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1、1,教学内容,第1章 计算机网络基础第2章 数据通信基础第3章 计算机网络体系结构第4章 局域网第5章 *广域网第6章 网络互联与常用网络设备第7章 网络操作系统第8章 Internet及其应用第9章 计算机网络安全,2,第1章 计算机网络基础,本章内容（P1-11）计算机网络的产生与发展计算机网络的定义与分类计算机网络的组成、结构与功能,3,1.1 计算机网络的产生与发展,产生： 1、计算机技术的高度发展与计算机的广泛应用；（1946年第一台电子数字计算机出现） 2、通信技术的高度发展； （电话通信系统、卫星通信系统等的出现） 3、计算机技术与通信技术的高度发展、相互渗透、密切结合计算机网络
2、的产生与发展。,4,发展： 计算机网络的发展经历了如下4个阶段：1、20世纪50年代：面向终端的计算机通信系统,即“计算机终端系统”或“远程联机系统”；2、20世纪60年代：主机互连网络，即“计算机计算机”网络或“多机通信系统”；（ARPAnet网的出现与分组交换技术的开始）3、20世纪70年代中期：体系结构标准化网络，即“层次化结构”，并对每层进行了精确定义；（OSI/RM）4、20世纪90年代：INTERNET时代。,5,1.面向终端的计算机通信系统,第一代计算机网络图(a):是一种具有通信功能的面向终端的计算机系统。图(b):是以单台计算机为中心的远程联机系统。,特征：终端(Termin
3、al)共享主机(Host)的软硬件资源。,6,特点：（1）单台主机用于执行计算和通信任务；多台终端用于执行用户交互。（2）这一阶段主机价格昂贵，通信线路及通信设备的价格则相对便宜。 （3）连接方式：本地或远程。,TS,T,T,T,T,T,T,HOST,通信线路,T,7,a、缺点主机负荷重、效率低数据处理通信线路利用率低、远距离连接时费用高网络结构属于集中控制方式，可靠性低 b、改进方法终端集中器(近/远距)和前端处理机（Front-End Processor,FEP），将通信任务从主机中分离出来减少主机负荷多点通信线路（？图示）提高线路利用率,8,2.主机互联网络 （典型：ARPAnet因特网
4、的前身）,特点：多个终端联机系统互联，形成了多主机互联网络网络结构从“主机终端”转变为“主机主机”,9,“主机主机”网络的连接方式演变过程,演变过程1（如上页图） 通过通信线路将主机直接连接起来，主机既承担数据处理工作又承担数据通信工作。 演变过程2 把通信任务从主机中分离，由通信控制处理机（CCP）完成。 CCP：处理主机之间通信任务的专用计算机。,10,两层网络概念的出现由CCP组成的传输网络通信子网，提供信息传输服务建立在通信子网基础上的主机集合资源子网，提供计算资源。在通信子网上可有多个资源子网，共享通信子网的服务。,CCP,CCP,HOST,HOST,T,T,T,T,T,T,CCP,
5、HOST,T,T,T,通信子网,11,3.体系结构标准化网络,（1）为什么需要标准化（原动力）？不同网络设备之间的兼容性和互操作性最终目的资源共享（2）网络体系结构标准化过程的演变20世纪70年代，由于技术垄断不同厂商的不同标准，难以联网进行数据通信。如IBM的SNA，DEC的DNA等。,12,国际化标准组织ISO制定了国际标准OSI/RM，即 Open System Interconnection/Recommended Model (开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型)该模型是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框架：7个层次该模型只说明了做什么（WHAT TO DO）而未规定
6、怎样做（HOW TO DO）该模型太复杂，几乎没有与之完全符合的网络事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议) 从体系结构上看，它是OSI参考模型的简化（4层）,13,OSI参考模型以及两个通信实体之间的通信分层结构,14,4.Internet时代,（1）因特网的功能 资源共享、数据通信购物休闲、学术研究、商贸活动、政治军事活动等。（2）因特网的应用 a.基于文本的应用：E-Mail、FTP、Telnet、BBS等 b.基于Web与多媒体的应用：WWW、IP电话、视频 会议、网络电视、电子商务、电子政务、 远程教育、远程医疗等 c.现在流行的：搜索引擎、P2P文件共享、即时通信 （QQ、M
7、SN等）、博客、播客、网络游戏等（3）高速网络的发展,15,1.2 计算机网络的定义与分类,1.计算机网络的定义 （1）计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。计算机资源包括： 硬件资源：硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等； 软件资源：系统软件、应用软件、游戏软件； 信息资源：各种应用数据。 （2）互连的计算机是分布在不同地理位置的多立的“自治计算机”。 * 互连的计算机没有明确的主从关系，每台计算机既可以连网工作，也可以独立工作； * 连网计算机可为本地用户提供服务，也可以为远程网络用户提供服务。（3）连网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。,16,计算机网络的定义 把分散在不同
8、地理位置、具有独立功能的计算机系统及相关网络设备，通过通信线路相互连接起来，按照一定通信协议进行数据通信，以实现资源共享为目的的信息系统。 注释： “相互连接” ：以任何可能的通信连接方式 有线方式：铜线、光纤 无线方式：红外、无线电（微波）、卫星 共享互连自治（面向终端的计算机通信系统不是真正意义上的计算机网络。）,17,2、计算机网络的分类,按传输技术分类：（1）广播网络广播式网络（broadcast network）仅有一条通信信道，由网络上的所有机器共享。,18,（2）点到点网络点到点网络（point-to-point network）由一对对机器之间的多条连接构成。点到点网络在布局上
9、常采用的是网状结构。如图所示。,一般来讲，小的、地理上处于本地的网络采用广播方式，而大的网络可采用点到点方式。,19,按地域范围分类：1局域网 局域网（Local Area Network），简称LAN，是一个小的地理区域（例如：办公室、大楼和方圆几公里远的地域）内的专用网络。局域网的目的是将一些计算机、外围设备和计算机系统连接成一个数据共享集体，用软件控制着网上用户之间的相互联系和信息传输。如图所示。,20,2城域网城域网（Metropolitan Area Network），简称MAN，基本上是一种大型的LAN，通常使用与LAN相似的技术。它可能覆盖一组邻近的公司办公室和一个城市。3广域网
10、广域网（Wide Area Network），简称WAN，通常在较长距离上传送数据。如图所示。,广域网具有很多与局域网相同的优点。但广域网经常通过电话线传输数据，因此更容易发生传输差错。在交换线上传输还相对较慢。,21,1.3 计算机网络的组成、结构与功能,1、逻辑组成资源子网：由主机、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成。负责数据处理，并向网络用户提供各种网络资源与网络服务。 通信子网：由网络通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成。完成全网数据传输、转发等通信处理工作。,22,2、硬件组成 网络节点 端节点：计算机 中间节点：交换机、集中器、复用器、路由 器、中继器 通
11、信链路：信息传输的通道 物理：传输介质 逻辑：信道 （介质和信道的关系类比CATV的电缆和频道之间的关系）3、软件组成 通信软件（网络协议软件） 网络操作系统 网络管理/安全控制软件 网络应用软件,23,1、网络拓扑的定义 网络拓扑主要是研究计算机网络的结构问题。 拓扑学是几何学的一个分支，是从图论演变过来的。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关系。 计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。 计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。,计算机网络的拓扑结构：,24,（1）总线
12、型 所有节点挂接到一条总线上，广播式信道需要有介质访问控制规程以防止冲突。,总线形拓扑,2、网络拓扑结构的分类,25,（2）环型 所有节点连接成一个闭合的环，结点之间为点到点连接。,环形拓扑,26,（3）星型 有一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接。,星形拓扑,27,（4）树型 一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成。,树形拓扑,28,（5）全连接 点到点全连接，连接数随节点数的增长迅速增长（N(N-1)/2），使建造成本大大提高，只适用于节点数很少的广域网中。（6）不规则（网状） 点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点。,不规则拓扑,全连接拓扑,29,3、网
13、络拓扑的选择选择拓扑结构时，应考虑以下几点：（1）费用低最理想的情况是建楼的同时进行安装，并考虑今后扩展的要求。（2）灵活性要考虑到设备搬动时，能容易地重新配置网络拓扑。（3）可靠性拓扑的选择要使故障检测和故障隔离较为方便。,30,计算机网络的功能：,数据通信(Communication Medium)文件传输、IP电话、email、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐资源共享(Resource Sharing)软件、硬件、数据（数据库）提供高可靠服务(High Reliability)利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务促进分布式系统的发展(Distributed Processing)把数据处理的功能分散到各个计算机上，利用网络环境实现分布处理和建立性能优良、可靠性高的分布式数据库系统,
