计算机网络技术基础第4版尚晓航计算机网络概述专题培训课件

第一篇

网络技术篇第1章计算机网络概述计算机网络技术基础（第4版）主编：尚晓航高等教育出版社本章学习目标：

了解：计算机网络的形成与发展过程 掌握：计算机网络的定义 了解：计算机网络的功能和典型应用 掌握：计算机网络的分类 了解：现代计算机网络的结构 掌握：使用Internet技术的网络类型 掌握：计算机网络的组成结构 了解：计算机网络的基本拓扑结构类型第1章计算机网络概述当代计算机技术和通信技术的密切结合，并形成了一个崭新的技术领域“计算机网络”。一般将计算机网络的发展进程分为以下4代：第1代：面向终端的计算机网络第1代计算机网络的发展阶段是从20世纪50年代中期至60年代末期，计算机技术与通信技术初步结合，形成了计算机网络的雏形。第2代：初级计算机网络第2代计算机网络也被称为“计算机-计算机”网络。该阶段是从20世纪60年代末期至70年代中后期，完成了计算机网络体系结构与协议的研究，形成了初级计算机网络。通常认为该阶段的网络是计算机网络发展的里程碑，也是Internet的起源。1.1 计算机网络的形成与发展第3代：开放式的标准化计算机网络第3代是指从20世纪70年代初期至90年代中期的发展阶段。在这个阶段，ISO（国际标准化组织）提出了开放系统互连参考模型，即OSI（开放式系统互连）体系结构。第4代：全面互联、综合业务与智能的高速计算机网络第4代是指20世纪90年代中期至今的阶段，计算机的有线网络、无线网络与Internet（即因特网）向着全面互连、安全、高速、智能化发展，并得到了广泛地应用。1.1 计算机网络的形成与发展计算机网络的定义为了实现计算机之间的通信交往、资源共享和协同工作，利用通信设备和线路将地理位置分散的、各自具备自主功能的一组计算机有机地联系起来，并且由功能完善的网络操作系统和通信协议进行管理的计算机复合系统就是计算机网络。计算机网络涉及到以下3个要点：（1）自主性一个计算机网络可以包含有多台具有“自主”功能的计算机。所谓的“自主”是指这些计算机离开计算机网络之后，也能独立地工作和运行。1.2 计算机网络的定义与应用（2）通信手段有机连接构成计算机网络时需采用通信手段，把有关的计算机（节点）“有机地”连接起来。“有机”地连接是指连接时彼此必须遵循所规定的约定和规则。（3）组建网络的3个目的建立计算机网络的主要目的是为了实现通信的交往、信息资源的交流、计算机分布资源的共享，或者是协同工作。一般将计算机资源共享作为网络的最基本特征。1.2 计算机网络的定义与应用2.计算机网络的3个基本功能①计算机之间和计算机用户之间的相互通信交往。②资源共享，包含计算机硬件资源、软件资源和数据与信息资源共享。③计算机之间或计算机用户之间的协同工作。1.2 计算机网络的定义与应用3.计算机网络的典型应用（1） 管理信息系统（managementinformationsystem，MIS）（2） 办公自动化（officeautomation，OA）（3） 信息检索系统（informationretrievesystem，IRS）（4） 分布式控制系统（distributedcontrolsystem，DCS）（5） 电子数据交换系统（electronicdatainterchangesystem，EDI）1.2 计算机网络的定义与应用用于对计算机网络进行分类的标准很多。各种分类标准只能给出网络某一方面的特征。1.3.1按计算机网络的作用范围分类按网络中各个节点分布距离的长短，可以将计算机网络分为三类，它们的特征参数见参表1-1。1.3 计算机网络的分类在表1-1中,大致给出了各类网络的传输速率范围。总的规律是距离越长，速率越低。1. 局域网（localareanetwork，LAN）局域网就是局部区域内通过高速线路互连而成的较小区域内的计算机网络。局域网的本质特征是分布距离短、数据传输速度快。LAN是目前计算机网络技术中，发展最快的一个分支。2. 广域网（wideareanetwork，WAN）广域网一般是指将分布在不同国家、地域、甚至全球范围内的各种局域网、计算机、终端等互连而成的大型计算机通信网络。广域网是Internet网络的核心。WAN的特点是采用的协议和网络结构多样化，速率较低，延迟较大，通信子网通常归电信部门所有，而资源子网归大型单位所有。1.3.1按计算机网络的作用范围分类

3. 城域网（metropolitanareanetwork，MAN）城域网原本指的是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络，在实践中，人们通常使用LAN或WAN的技术去构建与MAN目标范围、大小相当的网络。1.3.1按计算机网络的作用范围分类

按照计算机网络的归属和网络使用者的不同进行分类1. 公用网（publicnetwork）是指有公众只要出资均可使用的网络，如电话网、电视网、移动通信网络等。2. 专用网（privatenetwork）是指单位用户自行构建的网络，特点是：由单位用户出资建设，网络归属于其建设者，不向本单位以外的用户提供服务。1.3.2 按网络归属进行分类网络逐级连接后形成如图1-1所示的，由路由器和TCP/IP协议互联而成的大型、层次结构的Internet网络。1.4 现代计算机网络的结构与Internet1. Internet的名称与定义名为因特网又称国际互联网。简单定义：Internet就是由多个不同结构的网络，通过统一的协议和网络设备（即TCP/IP协议和路由器等）互相连接而成的、跨越国界的、世界范围的大型计算机互联网络。2. 为什么要建立Internet？最主要目的就是在世界范围进行计算机之间的信息交换和资源共享。1.4.1 Internet的基本知识3. Internet的语言—TCP/IP协议TCP/IP协议栈为Internet上各种不同用户和计算机提供了互连和互相访问的能力。4. Internet的技术特点①提供了建立在TCP/IP协议基础之上的WWW浏览服务。②采用了HTML、SMTP以及FTP等各种公开标准。③其DNS域名服务器系统巧妙地解决了计算机和用户之间的“地址”翻译问题。1.4.1 Internet的基本知识Internet为全世界分布的网络。它没有统一的结构，而是由各国的基础网络组成。1. Internet的组成结构Internet是多层次网络结构，美国和中国的Internet均为三层网络结构：①主干网：是由政府提供的多个主干网络互联而成。②中间层网：是由地区网络和商业网络构成。③低层网：由基层的大学、企业等网络构成。1.4.2 Internet的组成与结构2. Internet的硬件结构Internet的结构如图1-1所示。3. Internet的组成如图1-1所示，Internet由通信网络、通信线路、路由器、主机等硬件，以及分布在主机内的软件和信息资源组成。主要组成部分如下：①通信网络。②通信线路。③路由器。④主机。⑤信息资源。1.4.2 Internet的组成与结构4. 使用Internet技术的网络使用Internet技术构建的网络主要有Internet、Intranet和Extranet三种。除去Internet外，还有以下两种：（1） 内连网（Intranet）① Intranet的定义：Intranet由于在局域网内部网中采用了Internet技术而得名。② Intranet的基本特点是利用Internet技术开发的开放式计算机信息网络。（2） 外连网（Extranet）① Extranet的定义：是一种使企业与客户、企业与企业互联而成的，为了完成共同目标的合作网络。② Extranet的技术特点：Extranet使用的技术与Internet/Intranet一致。1.4.2 Internet的组成与结构计算机网络组成结构通常是指广域网的组成结构。计算机网络对应的基本结构也可以分成相应的资源子网和通信子网两部分，图1-2表示了计算机网络的实际组成结构。1.5.1计算机资源子网资源子网的组成如图1-1所示，“资源子网”由拥有资源的主机系统、请求资源与服务的用户终端、终端控制器、通信子网的接口设备、软件资源、硬件共享资源和数据资源等组成。1.5 计算机网络的组成图1-2计算机网络的实际组成结构1.资源子网的组成（如图1-2所示，资源子网由拥有资源的主机系统、请求资源的用户终端、终端控制器、通信子网的接口设备、软件资源、硬件共享资源和数据资源等组成。（1） 主机（host）

在计算机网络中的“主机”可以是大型机、中型机、小型机、工作站或者微型机（PC）。（2） 终端（terminal）（3） 网络中的共享设备2.

资源子网的基本功能资源子网负责全网的数据处理业务，并向网络客户提供各种网络资源和网络服务。1.5.1 计算机资源子网

1.通信子网的组成通信子网从硬件角度看，通信子网由路由器、通信线路和其他通信设备组成。（1） 通信控制处理机（communicationcontrolprocessor，CCP）（2） 通信线路（3） 信号变换设备2.通信子网的基本功能通信子网提供网络通信功能，完成全网主机之间的数据传输、交换、控制和变换等通信任务。负责全网的数据传输、转发及通信处理等工作。1.5.2 计算机通信子网

1.4.1 计算机网络拓扑的定义1. 拓扑结构拓扑结构先把实体抽象为与其大小、形状无关的“点”，并将连接实体的线路抽象为“线”，进而研究点、线、面之间的图形关系。1.4 计算机网络拓扑结构1.6.1计算机网络拓扑的定义1.拓扑结构拓扑结构先把实体抽象为与其大小、形状无关的“点”，并将连接实体的线路抽象为“线”，进而研究点、线、面之间的图形关系。2.计算机网络拓扑的定义将通信子网中的通信处理机和其他通信设备抽象为节点；通信线路抽象为线路，而将节点和线路连接而成的几何图形称为网络的拓扑结构。3.网络拓扑的用途网络拓扑的设计选型是计算机网络设计的第一步。其选择将直接关系到网络的性能、系统可靠性、通讯和投资费用等因素。4.基本拓扑结构类型基本拓扑结构类型有：总线型、星型、环型、树型和网状型等，参见图1-3。1.6计算机网络拓扑结构3. 网络拓扑的用途网络拓扑的设计选型是计算机网络设计的第一步。网络拓扑结构的选择将直接关系到网络的性能、系统可靠性、通讯和投资费用等因素。1.4 计算机网络拓扑结构1.通信子网的分类（1） 广播式的通信子网在采用广播式的通信子网中，一个公共通信信道被多个节点使用。采用广播式通信子网的常见拓扑构型有：总线型、无线通信型与卫星通信型等。（2） 点-点式的通信子网在点-点式的通信子网中，每条