《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)教程》 課件 單元1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

單元1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義。掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成。掌握網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念與要素。理解網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信鏈路的概念與分類。理解網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)的組成。了解常見的傳輸介質(zhì)。了解網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的概念。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用21世紀(jì)的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息社會(huì)的命脈和發(fā)展知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)展最快的并起到核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。有線電視網(wǎng)絡(luò)向用戶傳送各種電視節(jié)目2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是將分布在不同地理位置、具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，用通信設(shè)備和通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要包括以下三個(gè)方面：（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的基本模塊，主要完成數(shù)據(jù)信息的收集、存儲(chǔ)、處理和輸出任務(wù)，提供各種網(wǎng)絡(luò)資源。根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的用途可分為兩類：服務(wù)器和終端。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要包括以下三個(gè)方面：（2）數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等組成，是連接網(wǎng)絡(luò)基本模塊的橋梁，提供各種連接技術(shù)和信息交換技術(shù)。傳輸介質(zhì)是傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的物理通道，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備。傳輸介質(zhì)分為有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)之間的連接、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)等功能，主要包括調(diào)制解調(diào)器、路由器和交換機(jī)等。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要包括以下三個(gè)方面：（3）網(wǎng)絡(luò)軟件。網(wǎng)絡(luò)軟件主要包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義互聯(lián)網(wǎng)（internet）網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)通過路由器互連起來，這樣就構(gòu)成了一個(gè)覆蓋范圍更大的網(wǎng)絡(luò)，即互聯(lián)網(wǎng)（internet）。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義因特網(wǎng)（Internet）當(dāng)前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，將不同類型、不同規(guī)模、位于不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)互連在一起，實(shí)現(xiàn)全球范圍的數(shù)據(jù)通信和資源共享。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成（1）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信鏈路從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由若干節(jié)點(diǎn)（node）和連接這些節(jié)點(diǎn)的鏈路（link）組成。圖1-1-1

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與通信鏈路3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分為訪問節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)和混合節(jié)點(diǎn)。訪問節(jié)點(diǎn)指擁有計(jì)算機(jī)資源的用戶設(shè)備，主要起信源和信宿的作用，常見的訪問節(jié)點(diǎn)有用戶主機(jī)和終端等。轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)指那些在網(wǎng)絡(luò)通信中起到數(shù)據(jù)交換和轉(zhuǎn)接作用的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，比如集線器、交換機(jī)、路由器?；旌瞎?jié)點(diǎn)指的是既可以作為訪問節(jié)點(diǎn)，又可以作為轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成通信鏈路通信鏈路是指兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸信息和數(shù)據(jù)的線路。通信鏈路分為物理鏈路和邏輯鏈路。物理鏈路是一條點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路，中間沒有任何交換節(jié)點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通路往往是由許多物理鏈路串結(jié)而成。邏輯鏈路是具備數(shù)據(jù)傳輸控制能力，在邏輯上起作用的物理鏈路。在物理鏈路上加上用于數(shù)據(jù)傳輸控制的硬件和軟件，就構(gòu)成了邏輯鏈路。只有在邏輯鏈路上才可以真正傳輸數(shù)據(jù)，而物理鏈路是邏輯鏈路形成的基礎(chǔ)。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成（2）網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)從資源構(gòu)成的角度，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。硬件可以分成兩部分：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理能力的計(jì)算機(jī)與終端，以及負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的通信控制處理機(jī)、通信線路。終端終端是網(wǎng)絡(luò)中的用戶訪問網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作、實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的重要工具，有時(shí)也稱為客戶機(jī)、工作站等。終端可以通過主機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)，也可以通過終端控制器接入網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)主機(jī)通常被稱為服務(wù)器，是一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)，用于網(wǎng)絡(luò)管理、運(yùn)行應(yīng)用程序、連接一些外部設(shè)備。根據(jù)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中所提供的服務(wù)不同，可將其劃分為打印服務(wù)器、通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器（如WWW服務(wù)器、Email服務(wù)器、FTP服務(wù)器）等。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)通信控制處理機(jī)通信控制處理機(jī)主要負(fù)責(zé)主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸控制，其主要功能包括線路傳輸控制、錯(cuò)誤檢測與恢復(fù)、代碼轉(zhuǎn)換等。通信線路通信線路是網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間承載信號(hào)傳輸?shù)男诺?，可采用多種傳輸介質(zhì)，如雙絞線、光纖、同軸電纜、微波、衛(wèi)星等。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)之間的連接、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)、數(shù)據(jù)信號(hào)的變換和路由選擇。如：交換機(jī)、路由器、調(diào)制解調(diào)器、無線通信接收和發(fā)送器、用于光纖通信的編碼解碼器等。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成中心交換機(jī)

服務(wù)器服務(wù)器遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)Internet處理機(jī)路由器工作站Modem終端子網(wǎng)子網(wǎng)終端HUBHUB圖1-1-2網(wǎng)絡(luò)硬件組成示意圖1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)功能不可缺少的軟件環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)一般包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件五部分組成。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)之間的用戶通信，以及全網(wǎng)硬件和軟件資源的共享，并向用戶提供統(tǒng)一的、方便的網(wǎng)絡(luò)接口，便于用戶使用網(wǎng)絡(luò)。常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Linux、UNIX、NetWare和Windowsserver。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件是用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能的軟件。典型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件有TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議、IEEE802標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議系列等。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成網(wǎng)絡(luò)管理軟件網(wǎng)絡(luò)管理軟件是用來對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理以及對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)的軟件，如性能管理、配置管理、故障管理、記費(fèi)管理、安全管理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視與統(tǒng)計(jì)等。網(wǎng)絡(luò)通信軟件網(wǎng)絡(luò)通信軟件是用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備之間進(jìn)行通信的軟件，使用戶能夠在不必詳細(xì)了解通信控制規(guī)程的情況下，控制應(yīng)用程序與多個(gè)站進(jìn)行通信，并對大量的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和管理。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是指為某一個(gè)具體應(yīng)用目的而開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)軟件，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供一些實(shí)際的應(yīng)用服務(wù)。比如，遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上購物、傳送電子郵件、視頻會(huì)議等。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成（3）通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)從邏輯功能上，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)數(shù)據(jù)處理，向用戶提供資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理資源和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源。通信子網(wǎng)為用戶提供數(shù)據(jù)的傳輸、轉(zhuǎn)接、加工、變換等，負(fù)責(zé)在端節(jié)點(diǎn)之間傳送報(bào)文。圖1-1-3

資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)感謝聆聽單元1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握四個(gè)階段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、典型代表。理解ARPANET的發(fā)展以及產(chǎn)生的影響。掌握并理解OSI模型和TCP/IP協(xié)議。了解中國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要事件。1.第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)50年代至60年代）：遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段，主要特點(diǎn)是如下：①以主機(jī)為中心，面向終端。②分時(shí)訪問和使用中央服務(wù)器上的信息資源。③中央服務(wù)器的性能和運(yùn)算速度決定連接終端用戶的數(shù)量。圖1-2-1第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意1.第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1951年，美國麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室開始為美國空軍設(shè)計(jì)稱為SAGE的半自動(dòng)化地面防空系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合的先驅(qū)。圖1-2-2

SAGE半自動(dòng)化地面防空系統(tǒng)2.第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代至70年代中期）：多機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)階段。從20世紀(jì)60年代中期開始進(jìn)行主機(jī)互聯(lián)，多個(gè)獨(dú)立的主計(jì)算機(jī)通過線路互聯(lián)構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，無網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，只是通信網(wǎng)。圖1-2-3第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意2.第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)如下：①以通信子網(wǎng)為中心，實(shí)現(xiàn)了“計(jì)算機(jī)——計(jì)算機(jī)”的通信。②ARPANET的出現(xiàn)，為Internet以及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。③大批公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的出現(xiàn)。④局域網(wǎng)的成功研制。圖1-2-4

阿帕網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室2.第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1969年，美國國防部高級研究計(jì)劃管理局開始建立一個(gè)命名為ARPANET（阿帕網(wǎng)）的網(wǎng)絡(luò)，但是只有4個(gè)結(jié)點(diǎn)。ARPANET主要是用于軍事研究目的。1971年ARPANET發(fā)展到15個(gè)站點(diǎn)，23臺(tái)主機(jī)。1973年ARPANET擴(kuò)展成國際互聯(lián)網(wǎng)。圖1-2-5

ARPANET連接四個(gè)節(jié)點(diǎn)斯坦福大學(xué)猶他州大學(xué)加利福尼亞州大學(xué)洛杉機(jī)分校加州大學(xué)圣巴巴拉分校2.第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ARPANET被公認(rèn)為是世界上第一個(gè)采用分組交換技術(shù)組建的網(wǎng)絡(luò)。ARPANET主要是用于軍事研究目的。ARPANET奠定了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)，成為今天因特網(wǎng)的前身，最終發(fā)展成為今天的Internet。ARPANET成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)誕生的標(biāo)志。圖1-2-6

ARPANET的發(fā)展3.第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)70年代中期至90年代）：標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)階段。第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并遵守國際標(biāo)準(zhǔn)的開放式和標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)。主要特點(diǎn)如下：①網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的要求更為迫切。②制定出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)——OSI參考模型。③隨著Internet的發(fā)展,TCP/IP協(xié)議簇廣泛應(yīng)用。④局域網(wǎng)的全面發(fā)展。圖1-2-7

OSI模型和TCP/IP模型3.第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI模型將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為七層，分層原則如下：①網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)都具有相同的層次。②不同節(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能。③同一節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信。④每一層使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)。⑤不同節(jié)點(diǎn)的對等層通過協(xié)議來實(shí)現(xiàn)對等層之間的通信。圖1-2-8

OSI模型3.第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)TCP/IP模型將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為四層，分層特點(diǎn)如下：①協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是完全開放的，獨(dú)立于計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)。②獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)，可以運(yùn)行在廣域網(wǎng)，適合于互聯(lián)網(wǎng)。③網(wǎng)絡(luò)地址統(tǒng)一分配，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備和終端都具有唯一地址。④高層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，可以提供多種可靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。圖1-2-9

TCP/IP模型4.第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)90年代之后）：互聯(lián)與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展階段。1993年6月，美國提出NII計(jì)劃(NationalInformationInfrastructure)，建立信息高速公路。由于局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成熟，出現(xiàn)光纖及高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就像一個(gè)對用戶透明的大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，發(fā)展為以Internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)，其主要特征是綜合化、高速化、智能化和全球化。5.中國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史中國的第一封電子郵件1987年9月14日，CANET（ChineseAcademicNetwork）與德國卡爾斯魯厄大學(xué)互聯(lián)，向世界發(fā)出第一封電子郵件：AccrossGreatWallwecanreacheverycornerintheworld（跨越長城，走向世界）。5.中國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史中國連入互聯(lián)網(wǎng)1994年4月，中關(guān)村教育與科研示范網(wǎng)絡(luò)（NCFC）連入Internet的64kb國際專線開通，實(shí)現(xiàn)了與Internet的功能連接，從此中國被國際上正式承認(rèn)為有互聯(lián)網(wǎng)的國家。5.中國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史中國的四大骨干網(wǎng)1997年4月，中國建成四大骨干網(wǎng)，分別是中國教育與科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)（CERNET）、中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)（CSTNET）、中國金橋信息網(wǎng)（ChinaGBNET）、中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（ChinaNET）。感謝聆聽單元1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用

學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能。理解資源共享的概念。熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能（1）資源共享網(wǎng)絡(luò)資源包括硬件資源（比如，大容量磁盤、光盤陣列、打印機(jī)等），軟件資源（比如，軟件應(yīng)用軟件等）和數(shù)據(jù)資源（比如，數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫等）。共享是指網(wǎng)絡(luò)中的用戶能夠部分或者全部地享受這些資源。（2）數(shù)據(jù)通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使分布在不同地域的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以及時(shí)、快速地傳遞各種信息，包括文字信件、新聞消息、資訊信息、圖片資料、聲音、視頻流等各種多媒體信息，極大地縮短不同地點(diǎn)計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能（3）提高可靠性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的冗余備份系統(tǒng)可以隨時(shí)接替主機(jī)工作。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以利用多個(gè)服務(wù)器為用戶提供服務(wù)，當(dāng)某個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)崩潰時(shí)，其他服務(wù)器可以繼續(xù)提供服務(wù)；也可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)地方，當(dāng)某個(gè)地方不能訪問時(shí)，可以方便地從其他地方進(jìn)行訪問。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能（4）提供負(fù)載均衡與分布式處理能力分布式處理是將任務(wù)分散到網(wǎng)絡(luò)中不同的計(jì)算機(jī)上并行處理，而不是集中在一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)上，使其具有解決復(fù)雜問題的能力。這樣可以大大提高效率和降低成本。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能（5）集中管理對于那些地理位置上分散而事務(wù)需要集中管理的組織部門，可通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)集中管理。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能（6）綜合信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的一大發(fā)展趨勢是多維化，即在一套系統(tǒng)上提供集成的信息服務(wù)，包括來自政治、經(jīng)濟(jì)、生活等各方面的資源。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（1）信息交流信息交流始終是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主要方面：如收發(fā)E-mail、瀏覽WWW信息、在BBS上討論問題、在線聊天、多媒體教學(xué)等。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（2）信息查詢信息查詢是計(jì)算機(jī)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，很快把你所感興趣內(nèi)容所在的網(wǎng)址羅列出來。例如，百度作為全球最大的中文搜索引擎公司，是用戶獲取信息的最主要入口，用戶可以在PC、Pad、手機(jī)上訪問百度主頁，通過文字、語音、圖像多種交互方式瞬間找到所需要的信息和服務(wù)。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（3）辦公自動(dòng)化現(xiàn)在的辦公室自動(dòng)化管理系統(tǒng)可以通過在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上安裝文字處理機(jī)、智能復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等設(shè)備，以及報(bào)表、統(tǒng)計(jì)及文檔管理系統(tǒng)來處理這些工作，使工作的可靠性和效率明顯提高。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（4）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)指人們利用電子化網(wǎng)絡(luò)化手段進(jìn)行商務(wù)活動(dòng)。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（5）過程控制過程控制廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)車間。也應(yīng)用于軍事作戰(zhàn)、危險(xiǎn)作業(yè)、航行、汽車行駛控制等領(lǐng)域。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（6）分布式計(jì)算分布式計(jì)算包括兩個(gè)方面：一是將若干臺(tái)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，將一個(gè)程序分散到各計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行，然后把每一臺(tái)計(jì)算機(jī)計(jì)算的結(jié)果搜集匯總，整體得出結(jié)果；另一種是通過計(jì)算機(jī)將需要大量計(jì)算的題目送到網(wǎng)絡(luò)上的大型計(jì)算機(jī)中進(jìn)行計(jì)算并返回結(jié)果。感謝聆聽單元1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.4資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)理解資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的概念。掌握資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的作用。掌握資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的主要設(shè)備。1.資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)從邏輯功能上可把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)子網(wǎng)：資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。一次完整的數(shù)據(jù)交換過程必須由網(wǎng)絡(luò)中的資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)共同作用，緊密配合才能真正實(shí)現(xiàn)。二者缺一不可，相互作用。圖1-4-1資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)2.資源子網(wǎng)的定義與功能資源子網(wǎng)的定義資源子網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中面向用戶的部分，處于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的外層。它由主機(jī)系統(tǒng)、終端、終端控制器、連網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網(wǎng)的功能資源子網(wǎng)是各種網(wǎng)絡(luò)資源（硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息）的集合，負(fù)責(zé)全網(wǎng)面向用戶的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享。通過資源子網(wǎng)，用戶可方便地使用本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)地資源。由于它將通信子網(wǎng)的工作對用戶屏蔽起來，使得用戶使用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)資源就如同使用本地資源一樣方便。2.資源子網(wǎng)的定義與功能通信子網(wǎng)的定義通信子網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層，負(fù)責(zé)信息的傳輸。通信子網(wǎng)主要由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信鏈路組成，通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、通信控制軟件等屬于通信子網(wǎng)。3.通信子網(wǎng)的定義與功能通信子網(wǎng)的功能網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)通過通信子網(wǎng)連接。通信子網(wǎng)的功能是把消息從一臺(tái)主機(jī)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)主機(jī)。通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信部分，主要完成數(shù)據(jù)的傳輸、交換、轉(zhuǎn)接、加工以及通信控制，為端節(jié)點(diǎn)之間傳送報(bào)文。通信子網(wǎng)的主要設(shè)備有：網(wǎng)卡、交換機(jī)、集線器、路由器、中繼器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)、傳輸介質(zhì)等。3.通信子網(wǎng)的定義與功能通信子網(wǎng)有以下兩種類型：（1）公用型：為公共用戶提供服務(wù)并共享這其通信資源的通信子網(wǎng)?；谕粋€(gè)通信子網(wǎng)可組建多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，比如公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)就屬于公用型通信子網(wǎng)。3.通信子網(wǎng)的定義與功能通信子網(wǎng)有以下兩種類型：（2）專用型：專門為特定的一組用戶構(gòu)建的通信子網(wǎng)，比如各類金融銀行網(wǎng)、證券網(wǎng)。3.通信子網(wǎng)的定義與功能感謝聆聽單元1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類。掌握不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。掌握局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的概念與特點(diǎn)。1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)和通信鏈路所組成的幾何形狀，是網(wǎng)絡(luò)的抽象布局圖像。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)間的連接方式及結(jié)構(gòu)關(guān)系，給出網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)的全貌。拓?fù)湓O(shè)計(jì)對網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)可靠性與通信費(fèi)用都有重大影響。常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有五種：總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（1）總線型（2）星型（3）樹型（4）環(huán)型（5）網(wǎng)狀型圖1-5-1

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡圖1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)采用一條公共總線作為傳輸介質(zhì)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)通過相應(yīng)的硬件接口入網(wǎng)，信號(hào)沿總線進(jìn)行廣播傳送。圖1-5-2總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)①布線容易。無論是連接幾個(gè)建筑物或是樓內(nèi)布線，都容易施工安裝。②增刪容易。如果需要增加或撤下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)，只需增加或拔掉一個(gè)硬件接口即可實(shí)現(xiàn)。需要增加長度時(shí)，可通過中繼器加上一個(gè)支段來延伸距離。③節(jié)約線纜。只需要一根公共總線，兩端的終結(jié)器就安裝在兩端的計(jì)算機(jī)接口上，線纜的用量最省。④可靠性高。網(wǎng)絡(luò)中任何結(jié)點(diǎn)的故障都不會(huì)造成全網(wǎng)故障，可靠性高?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)①在任何兩個(gè)站點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)都要經(jīng)過總線，總線成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，當(dāng)計(jì)算機(jī)站點(diǎn)多時(shí)，容易產(chǎn)生信息堵塞，傳遞不暢。②總線傳輸距離有限，通信范圍受到限制。③當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，故障診斷困難，故障隔離更困難。表1-5-1總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)對點(diǎn)通信線路與中心節(jié)點(diǎn)連接。中心節(jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)的通信，任何兩節(jié)點(diǎn)之間的通信都要通過中心節(jié)點(diǎn)。中心節(jié)點(diǎn)有兩類：一類中心節(jié)點(diǎn)是一臺(tái)功能很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，它既是一臺(tái)處理信息的獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，又是信息轉(zhuǎn)接中心；另一類中心節(jié)點(diǎn)并不是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，而是一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接或交換設(shè)備，如交換機(jī)或集線器。圖1-5-3星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)①可靠性高。對于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)來說，每臺(tái)計(jì)算機(jī)及其接口的故障不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)，也不會(huì)影響其他網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)發(fā)生全網(wǎng)的癱瘓。②故障檢測和隔離容易，網(wǎng)絡(luò)容易管理和維護(hù)。③可擴(kuò)性好，配置靈活。增、減、改一個(gè)站點(diǎn)容易實(shí)現(xiàn)，與其他節(jié)點(diǎn)沒有關(guān)系。④傳輸速率高。每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)占一條傳輸線路，消除了數(shù)據(jù)傳送堵塞現(xiàn)象。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可靠性依賴中心節(jié)點(diǎn)。表1-5-2

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以看成是星型拓?fù)涞臄U(kuò)展，其實(shí)質(zhì)是星型結(jié)構(gòu)的層次堆疊。在樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上、下節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，相鄰及同層節(jié)點(diǎn)之間一般不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)交換量小。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于匯集信息的應(yīng)用要求。圖1-5-4樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)①擴(kuò)展方便?？梢苑奖愕剡M(jìn)行層的擴(kuò)展，從而連接更多的節(jié)點(diǎn)。②分離容易。當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題時(shí)，可以很容易地將其從樹型結(jié)構(gòu)中移除，而不影響其他部分的正常工作。對高層節(jié)點(diǎn)性能要求高，因?yàn)楦邔庸?jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，則對應(yīng)分支網(wǎng)絡(luò)將癱瘓，影響各部分之間的通信。表1-5-3

樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)對點(diǎn)通信線路接成閉合環(huán)路，環(huán)中數(shù)據(jù)將沿一個(gè)方向逐站傳送。圖1-5-5環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)①適合光纖連接。環(huán)型是點(diǎn)到點(diǎn)連接，沿一個(gè)方向單向傳輸，非常適用于光纖作為傳輸介質(zhì)。②簡化路徑選擇控制，不易發(fā)生地址沖突。③各節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡。④初始安裝容易，線纜用量少。①結(jié)點(diǎn)故障會(huì)引起全網(wǎng)故障，可靠性差。②網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜，投資費(fèi)用高。表1-5-4

環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又稱無規(guī)則型。在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)之間的連接是任意的，沒有規(guī)律。在通信時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)地選擇通信路徑。圖1-5-6網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)①具有較高的可靠性。②網(wǎng)內(nèi)結(jié)點(diǎn)共享資源容易。③可改善線路的信息流量分配①結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難。②每個(gè)結(jié)點(diǎn)都與多點(diǎn)進(jìn)行連接，必須采用路由算法和流量控制方法。表1-5-5

網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2.按覆蓋區(qū)域分類由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和計(jì)算機(jī)之間互連距離不同，所采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸技術(shù)也不同，因而形成不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。一般可以分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）三類。表1-5-6

局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的范圍2.按覆蓋區(qū)域分類（1）局域網(wǎng)局域網(wǎng)是一種私有網(wǎng)絡(luò)，一般在一座建筑物內(nèi)，比如家庭、辦公室或工廠。局域網(wǎng)自身相對其他網(wǎng)絡(luò)傳輸速度更快，性能更穩(wěn)定，框架簡易，具有封閉性。局域網(wǎng)的作用范圍是幾百到幾千米，通常用于組建企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)。圖1-5-7局域網(wǎng)示意圖2.按覆蓋區(qū)域分類（2）城域網(wǎng)城域網(wǎng)一般來說是在一個(gè)城市，但不在同一地理小區(qū)范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)，覆蓋的地理范圍從幾十至幾百公里。在一個(gè)大型城市，一個(gè)MAN網(wǎng)絡(luò)通常連接著多個(gè)LAN網(wǎng)，如連接政府機(jī)構(gòu)的LAN、醫(yī)院的LAN、電信的LAN、公司企業(yè)的LAN等。圖1-5-8城域網(wǎng)示意圖2.按覆蓋區(qū)域分類（3）廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，是指在一個(gè)很大地理范圍（從數(shù)百公里到數(shù)千公里，甚至上萬公里）由許多局域網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)是將遠(yuǎn)距離的網(wǎng)絡(luò)和資源連接起來的任何系統(tǒng)，主要用在一個(gè)地區(qū)、行業(yè)甚至在全國范圍內(nèi)組網(wǎng),達(dá)到資