工业互联网智能产线控制技术 课件上 1.1.1 计算机网络的定义及分类

工业互联网与智能产线控制计算机网络的定义及分类主讲教师：鲍冬艳#0D7F47#06381F#C2F1C8#FFC30C#FFF2CB引入计算机网络是现代信息社会的基础设施，其应用领域广泛，涵盖了教育、医疗、企业管理和娱乐等多个领域。计算机网络的定义利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。计算机网络的定义数据通信通过传输媒介进行数据交换和传输，支持文本、图像、音频、视频等多种类型数据的传输。资源共享实现硬件、软件、数据等资源的共享，提高资源的利用率。远程访问允许用户通过远程登录的方式访问远程计算机，实现远程文件访问、远程进程管理等服务。分布式处理将复杂的任务分解成多个部分，由网络中的多个计算机并行协作完成，提高整体处理性能。计算机网络的功能硬件设备包括计算机、服务器、通信设备、传输介质等，用于实现数据的传输和处理。通信协议规定网络中数据交换的格式、顺序、控制信息等，确保数据能够正确、可靠地传输。网络软件包括网络操作系统、网络通信协议、网络应用软件等，用于实现网络资源的共享和管理。计算机网络的定义计算机网络的组成要素计算机网络的定义单体计算机时代20世纪50年代到60年代初期，计算机只能单独工作，难以完成信息交换和资源共享。联网时代20世纪60年代开始，计算机之间开始建立连接，ARPANET的出现标志着计算机网络时代的到来。互联网时代1991年万维网的提出，使得互联网快速普及，成为现代社会中不可或缺的一部分。万物互联时代随着数字化技术的急速发展，智能终端不断涌现，万物互联已成为数字时代的一种生活方式。计算机网络的发展历程广播式网络仅有一条通信信道，网络上的所有计算机都共享这个通信信道。当一台计算机在信道上发送分组或数据包时，网络中的每台计算机都会接收到这个分组，并且将自己的地址与分组中的目的地址进行比较，如果相同，则处理该分组，否则将它丢弃。点到点网络点到点网络是两台计算机之间通过一条物理线路连接。若两台计算机之间没有直接连接的线路，分组可能要通过一个或多个中间节点进行接收、存储、转发，才能将分组从信源发送到目的地。计算机网络的分类按网络的传输技术分类局域网（LAN）通常局限于较小的地理范围，如办公室、建筑物或校园内，连接距离一般在几公里以内。LAN具有高速、低延迟的特点，常用于共享资源如打印机、文件服务器等。城域网（MAN）覆盖范围通常是一个城市或地区，连接距离从几公里到几十公里不等。MAN通常作为城市骨干网，为多个局域网提供互联服务，实现城市范围内的资源共享和通信。广域网（WAN）覆盖范围广泛，可以跨越城市、国家甚至全球。WAN通过长距离通信线路如卫星、微波、光缆等实现远距离的数据传输和资源共享。个人区域网（PAN）覆盖范围非常有限，通常指个人随身携带或附近的计算设备组成的网络，如蓝牙网络。PAN主要用于个人设备间的无线通信和数据交换。计算机网络的分类按覆盖范围分类计算机网络的分类公用网公用网由电信部门组建，一般由政府电信部门管理和控制。网络内的传输和交换装置可提供（如租用）给任何部门和单位使用。专用网专用网是由某个特定的单位或部门组建，不允许其他部门或单位使用的网络，专用网可以租用电信部门的传输线路，也可以自己铺设线路。按组建属性分类01总线型拓扑所有设备共享一条物理传输介质，数据以广播形式传输。这种结构建网容易，增减节点方便，但重负载时通信效率不高。02星型拓扑所有设备都通过中央节点连接，中央节点负责数据的转发和路由。这种结构便于集中控制和管理，但成本较高，且中央节点故障可能导致全网瘫痪。03环型拓扑所有设备连接成一个环，数据沿环单向传输。这种结构在轻负载时通信效率较高，但单个节点故障可能导致全网瘫痪。04网状型拓扑节点间存在多条路径相连，具有较高的可靠性和容错能力。但是这种结构控制复杂，线路成本高。计算机网络的分类按拓扑结构分类有线网络使用物理线路（如双绞线、同轴电缆、光纤等）传输数据。有线网络传输速度快、稳定性好，但布线复杂、移动性差。无线网络利用电磁波（如Wi-Fi、蓝牙等）传输数据。无线网络灵活方便，适用于移动设备和临时网络，但易受干扰、安全性较差。计算机网络的分类按传输介质分类单工通信数据只能按一个方向传输，如无线电广播。这种通信方式简单，但无法实现双向交互。半双工通信数据可以在两个方向传输，但同一时间只能向一个方向传输。这种通信方式适用于简单的交互需求。全双工通信数据可以同时沿两个方向传输。全双工通信效率高、延迟低，适用于需要高速、实时交互的应用场景。计算机网络的分类按通信方式分类分类服务器按类别可以分为工作组级、部门级和企业级服务器；按架构可分为x86服务器和非x86服务器。定义与功能服务器是计算机局域网的核心部件，负责存储和管理网络中的共享资源，如数据库、文件、应用程序等。同时，它还运行网络操作系统，控制和协调网络中各计算机之间的工作，对网络活动进行监督及控制，分配系统资源。关键技术服务器采用多种技术实现高效运行，包括即时创建与销毁策略、预创建子进程策略、I/O多路复用技术以及超级服务器激活辅助服务器的策略。计算机网络硬件组成服务器计算机网络硬件组成客户端分类客户端具有主动请求服务、接收服务器响应、用户界面、数据处理和资源管理等功能。它使用户能够与服务器进行交互，获取所需的信息和服务。定义与功能客户端是计算机网络中主动发起请求并接收服务响应的一方。通常指运行在终端设备上的软件或硬件实体，通过与服务器进行通信来获取所需的信息或服务。关键技术客户端可以是原生应用程序、混合应用程序、网页应用程序或桌面应用程序，根据需求和平台选择适合的开发方法。123有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光缆。这些介质通过物理连接传输数据，具有传输速度快、稳定性好的优点。无线传输介质包括无线电波、微波、红外线、激光等。无线传输介质利用电磁波进行数据传输，无需物理连接，具有灵活性和移动性的优势。选择因素在选择传输介质时，需要考虑成本、传输速度、传输距离、抗干扰能力等因素。计算机网络硬件组成传输介质路由器负责在不同网络之间转发数据包，是网络中的核心设备。交换机在局域网内转发数据包，提供高速的数据交换功能。调制解调器用于数字信号和模拟信号之间的转换，实现计算机与电话线等模拟传输介质之间的连接。网卡计算机与网络之间的接口设备，负责将计算机产生的数据转换为网络数据包并发送到网络上。无线网络设备包括无线路由器、无线网卡等，负责实现无线网络的连接和数据传输。这些设备使得用户可以在没有物理连接的情况下接入网络。其他设备如中继器、集线器、光纤收发器等，也在计算机网络的连接和扩展中发挥着重要作用。计算机网络硬件组成网络连接设备定义与功能常见类型优势网络操作系统是专门为网络环境设计的操作系统，负责管理网络中的硬件和软件资源，提供网络通信服务。它实现了操作系统的主要功能，如进程管理、内存管理、文件系统等，并针对网络环境进行了优化和扩展。根据应用场景，网络操作系统可分为桌面操作系统和企业级操作系统。桌面操作系统如Windows和MacOS，主要用于个人计算机和家庭环境；企业级操作系统如Linux和Unix，则主要用于服务器和数据中心等企业级环境。网络操作系统提供了丰富的管理工具和自动化机制，便于管理员进行网络配置、监控和维护，同时提供了强大的安全机制，包括用户身份认证、访问控制、数据加密等，确保网络资源的安全。计算机网络软件组成网络操作系统01网络协议网络协议是网络中计算机交换信息时的约定，它规定了计算机在网络中互通信息的规则。常见的网络协议有TCP/IP、HTTP、FTP、SMTP等。TCP/IP协议是互联网的基础协议，实现了不同类型设备之间的连接和数据传输。02通信软件通信软件是网络软件的重要组成部分，用于实现网络节点之间的数据传输。它通常包括线路缓冲区管理程序、线路控制程序以及报文管理程序，以确保数据的可靠传输。03层次结构模型网络协议通常按照层次结构模型组织，如OSI（开放系统互连）基本参考模型，由物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层等7层组成。各层协议软件实现相应层的功能，并与上下层接口协作，共同完成网络通信任务。计算机网络软件组成网络协议与通信软件定义与功能网络管理软件是用于配置、监控和管理网络系统的工具。它可以帮助网络管理员轻松地管理网络设备、配置网络参数、监控网络状态、诊断网络故障等。常见类型常见的网络管理软件有SolarWinds、PRTG、Nagios等。这些软件提供了丰富的管理界面和强大的管理功能，支持多种操作系统和网络设备。应用场景网络管理软件广泛应用于企业网络、数据中心、云计算平台等场景，帮助管理员高效地管理和维护复杂的网络系统。计算机网络软件组成网络管理软件常见类型常见的网络安全软件有硬件防火墙、软件防火墙、入侵检测系统（IDS）等。这些软件通过不同的机制和技术手段，共同构建了一个安全、可靠的网络环境。定义与功能网络安全软件是用于保护网络系统免受外部攻击和内部威胁的工具。它通常包括防火墙、入侵检测系统、加密技术等组件，用于监控网络流量、过滤非法访问、检测潜在攻击行为并采取相应的防护措施。发展趋势随着网络威胁的不断变化和安全技术的不断发展，网络安全软件将更加注重智能化、自动化和集成化。未来的网络安全软件将能够更加精准地识别威胁、更快速地响应攻击，并与其他安全组件协同工作，共同构建更加安全的网络环境。计算机网络软件组成网络安全软件计算机网络的应用32415在线服务包括电子邮件、社交媒体、即时通讯工具等，为用户提供便捷的在线交流和信息获取渠道。新兴应用随着人工智能、大数据等技术的发展，计算机