第一章計算機網(wǎng)絡(luò)概述教案

1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展教學(xué)目標：1、掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的一般概念；2、了解計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概念重點難點：計算機網(wǎng)絡(luò)的概念教學(xué)時數(shù)：1教學(xué)方法與手段：講授法與多媒體相結(jié)合引言：計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機科學(xué)技術(shù)與通信技術(shù)逐步發(fā)展、緊密結(jié)合的產(chǎn)物，是信息社會的基礎(chǔ)設(shè)施，是信息交換、資源共享和分布式應(yīng)用的重要手段。一、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義及涉及到的四個要點1、定義：所謂計算機網(wǎng)絡(luò)，就是利用通信設(shè)備和通信線路，將地理位置不同、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來，以功能完美的網(wǎng)絡(luò)軟件（即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。2、四個要點：（1）計算機網(wǎng)絡(luò)包含兩臺以上的地理位置不同具

2、有自主功能的計算機。（2）網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點的連接需要一條通道，即由傳輸介質(zhì)實現(xiàn)物理互聯(lián)。（3）網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點之間互相通信或交換信息，需要有某些約定和規(guī)則，這些約定和規(guī)則的集合就是協(xié)議，其功能是實現(xiàn)各結(jié)點的邏輯互聯(lián)。（4）計算機網(wǎng)絡(luò)是以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)資源（包括硬件資源和軟件資源）共享為目的。3、計算機網(wǎng)絡(luò)的目的人們使用網(wǎng)絡(luò)主要是為了共享資源和進行在線通信。資源包括數(shù)據(jù)、應(yīng)用程序和外圍設(shè)備。電子郵件是在線通信的經(jīng)典形式。二、計算機網(wǎng)絡(luò)的形成早在1925年當計算機還處于第一代的電子管時期，美國就建立了一套SAGE（Semi-Automatic Ground Environment）系統(tǒng)，即半自動地面防

3、空系統(tǒng)。該系統(tǒng)將遠距離的雷達和其他設(shè)備的信息，通過通信線路匯集到一臺旋風(fēng)型計算機，第一次實現(xiàn)了利用計算機遠距離地集中控制和人機對話。SAGE系統(tǒng)的誕生被譽為計算機通信發(fā)展史上的里程碑。1.計算機終端網(wǎng)絡(luò)。計算機終端網(wǎng)絡(luò)又稱為分時多用戶聯(lián)機系統(tǒng)特點：主機負荷較重；花費的費用高。終端計算機目前我國金融系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛使用的多用戶終端系統(tǒng)就屬于計算機終端網(wǎng)絡(luò)。2.計算機通信網(wǎng)絡(luò)計算機計算機在終端設(shè)備和主計算機（HOST）之間增加一臺功能簡單的計算機。專門處理終端設(shè)備的通信信息及控制通信線路。并能對用戶的作業(yè)進行某些預(yù)處理操作，因此稱之為前端處理機FEP（Front End Processor）或通信控

4、制處理機CCP（Communication Control Processor）。集中器用于終端設(shè)備較密集的地方。缺點：主機系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸都是通過各自的前端處理機實現(xiàn)的。全網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的軟件控制信息交換和資源共享。3.計算機網(wǎng)絡(luò)20世紀60年代末期，美國國防部高級研究計劃局成功地開發(fā)了ARPA網(wǎng)絡(luò)（Advanced Research Project Agency Network），它是世界上第一個心資源共享為主要目的的計算機網(wǎng)絡(luò)。計算機網(wǎng)絡(luò)與計算機通信網(wǎng)絡(luò)的硬件組成一樣，都是由主計算機系統(tǒng)、終端設(shè)備、通信設(shè)備和通信線路4大部分組成的。計算機網(wǎng)絡(luò)與計算機通信網(wǎng)絡(luò)的根本區(qū)別是：計算機由網(wǎng)絡(luò)操作系

5、統(tǒng)軟件來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和管理的，而計算機通信網(wǎng)絡(luò)中，用戶只能把網(wǎng)絡(luò)看做是若干個功能不同的計算機系統(tǒng)的集合。小結(jié)：計算機網(wǎng)絡(luò)的形成分三個階段。使用網(wǎng)絡(luò)的目的是實現(xiàn)資源共享和在線通信。計算機網(wǎng)絡(luò)的分類教學(xué)重點：計算機網(wǎng)絡(luò)的組成教學(xué)目標：掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的分類掌握局域網(wǎng)的特點。教學(xué)內(nèi)容：從功能角度出發(fā)計算機網(wǎng)絡(luò)分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。通信子網(wǎng)面向通信控制和通信處理，主要包括：通信控制處理機（CCP）、網(wǎng)絡(luò)控制中心（NCC)、分組組裝/拆卸設(shè)備（PAD）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）等。資源子網(wǎng)負責(zé)全網(wǎng)的面向應(yīng)用T的數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享。它由各種擁有資源的用戶主機和軟件所組成，主要包括：主機（Hos

6、t）、終端設(shè)備（Terminal）、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（Network Operating System）、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫（Network Database）。按通信距離劃分：可分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、城域網(wǎng)按信息交換方式：可分為電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、綜合交換網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)：可分為星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、總線網(wǎng)。按通信介質(zhì)：可分為雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)按傳輸帶寬：基帶網(wǎng)、寬帶網(wǎng)1、廣域網(wǎng)（Wide Area Network ，WAN）又稱遠程網(wǎng)。特點：分布范圍廣，從數(shù)千米到數(shù)千千米。常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng)如電話網(wǎng)來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸率低64Kpbs，錯誤率高。2、城域網(wǎng)（MAN），介于廣域網(wǎng)和

7、局域網(wǎng)之間，一幢辦公樓、一個倉庫或一所學(xué)校；低誤碼率、專用的、由單一組織機構(gòu)所使用。3、局域網(wǎng)（LAN），電氣電子工程師協(xié)會（IEEE），一座辦公樓、一個倉庫或一所學(xué)校；低誤碼率；專用的，由單一組織機構(gòu)所使用。小結(jié)：分類、目的、形成教學(xué)題目：1.4計算機網(wǎng)絡(luò)功能與服務(wù)教學(xué)目標：掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與服務(wù)計算機網(wǎng)絡(luò)于1969年APRA網(wǎng)絡(luò)第一個以資源共享為主要目的的計算機網(wǎng)絡(luò)。不僅使計算機的作用范圍超越了地理位置的限制，方便了用戶，而且也增強了計算機本身的功能，拓寬了服務(wù)，使得它在經(jīng)濟、軍事、生產(chǎn)管理及教育、科學(xué)等部門發(fā)揮了重大作用，日益成為計算機應(yīng)用的主要形式。一、網(wǎng)絡(luò)基本功能：1、資源共享功

8、能：充分利用計算機系統(tǒng)軟、硬件資源是組建計算機網(wǎng)絡(luò)的主要目標之一。大的計算中心，大容量硬盤、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件及某些特殊外設(shè)等。網(wǎng)絡(luò)中的用戶就可以共享分散在不同地的各種軟、硬件資源及數(shù)據(jù)庫，為用戶提供了極大的方便。2、均衡負荷及分布處理功能：當某個主機系統(tǒng)的負荷過重時，可以將某些作業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)送至其他主機系統(tǒng)處理，以便均衡負荷，減輕局部負擔，提高設(shè)備的利用率。3、信息的快速傳輸和集中處理功能終端與計算機之間、或計算機與計算機之間能快速可靠地相互傳送信息，并根據(jù)需要對這些信息進行分散、分級或集中處理與管理，是計算機網(wǎng)絡(luò)的最基本功能。4、綜合信息服務(wù)的功能綜合服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISDN）將電話、傳真機、電視

9、機和復(fù)印機等辦公設(shè)備納入計算機網(wǎng)絡(luò)，可提供數(shù)字、語音、圖形、圖像、視頻等多種信息的傳輸。5、提高系統(tǒng)的性能價格比，維護方便，擴展靈活。大型計算機的處理能力強，運算速度快，但價格昂貴。小型機雖然有較好的性能價格比，但普及率遠遠低于個人計算機。二、網(wǎng)絡(luò)基本服務(wù)1、文件服務(wù)：包括對數(shù)據(jù)文件和有效存儲、提取以及傳輸這些內(nèi)容。（1）文件傳輸：可以在幾秒鐘內(nèi)把文件傳到網(wǎng)絡(luò)的另一端，而不用考慮文件的大小、傳輸距離，甚至也不用考慮本地的操作系統(tǒng)。（）文件存儲器及數(shù)據(jù)移動控制不同存儲系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)存儲活動，是網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)的重要方面。（）文件同步更新：通過比較保存的文件的周期和時間來判定最新的文件。（）文件歸檔：把

10、重要數(shù)據(jù)復(fù)制到磁帶機或一些脫機存儲設(shè)備介質(zhì)上，以防止數(shù)據(jù)的損壞，稱為文件歸檔或文件備份。、打印服務(wù)打印服務(wù)用來控制和管理對打印機和傳真設(shè)備的訪問。打印服務(wù)接受打印作業(yè)請求、解釋打印作業(yè)格式和打印機設(shè)置、管理打印隊列，為網(wǎng)絡(luò)用戶充當中間人，與網(wǎng)絡(luò)上的打印機和傳真設(shè)備打交道。網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)可以減少網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)可以減少一個部門所需要的打印機數(shù)量，將打印機放在最便于使用的地方，通過打印隊列作業(yè)管理減少計算機傳送打印作業(yè)的時間，有效地共享特定的打印機，利用計算機收發(fā)傳真等。3、消息服務(wù)消息服務(wù)內(nèi)容包括對正文、二進制數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)，以及數(shù)字化聲像數(shù)據(jù)的存儲、訪問和發(fā)送。消息服務(wù)能夠主動地處理計算機用戶之間、

11、應(yīng)用程序之間或者文件之間的交互式通信。消息服務(wù)不是簡單地將數(shù)據(jù)文件存儲起來，而是將數(shù)據(jù)一個點一個點地往前傳送，并且通知等待這些數(shù)據(jù)的用戶或程序。消息服務(wù)的典型應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)電子郵件（E-mail）。最初的只傳遞正文消息，現(xiàn)在的E-mail已包括各種數(shù)字化的正文、圖形及聲像數(shù)據(jù)。如今，隨著國際互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，稱為布告牌的各種公用和私人E-mail服務(wù)，已成為與世界上其他計算機用戶進行通信的普遍方式。4應(yīng)用服務(wù)應(yīng)用服務(wù)是一種替網(wǎng)絡(luò)客戶運行軟件的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它不同于文件服務(wù)是因為它不僅允許計算機之間共享數(shù)據(jù)，同時還允許計算機之間共享處理能力。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)可以協(xié)調(diào)硬件及軟件在最為合適的平臺上運行實用程序（

12、或軟件應(yīng)用）；在網(wǎng)絡(luò)上不用對每一臺計算機進行升級便可增強關(guān)鍵硬件的處理能力。5數(shù)據(jù)庫服務(wù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)提供了基于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存儲和提取的操作，它允許網(wǎng)絡(luò)上的客戶控制數(shù)據(jù)的處理及數(shù)據(jù)的表示。這樣，便產(chǎn)生了專用術(shù)語來描述數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，它允許客戶向這些指定服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)操作請求，這就是客戶/服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。客戶/服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)把請求以及提供數(shù)據(jù)操作的任務(wù)進行優(yōu)化和分割。為了提高事務(wù)處理效率，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸，每個客戶分配一部分說明請求及處理響應(yīng)結(jié)果和任務(wù)。同時，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對請求進行處理并返回結(jié)果。利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)，可以優(yōu)化計算機進行數(shù)據(jù)庫記錄的存儲、查詢及提??；有效控制數(shù)據(jù)的存儲位置；

13、在部門間對數(shù)據(jù)進行邏輯組織；保證數(shù)據(jù)的安全性；減少數(shù)據(jù)庫客戶的訪問時間。6目錄服務(wù)目錄服務(wù)是存儲網(wǎng)絡(luò)資源并且使其能被用戶和應(yīng)用程序訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它提供一致的方式來命名、描述、定位、管理和保障關(guān)于網(wǎng)絡(luò)資源的信息。以上只是對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)做了簡要說明，并未涉及其技術(shù)實現(xiàn)方面的問題。需要補充的是，對于有網(wǎng)絡(luò)需求的部門來說，除了決定選擇什么樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)外，還必須決定這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)當采用集中式還是頒布式、或者是兩者的混合。在實際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可以集中放在一臺計算機或一組計算機上，也可以頒布在網(wǎng)絡(luò)上的所有計算機中，這主要由資源的控制、服務(wù)器專用性和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等因素來決定，在此就不詳述了。小結(jié)：計算機網(wǎng)絡(luò)的

14、基本服務(wù)無論是廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都采用。文件服務(wù)，打印服務(wù)，消息服務(wù)，應(yīng)用服務(wù)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)，目錄服務(wù)13網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)教學(xué)目標：掌握計算機網(wǎng)絡(luò)基本模塊的功能。計算機網(wǎng)絡(luò)是由計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)組成的有機整體。計算機系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的基本模塊，它提供各種網(wǎng)絡(luò)資源；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是連接網(wǎng)絡(luò)基本模塊的橋梁，它提供各種連接技術(shù)和信息交換技術(shù)；而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)則是網(wǎng)絡(luò)的組織管理者，它提供了各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。從計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者的角度來看，網(wǎng)絡(luò)模塊的組成及其相互間的連接方式，決定了網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)和性能。131網(wǎng)絡(luò)的基本模塊網(wǎng)絡(luò)基本模塊是組成計算機網(wǎng)絡(luò)的基本要素，它是以計算機為核心、相對獨立的資源點，如圖1-4所

15、示是網(wǎng)絡(luò)基本模塊的示意圖。它主要是由主機系統(tǒng)、通信控制處理機、終端系統(tǒng)、集中器、本地線路和高速線路組成的多機系統(tǒng)。1主機（HOST）主機（指主計算機系統(tǒng)）在計算機網(wǎng)絡(luò)中負責(zé)數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)控制。它和其他模塊中的主機連成網(wǎng)后構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的主要資源。作為網(wǎng)絡(luò)的主機，它具有下述功能：通信處理能力。分時處理能力。多重處理能力。程序兼容能力。虛擬存儲能力。數(shù)據(jù)庫管理能力。主機與通信控制處理機之間利用通道或I/O接口相連，它們之間如同各自的外設(shè)。這樣，兩臺計算機同時工作，就像同一臺計算機一樣，可以獲得最高效率的信息傳輸。2終端（TERMINAL）終端是用戶進行網(wǎng)絡(luò)操作時使用的設(shè)備。它種類繁多，常用的有交互式終端

16、、批處理終端、漢字終端、智能終端及虛擬終端等。終端設(shè)備一般與通信控制處理機或集中器相連，與通信控制處理機相連的一般為近程終端，通過集中器再與通信控制處理機相連的一般為遠程終端。為了提高處理能力，主機本身應(yīng)盡量少接終端。3通信控制控制處理機（CCP）通信控制處理機的主要作用是控制本模塊和終端設(shè)備之間的信息傳送，以及對終端設(shè)備之間的通信線路進行控制管理。此外，它還是網(wǎng)絡(luò)中各個模塊之間的接口機，負責(zé)模塊間的信息傳輸控制。通信控制處理機的主要功能是：線路傳輸控制。作業(yè)裝配和拆卸。差錯檢測和恢復(fù)。路徑選擇和流量控制。代碼轉(zhuǎn)換。通信控制處理機一般宜采用小型機或高檔微型機，并和主計算機之間通過高速的并行方式

17、交換信息。需要指出的是，在局域網(wǎng)中通常不專設(shè)通信控制處理機，而是把這部分任務(wù)交給主機來承擔。1 集中器（CONCENTRATOR）集中器的作用是把若干終端經(jīng)本地線路（一般為低速線路）集中起來，連接到12條高速線路上，以提高通信效率和降低通信費用。它的主要功能有差錯控制、代碼轉(zhuǎn)換、信息緩存、電路轉(zhuǎn)接及輪詢等。集中器實質(zhì)上是在終端一端的通信控制處理機，通常采用小型機或微機來擔任。2 本地線路本地線路是靠近終端設(shè)備的通信線路，由它把終端設(shè)備和通信控制處理機或者主機連接起來，構(gòu)成模塊內(nèi)的面向終端的網(wǎng)絡(luò)。由于它不超越模塊的連接范圍，所以稱為本地線路。本地線路大多數(shù)是低速通信線路，可以用專線連接，也可以用交換線路連