计算机网络实用技术

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1、计算机网络实用技术第1章 计算机网络概述计算机网络技术是计算机技术与通信技术相结合的产物，随着计算机技术和通信技术的发展，计算机网络技术也在飞速的向前发展。如今，计算机网络已经成为信息存储、传播和共享的有力工具，成为信息交流的最佳平台。了解计算机网络知识，掌握计算机网络技术已经成为当代社会成员在网络化和数字化世界生存的基本条件，实践证明，合理、巧妙的利用计算机网络可以极大的提高效率、缩短时空距离。 1.1 计算机网络的形成与发展 l1.1.1 计算机网络的形成1 计算机网络的基本概念 l所谓计算机网络就是将分布在不同地理位置、具有独立功能的多个计算机系统利用通信设备和通信线路互连起来，并通过功

2、能完善的网络软件实现网络中的资源共享和信息传递的系统。 1.1 计算机网络的形成与发展 1 计算机网络的基本概念l一个计算机网络系统应包括如下三个要素：多个具有独立功能的计算机系统（为用户提供服务和所要共享的资源） 由各种通信设备和通信线路组成的通信子网 功能完善的网络软件（为用户共享网络资源和信息传递提供管理和服务） l建立计算机网络的目的就是实现资源共享和信息传递。1.1 计算机网络的形成与发展 2 计算机网络的形成 l随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求。这种需求主要来自军事、科学研究等领域，他们希望将分布在不同地点的计算机通过通信线路连接起来，用户不仅可以使用本地计算机的资

3、源，也可以使用联网的其他计算机的资源，以达到计算机资源共享的目的。 1.1 计算机网络的形成与发展 2 计算机网络的形成l在计算机发展的早期阶段，计算机所采用的操作系统多为分时系统。分时系统允许每一个操作者通过只含显示器和键盘的哑终端来使用主机。后来，为了支持远程用户和提高主机的使用效率，哑终端逐渐发展成为具有基本处理能力的脱机终端，脱机终端本身具有一定的处理能力，它对用户下达的任务进行简单处理之后，以批处理的方式与主机通信。这样，就形成了计算机网络的雏形。 1.1 计算机网络的形成与发展 l1.1.2 计算机网络的发展阶段 第一阶段：计算机网络产生阶段（面向终端的远程联机系统） 第二阶段：多

4、标准共存的蓬勃发展阶段第三阶段：统一标准的互联网阶段 第四阶段：信息高速公路阶段 1.1 计算机网络的形成与发展 l1.1.2 计算机网络的发展阶段计算机网络的发展趋势l进入21世纪，计算机网络正在向着综合化、宽带化、智能化和个性化方向发展。信息高速公路概念的提出为人们展示了信息化社会的美好前景，向用户提供声音、图像、图形、数据和文本的综合服务，实现用户之间的多媒体通信，是网络发展的目标。1.1 计算机网络的形成与发展 l1.1.2 计算机网络的发展阶段计算机网络的发展趋势l随着计算机网络和多媒体技术的发展而逐渐消失，曾经独立发展的电信网络、电视网络和计算机网络已在不断融合（三网融合），新的信

5、息产业正以强劲的势头迅速崛起。相信由“三网融合”到真正的“三网合一”会是今后网络发展的一种趋势。 1.2 计算机网络的组成与分类 l1.2.1 计算机网络的组成 1 计算机网络的基本概念 l计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的。从拓扑结构上看计算机网络是由一些网络节点和连接这些网络节点的通信链路组成的；从逻辑功能上看，计算机网络则是由用户资源子网 和通信子网两个子网组成。如图1-1所示。 1.2 计算机网络的组成与分类 l1.2.1 计算机网络的组成 1 计算机网络的基本概念 图1-1 计算机网络组成示意图1.2 计算机网络的组成与分类1 网络节点和通信链路 l网络节点 计算机网络中

6、的节点一般可分为访问节点、转换节点和混合节点。 l通信链路通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路通信链路又分为物理链路和逻辑链路两类1.2 计算机网络的组成与分类2 通信子网和用户资源子网 l通信子网 通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分，主要完成数据的传输、交换以及通信控制。 通信子网有两种类型：一个是公用型，为公共用户提供服务并共享其通信资源的通信子网，基于同一个通信子网可组建多个计算机网络，如原邮电部建设的公用计算机互联网（CHINANET）就属于公共型通信子网；另一个是专用型，专门为特定的一组用户构建的通信子网，如各类金融银行网、证券网等。 1.2 计算机网络的组成与分类

7、2 通信子网和用户资源子网 l用户资源子网 用户资源子网提供访问网络和处理数据的能力，是由主机系统、终端控制器和终端组成。 通过用户资源子网，用户可以方便地使用本地计算机或远程计算机的资源。由于它将通信子网的工作对用户屏蔽起来，使用户使用远程计算机资源就如同使用本地资源一样方便。 1.2 计算机网络的组成与分类l1.2.2 计算机网络的分类 1 按计算机网络覆盖的范围进行分类 l局域网（Locate Area Network，LAN），一般为几千米，通常在一个企业、学校机关内使用。 l广域网（Wide Area Network，WAN），般可从几十千米到几万千米甚至更远，可以覆盖一个国家或地区

8、，甚至可以横跨几个洲，形成国际性的远程网。 l城域网（Metropolitan Area Network，MAN），网络作用范围介于局域网和广域网之间，约为几十千米。城域网的设计目标常常要满足一个城市范围内大量的企业、公司、机关、学校和住宅区等多个局域网互联的需求。 1.2 计算机网络的组成与分类2 按网络的使用范围进行分类 l公用网，由电信部门组建，由政府和电信部门管 理和控制的网络，如CHINANET。社会集团用户或公众可以租用，如我国已建立了数字数据网（ DDN）、公共电话网（PSTN）等。 l专用网，也称私用网，一般为某个单位或某一系统组建，该网一般不允许系统外的用户使用。如银行、公安

9、、铁路等建立的网络是本系统专用的。 1.2 计算机网络的组成与分类3 按网络中计算机所处的地位进行分类 l对等网络在计算机网络中，若每台计算机的地位平等，都可以平等的使用其他计算机内部的资源，这种网就称之为对等网。 l基于服务器的网络如果网络所连接的计算机较多，且共享资源较多时，就需要考虑专门设立一个计算机来存储和管理需要共享的资源，这台计算机被成为服务器，其他的计算机称为工 作站，这种网络称为客户机服务器（Client/Server）网络。 1.2 计算机网络的组成与分类4 按计算机网络的拓扑结构进行分类 l把网络中的计算机及其他设备隐去其具体的物理特性抽象成一个个的节点。拓扑结构就是网络节

10、点在网络分布和互联关系上的几何构型。l按计算机网络的拓扑结构可将计算机网络分为：总线型星型环型树型网状型 1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.1 总线型拓扑 它是将网络中的各个节点设备用一根总线（如同轴电缆等）挂接起来，实现计算机网络的功能。 图1-2 总线型拓扑结构1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.1 总线型拓扑 总线型拓扑对于一个网络段上的节点数有一定的限制。如果网络中的计算机需求数大于这一限制，通常采用增加中继器的方法对网络进行扩充。 图1-3 总线型拓扑结构的扩展 1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.2 星型拓扑 星型结构以中央节点为中心，并用单独的线路使中央节点与其他各节点相

11、连，相邻节点之间的通信都要通过中心节点。星型拓扑采用集中式通信控制策略，所有的通信均由中央节点控制，中央节点必须建立和维持许多并行数据通路。 1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.2 星型拓扑 图1-4 星型拓扑结构1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.2 星型拓扑星型拓扑采用的数据交换方式主要有线路交换（电路交换）和报文交换两种，线路交换更为普遍。网络的扩展通常是采用增加中央节点的方式，将中央节点级联起来，需要增加的节点再与新中央节点连接。 1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.2 星型拓扑图1-5星型拓扑结构的扩展 1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.2 星型拓扑星型网络具有结构简单、易

12、于故障的诊断与隔离、易于网络的扩展、便于管理等优点，但其缺点是需要使用大量的线缆，过分依赖中央节点（中心主节点故障时整个网络瘫痪）。星型网络是在现实生活中应用最广的网络拓扑，一般的学校、单位都采用这种网络拓扑组建单位的计算机网络。 1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.3 环型拓扑 环型拓扑结构是一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环，计算机通过各中继器接入这个环中，构成环型拓扑的计算机网络。在网络中各个节点的地位平等。环型拓扑结构中的每个站点都是通过一个中继器连接到网络中的，网络中的数据以分组的形式发送。网络中的信息流是定向的，网络的传输延迟也是确 定的。 1.3 计算机网络的拓扑

13、结构l1.3.3 环型拓扑 图1-6 环型拓扑结构1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.4 树型拓扑 树型网络也叫多级星型网络。树型网络是由多个层次的星型结构纵向连接而成，树的每个节点都是计算机或转接设备。 图1-7 树型拓扑结构1.3 计算机网络的拓扑结构l1.3.5 网状型拓扑 网状型网络也叫分布式网络，它是由分布在不同地点的计算机系统互相连接而成。 图1-8 网状型拓扑结构1.4 学习指导 l1.4.1 知识要点 计算机网络的概念 l计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物，是地理上分散的通过通信设备和通信线路连接起来的计算机集合，这些计算机循序共同的协议，依据协议的规定进行相互

14、通信，实现网络各种资源的共享。 1.4 学习指导 l1.4.1 知识要点 计算机网络的发展 l虽然计算机网络的发展历史不长，但计算机网络的发展速度却非常快，经过近50年的发展，现在的计算机网络已经无处不在、无时不有了，人们的生活、学习和工作已与计算机网络息息相关。计算机网络的发展过程大致可分为4个阶段：计算机网络产生阶段（面向终端的远程联机系统）、多标准共存的蓬勃发展阶段、统一标准的互联网阶段和信息高速公路阶段。 1.4 学习指导 l1.4.1 知识要点 计算机网络的组成 l网络节点和通信链路：从拓扑结构看，计算机网络就是由若干网络节点和连接这些网络节点的通信链路构成的。计算机网络中的节点可分

15、为三类：访问节点、转接节点和混合节点。通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据交换的线路。链路可用传输介质实现，如双绞线、同轴电缆、光缆、卫星和微波等。 1.4 学习指导 l1.4.1 知识要点 计算机网络的组成 l通信子网和用户资源子网：从逻辑功能上可把计算机网络分为通信子网和用户资源子网。用户资源子网包括各种计算机和相关的软、硬件；通信子网是连接这些计算机资源并提供通信服务的连接线路。正是在通信子网的支持下，用户才能利用网络上的各种资源进行相互间的通信，实现计算机网络的功能。 1.4 学习指导 l1.4.1 知识要点 计算机网络的分类 l按计算机网络覆盖的范围一般可以分为三种类型：局域网

16、（Locate Area Network，LAN）广域网（Wide Area Network，WAN）城域网（Metropolitan Area Network，MAN）。l按网络的使用范围一般可分为：公用网专用网。 1.4 学习指导 l1.4.1 知识要点 计算机网络的分类 l按网络中计算机所处的地位可分为：对等网络基于服务器的网络。 l按计算机网络的拓扑结构可分为：总线型星型环型树型网状型拓扑结构网络。 1.4 学习指导 l1.4.1 知识要点 计算机网络的拓扑结构的类型 l总线拓扑：在总线结构中，各节点通过一个或多个通信线路与公共总线连接。 l星型拓扑：星型结构的中心节点是主节点，它接收各分散节点的信息再转发给相应的节点，具有中继交换和数据处理功能。l环型拓扑：网络中节点计算机连成环型网络。在环路上信息传输路径固定，没有路径选择问题。 1.4 学习指导 l1.4.1 知识要点 计算机网络的拓扑结构的类型 l