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1、5/24/2019 12:55 AM,内容提要,引言 计算机网络的发展阶段 计算机网络的分类 计算机网络的主要性能指标,5/24/2019 12:55 AM,解决的问题,1、网络是怎样形成的？ 2、什么是计算机网络？ 3、计算机网络起什么作用？ 4、如何实现网络通信?,5/24/2019 12:55 AM,计算机诞生,巴贝奇：提出了自动计算机的概念。,帕斯卡：制造了能加减的计算机。,莱布尼次：制造了能乘除的计算机,艾克特、毛奇莱：设计了世界上第一台计算机ENIAC。于1946年在宾夕法尼亚大学诞生,5/24/2019 12:55 AM,计算机发展中的几个重要公司和人物,微软（microsoft
2、）：创建于1975年，是世界个人和商用计算机软件行业的领袖，目前正致力于.net构架的发展。,Dos操作系统,Windows3.1操作系统,Windows95操作系统,Windows98操作系统,Windows2000系统,WindowsXP系统,比尔、盖茨：神话般的人物。一手创办微软公司。为微软董事长兼首席软件设计师。,5/24/2019 12:55 AM,IBM 公司：IBM曾处于坚如磐石的霸主地位。率先推出了个人电脑，但是，由于外部的激烈竞争与内部的管理机制问题，IBM在上世纪80年代末90年代初，已不能很好地适应市场的新变化。,IBM的计算机被大量用于美国阿波罗登月计划,5/24/20
3、19 12:55 AM,APPLE公司：1976: Stephen Wozinak和Stephen Jobs创办苹果计算机公司。并推出其Apple I 计算机 。在80年代个人电脑市场中占很大比重。后来。该公司一直面临商业危机。在计算机领域中逐渐失去地位。 首先推出产品PDA ，即Personal Digital Assistant的缩写，个人数字助理。如我们现在的文曲星、掌上电脑等。,5/24/2019 12:55 AM,INTEL公司：处理器生产中的龙头，主要致力与Pentium系列处理器芯片的制造。,其他：,SUN公司（1982）：观点是“网络就是计算机”。 已促使 Sun 成为启用网络
4、的工业用硬件、软件和服务的领先供应商。,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络的产生与发展,其发展经历了3个阶段： 1、第一代网络计算机-终端网络 2、第二代网络计算机-计算机网络 3、第三代网络符合OSI标准的网络。,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络的产生与发展,第一代网络经历了3个过程： (1)主机为中心的联机系统 (2)多点通信线路 (3)使用通信控制处理机的通信系统,5/24/2019 12:55 AM,第一代网络典型实例： 1、SABRE-I，即美国航空公司与IBM公司在20世纪50年代开始联合研究开发的飞机订票系统，由一台计算机和全美范围内2 000多个终
5、端组成。终端是一台计算机的外部设备包括显示器和键盘，无CPU和内存。 2、商用数据处理网络系统，即美国通用电气公司的信息服务系统，各终端设备连接分布于世界上的75个远程集中器，远程集中器再与中央集中器相连，实现终端与主机的通信。 其他常见产品：VAX 计算机。 这样的通信系统已具备了网络的雏形。,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络的产生与发展,第二代网络：（计算机计算机网络） (1)主机直接相连的网络 (2)以通信子网连接的网络,5/24/2019 12:55 AM,网络中两台计算机的通信过程,5/24/2019 12:55 AM,第二代网络典型实例： 1、是美国国防部高级研究计
6、划署的计算机分组交换网ARPAnet，ARPAnet标志着计算机网络发展进入了一个新纪元，使计算机网络的概念发生了根本性的变化，它被认为是Internet的前身。 通信子网互联的主机负责运行程序，提供资源共享，组成了资源子网。,5/24/2019 12:55 AM,5/24/2019 12:55 AM,5/24/2019 12:55 AM,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络的产生与发展,第三代网络（开放式标准化网络 ）： 具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络。开放式标准化网络 产生了两种国际通用的最重要的体系结构，即TCP/IP体系结构和国际标准化组织的OSI体
7、系结构（ISO OSI/RM）- ISO(International Standards Organization) OSI/RM（Open System Interconnection/Reference Model） 。 随着TCP/IP体系结构在网络中的广泛应用，标志Internet的诞生。,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络概念,计算机网络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（即网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。 网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享和信息传递 互连的
8、计算机是分布在不同地理位置的多立的“自治计算机系统”；不具备独立功能的终端就不属于这个范畴。 连接是通过通信设备和通信线路实施。 连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协议，需要功能完善的网络软件来实现。,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络概念,点对点连接,总线网,星形网,环形网,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络概念,外部网络,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络的分类,1. 按网络覆盖的地理范围 2. 按网络的拓扑结构分类 3. 按传输介质分类 4. 按工作模式分类,5/24/2019 12:55 AM,按网络覆盖的地理范围分类,1.局域网(LAN
9、: local area network) 连接方式：有线。距离：10公里内。 传输速率：10Mb/s到10000Mb/s。 特点：局域网覆盖有限的地理范围；提供高速率、低误码率的高质量数据传输，支持多种传输介质；一般属于一个单位所有。 决定局域网特性的主要技术因素：拓扑结构、传输形式（基带和宽带）、介质访问控制方法（共享式和交换式）。,5/24/2019 12:55 AM,按网络覆盖的地理范围分类,2.城域网(MAN :metropolitan area network) 连接方式：与局域网类似， 距离：10100公里的区域。 城域网列为单独一类的原因是有了独立的可实施标准。 比如：重庆电大
10、的网络系统就是一个城域网。,5/24/2019 12:55 AM,按网络覆盖的地理范围分类,3.广域网(WAN:wide area network) 距离与范围：若干地区、一个国家、全球。 传输速率：几kb/s到几十Mb/s。 Internet属于广域网。 广域网一般对应OSI模型的下三层，多数采用存储转发方式进行数据交换。 广域网提供面向连接和无连接两种服务模式。 广域网有两种组网方式：虚电路和数据报方式。 广域网核心设备：广域网交换机（路由器）。 广域网速度一般比局域网要慢。,5/24/2019 12:55 AM,按传输介质分类,有线网 同轴电缆：有线电视线 双绞线：有线电话线 光纤 无线
11、网 无线电话、语音广播网、无线电视网、微波通信网、卫星通信网,5/24/2019 12:55 AM,按网络的拓扑结构分类,总线型,5/24/2019 12:55 AM,按网络的拓扑结构分类,星型,5/24/2019 12:55 AM,按网络的拓扑结构分类,树型,5/24/2019 12:55 AM,按网络的拓扑结构分类,环型（单环和双环）,5/24/2019 12:55 AM,按网络的拓扑结构分类,网状型,5/24/2019 12:55 AM,计算机网络等的工作模式,1、对等（Peer to Peer）模式,网络上的所有连接站点地位平等，因此又称为同类网或对等网。 对等式网络原理如图所示，当站
12、点A要想调用站点B的某一个文件时，只要站点B开放该文件，站点A就可以直接读取该文件并写入自己的磁盘中。,5/24/2019 12:55 AM,客户机/服务器模式,C/S模式中C（客户机）和S（服务器）完全按照其在网络中所担任的角色而定，可简单定义为 客户机：提出服务请求的一方； 服务器：提供服务的一方，即在网络中响应需求方请求并“提供服务”的一方。 C/S模式的应用程序运作原理如下图所示。在此原理图中，网络操作系统为Netware，服务器运行多用户SQL数据库，工作站通过SQL的客户程序向数据库发出查询请求，SQL服务器执行这一查询并将结果返回客户。,5/24/2019 12:55 AM,C/
13、S运作模式原理,5/24/2019 12:55 AM,C/S模式网络操作系统特点如下：,每个局域网上至少具备一台服务器，专为网络提供共享资源和服务，因此对服务器要求较高。 客户机可以访问网络服务器上的全部共享资源，但本机资源只供本机用户使用。 具有良好的网络性能并适合于较大规模网络。,5/24/2019 12:55 AM,数据通信的基本概念,信息、数据与信号 通信的目的是交换信息， 信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合； 为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二进制代码的数据来表示； 为了传输二进制代码的数据，
14、必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示； 数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的模拟或数字信号的过程。,5/24/2019 12:55 AM,信号是数据在传输过程中电信号的表示形式； 1、模拟信号（analog signal）的信号电平是连续变化的； 2、数字信号（digital signal）是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电压脉冲信号表示； 按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。,5/24/2019 12:55 AM,信道,信道是传输信号的通道，有传输介质和通信设备组成。信道按传输信号的类型可分为模拟
15、信道和数字信道 信道分类见表1-2,5/24/2019 12:55 AM,通信系统的常用指标,衡量一个系统的好坏常用的技术指标主要从数据传输的质量和数量上来考虑。 质量指数据传输的可靠程度，用误码率或误比特率来衡量； 数量指标包括信道传输能力和信道上传输数据的速率两方面，信道传输能力用信道容量指标来衡量，传输数据速率用数据传输速率来衡量。,5/24/2019 12:55 AM,数据传输速率,数据传输速率是数据在线路上的传输速度，即单位时间内传输的数据量。 （1）比特率(Rb)：即单位时间内传输的二进制位个数，其单位为比特每秒（bit/s或b/s） (2)波特率（RB）：即单位时间内传输的码元数
16、，也称为码元速率，其单位为波特每秒（Baud/s或B/s）。 一般对于采用M进制信号传输信号时，波特率与比特率的关系是： Rb=RBlog2M 其中M表示M进制的信号。当信号采用二进制（二级电平）表示时，波特率和比特率是完全相同的，当信号采用四进制（四级电平）时，则比特率是波特率的两倍。,5/24/2019 12:55 AM,4.1 带宽,带宽(bandwidth) 信号具有的频带宽度,信号中各成分的频率成份的范围 单位赫（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz） 传统通信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1kHz(从300Hz到3.4kHz,即话音的主要成分的频率范围） 线路的带宽：通信线路允许通过的信号频带范围 传递数字信号时 数据率:每秒传输的比特数(bit,binary digit) 数据率单位为比特每秒(b/s)、千比每秒(kb/s)、兆比每秒(Mb/s)、吉比每秒(Gb/s)、太比每秒(Tb/s) 信道带宽与信道最高数据率同义 “线路的带宽为10M或10G”,5/24/2019 12:5
