《计算机网络基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络基础（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机网络基础教学目标学习完本章的内容后,读者应了解计算机网络的基础知识,包括计算机网络的定义、历 史、功能、服务、特点、分类以及计算机网络的现状和前景等。教学重点与难点 计算机网络的定义、阶段 计算机网络的功能 计算机网络的分类1.1 计算机网络概述计算机网络的，给人们的日常生活带来了很大的便利,缩短了人际交往的距离,甚至已经 有人把地球称为“地球村”。计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物,它实现了远程通信、远程信息处理 和资源共享等。自2 0世纪60年代产生以来，经过半个世纪特别是最近10多年的迅猛它越 来越多地被应用到治、经济、军事、生产、教育、科学技术及日常生活等各个领.域lo
2、l.l计算机网络的定义计算机网络就是利用通信线路将具有功能的计算机连接起来而的计算机集合体，计算机 之间借助于通信线路和相应的网络软件息共享数据、软硬件等资源。从以上计算机网络的定义可以看出，计算机网络是建立在通信网络的基础上，是以资 源共享和在线通信为目的的。一般来说，计算机网络要涉及到以下问题：1。传输介质 连接两台或两台以上的计算机需要传输介质传输介质可以是同轴电缆、双绞线和光 纤等有线介质，也可以是微波、激光、红外线、通信卫星等无线介质2。通信协议计算机之间要交换信息、实现通信彼此就需要有某些约定和规则，即网络协议。目前有很多网络协议，大部分是国际标准化组织制定的公共网络协议,也有一些
3、是大型的计算机 网络生产厂商自己指定的.3。网络硬件设备不在同一个地理位置的计算机系统要实现数据通信、资源共享必须要有各种网络连接 设备把各个计算机连接起来，如中继器、交换机、网卡、路由器等 .此外，还需要服务 器、工作站、放火墙等硬件设备。4.软件目前软件相当多，包括各种网络应用软件、软件、网络操作系统等.5。 人员这类人也可称作网络工程师，他们的主要任务是对网络进行设计、管理、监控、维 护、查杀病毒等，保证网络系统能够正常有效地运行.1.1。2计算机网络的产生计算机网络的产生主要来源于计算机的,在 20 世纪 50 年代，计算机的生产数量很少， 造价昂贵，而且没有操作系统及管理软件，根本不
4、了规模性的计算机网络。随着计算机应用 的扩展,在 20 世纪 60 年代，面向终端的计算机通信网得到了很大的。在专用的计算机通信 网中，最著名的是的半自动地面防空系统，它被誉为计算机通信史上的里程碑。该系统将远 距离的雷达和其他设备的信息，通过通信线路汇集到一台旋风型计算机上，第一次实现了远 距离的集中控制和人机对话.从此，计算机网络开始逐步，并日益对计算机网络起巨大推动作用的另一个技术是报文分组交换（ ）技术.报文分组交换又被 称为分组交换,研究分组交换技术的典型性代表是 XX 高级研究计划局（，）的（有称网）。1969年12月，第一个使用分组交换技术的投入运行。的成功使计算机网络的概念发
5、生了根本的变化，由面向终端的计算机网络转变为以通信子网为中心的网.络1。1。3 计算机网络的阶段纵观计算机网络的,大致经历了 4 个阶段:计算机终端网络、计算机通信网络、以共享资 源为主的标准化网络、网络互联和高速计算机网络。1。计算机终端网络计算机终端网络产生在以主机为中心面向终端的20世纪 50年代，其特征是计算机与 远程终端的数据通信下面是它的详细介绍。计算机终端网络又称分时多用户联机系统或具有通信功能的多机系统，是网络的雏 形。实际上它是以单个计算机为中心的远程联机系统，这样的系统中除了一台中心计算机, 其余都是不具备自主处理功能的终端。在系统中主要是终端和中心计算机的通信。基本模式
6、是:终端-通信线路计算机的系统（面向终端的计算机通信）。于 20世纪 50年代建立的半自动地面防空系统就属于这一类网络。它把远距离的雷达和 其他测量控制设备的信息通过通信线路送到一台旋风型计算机上进行处理和控制，首次实现 了计算机技术与通信技术的结合。它与计算机网络的区别在于:（1）联机系统上的终端无的数据处理能力。操作系统把主存储器的部分空间分给各终端用户，用于临时存放程序和数据，把的部 分时间分给各用户来执行程序，逻辑上使各用户获得一个虚拟计算机。每个联机用户都感到 自己在占用这个计算机系统,而实际上是各联机用户轮流使用处理机和其他资源。而现代计 算机网络上的工作站本身是一个功能完善的计算
7、机系统，有自己的、内存、硬盘、终端、操 作系统等，虽然也共享网上资源，但是用自己的物理和存储器来运行程序和处理数.据（2）主机系统分担较重。由于主机系统通过串行接口232C与多用户系统连接它既要承担数据处理任务又要承担通信任务，主机系统负担相对较重.而网络工作站通过网络适配器和传输介质来实现网络 互联和通信，其通信任务由网络适配器等通信设备分担.（3）线路利用率低 因为终端设备运行速度慢、操作时间长,每个用户独占一条长距离的通信线路,所以线路 的利用率非常低.2。计算机通信网络计算机通信网络主要产生在以通信子网为中心的20 世纪六、七十年代，其特征是计算 机网络成为以公用通信子网为中心的计算机
8、-计算机的通信。随着计算机终端网络的,一些大、企业事业部门和军事部分之间，通过通信线路，将多 个计算机终端网络系统连接起来，就了以信息为主要目的的计算机通信网络。这是的开始。 其基本模型是：计算机计算机的系统。该网络有两种结构形式:一种是主计算机通过通 信线路直接互联，其中主计算机同时承担数据处理和通信工作；另一种形式是通过通信线路 控制处理机间接地把各主计算机连接的结构，其中通信处理机和主计算机分工，前者负责网 络上各主计算机间的通信处理和控制.这一阶段的典型代表是网）.2 0实际60年代后期，XX高级研究计划局提供经费给许 多大学和,以促进多个主计算机络的研究，并最终导致一个试验型的四结点
9、网络开始运行并 投入使用。3。以共享资源为主的标准化网络计算机标准化网络主要产生在标准化20世纪8 0年代，其特征是网络体系结构和网络协 议的国际标准化。随着网络的，人们开始认识到第二代计算机网络的不足,经过若干年卓有成效的研究工 作，人们开始采用分层方法解决网络中的各种问题.这期间，一些开发出自己的网络产品， 如的（系统网络体系）,的等。国际标准化组织（）提出了系统互联参考模型（ ）。该模型 定义了异种机联网应遵循的框架结构。“ 7层模型”很快得到了国际上的认可并为许多厂 商所接受。由此使计算机网络的进入了一个全新的阶段.概括地讲,第三代计算机网络是式和标准化的网络,它具有统一的网络体系结构
10、并遵循国 际标准协议.标准化使第三代计算机网络对不同的计算机都是的,因而使得网络中的各种资源 共享的范围得到进一步扩大。4。网络互联和高速计算机网络20世纪9 0年代是高速化、综合化、全球化、智能化、个人化的时代。高速化是指网 络具有宽频带和低时延；综合化是指将、数据、图像和等多种业务综合到网络中来；全球化 是已成为国际性计算机；智能化是指智能网具有动态分配网络资源与通信业务的自应变能;力 个人化是指住宅宽带网网络服务到家.目前，计算机网络的正处在第四阶段是覆盖世界范围的信息基础设施，对广大用户 来说,它好像是一个庞大的广域计算机网络.用户可以利用它的电子邮件、信息与浏览、点 播、远程教育、电
11、子商务、网络游戏、文件传输、网上聊天、和图像通信等服务。是一个用 路由器实现的多个广域网和局域网互联的大型国际网,它对推动世界科学、文化、经济和的 起着不可估量的作用。在飞速与广泛应用的同时 ,高速网络的也引起了人们越来越多的注 意，并得到了长足的。高速网络技术主要表现在宽带综合业务数据网、异步传输模式、高速 局域网与虚拟网络上。1。2 计算机网络的功能与服务1.2。1网络的主要功能计算机网络的，带领世界进入了网络化的时代.计算机网络的主要功能包括以下几个方 面：1。资源共享资源共享是计算机网络最有吸引力的功能.在计算机网络中，有许多昂贵的资源，如大 型数据库、高性能计算机等，并非为每一个用户
12、所拥有,所以必须实行资源共享。资源共享 包括：（1）软件资源共享，如应用程序、数据等。数据文件和应用程序也可以由多名用户来使 用。这种共享可以高效地利用硬盘空间，能够使多用户项目的协作更加轻.松（2）硬件资源共享在网络中，我们经常会共享一些连接到计算机上的硬件设备以此来增加硬件的使用效率和减少硬件的,如网络打印机、大型磁盘阵列等。总之，资源共享避免了重复和劳动,提高了资源的利用率，优化了系统的整体性价比。2。数据通信通信和数据传输是计算机网络主要功能之一，用来在计算机系统之间传送各种信息。 利用该功能，地理位置分散的生产单位和业务部门可通过计算机网络连接在一起进行集中控 制和管理。也可以通过计
13、算机网络传送电子邮件，发布新闻和进行电子数据交换，极大地方 便了用户，提高了工作效率。3。提高可靠性安全可靠性是计算机网络得以正常运转的保障.在一个系统内,单个部件和计算机的暂时 失效必须通过替换的办法来维持系统的继续运行，如单机硬盘崩溃,就要更换新的硬盘，如 未备份,该硬盘上的数据就会全部丢失。但在计算机网络中，每种资源,特别是一些重要的数 据和资料,可以存放在多个地点，而用户可以通过多种途径来访问网络内的某个资源。建立 网络之后,可以很方便地通过网络进行信息的转储和备份,从而避免了单点失效对用户产生的 影响,大大提高了系统的可靠性。4。增强系统处理功能单机的处理能力是有限的，且由于种种原因
14、,计算机之间的忙闲程度是不均匀的.从理论 上讲，在同一网内的多台计算机可以通过协同操作和并行处理来增强整个系统的处理能力, 并使网内各计算机负载均衡。这样一方面可以通过计算机网络将不同地点的主机或外设采集 到的数据信息送往一台指定的计算机，在此计算机上对数据进行集中和X理，通过网络在 各计算机之间传送原始数据和计算结果；另一方面，当网络中某台计算机任务过重时,可将 任务分派给其他空闲的多台计算机,使多台计算机相互协作、均衡负载、共同完成任务.例如在军事指挥系统中，计算机网络可以使大范围内的多台计算机协同工作，对收集 到的可疑信息进行处理,及时发出警报,从而使最高决策机构迅速采取有效措施.1。2
15、.2 网络的主要服务计算机网络提供了单机所不能提供的众多服务，具体如下:10网络文件服务文件服务是计算机网络中的核心服务,它包括对数据文件的有效存储、提取、管理以及 传输.文件服务执行对网络客户读、写、访问控制及数据管理等操作；有效地管理一个文件 的多次复制；对重要的文件、关键数据进行复制与备份。网络文件服务提高了存储器的使用效率，增强了计算机数据的提取性能.网络文件服务 包括以下功能：(1) 文件传输.利用网络文件服务可以根据需要迅速地将文件进行异地移动。它可以替代 可移动存储器来传输文件，快速地把文件传到网络的另一端,而不用考虑传输距离和两端的 计算机硬件、操作系统的结构。(2) 文件存储
16、。能提供最佳、最经济的使用存储设备的方式。计算机数据随着应用时 间的增长与范围的扩大，不断地膨胀,使在网络中的联机和脱机存储设备越来越重要。(3) 数据迁移和备份。数据迁移是将那些不重要、过时的数据，从昂贵的联机存储设备上转移到廉价、便于长久保存的脱机存储介质上.网络文件服务可以按年份、用户和其他 特征进行数据迁移网络文件备份可以将重要数据到脱机存储介质上,来作为备份文件，以 防止数据的损坏。它能够同时备份多个文件服务器的内容.(4) 文件同步更新。文件同步更新可通过跟踪和比较文件保存的时间来判定最新的 文件，可知道谁拥有这个文件以及文件是否发生了变化。利用这个信息自动地用最新版本文 件替换每一个相应的文件.移动计算特别需
