[计算机软件及应用]第1章 引论.ppt

2,3,在人类社会中，人与人之间经常要交换信息，用任何媒体传输信息的过程，都可以称为通信. 现在的通信技术是指用电信号通过电信道来传递信息。（电话、电报） 计算机网络密切结合了计算机技术与通信技术、是一门综合性的学科。,5,早期的计算机应用模式单机 大、中、小型机庞大，昂贵，资源无法共享 分散的计算机构成了一个个的信息“孤岛” 计算机网络产生始于20世纪50年代，产生的原因： 资源共享的需求（硬件、软件） 大型项目的合作（进行工程项目协作） 人与人之间的信息沟通（数据通信）,6,从体系结构来观察，计算机网络的 发展可分为三个阶段（三代网络）： 1. 以主机为中心的联机终端系统 “计算机终端”系统 2. 以通信子网为中心的主机互联 分组交换网络 3. 体系结构标准化网络 层次化结构，并对每层进行了精确定义,1.以主机为中心的联机终端系统,特征：终端(Terminal)共享主机(Host)的软硬件资源 单台主机：执行计算和通信任务 多台终端：执行用户交互,8,缺点 主机负荷重数据处理通信 线路利用率低 集中控制方式，可靠性低,1.以主机为中心的联机终端系统,例子：飞机订票系统 HOST(航空公司总部) Terminals(订票点) 通信线路(电话线路),改进 多点线路 终端集中器和前端处理机（Front-End Processor, FEP）将通信任务从主机中分离出来,2.以通信子网为中心的主机互联,特征 多个终端主机系统互联，形成了多主机互联网络 网络结构从“主机终端” 转变为“主机主机”,10,主机主机网络的演变,演变阶段1 通信任务从主机中分离，由通信控制处理器（CCP）完成 CCP：处理主机之间完成通信任务的专用计算机,11,两层网络概念的出现 由CCP组成的传输网络通信子网，提供信息传输服务。 建立在通信子网基础上的主机集合资源子网，提供计算资源。,2.以通信子网为中心的主机互联,12,两层网络的概念结构,C,C,C,H,H,H,资源子网,通信子网,在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务,H,H,2.以通信子网为中心的主机互联,13,演变阶段2 通信子网规模逐渐扩大 私有社会公用 优点 降低用户系统建设成本 提高通信线路利用率 兼容性好,2.以通信子网为中心的主机互联,14,例子 因特网的前身ARPANET 美苏冷战时期由美国军方建立的实验性网络 最初4个节点20世纪70年代的60多个节点 地域跨越美洲、欧洲 具有现代网络的许多特征,2.以通信子网为中心的主机互联,15,3. 体系结构标准化网络,为什么需要标准化？ 20世纪70年代到80年代，出现大量的由学校、研发机构各自研发的计算机网络，这些网络没有统一的结构标准，难以实现互联，信息交流和资源共享。 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力。,16,网络体系结构标准： 国际标准（ISO OSI/RM） Open System Interconnection/Recommended Model(开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型) 事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议) 从体系结构上看，它是OSI参考模型的简化（4层）,3. 体系结构标准化网络,17,未来网络的发展趋势 “三网”融合 在任意数目的计算机上运行任意数目的程序且可能要在任意时刻相互通信。 通信业务：高速、宽带、智能、可靠 计算机：功能强、体积小、价格低、 计算机网络：开放、智能、综合,18,在未来25年，主干网的带宽每6个月增加一倍，其增长速率远远超过摩尔定律，是芯片增长速率的三倍。,贝尔定律（Bells Law）：如果保持计算机能力不变，微处理器的价格和体积每18个月减小一倍。,摩尔定律（Moores Law） ：集成电路芯片的能力每18个月提高一倍，而其价格则降低一倍。,网络的价值同网络用户数量的平方成正比。网络上的n个用户，每个用户都可以共享使用其他用户的信息，即任何一个用户都可以使用n个用户的信息，所以网络的价值与n2成正比。,19,20,定义 计算机网络是指把若干台地理位置不同且具有独立功能的计算机，通过通信设备和通信线路相互连接起来，以实现数据传输和资源共享的计算机系统。,1.2 计算机网络的概念,归纳与综合: 计算机网络：相互连接的自治计算机的集合 自治：能独立运行，不依赖于其他计算机 “主机终端”系统（第一代网络）呢？ 互连：以任何可能的通信连接方式 有线方式：铜线、光纤 无线方式：红外、无线电、卫星,1.2 计算机网络的概念,22,计算机网络系统是由通信子网和资源子网构成。 通信子网数据传输系统，主要任务是实现不同数据终端设备之间的数据传输。 资源子网数据处理系统，包括拥有数据资源的用户主机和请求资源的用户终端。,1.3 计算机网络系统的组成,24,网络的组成元素主要分为两大类： 网络节点 端节点：指通信的源节点和目的节点，例如具有数据处理和通信能力的用户主机。 中间节点：指通信中起控制和转发作用的节点。例如交换机、集中器、复用器、路由器、中继器 通信链路：信息传输的通道 有线的：同轴电缆、光纤、双绞线 无线的：微波、无线电、红外线,1.3 计算机网络系统的组成,25,1.按地域范围分类 局域网(Local Area Network ， LAN) 作用范围为几米到几十公里的网络 广域网(Wide Area Network ， WAN) 作用范围为几十公里到几千公里的网络 城域网(Metropolitan Area Network ，MAN) 作用范围介于WAN和LAN之间,1.4 计算机网络的分类,2.按拓扑结构分类 网络拓扑就是使用拓扑学的方法来研究计算机网络结构。 拓扑学-是一种研究与大小和形状无关的点、线、面的方法。,1.4 计算机网络的分类,采用拓扑学方法抽象的网络结构称为计算机网络的拓扑结构。,在计算机网络中忽略具体设备，把计算机服务器等抽象成“点”，把通信线路抽象成“线”，用拓扑学的观点来看计算机网络。,28,2.按拓扑结构分类 星形结构 每台计算机直接连接到一个中心节点上，构成点到点的连接。 优点：建网容易，易于扩充。 缺点：属于集中控制，对中心节点依赖性大。,A,B,1.4 计算机网络的分类,2.按拓扑结构分类 树形结构 一个根节点、多个中间分支节点和叶子节点构成。 越靠近树根，节点的处理能力就越强。树根的处理能力最强。,树形拓扑,1.4 计算机网络的分类,30,2.按拓扑结构分类 总线型 所有节点挂接到一条高速总线上，采用广播通行方式. 环 形 所有节点连接成一个闭合的环，节点之间为点到点连接.,1.4 计算机网络的分类,31,全连接 点到点全连接，每个节点和网络上的其它节点都有通信线路连接，使建造成本大大提高，只适用于节点数很少的广域网中. 不规则（网状） 点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点.,1.4 计算机网络的分类,32,3.按通信传播方式分类： 点对点传输方式：以点对点的连接方式，把各台计算机连接起来的网络 网状、环形、树形、星形 广播方式网络：一台计算机发送的信息可被网络上所有的计算机接收。 总线型、无线（微波、卫星） 局域网络通常使用广播方式，广域网络通常使用点对点方式。,1.4 计算机网络的分类,33,4.按通信介质： 有线网 采用如同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质来传输数据的网络。 无线网 采用卫星、微波等无线形式来传输数据的网络。,1.4 计算机网络的分类,34,5.按通信速率分类： 低速网 网上数据传输速率在300b/s1.4Mb/s之间的系统。这种系统通常是借助调制解调器利用电话网来实现的。 中速网 网上数据传输速率在1.5Mb/s45Mb/s之间的系统。这种系统主要是传统的数字式公用数据网。 高速网 网上数据传输速率在50Mb/s 1000Mb/s之间的系统。信息高速公路的数据传输速率会更高。,1.4 计算机网络的分类,35,6.按使用用户分类： 公用网 公用网又称公众网。对所有的人来说，只要符合网络拥有者的要求就能使用这个网，也就是说它是为全社会所有的人提供服务的网络。 专用网 专用网为一个或几个部门所拥有，它只为拥有者提供服务，这种网络不向拥有者以外的人提供服务。,1.4 计算机网络的分类,36,7.按网络控制方式分类： 集中式计算机网络 这种网络的处理控制功能都高度集中在一个或少数几个节点上，所有的信息流都必须经过这些节点之一。 分布式计算机网络 在这种网络中，网络中的任一节点都至少和另外两个节点相连接，信息从一个节点到达另一节点时，可能有多条路径。,1.4 计算机网络的分类,37,8.按网络环境分类： 部门网络 部门网络是局限于一个部门的LAN，该网络通常 由几十个工作站、若干个服务器，以及可共享的打 印机等设备所组成。 企业网络 这是在一个企业中配置的、能覆盖整个企业的计算 机网络。 校园网络（Campus Network） 指在学校中配置的、覆盖整个学校的计算机网络。,1.4 计算机网络的分类,1.