《大学计算机基础实验教程（第四版） 柴欣 2010课件 第7章 计算机网络基础_ok》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学计算机基础实验教程（第四版） 柴欣 2010课件 第7章 计算机网络基础_ok（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机网络基础,第 7 章,主 要 内 容,7.1 计算机网络概述,7.2 计算机网络的通信协议,7.3 局域网基本技术,7.4 网络的传输介质与互联设备,7.1.1 计算机网络的发展,7.1.2 计算机网络的组成与分类,7.1.3 计算机网络的功能与特点,7.1 计算机网络概述,1计算机网络的定义 计算机网络是利用通信线路,用一定的连接方法，把分散的具有独立功能的多台计算机互相连接在一起，按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的计算机集合体。,7.1.1 计算机网络的发展,2计算机网络的演变与发展 计算机网络的发展历史不长，但发展速度很快，其演变过程大致可概括为以下4个阶段。 （1）具有通信
2、功能的单机系统阶段 （2）具有通信功能的多机系统阶段 （3）以共享资源为主的计算机计算机网络阶段 （4）以局域网络及其互联为主要支撑环境的分布式计算机阶段,7.1.1 计算机网络的发展,计算机网络在逻辑上可以分为进行数据处理的资源子网和完成数据通信的通信子网两部分。 通信子网 通信子网提供网络通信功能，能完成网络主机之间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信处理工作，由通信控制处理机CCP、通信线路和其他通信设备组成数据通信系统。 资源子网 资源子网为用户提供了访问网络的能力，它由主机系统、终端控制器、请求服务的用户终端、通信子网的接口设备、提供共享的软件资源和数据资源构成。它负责网络的数
3、据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。,7.1.2 计算机网络的组成与分类,1计算机网络的组成,（1）按网络的连接范围分类：局域网（LAN)、城域网（MAN）、广域网（WAN）。城域网和广域网又称为互联网,7.1.2 计算机网络的组成与分类,2计算机网络的分类,（2）按物理连接方式（网络的拓扑结构）分类：总线型、星状、环状、网状和蜂窝状拓扑结构。,7.1.2 计算机网络的组成与分类,2计算机网络的分类,（3）按照交换方式分类：线路交换网络、存储转发交换网络。存储转发交换又可以分为报文交换和分组交换。,（4）按服务方式分类：集中式系统和分布式系统。,（5）按网络数据传输与交换系统的所
4、有权分类：公用网与专用网。,（6）按传输方式和传输带宽方式分类：基带网和宽带网。,（7）按照使用的网络操作系统分类：Windows NT系列（Windows 2000 Server Family和Windows 2003 Server）、UNIX（Linux）系列和早期的Netware系列。,7.1.3 计算机网络的功能与特点,1计算机网络的功能 资源共享、数据传送、分布式处理、提高计算机的可靠性和可用性 2计算机网络的主要特点 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。 这些计算机及相关外部设备通过通信媒体互联在一起，彼此之间交换信息。 网络系统中的每一台计算机都
5、是独立的，任何两台计算机之间不存在主从关系。 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。,7.2.1 网络协议和计算机网络体系结构,7.2.2 OSl/RM参考模型,7.2 计算机网络的通信协议,1网络协议 网络协议就是计算机网络中任意两个结点间的通信规则，它规定了网络通信功能的层次构成以及各层次的通信协议规范和相邻层的接口协议规范，是由一组程序模块组成的。如： 数据的格式是什么样的 以什么样的控制信号联络，具体的传送方式是什么 发送方如何保证数据的完整性，接收方如何应答
6、,7.2.1 网络协议和计算机网络体系结构,2网络体系结构 为了实现复杂的计算机网络，人们提出了网络层次的概念，即将一个较为复杂的系统分解为若干个容易处理的子系统，然后逐个加以解决，现代计算机网络都采用了层次化体系结构。 由于系统被分解为相对简单的若干层，因此易于实现和维护。各层功能明确，相对独立，下层为上层提供服务，上层通过接口调用下层功能，而不必关心下层所提供服务的具体实现细节，这就是层次间的无关性。因为有了这种无关性，当某一层的功能需要更新或被替代时，只要它和上、下层的接口服务关系不变，则相邻层都不受影响，因此灵活性好，这有利于技术进步和模型的改进。 在这种分层的网络结构中，网络的每一层
7、都具有其相应的层间协议。将计算机网络的各层定义和层间协议的集合称为计算机网络体系结构。它是关于计算机网络系统应设置多少层，每个层能提供哪些功能，以及层之间的关系和如何联系在一起的一个精确定义。,7.2.1 网络协议和计算机网络体系结构,计算机网络是随着用户的不同需要发展起来的，不同的开发者使用不同的方法满足使用者的需求，由此产生了不同的网络系统和网络协议。为了规范网络系统，国际标准化组织ISO在1981年推出了“开放系统互连结构模型”，称为OSI（Open System Interconnection)标准。希望所有的网络系统都向此标准靠拢，消除系统之间因协议不同造成的通讯障碍。OSI将信息系
8、统分为七层：,7.2.2 OSl/RM参考模型,OSI不是一个实际的物理模型，而是一个将网络协议规范化了的逻辑参考模型。OSI仅仅是一个标准，而不是特定的系统或协议。网络开发者可以根据这个标准开发网络系统，制定网络协议；网络用户可以用这个标准来考察网络系统、分析网络协议。,7.2.2 OSl/RM参考模型,7.3.1 局域网的特点及关键技术,7.3.2 局域网的组成,7.3.3 局域网的拓扑结构,7.3.4 局域网的常用组网技术,7.3 局域网基本技术,局域网是建于一个机构的一座建筑物或一组建筑物之中的计算机网络，与广域网相比它有以下特点。 地理分布范围较小，一般为数百米至数千米。 数据传输速
9、率高，带宽一般不小于10 Mb/s，最快可达到l Gb/s或10 Gb/s。 误码率低，一般在10-1110-8。 局域网的归属较为单一，所以局域网的设计、安装、使用和操作等不受公共网络的约束，并且连接较为规范，遵循严格的LAN标准。 一般采用分布式控制和广播式通信。 协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。 一般局域网的线路是专用的，因此具有很好的保密性能。,7.3.1 局域网的特点及关键技术,1局域网的特点,决定局域网特征的主要技术有3个：连接网络的拓扑结构、传输介质及介质访问控制方法。这3种技术在很大程度上决定了传输数据的类型，网络的响应时间、吞吐量和利用率以及网络的应用
10、环境。,7.3.1 局域网的特点及关键技术,（1）网络的拓扑结构 局域网具有星（Star）状、环（Ring）状、总线型或树（Bus/Tree）状几种典型的拓扑结构。交换技术的发展使星状结构被广为采用。环状拓扑结构采用分布式控制，它控制简便，结构对称性好，负载特性好，实时性强。IBM令牌环网（Token Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI）网均为环状拓扑结构。总线型拓扑的重要特征是可采用共享介质的广播式多路访问方法，它的典型代表是著名的以太网。,2局域网的关键技术,(2)传输介质 局域网常用的传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤、无线介质等。双绞线由于价格低廉、带宽较大而得到广泛应用。光纤主
11、要用于架设企业或者校园的主干网。在某些特殊的应用场合中若不便采用有线介质，也可以利用微波、卫星等无线通信媒体来传输信号。,7.3.1 局域网的特点及关键技术,(3)介质访问控制协议 介质访问控制协议指多个站点共享同一介质时，如何将带宽合理地分配给各站点的方法。介质访问控制方法中最常用的有两种，一种是IEEE802.3“争用型”访问方式，即具有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD），它也是以太网的核心技术；另外一种是IEEE802.5“轮询型”访问方式，即令牌（Token）技术，主要用在IBM的令牌环网和FDDI类型的网络上。由于局域网大多为广播型网络，因而介质访问控制协议是局域网所特有的
12、，,2局域网的关键技术,局域网由3部分组成，即计算机及智能性外部设备（如文件服务器、工作站等）；网络接口卡及通信介质（网卡、通信电缆等）；网络操作系统及网管系统。其中前两部分构成局域网的硬件部分，第三部分构成局域网的软件部分。,7.3.2 局域网的组成,1局域网的硬件组成 在局域网的硬件组成中，文件服务器是整个局域网的核心，它担任网络的中央控制站，负责整个网络的运行与管理。 一个局域网中可有数台至数十台工作站，工作站除了可由本身的磁盘工作外，还可以从文件服务器取得大量数据。 在网络文件服务器和各工作站中都必须插入一块网卡，只有通过网卡，计算机之间才能互相通信。此外还要通过通信介质将所有设备连接
13、起来，局域网中常用的传输介质有同轴电缆、双绞线、光缆等。,（1）服务器 服务器通常是一台速度快、存储量大的计算机，它是网络资源的提供者。在局域网中，服务器对工作站进行管理并提供服务，是局域网系统的核心；在互联网中，服务器之间互通信息，相互提供服务，每台服务器的地位是同等的。,7.3.2 局域网的组成,（2）工作站 工作站是一台台各种型号的计算机，它是用户向服务器申请服务的终端设备，用户可以在工作站上处理日常工作，并随时向服务器索取各种信息及数据，请求服务器提供各种服务（如传输文件、打印文件等）。,局域网常用的设备简介,（3）网络适配器 网络适配器也叫做网络接口卡（Network Interfa
14、ce Card，NIC），简称网卡。网卡是安装在计算机主板上的电路板插卡。一般情况下，无论是服务器还是工作站都应安装网卡。网卡的作用是将计算机与通信设施相连接，将计算机的数字信号转换成通信线路能够传送的信号。,7.3.2 局域网的组成,局域网常用的设备简介,按照连接速度的不同，网卡可以分为10 Mbps、100 Mbps、10 Mbps/100 Mbps自适应以及千兆网卡等；按照与计算机接口的不同可以分为ISA、PCI、PCMCIA网卡等。,（4）调制解调器 调制解调器学名Modem，俗称“猫”，是一种信号转换装置，它可以把计算机的数字信号调制成通信线路的模拟信号，再将通信线路的模拟信号解调回
15、计算机的数字信号。调制解调器的作用是将计算机与公用电话线相连接，使得现有网络系统以外的计算机用户，能够通过拨号的方式利用公用电话网访问计算机网络系统。,7.3.2 局域网的组成,局域网常用的设备简介,局域网的软件部分主要指网络操作系统，它是计算机网络的核心，对网络中的所有资源进行管理和控制。 在结构上，网络操作系统有许多模块，其中大部分驻留在网络服务器中，为数据、打印机和通信服务。但有时为了特殊的需要，一些重要的程序模块必须装入网络中的每个工作站或有关设备中。 在局域网操作系统中，Netware和Windows NT系列最为著名且应用最广泛。目前使用最广泛的NT系列产品是Windows 200
16、0和Windows 2003。,7.3.2 局域网的组成,2局域网的软件及网络操作系统,所谓网络拓扑结构是地理位置上分散的各个网络结点互联的几何逻辑布局。网络的拓扑结构决定了网络的工作原理及信息的传输方式，拓扑结构一旦选定必定要选择一种适合于这种拓扑结构的工作方式与信息传输方式。网络的拓扑结构不同，网络的工作原理及信息的传输方式也不同。在局域网中常见的网络拓扑结构有总线形、环状和星状等。,7.3.3 局域网的拓扑结构,（1）总线结构,7.3.3 局域网的拓扑结构,（2）环型结构,7.3.3 局域网的拓扑结构,（3）星型结构,7.3.3 局域网的拓扑结构,（4）树型结构,7.3.3 局域网的拓扑结构,（5）网状结构,7.3.3 局域网的拓扑结构,1以太网 以太网（Ethernet）是应用最广泛、发展最成熟的一种局域网。以太网的标准化程度非常高，并且价格低廉，得到业界几乎所有厂商的支持。以太网标准是由IEEE802.3工作组制定的，因此以太网也被称为IEEE802.3局域网。,7.3.4 局域网的常用组网技术
