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1、第6章 网络技术基础,2020/9/2,佳木斯大学,2,content,6.1 计算机网络基础知识,所谓计算机网络就是利用通信设备和线路将分布在不同地理位置的多个独立的计算机系统互联起来，在网络软件系统(包括网络通信协议、网络操作系统和网络应用软件等)控制下，连接在网络上的计算机之间可以实现相互通信和资源共享等。 计算机网络主要提供以下3个方面的功能： 1资源共享 资源包括计算机的软件、硬件和数据。网络中各地资源互相通用，网络上各用户不受地理位置的限制，在自己的位置上可以部分或全部使用网络上的资源，如：大容量的硬盘、打印机、绘图仪、数据库等，因此极大地提高了资源的利用率。,网络的概念及功能,2
2、020/9/2,佳木斯大学,3,content,6.1 计算机网络基础知识,2数据通信 计算机网络上的每台计算机都可进行信息交换。可以利用网络收发电子邮件、发布信息、电子商务、远程教育及远程医疗等。 3分布式处理 在网络操作系统的控制下，网络中的计算机可以协同工作，完成仅靠单机无法完成的大型任务，即一项复杂的任务可以划分成许多部分，由网络内各计算机分别完成有关部分，从而大大增强了整个系统的性能。,网络的概念及功能,2020/9/2,佳木斯大学,4,content,6.1 计算机网络基础知识,1网络的分类 (1) 局域网(LAN)：又称局部网，一般在几十公里的范围内，以一个单位或一个部门的小范围
3、为限(如一个学校、一个建筑物内)，由这些单位或部门单独组建。这种网络组网便利，成本较低，传输效率高。 (2) 城域网(MAN)：又称远程网，是远距离、大范围的计算机网络。城域网一般覆盖一个城市或地区，地理范围在几十千米的范围内。,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大学,5,content,6.1 计算机网络基础知识,(3) 广域网(WAN)：广域网一般由多个部门或多个国家联合组建，能实现大范围内的资源共享。如我国的电话交换网(PSDN)、公用数字数据网(ChinaDDN)、公用分组交换数据网(ChinaPAC)等都是广域网。广域网利用网络互联设备将各种类型的广域网和局域网互联起来，
4、形成的网间网。广域网的出现，使计算机网络从局部到全国进而将全世界联成一片，这就是Internet网。,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大学,6,content,6.1 计算机网络基础知识,2网络的拓扑结构 网络的拓扑结构是指网络中计算机系统（包括通信线路和结点）的几何排列形状，即网络的物理连形式。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星型结构、环型结构、总线型结构、树型结构、网状结构等。如图6-1所示。,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大学,7,content,6.1 计算机网络基础知识,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大
5、学,8,content,6.1 计算机网络基础知识,(1)总线结构 在总线结构中，所有的节点都通过相应的硬件接口连接到一根中心传输线(如同轴电缆或光缆)上，这根中心传输线被称为总线(Bus)。总线结构网络是一种共享通道的结构，总线上的任何一个节点都是平等的，当某个节点发出信息时，其他节点被抑制，但允许接收。 优点：结构简单，安装、扩充或删除节点容易，某个节点出现故障不会引起整个系统的崩溃，信道利用率高，资源共享能力强。适于构造宽带局域网。 缺点：通信传输线路发生故障会引起网络系统崩溃，网络上信息的延迟时间是不确定的，不适于实时通信。,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大学,9,co
6、ntent,6.1 计算机网络基础知识,(2)环型结构 环型结构是一种闭合的总线结构。在环型结构中，所有的节点都通过中继器连接到一个封闭的环上，任意节点都要通过环路相互通信，一条环路只能进行单向通信，可设置两条环路实现双向通信，以便提高通信效率。 优点：网上的每一个节点都是平等的，容易实现高速和长距离通信，由于传输信息的时间是固定的，易于实时控制，被广泛应用在分布式处理中。 缺点：网络的吞吐能力差，由于通信线路是封闭的，扩充不方便，而且环路中任一节点发生故障时，整个系统就不能正常工作。,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大学,10,content,6.1 计算机网络基础知识,(3)
7、星型结构 在星型结构中，所有节点均通过独立的线路连接到中心节点上，中心节点是整个网络的主控计算机，各节点之间的通信都必须通过中央节点，是一种集中控制方式。 优点：安装容易，便于管理，某条线路或节点发生故障时不会影响网络的其他部分，数据在线路上传输时不会引起冲突。适用于分级的主从式网络，采用集中式控制。 缺点：通信线路总长较长，费用较高，对中央节点的可靠性要求高，一旦中央节点发生故障，将导致整个网络系统的崩溃。,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大学,11,content,6.1 计算机网络基础知识,(4)树型结构 树型结构是从星型结构扩展而来的。在树型结构中，各节点按级分层连接，节
8、点所处的层越高其可靠性要求就越高。与总线结构相比较，其主要区别就是总线结构没有“根”，即中央节点。 优点：线路连接简单，容易扩充和进行故障隔离。适用于军事部门、政府部门等上、下界限相当严格的部门。 缺点：结构比较复杂，对根的依赖性太大。,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大学,12,content,6.1 计算机网络基础知识,(5)网型结构 在网型结构，任一节点至少有两条通信线路与其他节点相连，因此各个节点都应具有选择传输线路和控制信息流的能力。 优点：可靠性高，当某一线路或节点出现故障时，不会影响整个网络的运行。 缺点：网络管理与路由控制软件比较复杂，通信线路长，硬件成本较高。
9、综上所述，网络的拓扑结构反映了网络各部分的结构关系和整体结构，影响着整个网络的设计、可靠性、功能和通信费用等重要指标，并与传输介质、介质访问控制方法等密切相关。,网络的分类和拓扑结构,2020/9/2,佳木斯大学,13,content,6.1 计算机网络基础知识,1网络体系结构的基本概念 计算机网络最基本的功能就是将分别独立的计算机系统互连起来，网络用户可以共享网络资源及互相通信。但在这些不同实体的计算机系统之间通信，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准，关于信息的传输顺序、信息格式和信息内容等做出约定，这一套规则与约定称为通信协议。国际标准化组织ISO于1984年10月15日年正式推荐了
10、一个网络系统结构，叫做开放系统互连参考模型OSI/RM(Reference Model of 0pen System Interconnection)。,网络体系结构,2020/9/2,佳木斯大学,14,content,6.1 计算机网络基础知识,因此，网络体系结构是指层和协议的集合，是对构成计算机网络的各个组成部分以及计算机网络本身所必须实现的功能的一组定义、规定和说明。其中“系统”是指计算机、外部设备、终端、传输设备、操作人员以及相应软件。“开放”是指按照参考模型建立的任意两系统之间的连接和操作。当一个系统能按OSI模式与另一个系统进行通信时，称该系统是开放系统。,网络体系结构,2020/
11、9/2,佳木斯大学,15,content,6.1 计算机网络基础知识,2OSI开放式网络系统互联标准参考模型 一个OSI参考模型将整个网络通信的功能划分为7个层次，它们由低到高分别是物理层(PH)、链路层(DL)、网络层(N)、传输层(T)、会话层(S)、表示层(P)和应用层(A)，如图6-2所示。 OSI不是一个实际的物理模型，而是一个将通信协议规范化了的逻辑参考模型。OSI根据网络系统的逻辑功能对每一层规定了功能、要求、技术特性等，但没有规定具体的实现方法。OSI仅仅是一个标准，而不是特定的系统或协议。网络开发者可以根据这个标准开发网络系统；网络用户可以利用这个标准来考察网络系统。,网络体
12、系结构,2020/9/2,佳木斯大学,16,6.1 计算机网络基础知识,网络体系结构,2020/9/2,佳木斯大学,17,content,6.1 计算机网络基础知识,3OSI各层的功能 物理层：利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以透明地传送比特流。 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，并进行差错检测和流量控制，保证无差错地传送。 网络层：解决多节点传送时的路由选择，保证信息能到达目的地。 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。,网络体系结构,2020/9/2,佳木斯大学,18,content,6
13、.1 计算机网络基础知识,会话层：组织和同步两个通信系统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。,网络体系结构,2020/9/2,佳木斯大学,19,content,6.1 计算机网络基础知识,1计算机局域网的特点 (1)地理范围有限，通常分布在一座大楼或集中的建筑群内，范围一般只有几公里。 (2)传输速率高，传输速率为1Mbps20Mbps，光纤高速网可达100Mbps，1000MbpS。 (3)支持多种传输介质，如双绞线，同轴电缆或光缆等，可
14、根据需要进行选用。 (4)多采用分布式控制和广播式通信，传输质量好，误码率低，结点增删比较容易。 (5)与远程网相比，拓扑结构规则，距离短，延时少，成本低和传输速率高。,局域网技术,2020/9/2,佳木斯大学,20,content,6.1 计算机网络基础知识,2局域网硬件设备 局域网的主要硬件设备按其功能及在局域网中的作用可分为：服务器、工作站、网卡、集线器、网络传输介质和网络互连设备。 (1)服务器 服务器（Server）是局域网的核心设备，它运行网络操作系统，负责网络资源管理和向网络客户机提供服务 (2)工作站 工作站（Work Station），是网络用户直接处理信息和事务的计算机。工
15、作站既可单机使用，又可联网使用。,局域网技术,2020/9/2,佳木斯大学,21,content,6.1 计算机网络基础知识,(3)网卡 网卡（Network Interface Card，NIC）也叫网络适配器，是连接计算机与网络的硬件设备。网卡插在计算机或服务器扩展槽中，通过网络传输线路（如双绞线、同轴电缆或光纤）与网络交换数据、共享资源。目前常用的是10M和100M的PCI网卡。 (4)集线器 集线器(HUB)是局域网中计算机和服务器的连接设备，是局域网的星型连接点，每个工作站是用双绞线连接到集线器上，由集线器对工作站进行集中管理。,局域网技术,2020/9/2,佳木斯大学,22,con
16、tent,6.1 计算机网络基础知识,(5)网络传输介质 网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体，如双绞线、同轴电缆、光纤，网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术传输。 (6)局域网互连设备 常用局域网互连设备有中继器、网桥、路由器以及网关等。,局域网技术,2020/9/2,佳木斯大学,23,content,6.1 计算机网络基础知识,3局域网的软件系统 组建局域网的基础是网络硬件，网络的使用和维护要依赖于网络软件，在局域网上使用的网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统、网络数据库管理系统和网络应用软件。 (1)网络通信协议 局域网通信协议是局域网软件系统的基础，通常由网卡与相应驱动程序提供，用以支持局域网中各计算机之间的通信。 NetBIOS与NetBEUI NWLink与IPX/SPX TCP/IP,局域网技术,2020/9/2,佳木斯大学,24,content,6.1 计算机网络基础知识,（2）网络操作系统 在局域网硬件提供数据传输能力的基础
