《计算机网络实用技术 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 杨尚森 高春玲 朱乃立 第1章_计算机网络基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络实用技术 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 杨尚森 高春玲 朱乃立 第1章_计算机网络基础知识（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、网络技术课程网站建设课件 （人民邮电出版社2008年3月）,主编：朱乃立 杨尚森,第 1 章 计算机网络基础知识,1.1 计算机网络概述 1.1.1 计算机网络的概念 1.1.2 计算机网络的发展 1.1.3 计算机网络的功能 1.2 计算机网络的组成和拓扑结构 1.2.1 计算机网络的组成 1.2.2 计算机网络的拓扑结构,第 1 章 计算机网络基础知识,1.3 网络数据通信 1.3.1 常用的传输介质 1.3.2 数据通信的基本概念 1.3.3 数字信号的传输方式 1.3.4 多路复用技术 1.3.5 差错控制 1.4 计算机网络体系结构 1.4.1 协议和网络体系结构的概念 1.4.2
2、开放系统互连参考模型 1.4.3 TCP/IP体系结构,第1章 计算机网络基础知识,计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，是存储、传播和共享信息的工具。经过30多年的发展，计算机网络已成为目前信息化社会中经济社会生活的必要工具，成为人们之间信息交流的最佳平台。计算机网络的应用影响和改变了人们的工作、学习和生活方式，网络发展水平成为衡量国家经济发展水平的重要标志。 本章介绍计算机网络的基本概念、组成结构、体系结构以及数据通信的基本知识。,1.1计算机网络概述,1.1.1 计算机网络概念 通常将计算机网络描述为：将地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统通过通信线路和通信设备相互连接在一
3、起、由网络操作系统和协议软件进行管理、能实现资源共享的系统称为计算机网络。,1.1.1 计算机网络的概念,这里，“具有独立功能的计算机系统”是指入网的每一个计算机系统都有自己的软、硬件系统，都能完全独立地工作，各个计算机系统之间没有控制被控制的关系，网络中任一个计算机系统只在需要使用网络服务时才自愿登录上网，真正进入网络工作环境。“通信线路和通信设备”是指通信媒体和相应的通信设备。通信媒体可以是光纤、双绞线、微波等多种形式，一个地域范围较大的网络中可能使用多种媒体。将计算机系统与媒体连接需要使用一些与媒体类型有关的接口设备以及信号转换设备。“网络操作系统和协议软件”是指在每个入网的计算机系统的
4、系统软件之上增加的、用来实现网络通信、资源管理、实现网络服务的专门软件。“资源”是指网络中可共享的所有软、硬件，包括程序、数据库、存储设备、打印机等。,1.1.1 计算机网络的概念,带有多个终端的多用户系统、多机系统都不是计算机网络。邮电部门的电报、电话系统是通信系统，也不是计算机网络。 如今，我们可以随处接触到各种各样的计算机网络，例如企业网、校园网、图书馆的图书检索网、商贸大楼内的电脑收款网，还有内容丰富多彩的因特网等。 通常按网络的地理覆盖范围将计算机网络分为广域网（WAN，Wide Area Network）、局域网（LAN，Local Area Network）和城域网（MAN，Me
5、tropolitan Area Network）。,1.1.1 计算机网络的概念,局域网的地理范围只有几公里，一般分布在一栋大楼内或一组建筑群中，往往是由一个单位或部门自行组建和使用。局域网主要面向连接微型计算机和小型机，具有组建方便、投资少、经济实用的特点，是技术最成熟、应用最广泛的一种计算机网络。局域网类型很多，目前流行的主要是快速以太网以及高速局域网。 城域网也称为都市网，其地理范围通常覆盖一个城市或地区，距离约十几公里至几十公里。通常是将分布在都市范围的多种类型的LAN、计算机通过调制解调器或直接数字设备与线路（光纤或电缆）连接在一起所构成的计算机网络。一个MAN可能是某个大公司将分布
6、在全市范围内多个办公地点的LAN连接起来的、公司自行使用的专用网，也可能是由电信公司组建的、提供公用付费服务的公用网络。,1.1.1 计算机网络的概念,比城域网地理覆盖范围更大的网络称为广域网，其覆盖范围往往是一个地区、一个国家或几个国家。 因特网（Internet）也称为互联网，是一个典型的广域网，它原是美国的一个公用数据网。现在世界上许多国家的公用网络都与之建立了连接，使因特网的服务扩展到全球范围。 计算机网络按所有权可分为公用网和专用网。专用网往往由某单位自行组建使用。公用网一般由政府电信部门管理和控制，用户可申请使用。 计算机网络还可以从拓扑结构、数据交换方式、传输介质、网络操作系统等
7、多种不同角度进行分类，后面有关章节将给予介绍。,1.1.1 计算机网络的发展,计算机网络的发展源于计算机技术和通信技术的结合。计算机应用范围的扩大、通信技术的发展和人们对计算机应用需求的增长，共同促进了计算机网络的快速发展。计算机网络的发展过程可划分为如下三个阶段： 1.计算机网络的初级阶段 在20世纪50年代，计算机比较少且价格昂贵。人们将分布在远距离的多个终端通过通信线路与某地的中心计算机相连，来使用中心计算机系统的主机资源，这称为远程联机系统。远程联机系统中，远程终端负责收集数据，送往中心计算机处理，中心计算机再将处理结果送回远程终端输出，其结构如图1.1（1）所示。,计算机网络的发展,
8、为了减轻中心计算机的负担，在20世纪60年代，出现了前端处理机（或称通信处理机）来负责数据的收发等通信控制和通信处理工作，对一些集中在一个地域的终端则相应设置了集中器来实现多个终端共享一条高速通信线路。这种改进后的系统如图1. 1（2）所示，其中的通信处理机或集中器通常都由计算机来充当。,计算机网络技术的发展,图1.1 远程联机系统,具有代表性的远程联机系统是美国在20世纪50年代建立的半自动地面防空系统（SAGE），它将雷达和其他信息从终端输入后，经通信线路送到中心计算机处理。,计算机网络的发展,2计算机网络阶段 20世纪60年代中后期，随着计算机拥有量的增加，人们试图将多台计算机连接起来，
9、以实现计算机间数据的传输。1969年，美国国防部高级研究计划署（DARPA：DefenseAdvanced Research Projects Agency）建成了连接4台计算机的实验性网络ARPANET并投入运行。它标志着当今意义上的计算机网络的兴起。ARPANET的结构如图1.2所示。,图1.2 ARPANET的结构,2.计算机网络阶段,ARPANET是一个分组交换网。其中，IMP（接口信息处理机）负责通信处理和通信控制（包括报文分组、存储转发、信号发收等功能）；H（HOST，主机）负责数据处理；TIP（终端接口处理机）用于将终端连入网络。ARPANET首次引入了通信子网和资源子网的概念，
10、实现了分层结构的网络协议。 此后，许多国家纷纷组建较大规模的网络，如美国的CYBERNET网（一个全国性的商用资源共享网络）和欧洲情报网（EIN）。,3网络体系结构的标准化和网络的高速发展,计算机网络是一个非常复杂的系统，每一个计算机网络又自成体系。20世纪70年代，为适应计算机网络扩充和互连的需要，各网络研制部门开始致力于网络体系结构的研究，提出了多种网络体系结构，其中典型的有：1974年IBM公司提出的系统网络体系（SNA），1975年DEC公司提出的数字网络体系（DNA）。国际标准化组织（ISO）于1977年组织进行了网络体系结构标准的研究，在1983年颁布了“开放系统互连参考模型”（即
11、OSI模型）。这些研究工作大大促进了计算机网络的规范化。,3.网络体系结构的标准化和网络的高速发展,电器与电子工程师学会（IEEE）于1980年2月公布了IEEE 802标来规范局域网的体系结构，作为局域网的国际标准。 20世纪90年代，计算机技术、数字通信技术、光纤技术的成熟和应用使计算机网络进入了一个飞速发展的时期。1993年，美国宣布了国家信息基础设施（NII，又称为“信息高速公路”）建设计划，其预期目标是提供用光纤及宽带传输媒介和高于3Gbps的传输速率的“信息高速公路”，将大量公用或专用的LAN或WAN连接起来。这使得大范围网络连接以及在网上传输各类型信息（除数字信息外，还有声音、图
12、像等信息）成为可能。美国的NII计划也带动了世界各国的网络建设。在90年代，高速局域网如FDDI、快速以太网得到广泛普及，多种广域网如DDN、帧中继、综合业务数字网（ISDN）快速发展，这为网络互连及多媒体信息的传输提供了良好条件，也使得Internet迅速扩展和广泛应用。,1.1.2 计算机网络的功能,1.资源共享 建立计算机网络的主要目的就是要实现网络中软、硬件资源共享。进入网络的用户可以方便地使用网络中的共享资源，包括硬件、软件资源和信息资源，如共享打印机、共享网络服务器上存储的程序、查询网络数据库中的信息等。 2.快速传输信息 信息快速传输是网络的基本功能，是实现其他功能的基础。随着高
13、速网络技术和网络基础设施的不断发展，信息传输速度会更快。 3.提高资源的可用性和可靠性 当网络中某一计算机负担过重时，可以将任务传送给网中另一计算机进行处理，以平衡工作负荷。,计算机网络的功能,计算机网络能够不间断工作，可用在一些特殊部门中，如铁路系统或工业控制现场。 网络中的计算机还可以互为后备，当某一台计算机发生故障时，可由别处的计算机代为完成处理任务。 4实现任务分布处理 这是计算机网络追求的目标之一。对于大型任务可采用合适的算法，将任务分散到网络中多个计算机上进行处理。 5提高性能价格比 提高系统的性能价格比是联网的出发点之一，也是资源共享的结果。,1.2计算机网络的组成和拓扑结构,1
14、.2.1计算机网络的组成 1网络组成部分 计算机网络由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括计机系统、终端 通信处理机、通信设备和通信线路，如图1.3所示。软件部分主要指计算 系统和通信处理机上的网络运行控制软件，如网络操作系统和协议软件。,图1.3 计算机网络的硬件组成,1.网络组成部分,（1）计算机系统和终端 计算机系统和终端提供网络服务界面。地域集的个独立终 端可通过一个终端控制器（TC）连入络。在下面的叙述中将 计算机系统称为主机节点，也称站点。在下面的叙述中将计 算机系统称为主机节点，也称为站点。 （2）通信处理机 通信处理机又称通信控制器或前端处理机，是计算机网络完 成通信控制的专用计
15、算机，一般由小型机或微机充当，或是 带有CPU的专用设备。通信处理机完成通信处理和通信控工 作，具体包括信号的编码、编址、分组装配、发送和接收通 信过程控制等工作。这些工作对网络用户是完全透明的。使 得计算机系统不再关心通信问题，而集中进行数据处理作。,1.网络组成部分,在广域网中，常采用专门的计算机充当通信处理机。在局域网中，由于通信控制功能比较简单，所以没有专门的通信处理机，而采用网络适配器也称网卡，插在计算机的扩展槽中，完成通信控制功能。 实际网络中，除专门的通信控制器（或网卡）外，还有终端控制器、线路集中器、通信交换设备、网关、路由器、集线器等多种形式的通信控制设备。在后面的叙述中，将
16、这类设备统称为（通信）节点。 （3）通信线路和通信设备 通信线路是连接网络节点的、由某种（或几种）传输介质构成的物理通路。,1.网络组成部分,通信设备的采用和线路类型有很大关系。如果采用模拟线路，在线路两端需使用Modem（调制解调器）。如果采用有线介质，在计算机和介质之间还需要使用相应的介质连接部件。 （4）网络操作系统（NOS） 任何一个网络在完成了硬件连接之后，需要继续安装网络操作系统软件，才能形成一个可以运行的网络系统。网络操作系统是建立在单机操作系统之上的、管理网络资源并实现资源共享的一套软件。其主要功能是： 管理网络用户，控制用户对网络的访问。 提供多种网络服务，或对多种网络应用提供支持。,1.网络组成部分,提供网络通信服务，支持网络协议。 进行系统管理，建立和控制网络服务进程，监控网络活动。 （5）协议软件 协议软件是用以实现网络协议功能的软件。网络协议主要用于实现网络通信，典型的协议有TCP/IP、IPX/SPX等。其中TCP/IP协议还包括网络应用服务以及网络管理功能。 （6）网络管理和网络应用软件 任何一个网络中都需要多种网络管理和网络
