计算机网络基础-第01章

教学重点和难点：u 计算机网络的定义；u 计算机网络的组成；u 计算机网络的分类；u 计算机网络的功能和应用。第 1章 计算机网络基础1.1 计算机网络定义所谓计算机网络就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。至少有两个具有独立操作系统的计算机，且它们至少有两个具有独立操作系统的计算机，且它们之间有相互共享某种资源的需求。之间有相互共享某种资源的需求。两个独立的计算机之间必须用某种通信手段将其两个独立的计算机之间必须用某种通信手段将其连接。连接。网络中的各个独立的计算机之间要能相互通信，网络中的各个独立的计算机之间要能相互通信，必须制定相互可确认的规范标准或协议。必须制定相互可确认的规范标准或协议。1.1 计算机网络定义一个计算机网络必须具备以下一个计算机网络必须具备以下 3个基本要素个基本要素 1.2 计算机网络产生与发展1.2.1 计算机网络的产生计算机网络的产生通信技术的发展经历了一个漫长的过程， 1835年莫尔斯发明了电报， 1876年贝尔发明了电话，从此开辟了近代通信技术发展的历史。通信技术在人类生活和两次世界大战中都发挥了极其重要的作用。1通信技术的发展1.2 计算机网络产生与发展2计算机网络的产生1969年美国国防部的高级研究计划局（ DARPA）建立了世界上第一个分组交换网 ARPANET ，即Internet的前身。1976年美国 Xerox公司开发了基于载波监听多路访问冲突检测（ CSMA/CD）原理的、用同轴电缆连接多台计算机的局域网，取名以太网。1.2.2 计算机网络的发展计算机网络的发展具有通信功能的单机系统具有通信功能的单机系统 ;具有通信功能的多机系统具有通信功能的多机系统 ;以共享资源为主要目的的计算机网络阶段以共享资源为主要目的的计算机网络阶段 ;标准、开放的计算机网络阶段标准、开放的计算机网络阶段高速、智能的计算机网络阶段高速、智能的计算机网络阶段1.2 计算机网络产生与发展1. 具有通信功能的单机1.2 计算机网络产生与发展IBM AS/400中心主机多重线路控制器电话网PSTNModemModemModemModemModemModem终端终端终端2. 具有通信功能的多机系统中心主机前端处理机电话网 PSTN高速线路终端终端终端Modem Modem 集中器低速线路1.2 计算机网络产生与发展3 以共享资源为主要目的计算机网络阶段以共享资源为主要目的计算机网络阶段HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信线路1.2 计算机网络产生与发展 广域网（广域网（ WAN： Wide Area Network） 城域网城域网 （ MAN： Metropolitan Area Network） 局域网（局域网（ LAN： Local Area Network） 接入网（接入网（ AN： Access Network）1.3 计算机网络的分类 1.3.1 按网络的覆盖范围分类按网络的覆盖范围分类1.3 计算机网络的分类 广播网络（广播网络（ Broadcasting Network）单播（单播（ Unicast）组播（组播（ Multicast）广播（广播（ Broadcast） 点对点网络（点对点网络（ Point to Point Network）1.3.2 按数据传输方式分类按数据传输方式分类 1.3 计算机网络的分类 有线网络有线网络 无线网络无线网络 1.3.3 按通信传输介质分类 按通信传输介质分类 1.3 计算机网络的分类 专用网络专用网络公用网络公用网络 1.3.4 按使用网络的对象分类 按使用网络的对象分类 对等网络对等网络 基于服务器的网络基于服务器的网络1.3.5 按网络组件的关系分类按网络组件的关系分类 1.3 计算机网络的分类 总线总线星状星状环状环状1.3.6 按网络拓扑结构分类按网络拓扑结构分类 网状网状树状树状星环网络星环网络 按逻辑功能将计算机网络划分为 :资源子网 和 通信子网1.4 计算机网络的组成 1.4.1 通信子网通信子网 1.4 计算机网络的组成 通信子网通信控制处理机 (CCP)通信线路通信设备负责完成网络数据传输、转发等通信处理务。1.4 计算机网络的组成 1.4.2 资源子网资源子网 资源子网主机系统终端网络操作系统 实现全网面向应用的数据处理和网络资源共享。网络数据库应用系统1.4.3 现代网络结构的特点 1.4 计算机网络的组成 1.5 计算机网络的主要性能指标 计算机网络的主要性能指标计算机网络的主要性能指标带带 宽宽吞吐量吞吐量时时 延延在通信线路上传输模拟信号时，将通信线路允许通在通信线路上传输模拟信号时，将通信线路允许通过的信号频带范围称为线路的带宽（或通频带）。过的信号频带范围称为线路的带宽（或通频带）。在通信线路上传输数字信号时，带宽等同于数在通信线路上传输数字信号时，带宽等同于数字信道所能传输的字信道所能传输的 “ 最大数据率最大数据率 ” 。1. 带带 宽宽1.5 计算机网络的主要性能指标 带宽数字信道传输数字信号的速率称为数据带宽数字信道传输数字信号的速率称为数据率或比特率，带宽的单位是比特每秒（率或比特率，带宽的单位是比特每秒（ bps 即即 bit/s），）， 即即 通信线路每秒所传输的比特数通信线路每秒所传输的比特数 。1.5 计算机网络的主要性能指标 注意注意 !1.5 计算机网络的主要性能指标 吞吐量是指一组特定的数据在特定的时间段经过特定的路径所传输的信息量的实际测量值。 2. 吞吐量吞吐量网络互联设备。所传输的数据类型。网络的拓扑结构。网络上的并发用户数量。用户的计算机。服务器。拥塞。1.5 计算机网络的主要性能指标 3. 时时 延延1.5 计算机网络的主要性能指标 是是 指指 一个报文或分组从一个网络（或一条一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传输到另一端所需的时间。链路）的一端传输到另一端所需的时间。指结点在发送数据时使数据块从结点进入传指结点在发送数据时使数据块从结点进入传输介质所需的时间。输介质所需的时间。时延由时延由 发送时延发送时延 、 传播时延传播时延 、 处理时延处理时延 构成。构成。发送时延发送时延 = 数据块长度（比特）数据块长度（比特）信道带宽（比特信道带宽（比特 /秒）秒）1.5 计算机网络的主要性能指标 时延由时延由 发送时延发送时延 、 传播时延传播时延 、 处理时延处理时延 构成。构成。指电磁波在信道上传播所需要的时间。指电磁波在信道上传播所需要的时间。传播时延传播时延 = 信道长度（米）信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米信号在信道上的传播速率（米 /秒）秒）1.5 计算机网络的主要性能指标 时延由时延由 发送时延发送时延 、 传播时延传播时延 、 处理时延处理时延 构成。构成。指数据在交换结点等候发送而在缓存的指数据在交换结点等候发送而在缓存的队列中排队所经历的时延。队列中排队所经历的时延。1.5 计算机网络的主要性能指标 1 0 1 1 0 0 1发送器发送器队列在链路上产生传播时延结点结点 B结点结点 A在发送器产生发送时延(即传输时延 )在队列中产生排队时延数据数据从结点从结点 A 向结点向结点 B 发送数据发送数据链路链路1.5 计算机网络的主要性能指标 （传播）时延链 路带宽时延带宽积 = 传播时延 带宽链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长链路的时延带宽积又称为以比特为