第1章 计算机网络概论

《第1章 计算机网络概论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章 计算机网络概论（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第1章 计算机网络概论1计算机网络与电子商务Computer Network and E-Commerce第1章 计算机网络概论2第1章 计算机网络概论第2章 数据通信第3章 局域网第4章 网络互连和广域网第5章 Internet第6章 电子商务概论第7章 电子商务的安全技术第8章 电子支付技术第9章 电子商务中的法律第10章 电子商务中的税收目 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 1.5 计算机网络技术发展 趋势 1.1 计算机网络发展概述1.1.1 计算机网络1.1.2 计算机网

2、络的演变和发展1.1.3 信息社会对网络技术的挑 战1.1.4 信息高速公路必将加速网 络技术的进一步发展第1章 计算机网络概论51.1.1 计算机网络计算机网络是现代计算机技术 和通信技术密切结合的产物，是随社会对信息 的共享和信息传递的要求而发展起来的。所谓的计算机网络就是利用通 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。这里所谓功能独立的计算机系统， 一般指有CPU的计算机。第1章 计算机网络概论61.1.2 计算机网络的演变和发展1 联机系统所谓联机系

3、统，即以一台中央主计算 机连接大量在地理上处于分散位置的终端。所谓终端 通常指一台计算机的外部设备，包括显示器和键盘， 无中央处理器（CPU，Central Processing Unit）和内存。随着连接的终端数增加，为了减轻中 心计算机的负担，在通信线路和中心计算机之间设置 了一个前端处理机FEP（Front End Processor）或 通信控制器CCU（Communication Control Unit），专门负责与终端之间的通信控制，出现了数据处理 与通信控制的分工，以便更好地发挥中心计算机的处 理能力。如图1.1所示的远程联机系统 。第1章 计算机网络概论71.1.2 计算机网

4、络的演变和发展图1.1 单计算机为中心的远程联机系统 第1章 计算机网络概论81.1.2 计算机网络的演变和发展2. 计算机互联网络20世纪60年代中期开始，出现 了若干个计算机互连系统，开创了计算机计算机通信的时代。随后各大计算机公司都陆 续推出了自己的网络体系结构，以及实现这些 网络体系结构的软件硬件产品。但这些网络也存在不少弊端， 主要问题是各厂家提供的网络产品实现互连十 分困难。这种自成体系的系统称为“封闭”系统。因此，人们迫切希望建立一系列的国际标准 ，渴望得到一个“开放”系统，这正是推动计算机网络走向国际标准化的一个重要因素。第1章 计算机网络概论91.1.2 计算机网络的演变和发

5、展第二阶段典型的计算 机网络如图1.2所示。这一阶段计算机网络的主要特点是：资 源的多向共享、分散控制、分 组交换、采用专门的通信控制 处理机、分层的网络协议，这 些特点往往被认为是现代计算 机网络的典型特征。但这个时 期的网络产品彼此之间是相互 独立的，没有统一标准。第1章 计算机网络概论101.1.2 计算机网络的演变和发展图1.2 以多计算机为中心的网络逻辑结构图 第1章 计算机网络概论111.1.2 计算机网络的演变和发展3. 标准化网络20世纪70年代中期，计算机网络开始向体系结构标准化的方向迈进，即正式 步入网络标准化时代。20世纪80年代,随着微机的广泛 使用,局域网获得了迅速发

6、展。美国电气与电子 工程师协会（IEEE）为了适应微机、个人计算 机（PC）以及局域网发展的需要,于1980年2月 在旧金山成立了IEEE802局域网络标准委员会, 并制定了一系列局域网络标准。在此期间,各种 局域网大量涌现。这一阶段典型的标准化网络结 构如图1.3所示，通信子网的交换设备主要是路由器和交换机。第1章 计算机网络概论121.1.2 计算机网络的演变和发展图1.3 标准化网络结构示意图 第1章 计算机网络概论131.1.2 计算机网络的演变和发展4. 网络互连与高速网络进入20世纪90年代，随着计算 机网络技术的迅猛发展，特别是1993年美国宣 布建立国家信息基础设施NII（NI

7、I，National Information Infrastructure）后，全世界许多 国家纷纷制定和建立本国的NII，从而极大的推动了计算机网络技术的发展。使计算机网络进 入一个崭新的阶段，这就是计算机网络互连与 高速网络阶段。目前，全球以Internet为核心 的高速计算机互联网络已经形成，Internet已经成为人类最重要的、最大的知识宝库。网络互 联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络 ，如图1.4所示。第1章 计算机网络概论141.1.2 计算机网络的演变和发展图1.4 网络互连与高速网络的基本模型 第1章 计算机网络概论151.1.3 信息社会对网络技术的挑战在信息社会，人们

8、的工作、生 活、学习和娱乐在很大程度上将不再受地理环 境的限制，而大部分可在家庭进行，也即人们 的就业方式、生产方式、工作方式、学习方式 以至生活方式将发生深刻变化。光纤、数据通 信、卫星通信和移动通信等现代信息技术将使 世界范围内的交流变得更加方便更加容易，真 正实现所谓天涯若比邻。应该看到，信息社会对网络技 术提出了新的挑战、新的要求，特别是业务量 的增长、网络站点数的扩大、以及多媒体的应 用，要求网络的规模更大、带宽更宽、速率更 高。第1章 计算机网络概论161.1.4 信息高速公路必将加速网络技术的发展1993年9月，美国克林顿政府做 出了一项重大决策，即放弃已经花费300亿 美元的星

9、球大战计划，终止拟投入80120亿美元的超导对撞机计划，放慢航天计划步 伐，推出一项 举世瞩目的高科技项目国家信息基础设施，也被称为信息高速公路 计划。信息高速公路是“网络的网络” ，是一个由许多客户机/服务器和同等层与同等层组成的大规模网络，它能以每秒数兆 位、数十兆位、甚至数千兆位的速率在其主 干网上传输数据。1.2 计算机网络的组成与功能1.2.1 计算机网络的组成1.2.2 计算机网络的功能第1章 计算机网络概论181.2.1 计算机网络的组成一般而论，计算机网络 有三个主要组成部分：若干个主机， 它们各为用户提供服务；一个通信子 网，它主要由结点交换机和连接这些 结点的通信链路所组成

10、；一系列的协 议。为了便于分析，按照数据通信和数据处理的功能，一般从逻 辑上将网络分为通信子网和资源子网 两个部分。如图1.6所示。第1章 计算机网络概论191.2.1 计算机网络的组成图1.6 计算机网络 第1章 计算机网络概论201.2.1 计算机网络的组成1通信子网通信子网由通信控制处理机（CCP）、通信线路与其他通信设备组成，负责完成网络 数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机在网络拓扑结构中 被称为网络结点。它一方面作为与资源子网的主机 、终端连结的接口，将主机和终端连入网内；另一 方面它又作为通信子网中的分组存储转发结点，完 成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将 源主

11、机报文准确发送到目的主机的作用。目前通信 控制处理机一般为路由器和交换机。 通信线路为通信控制处理机与通信 控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信 信道。第1章 计算机网络概论211.2.1 计算机网络的组成2资源子网资源子网主要包括实现网络资源 共享的计算机与终端。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

12、同主机之间的用户通信。 网络数据库。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。它是建立在上 述部件基础的具体应用，以实现用户的需求 。 第1章 计算机网络概论221.2.1 计算机网络的组成图1.6中表示了主机操作系统、网络操作系统和网络数据库系统之间的关系。图1.6 主机操作系统、网络操作系统、网络数据库系统之间的关系 第1章 计算机网络概论231.2.1 计算机网络的组成3. 现代网络结构的特点在现代的广域网结构中，随着 使用主机系统用户的减少，资源子网的概念已 经有了变化。目前，通信子网由交换设备与通 信线路组成，它负责完成网络中数据传输与转 发任务。交换设备主要是路由器

13、与交换机。另外，从组网的层次角度看网 络的组成结构，也不一定再是一种简单的平面 结构，而可能变成一种分层的立体结构。图1.7所示的是一个典型的三层网络结构。第1章 计算机网络概论241.2.1 计算机网络的组成图1.7 层次型网络组成第1章 计算机网络概论251.2.2 计算机网络的功能1数据通信这是计算机网络最基本的功能，也是实现其他功能的基础。数据通信功能包 含以下几项具体内容： 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 多路复用第1章 计算机网络概论261.2.2 计算机网络的功能2资源共享计算机网络中的资源可分为数 据、软件、硬件三类。相应地，资源共享也分 为以下三

14、类： 数据共享 软件共享 硬件共享3负荷均衡和分布处理 负荷均衡 分布处理 第1章 计算机网络概论271.2.2 计算机网络的功能4提高系统的安全可靠性计算机通过网络中的 冗余部件可大大提高可靠性，例 如在工作过程中，一台机器除了 故障，可以使用网中的另一台机 器；网中一条通信线路出了故障 ，可以取道另一条线路，从而提 高了网络整体系统的可靠性。1.3 计算机网络的类型1.3.1 按网络拓扑结构分类1.3.2 按网络控制方式分类1.3.3 按网络作用范围分类1.3.4 按通信传输方式分类1.3.5 按网络配置分类1.3.6 其他分类方式第1章 计算机网络概论291.3.1 按网络拓扑结构分类拓

15、扑结构一般指点和 线的几何排列或组成的几何图形 。计算机网络的拓扑结构是指一 个网络的通信链路和结点的几何 排列或物理布局图形。链路是网 络中相邻两个结点之间的物理通 路，结点指计算机和有关的网络 设备，甚至指一个网络。按拓扑 结构，计算机网络可分为以下五 类。第1章 计算机网络概论301.3.1 按网络拓扑结构分类1星形网络星形拓扑是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1.8（a）所示。图1.8 星形和树形网络拓扑第1章 计算机网络概论311.3.1 按网络拓扑结构分类它具有以下特点： 网络可靠性低 。网络结构简单，便于管理 。 控制简单，

16、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。第1章 计算机网络概论321.3.1 按网络拓扑结构分类2树形网络树形网络是将多级星形网络按 层次方式排列得到的网络，其拓扑结构如图1.8 （b）所示。图1.8 星形和树形网络拓扑第1章 计算机网络概论331.3.1 按网络拓扑结构分类图1.9 某大学校 园网结构示意图第1章 计算机网络概论341.3.1 按网络拓扑结构分类特点： 结构简单，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，任何一个结点或链路产生的故障 都会影响整个网络。星形和树形网络是LAN中最常见的实现形式。第1章 计算机网络概论351.3.1 按网络拓扑结构分类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