计算机文化基础- (7)

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1、1,第 7 章 计算机网络基础,2019/4/19,2,第7章 计算机网络基础,7.1 计算机网络概述 7.2 计算机网络系统 7.3 计算机网络协议与体系结构 7.4 Internet基础 7.5 Internet应用 7.6WWW 与Web 浏览器,2019/4/19,3,7.1 计算机网络概述,7.1.1 计算机网络的产生与发展 7.1.2 计算机网络的组成 7.1.3 计算机网络的功能 7.1.4 计算机网络的分类,2019/4/19,4,图7-1 计算机网络示意图,7.1.1 计算机网络的产生与发展,1. 计算机网络的定义 计算机网络是指将一群具有独立功能的计算机通过通信设备及传输媒

2、体被互联起来，在通信软件的支持下，实现计算机间资源共享、信息交换或协同工作的系统。计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物，两者的迅速发展及相互渗透，形成了计算机网络技术。,2019/4/19,5,7.1.1 计算机网络的产生与发展,2. 计算机网络的发展历程 1）以数据通讯为主的第一代计算机网络 2）以资源共享为主的第二代计算机网络 3）体系结构标准化的第三代计算机网络 4）以Internet为核心的第四代计算机网络,返 回,2019/4/19,6,以数据通讯为主的第一代计算机网络,1954年，美国军方的半自动地面防空系统将远距离的雷达和测控仪器所探测到的信息，通过通信线路汇集到某个基

3、地的一台IBM计算机上进行集中的信息处理，再将处理好的数据通过通信线路送回到各自的终端设备。 这种以单个计算机为中心、面向终端设备的网络结构，严格来讲，是一种联机系统，只是计算机网络的雏形，我们一般称之为第一代计算机网络。,返 回,2019/4/19,7,以资源共享为主的第二代计算机网络,美国国防部高级研究计划局（ARPA，Advanced Research Projects Agency）于1968年主持研制，次年将分散在不同地区的4台计算机连接起来，建成了ARPA网。 到了1972年，有50多家大学和研究所与ARPA网连接，1983年，入网计算机达到100多台。 ARPA网的建成标志着计算

4、机网络的发展进入了第二代，它也是Internet的前身。,返 回,2019/4/19,8,以资源共享为主的第二代计算机网络,第二代计算机网络是以分组交换网为中心的计算机网络，它与第一代计算机网络的区别在于： 一是网络中通信双方都是具有自主处理能力的计算机，而不是终端机； 二是计算机网络功能以资源共享为主，而不是以数据通信为主。,返 回,2019/4/19,9,体系结构标准化的第三代计算机网络,由于ARPA网的成功，到了20世纪70年代，不少公司推出了自己的网络体系结构。最著名的有IBM公司的和DEC公司的DNA（Digital Network Architecture）。 随着社会的发展，需要

5、各种不同体系结构的网络进行互连，但是由于不同体系的网络很难互连，因此，国际标准化组织（ISO）在1977年设立了一个分委员会，专门研究网络通信的体系结构。 1983年，该委员会提出的开放系统互连参考模型（OSI-RM）各层的协议被批准为国际标准，给网络的发展提供了一个可共同遵守的规则，从此计算机网络的发展走上了标准化的道路，因此我们把体系结构标准化的计算机网络称为第三代计算机网络,返 回,2019/4/19,10,以Internet为核心的第四代计算机网络,进入20世纪90年代，Internet的建立将分散在世界各地的计算机和各种网络连接起来，形成了覆盖世界的大网络。随着信息高速公路计划的提出

6、和实施，Internet迅猛发展起来，它将当今世界带入了以网络为核心的信息时代。 目前这阶段计算机网络发展特点呈现为：高速互连、智能与更广泛的应用,返 回,2019/4/19,11,计算机网络的发展趋势,计算机网络的发展方向是IP 技术1 光网络，光网络将会演进为全光网络。从网络的服务层面上看，将是一个IP 的世界，通信网络、计算机网络和有线电视网络将通过IP 三网合一；从传送层面上看，将是一个光的世界；从接入层面上看，将是一个有线和无线的多元化世界。,2019/4/19,12,三网合一,随着技术的不断发展，新旧业务的不断融合，目前广泛使用的通信网络、计算机网络和有线电视网络三类网络正逐渐向单

7、一的统一IP 网络发展，即所谓的三网合一。 IP 网络可将数据、语音、图像、视频均封装到IP 数据包中，通过分组交换和路由技术，采用全球性寻址，使各种网络无缝连接。IP 协议将成为各种网络、各种业务的“共同语言”，实现三网合一并最终形成统一的IP 网络，这样会大大地节约开支、简化管理、方便用户。可以说三网合一是网络发展的一个最重要的趋势。,2019/4/19,13,光通信技术,随着光器件、各种光复用技术和光网络协议的发展，光传输系统的容量已从Mb/s 级发展到Tb/s 级，提高了近10 万倍。光通信技术的发展主要有两个大的方向： 一是主干传输向高速率、大容量的光传送网发展，最终实现全光网络；

8、二是接入向低成本、综合接入、宽带化光纤接入网发展，最终实现光纤到家庭和光纤到桌面。 全光网络是指光信息流在网络中的传输及交换始终以光的形式实现，不再需要经过光/电、电/光转换，即信息从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内。,2019/4/19,14,IPv6 协议,TCP/IP 协议簇是互联网的基石之一。目前广泛使用的IP 协议的版本为IPv4，其地址位数为32位，即理论上约有40亿（ 232） 个地址。随着互联网应用的日益广泛和网络技术的不断发展， IPv4 的问题逐渐显露出来，主要有地址资源枯竭、路由表急剧膨胀、对网络安全和多媒体应用的支持不够等。 IPv6 作为下一代的IP 协议，采

9、用128 位地址长度，即理论上约有2128 个地址，几乎可以不受限制地提供地址。IPv6 除一劳永逸地解决了地址短缺问题外，同时也解决了IPv4 中端到端IP 连接、服务质量（ QoS）、安全性等缺陷。目前，很多网络设备都已经支持IPv6，我们正在逐步走进IPv6 的时代。,2019/4/19,15,宽带接入技术与移动通信技术,低成本光纤到户的宽带接入技术和更高速的3G 乃至以后的4G、5G 宽带移动通信系统技术的应用，使得不同的网络间无缝连接，为用户提供满意的服务。 同时，网络可以自行组织，终端可以重新配置和随身携带，它们带来的宽带多媒体业务也逐渐步入我们的生活。,2019/4/19,16,

10、7.1.2 计算机网络的组成,从物理连接上讲，计算机网络由计算机系统、通信链路和网络节点组成。计算机系统进行各种数据处理，通信链路和网络节点提供通信功能。 从逻辑功能上看，可以把计算机网络分成通信子网和资源子网两个子网。,返 回,2019/4/19,17,计算机系统,计算机网络中的计算机系统主要担负数据处理工作，它可以是具有强大功能的大型计算机，也可以是一台微机，其任务是进行信息的采集、存储和加工处理。,返 回,2019/4/19,18,网络节点,网络节点主要负责网络中信息的发送、接收和转发。 网络节点是计算机与网络的接口，计算机通过网络节点向其他计算机发送信息，鉴别和接收其他计算机发送来的信

11、息。 在大型网络中，网络节点一般由一台通信处理机或通信控制器来担当，此时的网络节点还具有存储转发和路径选择的功能，在局域网中使用的网络适配器也属于网络节点。,返 回,2019/4/19,19,通信链路,通信链路是连接两个节点的通信信道，通信信道包括通信线路和相关的通信设备。 通信线路可以是双绞线、同轴电缆和光纤等有线介质，也可以是微波、红外等无线介质。 相关的通信设备包括中继器、调制解调器等，中继器的作用是将数字信号放大，调制解调器则能进行数字信号和模拟信号的转换，以便将数字信号通过只能传输模拟信号的线路来传输。,返 回,2019/4/19,20,通信子网,通信子网提供计算机网络的通信功能，由

12、网络节点和通信链路组成。通信子网是由节点处理机和通信链路组成的一个独立的数据通信系统。,返 回,2019/4/19,21,资源子网,资源子网提供访问网络和处理数据的能力，由主机、终端控制器和终端组成。 主机负责本地或全网的数据处理，运行各种应用程序或大型数据库系统，向网络用户提供各种软硬件资源和网络服务； 终端控制器用于把一组终端连入通信子网，并负责控制终端信息的接收和发送。终端控制器可以不经主机直接和网络节点相连，当然还有一些设备也可以不经主机直接和节点相连，如打印机和大型存储设备等。,返 回,2019/4/19,22,7.1.3 计算机网络的功能,数据通信 资源共享 分布式处理 提高系统的

13、可靠性,返 回,2019/4/19,23,数据通信,数据通信是计算机网络的基本功能之一，用于实现计算机之间的信息传送。 如在网上收发电子邮件，发布新闻消息，进行电子商务、远程教育、远程医疗，传递文字、图像、声音、视频等信息。,返 回,2019/4/19,24,资源共享,计算机资源主要是指计算机的硬件、软件和数据资源。 共享硬件资源可以避免贵重硬件设备的重复购置，提高硬件设备的利用率； 共享软件资源可以避免软件开发的重复劳动与大型软件的重复购置，进而实现分布式计算的目标； 共享数据资源可以促进人们相互交流，达到充分利用信息资源的目的。,返 回,2019/4/19,25,分布式处理,对于综合性大型

14、科学计算和信息处理问题，可以采用一定的算法，将任务分交给网络中不同的计算机，以达到均衡使用网络资源，实现分布处理的目的。,返 回,2019/4/19,26,提高系统的可靠性,在计算机网络系统中，可以通过结构化和模块化设计将大的、复杂的任务分别交给几台计算机处理，用多台计算机提供冗余，以使其可靠性大大提高。当某台计算机发生故障，不至于影响整个系统中其他计算机的正常工作，使被损坏的数据和信息能得到恢复。,返 回,2019/4/19,27,7.1.4 计算机网络的分类,根据网络的覆盖范围划分：局域网、城域网、广域网。 按网络的拓扑结构划分：总线型网络、星形网络、环形网络、树状网络和混合型网络等。 按

15、传输介质划分：有线网和无线网 按网络的使用性质划分：公用网和专用网。,返 回,2019/4/19,28,局域网和城域网,局域网（LAN，Local Area Network），一般用微机通过高速通信线路连接，覆盖范围从几百米到几公里，通常用于覆盖一个房间、一层楼或一座建筑物。局域网传输速率高，可靠性好，适用各种传输介质，建设成本低。 城域网（MAN，Metropolitan Area Network），是在一座城市范围内建立的计算机通信网，通常使用与局域网相似的技术，但对媒介访问控制在实现方法上有所不同，它一般可将同一城市内不同地点的主机、数据库以及LAN等互相连接起来。,返 回,2019/4

16、/19,29,广域网和国际互联网,广域网（WAN，Wide Area Network），用于连接不同城市之间的LAN或MAN，广域网的通信子网主要采用分组交换技术，常常借用传统的公共传输网（如电话网），这就使广域网的数据传输相对较慢，传输误码率也较高。随着光纤通信网络的建设，广域网的速度将大大提高。广域网可以覆盖一个地区或国家。 因特网（Internet），是覆盖全球的最大的计算机网络，但实际上不是一种具体的网络技术，因特网将世界各地的广域网、局域网等互联起来，形成一个整体，实现全球范围内的数据通信和资源共享。,返 回,2019/4/19,30,网络的拓扑结构,把网络中的计算机等设备抽象为点，把网络中的通信媒体抽象为线，这样就形成了由点和线组成的几何图形，即采用拓扑学方法抽象出的网络结构，我们称之为网络的拓扑结构。,返 回,2019/4/19,31,计算机网络的拓扑结构,计算机网络有很多种拓扑结构，最常用的网络拓扑结构有：总线型拓扑、环形拓扑、星形拓扑、树形拓扑、网状拓扑以及混合型拓扑。,2019/4/19,32,总线型拓扑,总线