計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)-王協(xié)瑞-第一章-計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計算計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)通常都處于不同的機(jī)通常都處于不同的地理位置地理位置相互連接的計算機(jī)之相互連接的計算機(jī)之間不存在互為依賴的間不存在互為依賴的關(guān)系。關(guān)系。通信線路包括通信線路包括通信媒體、通通信媒體、通信設(shè)備關(guān)系。信設(shè)備關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（單網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（單機(jī)機(jī)OSOS功能功能+ +網(wǎng)絡(luò)通網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議信協(xié)議+ +網(wǎng)絡(luò)資源網(wǎng)絡(luò)資源管理管理+ +網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）網(wǎng)絡(luò)的根本目的是為了網(wǎng)絡(luò)的根本目的是為了實現(xiàn)資源共享，資源包實現(xiàn)資源共享，資源包括硬件與軟件，如程序括硬件與軟件，如程序、數(shù)據(jù)庫、存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)庫、存儲設(shè)備、打印機(jī)等。打印機(jī)等。初級階段初級階段 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段計算機(jī)網(wǎng)

2、絡(luò)階段 標(biāo)準(zhǔn)或開放的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)或開放的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息高速公路時代信息高速公路時代20CEN，50-60年代年代嚴(yán)格意義上講，不屬于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范疇嚴(yán)格意義上講，不屬于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范疇。 計 算 機(jī)多 重 線 路控 制 器MMMMMM公 用 電 話 網(wǎng) T T TM :M O D E MT:Term inal典型案例：美國半自動地面防空系統(tǒng)典型案例：美國半自動地面防空系統(tǒng)SAGESAGEComputerTTTPSTN多計算機(jī)互多計算機(jī)互連連2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代，以年代，以ARPAnetARPAnet為典型為典型；以實現(xiàn)以實現(xiàn)“資源共享資源共享”為目的多計算機(jī)互連形態(tài)。為目的多計算機(jī)互連形

3、態(tài)。重要貢獻(xiàn)：將應(yīng)用與通信功能從邏輯上分離，應(yīng)產(chǎn)生了通重要貢獻(xiàn)：將應(yīng)用與通信功能從邏輯上分離，應(yīng)產(chǎn)生了通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的概念信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的概念I(lǐng)SOISO的的OSI RMOSI RM（開放系統(tǒng)互連參考模型）開放系統(tǒng)互連參考模型）-1977/1983-1977/1983TCP/IPTCP/IP協(xié)議的推廣協(xié)議的推廣 以太網(wǎng)以太網(wǎng)(ETHERNET) 與因特網(wǎng)與因特網(wǎng)(Internet)。 高速：高速： 主干帶寬的增加達(dá)到主干帶寬的增加達(dá)到10Gbps或更高，接入帶或更高，接入帶寬可以高達(dá)寬可以高達(dá)1000Mbps?；ミB：互連： Intranet、Extranet、 Internet Inte

4、rnet 智能：智能： 服務(wù)質(zhì)量服務(wù)質(zhì)量(QoS)、網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 實現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)的資源共享實現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)的資源共享 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最基本功能之一。用戶一旦接入網(wǎng)絡(luò)就可以使用網(wǎng)絡(luò)中的其他資源來處理自己提交的大型復(fù)雜問題。 實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速傳遞實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速傳遞 分布在不同地域的計算機(jī)系統(tǒng)可以及時、快速地傳遞各種信息。 如股票交易、電子郵件、網(wǎng)上購物等 提高可靠性提高可靠性 提供負(fù)載均衡與分布式處理能力提供負(fù)載均衡與分布式處理能力 大型ICP（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容提供商)在全世界多個地方放置了內(nèi)容相同的WWW服務(wù)器，通過一定的技術(shù)使不同地域的用戶看到放置在離他最近的服務(wù)器上的相同頁面。

5、 分布式處理是把任務(wù)分散到網(wǎng)絡(luò)中不同的計算機(jī)上并行處理。 集中管理集中管理 對地理位置上分散的組織可通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)集中管理。 綜合信息服務(wù)綜合信息服務(wù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 辦公自動化辦公自動化 管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng) 過程控制過程控制 Internet應(yīng)用應(yīng)用 電子郵件、信息發(fā)布、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程音頻視頻應(yīng)用電子郵件、信息發(fā)布、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程音頻視頻應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組成 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)構(gòu)成的。 從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看：由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和通信鏈路構(gòu)成 從邏輯功能上看：由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 訪問節(jié)點訪問節(jié)點 端節(jié)點。主要起信源和信宿的作用。如用戶主機(jī)和終端節(jié)點。主要

6、起信源和信宿的作用。如用戶主機(jī)和終端等。端等。 信源：信息的來源。信源：信息的來源。 信宿：是相對信源而言。信宿：是相對信源而言。通信過程中接收和處理信息通信過程中接收和處理信息的設(shè)備或計算機(jī)。的設(shè)備或計算機(jī)。 轉(zhuǎn)接節(jié)點轉(zhuǎn)接節(jié)點 中間節(jié)點。數(shù)據(jù)交換和轉(zhuǎn)接。具有通信功能。中間節(jié)點。數(shù)據(jù)交換和轉(zhuǎn)接。具有通信功能。 混合節(jié)點混合節(jié)點 全能節(jié)點全能節(jié)點通信鏈路 指兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間傳輸信息和數(shù)據(jù)的線路。鏈路可用各種傳輸介質(zhì)實現(xiàn)，如雙絞線、同軸電纜、光纜、衛(wèi)星、微波等。物理鏈路：物理鏈路：點到點的物理線路。沒有任何交換節(jié)點。邏輯鏈路：邏輯鏈路：在邏輯上起作用的物理鏈路。具有傳輸控制能力。CCPCCP：通信

7、控制處理機(jī)：通信控制處理機(jī)資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)CCP主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)CCPCCPCCPCCPCCP通信子網(wǎng)有兩種類型 公用型 一般是國家的郵電部門建造的網(wǎng)絡(luò)?！肮谩钡囊馑季褪菑乃性敢獍脆]電部門規(guī)定交納費用的人都可以使用.因此,公用網(wǎng)也可以稱為公眾網(wǎng) 。 專用型 是某個部門為本單位的特殊工作的需要而建立的網(wǎng)絡(luò)這種網(wǎng)絡(luò)不向本單位以外的人提供服務(wù)。例如,軍隊,鐵路,電力等系統(tǒng)均有本系統(tǒng)的專用網(wǎng) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng) 是指構(gòu)成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬設(shè)備，包括各種計算機(jī)系統(tǒng)、終端及通信設(shè)備。 常見的網(wǎng)絡(luò)硬件有常見的網(wǎng)絡(luò)硬件有：主機(jī)系統(tǒng)：終端：用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作

8、，實現(xiàn)人機(jī)對話的工具傳輸介質(zhì)：傳輸數(shù)據(jù)信號的物理通道，將網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備連接起來 網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)適配器）：網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)適配器）：是計算機(jī)和傳輸介質(zhì)之間的物理接口。 集線器：集線器：接收信號再生并傳輸，還可為網(wǎng)絡(luò)布線和集中管理帶來方便 交換機(jī)（交換機(jī)（Switch）：）：分為第二層交換機(jī)和第三層交換機(jī)。二層交換機(jī)同時具有集線器和網(wǎng)橋的功能。 路由器：路由器：具有格式轉(zhuǎn)換功能，可以連接不通類型的網(wǎng)絡(luò)。路由器能夠識別數(shù)據(jù)的目的地址所在網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng) 主要包括通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。 服務(wù)器操作系統(tǒng) 多用戶，多任務(wù)的操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)用戶管理、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)運行狀況統(tǒng)計、網(wǎng)絡(luò)通信等。 服

9、務(wù)器 服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的高性能計算機(jī)，它偵聽網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機(jī)（客戶機(jī)）提交的服務(wù)請求，并提供相應(yīng)的服務(wù)。 相對于普通PC來說，服務(wù)器在穩(wěn)定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此CPU、芯片組、內(nèi)存、磁盤系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等硬件和普通PC有所不同。 Novell公司的NetWare、Windows系列，UNIX系列 工作站操作系統(tǒng) 多為一般的操作系統(tǒng)，但具有更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)功能。如支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等 工作站通信協(xié)議 通信雙方只有遵循相同的通信協(xié)議才能實現(xiàn)連接，完成信息的交換。 設(shè)備驅(qū)動程序 操作系統(tǒng)與外部設(shè)備的借口。 網(wǎng)絡(luò)管理軟件 對網(wǎng)絡(luò)管理軟件進(jìn)行信息統(tǒng)計，報告，警告，監(jiān)控的軟件系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)安全軟件 保密性

10、、完整性、可用性 抵御威脅與攻擊 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件 覆蓋范圍一覆蓋范圍一般在幾公里般在幾公里以內(nèi)，如一以內(nèi)，如一幢大樓內(nèi)或幢大樓內(nèi)或一個校園內(nèi)一個校園內(nèi)組網(wǎng)方便，組網(wǎng)方便，靈活，傳輸靈活，傳輸速率高速率高覆蓋范圍一般是幾覆蓋范圍一般是幾十公里到幾千公里十公里到幾千公里以上。以上。 覆蓋一個國家或覆蓋一個國家或地區(qū)，甚至可以橫地區(qū)，甚至可以橫跨幾個洲，形成國跨幾個洲，形成國際性的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。際性的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。覆蓋范圍大約是幾公里到幾十公里，它主覆蓋范圍大約是幾公里到幾十公里，它主要是滿足城市、郊區(qū)的聯(lián)網(wǎng)需求。要是滿足城市、郊區(qū)的聯(lián)網(wǎng)需求。如連接溫州大學(xué)各大校區(qū)的溫州大學(xué)校園如連接溫州大學(xué)各大校區(qū)的溫州大

11、學(xué)校園網(wǎng)；連接溫州各中小學(xué)的溫州教育城域網(wǎng)網(wǎng)；連接溫州各中小學(xué)的溫州教育城域網(wǎng)等。等。城域網(wǎng)技術(shù)與局域網(wǎng)技術(shù)、城域網(wǎng)技術(shù)與城域網(wǎng)技術(shù)與局域網(wǎng)技術(shù)、城域網(wǎng)技術(shù)與廣域網(wǎng)技術(shù)之間的邊界正在日益模糊。廣域網(wǎng)技術(shù)之間的邊界正在日益模糊。資源共享資源共享：數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送如如E-MAILE-MAIL、網(wǎng)上網(wǎng)上QQQQ等。等。均衡負(fù)荷：均衡負(fù)荷：信息的集中和綜合處理信息的集中和綜合處理：各種管理信息系統(tǒng)、智能決策：各種管理信息系統(tǒng)、智能決策系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。將通信子網(wǎng)中的將通信子網(wǎng)中的通信處理機(jī)、計算機(jī)等設(shè)備抽通信處理機(jī)、計算機(jī)等設(shè)備抽象成點，把連接這些設(shè)備的通信線路抽象成線象成點，把連接這些設(shè)備的通信線路抽

12、象成線，并將由這些點和線所構(gòu)成的拓?fù)浞Q為網(wǎng)絡(luò)拓，并將由這些點和線所構(gòu)成的拓?fù)浞Q為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。撲結(jié)構(gòu)。為什么研究網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而不是幾何結(jié)構(gòu)？為什么研究網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而不是幾何結(jié)構(gòu)？ 網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)反映出網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，對于網(wǎng)絡(luò)的性網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)反映出網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，對于網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性以及建設(shè)管理成本等都有著重要的影響，能、可靠性以及建設(shè)管理成本等都有著重要的影響，在整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中占有十分重要的地位，是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建在整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中占有十分重要的地位，是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時首先要考慮的因素之一。時首先要考慮的因素之一。常見的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)常見的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)總線型總線型星型星型樹型樹型環(huán)型環(huán)型網(wǎng)狀型網(wǎng)狀型 所有節(jié)

13、點直接連到一條物理鏈路上，除此之外節(jié)點間不所有節(jié)點直接連到一條物理鏈路上，除此之外節(jié)點間不存在任何其他連接。存在任何其他連接。 每一個節(jié)點可以收到來自其他任何節(jié)點所發(fā)送的信息每一個節(jié)點可以收到來自其他任何節(jié)點所發(fā)送的信息 優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn)優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn) 缺點：可靠性和靈活性差缺點：可靠性和靈活性差 、傳輸延時不確定傳輸延時不確定 節(jié)點與鏈路構(gòu)成了一個閉合環(huán)，每個節(jié)點只與相鄰的兩個節(jié)點與鏈路構(gòu)成了一個閉合環(huán)，每個節(jié)點只與相鄰的兩個節(jié)點相連。節(jié)點相連。 每個節(jié)點必須將信息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個相鄰的節(jié)點。每個節(jié)點必須將信息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個相鄰的節(jié)點。 優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn)，傳輸延時確定優(yōu)點：簡單、易于

14、實現(xiàn)，傳輸延時確定 。 缺點：維護(hù)與管理復(fù)雜缺點：維護(hù)與管理復(fù)雜 兩個非相連的獨立同心環(huán)兩個非相連的獨立同心環(huán) 主環(huán)主環(huán)+備用環(huán)（同一時刻只有一個環(huán)在使用）備用環(huán)（同一時刻只有一個環(huán)在使用） 優(yōu)點：在單環(huán)之上增加了高度的可靠性。優(yōu)點：在單環(huán)之上增加了高度的可靠性。 缺點：維護(hù)與管理復(fù)雜，投資大缺點：維護(hù)與管理復(fù)雜，投資大 網(wǎng)絡(luò)由各節(jié)點以中央節(jié)點為中心相連接，各節(jié)點與中央網(wǎng)絡(luò)由各節(jié)點以中央節(jié)點為中心相連接，各節(jié)點與中央節(jié)點以點對點方式連接。節(jié)點以點對點方式連接。 節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信要通過中央節(jié)點節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信要通過中央節(jié)點 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，可擴(kuò)充性強(qiáng)，組網(wǎng)容易。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，管理

15、方便，可擴(kuò)充性強(qiáng)，組網(wǎng)容易。 缺點：中心節(jié)點成為全網(wǎng)可靠性的關(guān)鍵缺點：中心節(jié)點成為全網(wǎng)可靠性的關(guān)鍵 星型結(jié)構(gòu)的重復(fù)星型結(jié)構(gòu)的重復(fù)( 中央星型拓樸上的節(jié)點是另一中央星型拓樸上的節(jié)點是另一個星型拓樸的中心節(jié)點個星型拓樸的中心節(jié)點). 減少了鏈路與設(shè)備的投資減少了鏈路與設(shè)備的投資 優(yōu)點：在星型的優(yōu)點之外，更富于層次，從而可優(yōu)點：在星型的優(yōu)點之外，更富于層次，從而可隔離某些網(wǎng)絡(luò)流量隔離某些網(wǎng)絡(luò)流量 又稱樹型結(jié)構(gòu)又稱樹型結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)流具有明顯的層次性數(shù)據(jù)流具有明顯的層次性 又稱無規(guī)則型。結(jié)點又稱無規(guī)則型。結(jié)點間的連接是任意的，間的連接是任意的，不存在規(guī)律。是目前不存在規(guī)律。是目前 數(shù)據(jù)的傳輸有賴于所數(shù)據(jù)的傳輸有賴于所采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 優(yōu)點：多條鏈路提供優(yōu)點：多條鏈路提供了冗余連接了冗余連接 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜 每一個節(jié)點均與其他每一個節(jié)點直接相連。每一個節(jié)點均與其他每一個節(jié)點直接相連。 數(shù)據(jù)的傳輸有賴于所采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸有賴于所采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 優(yōu)點：多條鏈路提供了冗余連接優(yōu)點：多條鏈路提供了冗余連接 缺點：鏈路隨著節(jié)點數(shù)目的增加呈指數(shù)增長。缺點：鏈路隨著節(jié)點數(shù)目的增加呈指數(shù)增長。計算