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1、计算机网络技术与应用,武汉工业学院 刘兵 吴煜煌 向云柱 制作,第1章 计算机网络引论,学习要点： 计算机网络发展的历史和前景 计算机网络的定义和功能 计算机网络的分类,第1章 数字电子技术基础,1.1 计算机网络的发展,1.2 计算机网络的定义和功能,1.3计算机网络的类型与模式,1.4 Internet与Intranet,退出,1.1 计算机网络的发展,1.1.1 计算机网络发展的历史阶段,1.1.2 计算机网络的发展前景,返回,1.1.1 计算机网络发展的历史阶段,1具有通信功能的单机系统,2具有通信功能的多机系统,3计算机计算机网络,1.1.2 计算机网络的发展前景,在1993年美国政
2、府提出“国家信息基础结构（NII）行动计划”，在这个计划中指出了高速信息网是国家信息基础结构的一个重要组成部分，并且这个计划在全世界引起了很大的反响。NII是National Information Infrastructure的缩写。到1995年在西方七国部长会议上通过全球信息基础结构（GII）计划，在这个计划中，建议将每个国家的NII相互连接起来，组成世界范围的信息基础结构。我们目前所使用的因特网就是这种全球信息基础结构的初级阶段。,1全球网络互连,2多媒体网络,多媒体网络也是21世纪网络发展的主要方向，多媒体网络是多媒体通信（多媒体技术和通信技术的结合）的传输环境。 什么叫多媒体技术？多
3、媒体技术就是指把文本、声音、图形和图像等多种信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩、加工处理、存储、转发等综合为一体的技术。随着信息化社会的到来，人们通过网络不仅想看到一些文章，还迫切希望可以很流畅地欣赏电影，收听音乐。那么什么样的网络系统能使各用户共享声、文、图、像这些信息呢？多媒体网络系统可使这种要求成为现实。它使原来界限十分清晰的各个通信领域逐渐开始相互渗透。例如传统的电话网络将发展成可见对方活动影像的影视电话网络；传统的单向广播型电视通信发展成双向选择型系统，即用户可以根据自己的兴趣爱好选择自己喜爱的影视节目，又例如有线电视网在全世界拥有几亿用户，如想在有线视网上传输计算机信息，仅需
4、要将现有的单向传输电缆改造成具有双向通信功能的宽带网络。但要进行这样的改造需要花费非常大的代价。能不能组建一种网络，可以使话音、图像和计算机信息的传递都能在这个网络实现，于是提出了“三网合一”的概念，三网指的是电信网络、有线电视网络和计算机网络。今后，仅需要一台个人计算机（Persional Computer）就能实现录音机、可视电话机、图文传真机、立体声音响设备、电视机和录象机等设备的功能。,宽带局域网技术将有较大的发展，特别是在办公室自动化方面有广泛的应用。,（1）异步交换模式（ATM）,（2）电缆调制解调器,（3）移动通信技术,（4）“全球智能网”的构筑,（5）多点通信技术的发展。传统的
5、网络应用仅局限在两台计算机之间进行相互操作。,（6）网络的标准化工作将进一步完善。,1. 2 计算机网络的定义和功能,1.2.1 计算机网络的定义,1.2.2 计算机网络的功能,返回,把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议相互通信，以共享硬件、软件和数据资源为目标的系统称作计算机网络。,1.2.1 计算机网络的定义,1数据通信 数据通信即数据传送，是计算机网络的最基本功能之一。从通信角度看，计算机网络其实是一种计算机通信系统。作为计算机通信系统，能实现下列重要功能： （1）传输文件 网络能快速地、不需要交换软盘就可在计算机与计算机之间进行文
6、件拷贝。 （2）使用电子邮件（E-mail） 用户可以将计算机网络作为邮局，向网络上的其他计算机用户发送备忘录、报告和报表等。虽然在办公室使用电话是非常方便的，但网络的E-mail可以向不在办公室的人传送消息，而且还提供了一种无纸办公的环境。,1.2.2 计算机网络的功能,2、资源共享 资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享，它是计算机网络最有吸引力的功能。资源共享指的是网上用户能够部分或全部地使用计算机网络资源，使计算机网络中的资源互通有无、分工协作，从而大大地提高各种硬件、软件和数据资源的利用率。 （1）共享硬件资源 （2）共享软件资源 （3）共享数据,3计算机系统可靠性和可用性的提高 计
7、算机系统可靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计算机都可以依赖计算机网络相互为后备机，一旦某台计算机出现故障，其它的计算机可以马上承担起原先由该故障机所担负的任务，避免了系统的瘫痪使得计算机的可靠性得到了大大的提高。 计算机可用性的提高是指当计算机网络中某一台计算机负载过重时，计算机网络能够进行智能的判断，并将新的任务转交给计算机网络中较空闲的计算机去完成，这样就能均衡每一台计算机的负载，提高了每一台计算机的可用性。 4易于进行分布处理 在计算机网络中，每个用户可根据情况合理选择计算机网内的资源，以就近的原则快速地处理。对于较大型的综合问题，通过一定的算法将任务分交给不同的计算机，从而达到均衡
8、网络资源，实现分布处理的目的。此外，利用网络技术，能将多台计算机连成具有高性能的计算机系统，以并行的方式共同来处理一个复杂的问题，这就是当今称之为协同式计算机的一种网络计算模式。,1.3 计算机网络的类型与模式,1.3.1 计算机网络的类型,1.3.2 计算机网络的模式,返回,1.3.1 计算机网络的类型,计算机网络首先是把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其网络设备在物理上互连，那么所连接的设备形成的计算机网络在规模大小上千差万别，而且差别非常的悬殊。小者如两台家用计算机连接起来所组成的网络；大者如Internet网，它把全世界范围的难以计数的机器连在一起。这两种极端情况
9、说明，如果把计算机网络按地域来分，它正好是局域网和广域网的一个很好例子。,一般来说，局域网都是用在一些局部的、地理位置相近的场合，如一个家庭或一个小办公楼。而广域网则与局域网相反，它可以用于地理位置相差甚远的场合，比如说两个国家之间。此外，局域网中包含的计算机数目一般相当有限，而广域网中包含的机器数目则可高达几百万台。可见局域网与广域网之间在规模和使用范围之间相差是比较大的，但这并不意味着这两种类型的网络之间没有任何的联系，恰恰相反，它们之间联系紧密，因为广域网是由多个局域网组成的 从技术角度来说，广域网和局域网在连接的方式上有所不同。比如说，一个局域网通常是在一个单位拥有的建筑物里用本单位所
10、拥有的电缆线连接起来，即网络的隶属权是属于该单位自己的；而广域网则不同，它通常是租用一些公用的通信服务设施连接起来的，如公用的无线电通信设备，微波通信线路，光纤通信线路和卫星通信线路等，这些设备可以突破距离的局限性。,下面讨论局域网与广域网的区别。,l 校园网 校园网（Compus Network）象广域网一样跨越多个建筑物，但它又不必依赖外部传输线路（和邮电线路无关），这种网络一般用在学校或大的企事业机构中，它把地理上分散的建筑物连为一体，使用的传输媒体一般是高速骨干线，如光纤、干线电缆等。在它所连接的建筑物的里面，可能有很多的局域网。 l 城域网 城域网（MAN，Metropolitan
11、Area Network）它的作用范围介于局域网和广域网之间。它可能覆盖一组邻近的公司办公室和一个城市，既可能是私有的也可能是公用的。 另外计算机网络还可以有其的划分方法。如 按建设计算机网络的属性来分：公用网和专用网。 按网络的拓扑结构来分：星形、总线形、环形、树形、全互连形和不规则形。 按信息的交换方式来分：电路交换、报文交换和报文分组交换。,在局域网和广域网两种网络类型之间还有一些有意思的变种,计算机网络的模式主要有两种，它们分别是：对等网络模式和客户服务器网络模式。这两种模式都是由同一个祖先发展而来的，继承了早期主机和工作站系统中的一些计算机处理模式。在这种主机和工作站系统中，由一个中
12、央计算机带动一定数目的终端，中央主机负责完成终端提交的任务。用户通过终端输入信息，信息由中央主机进行处理和存储。 1对等网络模式 在对等网络模式中，相连的机器之间彼此处于同等地位，没有主从之分故又称为对等网络（Peer to Peer network）。它们能够相互共享资源，每台计算机都能以同样方式作用于对方。 2客户机服务器网络 客户机服务器网络是一种基于服务器的网络，与对等网络相比，基于服务器的网络提供了更好的运行性能并且可靠性也有所提高。在基于服务器的网络中，不必将工作站计算机的硬盘与他人共享。实际上，如果想与某个人共享一份文件，就必须先将文件拷贝到服务器的硬盘上（或者一开始就在服务器上
13、生成该文件），这样别人才能访问这份文件。共享数据全部都集中存放在服务器上。客户机服务器的一个典型应用就是数据库的应用。,1.3.2 计算机网络的模式,1.4 Internet与Intranet,1.4.1 Internet 的发展概况,1.4.2 Internet 提供的信息服务,1.4.3 Intranet,返回,1.4.1 Internet 的发展概况,从美国的ARPANET在1969年问世以来，连到它上面的计算机数目增长得非常迅速。到1983年就已连上了三百多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。,1984年ARPANET分解成两个网络。一个网络仍称为ARPANET，是民用科研网。另
14、一个网络是军用计算机网络MILNET。,1985年起，美国国家科学基金会就围绕其六个大型计算机中心建设计算机网络。,1986年，NSF建立了国家科学基金网NSFNET，它是一个三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网，覆盖了全美国主要的大学和研究所。NSFNET后来接管了ARPANET，并将网络改名为Internet。,1991年，Internet的容量满足不了需要，于是美国政府决定将Internet主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入Internet单位收费。,1993年Internet主干网的速率提高到45Mb/s。到1996年速率为155Mb/s的主干网建成。,目前有些主干线路速率
15、达622Mb/s，还有些试验线路速率高达1Gb/s。 。,1.4.2 Internet 提供的信息服务,1、远程登录服务Telnet（Remote Login）,远程登录是Internet提供的基本信息服务之一，是提供远程连接服务的终端仿真协议。它可以使你的计算机登录到Internet上的另一台计算机上。你的计算机就成为你所登录计算机的一个终端，可以使用那台计算机上的资源，例如打印机和磁盘设备等。Telnet提供了大量的命令，这些命令可用于建立终端与远程主机的交互式对话，可使本地用户执行远程主机的命令。,2. 文件传送服务FTP,FTP允许用户在计算机之间传送文件，并且文件的类型不限，可以是文
16、本文件也可以是二进制可执行文件、声音文件、图像文件、数据压缩文件等等。FTP是一种实时的联机服务，在进行工作前必须首先登录到对方的计算机上，登录后才能进行文件的搜索和文件传送的有关操作。普通的FTP服务需要在登录时提供相应的用户名和口令，当用户不知道对方计算机的用户名和口令时就无法使用FTP服务。为此，一些信息服务机构为了方便Internet的用户通过网络使用他们公开发布的信息，提供了一种“匿名FTP服务”。,3电子邮件服务E-mail（Electronic Mail）,电子邮件好比是邮局的信件一样，不过它的不同之处在于，电子邮件是通过Internet与其他用户进行联系的快速、简洁、高效、价廉的现代化通信手段。而且它有很多的优点，如E-mail比通过传统的邮局邮寄信件要快得很多，同时在不出现黑客蓄意破坏的情况下，信件的丢失率和损坏率也非常小。以至于现在人们常常把告别时用的老话“别忘了给我写信”改成了“别忘了给我发E-mail”。 一个完整的电子邮件地址，由用户帐号和电子邮件域名两部分组成，中
