《网络工程)课件 第1章 网络技术基础

网 络 工 程李联宁 陆丽娜高等学校计算机专业教材精选内 容 简 介 详细介绍计算机网络工程的基础理论、实际应用案例和最新技术。 主要内容按计算机网络发展阶段和不断扩展的应用范围依次介绍了网络技术基础、局域网、城域网、广域网、互联网和最新发展的物联网。 同时针对网络工程应用的实际需要介绍了网络中心构建和网络管理、网络安全、现代专业网络应用系统和现代计算机网络前沿新技术。第 1章 网络技术基础李联宁 陆丽娜高等学校计算机专业教材精选第 1章 网络技术基础 通过本章的学习，要求学生掌握计算机网络的基本概念和知识。 掌握资源子网和通信子网的概念和网络系统的软件硬件结构及组成。1.1.1 计算机网络的基本概念1.主要概念的通俗解释 计算机网络就是由多台计算机（或网络设备）通过传输介质和软件，在物理（或逻辑）上连接在一起组成的系统。通俗来说，网络就是通过电缆、电话线、或无线通讯等互联的计算机的集合。1.1.1 计算机网络的基本概念 网络的功能网络的功能 通过网络，您可以和其他连到网络上的用户一通过网络，您可以和其他连到网络上的用户一起共享网络资源，如磁盘上的文件及打印机、本地起共享网络资源，如磁盘上的文件及打印机、本地或外地的数据库等等，也可以和他们互相交换数据或外地的数据库等等，也可以和他们互相交换数据信息。信息。1.1.1 计算机网络的基本概念网络的分类按计算机连网的区域大小，我们可以把网络分为局域网（ LAN， Local Area Network）和广域网（WAN ， Wide Area Network ）。局域网（ LAN） 是指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备互联在一起的通信网络，可以包含一个或多个子网，通常局限在几千米的范围之内。1.1.1 计算机网络的基本概念广域网（ WAN ） 连接地理范围较大，常常是一个省市地区或是一个国家。其目的是为了让分布较远的各局域网互联。我们平常讲的 Internet就是最大最典型的广域网。1.1.1 计算机网络的基本概念 网络协议网络上的计算机之间又是如何交换信息的呢？就象我们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机也可能使用不同的语言。为了使计算机之间相互沟通，必须使用一种共同的语言，这就是网络协议。1.1.1 计算机网络的基本概念 不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。当然了，网络协议也有很多种，具体选择哪一种协议则要看情况而定。 Internet上的计算机使用的是 TCP/IP协议。1.1.1 计算机网络的基本概念互联网（ Internet） 从广义上讲， Internet是遍布全球的联络各个计算机平台的总网络，是成千上万信息资源的总称； 从本质上讲， Internet是一个使世界上不同类型的计算机能交换各类数据的通信媒介。 互联网的出现使人类进入了一个全球共享信息的 “地球村 ”时代。 1.1.1 计算机网络的基本概念物联网（ Internet of Things） 指的是将各种信息传感设备，如射频识别、二维码、全球定位系统等与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。 相对以信息共享为核心的人人互联的互联网而言，物联网（即传感网）则是以感知为目的的物物互联，从技术角度叫传感网，从用户或产业应用的角度被形象地称为物联网。 1.1.1 计算机网络的基本概念 2.计算机网络定义计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。 1.1.1 计算机网络的基本概念计算机网络的组成基本上包括： 计算机、 网络操作系统、 传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是空气） 以及相应的应用软件四部分。 1.1.1 计算机网络的基本概念3. 计算机网络的基本功能计算机网络最重要的三个功能是：（ 1） 数据交换和通信 计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件。1.1.1 计算机网络的基本概念(2) 资源共享 充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）是计算机网络组网的目标之一。(3) 分布处理 通过网络将一件较大的工作分配给网络上多台计算机去共同完成。提高系统的可靠性和可用性 ，均衡负荷，相互协作。 1.1.1 计算机网络的基本概念4. 计算机网络的用途： 办公自动化、电子邮件 E-Mail 、远程登陆服务Telnet、文件传输 FTP 、电子公告板 BBS、万维网冲浪 WWW 、电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗、搜索引擎、网络语音通信 VoIP、网络电视 IPTV、播客 Podcast、博客 Blog、在线新闻、网上交友与实时聊天、即时通信 IM、在线 3D游戏、网络广告、网络出版、超并行计算机系统、网格计算机系统等。 1.1.1 计算机网络的基本概念5. 计算机网络的产生背景 计算机网络的直接产生动因源于 20 世纪 60 年代美苏冷战时期的美国军方需求。 60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局 ARPA (Advanced Research Project Agency) 提出要研制一种生存性很强的网络。目的是对付来自前苏联的核进攻威胁。1.1.1 计算机网络的基本概念项目要求是： （ 1）网络用于计算机之间的数据传送。 （ 2）网络能够连接不同类型的计算机。 （ 3）所有的网络结点都同等重要，提高网络的生存性。 （ 4）计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。 （ 5）网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。 1.1.1 计算机网络的基本概念 随后开发的 ARPANET成为互联网的雏形。ARPANET利用了数据包这一新概念，能够使数据经过不同路径到达目的地，重组后得到原数据。 转为民用后， APRANET的目的是使联网的学校能够方便的交流信息，共享资源。 70年代的 TCP/IP协议成功的扩大了数据包的大小，进而组成了互联网。1.1.1 计算机网络的基本概念6. 计算机网络的发展历程 总体来说可以分成 5个阶段 :第 1阶段： 20世纪 60年代末到 20世纪 70年代初为计算机网络发展的萌芽阶段。第 2阶段： 20世纪 70年代中后期是局域网络(LAN)发展的重要阶段。1.1.1 计算机网络的基本概念第 3阶段：整个 20世纪 80年代是计算机局域网络的发展时期。 第 4阶段： 20世纪 90年代初至现在是计算机网络飞速发展的阶段。第 5阶段： 2005年 11月 27日，国际电信联盟（ITU）正式提出了物联网（ Internet of Things）的概念。1.1.1 计算机网络的基本概念7. 计算机网络结构的演变（ 1） 计算机 -终端将地理位置分散的多个终端通信线路连到一台中心计算机上，用户可以在自己的终端键入程序，通过通信线路传送到中心计算机，分时访问和使用资源进行信息处理。1.1.1 计算机网络的基本概念（ 2） 以通信子网为中心的计算机网络 将分布在不同地点的计算机通过通信线路互连成为计算机计算机网络。连网用户可以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也可以使用网络中的其它计算机软件、硬件与数据资源，以达到资源共享的目的。 1.1.1 计算机网络的基本概念（ 3） 网络体系结构标准化阶段 国际标准化组织（ International Organization for Standards ， ISO） 制订了 OSI/RM（ Open System Interconnection Reference Model），即开放系统互连基本参考模型作为全世界计算机网络的结构标准。1.1.1 计算机网络的基本概念（ 4）网络互连阶段各种网络进行互连，形成更大规模的互联网络。 Internet为典型代表，特点是互连、高速、智能与更为广泛的应用。1.1.1 计算机网络的基本概念8. 计算机网络的组成 按照数据通信和数据处理的功能，一般从逻辑上将网络分为通信子网和资源子网两个部分。1.1.1 计算机网络的基本概念（ 1）通信子网 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务。 通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点。 通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。 1.1.1 计算机网络的基本概念（ 2）资源子网 资源子