计算机网络基础微课版- 课件 模块一：主题3计算机网络的组成和分类

走进网络精彩世界-计算机网络概述主讲人：XXX计算机网络基础课前回顾课前回顾不同的人对网络的看法是不同的，部分用户可能根本没有网络的概念，而部分用户的看法可能来自家中使用的高速Internet连接，如数字用户线（DSL）或有线电视（CATV），如图所示。课前回顾企业网络的用户可能对他们公司的企业网络有一些了解，意识到使用网络可以完成许多任务，如图所示。课前回顾请结合之前学过的网络图示标，说出上述两图中网络的组件（Components）构成，以及它们所采用的网络拓扑的类型，尽可能说出现实生活中存在的网络名称。学习提示32主题：认识计算机网络计算机网络的表示计算机网络的组成和分类计算机网络的发展和趋势网络的表示及其在网络拓扑中的应用6

计算机网络的概念基本网络组件网络改变人们的互动方式网络领域的就业方向1245学习目标知识目标本节目标1.了解计算机网络的物理构成。2.掌握计算机网络的逻辑组成。3.掌握常见网络的基本特点。4.理解分组交换的基本概念。1.分组交换是计算机网络的基石，引导学生逐步建立“化整为零”“积零为整”的哲学思辨思维。素质目标能力目标1.能够认识身边常见的计算机网络。2.能够分析计算机网络结构。课程导入重点本节目标计算机网络的逻辑组成以及分类资源子网和通信子网难点主题三：计算机网络的组成和分类学习目标了解计算机网络的物理构成；掌握计算机网络的逻辑组成；掌握各类常见网络特征。10

理解分组交换的基本概念。计算机网络的物理构成11

网络基础设施由终端设备、网络设备和传输介质等网络组件构成12

终端设备终端设备是发出或接收信息的设备。信息从一个终端设备发出，流经网络，然后到达另一个终端设备。当一台终端设备发起通信时，会使用目的终端设备的地址来指定应该将消息发送到哪里。计算机网络的物理构成13

网络设备网络设备将每台终端设备连接到网络，并且可以将多个独立的网络连接成网络中的网络。计算机网络的物理构成交换机无线路由器路由器集线器常见网络设备（选讲）简单网络结构拓扑图交换机无线路由器路由器集线器1.网卡2.集线器/中继器3.交换机/网桥4.路由器/三层交换机5.无线路由器14

1.网卡（网络适配器）简单网络结构拓扑图交换机无线路由器路由器集线器网卡也称网络适配器整理计算机上发往网络上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。有线网卡无线网卡MAC地址：28-29-02-71-E8-1915

2.集线器/中继器简单网络结构拓扑图交换机无线路由器路由器集线器集线器/中继器负责在两个节点的物理层上按比特传递信息，完成信号的整形、放大和复制功能，以此来延长网络的长度。发送端发出信号衰减后信号中继器放大调整后信号中继器发送端接收端16

简单网络结构拓扑图无线路由器路由器集线器交换机交换机/网桥网桥和交换机能够实现一对一的转发方式，它们是局域网的重要组网设备3.交换机/网桥地址表端口物理地址E1120012001111E2120012002222…………主机AMAC：120012001111主机BMAC：120012002222主机BMAC：120012004444主机CMAC：120012003333E1E2E3E4查询地址表从E2发出交换机17

简单网络结构拓扑图路由器集线器交换机4.无线路由器无线路由器18

用于用户上网、带有无线覆盖功能的路由器。无线路由器可以看作是一个转发器，将家中墙上接出的宽带网络信号通过天线转发给附近的无线网络设备简单网络结构拓扑图无线路由器集线器交换机5.路由器路由器路由器/三层交换机主要用于不同网络间的通信，或者是广域网的通信，根据IP地址选择数据转发的链路路由器三层交换机路由器C路由器B主机B路由器A主机A以太网ATM专线以太网以太网路由器根据IP地址进行路由选择并转发分组19

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传输介质网络中的通信都在介质上传输的，介质为信息从源设备传送到目的设备提供了通道。计算机网络的物理构成地表卫星地球站卫星地球站卫星地面波电离层地表地表双绞线光纤通信卫星无线电波21

计算机网络的逻辑组成从面向计算机网络的两大基本功能：数据处理和数据通信出发分为通信子网和资源子网通信子网CommunicationSubnet它主要负责全网的信息/数据处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能等。它主要包括网络中所有的主机、I/O设备、终端，各种网络协议、网络软件和数据库等。它负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。它包括通信线路（即传输介质）、网络连接设备（如网络接口设备、通信控制处理机、网桥、路由器、交换机、网关、卫星地面接收站等）、网络通信协议和通信控制软件等。介质协议计算机交换机资源终端路由器资源子网ResourceSubnet22

计算机网络的逻辑组成书上图23

计算机网络的分类按数据传输方式按数据交换方式按覆盖的地理范围广播式网络（BroadcastNetwork）点到点式网络（PointtoPoint）24

按数据传输方式-广播式计算机网络的分类网络中的计算机或设备共享一条通信信道广播式网络（BroadcastNetwork）特点1.任一计算机发出的信息，其他计算机都能收到，根据报文中的目的地址来判断是接收还是丢弃该报文2.在广播式网络中要实现正确有效的通信，需要解决寻址（Addressing）和访问冲突（Collision）的问题25

按数据传输方式-点到点式计算机网络的分类计算机或网络设备以点对点的连接方式，把各节点连接起来，进行数据传输。特点1.点到点通信的特点是一条线路连接一对节点，信息传输采用存储转发（StoreandForward）方式。3.从源结点到目的结点可能存在多条路由，决定路由需要有路由选择算法。3.这种传播方式主要用于广域网中，广域网中路由器之间的数据传输就是采用点到点的方式。路由器广域网路由器点到点式网络（PointtoPoint）26

按覆盖的地理范围计算机网络的分类按数据传输方式按数据交换方式按覆盖的地理范围局域网LAN城域网MAN广域网WAN按覆盖范围分按覆盖范围分各类特点？个域网PAN27

按覆盖的地理范围-个域网

计算机网络的分类个域网个域网（PersonalAreaNetwork，PAN）是指围绕某个人而搭建的计算机网络，如图所示，覆盖范围一般小于10米，通常包含笔记本电脑、智能手机、个人数字助理与平板电脑iPad等。个域网可以用线缆（如USB）来构建，也可以使用无线（如蓝牙）来构建。28

按覆盖的地理范围-局域网

计算机网络的分类局域网局域网（LocalAreaNetwork，LAN），是指在一个较小的范围内的计算机、终端和外部设备通过高速通信线路相连接形成的计算机网络。局限在一个地点、一幢建筑或一组建筑范围内的计算机网络。交换机交换机交换机………………办公室内局域网一栋楼内局域网路由器1有限的地理范围数据传输具有高速率、低延迟和低误码率2一个人或者组织所拥有3局域网特点29

按覆盖的地理范围-城域网

计算机网络的分类城域网城市区域网络简称城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN），也称为都市网。通常是跨越一个城市或大型校园的计算机网络，由公司或企业拥有和运作，覆盖范围约为几千米到几十千米，是介于局域网和广域网之间的一种高速网络。1用于局域网之间的连接实现大量用户间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传递2城域网特点路由器XX工业大学局域网路由器XX师范大学局域网路由器路由器XX科技大学局域网XX信息大学局域网30

按覆盖的地理范围-广域网

计算机网络的分类广域网广域网（Wide

Area

Network,

WAN）也称为远程网，是指覆盖一个国家甚至全世界的广大区域的计算机网络。其网络覆盖范围巨大。广域网的覆盖范围从几百千米到几千千米不等。路由器北京市网络路由器上海市网络路由器广州市网络西安市网络路由器……………………通信网络1数据传输速率比局域网低适应综合业务服务的要求2适应大容量与突发性通信的要求3广域网特点完善的通信服务与网络管理431

按数据交换方式计算机网络的分类按数据交换方式按覆盖的地理范围按数据传输方式交换的本质含义网络的目标是实现网络上终端之间的数据通信发送终端接收终端数据传输通路建立连接在网络上的任何两个终端之间的数据传输通路的机制控制数据沿着源终端至目的终端传输通路完成传输过程的机制32

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按数据交换方式-电路交换计算机网络的分类电路交换电路交换（CircuitSwitching）也称为线路交换，由电路交换机按需在两个终端之间动态建立信道的过程称为电路交换过程，也称为连接建立过程，在源节点和目的节点之间建立一条专用的通路用于数据传输的方式称为电路交换方式。原理：呼叫拨号过程就是电路建立通话就是数据传输挂机就是电路拆除建立连接(占用通信资源)->数据传输(一直占用通信资源)->释电路拆除(归还通信资源)34

按数据交换方式-电路交换计算机网络的分类电路交换的特点电路交换的优点数据传输可靠电路交换的缺点线路利用率低应用场合：终端之间信道具有固定的数据传输速率，适合语音传输35

按数据交换方式-报文交换计算机网络的分类报文交换报文交换（MessageSwitching）又称消息交换，采用存储转发交换原理，发送给下一个节点的是一个完整的报文，其长度并无限制。传输单位：报文

报文交换为终端分配地址，将用户数据、源地址、目的地址、长度、检验码等封装成报文（报文封装），发送给下一个节点下一个节点转发表中的转发项给出通往每一个终端的传输路径以报文目的地址查找转发表，确定分组转发端口接收、错误检查、缓存报文，再根据目的地址发送报文数据报交换的交换机制：控制数据传输过程机制交换机1转发表A端口1B端口2C端口3D端口4E端口4F端口4终端A终端B终端C终端D终端E终端F交换机113413422ABCDEF数据BA分组数据修改后报文格式目的地址源地址数据报文格式标识符按数据交换方式-报文交换计算机网络的分类36

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按数据交换方式-报文交换计算机网络的分类报文交换的特点报文交换的优点不独占信道，线路利用率高报文交换的缺点网络延时长且不确定转发速度不高应用场合：适合非实时通信，如公共电报系统38

按数据交换方式-分组交换计算机网络的分类分组（Packet）的概念把较长的报文（Massage）划分成较短的、固定长度的数据段交换（Switching）的概念把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来从通信资源的分配角度来看，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源39

按数据交换方式-分组交换计算机网络的分类这个报文较长不便于传输分组交换分组交换（PacketSwitching）是将报文分解为若干个小的、按一定格式组成的分组（Packet），这些分组逐个被中间节点采用存储转发方式传输，最终达到目的端。

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按数据交换方式-分组交换计算机网络的分类分组交换的工作原理数据数据数据

在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包）依次把各分组发送到接收端接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文数据分组111010011101•

•••••••00101001110报文发送端首部分组2数据首部分组n首部数据发送发送发送接收端数据首部数据首部数据首部11010011101•

•••••••0010100111041

按数据交换方式-分组交换计算机网络的分类虚电路交换（类似于电路交换）的特点相当于挂号信服务：需要建立连接→资源预留→所有分组都经过同一传输路径；不会出现分组乱序；容错性差数据包交换（类似于报文交换）的特点终端A终端B终端D终端C终端E终端F终端H终端G1234123412341234分组交换机1分组交换机2分组交换机3分组交换机4123相当于平信服务：不需要建立连接→每个分组携带目的地址信息→分组独立选择传输路径；出现分组乱序情况；但容错性较高42

按数据交换方式-分组交换计算机网络的分类分组交换的特点分组交换的优点线路利用率高、数据传输效率高和较高的转发速度分组交换的缺点无法确保达到分组的有序达到应用场合：广泛应用于计算机网络，交换中等或大量数据的情况。43

交换技术的比较计算机网络的分类练习44

课后练习45

1.一般局域网的数据传输速率要比广域网的数据传输速率()。A.高 B.低 C.相同 D.不确定2.电路交换是实现数据交换的一种技术，其特点是()。A.无呼叫损失 B.不同速率的用户之间可以进行数据交换C.信息延时短，且固定不变 D.可以把一个报文发送到多个目的节点中3.下列对局域网特点说法不正确的是（

）。

A.局域网拓扑结构规则 B.可用通信介质较少 C.范围有限 D.误码率低4.以下关于分组交换的叙述中。错误的是（

）。A.分组交换采用定长的分组 B.分组由头部和分组体构成C.分组头含有控制信息和路由信息 D.分组体携带要传送的数据5.下列有关广域网的叙述中，正确的是（

）。