计算机与网络第一章

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1、 计算机与网络第一章计算机网络基本概念：计算机网络是利用通信线路和通信设备，把分布在不同地理位置的 具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备相互连接，按照网络协议进行数据通信， 由功能完善的网络软件，实现资源 共享的计算机系统的集合 理解： 网络包括 连接对象、连接介质、连接控制机制、连接方式与结构 连接的对象是各种类型的具有独立功能的计算机：大型计算机、 工作站、微型计算机、或其他数据终端设备 连接的介质是通信线路和通信设备，通信线路包括：光纤、同轴 电缆、双绞线、微波、卫星等；通信设备包括网关、网桥、路由 器、调制解调器等） 计算机网络的控制机制是网络协议和各类网络软件。 1.2 计算机

2、网络的基本功能 共享硬件与软件 共享信息 通信功能 负载均衡与分布处理 系统的安全与可靠性 网络在科研和教育中的应用 网络在企事业单位中的应用 网络在商业上的应用 网络在通信与娱乐上的应用 计算机网络的产生 计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，它涉及到两 个领域： 通信 计算机 第一代计算机网络 面向终端的计算机网络，又称联机系统。 第二代计算机网络 以资源共享为目的的计算机通信网络，实现了计算机和计算机的 通信 第二代计算机网络 在逻辑上分为通信子网和资源子网。 资源子网由计算机系统、终端、终端控制器、联网外设、各种软 件资源和信息资源组成， 通信子网由通信控制处理机 CCP（Co

3、mmunication Control Processor） 、通信线路和其他通信设备组成，完成网络数据传输、 转发等通信处理任务 第三代计算机网络 由路由器互联的大型、多层次的现代计算机互联网络 第三代计算机网络 广域网的发展 局域网的发展 网络互联与标准化 internet 第四代计算机网络 以 IP 技术为核心的高速互联网络 网络高速化和业务综合化 高带宽 低延时 综合和多种媒体（如语言、视频、图像、数据 计算机网络发展趋势 三网合一 通信网络 计算机网络 有线电视网络 光通信技术 主干传输高速率、大容量的光传输网络 接入低成本、宽带化的光纤到桌面 IPv6 技术 128 位地址技术、Q

4、OS、安全、移动、即插即用 计算机网络发展趋势 宽带接入技术 基于以太网的无源光网络 EPON（Ethernet Passive Optical Netework）技术 自由空间光系统 FSO（Free Space Optical） 移动通信技术 3G、4G 等技术实现高带宽、高传输容量 1.5 计算机网络的基本组成 计算机系统 通信线路和通信设备 网络协议 网络软件 1.6 计算机网络的拓扑结构 计算机网络的拓扑结构是网络结点与通信链路所组成的几何形状， 反映出了网络中各实体间的结构关系。 最常用的 6 种结构： 总线型结构 环型结构 星型结构 树型结构 网状结构 混合型结构 总线型结构 总

5、线型结构采用一条单根的总线为公共的传输通道，所有的节点 都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输 总线型结构的功能特点 结构简单灵活，非常便于扩充 局部站点故障不影响整体，可靠性较高；但总线故障将影 响整个网络 网络响应速度较快；但负荷重时，性能下降 设备量少、价格低、安装使用方便 共享资源能力强，便于广播式工作 环型结构 各结点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中。 其典型代表有： 令牌环（单环结构） 光纤分布式数据接口（FDDI)（双环） 环型结构的功能特点 信息在网络中沿固定方向流动，路径选择简单 当网络确定时，其延时固定，实时性强 可扩充性差 可靠性差，任何

6、故障都会引起全网故障 结点过多时，影响传输效率，网络响应时间变长 星型结构 是以中央结点为中心与各结点连接而成，各结点与中央结点通过 点对点的方法连接，信息的传送通过中心结点的存储转发技术实 现。 星型结构的功能特点 网络结构简单，便于管理和维护； 易实现结构化布线 结构易扩充，易升级 通信线路专用，利用率不高 中心结点管理和控制网络，其可靠性决定了网络的可靠性 中央结点结点负过重，会成为网络瓶颈 树型结构 是总线型结构和星型结构的扩展，网络中的结点设备都连接到一 个中央设备上，大多数结点首先连接到一个次级设备，次级设备 再与中央设备连接 树状结构的功能特点 易于扩展。 易故障隔离，可靠性高。

7、 电缆成本高。 根结点的依赖性大，一旦根结点出现故障，将导致全网不 能工作 网状结构 将各网络结点与通信线路互连成不规则的形状，每个结点至少与 其它两个结点相连，如图（a)。教育和科研计算机网也是采用网 状结构如图 网状结构的功能特点 每个结点都有冗余链路，可靠性高 因为有多条路径，所以可以选择最佳路径，减少时延，改 善流量分配，提高网络性能，但路经选择比较复杂 结构复杂，不易管理和维护 适用于大型广域网 线路成本高 混合型结构 混合型结构是由以上几种拓扑结构混合而成 计算机网络的主要技术指标 带宽（bandwidth） 时延（dlay） 服务质量 按网络覆盖的地理范围分类按网络覆盖的地理范围

8、分类 局域网（Local Area Network，LAN）将较小范围内的计算机或数 据终端设备连接在一起的网络。 局域网络特点 覆盖面积小 传输速率高，误码率低 拓扑结构简单 城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是一种大型的局域网， 覆盖范围介于局域网和广域网之间，一般为几千米至几万米 广域网（Wide Area Network，WAN）广阔的地理区域进行数据、语音、图像等 信息的传输的计算机网络 按物理结构和传输技术分类按物理结构和传输技术分类 广播式网络 以太网 点到点网络 拨号网络 DDN 网络 1.9 计算机网络的传输介质 双绞线 UTP STP 同轴电缆 光纤 无线传输介质 地面微波通信 卫星通信 红外线和激光通信