大学计算机网络技术第一讲课件

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1、计算机网络应用基础,信息工程学院 网络应用基础课组,讲课教师：胡秋霞 联系电话：87092417（office） 办公地点：信息工程学院119 E-mail ：,课程说明,教学目的： 掌握基本的网络知识，基本原理； 能够组建简单局域网； 能够设计简单网页，具备信息发布的能力； 培养基本的网络应用能力。 学习方法 知识学习：预习、复习、练习与思考、自学 操作能力：实习准备、实习过程、实习总结 教学要求 按时上课、认真听讲 按时实习、充分准备、认真操作、详细记录、 及时提交实习报告 课程考核 上机考试（80%）平时成绩（20%）,课程内容,1,3,2,5,4,计算机网络的基础知识,局域网技术、基本

2、组成,TCP/IP协议与IP协议,6,网络互联技术,8,Internet基础与应用,网络操作系统,服务器架设,7,网页设计,课程说明,教学目的： 掌握基本的网络知识，基本原理； 能够组建简单局域网； 能够设计简单网页，具备信息发布的能力； 培养基本的网络应用能力。 学习方法 知识学习：预习、复习、练习与思考、自学（充分利用网络资源） 操作能力：实习准备、实习过程、实习总结 教学要求 按时上课、认真听讲 按时实习、充分准备、认真操作、详细记录、 及时提交实习报告 课程考核 机试平时成绩,第1章 计算机网络基础知识,1.1 计算机网络概述 1.2 计算机网络的产生与发展 1.3 计算机网络的分类

3、1.4 计算机网络的工作模式 1.5 计算机网络的拓扑结构 1.6 网络传输介质 1.7 网络体系结构与网络协议 1.8 数据通讯基础,1.1 计算机网络概述,计算机网络日新月异地发展，已成为现代社会生活的基本内容，无论学习、研究、试验、机械加工、农业生产、事务管理、交际、娱乐等都已离不开以计算机为核心的网络，现今离开计算机、计算机网络人类社会几乎无法正常运行！,1.1 计算机网络概述,计算机网络是将分布在不同地理位置的具有独立功能的计算机系统，利用通信设备和线路相互连接起来，在网络协议和网络软件的支持下，进行数据通信、实现资源共享的系统。,1 计算机网络的基本概念,主要对象： 计算机系统，每

4、台计算机是独立的，处在不同的地域，在没有“网络”时这些计算机能够进行正常的运行，网络也将使计算机具有强大的功能。 通常将这些计算机称为“（宿）主机”(host)，在网络中又叫做节点或站点。一般，在网络中的共享资源均分布在这些计算机中。 基本手段： 通信，实现数据的传输，通信技术的完善为网络的发展奠定了基础。 必要条件： 网络需要有硬件（连接设备、传输介质等）支持，也需要软件的支持，这些硬件和软件及计算机必须遵守网络的协议和标准。 目的： 资源共享，连接到网络的计算机能够利用其他计算机上的资源，这里的资源包括硬件、软件、数据等。是网络的最基本特征。,1.1 计算机网络概述,1.1 计算机网络概述

5、,数据交换和通信 计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件。 资源共享 充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）是计算机网络组网的主要目标之一。 分布式网络处理和负载均衡 对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空闲的计算机分担负荷。 提高系统的可靠性 在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。,2. 计算机网络的基本功能,(1)计算机网络的系统组成 计算机系统：包括大型机、中型机、小型机、工作站或微机。其功能是信息

6、处理、提供各种网络资源。 数据通信系统：由网络适配器、传输介质、网络互连设备组成；完成数据通信控制与处理。 计算机网络软件：网络协议软件 、网络通信软件、网络操作系统 、网络管理软件和网络应用软件。,3 计算机网络的基本组成,3 计算机网络的基本组成,1)网络系统软件 控制和管理网络运行、提供网络通信、分配和管理共享资源的网络软件。 网络操作(network operating system，NOS)，能够对局域网范围内的资源进行统一调度和管理的程序。它是计算机网络软件的核心程序，是网络软件系统的基础。 网络协议软件(如TCPIP协议软件)是实现各种网络协议的软件。它是网络软件中核心部分，任何

7、网络软件都要通过协议软件才能发生作用。 通讯控制软件，网络管理软件 2)网络应用软件 是指为某一个应用目的而开发的网络软件。 包括网络服务软件(如电子图书软件、各种服务器软件等)和网络客户端应用软件（如IE、qq等）。,计算机网络软件,（2）计算机网络的逻辑组成 资源子网：资源子网由服务器、工作站、共享设备（打印机、网络硬盘）、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理，向网络用户提供各种网络资源与各种网络服务。 通信子网：主要由网络适配器（网卡）、集线器、交换机、路由器、传输介质及相关软件组成，主要完成网络数据传输、转发等通信处理任务。,3 计算机网络的基本组成,3 计算机网络的

8、基本组成,4 计算机网络的基本应用,如今计算机网络几乎渗透到了社会生活的各个领域。通过计算机网络提供的服务，可将计算机网络应用于社会的方方面面。 1 在科研和教育中的应用 2 在企事业单位中的应用 3 在商业上的应用 4在通信与娱乐上的应用 随着网络技术的发展和各种网络应用需求的增加，计算机网络应用的范围不断扩大，应用领域越来越宽，越来越深入，许多新的计算机网络应用系统不断地被开发出来，如工业自动控制、辅助决策、虚拟社区、管理信息系统、数字图书馆、信息查询、网上购物等，人类社会已经全面进入了网络时代。,1.2 计算机网络的产生与发展,计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物，主要经历了四个发

9、展阶段： (1)20世纪50年代 终端-计算机网络（图1-1） 数据通信技术的研究与发展 (2)20世纪60年代 共享资源的计算机网络（图1-2） ARPANET与分组交换技术的研究与发展。 (3)20世纪70年代 标准化、互联（图1-3） 网络体系结构与协议标准化的研究、广域网、局域网与公用分组交换网的研究与应用。 (4)20世纪90年代 国际化、高速（图1-4） 网络计算技术的飞速发展。互连、高速、更为广泛的Internet技术应用为特点 。,1、计算机网络的发展,1.2 计算机网络的产生与发展,1、计算机网络的发展(1),图1-1 面向终端的计算机网络,1.2 计算机网络的产生与发展,1

10、、计算机网络的发展(2),图1-2 第二代计算机网络结构示意图,1.2 计算机网络的产生与发展,1、计算机网络的发展(3),图1-3计算机互联网络结构示意图,20世纪90年代 Internet技术的广泛应用 网络计算技术的研究与发展 宽带城域网与接入网技术的研究与发展 网络与信息安全技术的研究与发展,最新发展情况：云计算,1、计算机网络的发展(4),1.2 计算机网络的产生与发展,1.2 计算机网络的产生与发展,计算机网络的发展方向是“IP技术+光网络”。从网络的服务层面上看将是一个IP的世界，通信网络、计算机网络和有线电视网络将通过IP三网合一，从传送层面上看将是一个光的世界，从接入层面上看

11、将是一个有线和无线的多元化世界。 1 三网合一 2 光通信技术 3 IPv6协议 4 宽带接入技术 5 3G网络(能够视频通话了，用手机上网速度快 ) 6 无线网络,2、计算机网络的发展趋势,1.3 计算机网络的类型分类,按网络的作用范围： 局域网； 城域网； 广域网； 按网络的拓扑结构： 总线型网络 ； 环型网络； 星型网络； 按服务的提供方式： 对等网； 客户端/服务器网络,按介质访问协议： 以太网； 令牌环网； 令牌总线网； 按通信介质： 有线网； 无线网；,1.4 计算机网络的工作模式,1 客户端、服务器模式 网络中至少有一台专用的服务器来管理和控制网络的运行，所有工作站均可以访问服务

12、器上的资源。,1.4 计算机网络的工作模式,2 对等网模式 网络中的主机既是网络服务的提供者，也是网络服务的使用者。,1.4 计算机网络的工作模式,1工作站的处理能力。 2数据的保密性。 3数据的可利用性。 4数据访问的依赖性。 对等网的适用范围是很有限的，而客户机/服务器网络则有着巨大的应用和发展空间，是网络应用主要模式。,3 两种模式的区别,1.5 计算机网络的拓扑结构,其基本方法是：将计算机网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由此形成由点和线组成的几何图形来描述计算机网络的具体结构。从拓扑学的观点理解计算机网络系统是由一组点和线组成的几何图形，而无需考虑了具体的

13、物理设备和物理位置，更有利于人们对网络结构和连接形式等有更清晰的了解。 计算机网络的拓扑结构主要有：总线型、星型、环型、树型和网状型，其中星型拓扑结构是目前组建局域网时最常使用的一种拓扑结构。,1.5 计算机网络的拓扑结构,1 总线型网络拓扑结构,所有的节点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的总线上，总线可以是同轴电缆、双绞线、或者是使用光纤； 总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线传输，而其他节点都能接收到该信息，但在同一时间内，只允许一个节点发送数据； 由于总线作为公共传输介质为多个节点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上节点利用总线发送数据的情况，因此会出现“冲突”；,

14、2 环型拓扑结构,所有节点使用相应的网络适配器连接到共享的传输介质上，通过点到点的连接构成封闭的环路。 环路中的数据沿着一个方向绕环逐节点采用令牌传递方式控制节点轮流发送数据。 在环型拓扑中，虽然也是多个节点共享一条环通路，但不会出现冲突。,对于环型拓扑的局域网，网络的管理较为复杂，与总线型局域网相比，可扩展性较差。,3 星型拓扑结构,在星型拓扑中存在一个中心节点，每个节点通过点到点线路与中心节点连接。 在局域网中，由于使用中央设备的不同，局域网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不同。 使用集线器连接所有计算机时，是一种具有星型物理连接的总线型拓扑结构； 使用交换机时，是真正的星型拓扑结构。,4 其

15、它拓扑结构,树型拓扑结构是从总线和星状结构演变来的，是一种结点按层次连结的层次结构，因此这种结构也称为层次拓扑结构。信息交换主要在上下结点之间进行，相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。 网状拓扑结构是指网络的每台设备之间均有点到点的链路连接，将各网络结点与通信线路互连成不规则的形状。在这种拓扑结构中，每个结点至少与其它两个结点相连，或者每个结点至少有两条链路与其他结点相连。这种连接不经济，安装也复杂，但系统可靠性高，容错能力强。有时也称为分布式结构。,1.6 网络传输介质,传输介质是指数据传输过程中发送设备和接收设备之间的物理媒体。其性能特点对传输速率、通信距离、可连接的网络结点数目和数

16、据传输的可靠性均有很大的影响。网络传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两类，因此对应的计算机网络可分为有线网络和无线网络两种。 有线网络的传输介质主要有双绞线、同轴电缆、光纤等，其中双绞线主要用来构建局域网，光纤主要作为主干网络的传输介质。 在自由空间利用电磁波发送和接收信号进行通信称为无线传输，地球上的大气层为大部分无线传输提供了物理通道，即无线传输介质。无线传输所使用的频段很广，现在已经利用了好几个波段进行通信，无线通信的方法有无线电波、微波和红外线。,1.6 网络传输介质,1 同轴电缆（Coaxial Cable） 是早期网络中常用的传输介质之一，它由内外两个导体组成，内导体（铜芯导线）是一根实心铜线，用于传输信号；外导体（屏蔽层）被织成网状，主要用于屏蔽电磁干扰和辐射，两导体之间用绝缘材料隔离。同轴电缆具有较高的带宽和极好的抗干扰特性，通信容量较大，适应范围较宽。从低速到高速、从短距离到长距离的数据传输都可以采用同轴电缆。通常按特性阻抗数值不同，又分为粗缆和细缆。粗缆的传输距离远，一般为500m，细缆的传输距离近，一般为185m