计算机网络(第01章)

《计算机网络(第01章)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络(第01章)（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、计算机网络 原理与实用技术关于教材总 目 录目 录 第 1 章 计算机网络概论第 2 章 数据通信第 3 章 计算机局域网第 4 章 Novell网络系统第 5 章 Novell网络配置与安装第 6 章 建立网络应用环境第 7 章 目录、文件及网络驱动器管理第 8 章 Novell网上的数据库管理系统第 9 章 Windows NT网第10章 网络互连第11章 因特网（Internet）第12章 计算机网络的应用、维护与管理第1章目录第1章 计算机网络概论1.1 计算机网络发展概述1.2 计算机网络的组成与功能1.3 计算机网络的类型1.4 计算机网络体系结构与协议1.1 计算机网络发展概述

2、1.1.1 计算机网络计算机网络：利用通信设备和线路将地理 位置不同的、功能独立的多个计算机系统 互连起来，以功能完善的网络软件，如网 络通信协议、信息交换方式以及网络操作 系统等来实现网络中信息传递和资源共享 的系统。 1.1.2 计算机网络的演变和发展 联机系统（50年代初60年代中）一台中央主计算机连接大量的地理上处于分散 位置的终端。这样的系统除了一台中心计算机 外，终端设备没有CPU，因而无自主处理功能 。 如图1.1：2. 计算机互连网络（60年代中70年代中） ARPANET IBM的SNA DEC的DNA3. 标准化网络（70年代中） 70年代中TCP/IP 1984年ISO/

3、OSI颁布 1.1.3 信息社会对网络技术的挑战人类社会已经进入信息社会。 业务量的增长、网络站点数的扩大、多媒 体的应用等要求网络规模更大、速率更高 。1.1.4 信息高速公路必将加速网络技 术 的进一步发展 1993年9月，美国政府推出信息高速公路 计划，预计耗资4000亿美元，历时20年 左右。 信息高速公路是“网络的网络”，纵向分5层 ： 物理层包括对声音、数据、图形等信息进行传输、计 算、存取、检索、显示等操作的设备，如计算 机、打印机、扫描仪等。 网络层将以上设备及其它设备物理地连接成一体化的 、交互式的、用户驱动的无缝网络，包括协议 标准、传输编码等。 应用层由计算机应用系统与系

4、统软件组成。 信息库包括电视、商业经济数据库、档案图书及其它 多媒体信息等。 人包括各层次应用人员、开发应用系统和服务系 统的人员、设计与制造的人员及从事培训的人 员。 1.1.5 我国网络应用现状和前景 网络应用工程 CHINAPAC、CHINADDN和CHINANET 中国公用分组交换网CHINAPAC 中国公用数字数据网CHINADDN 中国公用计算机互连网CHINANET 金字工程 金桥、金卡、金税、金企等。 科研教育网 网络典型应用实例 国家行政首脑机关办公决策服务系统 校园网 中化大厦智能网络 湖南邮电综合信息网 Internet 2002年7月统计结果 ： 我国上网计算机数：

5、上网计算机总数1613万 专线上网计算机数307万 拨号上网计算机数1200万 其它方式上网计算机数106万 我国上网用户人数： 上网用户总数4580万 专线上网用户数1606万 拨号上网用户数3342万 ISDN上网用户数315万 宽带上网用户数200万我国国际出口带宽的总量为： 10576.5M。连 接的国家有美国、加拿大、澳大利亚、英国、 德国、法国、日本、韩国等。分布情况如下： 中国科技网（CSTNET）：55M 中国公用计算机互联网（CHINANET）：6452M 中国教育和科研计算机网（CERNET）：257.5M 中国联通互联网（UNINET）：693M 中国网通公用互联网(CN

6、CNET)：2870M 中国国际经济贸易互联网（CIETNET）：2M 中国移动互联网（CMNET）：247M 中国长城互联网（CGWNET）：（建设中） 中国卫星集团互联网（CSNET）：（建设中） 网络应用前景90年代以来，信息化已经成为全球关 注和竞争的焦点。 网络是信息化的重要内容之一。1.2 计算机网络的组成与功能 1.2.1 计算机网络的组成计算机网络从逻辑上看分通信子网和资源子网 两大部分，如图1.2: 通信子网 通信子网为资源子网提供信息传送服务，是支持 资源子网网上用户之间相互通信的基本环境。其 组成如下： 分组交换器PSE，用于实现分组交换，又称接点交换机。 集线器或多路转

7、换器，用于多个终端共享通信线路，提高 信道的利用率。 分组组装/拆卸设备PAD，用于连接大量的同步和异步终端 ，具有组装、拆卸功能。 网络控制中心NCC，用于管理整个网络的运行。 网关，用于实现各网络之间的互连，是网络之间的硬件和 软件接口。2.资源子网 资源子网实现全网的面向应用的数据处理和网络 资源共享，它由各种硬件和软件组成。 主机Host。它是资源子网的主体，装有本地操作系统、网 络操作系统、数据库、用户应用系统等软件。 终端设备。它是用户与网络之间的接口，用户通过网络终 端取得网络服务。 网络操作系统。它是建立在各主机操作系统之上的一个操 作系统，用于实现不同主机之间的用户通信。 网

8、络数据库。它是建立在网络操作系统之上的一种数据库 系统。 应用系统。 如图1.3:ASNDBSNOSWindows其他主机操作系统Unix图1.3 资源子网各组成部分之间的关系1.2.2 计算机网络的功能计算机网络的主要目标是实现资源共享，应 具有以下 功能： 1. 数据通信 连接的建立和拆除 数据传输控制 差错检测 流量控制 路由选择 多路复用 3. 负荷均衡和分布处理 负荷均衡 分布处理2. 资源共享 数据共享 软件共享 硬件共享1.2.3 计算机网络提供的服务不论是广域网而是局域网，通常都提供电子邮 件服务、文件传送服务、远程登录服务等，详 见第11章。1.3 计算机网络的类型可以从不同

9、的角度对计算机网络进行 分类，如从交换方式、拓扑结构、网 络作用范围、网络环境、网络控制方 式、通信介质、通信传播方式、通信 速率等方面均可进行分类。1.3.1 按交换方式分类1. 线路交换网络 2. 报文交换网络 3. 分组交换网络1.3.2 按网络拓扑结构分类1. 星形网络由中央结点为中心与各结点连接组成的多结点 与中央结点通过点到点的方式连接，拓扑结构 如图，它具有以下特点： 网络结构简单，便于管理。 控制简单，建网容易。 网络延迟时间较短，误码率较低。 网络共享能力较差。 通信线路利用率不高。 中央结点负荷太重。2. 树形网络将多级星形网络按层次方式排列即成树形网络 ，拓扑结构如图，特

10、点： 结果简单，成本低。 每个链路都支持双向传输。 结点扩充方便灵活。 除叶结点及其相连的链路 外，任何一个工作站或链 路产生的故障都会影响整 个网络。3. 总线形网络由一条高速公用总线连接若干个结点所形成的 网络即为总线形网络，拓扑结构如图，特点： 结构简单灵活，便于扩充。 信道利用率高。 传输速率高。 可靠性不高。4. 环形网络环形网中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，环上任何结点均可 请求发送信息，拓扑结构如图，特点： 大大简化了路径选择的控制。 可靠性高。 结点过多时，网络响应时间长。 网络确定时，其延时固定，实 时性强。5. 网状形网拓扑结构如图。图中虚线以内

11、部分为通信子网，每 个结点上的计算机成为结点交换机。虚线以外为数 据处理子网或资源子网。它是广域网中最常采用的 一种网络形式。特点： 网络可靠性高。 可扩充性好。 网络可建成各种形状， 采用多种通信信道， 多种传输速率。1.3.3 按网络控制方式分类1. 集中式计算机网络网络的处理和控制功能都高度集中在一个或几个结 点上，所有的信息都必须经过这些结点之一。其优 点是实现简单，缺点是实时性差，可靠性低，缺乏 可扩充性和灵活性。 2. 分布式计算机网络网络中不存在一个处理和控制中心，网络中任一结 点都至少和另外两个结点相连接，各个结点均以平 等地位相互协调工作和交换信息，共同完成一个大 型任务。具

12、有信息处理的分布性、可靠性、可扩充 性及灵活性等优点。1.3.4 按网络作用范围分类1. 广域网又称远程网，作用范围通常为几十到几千公里。 CHINAPAC，CHINADDN，CHINAGBN，CERNET 以及覆盖全球的Internet均是广域网。 2. 局域网一般用微机通过高速线路相连，作用范围通常在1公 里以内，一般是一幢楼房或一个单位。 3. 城域网 4.作用范围介于广域网和局域网之间，通常为550公 里。1.3.5 按网络环境分类1. 部门网局限于一个部门的LAN，一般供一个分厂、处 （科）或课题组使用。 2. 企业网在一个企业中配置的、能覆盖整个企业的计算 机网络。 3. 校园网

13、4.覆盖整个学校的计算机网络。1.3.6 按通信速率分类1. 低速网数据传输速率在300bps1.4Mbps 之间，通常 借助调制解调器利用电话网来实现。 2. 中速网数据传输速率在1.5Mbps45Mbs 之间，主要 是传统的公用数据网。 3. 高速网 4.数据传输速率在50Mbps750Mbs之间。信 息高速公路的传输速率会更高。1.3.7 按通信传输方式分类1. 点到点传播型网网络中的每两台主机、两台结点交换机之间或 主机与结点交换机之间都存在一条物理信道。 2. 广播型网所有主机共享一条信道，某主机发出的数据， 其他主机都能收到。1.3.8 按网络配置分类1. 同类网也称对等网，网络中

14、每台机器既是服务器，又 是工作站。 2. 单服务器网 3.网络中只有一台机器是作为整个网络的服务 器，其他机器全部是工作站。 3. 混合网网络中服务器不只一个，同时又不是每个工作 站都可当作服务器来使用。1.3.9 按数据组织方式分类1. 分布式网络系统 在分布式网络系统中，系统中的资源既是互连 的又是独立的。 2. 集中式网络系统 将网络系统中的资源进行统一管理，各工作站 必须在主服务器或起决定作用的主计算机的支 配下进行工作。1.4 计算机网络体系结构与协 议 1.4.1 网络系统的体系结构 层次结构 可将计算机网络这类复杂的大系统抽象为若干层，其 中，第n层是由分布在不同系统中的处于第n

15、层的子系 统构成。同一层的实体称为对等实体。 在采用层次结构的系统中，其高层利用较低层次的接 口提供的功能，无需了解其采用的算法和协议；其较 低层也仅仅使用从高层传来的参数。这就是层次间的 无关性。2.网络协议网络协议是指在计算机网络中，各计算机之间或计算 机与终端之间在有关信息传输顺序、信息格式和信息 内容等方面的一组约定或规则。它由三个要素组成： 语义。指构成协议的协议元素含义的解释，如在基本 型数据链路控制协议中，SOH的语义表示报头开始， ETX表示正文结束。 语法。指用于规定将若干个协议元素组合在一起表达 一个更完整的内容时所应遵循的格式。如在下面的格 式中，HEAD表示报头，STX表示正文开始，TEXT是 正文，BCC是校验码。 规则。规定事件的执行顺序。SOH HEA DSTXTEX TETXBCC3.网络体系结构计算机网络的层次及其协议的集合，即网络的 体系结构。具体而言是关于计算机网络应设置 哪几层，每层应提供哪些功能的精确定义。 1.4.2 国际标准化组织推荐的网络系统结 构参考模型ISO/OSI 开放系统互连参考模型的制定 ISO的分委员会SC16于1980年12月发表第一个开放 系统互连参考模型（OSI/RM），1983年它被正式批 准为国际标准。 在OSI中，采用了三级抽象：体系结构、服务定义和 协议规范。OSI