计算机网络应用PPT

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1、大学计算机基础大学计算机基础计算机网络应用计算机与通信工程学院 软件工程系大学计算机基础大学计算机基础2第5章 计算机网络应用 5.1 计算机网络基础知识 5.2 计算机网络的组成 5.3 Internet基础知识 5.4 Internet应用 5.5 网络安全与相关技术 5.6 组建局域网大学计算机基础大学计算机基础35.1 计算机网络基础知识 5.1.1 计算机网络的形成与发展 5.1.2 计算机网络的定义与功能 5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构 5.1.4 计算机网络体系结构大学计算机基础大学计算机基础45.1.1 计算机网络的形成与发展 计算机网络是计算机技术和通信技术相结 合的

2、产物。计算机网络的形成始于20世纪 50年代。它的发展主要经历了四个阶段， 但是各阶段之间实际上并没有明显的界限 ，而是有大量交叉、过渡和承上启下的时 间，因此不能机械地加以简单区分。大学计算机基础大学计算机基础55.1.1 计算机网络的形成与发展 第一阶段：面向终端的远程联机系统 第二阶段：多机互连网络 第三阶段：体系结构标准化的计算机网络 第四阶段：以Internet为核心的计算机网络大学计算机基础大学计算机基础65.1.1 计算机网络的形成与发展 第一阶段：面向终端的远程联机系统20世纪50年代，通过对数据通信技术与计算机通信网 络的研究，将彼此独立发展的计算机技术与通信技术开始结合 起

3、来，实现了地理位置分散的大量终端与主机之间的连接和通 信。在这种系统中，除主机是具有独立的数据处理能力的计算 机外，系统中所连接的终端均无独立处理数据功能。这种系统 还不能称之为计算机网络，一般称为“面向终端的远程联机系 统”。这一阶段研究的典型代表有：美国半自动防空系统SAGE； 美国航空公司飞机订票系统SABRE-1（一台大型计算机和遍布 美国的约2000多台终端相连）。大学计算机基础大学计算机基础75.1.1 计算机网络的形成与发展 第二阶段：多机互连网络20世纪60年代，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、大型 企业公司经营管理等方面。他

4、们希望将分布在不同地点的独 立的计算机通过通信线路互联成为计算机网络。网络用户可 以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也 可以使用联入网内的其他地方的计算机中的各种资源，从而 达到计算机资源共享的目的。这一阶段研究的典型代表：美国国防部高级研究计划局 （ARPA，Advanced Research Project Agency）组织和成功 研制的ARPAnet网络。 大学计算机基础大学计算机基础85.1.1 计算机网络的形成与发展 第三阶段：体系结构标准化的计算机网络20世纪70年代中期，国际上各种广域网、局域网与公用分 组交换网发展十分迅速。为了促进网络产品的开发，各大计算 机

5、公司纷纷制定出自己的网络技术标准，如IBM公司的系统网 络体系结构SNA；DEC公司的数据网络体系结构DNA等。1977年国际标准化组织ISO提出了一个使各种计算机能够 互联的标准框架OSI/RM,即开放系统互联参考模型，简称 OSI参考模型。其中“开放”表示能使任何两个遵守参考模型和 有关标准的计算机系统进行互连。1983年，该模型被批准为国 际标准。 大学计算机基础大学计算机基础95.1.1 计算机网络的形成与发展 第四阶段：以Internet为核心的计算机网络Internet中文名为因特网，它可以连接全球各类不同的网 络。20世纪90年代以来Internet作为国际性的互联网与大型信 息

6、服务系统在人类生活的各个方面发挥了越来越重要的作用。 特别是1993年美国宣布建立国家信息基础设施NII后，全世界 许多国家纷纷制定和建立本国的NII，从而极大地推动了计算 机网络技术的发展，使计算机网络进入了一个崭新的阶段。到 1994年年底，Internet已通往全世界150个国家和地区，连接 着3万多个子网，320多万台计算机主机，直接的用户超过3500 万。现在Internet已带领计算机网络进入一个智能化、全球化 、高速化、个性化的网络时代 大学计算机基础大学计算机基础105.1.2 计算机网络的定义与功能计算机网络是指通过数据通信系统把地理位置 不同、功能独立的多个计算机互相连接在

7、一起，以 功能完善的网络软件实现数据通信，资源共享的综 合系统。1计算机网络的定义大学计算机基础大学计算机基础115.1.2 计算机网络的定义与功能（1）数据通信 （2）资源共享 （3）分布式处理 （4）提高系统的可靠性2计算机网络的主要功能大学计算机基础大学计算机基础125.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构1计算机网络的分类从不同的角度看，计算机网络有各种不同的分类方法： 如按网络的交换方式分类有电路交换、报文交换、分组交换 网； 按网络的传输媒体分类有双绞线、同轴电缆、光纤、无线网 ； 按网络的信道分类有窄带、宽带网； 按网络的功能分类有通信子网和资源子网； 按网络的用途分类有教育、科研

8、、军事、商业网等。 按网络覆盖的地理范围来进行分类，可以分为局域网、城域 网和广域网三种类型。大学计算机基础大学计算机基础135.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构1计算机网络的分类（1）局域网LAN（Local Area Network） 局域网是在一个局部范围内以实现区域信息资源共享为目 标由多台计算机、终端、各种外围设备和通信线路等组成的计 算机网络。局域网的地理覆盖范围较小，在10km以内，一般建 立在某个机构所属的一个建筑群内或大学的校园内，也可以是 办公室或实验室内几台、十几台计算机连成的小型局域网络。 局域网易于安装，便于维护，网内通常采用单一的传输介质。 局域网的数据传输率较高

9、，一般在10100Mbps。目前，局域 网中以太网技术发展最为迅速，快速以太网是当前计算机网络 发展中最活跃的分支。大学计算机基础大学计算机基础145.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构1计算机网络的分类（2）城域网MAN（Metropolitan Area Network）城域网是一种以实现较大地理范围的网络服务为目标的 中型网络，介于局域网和广域网之间，其地理覆盖范围在10 100km，一般覆盖一个城市或地区。它将政府部门、事业单位 、社会服务机构以及大型企业等重要机构进行联网，实现数字 、声音、图像、视频等信息的交换。大学计算机基础大学计算机基础155.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构

10、1计算机网络的分类（3）广域网WAN（Wide Area Network） 广域网是为最大范围的传送信息和共享资源的计算机网络 。其地理覆盖范围通常超过100km，可以是一个城市、一个地 区、一个国家，甚至全球。可以通过专线、微波通信或卫星通 信连接将分布范围很广的计算机系统连接起来。 由于对通信的要求高、复杂性也高，因此广域网的通信通 常利用电信部门提供的公共传输网络。公共传输网络有两类： 一类是电路交换网络，主要是公共交换电话网PSTN和综合业务 数字网ISDN；一类是分组交换网络，主要是X.25分组交换网、 帧中继和ATM。大学计算机基础大学计算机基础165.1.3 计算机网络的分类与拓

11、扑结构2计算机网络的拓扑结构 拓扑学是几何学的一个重要分支，它将实体抽象为与 其形状、大小无关的点，将物体之间的连接线路抽象成与距离 无关的线，进而研究点、线、面之间的关系。计算机网络的拓 扑结构就是用网络的站点与连接线的几何关系来表示网络的结 构，反映网络中各实体之间的结构关系，它对整个网络的设计 、功能、经济性、可靠性都有影响。大学计算机基础大学计算机基础175.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构 计算机网络的拓扑结构主要分为：星型、总线型、环 型、树型和网状型星型 总线型 环型 树型 网状型大学计算机基础大学计算机基础185.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构2计算

12、机网络的拓扑结构 （1）星型拓扑结构 星型拓扑结构是网络中的各节点通过一个中央节点即网络 集中设备连接在一起，以星型方式连接成网。网络中任意两个 节点之间的通信都要通过中央节点转接，是一种集中控制式网 络。这种结构要求中央节点必须具有极高的可靠性，否则出现 故障就会危及整个网络。 星型拓扑结构的优点是结构简单、便于管理、组网容易、 网络延迟时间短，误码率低。缺点是资源共享能力较差、通信 线路利用率不高、中央结点负担过重。目前以太网多采用此种 结构。大学计算机基础大学计算机基础195.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构 （2）总线型拓扑结构 总线型拓扑结构是网络中所有节点都

13、通过相应硬件接口连 接到一条无源公共总线上，任何一个节点发出的信息都可沿着 总线传输，它的传输方向是从发送点向两端扩散传送，总线上 其余节点都可检测到信息，但对检测到的信息要进行地址检查 ，看是否与自己的节点地址相符，相符则接收网上的信息，不 相符则不接收。 总线型拓扑结构的优点是结构简单、安装方便、易于扩充 、费用低、共享资源能力强、可靠性高，一个节点损坏，不会 影响整个网络工作。缺点是不适用于实时性要求较高的场合（ 因为各节点不能同时使用总线，否则会发生冲突）；网络传输 速度会随着接入网络的用户数增多而下降；总线长度和所连节 点数量都受到一定的限制。大学计算机基础大学计算机基础205.1.

14、3 计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构 （3）树型拓扑结构 树型拓扑结构是以上两种网络结构的综合，是分级的集中 控制式网络，它将网络中的所有节点按照一定的层次关系连接 起来，就像一棵树一样，由根节点、叶节点和分支节点组成。 树型结构的网络覆盖面很广，容易增加新的节点，也便于 故障的定位和修复，但其根节点由于是数据传输的常用之路， 因此负荷较大，除了叶节点及其相连的线路外，根节点和所有 分支节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。大学计算机基础大学计算机基础215.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构 （4）环型拓扑结构 环型拓扑结构由网络中各节点通过有源接口

15、连接在一条闭 合的环形通信线路中，网中每个节点对占用环路传送数据都有 相同权力，一个结点发出的信息沿着固定方向流动，必须穿越 环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某节点地址相 符时，即被该结点的环路接口所接收。 环型拓扑结构的优点是由于两个节点仅有一条道路，故简 化了路径选择的控制、实时性好，信息吞吐量大，网的周长可 达200km，节点可达几百个。缺点是由于环路是封闭的，所以 扩充不方便；可靠性差，一个节点故障，将会造成全网瘫痪； 对分支节点故障定位较难，维护困难；节点过多时传输效率降 低。IBM于1985年推出令牌环网就采用这种结构。大学计算机基础大学计算机基础225.1.3 计算机网

16、络的分类与拓扑结构2计算机网络的拓扑结构 （5）网状型拓扑结构 网状型拓扑结构是一个全通路的拓扑结构，任何节点之间 均可以通过线路直接连接。它能动态的分配网络流量，当有站 点出现故障时，节点间可以通过其他多条通路来保证数据的传 输，从而提高了系统的容错能力，因此网状结构的网络具有极 高的可靠性。 网状拓扑结构网络的优点是可靠性高、容错能力强、资源 共享方便、有好的通信软件支持下通信效率高。缺点是网络结 构复杂、安装成本很高、软件控制麻烦。大学计算机基础大学计算机基础235.1.4 计算机网络体系结构1网络协议与网络体系结构 (1)网络协议 为进行计算机网络中的数据通信而建立的规则、标准或 约定的集合就称为网络协议。 网络协议主要由三个要素组成： 语法（Syntax），对信息的数据结构做一种规定，如 数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 语义（Semantics），需要发出何种控制信息、完成 何种动作及得到的响应等。 时序（Timing），也称作同步