《大学计算机基础教程 教学课件 PPT 作者 毕晓玲 黄晓凡 第6章 计算机网络基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学计算机基础教程 教学课件 PPT 作者 毕晓玲 黄晓凡 第6章 计算机网络基础（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大学计算机基础,湖北民族学院计算机系基础教研室 2010年2月,2,本章内容,6-1 计算机网络概述 6-2 数据通信基础 6-3 局 域 网 6-4 城域网与广域网 4-5 Internet基础,3,重点、难点,1. 目的 (1) 计算机网络的基本概念 (2) 计算机网络数据通信基础 (3) 计算机网络的组成 (4) Internet的基本原理 2. 重点、难点 (1) 数据通信基础 (2) 网络拓朴结构 (3) TCP/IP 3. 教学方法 讲授、多媒体教学、实验,总学时：4学时，理论2学时，上机2学时,4,6.1 计算机网络概述,计算机网络：就是利用通信线路，用一定的连接方法，把分散的具
2、有独立功能的多台计算机相互连接在一起，按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的计算机的集合。,6.1.1 计算机网络的产生与发展,随着计算机技术和通信技术的不断发展，计算机网络也经历了从简单到复杂，从单机到多机的发展过程，大致分为4个阶段。,连接在网络中的计算机、 外部设备、通信控制 设备称为网络节点。,5,6.1 计算机网络概述,是面向终端的计算机网络。在这种方式中，主机是网络的中心和控制者，终端分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机。这种方式在早期使用的是单机系统，后来为减少主机负载出现了多机联机系统 。,是计算机通信网络。在面向终端的计算机网络中，只能在终端和主机之间进
3、行通信，子网之间无法通信。它由通信子网和用户资源子网（第一代计算机网络）构成，用户通过终端不仅可以共享主机上的软、硬件资源，还可以共享子网中其他主机上的软、硬件资源。到了20世纪70年代初，4个结点的分组交换网美国国防部高级研究计划局网络（ARPANET）的研制成功标志着计算机通信网络的诞生。,是Internet，这是网络互联阶段。20世纪70年代，随着微型计算机的出现，微型机的功能越来越强，价格不断下降，使用它的领域不断扩大，近距离的用户（一栋楼，一个办公室等）需要信息交流和资源共享，因而，局域网诞生了，并以以太网为主进行了推广使用。为了使不同体系结构的网络相互交换信息，国际标准化组织（In
4、ternational Standards Organization，ISO）于1977年成立专门机构并制定了世界范围内网络互联的标准，称为开放系统基本参考模型（Open System Interconnection/Reference Model，OSI/RM）。它标志着第三代计算机网络的诞生。,是千兆位网络（信息高速公路）。千兆位网络也称为宽带综合业务数字网（B-ISDN），它的传输速率可达到1Gbit/s。这标志着网络真正步入多媒体通信的信息时代，使计算机网络逐步向信息高速公路的方向发展。万兆位网络目前也在发展之中。,(1) 第一代计算机网络,(2) 第二代计算机网络,(4) 第四代计算
5、机网络,(3) 第三代计算机网络,6,6.1 计算机网络概述,计算机网络的功能主要体现在：资源共享、数据传送和分布式处理3个方面。,计算机网络允许网络上的用户共享网络上各种不同类型的硬件设备，也可以共享网络上各种不同的软件。软、硬件共享不但可以节约不必要的开支，降低使用成本，同时可以保证数据的完整性和一致性。,计算机网络可以实现各计算机之间的数据传递，使分散在不同地点的业务部门和生产部门的信息得到统一、集中的控制和管理。例如，电子邮件可以为有关部门快速传递票据、账单、信函、公文以及语音、图像等多媒体信息。由此可以为大型企业提供决策信息，为各种用户提供及时的邮件服务，还可以为召开远距离的电子会议
6、所进行的会议文件往来等提供服务 。,所谓分布式处理就是指网络系统中若干台计算机可以互相协作共同完成一个大型任务。或者说，一个程序可以分布在几台计算机上并行处理。这样，就可以将一项复杂的任务划分成许多部分，由网络内各个计算机分别完成有关的部分，提高了系统的可靠性，使整个系统的性能大为增强 。,6.1.2 计算机网络的功能与特点,1. 计算机网络的功能,(1) 资源共享,(2) 数据传送,(3) 分布式处理,7,6.1 计算机网络概述,(1) 它是计算机及相关外部设备组成的一个群体，计算机是网络中信息处理的主体。 (2) 这些计算机及相关外部设备通过通信媒体互连在一起，彼此之间交换信息。 (3)
7、网络系统中的每一台计算机都是独立的，任何两台计算机之间不存在主从关系。 (4) 在计算机网络系统中，有各种类型的计算机，不同类型计算机之间进行通信必须有共同的约定，这些约定就是通信双方必须遵守的协议，因此说，计算机之间的通信是通过通信协议实现的。,2. 计算机网络的主要特点,8,6.1 计算机网络概述,6.1.3 计算机网络的分类,计算机网络可以按不同的标准分类。 (1) 按网络结点分布分类：计算机网络通常可分为局域网、城域网和广域网。 (2) 按交换方式分类：线路交换网络（Circuit Switching）、报文交换网络（Message Switching）和分组交换网络（Packet S
8、witching）。 (3) 按网络拓扑结构分类：星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。 (4) 按网络系统的服务方式分类：集中式系统、分步式系统。 (5)按网络数据传输与交换系统的所有权分类：公用网、专用网。 (6)按照网络能够传输的信号带宽分类：基带网、宽带网。,9,主体设备、连接设备、传输介质,网络操作系统、应用软件,各种协议,6.1 计算机网络概述,6.1.4 计算机网络的组成,1. 主体设备（包括主计算机和终端）,(1) 主计算机（Host）：主计算机又称为服务器，它构成了网络的主要资源，具备完成批处理（实时或交互分时处理）能力的硬件和操作系统，并具备相应的接口。主计算
9、机可以是大型机、中型机、小型机、工作站或者微型机。主计算机除了要为本地用户访问网络其他主计算机设备，共享资源提供服务之外，同时还要为网络中其他用户（或主机）共享本地资源提供服务。,10,6.1 计算机网络概述,(2) 终端（Terminal）：终端是网络中用量大、分布广的设备。它直接面对用户，是用户进行网络操作，实现人机对话的工具。对于近程终端来说，它一般通过传输介质与通信控制处理机直接相连；对于远程终端来说，一般需要通过集线器和调制解调器再与通信控制处理机相连。,2. 通信线路和通信设备,数据通信系统：用于连接计算机的通信线路和通信设备。 通信线路：指的是传输介质及其介质连接部件，包括电缆、
10、光缆、无线等。 通信设备：指网络连接设备、网络互连设备等其他通信设备。 使用通信线路和通信设备将计算机互连起来，在计算机之间建立一条物理通道，以便传输数据。,11,6.1 计算机网络概述,通信线路和通信设备的功能：负责控制数据的发出、传送、接收或转发，包括信号转换、路径选择、编码与解码、差错校验、通信控制管理等，以便完成信息交换。通信线路和通信设备是连接计算机系统的桥梁，是数据传输的通道。,3. 网络协议,协议是指通信双方必须共同遵守的约定和通信规则。如TCP/IP、Net NEUI协议、IPX/SPX协议。在网络上通信的双方必须遵守相同的协议，才能正确地交流信息，因此，协议在计算机网络中是至
11、关重要的。,4. 网络软件,网络软件是一种在网络环境下使用和运行或控制和管理网络工作的计算机软件。,12,6.1 计算机网络概述,(1) 网络操作系统 （Network Operating System, NOS）,网络操作系统是具有网络功能的操作系统。它除了具有通用操作系统的功能外，还应具有网络的支持功能，能管理整个网络的资源。相对单机操作系统而言，网络操作系统具有复杂性、并行性、安全性等特点。,(2) 网络应用软件,网络应用软件是指为某一个应用目的而开发的网络软件，如远程教学软件、电子图书馆软件、Internet信息服务软件等。网络应用软件为用户提供访问网络的手段、网络服务、资源共享和信息
12、的传输。,13,6.1 计算机网络概述,6.1.5 计算机网络的体系结构,1. 网络体系结构的概念,网络体系结构：物理结构、逻辑结构、软件结构。 物理结构：完成一定功能的物理部件，及这些部件之间的相互关系。对物理结构的研究可以决定系统的软件、硬件需求和技术要求。 逻辑结构：完成一定逻辑功能的逻辑部件，及这些部件之间的相互关系。逻辑结构的具体体现就是网络操作系统、通信程序以及它们之间的相互作用，对逻辑结构的分析可以决定系统需要的逻辑资源。 软件结构：系统的软件，或程序的结构。软件结构的元素是指各种程序，包括数据处理、进程访问、故障诊断、数据发送、通道控制等。这些程序的相互作用，能保证数据处理任务
13、的正确执行。,14,为实现异种计算机网络的互连，国际标准化组织（ISO）制定了开放系统互连（OSI）参考模型，这是一个计算机互连的国际标准。该模型把整个网络的通信功能划分为7个层次，从上到下依次为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层 。,2. 开放系统互连参考模型,6.1 计算机网络概述,15,1数据通信的原理,6.2 数据通信基础,6.2.1 数据通信模型,2数据通信的交换方式,16,6.2 数据通信基础,(1) 电路交换,电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时，使用同一条实际的物理链路，通信中自始至终使用该链路进行信息传输，且不允许其他计算机或终端同时共享该电路。
14、 电路交换方式的应用：公用电话网、公用电报网、公用数据网（CSPDN）等通信网络中。 优点：实时性强、延迟很小、交换成本较低； 缺点：线路利用率低。 (2) 报文交换 报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中，当所需输出电路空闲时，再将该报文发往需接收的交换机或终端。 应用范围：不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间，或一点对多点的进行存储转发的数据通信。,17,6.2 数据通信基础,优点：这种存储-转发的方式可以提高中继线和电路的利用率。,缺点：这种方式，网络传输时延大，并且占用了大量的内存与外存空间，因而不适用于要求系统安全性高、网络时延较小的数据通信。 (3) 分组交换 是将用户发
15、来的整份报文分割成若于个定长的数据块（称为分组或打包），将这些分组以存储-转发的方式在网内传输。 应用：适用于对话式的计算机通信，如数据库检索、图文信息存取、电子邮件传递和计算机间通信等各方面， 优点：兼有电路交换及报文交换的优点。传输质量高、成本较低，并可在不同速率终端间通信。网络具有路由选择，同一条路由可以有不同用户的分组在传送，所以线路利用率较高。 缺点：不适于实时性要求高、信息量很大的业务使用。,18,数据传输速率：是指每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，bit/s是数据传输速率的常用单位。 比特是信息技术中的最小单位。文件大小（例如文本或图像文件）通常以字节（千字节，兆字节）为单
16、位。一字节对应8比特（位）。在数据传输中，数据通常是串行传输的，即一个比特接一个比特地传输。 计算公式：S=1/T*log2N(bit/s) 式中 T为一个数字脉冲信号的宽度（全宽码）或重复周期，单位为秒；N为一个码元所取的离散值个数。 通常N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。 N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。,6.2 数据通信基础,6.2.2 数据传输速率,19,6.2 数据通信基础,6.2.3 多路复用技术,多路复用技术：为了有效地利用通信线路，一个信道同时传输多路信号的技术。采用多路复用技术把多个信号组合起来在一条物理信道上传输，在远距离传输时可大节省电缆安装和维护费用。 频分多路复用和时分多路复用最常见的多路复用技术。,1频分多路复用（FDM）,在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用（FDM）。,1时分多路复用（TDM）,将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用的技术。 对
