第1章+计算机网络概述.ppt

计算机网络概述,任课老师:,第一章:计算机网络概述,本章要点1.1计算机网络的形成和发展1.2计算机网络的定义及组成1.3计算机网络的分类1.4计算机网络的功能与应用1.5计算机网络的拓扑结构,本章要点计算机网络的形成和发展计算机网络的定义功能及组成计算机网络的分类计算机网络的功能与应用计算机网络的拓扑结构,1.1计算机网络的形成,1.1954年，以单台计算机为中心的远程联机系统，称为第一代计算机网络。2.1969年，美国的ARPA网投入运行，称为第二代计算机网络。3.在20世纪70年代，第三代计算机网络出现,开始实现将不同厂家生产的计算机互连成网。4.20世纪90年代，第四代计算机网络开始向综合化和高速化发展。,计算机网络的演变过程,第一阶级：以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机络网；第二阶级：多个自主功能的主机通过通信线路互联，形成资源共享的计算机网络；第三阶级：形成具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络；第四阶级：向互联、高速、智能化方向发展的计算机网络。,1具有远程通信功能的单机系统,2多个自主功能的主机通过通信线路互连,3具有统一体系结构、国际化标准协议的网络,4互连网络与高速网络,将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路，由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统(1)发展了以Internet为代表的互连网(2)发展高速网络(3)研究智能网络,1.1.2计算机网络对社会信息化发展的影响,以计算机网络为基础的各种网络应用信息系统正在以不可抗拒之势渗入到工业、农业、科技、军事、金融、商贸和教育等各个行业以及人们日常生活的各个方面，它正在深刻地影响和改变着人类社会传统的生产、工作和生活方式。从下面两个计算机网络应用的例子中，可以看出计算机网络对社会信息化起到的巨大作用和产生的深刻影响。,1.公众生活服务信息化,与电子商务有关的网上购物活动网上广播、电视服务基于信息检索服务IRS的各种生活信息服务各种方便、快捷、价廉的网络通信服务基于连机事物处理系统TPS的各种事物性公共服务,2.企业信息化,企业是社会构成中的一个重要部分，因此企业信息化是社会信息化的一个重要环节。集成制造系统CIMS的计算机可以把企业生产管理、生产过程自动化管理及企业管理信息系统MIS统一在计算机网络平台上，不仅提高了生产效率，降低了生产成本，增加了企业效益，而且推动了企业生产和管理的自动化进程。,1.1.3计算机网络在中国的发展,1.建立中国公用分组交换数据网和中国数字数据网自20世纪90年代以来，在Internet发展的刺激和鼓舞下，中国数字数据网CHINADDN的发展速度很快，它是利用光纤(包括数字微波和卫星)数字电路传输和数字交叉复用节点组成的数字数据传输网。,2.“三金”工程的建成,1993年3月12日，时任副总理的朱镕基主持国务院会议，提出了建设“三金”工程，即“金桥”、“金卡”和“金关”工程。,3.中国Internet的建立,中国公用计算机互联网CHINANET、中国教育和科研计算机网CERNET、中国科学技术网CSTNET、中国网通公用互联网(网通控股)CNCNET、中国联通互联网UNINET、宽带中国CHINA169网(网通集团)、中国国际经济贸易互联网CIETNET和中国移动互联网CMNET,1.2.1计算机网络的定义,计算机网络比较通用的定义是：利用通信设备和通信线路，将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统互连起来，通过网络软件实现网络中资源共享和数据通信的系统。,计算机网络示意图,1.2.2计算机网络的基本组成,1计算机资源子网,(1)主机(2)终端(3)资源子网的基本功能,2计算机通信子网,通信控制处理机通信线路通信子网的基本功能,3网络软件(1)协议和协议软件(2)通信软件(3)操作系统软件(4)管理软件(5)应用软件,4网络协议,在计算机网络中，要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换数据的格式以及有关同步的问题。这里所说的同步不是狭义的（即同频或同频同相）而是广义的，即在一定条件下应当发生什么事件（如发送一个应答信息），因而同步含有时序的意思。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。,1.3计算机网络的分类,(1)按网络的拓扑结构分类为：星型网、环型网、总线网、树型网、网状网和混合网。,(2)按网络的交换方式分:,电路交换网、信息交换网、分组交换网、帧交换网、信元交换网(即ATM网)(3)按传输媒体分类为：细缆网、双绞线网、光纤网、卫星网、无线网,(4)按使用单位或性质分类为：,企业网、校园网、政府网、教育科研网(5)按应用性质分类为：证券业务网、新闻综合业务网、多媒体公用信息网,(6)按网络操作系统分类为：,NetWare网、WindowsNT网、LANManager网(7)按生产厂家分类为：Novell网、IBMToken-Ring网、3ComEthernet网,(8)按网络的控制方式分类为：,集中式网络、分布式网络(9)按网络协议分类为：TCPIP网、X.25网、ATM网、FDDI网,(10)按网络的传输带宽分类为：,窄带网、宽带网(11)按使用范围分类为：专用网络、公众网络,1.3.2按网络的使用范围分类,1.公用网(PublicNetwork)公用网一般是由国家邮电或电信部门建设的通信网络。按规定缴纳相关租用费用的部门和个人均可以使用公用网。,2.专用网(PrivateNetwork),专用网是指单位自建的、满足本单位业务需求的网络。专用网不向建网单位以外的人提供服务。如军队、铁路、电力等系统均拥有各自系统的专用网。它以TCP/IP协议作为基础，以Web为核心应用，构成统一和便利的信息交换平台。,1.3.3按网络的覆盖范围分类,计算机网络按照其覆盖的地理范围进行分类，可以很好地反映不同类型网络的技术特征。由于网络覆盖的地理范围不同，它们所采用的传输技术也就不同，因而形成了不同的网络技术特点与网络服务功能。另外，计算机网络还可以按照其覆盖的地理范围进行分类，使用这种方法，可以将计算机网络分为3类：局域网、城域网与广域网。这也是最常见的网络分类方法。,1.局域网(LocalAreaNetwork，LAN),局域网覆盖有限的地理范围，它适用于一个单位有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求。局域网提供高数据传输速率(101000Mbs)、低误码率的高质量数据传输环境。决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法。,2.城域网(MetropolitanAreaNetwork，MAN),使用基于IEEE802.5的单令牌的环网介质访问控制MAC协议。使用IEEE802.2协议，与符合IEEE802标准的局域网兼容。数据传输速率为100Mbs，连网的节点数1000，环路长度为100km。,3.广域网（WideAreaNetwork，WAN）,广域网的覆盖范围比城域网更大，是局域网在更大空间中的延伸，是利用公共通信设施(如电信局的专用通信线路或通信卫星)，将相距数百、甚至数千公里的局域网或计算机连接起来构建而成的网络。其范围已不再仅仅局限于某一特定的区域，而是可以包括在地理上分布得很广的、数量庞大的局域网或计算机。,1.3.4按网络的传输技术分类,1.广播式网络所谓广播式网络，顾名思义应该有一条通信的主干道，网络中的计算机共享这个通信信道。当一台计算机发出数据信息时，数据包就沿着这条通信干线发送到其他连网的所有计算机上去。如果该信息的发送地址和接收方的地址相吻合，该机就进行处理，否则将信息丢弃。,2.点对点网络,每两台计算机之间通过一条物理线路连接起来的网络称为点对点网络。如果网络中有计算机之间没有物理连接，分组或数据包就必须通过一个或多个中间站点的接收、存储和转发，才能最终由信源传送到目标计算机。,1.3.5按网络的通信介质分类,1.有线网有线网是采用同轴电缆、双绞线、光纤等有形的传输介质来连接的计算机网络。工程造价低传输速率高传输距离远受外界干扰小,2.无线网,无线网用电磁波作为载体来传输数据，如通信卫星、地面微波接力通信。部署灵活建设速度快安装灵活方便节约建设投资安全性好,1.3.6按网络的结构类型分类,1.以太网它采用的拓扑结构是总线型，这是依逻辑结构而定义的，采用的介质访问方式是CSMA/CD，遵循的标准是IEEE802.3。常见的以太网有10BASE-T、100BASE-T、10BASE2等。它是当今世界上应用范围最广的一种网络技术，现在80以上的局域网都是以太网，而且比例还在不断上升。,2.令牌环网(Token-Ring),令牌环网遵循的标准是IEEE802.5，拓扑结构为环型，介质访问方式为TokenPassingRing，传输介质为双绞线。3.令牌总线网(TokenBus)令牌总线网遵循的标准是IEEE802.4，在物理上其结构是总线型，但在逻辑上是构成环型。4.FDDI网络FDDI网络遵循的标准是IEEE802.8，其拓扑结构为环型，并且采用双环结构，传输介质采用光纤。,1.3.7按网络中计算机所处的地位分类,1.对等网在对等网中，所有计算机的地位是平等的，没有专用的服务器。每台计算机既作为服务器，又作为客户端；每台计算机既为其他计算机提供服务，也从其他计算机那里获得服务。由于对等网没有专用的服务器，所以在管理对等网时，只能分别管理，不能统一管理，管理起来很不方便。,2.基于客户端/服务器模式的网络,服务器：服务器一方面负责保存网络的配置信息，另一方面也负责为客户端提供各种各样的服务。因为整个网络的关键配置都保存在服务器中，所以管理员在管理网络时只需要修改服务器的配置，就可以管理整个网络了。客户端：客户端主要用于向服务器发请求，获得相关服务，如客户端向打印服务器请求打印服务，向Web服务器请求Web页面等。,1.3.8按网络的控制方式分类,1.集中式网络集中式网络又称为星型网，所有的信息流必须经过中央交换节点，链路都从中央交换节点向外辐射。,2.分散式网络,分散式网络是集中式网络的扩展，其特点是将集中器配置在终端比较集中的地方，并且某些集中器具有一定的交换功能，因此网络变为星型网与格状网的混合物。,3.分布式网络,它的结构是网状的。网络中任何一个节点都至少和两个节点直接相连，因而分布式网络的可靠性最高，但这也增加了网络控制的复杂度。,1.4.1计算机网络的功能,1.通信功能通信功能是计算机网络最基本的功能，且通信功能还是计算机网络其他各种功能的基础。所以通信功能是计算机网络最重要的功能。现代社会信息量激增，信息交换也日益增多，例如，仅每年需要传递的信件就有几万吨，而计算机网络则为分散在世界各地的用户提供了强有力的人际通信手段。目前，IP电话、网上寻呼、网络实时交谈和E-mail已成为人们重要的通信手段。,2.资源共享,资源共享指的是计算机用户共享网络上的软件资源和硬件资源。软件资源的共享包括应用程序、数据的共享等。,3.网络分布式处理与均衡负载,所谓网络分布式处理，是指把同一任务分配到网络中地理上分布的节点机上协同完成。通常，对于复杂的、综合性的大型任务，可以采用合适的算法，将任务分散到网络中不同的计算机上去执行。在同一网内的各台计算机可通过协同操作和并行处理，来提高整个系统的处理能力，共同完成仅依靠单台计算机难以完成的复杂的、综合性的大型任务。,4.集中管理和高可靠性,计算机网络技术的发展和应用，使现代的办公手段和经营管理等发生了变化，不少企事业单位都开发和使用了基于网络的管理信息系统和办公自动化系统，通过这些系统可以实现日常工作的集中管理，并大大提高了工作效率。可靠性高表现在网络中的各台计算机可以通过网络彼此互为后备机，此外，当网络中某个子系统出现故障时，可由其他子系统代为处理。当网络通信链路的某个节点出现问题时，可通过其他路径传输信息。,1.4.2计算机网络的应用,1.办公自动化系统2.WWW服务3.电子数据交换4.E-ma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