1、第一章 計算機網(wǎng)絡概述,綱要： 1.計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展 2.計算機網(wǎng)絡的概念、組成* 3.計算機網(wǎng)絡的作用* 4.計算機網(wǎng)絡的分類,計算機網(wǎng)絡發(fā)展階段的劃分 # 第一階段(20世紀50年代) 特點：將計算機技術與通信技術結合起來. 形式: 具有遠程通信功能的單機系統(tǒng)（分時） 缺點: 負荷重、響應時間長、線路利用率低 # 第二階段(20世紀60年代) 特點: 分組交換技術。（數(shù)據(jù)包交換（美國ARP） 形式：具有遠程通信功能的多機系統(tǒng),一、計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展,# 第三階段（20世紀70年代中期） 特點：提出了開放系統(tǒng)參考模型與網(wǎng)絡協(xié)議 的研究 形式：具有統(tǒng)一體系結構、國際化標準協(xié)議 的計算

2、機網(wǎng)絡（互聯(lián)基本參考模型OSI） # 第四階段（90年代） 特點：異步傳輸模式（ATM）技術 形式：Internet與ATM結合,一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展與形成,一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展與形成,新技術的出現(xiàn)具備兩個條件： 社會的需求及先期技術的成熟 美國國防部研究計劃局的ARPANET網(wǎng) 1969（4）1973（40）1983（100多） ARPA網(wǎng)對網(wǎng)絡技術的貢獻有： 完成了對計算機網(wǎng)絡定義、分類與課題研究內容的描述 提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的兩級網(wǎng)絡結構的概念 研究了報文分組交換的數(shù)據(jù)交換方法 采用了層次結構的網(wǎng)絡系統(tǒng)結構模型與協(xié)議 促進了TCP/IP協(xié)議的發(fā)展 為Internet的形成與發(fā)展奠定

3、了基礎,一、計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展,70年代中期，出現(xiàn)在郵電部門或通信公司的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)PDN。早期的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用模擬通信的電話交換網(wǎng)，新型的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用數(shù)字傳輸技術與分組交換方法。典型的公用分組交換網(wǎng)有：美國的TELENET、加拿大的DATAPAC、法國的TRANSPAC、英國的PSS、日本的DDX等，采用分組交換網(wǎng)的組建為計算機網(wǎng)絡的發(fā)展提供了良好的外部通信條件，它能為更多用戶提供數(shù)據(jù)通信服務-廣域網(wǎng) 局域網(wǎng)成就：1972年美國加州大學研制的Newhall；1976年美國Xerox公司研究了總線拓撲的實驗性Ethernet網(wǎng)；1974年英國劍橋大學研制了Cambridge環(huán)網(wǎng)，對局域網(wǎng)技

4、術的發(fā)展起到重要作用,二、計算機網(wǎng)絡的基本概念,1994中國教育和科研計算機網(wǎng)(CERNET) 1995中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)(CHINANET),2.5-10Gpbs,二、計算機網(wǎng)絡的基本概念,計算機網(wǎng)絡 計算機網(wǎng)絡：是將分布在不同地理位置的獨立的計算機通過通信線路和通信設備連接起來，在完整的網(wǎng)絡軟件的支持下實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。 計算機網(wǎng)絡的目的：實現(xiàn)資源共享。 資源共享：是指所有網(wǎng)絡用戶能夠分享各計算機系統(tǒng)的全部或部分資源，包括硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源,二、計算機網(wǎng)絡的基本概念,計算機網(wǎng)絡組成 資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng) 計算機網(wǎng)絡=資源子網(wǎng)+通信子網(wǎng) # 資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)由主機系統(tǒng)

5、、終端、終端控制器、連網(wǎng)外設備、各種軟件資源與信息資源組成。 資源子網(wǎng)負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務，向網(wǎng)絡用戶提供各種網(wǎng)絡資源與網(wǎng)絡服務 主機系統(tǒng)（host）：是資源子網(wǎng)的主要組成單元，它通過高速通信線路與通信子網(wǎng)的通信控制處理機（CCP）相連接。為本地用戶訪問網(wǎng)絡中其他主機設備、資源和網(wǎng)絡中遠程用戶共享本地資源提供服務,二、計算機網(wǎng)絡的基本概念,終端（terminal）：是用戶訪問網(wǎng)絡的界面。終端可以是簡單的輸入、輸出終端，也可以是帶有微處理機的智能終端 。它可以通過主機系統(tǒng)、終端控制器、報文分組組裝與拆卸裝置或通信控制處理機連入網(wǎng)中 智能終端：具有輸入、輸出信息的功能，本身還具有存儲與處理信息的

6、能力 # 通信子網(wǎng) 通信子網(wǎng)是由通信控制處理機、通信線路與其他通信設備組成，負責完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸、轉發(fā)等通信處理任務,二、計算機網(wǎng)絡的基本概念,通信控制處理機在網(wǎng)絡拓撲結構中稱為網(wǎng)絡結點。作用：1）作為與資源子網(wǎng)的主機、終端連接的接口，將主機和終端連入網(wǎng)內；2）作為通信子網(wǎng)中的分組存儲轉發(fā)結點，完成分組的接收、校驗、存儲、轉發(fā)等功能，實現(xiàn)將源主機報文準確發(fā)送到目的主機的作用 通信線路為通信控制處理機與通信控制處理機、通信控制處理機與主機之間提供通信信道。計算機網(wǎng)絡采用多種通信線路，如雙絞線、同軸電纜、光纖電纜等 *廣域網(wǎng)可明確地劃分出資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)，而局域網(wǎng)由于采用的工作原理與結構的限制，

7、不能明確地劃分子網(wǎng)的結構*,三、計算機網(wǎng)絡的作用,共享硬件資源 共享磁盤空間 共享磁盤空間是設置網(wǎng)絡的最初最基本的目的。 文件服務器（file server）就是在網(wǎng)絡上安裝了大容量的硬盤或硬盤組并用于共享的計算機。 共享的磁盤主要有：大容量的硬盤、CD-ROM、軟盤。 共享打印機 共享通信設備 共享的通信設備主要是調制解調器和傳真機,三、計算機網(wǎng)絡的作用,共享軟件 網(wǎng)絡用戶對軟件的共享表現(xiàn)在在網(wǎng)絡上使用軟件的網(wǎng)絡版，以及多用戶應用程序。 共享軟件包 共享軟件包要遵循軟件的用戶許可協(xié)議。 網(wǎng)絡中用戶只需要購買一個軟件副本安裝在服務器上，并將其設置為共享就可讓大家一起使用了。但是需要購買許可證。

8、 優(yōu)點：升級或更新容易，節(jié)省磁盤空間 使用多用戶軟件 如超市、郵局等的商務處理系統(tǒng)、電子郵件、Web服務器等。,四、計算機網(wǎng)絡的分類,按網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍分類 廣域網(wǎng)（遠程網(wǎng)/WAN） 廣域網(wǎng)所覆蓋的地理范圍從幾十公里到幾千公里，覆蓋一個國家、地區(qū)、或是橫跨幾個洲，形成國際性的遠程網(wǎng)絡。 廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)主要使用分組交換技術。它利用公用分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線分組交換網(wǎng)將分布在不同地區(qū)的計算機系統(tǒng)互連起來，達到共享資源的目的。,局域網(wǎng)(LAN) 概念：用于將有限范圍內（如一個實驗室）的各種計算機、終端與外部設備互連成網(wǎng)。 局域網(wǎng)分類：共享局域網(wǎng)和交換局域網(wǎng)（根據(jù)采用的技術、應用范圍和協(xié)議標

9、準的不同） 城市網(wǎng)(MAN) 城市地區(qū)的網(wǎng)絡稱為城市網(wǎng)，它是介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡，覆蓋范圍一般為幾十公里范圍內的大量企業(yè)、機關、公司的多個局域網(wǎng)互連起來，以實現(xiàn)資源共享。,四、計算機網(wǎng)絡的分類,按傳輸介質分類 有線網(wǎng) 有線網(wǎng)指采用同軸電纜、雙絞線、光纖等有線介質連接計算機的網(wǎng)絡。 同軸電纜網(wǎng)比較經(jīng)濟、安裝便利，傳輸率和抗干擾能力一般，傳輸距離較短。 雙絞線網(wǎng)價格便宜、安裝方便、易受干擾、傳輸率較低、傳輸距離比同軸電纜短。,四、計算機網(wǎng)絡的分類,四、計算機網(wǎng)絡的分類,光纖網(wǎng)其傳輸距離長、傳輸率高、可達數(shù)千兆bps、抗干擾性強、不易被監(jiān)聽（具有高安全性）、價格較高 無線網(wǎng) 采用微波

10、、紅外線、無限電等電磁波作為傳輸介質。其連接方式靈活但費用昂貴，沒有普及。 如：無線電話、語音廣播網(wǎng)、無線電視網(wǎng)、微波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng),5 4 3 2 1,主機H1,主機 H2,R1,R4,R5,R2,R3,R1,R2,R3,H1,R5,H2,R4,間接交付,間接交付,間接交付,間接交付,間接交付,直接交付,分組在互聯(lián)網(wǎng)中的傳送,四、計算機網(wǎng)絡的分類,按網(wǎng)絡的拓撲結構分類 計算機網(wǎng)絡拓撲的概念： 計算機網(wǎng)絡拓撲是通過網(wǎng)中結點與通信線路之間的幾何關系表示網(wǎng)絡結構，反映出網(wǎng)絡中各實體間的結構關系。計算機網(wǎng)絡拓撲主要是指通信子網(wǎng)的拓撲構型 星型網(wǎng)絡 概念：是指每一個遠程結點都通過一條單獨的通信線路

11、，直接與中心結點連接，即中心結點與每一個遠程結點之間都采用點對點連接方式;所有的遠程結點之間進行通信時，都必須通過中心結點。,四、計算機網(wǎng)絡的分類,星型網(wǎng)絡特點： 1）功能高度集中：各種功能都集中在中心結點上 2）單信息流通路徑：每個遠程結點通常都只有一條信息流通路徑到達中心結點 3）線路利用率低：每條通信線路只連接一個遠程結點，使該線路利用不充分 4）可擴充性差：受硬件接口和軟件功能的限制，是擴充性較差,星型網(wǎng)絡拓撲結構,四、計算機網(wǎng)絡的分類,樹型網(wǎng)絡 概念：就是將多級星型網(wǎng)絡按層次方式進行排列及形成樹型網(wǎng)絡。此網(wǎng)絡的最高層為中央處理機。最低層為終端，其他各層可以為多路轉換器、集中器或部門計

12、算機。 樹型結構的特點： 1）使為數(shù)眾多的終端能共享一條通信線路，提高了 線路利用率 2）增強網(wǎng)絡的分布處理能力，以改善星型網(wǎng)絡的可靠性和可擴充性,樹型網(wǎng)絡拓撲,四、計算機網(wǎng)絡的分類,總線型網(wǎng)絡 概念：在一條高速公用總線連接若干個結點所形成的網(wǎng)絡，其中一個結點提供網(wǎng)絡通信及資源共享服務即網(wǎng)絡服務器；其他結點是網(wǎng)絡工作站即用戶計算機 1） 廣播通信方式：即由一個結點發(fā)出的信息可被網(wǎng)絡上的所有結點接收 2）信道利用率高：由于多個結點功用一條傳輸信道，故信道利用率較高 3）地理覆蓋范圍?。汗每偩€的長度通常小于2.5千米-總線網(wǎng)絡覆蓋范圍一般局限于某個單位 4）網(wǎng)絡建設容易 ：網(wǎng)絡物理結構和傳輸控制

13、結構簡單，因此連接新結點容易 5）搶占信道，易形成廣播風暴,總線網(wǎng)絡拓撲,四、計算機網(wǎng)絡的分類,環(huán)型網(wǎng)絡 概念:在環(huán)型網(wǎng)絡中,每臺入網(wǎng)的計算機都先連接到一個轉發(fā)器上,再將所有的轉發(fā)器通過高速點到點式信道,形成一環(huán)形;網(wǎng)絡中信息是單向流動的,任何一個源轉發(fā)器所發(fā)送的信息,經(jīng)環(huán)路傳送一周后又都返回到源轉發(fā)器. 環(huán)型網(wǎng)絡拓撲特點: 1)廣播通信方式:由于源轉發(fā)器發(fā)出的信息將途徑環(huán)上的所有轉發(fā)器,故可實現(xiàn)廣播通信； 2)傳輸時延的確定性:從某源點出發(fā)的信息,能在確定的時間內到達目標結點； 3)可引入優(yōu)先級機制:可設置某個結點具有較高的優(yōu)先級,是它能優(yōu)先發(fā)送信息。,四、計算機網(wǎng)絡的分類,4)可靠性差:當

14、環(huán)路上任何一個轉發(fā)器或兩個轉發(fā)器之間的連線發(fā)生故障時,都將導致整個網(wǎng)絡癱瘓 5)靈活性差:增加或減少網(wǎng)絡結點,都需斷開原有環(huán)路,并對介質訪問控制進行調整,環(huán)型網(wǎng)絡拓撲,四、計算機網(wǎng)絡的分類,網(wǎng)狀型網(wǎng)絡 概念: (網(wǎng)狀型網(wǎng)絡拓撲) 分組交換設備PSE(packet switch equipment)專門用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,將多個PSE通過點對點式信道連接成不規(guī)則網(wǎng)狀網(wǎng)即數(shù)據(jù)通信網(wǎng)或通信子網(wǎng).只要入網(wǎng)的計算機都要連接到PSE上,而各計算機(HOST)之間通信必須通過通信子網(wǎng).通常把通信子網(wǎng)之外的計算機和終端設備等一起稱為數(shù)據(jù)處理子網(wǎng)或資源子網(wǎng),網(wǎng)狀型網(wǎng)絡拓撲特點: 1)兩級網(wǎng)絡形成:網(wǎng)絡邏輯上分為通

15、信子網(wǎng)和資源子網(wǎng),前者專門用于網(wǎng)絡通信,后者主要用數(shù)據(jù)處理 2)網(wǎng)絡可靠性高:通常通信子網(wǎng)中任何兩個PSE之間都存在兩條或多條通信路徑,當一條發(fā)生故障時,不會影響整個網(wǎng)絡的通信 3)可擴展性好:增加新功能或加入新計算機入網(wǎng)都比較方便,四、計算機網(wǎng)絡的分類,按通信方式分類 點對點傳輸網(wǎng)絡： 數(shù)據(jù)以點到點的方式在計算機或通信設備中傳輸;當兩計算機之間沒有直接連接線路時,將通過中間結點來傳輸信息.星型網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)采用這種傳輸方。 廣播式傳輸網(wǎng)絡： 所有計算機都共享一個公共通信信道,數(shù)據(jù)包在共用介質中傳輸,且數(shù)據(jù)包中包含目的地址與源地址,接收到該數(shù)據(jù)包的計算機將檢測目的地址是否與本機地址相同,相同則接收

16、,否則丟棄.無線網(wǎng)和總線型網(wǎng)絡屬于這種類型。,四、計算機網(wǎng)絡的分類,按網(wǎng)絡的使用目的分類 共享數(shù)據(jù)網(wǎng)： 使用者可共享網(wǎng)絡中的各種資源，如文件、掃描儀、繪圖儀、打印機以及各種服務。Internet網(wǎng)是典型的共享資源網(wǎng) 數(shù)據(jù)處理網(wǎng)： 用于處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡，例如科學計算網(wǎng)絡、企業(yè)經(jīng)營管理用網(wǎng)絡 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)： 用來收集、交換、傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡，如情報檢索網(wǎng)絡等,四、計算機網(wǎng)絡的分類,按網(wǎng)絡的服務方式分類 客戶機/服務器（client/server，C/S）模式： 服務器是指專門提供服務的高性能計算機或專用設備，客戶機是用戶計算機。這是客戶機向服務器發(fā)出請求并獲得服務的一種網(wǎng)絡形式，多臺客戶機可以共享服務器

17、提供的各種資源。這是最常用、最重要的一種網(wǎng)絡類型。不僅適合于同類計算機聯(lián)網(wǎng)，也適合于不同類型的計算機聯(lián)網(wǎng)，如PC機、Mac機的混合聯(lián)網(wǎng).,四、計算機網(wǎng)絡的分類,瀏覽器/服務器（browser/server，B/S）模式 是WEB興起后的一種網(wǎng)絡結構模式，WEB瀏覽器是客戶端最主要的應用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用。 對等網(wǎng)（對等式網(wǎng)絡） 對等網(wǎng)不要求文件服務器，每臺客戶機都可以與其他每臺客戶機對話，共享彼此的信息資源和硬件資源，組網(wǎng)的計算機一般類型相同。這種網(wǎng)絡方式靈活方便，但是較難實現(xiàn)集中管理與監(jiān)控，安全性也低，較適合于部門

18、內部協(xié)同工作的小型網(wǎng)絡。,四、計算機網(wǎng)絡的分類,按網(wǎng)絡所處環(huán)境分類 工作組網(wǎng)絡（workgroup network） 該網(wǎng)絡是供一個工作組使用的局域網(wǎng)，工作組可以是某個產(chǎn)品的開發(fā)小組也可以是某個項目的研究小組。工作組局域網(wǎng)屬于規(guī)模最小的一類局域網(wǎng)，是企業(yè)（校園）網(wǎng)的最底層網(wǎng)絡。常用的工作組局域網(wǎng)形式為傳輸速率為10Mbps的以太網(wǎng)。 部門網(wǎng)絡（Department Network） 將一個部門內的多個工作組局域網(wǎng)通過網(wǎng)橋、路由器或小型交換集線器（最常用）互連起來，使各工作組局域網(wǎng)之間能實現(xiàn)快速交換,四、計算機網(wǎng)絡的分類,企業(yè)網(wǎng)絡 是指一個企業(yè)中所配置的、能覆蓋整個企業(yè)的計算機網(wǎng)絡，在企業(yè)網(wǎng)上建立該企業(yè)的信息處理系統(tǒng)。企業(yè)網(wǎng)通常有兩部分構成：一為分布在各個部門的部門網(wǎng)絡，一為高層用于互連這些部門網(wǎng)絡的主干網(wǎng)或交換集線器 校園網(wǎng)絡 是指學校中配置的，能覆蓋整個校園的計算機網(wǎng)絡。通常是在各個院系配置若干工作組LA