計(jì)算機(jī)課件第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

第一章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念

?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程

?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是用通信線(xiàn)路和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備

將分布于不同地點(diǎn)且具有獨(dú)立功能的若干

個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端設(shè)備及其附屬設(shè)備相

互連接起來(lái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)軟件（即通信協(xié)議、

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和

信息傳遞的系統(tǒng)。

注意：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不僅可以是計(jì)算機(jī)的連接,

還可以是外部設(shè)備及其他設(shè)備的連接。

1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，使

得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了許

多次重大的變化和發(fā)展。大致分為四個(gè)階

段：

?面向終端的第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

＞以ARPANET與分組交換技術(shù)為重要標(biāo)志的

第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

＞以O(shè)SI/RM模型為基礎(chǔ)的第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

?綜合化和高速化的第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1、面向終端的第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1946年世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENAIC問(wèn)世。直

到1954年，隨著收發(fā)器(Transceiver)終

端的研制成功，人們實(shí)現(xiàn)了將穿孔卡上的

數(shù)據(jù)通過(guò)電話(huà)線(xiàn)路發(fā)送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上。

之后，電傳打字機(jī)也作為遠(yuǎn)程終端和計(jì)算

機(jī)實(shí)現(xiàn)了相連，面向終端的第一代計(jì)算機(jī)

網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了。

其主要形式是：一臺(tái)主機(jī)通過(guò)電話(huà)線(xiàn)連接若

干個(gè)遠(yuǎn)程的終端，是一種以單個(gè)主機(jī)為中

心的星型網(wǎng)絡(luò)，但用戶(hù)終端并不具備數(shù)據(jù)

的存儲(chǔ)和處理能力。如圖1所示。

圖1:面向終端的第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

2、以ARPANET與分組交換技術(shù)為重要標(biāo)志

的第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)誕生于1969年。它采用了

更適合于數(shù)據(jù)通信的分組交換方式，以

“通信子網(wǎng)”為中心，使多個(gè)主機(jī)與終端

設(shè)備在通信子網(wǎng)的外圍構(gòu)成一個(gè)“資源子

網(wǎng)”。如圖2所示。

第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作方式一直延續(xù)到現(xiàn)

在，它所使用的協(xié)議組即TCP/IP協(xié)議。

圖2：第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型

分組交換演示:

3、以O(shè)SI/RM模型為基礎(chǔ)的第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

在早期的計(jì)算機(jī)組網(wǎng)中是有種種條件限制的，即同

一網(wǎng)絡(luò)中只能用同一廠(chǎng)家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)，其他計(jì)

算機(jī)廠(chǎng)家的計(jì)算機(jī)是無(wú)法接入的。其主要原因?yàn)?

(1)當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)并不象現(xiàn)在這樣普及

(2)沒(méi)有建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)

為了解決這種情況，1977年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織成立

了專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，提出了一個(gè)各種計(jì)算機(jī)能夠在世界

范圍內(nèi)互聯(lián)成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開(kāi)放系統(tǒng)

互連基本參考模型OSI/RM,簡(jiǎn)稱(chēng)OSI。

我們熟知的Internet就屬于第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

4、綜合化和高速化的第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)入20世紀(jì)90年代后隨

著數(shù)字通信的出現(xiàn)而產(chǎn)生的。它的特點(diǎn)是

綜合化和高速化。

綜合化指采用交換的數(shù)據(jù)傳送方式將多種業(yè)

務(wù)綜合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中完成。比如，我國(guó)提

倡的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,就是將圖像、

數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等信息以二進(jìn)制代碼0和1的形

式綜合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中來(lái)傳送。

高速化指的是網(wǎng)絡(luò)傳輸速度越來(lái)越快。

1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能有6點(diǎn)：

1、數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信即實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與終端、計(jì)算機(jī)與計(jì)算

機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的

功能，也是實(shí)現(xiàn)其他功能（電子郵件、遠(yuǎn)程

數(shù)據(jù)交換等）的基礎(chǔ)。

2、資源共享

網(wǎng)絡(luò)中可共享的資源有硬件資源、軟件資源、

數(shù)據(jù)資源，其中數(shù)據(jù)資源共享最重要。

3、遠(yuǎn)程傳輸

即分布在很遠(yuǎn)的用戶(hù)可以相互傳輸數(shù)據(jù)信息，

互相交流，協(xié)同工作。

4、集中管理

目前已經(jīng)有了許多MIS（管理信息系統(tǒng)）系統(tǒng),

0A（辦公自動(dòng)化）系統(tǒng)等，通過(guò)這些系統(tǒng)

可以實(shí)現(xiàn)日常工作的集中管理，提高工作

效率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

5、實(shí)現(xiàn)分布式處理

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得分布式計(jì)算成為可能。

對(duì)于大型的課題，可以分為許多小題目，

由不同的計(jì)算機(jī)分別完成，然后再集中起

來(lái)解決問(wèn)題。

6、負(fù)載平衡

負(fù)載平衡指工作被均勻的分配給網(wǎng)絡(luò)上的各

臺(tái)計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)控制中心負(fù)責(zé)分配和檢測(cè),

當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)載過(guò)重時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)

移部分工作到負(fù)載較輕的計(jì)算機(jī)中去處理。

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

1、包括網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件兩大部分。

網(wǎng)絡(luò)硬件主要包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站、網(wǎng)

卡、傳輸介質(zhì)（雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜

等）、集線(xiàn)器（HUB）、交換機(jī)、路由器、

網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)等。

網(wǎng)絡(luò)軟件包括各個(gè)電腦和通信設(shè)備上所使用

的操作系統(tǒng)、以及網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)所采用的網(wǎng)

絡(luò)協(xié)議。

操作系統(tǒng)：是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種軟件和

硬件資源進(jìn)行管理，使其得到充分利用并

方便用戶(hù)使用的一個(gè)系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)

是用戶(hù)和計(jì)算機(jī)的一個(gè)接口。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：是指網(wǎng)絡(luò)中為通信而事為約定的

一組通信規(guī)則。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)，

必須使用相同的通信協(xié)議。

2、包括資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩大部分

通信子網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)中面向數(shù)據(jù)傳輸或者數(shù)據(jù)通

信的部分資源集合，主要支持用戶(hù)數(shù)據(jù)的

傳輸。子網(wǎng)包括傳輸線(xiàn)路、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)

絡(luò)控制中心等軟硬件設(shè)施。

資源子網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)中面向數(shù)據(jù)處理的資源集合,

主要支持用戶(hù)的應(yīng)用。資源子網(wǎng)由用戶(hù)的

主機(jī)資源組成，包括接入網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)主機(jī)

以及面向應(yīng)用的外設(shè)（如終端）、軟件和

可共享的數(shù)據(jù)（如公共數(shù)據(jù)庫(kù)）等。

資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)。

一、按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類(lèi)

1、廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork,WAN)

作用范圍從幾十km到幾千km不等，有時(shí)也稱(chēng)遠(yuǎn)程網(wǎng)。

2、局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)

一般用高速通信線(xiàn)路將多個(gè)微型計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，數(shù)

據(jù)的傳輸速窣一般在10Mbit/s—1000Mb讓/s之間，

可以是一棟樓房或一個(gè)單位的內(nèi)部網(wǎng)。

3、城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork,MAN)

它的地理覆蓋范圍是一個(gè)城在。城域網(wǎng)的傳輸速率在

〔Mbit/s以上，但其作用隹禺約為5km—50km。

二、按交換方式

1、線(xiàn)路交換網(wǎng)絡(luò)(CircurtSwitching)最早出現(xiàn)在電

話(huà)系統(tǒng)中，早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采由此方式來(lái)傳輸數(shù)

據(jù)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)變換為模擬信號(hào)后才能在線(xiàn)路上

翔俞。

2、報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)(MessageSwitching)

報(bào)文交換是一種數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)通信開(kāi)始時(shí)，源機(jī)發(fā)

出的一個(gè)報(bào)文被存儲(chǔ)在交換器里，交換器根據(jù)報(bào)文

的目的地址選擇合適的路徑發(fā)送報(bào)文。所有數(shù)據(jù)放

在一個(gè)報(bào)文中，報(bào)文的大小不確定。

3、分組交換網(wǎng)絡(luò)(PacketSwitching)

是報(bào)文交換的改進(jìn)，將一個(gè)不定長(zhǎng)的報(bào)文劃分為許多

定長(zhǎng)的報(bào)文分組，以分組作為傳輸?shù)幕締挝弧＿@

樣大大簡(jiǎn)化了對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的管理，而且也加速

了信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速度。因此它稱(chēng)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)

絡(luò)由主流。

i

市

話(huà)

線(xiàn)路交換

本地郵政海淀郵政

支局\支局

市總局按地

址往省市郵

政局投寄郵

AW沈陽(yáng)市郵政局7件、發(fā)往天

本地郵政\省市郵政

津的郵件投

支局\局收到各支局收到

到天津市

地局來(lái)的市郵政局

北京市郵政總H郵件按地來(lái)的郵件

址發(fā)往各按地址交

支局給用廣二

支局把發(fā)天津市郵政局

往外地郵/

件投到南//

總局/河西區(qū)郵政

用支局

投

長(zhǎng)沙市郵政局

郵東城郵政

艙'支局

本地郵政

支局

本地郵政

支局

存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換

三、按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的

各個(gè)節(jié)點(diǎn)與通信線(xiàn)路之間的幾何關(guān)系來(lái)表

示網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，并反映出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各

實(shí)體（通信對(duì)象）之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

常用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：總線(xiàn)

型、星型、環(huán)型、樹(shù)型、網(wǎng)狀型等。

通常拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都指的是通信子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。

1、總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)

總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)是指各節(jié)點(diǎn)通過(guò)一條總線(xiàn)連接在

一起，如圖4所示。

圖4：總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)

總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可擴(kuò)充性好。

(2)網(wǎng)絡(luò)可靠性高，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間相應(yīng)速度快，

成本低，安裝使用方便。

(3)實(shí)時(shí)性較差。一

(4)維護(hù)難度大，查找分支節(jié)點(diǎn)故障較困難。

2、星型結(jié)構(gòu)

星型結(jié)構(gòu)是指各工作站以星型方式連接成網(wǎng),

如圖5所示。網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)都

與中央直接相連，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點(diǎn)為

中心，因此又稱(chēng)為集中式網(wǎng)絡(luò)。

圖5：星型

結(jié)構(gòu)

星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于管理。

(2)控制簡(jiǎn)單，便于建網(wǎng)。

(3)網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較少，傳輸誤差較低。

(4)成本高，可靠性較低，資源共享能力也

較差。

3、環(huán)型結(jié)構(gòu)

環(huán)型結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)中若干個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的

國(guó)路首尾相連形成一個(gè)閉合的環(huán)，如圖6所

7J\O

這種結(jié)構(gòu)使公共傳輸介質(zhì)組成環(huán)型連接，數(shù)

據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各節(jié)點(diǎn)間傳輸,

信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

圖6：環(huán)型結(jié)構(gòu)

環(huán)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）信息流在網(wǎng)中是單向逐點(diǎn)流動(dòng)，簡(jiǎn)化了

路徑選擇控制。

（2）環(huán)路上各點(diǎn)都是自舉控制，控制簡(jiǎn)單。

（3）當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過(guò)多時(shí)，影響信息傳輸速度,

使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。

（4）環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充。

（5）可靠性低，一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，將會(huì)造成全

網(wǎng)癱瘓。

（6）維護(hù)難，對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。

4、樹(shù)型結(jié)構(gòu)

樹(shù)型機(jī)構(gòu)是分級(jí)集中控制式網(wǎng)絡(luò),如圖7所示。

圖7：樹(shù)型

結(jié)構(gòu)

樹(shù)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

(1)與星型相比，它的通信線(xiàn)路總長(zhǎng)度短，

成本較低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充，尋找路徑比較

方便。

(2)除了葉節(jié)點(diǎn)及其相連的線(xiàn)路外，任一節(jié)

點(diǎn)或其相連的線(xiàn)路故障都會(huì)使系統(tǒng)受到影

響。

5、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

將多個(gè)子網(wǎng)或多個(gè)局域網(wǎng)連接起來(lái)，便構(gòu)成網(wǎng)狀型

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

(1)全部互連型：網(wǎng)絡(luò)的每節(jié)點(diǎn)之間都有點(diǎn)到點(diǎn)的

鏈路連接，如圖8所示。有時(shí)也稱(chēng)為分布式結(jié)構(gòu)