《計算機導論》課件第11章 計算機網(wǎng)絡基礎

第11章

計算機網(wǎng)絡基礎11.1初步認識計算機網(wǎng)絡11.2計算機網(wǎng)絡的構成11.1初步認識計算機網(wǎng)絡任務1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展任務2計算機網(wǎng)絡的功能任務3計算機網(wǎng)絡的分類任務1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展[任務描述]本任務了解計算機網(wǎng)絡的定義及其發(fā)展概況。[相關知識與技能]計算機網(wǎng)絡涉及計算機和通信兩個領域，是計算機技術和通信技術緊密結合的產(chǎn)物。計算機和通信的相互結合主要表現(xiàn)在兩個方面：●通信網(wǎng)絡為計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸和交換提供了必要手段；●計算機技術的發(fā)展?jié)B透到通信技術中，又提高了通信網(wǎng)絡的各種性能。計算機與通信的結合，產(chǎn)生了計算機網(wǎng)絡。任務1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展計算機網(wǎng)絡是將分散在不同地理位置上的，具有獨立功能的多臺計算機系統(tǒng)、各種終端設備、外部設備及其它附屬設備，通過通信設備和通信線路連接起來，在網(wǎng)絡協(xié)議和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的管理和控制下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、資源共享和分布處理的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，大致經(jīng)歷了四個階段：1.遠程終端聯(lián)機階段將計算機的遠程終端通過通信線路與大型主機連接，構成以單個計算機為主的遠程通信系統(tǒng)。系統(tǒng)中除一臺中心計算機外，其余終端沒有自主處理能力，系統(tǒng)的主要功能只是完成中心計算機和各終端之間的通信，各終端之間的通信只有通過中心計算機才能進行，因而又稱為“面向終端的計算機網(wǎng)絡”。任務1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展2.計算機網(wǎng)絡階段用高速傳輸線路將不同地點的計算機系統(tǒng)連接起來，甚至跨國連接，通過衛(wèi)星傳送信息等。系統(tǒng)中每臺計算機都具有自主處理功能，不存在主從關系。在這個階段中，出現(xiàn)了局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、遠程網(wǎng)（WAN）等網(wǎng)絡。3.網(wǎng)絡互連階段不同網(wǎng)絡之間實現(xiàn)連接。實現(xiàn)網(wǎng)絡互連需要有一個大家共同遵守的標準，國際標準化組織（ISO）于1984年頒布了“開放系統(tǒng)互連基本參考模型”（OSI），該模型將計算機網(wǎng)絡分成七個層次，促進了網(wǎng)絡互連技術的發(fā)展。任務1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展4.信息高速公路階段網(wǎng)絡互連技術的發(fā)展和普及、光纖通信和衛(wèi)星通信技術的發(fā)展，促進了網(wǎng)絡之間在更大范圍的互連。所謂信息高速公路，是把大量計算機資源用高速通信線路互連起來，實現(xiàn)信息的高速傳送。計算機網(wǎng)絡已經(jīng)成為當今計算機技術發(fā)展各個方面中最具發(fā)展?jié)摿妥罨钴S的方向之一，而且其發(fā)展的潛力十分強勁?，F(xiàn)在，傳統(tǒng)的通信方式在許多方面已經(jīng)逐步由計算機技術和通信技術結合的計算機網(wǎng)絡取代。任務1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展計算機網(wǎng)絡可以使遠距離的計算機用戶相互通信、數(shù)據(jù)處理和資源共享，從而能實現(xiàn)遠程通信、遠程醫(yī)療、遠程教學、電視會議、綜合信息服務等功能。隨著計算機技術和通信技術的發(fā)展，用于計算機網(wǎng)絡的硬件和軟件大量涌現(xiàn)，價格越來越便宜，操作越來越容易、方便，計算機網(wǎng)絡已經(jīng)成為人們工作和生活中不可缺少的工具，深受用戶的歡迎，得到了越來越廣泛的應用。任務2計算機網(wǎng)絡的功能[任務描述]本任務了解計算機網(wǎng)絡的功能。[相關知識與技能]計算機網(wǎng)絡的功能可歸納為以下幾個方面：1.資源共享資源共享包括硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源的共享，網(wǎng)絡中的用戶能在各自的位置上部分或全部地共享網(wǎng)絡中的硬件、軟件和數(shù)據(jù)，如繪圖儀、激光打印機、大容量的外部存儲器等，從而提高了網(wǎng)絡的經(jīng)濟性。軟件或數(shù)據(jù)的共享避免了軟件建設上的重復勞動和重復投資，以及數(shù)據(jù)的重復存儲，也便于集中管理。通過

Internet可以檢索許多聯(lián)機數(shù)據(jù)庫，查看到世界上許多著名的圖書館的館藏書目等，就是數(shù)據(jù)資源共享的一個例子。任務2計算機網(wǎng)絡的功能2.信息傳輸信息傳輸是計算機網(wǎng)絡的基本功能之一。在網(wǎng)絡中，通過通信線路可實現(xiàn)主機與主機、主機與終端之間各種信息的快速傳輸，使分布在各地的用戶信息得到統(tǒng)一、集中的控制和管理。例如，可用電子郵件快速傳遞票據(jù)、帳單、信函、公文、語音和圖像等多媒體信息，為大型企業(yè)提供決策信息，為各種用戶提供及時的郵件服務。此外，還可提供“遠程會議”、“遠程教學”、“遠程醫(yī)療”等服務。3.提高系統(tǒng)的可靠性在單機使用的情況下，如沒有備用機，一旦計算機有故障便引起停機。當計算機連成網(wǎng)絡后，網(wǎng)絡上的計算機可以通過網(wǎng)絡互為后備，提高了系統(tǒng)的可靠性。任務2計算機網(wǎng)絡的功能4.分布處理分布處理是計算機網(wǎng)絡研究的重點課題，可把復雜的任務劃分成若干部分，由網(wǎng)絡上各計算機分別承擔其中一部分任務，同時運行，共同完成，大大加強了整個系統(tǒng)的效能。當網(wǎng)絡中某一計算機負荷過重時，可將新的作業(yè)轉給網(wǎng)絡中其它較空閑的計算機去處理，以減少用戶的等待時間，均衡各計算機的負擔。

利用網(wǎng)絡技術還可以把許多小型機或微型機連成具有高性能的計算機系統(tǒng)，使它具有解決復雜問題的能力，而費用卻大為降低。5.系統(tǒng)便于擴充計算機網(wǎng)絡中的主機是通過通信線路松耦合的，可以很靈活地中接入新的計算機系統(tǒng)，達到擴充網(wǎng)絡系統(tǒng)功能的目的。任務3計算機網(wǎng)絡的分類[任務描述]了解計算機網(wǎng)絡的分類方法，以便進一步掌握計算機網(wǎng)絡的基本知識。[相關知識與技能]1.根據(jù)組成計算機網(wǎng)絡的地理范圍大小的不同，可分為廣域計算機網(wǎng)絡（WAN）、城域網(wǎng)（MAN）和局域計算機網(wǎng)絡（LAN）兩種。⑴廣域網(wǎng)（WAN）又稱遠程網(wǎng)，組成網(wǎng)絡的各計算機之間地理分布范圍廣，組網(wǎng)費用很高，一般利用公用傳輸網(wǎng)絡來組成。廣域網(wǎng)的作用范圍通常為幾十公里到幾千公里，常用于一個國家范圍或更大范圍內的信息交換，能實現(xiàn)較大范圍內的資源共享和信息傳送。遠程網(wǎng)的通信設備通常使用公共的通信設備、地面無線電通信和衛(wèi)星通信等設施，常常應用在鐵道管理、銀行核算和科技教育信息交換等各個方面。任務2計算機網(wǎng)絡的功能⑵局域網(wǎng)（LAN）又稱局部網(wǎng)，組成網(wǎng)絡的各計算機地理分布范圍較窄，一般用微型計算機通過高速通信線路相連。局域網(wǎng)的作用范圍通常限定在有限的地理范圍內，例如，在一個單位或幾幢相近的大樓范圍內的計算機網(wǎng)絡，連網(wǎng)計算機之間的距離一般在幾米至幾公里范圍內。局域網(wǎng)的通信線路一般為電話線、同軸電纜、雙絞線和光纖電纜等。⑶城域網(wǎng)（MAN）又稱為都市網(wǎng)，其作用范圍在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，一般為一個城市。2.按網(wǎng)絡的使用范圍劃分，可將計算機網(wǎng)絡分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。⑴公用網(wǎng)：由國家電信部門組建、控制和管理，為全社會提供服務的公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，凡是愿意按規(guī)定交納費用的都可以使用。⑵專用網(wǎng)：由某部門或公司組建、控制和管理，為特殊業(yè)務需要而組建的，不允許其它部門或單位使用的網(wǎng)絡。11.2計算機網(wǎng)絡的構成任務4計算機網(wǎng)絡的組成任務5計算機網(wǎng)絡的拓撲結構任務6網(wǎng)絡軟件任務7局域網(wǎng)的基本組成任務4計算機網(wǎng)絡的組成[任務描述]了解計算機網(wǎng)絡的組成，以便進一步掌握計算機網(wǎng)絡的基本知識。[相關知識與技能]計算機網(wǎng)絡由計算機通過通信線路互連而成，用戶通過終端訪問網(wǎng)絡。從組成網(wǎng)絡的設備或系統(tǒng)功能看，計算機網(wǎng)絡由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)構成。1.資源子網(wǎng)由多臺地理位置不同的計算機系統(tǒng)及終端設備組成，有些網(wǎng)絡還有大容量的硬盤、高速打印機和繪圖儀等供網(wǎng)絡用戶共享的外部設備，這些設備都統(tǒng)稱為網(wǎng)絡的節(jié)點，主要功能是提供網(wǎng)中共享硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫等資源，承擔面向應用的數(shù)據(jù)處理工作，向用戶提供數(shù)據(jù)處能力、數(shù)據(jù)存儲能力、數(shù)據(jù)管理能力、數(shù)據(jù)輸入輸出能力以及其他數(shù)據(jù)資源。任務4計算機網(wǎng)絡的組成一個具體的計算機網(wǎng)絡，不一定所有網(wǎng)絡資源都能為所有用戶共享，這取決于設計和應用要求。軟件資源包括本地系統(tǒng)軟件、應用軟件以及用于實現(xiàn)和管理共享資源的網(wǎng)絡軟件。2.通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)由傳輸介質、通信設備和通信軟件組成，主要功能是進行數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)交換和通信控制，為用戶共享網(wǎng)絡資源提供通信手段和通信服務。通信子網(wǎng)把資源子網(wǎng)中的各種資源連接起來，以實現(xiàn)資源子網(wǎng)中各種資源之間的信息交流和資源共享。任務4計算機網(wǎng)絡的組成[知識拓展]計算機網(wǎng)絡的物理構成主要包括以下部件：⑴主計算機（Hostcomputer）：簡稱主機，是資源子網(wǎng)的關鍵設備，主要擔負數(shù)據(jù)處理、執(zhí)行網(wǎng)絡協(xié)議、進行網(wǎng)絡控制和管理等工作，并且包括供用戶訪問的數(shù)據(jù)庫。⑵終端（Terminal）：是用戶訪問網(wǎng)絡的設備，主要作用是把用戶輸入的信息轉換為適合于傳送的信息并送到網(wǎng)絡上，或把網(wǎng)絡上其它節(jié)點通過通信線路傳送來信息轉換為用戶能識別的信息。智能終端還具有一定的運算、處理和管理能力。⑶通信控制處理機（CCP，CommunicationControlProcessor）：簡稱通信控制器，是執(zhí)行通信控制功能的專用計算機，主要作用是承擔通信控制與管理工作，減輕主機的負擔。任務4計算機網(wǎng)絡的組成⑷調制解調器（Modem）：負責把計算機數(shù)字信號和模擬信號進行轉換，借助Modem可以進行遠距離通信，并可實現(xiàn)多路復用。⑸集中器（Concentrator）：又稱集線器（HUB），可使多個網(wǎng)絡用戶共用一條傳輸線訪問網(wǎng)絡。⑹多路復用器（MUX）：是將多個分離的信號組合在一個傳輸媒介段上的設備，可以實現(xiàn)多路信號的同時傳輸，以有效地利用整個傳輸媒介的帶寬，提高信道的利用率。⑹通信線路：傳輸信息的載波媒體。任務5計算機網(wǎng)絡的拓撲結構[任務描述]學習拓撲與拓撲結構的定義，理解局域網(wǎng)中常見的拓撲結構，以便進一步掌握計算機網(wǎng)絡的基本知識。[相關知識與技能]拓撲是一種研究與大小、形狀無關的線和面構成圖形的特性的方法。網(wǎng)絡拓撲是指各種網(wǎng)絡構成的圖形的共同的基本性質的研究。計算機網(wǎng)絡由一組節(jié)點（Node）和連接節(jié)點的鏈路組成。節(jié)點分兩類：轉接節(jié)點（支持網(wǎng)絡線路連續(xù)作用，通過所連接的鏈路來轉發(fā)信息，如電話交換機、集線器等）和訪問節(jié)點（可以存儲、處理、發(fā)送和接收信息的端點）。計算機網(wǎng)絡的拓撲結構實質上是信道分布的拓撲結構。任務5計算機網(wǎng)絡的拓撲結構不同的拓撲結構可使信道的訪問技術、通信性能、設備開銷等各不相同，分別可適用于不同的場合。信道的拓撲結構分為兩類：點到點信道和廣播信道。局域網(wǎng)中，構成網(wǎng)絡服務器、工作站等設備通過電纜在物理上連接起來的形式，稱為網(wǎng)絡的拓撲結構。局域網(wǎng)的拓撲結構形狀就是網(wǎng)絡接點的位置和互連的幾何布局，即連接到網(wǎng)絡上的工作站（又稱節(jié)點）互連的幾何構形。任務5計算機網(wǎng)絡的拓撲結構局域網(wǎng)的拓撲結構分為星形、環(huán)形、總線形和樹形等，有些特殊的網(wǎng)絡也采用全互連結構。1.星形結構網(wǎng)絡有一個中央節(jié)點，其它節(jié)點（工作站、服務器等）都通過通信電纜與中央節(jié)點直接相連，如圖11-1(A)所示。任何兩個節(jié)點之間的通信都要通過中心節(jié)點進行。一個節(jié)點要傳送數(shù)據(jù)時，首先向中央節(jié)點發(fā)出請求，要求與目的節(jié)點建立連接，連接建立后，該節(jié)點才能向目的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。優(yōu)點是數(shù)據(jù)的傳輸不會發(fā)生碰撞，系統(tǒng)增加節(jié)點成本低，容易擴充。對較大型的網(wǎng)絡系統(tǒng)，到達中央節(jié)點的線路較多，存在著通信調度和管理的問題，使得中央節(jié)點的結構比較復雜，并且一旦中央節(jié)點發(fā)生故障，整個網(wǎng)絡將癱瘓。星形結構還需要大量的電纜。圖11-1星形拓撲結構和環(huán)形拓撲結構任務5計算機網(wǎng)絡的拓撲結構2.環(huán)形結構網(wǎng)絡中各個節(jié)點連接成一個封閉的環(huán)路，各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸是單向的，即數(shù)據(jù)沿一個方向在網(wǎng)上各節(jié)點之間環(huán)行傳輸，并且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都有地址信息，如圖11-1(B)所示。這種網(wǎng)絡結構可以將網(wǎng)絡延伸到較遠的距離，電纜費用較低。由于電纜連接自我閉合，在環(huán)路中發(fā)生的斷接也會導致整個系統(tǒng)的失效。任務5計算機網(wǎng)絡的拓撲結構3.總線結構網(wǎng)絡中各個節(jié)點通過相應的連接器連接到一條公共的總線上，總線主干的兩端必須安裝終端器，如圖11-2(A)所示。一個節(jié)點發(fā)出的信息，其它節(jié)點都可以收到。每個節(jié)點發(fā)出的信息包都帶有目的地址，各個節(jié)點都對網(wǎng)上傳輸?shù)男畔牡刂愤M行檢查，并接收與本節(jié)點地址相符的信息包。使用電纜較少，節(jié)點的安裝和拆卸非常簡單，一般某個節(jié)點的故障對整個網(wǎng)絡不產(chǎn)生影響，系統(tǒng)的可靠性較高。由于網(wǎng)絡上所有節(jié)點共享一條總線電纜，傳輸電纜在高流量的環(huán)境中會成為網(wǎng)絡的“瓶頸”，且任何電纜的故障都會導致整個網(wǎng)絡癱瘓。任務5計算機網(wǎng)絡的拓撲結構4、樹形結構總線結構上加分叉而形成，但不允許有閉合回路存在，如圖11-2(B)所示?？偩€結構的一般形式。和總線結構一樣，一個節(jié)點發(fā)送信息，所有網(wǎng)上的節(jié)點都可能接收。樹形結構在單個局域網(wǎng)絡系統(tǒng)中采用不多，如果把多個總線網(wǎng)或星形網(wǎng)連接在一起，或者連接到另一個大型機或一個環(huán)形網(wǎng)上，即可形成樹形拓撲結構。樹形結構非常適合于分主次、分等級的層次型管理系統(tǒng)。圖11-2總線拓撲結構和樹形拓撲結構任務5計算機網(wǎng)絡的拓撲結構[知識拓展]信道是指信號的傳輸通道，可分為物理信道和邏輯信道。其中，物理信道是指用來傳遞信號的一條物理通道，由傳輸介質和相關設備組成。按使用的傳輸介質不同，信道可分為有線信道和無線信道。有線信道可以是架空明線、同軸電纜、光釬電纜及微波導管等信道。無線信道可以是微波信道、短波信道等。信道所能傳送信號的頻率寬度（即可傳送信號的最高頻率和最低頻率之差）稱為信道的帶寬。任務6網(wǎng)絡軟件[任務描述]學習網(wǎng)絡協(xié)議的基本知識，理解OSI通信協(xié)議、IEEE802通信協(xié)議和TCP/IP通信協(xié)議，了解網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的功能，以便進一步掌握計算機網(wǎng)絡的基本知識。[相關知識與技能]計算機網(wǎng)絡中的資源共享、用戶通信、訪問控制、文件管理等功能，都要由網(wǎng)絡軟件來實現(xiàn)。網(wǎng)絡軟件主要包括網(wǎng)絡協(xié)議軟件、網(wǎng)絡通信軟件和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。1.網(wǎng)絡協(xié)議計算機網(wǎng)絡是由多種計算機和各類中斷通過通信線路連接起來的復雜系統(tǒng)，網(wǎng)絡的通信必須按照雙方事先約定的規(guī)則進行。這些規(guī)則規(guī)定了傳輸數(shù)據(jù)的格式和有關的同步問題。任務6網(wǎng)絡軟件協(xié)議是兩點之間信息傳輸?shù)囊?guī)則，包括檢驗傳輸錯誤的硬件和軟件規(guī)則與過程。這些為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定稱為網(wǎng)絡協(xié)議。協(xié)議由字符集、用于信息定時和定序的規(guī)則集、檢錯和糾錯過程組成。檢錯的常用手段有奇偶校驗、字符回送、檢驗和、循環(huán)冗余檢測（CRC）等。網(wǎng)絡協(xié)議是計算機網(wǎng)絡中不可缺少的重要組成部分，是網(wǎng)絡賴以工作的保證。網(wǎng)絡離不開通信，通信離不開協(xié)議。如果通信雙方無任何協(xié)議，則對所傳輸?shù)男畔o法理解，更談不上正確的處理和執(zhí)行。協(xié)議規(guī)定了有關功能部件在通信過程中的操作。參照計算機系統(tǒng)多層體系結構的原理，網(wǎng)絡系統(tǒng)的通信結構也采用分層結構的方法。任務6網(wǎng)絡軟件2.網(wǎng)絡的標準化組織網(wǎng)絡上所用到的標準是由某些團體組織所制定的，這些團體組織可能是專業(yè)團體，也可能是政府或國際性的公司等。為計算機網(wǎng)絡制定標準的組織主要有三個：⑴國際標準化組織ISO（InternationalStandardsOrganization），是世界上最著名的國際標準組織之一，主要由美國國家標準組織與其它國家的國家標準組織代表所組成。ISO對網(wǎng)絡最主要的貢獻是為開放式系統(tǒng)互連OSI（OpenSystemsInterconnection）建立的參考模型。⑵國際電子電器工程師協(xié)會IEEE（TheInstituteofElectricalandElectronicEngineer），是世界上最大的專業(yè)組織之一。對網(wǎng)絡的主要貢獻是對IEEE802協(xié)議的定義（主要用于局域網(wǎng)）。任務6網(wǎng)絡軟件⑶ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency）或稱DARPA（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency），由美國國防部所組成，從二十世紀六十年代以來不斷致力于研究不同種類計算機間的互相連接，如著名的TCP/IP與FTP協(xié)議。3.網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是整個網(wǎng)絡的核心。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)必須支持網(wǎng)絡管理、數(shù)據(jù)通信，允許數(shù)據(jù)通信軟件在系統(tǒng)上正常運行，進行接口控制、流控制、運行速率控制，支持撥號服務、文件傳輸協(xié)議、電子郵件服務、電子公告牌系統(tǒng)等。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的目標，是在用戶和網(wǎng)絡資源之間形成一個操作管理機構。這個管理機構應該是計算機軟件和通信協(xié)議的綜合，并與單機操作系統(tǒng)提供同等的服務能力。任務6網(wǎng)絡軟件簡單地說，理想的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)必須對使用所有網(wǎng)絡資源提供方便、一致和可控的存取方法；能調節(jié)資源之間的不兼容性，使它們能共同被利用；能支持對信息和文件的存取控制，并對資源的利用進行統(tǒng)計；能及時提供現(xiàn)有網(wǎng)絡資源的狀態(tài)信息。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)具有單機操作和網(wǎng)絡管理的雙重功能。在啟動網(wǎng)絡操作系統(tǒng)之前，網(wǎng)絡系統(tǒng)中各個獨立的系統(tǒng)互不干擾，能夠獨立進行工作。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)啟動后，網(wǎng)絡系統(tǒng)中各相對獨立的系統(tǒng)之間需要通信時，網(wǎng)絡操作系統(tǒng)可提供多用戶系統(tǒng)的功能。任務6網(wǎng)絡軟件[知識拓展]1.網(wǎng)絡通信協(xié)議簡介⑴OSI通信協(xié)議隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，不但要求網(wǎng)絡內部各工作站之間、工作站與服務器之間要遵守相應的協(xié)議標準，而且要求不同網(wǎng)絡之間也能互連，這就要求網(wǎng)絡是開放的、可以互連的。國際標準化組織（ISO）提出了開放性系統(tǒng)互連（OSI）的參考模型，即計算機網(wǎng)絡的七層協(xié)議，如圖11-3所示。任務6網(wǎng)絡軟件ISO將網(wǎng)絡通信功能分成一組層次分明的分層結構，每一層各自執(zhí)行自己承擔的任務，層與層之間相互溝通。依靠各層次之間的功能組合，為用戶提供與其它節(jié)點用戶之間存取通路。每一層的目標都是為高一層提供一定的服務，數(shù)據(jù)在一個節(jié)點到另一個節(jié)點之間的通信過程，是每一層將數(shù)據(jù)和控制信息傳遞給緊接著它的下一層，一直到達最下一層，在最下一層通過傳輸介質實現(xiàn)與另一個節(jié)點的物理通信。這個協(xié)議為計算機網(wǎng)絡產(chǎn)品的廠家提供了生產(chǎn)標準，大大地促進了網(wǎng)絡技術的發(fā)展。圖11-3開放系統(tǒng)互連參考模型任務6網(wǎng)絡軟件協(xié)議各層的主要功能簡介：①物理層（第一層）：提供與物理傳輸介質連接的途徑以及控制物理傳輸介質的方法。②數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）：提供信息在通信線路上如何可靠傳輸所需要的功能。③網(wǎng)絡層（第三層）：網(wǎng)絡上的計算機等設備之間利用網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)的工具，負責控制節(jié)點之間信息的傳輸，為第四層（傳輸層）的數(shù)據(jù)傳輸建立連接。④傳輸層（第四層）：又稱運輸層、傳送層或轉送層，根據(jù)子網(wǎng)的特性最佳地利用網(wǎng)絡資源，并以可靠和經(jīng)濟的方式，為兩個源工作站和目的工作站的會話層之間建立一條傳輸連接，以透明地傳送數(shù)據(jù)，并提供端點到端點的差錯恢復和流量控制。任務6網(wǎng)絡軟件⑤會話層（第五層）：又稱為對話層，在兩個互相通信的應用進程之間建立、組織和協(xié)調它們之間的連接（會話），發(fā)生意外時（如已建立的連接突然斷了），確定重新恢復會話應從何時開始，以及把面向網(wǎng)絡的會話地址變換為工作站的物理地址等。⑥表示層（第六層）：完成數(shù)據(jù)格式的轉換，提供標準的應用接口，以及公用的通信服務，主要解決用戶信息的語法表示問題。⑦應用層（第七層）：面向用戶，是用戶與應用進程的接口。任務6網(wǎng)絡軟件⑵IEEE802通信協(xié)議局域網(wǎng)的標準主要由IEEE802制定的，其中IEEE802.3標準說明以太網(wǎng)，IEEE802.5標準說明令牌環(huán)網(wǎng)，IEEE802.6標準說明城域網(wǎng)。IEEE802的標準只定義到最低兩層，即物理層與數(shù)據(jù)鏈路層，較高層的功能則留給網(wǎng)絡廠商決定。其中，數(shù)據(jù)鏈路層中又可分成兩個子層：①邏輯連接控制LLC（LogicLinkControl）：讓上層的網(wǎng)絡在使用網(wǎng)絡服務器時不必去考慮其下層是如何設置的。②介質存取控制MAC（MediumAccessControl）：定義多種不同的存取控制方法，以決定如何控制實際傳送介質的使用。任務6網(wǎng)絡軟件⑶TCP/IP通信協(xié)議TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）是美國國防部早期開發(fā)ARPANET的一部分結構，提供連接不同廠家計算機主機的通信協(xié)議。TCP/IP主要有兩個協(xié)議：①傳輸控制協(xié)議（TCP）：確保所有送到某個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能正確無誤的到達該系統(tǒng)。②網(wǎng)際協(xié)議（IP）：制定所有在網(wǎng)絡上流通的包標準網(wǎng)際協(xié)議（IP）提供跨越多個網(wǎng)絡的單一包傳送服務，傳輸控制協(xié)議（TCP）在網(wǎng)際協(xié)議（IP）的上面，提供面向連接的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務。任務6網(wǎng)絡軟件2.按照網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的功能，網(wǎng)絡可有三種體系結構：⑴對等式網(wǎng)絡結構不要求一個專用的服務器，每臺工作站都可以有絕對自主權，可以互相交換文件。例如，工作站Ａ想要使用工作站Ｂ的某一文件時，只要工作站Ｂ開放該文件，即可由工作站Ａ直接讀取該文件并可以寫入工作站Ａ的磁盤中，而不需經(jīng)過其它的工作站。前提是Ａ與Ｂ都必須是在相同的操作系統(tǒng)下。任務6網(wǎng)絡軟件⑵專用服務器結構需要一臺專用的文件服務器，所有的工作站都以該服務器為中心，即網(wǎng)絡上的工作站要作文件傳輸時，都需要通過服務器，無法在工作站之間直接傳輸。所有文件的讀取、消息的傳送等，都在服務器的控制下進行。由于將應用程序和數(shù)據(jù)存放在文件服務器上，當工作站的使用者需要應用程序和數(shù)據(jù)時，將從文件服務器上獲取，然后送到需要使用的工作站上，而且每一臺工作站都具有獨立運算和數(shù)據(jù)處理能力。這種是一種集中管理、分散處理的方式。任務6網(wǎng)絡軟件⑶客戶機／服務器結構將需要處理的工作分配給客戶機（Client）端和服務器（Server）處理。所謂的客戶機或服務器并沒有一定的界限，必要時兩者角色可以互換?？蛻魴C和服務器完全按其所扮演的角色而定?？蛻魴C是提出服務請求的一方，只要是主動提出服務的一方即為客戶機；服務器是提供服務的一方，只要答應需求方的請求而提供服務即為服務器?？蛻魴C／服務器結構中，工作站端直接與使用者打交道，服務器端不斷傾聽工作站端是否有任何要求，如果有，則解釋傳送來的消息，并且在服務器端上運行，最后才將結果與錯誤信息送回給工作站端，由工作站端呈現(xiàn)給用戶。任務7局域網(wǎng)的基本組成[任務描述]學習局域網(wǎng)的基本組成，了解各部分的主要功能，以便進一步掌握計算機網(wǎng)絡的基本知識。[相關知識與技能]局域網(wǎng)通常建立在集中的工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、政府部門和大學校園中，有著非常廣泛的應用領域，主要用于企事業(yè)單位的信息和過程管理、辦公自動化、工業(yè)自動化、計算機輔助教學、銀行系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)及校園網(wǎng)等方面。任務7局域網(wǎng)的基本組成1.局域網(wǎng)的硬件組成局域網(wǎng)的硬件組成通常包括：網(wǎng)絡服務器、工作站、網(wǎng)絡適配器、通信電纜等。⑴網(wǎng)絡服務器：又稱文件服務器，網(wǎng)絡的核心，負責管理網(wǎng)絡系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)，提供網(wǎng)絡共享打印服務，處理工作站之間的通信，響應工作站上網(wǎng)請求等。網(wǎng)絡服務器可以連接多種設備，如硬盤、打印機、調制解調器等，以供各工作站上的用戶使用，實現(xiàn)設備、資源共享。網(wǎng)絡軟件、公共數(shù)據(jù)庫等一般也是安裝在網(wǎng)絡服務器上。任務7局域網(wǎng)的基本組成⑵工作站：通過網(wǎng)卡和通信電纜連接到網(wǎng)絡服務器上，每臺工作站仍保持微型計算機的原有功能。工作站通過網(wǎng)絡對網(wǎng)絡服務器進行訪問，從網(wǎng)絡服務器中取得程序和數(shù)據(jù)后，在工作站上執(zhí)行；對數(shù)據(jù)進行加工處理后，又將處理結果存回到網(wǎng)絡服務器中。工作站面向用戶，供用戶直接使用。⑶網(wǎng)絡適配卡：又稱網(wǎng)絡接口卡（NIC），簡稱網(wǎng)卡，是將網(wǎng)絡各個節(jié)點上的設備連接到網(wǎng)絡上的接口部件。網(wǎng)卡負責執(zhí)行網(wǎng)絡協(xié)議、實現(xiàn)物理層信號的轉換等功能，是網(wǎng)絡系統(tǒng)中的通信控制器。網(wǎng)絡服務器和每個工作站上都至少安裝有一塊網(wǎng)絡適配卡，通過網(wǎng)卡與公共的通信電纜相連接。任務7局域網(wǎng)的基本組成要根據(jù)局域網(wǎng)的傳輸介質、計算機總線類型和總線寬度來選擇網(wǎng)卡。不同的傳輸介質、不同的總線類型、不同的總線寬度，應選用不同的網(wǎng)卡。⑷通信電纜：即傳輸介質，是決定網(wǎng)絡傳輸速率、網(wǎng)絡段最大長度、傳輸可靠性（抗電磁場干擾）以及網(wǎng)卡復雜性的重要因素。總線網(wǎng)上由服務器到允許連接的最遠工作站的一段傳輸介質，稱為網(wǎng)絡段（簡稱網(wǎng)段）。網(wǎng)絡可以由多個網(wǎng)段組成，各網(wǎng)段之間用中繼器連接。常用的傳輸介質類型有同軸電纜、雙絞線和光纖電纜等，其中同軸電纜又分粗電纜和細電纜兩種。電纜的選擇與網(wǎng)卡的類型有關，不同傳輸介質的電氣性能又有各自不同的特點。任務7局域網(wǎng)的基本組成⑸其它部件①終端匹配器：連接在總線網(wǎng)的兩頭端點上，一個總線網(wǎng)需要兩個終端匹配器。終端匹配器的作用是實現(xiàn)網(wǎng)絡端點的阻抗匹配。②調制解調器（MODEM）：用于遠程網(wǎng)的互連，其作用是進行傳輸信號的轉換，彌補通信線路質量的不足，如消除通信線路損耗失真和時延失真對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懙?。任?局域網(wǎng)的基本組成2.網(wǎng)絡軟件包括網(wǎng)絡協(xié)議、通信軟件和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等。網(wǎng)絡協(xié)議主要用于實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議功能；網(wǎng)絡通信軟件用于管理各個工作站之間的信息傳輸，如網(wǎng)絡驅動程序；網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是在網(wǎng)絡環(huán)境中進行資源管理的程序，主要包括文件服務程序、打印服務程序和網(wǎng)絡借口程序等。文件服務程序管理共享文件系統(tǒng)，打印服務程序實現(xiàn)共享打印機的管理，網(wǎng)絡接口程序管理工作站對不同資源的訪問。常見網(wǎng)絡操作系統(tǒng)有UNIX、Netware、Windows20