计算机通信与网络[01][计算机网络基础]

1、童亮教材选用2 计算机网络实用教程计算机网络实用教程，肖盛文，北京邮电大学出版社，肖盛文，北京邮电大学出版社 计算机网络实用教程计算机网络实用教程，高清华，科学出版社，高清华，科学出版社 计算机网络计算机网络，谢希仁，电子工业出版社谢希仁，电子工业出版社内容提要-总纲第一章第一章 计算机网络基础计算机网络基础 第二章第二章 数据通信基础论数据通信基础论第三章第三章 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构第四章第四章 局域网工作原理局域网工作原理第五章第五章 网络互联技术网络互联技术3第六章第六章 Internet应用技术应用技术内容提要-总纲第一章第一章 计算机网络

2、基础计算机网络基础 第二章第二章 数据通信基础论数据通信基础论第三章第三章 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构第四章第四章 局域网工作原理局域网工作原理第五章第五章 网络互联技术网络互联技术4第六章第六章 Internet应用技术应用技术 了解本课程本身的性质内容提要-章节内容5 了解本课程在整个课程体系中的地位 理解计算机网络的定义、组成和功能 了解计算机网络的产生与发展、分类 学习目标学习目标第一章 计算机网络基础 1.1 计算机网络的概念内容提要-章节内容61.2 计算机网络的产生与发展1.3 计算机网络的组成1.4 计算机网络的分类1.5 计算机网络的功能第一章 计算机网络基础

3、1.1 计算机网络的概念71.1 计算机网络的概念81.1 计算机网络的概念9 2121世纪的一些重要特征：世纪的一些重要特征：数字化数字化、网络化网络化和和信信息化息化，是一个以，是一个以网络为核心网络为核心的信息时代的信息时代 网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础的重要基础 网络与网络应用无处不在，已成为社会生产、网络与网络应用无处不在，已成为社会生产、生活的一个不可缺少的部分生活的一个不可缺少的部分1.1 计算机网络的概念10l 什么是网络？什么是网络？l 什么是计算机网络？什么是计算机网络？l 计算机网络有些什么具体的应用？计算机网

4、络有些什么具体的应用？l 计算机网络能解决计算机网络能解决日常生活中的哪些问题？日常生活中的哪些问题？ 关于网络的几个问题：关于网络的几个问题：1.1 计算机网络的概念11计算机网络将位于不同地点的计算机网络将位于不同地点的各种各种计算机或终端互连起来计算机或终端互连起来，实现相互通信、协同工作和资源共享实现相互通信、协同工作和资源共享个人电脑个人电脑(PC)(PC)计算机计算机网网络络终端终端服务器服务器工作站工作站手持设备手持设备家用电器家用电器移动设备移动设备1.1 计算机网络的概念12(a)(b)网络互联网（网络的网络）结点链路1.1 计算机网络的概念 计算机网络的定义计算机网络的定义

5、13l 最简单定义：一些相互连接的、以共享资源为目的的、最简单定义：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治自治的计算机的集合的计算机的集合l 简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体自主工作的计算机构成的集合体l 从逻辑功能上看，计算机网络是以传输信息为目的，用从逻辑功能上看，计算机网络是以传输信息为目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合，通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合，一个计算机网络组成包括：传输介质和通信设备一个计算机网络组成包括：传输介质和通信设备l 按资源共享的观点，计

6、算机网络把地理上分散的计算机按资源共享的观点，计算机网络把地理上分散的计算机系统，以能够相互共享资源（软硬件、数据）的方式连系统，以能够相互共享资源（软硬件、数据）的方式连接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统的集合接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统的集合l 1.1 计算机网络的概念 计算机网络的计算机网络的比较完整比较完整的定义的定义14将将地理位置分散地理位置分散的具有的具有独立功能独立功能的多台计算机，的多台计算机，通过通过通信设备和线路通信设备和线路连接连接起来，在功能完善的起来，在功能完善的网网络软件络软件的支持下，实现的支持下，实现资源共享和信息传递资源共享和信息传递的计的

7、计算机系统算机系统l 计算机网络中的计算机通常都处于不同的地理位置计算机网络中的计算机通常都处于不同的地理位置l 相互连接的计算机之间不存在互为依赖的关系相互连接的计算机之间不存在互为依赖的关系l 网络操作系统（单机网络操作系统（单机OSOS功能功能+ +网络通信协议网络通信协议+ +网络资网络资源管理源管理+ +网络服务）网络服务）l 网络的根本目的是为了实现资源共享，资源包括硬网络的根本目的是为了实现资源共享，资源包括硬件、软件和信息，如文件、程序、数据库、存储设件、软件和信息，如文件、程序、数据库、存储设备、打印机等备、打印机等1.1 计算机网络的概念 计算机网络定义的理解计算机网络定义

8、的理解15l 多机系统多机系统拥有两台以上功能独立的计算机拥有两台以上功能独立的计算机计算机的形式不限计算机的形式不限l 互连系统互连系统计算机之间计算机之间通过通信设备和通信线路互连通过通信设备和通信线路互连通信线路的形式不限通信线路的形式不限l 资源共享系统资源共享系统资源共享和信息传递的实质是资源共享和信息传递的实质是数据交换数据交换功能完善的网络软件完成必需的功能完善的网络软件完成必需的数据交换数据交换1.1 计算机网络的概念 计算机网络与多用户系统计算机网络与多用户系统16l 允许多个用户通过各自的终端机同时使用一台计算机允许多个用户通过各自的终端机同时使用一台计算机l 终端一般不具

9、有独立的运算与存储能力终端一般不具有独立的运算与存储能力l 只有只有I/OI/O设备（如键盘、显示器、打印机等）设备（如键盘、显示器、打印机等）l 计算机按设定好的时间片轮转为各个终端服务计算机按设定好的时间片轮转为各个终端服务l 每个用户感觉只有自己一人在使用计算机每个用户感觉只有自己一人在使用计算机无盘工作站的多媒体教学网解决方案1.1 计算机网络的概念 计算机网络与分布式系统计算机网络与分布式系统17l 分布式就是指数据和程序是分散在多个计算机上的分布式就是指数据和程序是分散在多个计算机上的l 分布式系统是建立在计算机网络之上的软件系统分布式系统是建立在计算机网络之上的软件系统l 具有高

10、度的内聚性和透明性具有高度的内聚性和透明性l 分布式有利于任务在整个系统上进行分配与优化运行分布式有利于任务在整个系统上进行分配与优化运行l 克服传统集中式系统会导致中心主机资源紧张与响应克服传统集中式系统会导致中心主机资源紧张与响应瓶颈的缺陷瓶颈的缺陷网络游戏SETIhome计划 DNS服务1.2 计算机网络的产生与发展 远程终端联机阶段远程终端联机阶段 计算机计算机计算机网络阶段计算机网络阶段 标准化互联阶段标准化互联阶段 信息高速公路阶段信息高速公路阶段18计算机网络问世至今已经有半个多世纪的时间，计算机网络问世至今已经有半个多世纪的时间，其间经历了四个发展阶段其间经历了四个发展阶段1.

11、2 计算机网络的产生与发展 远程终端联机阶段远程终端联机阶段(1950s-1960s)(1950s-1960s)19l “终端终端- -通信线路通信线路- -计算机计算机”的模式的模式l 严格意义上讲，不属于计算机网络范畴。严格意义上讲，不属于计算机网络范畴。 计 算 机多 重 线 路控 制 器MMMMMM公 用 电 话 网 T T TM :M O D E MT:Term inal1.2 计算机网络的产生与发展 远程终端联机阶段远程终端联机阶段(1950s-1960s)(1950s-1960s)20ComputerTTTPSTN典型案例：美国半自动地面防空系统典型案例：美国半自动地面防空系统S

12、AGESAGEPSTN：公共交换电话网络1.2 计算机网络的产生与发展 计算机计算机计算机网络阶段计算机网络阶段(1960s-1990s)(1960s-1990s)21l 以以ARPAnetARPAnet为典型为典型l 以实现以实现“资源共享资源共享”为目的多计算机互连形态为目的多计算机互连形态l 重要贡献：将应用与通信功能从逻辑上分离，应产生了通重要贡献：将应用与通信功能从逻辑上分离，应产生了通信子网与资源子网的概念信子网与资源子网的概念1.2 计算机网络的产生与发展 标准化互联阶段标准化互联阶段 (1970s-1990s)(1970s-1990s)22l 呼唤网络体系结构的标准化与兼容性：

13、呼唤网络体系结构的标准化与兼容性：ISOISO的的OSI RM(OSI RM(开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型)-1977/1983)-1977/1983TCP/IPTCP/IP协议的推广协议的推广l 推动了计算机网络的高速发展：推动了计算机网络的高速发展：以太网以太网(Ethernet)(Ethernet)与因特网与因特网(Internet)(Internet)建成了三级结构的因特网，三级计算机网络，分建成了三级结构的因特网，三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）为主干网、地区网和校园网（或企业网） 1.2 计算机网络的产生与发展 信息高速公路阶段信息高速公路阶段(1

14、990s-Now)(1990s-Now)23l 高速：高速：主干带宽的增加达到主干带宽的增加达到10Gbps10Gbps或更高，接入带或更高，接入带宽可以高达宽可以高达1000Mbps1000Mbpsl 互连：互连：Internet Internet l 智能：智能：服务质量服务质量( (QoSQoS) )、网络管理、网络管理1.2 计算机网络的产生与发展 i internetnternet与与InternetInternet24l 以以小写字母小写字母 i i 开始的开始的 internetinternet（互联网或（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计互连网）是一个通用名词，它泛

15、指由多个计算机网络互连而成的网络。算机网络互连而成的网络。 l 以以大写字母大写字母I I开始的的开始的的 InternetInternet（因特网）（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用算机网络，它采用 TCP/IP TCP/IP 协议族作为通信协议族作为通信的规则，且其前身是美国的的规则，且其前身是美国的 ARPANETARPANET。1.2 计算机网络的产生与发展 因特网的发展情况概况因特网的发展情况概况25l 因特网已经成为世界上规模最大和增长速率

16、最快的计因特网已经成为世界上规模最大和增长速率最快的计算机网络，没有人能够准确说出因特网究竟有多大算机网络，没有人能够准确说出因特网究竟有多大l 因特网的迅猛发展始于因特网的迅猛发展始于 20 20 世纪世纪 90 90 年代。由欧洲原年代。由欧洲原子核研究组织子核研究组织 CERN CERN 开发的万维网开发的万维网 WWW (World Wide WWW (World Wide Web)Web)被广泛使用在因特网上，大大方便了广大非网络被广泛使用在因特网上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为因特网的这种指数级增专业人员对网络的使用，成为因特网的这种指数级增长的主要驱动力长的主要

17、驱动力l 逐渐形成了多层次逐渐形成了多层次 ISP ISP 结构的因特网结构的因特网 1.2 计算机网络的产生与发展 计算机网络产生与发展的重要时间结点计算机网络产生与发展的重要时间结点26l 19461946年年2 2月月1414日，日，ENIACENIAC（Electronic Numerical Integrator And Electronic Numerical Integrator And CalculatorComputer CalculatorComputer 电子数字积分计算机）诞生电子数字积分计算机）诞生l 19631963年，美国半自动地面防空系统年，美国半自动地面防空系

18、统SAGESAGE，是计算机技术与通信技术结合，是计算机技术与通信技术结合的先驱，网络的雏形的先驱，网络的雏形l 60s60s初投入使用的飞机订票系统（美航与初投入使用的飞机订票系统（美航与IBMIBM），），19681968年投入运行的信息年投入运行的信息服务系统（服务系统（GEGE）l 60s60s中后期，因特网的前身中后期，因特网的前身ARPNETARPNET开始运行，开始运行，到到19751975年，已经连入了年，已经连入了100100多台主机多台主机l 70s70s，人们一直研究数据传输技术，开发出了能在不同硬件平台上运行，人们一直研究数据传输技术，开发出了能在不同硬件平台上运行的协

19、议的协议TCP/IPTCP/IP协议协议l 到了到了19831983年年1 1月，月，可用于异构网络的可用于异构网络的TCP/IPTCP/IP协议研制成功，并实现了协议研制成功，并实现了ARPANETARPANET向向TCP/IPTCP/IP的的转换转换，标志着因特网，标志着因特网的诞生的诞生l 同时，同时，ARPANETARPANET分为分为ARPANETARPANET和和和和MILNETMILNETl NSFNETNSFNET于于19901990年年6 6月彻底取代了月彻底取代了ARPANETARPANET成为主干网络成为主干网络l 19911991年年8 8月月6 6日，蒂姆日，蒂姆伯纳

20、斯伯纳斯- -李建立了世界上第一个网站李建立了世界上第一个网站（http:/info.cern.ch/http:/info.cern.ch/），标志着互联网时代到来），标志着互联网时代到来1.2 计算机网络的产生与发展 因特网的发展情况概况因特网的发展情况概况27 网络数网络数 主机数主机数 用户数用户数 管理机构数管理机构数1980 10 101980 10 102 2 10 102 2 10 100 01990 101990 103 3 10 105 5 10 106 6 10 101 1 2000 102000 105 5 10 107 7 10 108 8 10 102 2 2005

21、102005 106 6 10 108 8 10 109 9 10 103 31.2 计算机网络的产生与发展 计算机网络的发展趋势计算机网络的发展趋势28l 三网融合三网融合l 三网：电信网、广播电视网、互联网三网：电信网、广播电视网、互联网l 三网融合：三大网络通过技术改造，使新、旧业务不断融合，三网融合：三大网络通过技术改造，使新、旧业务不断融合，其技术功能趋于一致，逐步融合为统一的网络其技术功能趋于一致，逐步融合为统一的网络l 三网融合不是三网的物理合一，而是指高层业务应用的融合三网融合不是三网的物理合一，而是指高层业务应用的融合l 三者之间相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局三者之间

22、相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局l 手机可以看电视、上网，电视可以打电话、上网，电脑也可以手机可以看电视、上网，电视可以打电话、上网，电脑也可以打电话、看电视打电话、看电视1.2 计算机网络的产生与发展 计算机网络的发展趋势计算机网络的发展趋势29l 光通信技术光通信技术1.2 计算机网络的产生与发展 计算机网络的发展趋势计算机网络的发展趋势30l IPv6IPv6协议协议IPv4IPv4由由4 4个字节（个字节（3232位）组成，理论上约有位）组成，理论上约有4242亿个地址亿个地址IPv6IPv6由由128128位组成，理论上约有位组成，理论上约有3.43.4* *10103838个

23、地址个地址IPv4IPv4：3333IPv6IPv6：2000:0:0:0:0001:2345:6789:abcd2000:0:0:0:0001:2345:6789:abcd地球平均半径地球平均半径6370Km6370Km地球表面积地球表面积: :=4=4* *3.143.14* *637063702 2* *10103 3* *10103 3* *10103 3* *10103 3=5.1=5.1* *10102020( mm( mm2 2 ) ) 3.43.4* *10103838 / 5.1 / 5.1* * 10 102020= 6.

24、7= 6.7* *10101717 ( (个个/mm/mm2 2 ) ) 1.2 计算机网络的产生与发展 计算机网络的发展趋势计算机网络的发展趋势31l 宽带接入技术宽带接入技术根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP IP 地址数目的不同，地址数目的不同，ISP ISP (Internet Service Provider)(Internet Service Provider)也分成为不同的层次。也分成为不同的层次。 1.2 计算机网络的产生与发展 计算机网络的发展趋势计算机网络的发展趋势32l 宽带接入技术宽带接入技术主流的有线接入技术主流的有线接入

25、技术: :ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line ：非对称数字用户线路：非对称数字用户线路) )LANLAN同轴电缆同轴电缆PLC(Power Line CommunicationPLC(Power Line Communication：电力线宽带：电力线宽带) )FTTHFTTH（Fiber To The HomeFiber To The Home）PONPON（Passive Optical NetworkPassive Optical Network：无源光纤网络）：无

26、源光纤网络）+LAN+LANHFC(HFC(混合光纤同轴电缆网混合光纤同轴电缆网) )无线接入技术无线接入技术: :WLAN/WLAN/WiFiWiFiBluetoothBluetooth2G/3G/4G2G/3G/4G1.2 计算机网络的产生与发展33一级 ISP一级 ISP第一层 ISP大公司本地 ISP大公司大公司公司本地 ISP本地 ISP校园网校园网校园网校园网第二层 ISP第二层 ISPNAPNAPAB主机A 本地 ISP 第二层 ISP NAP(网络接入点) 第一层 ISP NAP 第二层 ISP 本地 ISP 主机B第一层 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP本地 IS

27、P本地 ISP第一层 ISP第一层第二层第三层本地 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP第二层 ISP1.2 计算机网络的产生与发展 计算机网络的发展趋势计算机网络的发展趋势34l 移动通信技术移动通信技术CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)1.3 计算机网络的组成35l 物理构成：由硬件系统和软件系统构成物理构成：由硬件系统和软件系统构成l 拓扑结构：由网络节点和通信链路构成拓扑结构：由网络节点和通信链路构成l 逻辑功能：由通信子网和资源子网构成逻辑功能：由通信子网和资

28、源子网构成 从从不同的方面来看不同的方面来看1.3 计算机网络的组成36l 通信子网通信子网 功能：完成网络的通信、数据的存储转发、差错控制、流量控功能：完成网络的通信、数据的存储转发、差错控制、流量控制、路由选择、网络安全制、路由选择、网络安全 构成：网络结点构成：网络结点+ +通信线路通信线路l 资源子网资源子网 功能功能：提供网络服务，进行资源共享并且拥有处理数据的：提供网络服务，进行资源共享并且拥有处理数据的 能力。能力。 构成构成：主机系统：主机系统( (硬件硬件+ +软件软件) )1.3 计算机网络的组成37l 通信子网有两种通信子网有两种类型类型 公用公用型型一般是国家的邮电部门

29、建造的网络。一般是国家的邮电部门建造的网络。“公用公用”的意思就是从所有愿意按邮电部的意思就是从所有愿意按邮电部门规定交纳费用的人都可以使用门规定交纳费用的人都可以使用. .因此因此, ,公用网也可以称为公众网公用网也可以称为公众网 。 专用型专用型是是某个部门为本单位的特殊工作的需要而建立的网络这种网络不向本单位以外某个部门为本单位的特殊工作的需要而建立的网络这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如的人提供服务。例如, ,军队军队, ,铁路铁路, ,电力等系统均有本系统的专用网电力等系统均有本系统的专用网 1.3 计算机网络的组成38 四大基本组成要素四大基本组成要素l 计算机系统计算机系统

30、l 通信线路和通信设备通信线路和通信设备l 网络协议网络协议l 网络软件网络软件1.3 计算机网络的组成39 常见的网络硬件常见的网络硬件l客户终端客户终端：用户进行网络操作，实现人机对话的工具：用户进行网络操作，实现人机对话的工具l传输介质：传输数据信号的物理通道，将网络中各种设备连接传输介质：传输数据信号的物理通道，将网络中各种设备连接起来起来l网卡网卡（网络适配器）：是计算机和传输介质之间的物理（网络适配器）：是计算机和传输介质之间的物理接口接口l集线器：接收信号再生并传输集线器：接收信号再生并传输，可，可为网络布线和集中管理带来方便为网络布线和集中管理带来方便l交换机（交换机（Swit

31、ch）：可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独）：可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。有电话语音交换机、光纤交换机等。l路由器：具有格式转换功能，可以连接路由器：具有格式转换功能，可以连接不同类型不同类型的网络。路由器能的网络。路由器能够识别数据的目的地址所在够识别数据的目的地址所在网络网络l服务器服务器高性能计算机，侦听客户机提交高性能计算机，侦听客户机提交的服务请求，并提供的服务请求，并提供相应服务相应服务相对于普通相对于普通PC来说，服

32、务器在稳定性、安全性、性能等方面都要来说，服务器在稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此求更高，因此CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通通PC有所不同。有所不同。1.3 计算机网络的组成401.3 计算机网络的组成41 常见的常见的网络软件系统网络软件系统l 主要包括通信协议、网络操作系统和各类网络应用主要包括通信协议、网络操作系统和各类网络应用系统系统l 服务器操作系统服务器操作系统多用户多用户，多任务的操作系统，多任务的操作系统网络网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络通信通信

33、等等Novell公司的公司的NetWare、Windows系列，系列，UNIX，Linux系列系列l 工作站操作系统工作站操作系统多多为一般的操作系统，但具有更强的网络功能。如支持网为一般的操作系统，但具有更强的网络功能。如支持网络协议络协议等等1.3 计算机网络的组成42 常见的常见的网络软件系统网络软件系统l 通信协议通信协议通信通信双方只有遵循相同的通信协议才能实现连接，完成信双方只有遵循相同的通信协议才能实现连接，完成信息的息的交换交换l 设备驱动程序设备驱动程序操作系统操作系统与外部设备的与外部设备的借口借口l 网络管理软件网络管理软件对网络进行对网络进行信息统计，报告，警告，监控的

34、软件信息统计，报告，警告，监控的软件系统系统l 网络安全软件网络安全软件保密性、完整性、可用性保密性、完整性、可用性抵御抵御威胁与威胁与攻击攻击l 网络应用软件网络应用软件 1.4 计算机网络的分类 按不同的分类标准进行分类按不同的分类标准进行分类43l 按通信所使用的介质，分为有线网络和无线网络按通信所使用的介质，分为有线网络和无线网络l 按使用网络的对象，分为公众网络和专用网络按使用网络的对象，分为公众网络和专用网络l 按网络传输技术，分为广播式网络和点到点式网络按网络传输技术，分为广播式网络和点到点式网络l 按照网络传输速度的高低，分为低速网络和高速网络按照网络传输速度的高低，分为低速网

35、络和高速网络l 按地理覆盖范围按地理覆盖范围( (最为典型与常用的划分方式最为典型与常用的划分方式) )，分为，分为广域网、城域网和局域网广域网、城域网和局域网l 按拓扑结构，分为总线型、环型、星型、树型、网状按拓扑结构，分为总线型、环型、星型、树型、网状型等型等l 按网络协议，分为以太网、令牌环网、令牌总线网、按网络协议，分为以太网、令牌环网、令牌总线网、FDDIFDDI（光纤分布式数据接口）网、（光纤分布式数据接口）网、ATMATM网等网等l 1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 拓扑拓扑44l 拓朴的概念来自离散数学中的图论拓朴的概念来自离散数学中的图论l 拓扑学方法：把实体抽象成与其

36、大小、形状无关的拓扑学方法：把实体抽象成与其大小、形状无关的“点点”，而把连接实体的线路抽象成，而把连接实体的线路抽象成“线线”，进而，进而以图的形式来表示这些点与线之间关系的方法以图的形式来表示这些点与线之间关系的方法l 其目的在于研究这些点、线之间的相连关系其目的在于研究这些点、线之间的相连关系l 拓扑结构与几何结构属于两不同的数学概念拓扑结构与几何结构属于两不同的数学概念l 在几何结构中，我们要考察的是点、线之间的位置在几何结构中，我们要考察的是点、线之间的位置关系，或者说几何结构强调的是点与线所构成的形关系，或者说几何结构强调的是点与线所构成的形状及大小状及大小l 拓扑学关注的是点与线

37、之间的关系拓扑学关注的是点与线之间的关系l 不同的几何结构可以具有相同的拓扑结构不同的几何结构可以具有相同的拓扑结构1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 计算机网络拓朴结构计算机网络拓朴结构45l 将通信子网中的通信处理机、计算机等设备抽象成点将通信子网中的通信处理机、计算机等设备抽象成点，把连接这些设备的通信线路抽象成线，并将由这些，把连接这些设备的通信线路抽象成线，并将由这些点和线所构成的拓扑称为网络拓扑结构点和线所构成的拓扑称为网络拓扑结构l 为什么研究网络的拓扑结构而不是几何结构？为什么研究网络的拓扑结构而不是几何结构？网络拓朴结构反映出网络的结构关系，对于网络的性能、可靠性网络拓朴

38、结构反映出网络的结构关系，对于网络的性能、可靠性以及建设管理成本等都有着重要的影响，在整个网络设计中占有以及建设管理成本等都有着重要的影响，在整个网络设计中占有十分重要的地位，是网络构建时首先要考虑的因素之一十分重要的地位，是网络构建时首先要考虑的因素之一l 常见的网络拓朴结构：总线型、常见的网络拓朴结构：总线型、 星型星型 、树型、树型 、环型、环型、 网状型网状型1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 总线型总线型46l 采用一个公用通道作为传输媒体，所有站点都通过相应的硬件接采用一个公用通道作为传输媒体，所有站点都通过相应的硬件接口直接连接到公用信道（通信的通道）上，这一公用信道称为口直

39、接连接到公用信道（通信的通道）上，这一公用信道称为总总线线l 所有节点直接连到总线上，除此之外节点间不存在任何其他连接所有节点直接连到总线上，除此之外节点间不存在任何其他连接l 某一时刻只允许一个站点向信道上发送数据某一时刻只允许一个站点向信道上发送数据l 每一个节点可以收到来自其他任何节点所发送的信息每一个节点可以收到来自其他任何节点所发送的信息l 优点：简单、易于实现优点：简单、易于实现l 缺点：可靠性和灵活性差缺点：可靠性和灵活性差 、传输延时不确定、传输延时不确定 1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 环环型型47l 节点与链路构成了闭合环，每个节点只与相邻的两个节点相连节点与链路构

40、成了闭合环，每个节点只与相邻的两个节点相连l 数据沿环路单向传输，绕环行驶一周，回到源站点数据沿环路单向传输，绕环行驶一周，回到源站点l 每个节点必须将信息转发给下一个相邻的节点每个节点必须将信息转发给下一个相邻的节点l 优点：简单、易于实现，传输延时确定优点：简单、易于实现，传输延时确定 l 缺点：维护与管理复杂缺点：维护与管理复杂1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 星型星型48l 网络由各节点以中央节点为中心相连接，各节点与中央节点以点网络由各节点以中央节点为中心相连接，各节点与中央节点以点对点方式连接。对点方式连接。 l 节点之间的数据通信要通过中央节点节点之间的数据通信要通过中央节

41、点l 优点：结构简单，管理方便，可扩充性强，组网容易。优点：结构简单，管理方便，可扩充性强，组网容易。l 缺点：中心节点成为全网可靠性的关键缺点：中心节点成为全网可靠性的关键HUB（中央控制器）HUB（中央控制器）中央控制器）星型（星型（Star）拓扑拓扑1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 树型树型49l 是星型的扩展，树型网络是分层结构，具有根节点和是星型的扩展，树型网络是分层结构，具有根节点和分支节点分支节点l 特点：适用于分级管理和控制系统特点：适用于分级管理和控制系统l 数据流具有明显的层次性数据流具有明显的层次性 1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 混合型混合型50l 是将传

42、统的总线型网络结构与星型网络结构进行有机是将传统的总线型网络结构与星型网络结构进行有机结合结合l 混合型混合型(分布式，集散型分布式，集散型)网络结构特别适用于一个学校网络结构特别适用于一个学校、企业、工厂等各个办公楼分散的情况、企业、工厂等各个办公楼分散的情况1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 蜂窝蜂窝型型51l 无线网中常用的结构无线网中常用的结构1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 其它其它52a.双环型双环型 b.拓展星型拓展星型1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 其它其它53c.不规则型不规则型 d.完全网状型完全网状型1.4 计算机网络的分类-网络拓扑结构 几种拓扑结构的

43、比较几种拓扑结构的比较54名称优点缺点应用总线型 安装容易使用电缆少重配置难故障定位难可靠性差以太网令牌总线*环型故障定位容易双环可靠性好单环可靠性差重配置较难令牌环FDDI星型重配置较容易故障定位容易介 质 故 障 不 会 导致全网停顿使用电缆较多安装工作量大可靠性差10BASET令牌环*FDDI*网状可靠性好故障定位容易使用电缆多安装工作量大重配置难广域网蜂窝状 不需重新配置故障定位容易当发射站出现 故障是受影响设备多无 线 局 域 网 或卫星通信等1.4 计算机网络的分类-按地理覆盖范围按地理覆盖范围 城域网城域网(MAN)(MAN)55l 也称都市网，它的覆盖范围一般是一个也称都市网，

44、它的覆盖范围一般是一个城市城市l 将一个城市范围的局域网互连起来，以得到更高的数据将一个城市范围的局域网互连起来，以得到更高的数据传输速率传输速率l 是是在局域网不断普及，网络产品增加，应用领域拓展等在局域网不断普及，网络产品增加，应用领域拓展等情况下兴起情况下兴起的的 南区北区1.4 计算机网络的分类-按地理覆盖范围按地理覆盖范围 广域网广域网(WAN)(WAN)56l 覆盖范围广阔，又称远程覆盖范围广阔，又称远程网网l 覆盖覆盖的地理范围可以是一个城市的地理范围可以是一个城市，地区，省，国家，地区，省，国家l InternetInternet是最大的是最大的广域网广域网l 广域网广域网的传

45、输速率低的传输速率低1.4 计算机网络的分类-按地理覆盖范围按地理覆盖范围571.4 计算机网络的分类-按地理覆盖范围按地理覆盖范围 按地理范围分三种类型的比较按地理范围分三种类型的比较58类型范围地域规模局域网 LAN按信息传输技术按信息传输技术 广播式广播式网络网络59l 在网络中只有一个通信信道，由网络中的所有主机共享在网络中只有一个通信信道，由网络中的所有主机共享l 当当从网络中任何一台主机发出一个短报文时，网上所有从网络中任何一台主机发出一个短报文时，网上所有的主机都可以接受的主机都可以接受到到l 但但通过报文中通过报文中“地址标识地址标识”，确定目标主机，它适用于，确定目标主机，它适用于距离范围小，网络内工作站点距离范围小，网络内工作站点少少l 总总线型网络是典型的广播式网络线型网络是典型的广播式网络1.4 计算机网络的分类-按信息传输技术按信息传输技术 点对点网络点对点网络60l 网络中每对计算机之间都有一条专用的通信信道网络中每对计算机之间都有一条专用的通信信道l 不存在信道共享与复用的情况不存在信道共享与复用的情况l 当当源主机想目的主机发送源主机想目的主机发送“分组分组”信息时，分组信息可信息时，分组信息可能经由一个或多个中间节点才能到达能经由一个或多个中间节点才能到达1.4 计算机网络的分类-按信息传输技术按信息传输技术