學習計算機網(wǎng)絡(luò)的重要性 課件VIP

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學習計算機網(wǎng)絡(luò)的重要性社會與生活的需要在信息化社會里計算機網(wǎng)絡(luò)扮演了非常重要的角色，如何強調(diào)計算機網(wǎng)絡(luò)的重要性都不過分。大學生的素質(zhì)要求教育部在非計算機專業(yè)的計算機課程中，把《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》作為計算機的核心課程來定位的課程的性質(zhì)與特點本課程是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它涉及計算機科學和數(shù)據(jù)通信兩門學科。課程的理論性和實踐性都較強，注重理論與實踐相結(jié)合，需要豐富的實踐教學環(huán)節(jié)來鞏固和加深學生所學的理論知識；同時，本課程有很強的實用性，許多用人單位需要掌握這方面理論知識、具有較強動手能力的人才；本課程涉及的知識面較廣，知識點分散，在教與學的過程中，把握重點都是至關(guān)重要的。

第1章計算機網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)

一、計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展本節(jié)課主要內(nèi)容

二、計算機網(wǎng)絡(luò)的概念及主要功能三、計算機網(wǎng)絡(luò)的分類及應(yīng)用一、計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展⑴第一階段20世紀50年代，人們開始將彼此獨立發(fā)展的計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合起來，完成了數(shù)據(jù)通信技術(shù)與計算通信網(wǎng)絡(luò)的研究，為計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生做好了技術(shù)準備，并奠定了理論基礎(chǔ)。⑵第二階段從20世紀60年代美國國防部的ARPANET與分組交換技術(shù)開始。⑶第三個階段大致從20世紀70年代中期開始。（OSI&TCP/IP）⑷第四階段從20世紀90年代開始。(Internet)計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展下一代網(wǎng)絡(luò)速度更快；內(nèi)容更加豐富；互動性更強。

圖1現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖以太網(wǎng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)路由器路由器路由器路由器路由器路由器通信子網(wǎng)到目前為止,計算機網(wǎng)絡(luò)并沒有一個確切的定義。其實，我們可以簡單地描述為：計算機網(wǎng)絡(luò)是通過通信線路連接起來的自治的計算機集合。該描述包括了3個方面的含義：①必須有兩臺或兩臺以上、具有獨立功能的計算機系統(tǒng)相互連接起來，以達到共享資源為目的；②計算機互相通信交換信息，必須有一條通道。這條通道的連接是物理的，由物理介質(zhì)來實現(xiàn)（例如銅線、光纖、微波、衛(wèi)星等）；③計算機系統(tǒng)之間的信息交換，必須要遵守某種約定和規(guī)則。以上從三個方面概括了計算機網(wǎng)絡(luò)的基本內(nèi)涵。因此，我們可以把計算機網(wǎng)絡(luò)定義為：二、計算機網(wǎng)絡(luò)概念

計算機網(wǎng)絡(luò)是把分布在不同地點，并具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來，在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件和協(xié)議的管理下，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享為目標的系統(tǒng)。

由多臺計算機組成的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型如圖2所示。圖2計算機互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本模型AB存儲器A機能使用B機的存儲器B機能使用A機的打印機計算機網(wǎng)絡(luò)概念資源共享觀點出發(fā)將計算機網(wǎng)絡(luò)定義為“以能夠相互共享資源的方式互連起來的自治計算機系統(tǒng)的集合”。資源共享觀點的定義符合目前計算機網(wǎng)絡(luò)的基本特征，其主要表現(xiàn)在： ⑴計算機資源的共享。 ⑵計算機分布在不同地理位置，獨立自治。 ⑶遵循全網(wǎng)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。三、計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能資源共享提高系統(tǒng)可靠性均衡負荷網(wǎng)絡(luò)通信資源共享分布式處理

1、資源共享⑴硬件資源：包括各種類型的計算機、大容量存儲設(shè)備、計算機外部設(shè)備，如彩色打印機、靜電繪圖儀等。

⑵軟件資源：包括各種應(yīng)用軟件、系統(tǒng)開發(fā)所用的支撐軟件、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。

⑶數(shù)據(jù)資源：包括數(shù)據(jù)庫文件、數(shù)據(jù)庫、辦公文檔資料、企業(yè)生產(chǎn)報表等。

⑷信道資源：通信信道可以理解為電信號的傳輸介質(zhì)。通信信道的共享是計算機網(wǎng)絡(luò)中最重要的共享資源之一。

2、網(wǎng)絡(luò)通信

通信通道可以傳輸各種類型的信息,包括數(shù)據(jù)信息和圖形、圖像、聲音、視頻流等各種多媒體信息。

三、計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能

3、分布處理

把要處理的任務(wù)分散到各個計算機上運行，而不是集中在一臺大型計算機上。這樣，不僅可以降低軟件設(shè)計的復(fù)雜性，而且還可以大大提高工作效率和降低成本。

4、

均衡負荷當網(wǎng)絡(luò)中某臺計算機的任務(wù)負荷太重時，通過網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序的控制和管理，將作業(yè)分散到網(wǎng)絡(luò)中的其它計算機中，由多臺計算機共同完成。

5、提高系統(tǒng)的可靠性在一個系統(tǒng)中，當某臺計算機、某個部件或某個程序出現(xiàn)故障時，必須采取替換資源的辦法來維持系統(tǒng)的繼續(xù)運行，以避免系統(tǒng)癱瘓。計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能四、計算機網(wǎng)絡(luò)的分類從不同方向來進行分類網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍交換方式傳輸介質(zhì)傳輸信道用途按覆蓋范圍分類：1、局域網(wǎng)2、城域網(wǎng)3、廣域網(wǎng)四、計算機網(wǎng)絡(luò)的分類（一）按覆蓋范圍分類

圖3局域網(wǎng)連接示意圖服務(wù)器工作站工作站工作站打印機

1、

局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）

局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計算機互聯(lián)成的計算機組。一般是方圓幾千米以內(nèi)。局域網(wǎng)可以實現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)是封閉型的，可以由辦公室內(nèi)的兩臺計算機組成，也可以由一個公司內(nèi)的上千臺計算機組成。

2、

城域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）城域網(wǎng)是局域網(wǎng)的延伸,用于局域網(wǎng)之間的連接,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模局限在一座城市范圍內(nèi),覆蓋的地理范圍從幾十至幾百公里。MAN的一個重要用途是用作骨干網(wǎng)，通過它將位于同一城市內(nèi)不同地點的主機、數(shù)據(jù)庫，以及LAN等互相聯(lián)接起來，這與WAN的作用有相似之處，但兩者在實現(xiàn)方法與性能上有很大差別。

（一）按覆蓋范圍分類

城域網(wǎng)絡(luò)路由器計算機圖4城域網(wǎng)鏈接示意圖

3、廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）覆蓋的范圍比局域網(wǎng)（LAN）和城域網(wǎng)（MAN）都廣。它將分布在不同地區(qū)的局域網(wǎng)或計算機系統(tǒng)互連起來，達到資源共享的目的。如互聯(lián)網(wǎng)是世界范圍內(nèi)最大的廣域網(wǎng)。公用交換網(wǎng)MANLANMANLAN圖5

廣域網(wǎng)連接示意圖（一）按覆蓋范圍分類局域網(wǎng)、城域網(wǎng)及廣域網(wǎng)的比較1、服務(wù)對象不同局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)通常是為了一個單位或系統(tǒng)服務(wù)的，而城域網(wǎng)則是為整個城市而不是為某個特定的部門服務(wù)的。2、建設(shè)方向不同建設(shè)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)包括資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩個方面，而城域網(wǎng)的建設(shè)主要集中在通信子網(wǎng)上，其中也包含兩個方面：一是城市骨干網(wǎng)，它與全國的骨干網(wǎng)相連：二是城市接入網(wǎng)，它把本地所有的聯(lián)網(wǎng)用戶與城市骨干網(wǎng)相連。3、覆蓋范圍和性能不同。1、計算機網(wǎng)絡(luò)是能夠?qū)崿F(xiàn)

的互連起來的自治計算機系統(tǒng)的集合。2、網(wǎng)絡(luò)按覆蓋的范圍可分為廣域網(wǎng)、___、___。四、計算機網(wǎng)絡(luò)的分類（二）按照網(wǎng)絡(luò)的交換方式進行分類電路交換報文交換分組交換1、電路交換通信過程電路建立階段數(shù)據(jù)傳送階段電路釋放階段圖7電路交換通信過程示意圖1、電路交換固話網(wǎng)電路交換圖8固話網(wǎng)電路交換示意圖廣域網(wǎng)電路交換1、電路交換圖9廣域網(wǎng)電路交換示意圖2、報文交換無需專用路徑對報文進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)圖10報文交換示意圖3、分組交換分組交換方式和報文交換方式類似，但報文被分成分組傳送，并規(guī)定了最大長度。分組交換技術(shù)是在數(shù)據(jù)網(wǎng)中最廣泛使用的一種交換技術(shù)，適用于交換中等或大量數(shù)據(jù)的情況。分組交換：虛電路交換和數(shù)據(jù)報交換圖分組交換示意圖虛電路交換數(shù)據(jù)傳輸單位是分組（一個報文可以分為多個分組）需要建立專用“虛”通路—虛電路采用“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”方式（3）分組交換圖12虛電路交換示意圖數(shù)據(jù)報交換數(shù)據(jù)傳輸單位是分組不需要建立專用通路采用“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”方式3、分組交換圖13數(shù)據(jù)報交換示意圖電路交換Vs報文交換Vs分組交換電路交換Vs報文交換Vs分組交換電路交換的優(yōu)點：

1、信息的傳輸時延小，對一次接續(xù)而言。傳輸時延固定不變。

2、信息以數(shù)字信號形式在數(shù)據(jù)通路中“透明”傳輸，交換機不對信息進行存儲、分析和處理，因此,對數(shù)據(jù)信息的傳輸效率比較高。

3、信息的編碼方法和信息格式由通信雙方協(xié)調(diào)，不受網(wǎng)絡(luò)的限制。電路交換的缺點：1、電路資源被通信雙方獨占，整個電路利用率低2、通信雙方在信息傳輸、編碼格式、同步方式或通信協(xié)議等方面要完全兼容，這就限制了各種不同的速率、不同代碼格式、不同通信協(xié)議的用戶終端直接的互通

3、有呼損，即可能出現(xiàn)由于對方用戶終端設(shè)備忙或交換網(wǎng)負載過重而呼叫不通

報文交換的優(yōu)點：

1、報文以“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”方式通過交換機，輸入、輸出電路的速率、電碼格式等可以不同。很容易實現(xiàn)各種不同類型終端之間的相互通信。

2、在報文交換的過程中，沒有電路接續(xù)的過程，來自不同用戶的報文可以在一條線路上以報文為單位進行多路復(fù)用，線路可以以它的最高傳輸能力工作，大大提高線路的利用率。3、用戶不需要叫通對方就可以發(fā)送報文，無呼損，并可以節(jié)省操作人員的時間。

缺點：

1、信息通過交換機的時延大，并且時延的變化也大。2、交換機要有能力對報文進行存儲。其中有的報文可能很長，要求交換機要有較強的處理能力和存儲容量。

3、報文交換不運用于即時交互式數(shù)據(jù)通信。

分組交換的優(yōu)點：

1、向用戶提供了不同的速率、不同代碼、不同同步方式、不同通信控制協(xié)議的數(shù)據(jù)終端之間能夠相互通信的靈活的通信環(huán)境

2、在網(wǎng)絡(luò)負載輕的情況下，信息的傳輸時延較小，而且變化范圍不大，能夠較好的滿足計算機交互業(yè)務(wù)的需求

3、實現(xiàn)線路動態(tài)統(tǒng)計復(fù)用，通信線路（包括中繼線和用戶環(huán)路）的利用率很高，在一條物理線路上可以同時提供多條信息通路缺點：1、由網(wǎng)絡(luò)附加的傳輸信息較多，對長報文通信的傳輸效率比較低。

2、技術(shù)實現(xiàn)有一定的復(fù)雜度。方式優(yōu)點缺點適用場景電路交換可靠、低時延、保序信道利用率低高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)量的持續(xù)的傳輸報文交換鏈路利用率高、支持多播、支持速度和代碼的轉(zhuǎn)換不可靠、高時延小數(shù)據(jù)量或間歇式的傳輸分組交換虛電路分組交換可靠、低時延、保序、減小每個分組的頭開銷鏈路故障影響大高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)量的持續(xù)的傳輸數(shù)據(jù)報分組交換無需呼叫建立不保序,鏈路故障影響小小數(shù)據(jù)量或間歇式的傳輸五、計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用辦公自動化數(shù)字通信分布式計算信息查詢遠程教育虛擬現(xiàn)實電子商務(wù)企業(yè)管理與決策

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給傳統(tǒng)的信息處理工作帶來了革命性的變化，同時也給傳統(tǒng)的管理帶來了很大的沖擊。目前，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、數(shù)字通信

數(shù)字通信是現(xiàn)代社會通信的主流，包括網(wǎng)絡(luò)電話、可視圖文系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)和電子郵件服務(wù)。

2、分布式計算

分布式計算包括兩個方面：一是將若干臺計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，將一個程序分散到各計算機上同時運行，然后把每一臺計算機計算的結(jié)果搜集匯總，整體得出結(jié)果；另一種是通過計算機將需要大量計算的題目送到網(wǎng)絡(luò)上的大型計算機中進行計算并返回結(jié)果。

3、信息查詢

信息查詢是計算機網(wǎng)絡(luò)提供資源共享的最好工具,通過“搜索引擎”，用少量的“關(guān)鍵”詞來概括歸納出這些信息內(nèi)容,很快地把你所感興趣的內(nèi)容所在的網(wǎng)絡(luò)地址一一羅列出來。計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

4、遠程教育

遠程教育是利用Internet技術(shù)開發(fā)的現(xiàn)代在線服務(wù)系統(tǒng)，它充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)可以跨越空間和時間的特點，在網(wǎng)絡(luò)平臺上向?qū)W生提供各種與教育相關(guān)的信息,做到“任何人在任何時間、任何地點，可以學習任何課程”。5、虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實是計算機軟硬件技術(shù)、傳感技術(shù)、機器人技術(shù)、人工智能及心理學等高速發(fā)展的結(jié)晶。虛擬現(xiàn)實與傳統(tǒng)的仿真技術(shù)都是對現(xiàn)實世界的模擬,即兩者都是基于模型的活動，而且都力圖通過計算機及各類裝置達到現(xiàn)實世界盡可能精確地再現(xiàn)。隨著計算機科學技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)與仿真技術(shù)必將在21世紀異彩紛呈，絢麗奪目。五、計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

6、電子商務(wù)

廣義的電子商務(wù)包括各行各業(yè)的電子業(yè)務(wù)、電子政務(wù)、電子醫(yī)務(wù)、電子軍務(wù)、電子教務(wù)、電子公務(wù)和電子家務(wù)等；狹義的電子商務(wù)指人們利用電子化