计算机网络技术第1章引论

1、 教学目的教学目的 掌握计算机网络通信的基本工作原理及相关概念、理论和技术；了解常用网络技术及最新进展。 教材教材 计算机网络（第二版）冯博琴主编 高等教育出版社 参考参考 计算机网络（第四版）谢希仁主编 电子工业出版社出版社 评分标准评分标准 期末考试 80% 作业及上机实验成绩 20%主讲教师：李好文网络通信实例SIMATIC S7-400SINEC H1研华工控研华工控SIMATIC S5RS 422总厂管理服务器总厂管理服务器其它部门生产其它部门生产/管理计算机管理计算机TCP/IP EthernetSIMATIC ProfibusSIMATIC S7-300/ET200SIMOVER

2、T Master DriveSIMATIC Profibus 图图 1网络通信实例1远程电力抄表系统远程电力抄表系统INTERNET公网公网ZigBee网络网络ZigBee/GPRS网关网关调度中心调度中心采集模块采集模块数据中心数据中心IEEE802.15.4网络通信实例2课时分配授课课时：36学时 实验课时：4学时第第1章章 引论引论 2课时课时第第2章章 数据通信基础知识数据通信基础知识 10课时课时第第3章章 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 6课时课时第第4章章 因特网及其应用因特网及其应用 4课时课时第第5章章 网络互联与因特网基础网络互联与因特网基础 4课时课时第第6章章 局

3、域网局域网 8课时课时第第8章章 常用网络设备常用网络设备 2课时课时第一章第一章 引论引论 n 本章内容1.1 计算机网络的产生和发展1.2 计算机网络的概念1.3 计算机网络系统的组成1.4 计算机网络的分类1.5 计算机网络的应用1.6 计算机网络相关的国际标准化组织1.1 1.1 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展n因特网（Internet）的形成与发展n 因特网的前身ARPANETn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，60年代末期。n Internet工作组， 60多个节点，72年。n 美国科学基础网，NSFENET，82年。n Internet的商业化，

4、建立信息高速公路，90年。1.1 1.1 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展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2. 以通信子网为中心的主机互联3. 体系结构标准化网络1.以主机为中心的联机终端系统以主机为中心的联机终端系统n特征：终端(Terminal)共享主机(Host)的软硬件资源n 单台主机：执行计算和通信任务n 多台终端：执行用户交互n连接方式：本地或远程n应用：飞机订票系统TSTTTTTTHOST通信线路通信线路T2.以通信子网为中心的主机互联以通信子网为中心的主机互联n 特征n 多个终端主机系统互联，形成了多主机互联网络n 网络结

5、构从“主机终端” 转变为“主机主机”HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信线路n两层网络概念的出现n 由CCP组成的传输网络通信子网通信子网，提供信息传输服务n 建立在通信子网基础上的主机集合资源子网资源子网，提供计算资源CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTTT通信子网通信子网3. 体系结构标准化网络体系结构标准化网络n为什么需要标准化n 实现不同网络设备之间的兼容性和互操作性。n网络体系结构标准n 国际标准：OSI参考模型。n 事实上的标准：TCP/IP参考模型。1.2 1.2 计算机网络的概念计算机网络的概念n 计算机网络的定义： 把若干台地理位置不同且各自具

6、有独立功能的计算机，通过通信设备和线路互连起来，以实现数据传输和资源共享的计算机系统。n 系统资源n 硬件资源，如硬盘。n 软件资源，如工具软件。n 数据资源，如数据库。通信网络通信网络计算机系统计算机系统n 计算机网络与终端分时系统计算机网络与终端分时系统 终端分时系统，指终端是靠中央处理器把系统的一部分主存分给终端用户，为每个用户分时执行用户的应用程序。n 分时系统n主机以分时方式为终端服务，终端完全依赖于主机。n终端只是主机与用户之间的接口。n终端本身不具备计算资源。n终端之间无联系。n 计算机网络n每台计算机地位平等，有计算资源，都能独立工作。计算机网络与终端分时系统、多机系统、分布式

7、系统的异同点：n 计算机网络与多机系统计算机网络与多机系统 指同一机房中的许多大型主机互联组成的功能强大、能高速并行处理的计算机系统。对系统要求高带宽和多样的连通性。从耦合度和用途方面进行比较n 多机系统n设备之间耦合度紧，设备分布近。n资源共享，无需常规的通信接口和通信介质。n主要用途为科学计算。n 计算机网络n网络设备之间耦合度松，设备分布相对较远。n有明显的通信接口和通信介质。n主要用途为资源共享n 计算机网络与分布式系统的区别计算机网络与分布式系统的区别 分布式系统与计算机网络，在计算机硬件连接、系统拓扑和通信控制等方面基本一样，都具有通信和资源共享能力。n 分布式系统n各计算机协调工

8、作，共同完成一项任务，如并行计算。n用户面对的是一台逻辑上的计算机，组成分布式系统的各计算机怎样协同工作，对用户透明n用途主要是科学计算和事务处理n 计算机网络与分布式系统的区别计算机网络与分布式系统的区别n 计算机网络 n非协调性的n松散耦合的n各计算机对用户非透明，用户必须指定资源的位置n用途主要是资源共享1.3计算机网络系统的组成计算机网络系统的组成通信子网和资源子网通信子网：通信子网：在整个计算机网络中用来提供信息传递的部分。 资源子网：资源子网：在整个计算机网络中用来提供各种信息和服务的部分。 网络系统的组成网络系统的组成网络节点端节点，计算机转节点，交换机、复用器、路由器、中继器等

9、通信链路：信息传输的通道1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类网络拓扑结构：节点之间的连接方式网络拓扑结构：节点之间的连接方式n按拓扑结构分类按拓扑结构分类集线器1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类n按拓扑结构分类按拓扑结构分类n 星形星形 有一个中心节点，其它从节点间不能直接通信。n 树形树形 一个根结点、多个中间分支节点和底层节点构成，信息在不同的层次上垂直传输。星形拓扑树形拓扑1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类n按拓扑结构分类按拓扑结构分类n 总线总线 所有节点挂接到一条总线上，一个服务器，其他为工作站。广播式信道，需要有介质访问控制规程以防止冲突，某一时间段，只容许一个节点

10、传送信息。n 环形环形 所有节点连接成一个闭合的环，节点之间为点到点连接，数据在环上单向流动。总线形拓扑环形拓扑1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类n按拓扑结构分类按拓扑结构分类n 全连接全连接 点到点全连接，随节点数的增长（Nx(N-1)/2条线路），建造成本急剧增长，只适用于节点数很少的广域网中。n 不规则不规则 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。不规则拓扑全连接1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类n 按地域范围分类按地域范围分类n 局域网局域网(Local Area Network ， LAN)n范围：小，20公里n传输技术：基带，10-1000M

11、bps，延迟低，出错率低（10-11）n拓扑结构：总线，环1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类n 按地域范围分类按地域范围分类n 城域网城域网(Metropolitan Area Network ， MAN)n范围：中等，100公里n传输技术：宽带/基带n拓扑结构：总线n 广域网广域网(Wide Area Network ， WAN)n范围：大，100公里n传输技术：宽带，延迟大，出错率高n拓扑结构：不规则，点到点n 按通信介质划分按通信介质划分n 有线网，采用同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质传输有线网，采用同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质传输数据的网络。数据的网络。n 无线网，采用卫星、

12、微波等无线形式传输数据的网络。无线网，采用卫星、微波等无线形式传输数据的网络。1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类按按通信速率划分通信速率划分 低速网，数据传输速率为低速网，数据传输速率为300b/s300b/s1.4Mb/s,1.4Mb/s,在电话网在电话网上借助调制解调器实现。上借助调制解调器实现。中速网，数据传输速率为中速网，数据传输速率为1.4Mb/s1.4Mb/s45Mb/s,45Mb/s,在传统的在传统的数字式公用数据网中使用。数字式公用数据网中使用。高速网，数据传输速率为高速网，数据传输速率为50Mb/s50Mb/s750Mb/s750Mb/s。 1.4 计算机网络的分类计算

13、机网络的分类n 按通信传播方式分类：按通信传播方式分类：n点对点传播方式的网络：由一对对机器间的多条链路构成。这种网络上的报文分组在信源和信宿之间需通过一台和多台中间设备进行传播。n广播方式网络：仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。一般来说，局域性网络使用广播方式；广域性网络使用点对点方式。1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类n 按网络控制方式划分按网络控制方式划分n 集中式计算机网络，网络处理的控制功能集中在一个或集中式计算机网络，网络处理的控制功能集中在一个或少数几个节点上所有的信息必须由控制中心来处理，如少数几个节点上所有的信息必须由控制中心来处理，如星形网络和树形网络。星形网络

14、和树形网络。n 分布式计算机网络，网络中各个节点均以分布式计算机网络，网络中各个节点均以平等的地位平等的地位相相互协调工作和交换信息，并可共同完成同一个大型任务，互协调工作和交换信息，并可共同完成同一个大型任务，如分组交换网络和网状形网络。如分组交换网络和网状形网络。 1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类n 按按使用范围划分使用范围划分n 公用网（公众网），向全社会所有人提供服务的网络。公用网（公众网），向全社会所有人提供服务的网络。n 专用网，仅仅对拥有者提供服务。专用网，仅仅对拥有者提供服务。n 按网络环境划分按网络环境划分n 部门网络部门网络(

15、departmental network)(departmental network)，局限于一个部门的，局限于一个部门的局域网。特点是规模小且技术成熟，目前流行的是总线局域网。特点是规模小且技术成熟，目前流行的是总线型以太网，速率为型以太网，速率为10Mb/s10Mb/s100Mb/s100Mb/s，网络管理简单。，网络管理简单。n 企业网络企业网络(enterprise network)(enterprise network)，在一个企业中配置的，在一个企业中配置的能覆盖整个企业的网络，通常占用几栋楼。其主干网速能覆盖整个企业的网络，通常占用几栋楼。其主干网速率为率为100Mb/s100Mb/s。特点是规模大、可以拥有多种类型的网络、。特点是规模大、可以拥有多种类型的网络、配置大量的软硬件资源，所以对关键部件要有容错技术，配置大量的软硬件资源，所以对关键部件要有容错技术，要求配备专门的网络管理员。要求配备专门的网络管理员。n 校园网校园网(campus network)(campus network)，是在学校中配置的、覆盖整，是在学校中配置的、覆盖整个学校的网络，全国已将各大高校、研究机构的局域网个学校的网络，全国已将各大高校、研究机构的局域网连接成统一的校园网。连接成统一的校园网。 1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类由局域网和广域网组成