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1、第10章 计算机网络基础,10.1 初步认识计算机网络 10.2 计算机网络的构成,10.1 初步认识计算机网络,任务1 计算机网络的发展 任务2 计算机网络的功能 任务3 计算机网络的分类,任务1 计算机网络的发展,任务描述 本任务了解计算机网络的定义及其发展概况。 相关知识与技能 计算机网络涉及计算机和通信两个领域，是计算机技术和通信技术紧密结合的产物。 计算机和通信的相互结合主要表现在两个方面： 通信网络为计算机之间的数据传输和交换提供了必要手段； 计算机技术的发展渗透到通信技术中，又提高了通信网络的各种性能。计算机与通信的结合，产生了计算机网络。,任务1 计算机网络的发展,计算机网络是
2、将分散在不同地理位置上的，具有独立功能的多台计算机系统、各种终端设备、外部设备及其它附属设备，通过通信设备和通信线路连接起来，在网络协议和网络操作系统的管理和控制下，实现数据通信、资源共享和分布处理的系统。 计算机网络的发展，大致经历了四个阶段： 1. 远程终端联机阶段 将计算机的远程终端通过通信线路与大型主机连接，构成以单个计算机为主的远程通信系统。 系统中除一台中心计算机外，其余终端没有自主处理能力，系统的主要功能只是完成中心计算机和各终端之间的通信，各终端之间的通信只有通过中心计算机才能进行，因而又称为“面向终端的计算机网络”。,任务1 计算机网络的发展,2. 计算机网络阶段 用高速传输
3、线路将不同地点的计算机系统连接起来，甚至跨国连接，通过卫星传送信息等。 系统中每台计算机都具有自主处理功能，不存在主从关系。在这个阶段中，出现了局域网（LAN）、城域网（MAN）、远程网（WAN）等网络。 3. 网络互连阶段 不同网络之间实现连接。实现网络互连需要有一个大家共同遵守的标准，国际标准化组织（ISO）于1984年颁布了“开放系统互连基本参考模型”（OSI），该模型将计算机网络分成七个层次，促进了网络互连技术的发展。,任务1 计算机网络的发展,4. 信息高速公路阶段 网络互连技术的发展和普及、光纤通信和卫星通信技术的发展，促进了网络之间在更大范围的互连。 所谓信息高速公路，是把大量计
4、算机资源用高速通信线路互连起来，实现信息的高速传送。 计算机网络已经成为当今计算机技术发展各个方面中最具发展潜力和最活跃的方向之一，而且其发展的潜力十分强劲。 现在，传统的通信方式在许多方面已经逐步由计算机技术和通信技术结合的计算机网络取代。,任务1 计算机网络的发展,计算机网络可以使远距离的计算机用户相互通信、数据处理和资源共享，从而能实现远程通信、远程医疗、远程教学、电视会议、综合信息服务等功能。 随着计算机技术和通信技术的发展，用于计算机网络的硬件和软件大量涌现，价格越来越便宜，操作越来越容易、方便，计算机网络已经成为人们工作和生活中不可缺少的工具，深受用户的欢迎，得到了越来越广泛的应用
5、。,任务2 计算机网络的功能,任务描述 了解计算机网络的功能。 相关知识与技能 计算机网络的功能可归纳为以下几个方面： 1. 资源共享 资源共享包括硬件资源、软件资源和数据资源的共享，网络中的用户能在各自的位置上部分或全部地共享网络中的硬件、软件和数据，如绘图仪、激光打印机、大容量的外部存储器等，从而提高了网络的经济性。软件或数据的共享避免了软件建设上的重复劳动和重复投资，以及数据的重复存储，也便于集中管理。通过 Internet 可以检索许多联机数据库，查看到世界上许多著名的图书馆的馆藏书目等，就是数据资源共享的一个例子。,任务2 计算机网络的功能,2. 信息传输 信息传输是计算机网络的基本
6、功能之一。在网络中，通过通信线路可实现主机与主机、主机与终端之间各种信息的快速传输，使分布在各地的用户信息得到统一、集中的控制和管理。例如，可用电子邮件快速传递票据、帐单、信函、公文、语音和图像等多媒体信息，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。此外，还可提供“远程会议”、“远程教学”、“远程医疗”等服务。 3. 提高系统的可靠性 在单机使用的情况下，如没有备用机，一旦计算机有故障便引起停机。当计算机连成网络后，网络上的计算机可以通过网络互为后备，提高了系统的可靠性。,任务2 计算机网络的功能,4. 分布处理 分布处理是计算机网络研究的重点课题，可把复杂的任务划分成若干部分，由
7、网络上各计算机分别承担其中一部分任务，同时运行，共同完成，大大加强了整个系统的效能。 当网络中某一计算机负荷过重时，可将新的作业转给网络中其它较空闲的计算机去处理，以减少用户的等待时间，均衡各计算机的负担。 利用网络技术还可以把许多小型机或微型机连成具有高性能的计算机系统，使它具有解决复杂问题的能力，而费用却大为降低。 5. 系统便于扩充 计算机网络中的主机是通过通信线路松耦合的，可以很灵活地中接入新的计算机系统，达到扩充网络系统功能的目的。,任务3 计算机网络的分类,任务描述 了解计算机网络的分类方法，以便进一步掌握计算机网络的基本知识。 相关知识与技能 1. 根据组成计算机网络的地理范围大
8、小的不同，可分为广域计算机网络（WAN）、城域网（MAN）和局域计算机网络（LAN）两种。 广域网（WAN）又称远程网，组成网络的各计算机之间地理分布范围广，组网费用很高，一般利用公用传输网络来组成。 广域网的作用范围通常为几十公里到几千公里，常用于一个国家范围或更大范围内的信息交换，能实现较大范围内的资源共享和信息传送。 远程网的通信设备通常使用公共的通信设备、地面无线电通信和卫星通信等设施，常常应用在铁道管理、银行核算和科技教育信息交换等各个方面。,任务2 计算机网络的功能,局域网（LAN）又称局部网，组成网络的各计算机地理分布范围较窄，一般用微型计算机通过高速通信线路相连。局域网的作用范
9、围通常限定在有限的地理范围内，例如，在一个单位或几幢相近的大楼范围内的计算机网络，连网计算机之间的距离一般在几米至几公里范围内。局域网的通信线路一般为电话线、同轴电缆、双绞线和光纤电缆等。 城域网（MAN）又称为都市网，其作用范围在广域网和局域网之间，一般为一个城市。 2. 按网络的使用范围划分，可将计算机网络分为公用网和专用网。 公用网：由国家电信部门组建、控制和管理，为全社会提供服务的公共数据网络，凡是愿意按规定交纳费用的都可以使用。 专用网：由某部门或公司组建、控制和管理，为特殊业务需要而组建的，不允许其它部门或单位使用的网络。,【任务描述】 了解计算机网络的分类方法，进一步掌握计算机网
10、络基本知识。 【相关知识与技能】 根据组成计算机网络的地理范围，可分广域网（WAN）、城域网（MAN）和局域网（LAN）3 种。 （1）广域网（WAN）。 又称远程网，组成网络的计算机地理分布范围广，组网费用高，一般利用公用传输网络组成。广域网的作用范围通常为几十公里到几千公里，常用于一个国家范围或更大范围内的信息交换，能 实现较大范围内的资源共享和信息传送。远 程网的通信设备通常使用公共的通信设备、地 面无线电通信和卫星通信等设施，经常应用在铁道管理、银行核算和科技教育信息交换等各个方面。 （2）局域网（LAN）。 又称局部网，组成网络的各计算机地理分布范围较窄，一般用微型计算机通过高速通信
11、线路相连。局 域网的作用范围通常限定在有限的地理范围内，例 如在一个单位或几幢相近的大楼范围内的计算机网络，连 网计算机之间的距离一般在几米至几公里范围内。局域网的通信线路一般为电话线、同轴电缆、双绞线和光缆等。 （3）城域网（MAN）。 又称都市网，其作用范围在广域网和局域网之间，一般为一个城市。按网络的使用范围划分，可将计算机网络分为公用网和专用网。 （1）公用网：由国家电信部门组建、控制和管理，为全社会提供服务的公共数据网络，凡是愿意按规定缴纳费用的用户都可以使用。 （2）专用网：由某部门或公司组建、控制和管理，为特殊业务需要而组建的，不允许其他部门或单位使用的网络。,任务3 计算机网络
12、的分类,10.2 计算机网络的构成,任务4 计算机网络的组成 任务5 计算机网络的拓扑结构 任务6 网络软件 任务7 局域网的基本组成,任务4 计算机网络的组成,任务描述 了解计算机网络的组成。 相关知识与技能 计算机网络由计算机通过通信线路互连而成，用户通过终端访问网络。 从组成网络的设备或系统功能看，网络由通信子网和资源子网构成。 1. 资源子网 由多台地理位置不同的计算机系统及终端设备组成，有些网络还有大容量的硬盘、高速打印机和绘图仪等供网络用户共享的外部设备，这些设备统称网络节点，主要功能是提供网中共享硬件、软件和数据库等资源，承担面向应用的数据处理工作，提供数据处能力、数据存储能力、
13、数据管理能力、数据输入输出能力以及其他数据资源。,任务4 计算机网络的组成,不一定所有网络资源都能为所有用户共享，取决于设计和应用要求。 软件资源包括本地系统软件、应用软件、用于实现和管理共享资源的网络软件。 2. 通信子网 由传输介质、通信设备和通信软件组成，主要功能是进行数据传输、数据交换和通信控制，为用户共享网络资源提供通信手段和通信服务。 通信子网把资源子网中的各种资源连接起来，以实现资源子网中各种资源之间的信息交流和资源共享。,任务4 计算机网络的组成,知识拓展 计算机网络的物理构成主要包括： 主计算机（主机）：资源子网的关键设备，主要担负数据处理、执行网络协议、进行网络控制和管理等
14、工作，包括供用户访问的数据库。 终端：用户访问网络的设备，主要作用是把用户输入的信息转换为适合于传送的信息并送到网络上，或把网络上其它节点通过通信线路传送来信息转换为用户能识别的信息。智能终端还具有一定的运算、处理和管理能力。 通信控制处理机（CCP）：简称通信控制器，执行通信控制功能的专用计算机，主要作用是承担通信控制与管理工作，减轻主机的负担。,任务4 计算机网络的组成,调制解调器：把计算机数字信号和模拟信号进行转换，借助Modem可以进行远距离通信，并可实现多路复用。 集中器：集线器（HUB），可使多个网络用户共用一条传输线访问网络。 多路复用器（MUX）：将多个分离的信号组合在一个传输
15、媒介段上的设备，可实现多路信号同时传输，有效地利用整个传输媒介的带宽，提高信道的利用率。 通信线路：传输信息的载波媒体。,任务5 计算机网络的拓扑结构,任务描述 学习拓扑与拓扑结构的定义，理解局域网中常见的拓扑结构。 相关知识与技能 拓扑：一种研究与大小、形状无关的线和面构成图形的特性的方法。 网络拓扑：各种网络构成图形的共同基本性质的研究。网络由一组节点（Node）和连接节点的链路组成。 节点：分两类，转接节点（支持网络线路连续作用，通过连接的链路来转发信息，如电话交换机、集线器等）和访问节点（可以存储、处理、发送和接收信息的端点）。 计算机网络的拓扑结构实质上是信道分布的拓扑结构。,任务5
16、 计算机网络的拓扑结构,不同的拓扑结构可使信道的访问技术、通信性能、设备开销等各不相同，分别可适用于不同的场合。 信道的拓扑结构分为两类：点到点信道和广播信道。 局域网中，构成网络服务器、工作站等设备通过电缆在物理上连接起来的形式，称为网络的拓扑结构。 局域网的拓扑结构形状是网络接点位置和互连的几何布局，即连接到网络上的工作站（又称节点）互连的几何构形。,任务5 计算机网络的拓扑结构,局域网的拓扑结构分为星形、环形、总线形和树形等，特殊网络有采用全互连结构。 1. 星形结构 网络有一个中央节点，其它节点（工作站、服务器等）通过通信电缆与中央节点直接相连。图11-1(A)。 任何两个节点之间通信都要通过中心节点进行。 一个节点要传送数据时，先向中央节点请求，要求与目的节点建立连接，连接建立后，该节点才能向目的节点发送数据。 优点是数据传输不会发生碰撞，系统增加节点成本低，容易扩充。 对较大型的网络系统，到达中央节点的线路较多，存在通信调度和管理问题，中央节点结构比较复杂，一旦中央节点发生故障，整个网络将瘫痪。星形结构
