1、1,第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1.1初識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 本節(jié)要點(diǎn) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和組成 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能、分類與應(yīng)用,2,1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成,第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。 主要特點(diǎn)： 是終端到計(jì)算機(jī)的連接，而不是計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)的連接。即“終端 通信線路 計(jì)算機(jī)”系統(tǒng)。 主機(jī)負(fù)擔(dān)太重。終端設(shè)備沒(méi)有自處理的功能，多個(gè)終端共同使用一臺(tái)主計(jì)算機(jī)，主計(jì)算機(jī)既要處理通信功能，又要處理作業(yè)，它的負(fù)擔(dān)過(guò)重。,3,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成,第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多個(gè)主計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線路互連的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 。 主要特點(diǎn)： 是計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)的連接，即“計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)”系統(tǒng)。 是分布式系統(tǒng)，而不是

2、集中式系統(tǒng)。 從邏輯上被劃分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。,4,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成,第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 為了將異種機(jī)連網(wǎng)，1978年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出了異種機(jī)連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的框架結(jié)構(gòu) 開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI。,5,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成,第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)期 高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 。 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的光纖化，信息高速公路的建設(shè) 多媒體網(wǎng)絡(luò)及寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用 高速以太網(wǎng)、FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）、幀中繼、ATM（異步轉(zhuǎn)移模式）等等,6,1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是地理上分散分布的多臺(tái)獨(dú)立自主的計(jì)算機(jī)遵循約定的通信協(xié)議，通過(guò)軟、硬件設(shè)

3、備互連，來(lái)實(shí)現(xiàn)資源共享和信息交換的系統(tǒng)，簡(jiǎn)言之，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一組能夠相互通信的計(jì)算機(jī)。 第一，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接而成的，計(jì)算機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的主體； 第二，這些計(jì)算機(jī)是通過(guò)通信線路和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備而連接在一起的； 第三，這些計(jì)算機(jī)要能夠進(jìn)行通信，它們必須遵循一些規(guī)則和約定，即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。,7,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三要素,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三要素： 計(jì)算機(jī)設(shè)備 通信線路和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備(集線器、交換機(jī)、路由器等） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 注意：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)本身是獨(dú)立 的或自治的。,8,1.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能,信息交換：用戶之間的信息交換。 資源共享：包括硬件、軟件的共享。 硬件共享 ：指網(wǎng)

4、絡(luò)上某臺(tái)計(jì)算機(jī)可以享用網(wǎng)絡(luò)上另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的硬件資源。 軟件共享：是指共享網(wǎng)絡(luò)上其他計(jì)算機(jī)上的軟件資源。 數(shù)據(jù)共享：是指共享網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)資源。,9,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型,網(wǎng)絡(luò)的拓?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。 按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類 ： 總線型 環(huán)型 星型 樹(shù)型 網(wǎng)狀型,10,總線型結(jié)構(gòu),11,總線型結(jié)構(gòu)：,總線型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 一條公共總線通過(guò)相應(yīng)的硬件接口連接所有工作站（主機(jī)）和其他共享設(shè)備（文件服務(wù)器、打印機(jī)等），在同一時(shí)刻只能有一個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)，采用爭(zhēng)用的機(jī)制發(fā)送數(shù)據(jù)，各個(gè)工作站平等； 采用分布式控制方式。 總線型結(jié)構(gòu)使用場(chǎng)合： 局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）,12,總線型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：,結(jié)

5、構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝，易于擴(kuò)展； 共享能力強(qiáng)，便于廣播式傳輸； 局部站點(diǎn)故障不影響整體，可靠性較高。但總線出現(xiàn)故障，則影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)； 總線結(jié)構(gòu)所需電纜數(shù)量少，費(fèi)用低。,13,總線型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：,故障診斷和隔離較困難：因?yàn)榭偩€拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)不是集中控制，故障檢測(cè)需在各個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行，故障檢測(cè)不容易； 若故障在結(jié)點(diǎn)：將該結(jié)點(diǎn)從總線上去掉； 若故障在傳輸媒體：整個(gè)這段總線要切斷。 分布式協(xié)議不能保證信息的及時(shí)傳送，不保證實(shí)時(shí)功能； 系統(tǒng)范圍受到限制：同軸電纜的工作長(zhǎng)度一般在2Km以內(nèi)，在總線的干線基礎(chǔ)上擴(kuò)展長(zhǎng)度時(shí)，需使用中繼器擴(kuò)展附加段。,14,環(huán)型結(jié)構(gòu),15,環(huán)型結(jié)構(gòu)：,環(huán)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 各主機(jī)或終端經(jīng)過(guò)環(huán)接口

6、連成一個(gè)封閉環(huán)型 。 環(huán)型結(jié)構(gòu)的使用場(chǎng)合： 局域網(wǎng),16,環(huán)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：,各工作站間無(wú)主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 信息流在網(wǎng)絡(luò)中沿環(huán)單向傳遞，延遲固定，實(shí)時(shí)性較好； 兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的路徑，簡(jiǎn)化了路徑選擇； 電纜長(zhǎng)度短，環(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)所需的電纜長(zhǎng)度和總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)相似，但比星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)要少得多； 可使用光纖，傳輸速度高。,17,環(huán)型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：,可靠性差，任何線路或結(jié)點(diǎn)的故障，都有可能引起全網(wǎng)故障； 故障檢測(cè)困難，與總線拓?fù)湎嗨?，因?yàn)椴皇羌锌刂?，故障檢測(cè)需在網(wǎng)上各個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行，故障的檢測(cè)就不容易； 當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，信道利用率低。,18,星型結(jié)構(gòu),19,星型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：,每個(gè)結(jié)點(diǎn)均以一條單獨(dú)信道與中心結(jié)

7、點(diǎn)相連，中心主結(jié)點(diǎn)可與各結(jié)點(diǎn)直接通信； 從結(jié)點(diǎn)之間必須經(jīng)中心結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換才能通信； 中心結(jié)點(diǎn)是一個(gè)功能很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，具有數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)雙重功能。,20,星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：,控制簡(jiǎn)單：任何一個(gè)站點(diǎn)只與中心結(jié)點(diǎn)相連，因而媒體訪問(wèn)控制的方法很簡(jiǎn)單，協(xié)議也簡(jiǎn)單； 方便服務(wù)：中心結(jié)點(diǎn)可方便地對(duì)各個(gè)站點(diǎn)提供服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)重新配置，所以中心結(jié)點(diǎn)的可靠性基本上決定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性； 易實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化布線； 易擴(kuò)充，易升級(jí)。,21,星型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：,電纜長(zhǎng)度和安裝工作量可觀：因?yàn)槊總€(gè)站點(diǎn)都要和中心結(jié)點(diǎn)直接連接，需要耗費(fèi)大量的電纜。安裝維護(hù)的工作量大； 中心結(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān)重，易形成瓶頸，一旦出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓，因而中心

8、結(jié)點(diǎn)的可靠性和冗余度方面的要求很高； 各結(jié)點(diǎn)的分布處理能力較少。,22,星型結(jié)構(gòu)使用場(chǎng)合：,數(shù)據(jù)傳輸主要在從結(jié)點(diǎn)與中心結(jié)點(diǎn)之間，而從結(jié)點(diǎn)間很少交換數(shù)據(jù)； 采用專用自動(dòng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)交換分機(jī)的電話網(wǎng)； 智能大廈：雙絞線布線，每一層設(shè)集線器，再通過(guò)總集線器將各層集線器連接起來(lái)。,23,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),24,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 形狀任意，呈不規(guī)則狀； 每個(gè)結(jié)點(diǎn)至少有兩條鏈路與其他結(jié)點(diǎn)相連。 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使用場(chǎng)合： 適用于大型廣域網(wǎng)。,25,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：,每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有冗余鏈路，可靠性高； 因?yàn)橛卸鄺l路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時(shí)延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性能。,26,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：,路徑選擇

9、比較復(fù)雜； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護(hù)； 線路成本高。,27,樹(shù)型結(jié)構(gòu),根結(jié)點(diǎn),28,樹(shù)型結(jié)構(gòu)：,樹(shù)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 1.是星型的擴(kuò)展，分層結(jié)構(gòu)，有根結(jié)點(diǎn)和各分支結(jié)點(diǎn)； 2.屬集中控制。 樹(shù)型結(jié)構(gòu)使用場(chǎng)合： 適用于分級(jí)管理和控制系統(tǒng)。,29,樹(shù)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：,易于擴(kuò)展：從本質(zhì)上講，這種結(jié)構(gòu)可以延伸出很多分支和子分支，這些新結(jié)點(diǎn)和新分支都很容易地加入網(wǎng)內(nèi)； 故障隔離較容易，可靠性高：如果某一分支的結(jié)點(diǎn)或線路發(fā)生故障，很容易將故障分支和整個(gè)系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)。,30,樹(shù)型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：,各環(huán)節(jié)對(duì)根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，全網(wǎng)則不能正常工作，與星型相似； 結(jié)構(gòu)比星型復(fù)雜，數(shù)據(jù)在傳輸中要經(jīng)過(guò)多條鏈路，時(shí)延較

10、大。,31,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型,按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類： 局域網(wǎng)(Local Area Network,縮寫(xiě)LAN) 廣域網(wǎng)(Wide Area Network, WAN) 城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network, MAN),32,局域網(wǎng)(LAN),是將較小地理區(qū)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備連接在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。 特點(diǎn)： 覆蓋的地理區(qū)域比較小，20km以內(nèi)； 傳輸速率高，1Mbps 10Gbps； 誤碼率低； 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用：總線型、星型、環(huán)型； 局域網(wǎng)通常歸屬一個(gè)單一的組織管理。,33,廣域網(wǎng)（WAN）,是在一個(gè)廣闊的地理區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖象信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)。 特點(diǎn)： 覆蓋的地理