 接口 通信线路或传输介质 应用层协议 表示层协议 会话层协议 传输层协议 网络层协议 数据链路层协议 011101000011000010100101111 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 3、网络体系结构 理论模型（OSI/RM） 对于该参考模型的每层功能，可以组织一个国际会议形象来说： 应用层：会议的议题； 表示层：大会语言翻译； 会话层：交流各方的身份识别、发言顺序、议题的开始和结束； 传输层：如何到达举办会议地点； 网络层：如何到达举办会议的国家； 数据链路层：
14、每段路程的交通； 物理层：公路、铁路、航空等交通方式； 6.2网络协议与体系结构 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 3、网络体系结构 理论模型（OSI/RM） 物理层功能 数据通信最终要通信信号在传输介质上的传输来实现。计算机中存储 或处理的是二进制数据，即信息。该层传输的数据格式为信息，也即二进 制数据流。但通信介质上所传输的为信号（电信号或光信号）。所以要把 数据信息变为信号。传输介质种类繁多，如果没有统一的标准和规范就很 难通过传输介质将它们互联起来进行通信。显然，为了达到信息交换的目 的就要对各种通信设备之间以及通信设备和传输介质之间的电气和机械接 口进行约定，以使得各种
15、通信设备都能方便、规范地通过传输介质连接起 来并进行信息交换，这就是物理层的功能。 6.2网络协议与体系结构 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 3、网络体系结构 理论模型（OSI/RM） 数据链路层功能 数据链路层位于物理层的上一层，它所处理的数据单元称为帧（Frame ），在发送数据时，它接收来自上层的数据，加上自己的帧头和帧尾，形 成数据帧后送到物理层；接收数据时，它接收来自下层也即物理层的数据 ，去掉帧头和帧尾后取出数据部分传输给上一层。此外，该层还具有更为 重要的流量控制和差错控制等功能。 (1)流量控制 流量控制的功能是为了避免发送端发送数据的速率超过接收端的最大 接收
16、能力而导致数据丢失的现象发生，保证双方能协调一致地交换数据。 在网络通信中一般采用通过接收端来控制发送端的发送速率来实现 6.2网络协议与体系结构 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 3、网络体系结构 理论模型（OSI/RM） 数据链路层功能 (2)差错控制 网络通信要求很低的差错率，但如果发生数据传输错误，要通过编码技 术来实现纠错。这就需要接收端具有差错检测的功能，也就是通过编码方 式使接收端能检测出接收的数据帧是否出错，如果有错，采取简单丢弃或 要求对方重传等。 6.2网络协议与体系结构 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 3、网络体系结构 理论模型（OSI/RM） 网络层功能 网络层是在各种不同类型、不同规模的计算机网络之间提供点到点的 服务，这就需要按照一定的算法在各个网络之间选择一条最佳路径问题。 但最佳路径上也可能会有多个点，在每个点收到数据包之后转发给哪个结 点，这就是路由选择问题。该层的数据传输单位是分组（Packet，或称为 包）。 6.2网络协议与体系结构 第 六 章 计 算 机 网 络 大学计算机基础 3、网络体
