計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第一頁，共27頁。認(rèn)識計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界2023/4/19第二頁，共27頁。1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與功能1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.4網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容2023/4/19第三頁，共27頁。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地理位置不同，且有獨(dú)立功能的多個計算機(jī)系統(tǒng)利用通信設(shè)備和線路互相連接起來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)。1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義最簡單的定義：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一些自主計算機(jī)的互連集合。

2023/4/19第四頁，共27頁。1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成具有遠(yuǎn)程通信功能的單機(jī)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程通信功能的多機(jī)系統(tǒng)具有統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)、國際化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2023/4/19第五頁，共27頁。具有遠(yuǎn)程通信功能的單機(jī)系統(tǒng)

其基本思想是在計算機(jī)內(nèi)增加一個通信裝置，使主機(jī)具備通信功能。將遠(yuǎn)程用戶的輸入輸出裝置通過通信線路與計算機(jī)的通信裝置相連。這樣，用戶就可以在遠(yuǎn)程終端上鍵入自己的程序和數(shù)據(jù)，再由主機(jī)進(jìn)行處理，處理結(jié)果通過主機(jī)的通信裝置，經(jīng)由通信線路返回給用戶終端。2023/4/19第六頁，共27頁。具有遠(yuǎn)程通信功能的多機(jī)系統(tǒng)在主機(jī)前設(shè)置一臺通信處理機(jī)，專門負(fù)責(zé)與終端的通信工作?？梢詤f(xié)助主機(jī)對信息進(jìn)行預(yù)處理，讓主機(jī)的時間全部花在數(shù)據(jù)處理上。這樣就顯著地提高了主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的效率。在用戶終端較集中的區(qū)域設(shè)置線路集中器。大量終端先通過低速線路連到集中器上，集中器按照某種策略分別響應(yīng)各個終端，并把終端送來的信息按一定格式匯集起來，再通過高速傳輸線路一起送給前端處理機(jī)。2023/4/19第七頁，共27頁。具有統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)、國際化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

將分布在不同地理位置上的、具有獨(dú)立功能的計算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路和通信設(shè)備連接起來，按照某種事先約定的規(guī)則（通信協(xié)議）進(jìn)行信息交換，以實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)稱為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。2023/4/19第八頁，共27頁。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展20世紀(jì)60年代初：面向終端的以單計算機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)20世紀(jì)60年代末期：計算機(jī)——計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及分組交換網(wǎng)階段20世紀(jì)70年代：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化與局域網(wǎng)研發(fā)階段

20世紀(jì)80年代：局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展階段

20世紀(jì)90年代：Internet蓬勃發(fā)展階段2023/4/19第九頁，共27頁。1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與功能從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為以下的兩大塊：(1)邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信和資源共享。(2)核心部分由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成2023/4/19第十頁，共27頁。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成2023/4/19第十一頁，共27頁。網(wǎng)絡(luò)能做什么？計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能信息交換共享資源數(shù)據(jù)通信分布式處理2023/4/19第十二頁，共27頁。1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍劃分廣域網(wǎng)WAN、城域網(wǎng)MAN、局域網(wǎng)LAN、個人區(qū)域網(wǎng)PAN按網(wǎng)絡(luò)的使用者劃分公用網(wǎng)、專用網(wǎng)2023/4/19第十三頁，共27頁。廣域網(wǎng)WAN（WideAreaNetwork）廣域網(wǎng)的特點(diǎn)：分布范圍廣（通常幾十到幾千公里）。數(shù)據(jù)傳輸率低?？煽啃圆桓?。使用光纖較好。廣域網(wǎng)常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng)（電話網(wǎng)等）來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閱为?dú)建造一個廣域網(wǎng)極其昂貴。2023/4/19第十四頁，共27頁。

城域網(wǎng)MAN

（MetropolitanAreaNetwork）城域網(wǎng)的特點(diǎn)：其作用范圍一般是一個城市（距離約為5到50km）。是規(guī)模介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的一種較大范圍的高速網(wǎng)絡(luò)。2023/4/19第十五頁，共27頁。局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）局域網(wǎng)的特點(diǎn)：分布范圍有限（1km左右）。有較高的通信帶寬，數(shù)據(jù)傳輸率高。數(shù)據(jù)傳輸可靠，誤碼率低。通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)

2023/4/19第十六頁，共27頁。個人區(qū)域網(wǎng)PAN

（PersonalAreaNetwork）個人區(qū)域網(wǎng)的特點(diǎn)：作用范圍大約在10m左右。在個人工作的地方把屬于個人使用的電子設(shè)備（如便攜式電腦等）用無線技術(shù)連接起來的網(wǎng)絡(luò)。2023/4/19第十七頁，共27頁。1.4網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)（主機(jī)或通信設(shè)備）和通信鏈路所組成的幾何形狀。聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)之所以能與網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機(jī)通信，是因?yàn)樵撚嬎銠C(jī)與網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機(jī)具有物理上（或邏輯上）直接或間接的連接，不同的連接方式形成不同的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也決定計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用不同的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。2023/4/19第十八頁，共27頁。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)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)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2023/4/19第十九頁，共27頁。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2023/4/19第二十頁，共27頁?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，各個節(jié)點(diǎn)使用一條公共信道作為傳輸數(shù)據(jù)的通道。一個節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息可以被其他所有節(jié)點(diǎn)接收，為了防止多個發(fā)送方同時發(fā)送信息出現(xiàn)的沖突，必須采取一定的策略分配信道。這一結(jié)構(gòu)簡單靈活，易于擴(kuò)充，便于安裝，成本低。但是，總線上的任意一點(diǎn)的故障會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。2023/4/19第二十一頁，共27頁。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)連在一條首尾相接的閉合環(huán)型通信線路中，如圖1-5所示，這種結(jié)構(gòu)使公共傳輸電纜組成環(huán)型連接。環(huán)型結(jié)構(gòu)有單環(huán)結(jié)構(gòu)（如令牌環(huán)TokenRing）與雙環(huán)結(jié)構(gòu)（如光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI）兩種。環(huán)中的數(shù)據(jù)都是沿一個方向逐站傳輸。這種結(jié)構(gòu)各站無主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單。數(shù)據(jù)傳輸延遲固定，實(shí)時性好。但任何線路或結(jié)點(diǎn)的故障，都會引起全網(wǎng)故障，而且擴(kuò)充性差。2023/4/19第二十二頁，共27頁。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每一結(jié)點(diǎn)都通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路與中心結(jié)點(diǎn)相連。中心結(jié)點(diǎn)可以是中心交換設(shè)備、主機(jī)等。數(shù)據(jù)的傳輸通過中心結(jié)點(diǎn)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)各結(jié)點(diǎn)的信息通信。該結(jié)構(gòu)簡單，易于擴(kuò)充，便于維護(hù)和管理。但網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)與可靠性都集中在中心結(jié)點(diǎn)上，屬于集中控制，一旦中心節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，會引起整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，另外中心節(jié)點(diǎn)也容易稱為數(shù)據(jù)交換的瓶頸。2023/4/19第二十三頁，共27頁。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)形成了層次化的結(jié)構(gòu)，形狀如一棵倒置的樹。通常，高層的節(jié)點(diǎn)具有管理和協(xié)調(diào)的功能，底層的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理。這種結(jié)構(gòu)簡單，傳輸延遲固定。但是對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的添加、退出以及線路的維護(hù)和管理都比較復(fù)雜，需要從高層到底層逐層完成，而且分層不能過多，以免增加高層節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān)和數(shù)據(jù)傳輸延遲。2023/4/19第二十四頁，共27頁。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)