《计算机网络技术》课件-第1章 计算机网络概述

第1章计算机网络概述本章提要计算机网络的形成与发展计算机网络的概念（重点）计算机网络的组成（重点）计算机网络的分类（重点）计算机网络的功能和特点1.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成：具有通信功能的单机系统具有通信功能的多机系统计算机-计算机网络1.具有通信功能的单机系统由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统，即多个终端用户分时占用主机上的资源。1.具有通信功能的单机系统前端机：即通信控制处理机，完成通信任务；集中器

负责从终端到主机的数据集中负责从主机到终端的数据分发TTT集中器主机前端机2.具有通信功能的多机系统随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互联的需求，以达到计算机资源共享的目的。美国防部提出ARPAnet是计算机网络技术发展的一个重要里程碑。其主要贡献如下：1)完成了对计算机网络的定义、分类2)提出了资源子网、通信子网的概念3)研究了报文分组交换的数据交换方法4)采用层次结构与协议体系2.具有通信功能的多机系统主机通信装置通信装置通信装置主机前置机公用电话网3.计算机—计算机网络随着计算机技术和通信技术的进一步发展，将多个单处理机联机终端网络互相连接起来，形成了以多处理机为中心的网络。建立了OSI参考模型和TCP/IP参考模型因特网主机主机PC机实例：Internet结构示意图

通信子网路由器路由器路由器路由器路由器路由器主机局域网主机局域网主机局域网主机局域网路由器路由器路由器路由器服务器服务器服务器服务器4.计算机网络的快速发展20世纪80年代中期20世纪90年代中期迅猛发展以商业化后达到5000万用户为例：

电视用了13年，收音机用了38年，电话更长Internet商业化后用了4年时间分布式网络：任何一个节点都至少跟其他两个节点直接相连，具有更高的可靠性。1.2计算机网络的概念利用通信设备和通信线路，将分布在地理位置不同的、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数据通信的系统。HOSTAHOSTBHOSTC1.2计算机网络的概念计算机网络的主要特点：1)资源共享

2)数据通信3)分布式处理4)提高系统的可靠性1.3计算机网络系统的组成从网络的功能上来划分：资源子网通信子网从资源构成来划分：网络软件网络硬件1.3.1资源子网和通信子网资源子网资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理业务。通信子网通信子网由通信控制处理机、通信线路与其它通信设备组成，完成网络数据传输、转发等数据通信任务。1.3.1资源子网和通信子网1.3.2网络硬件主机大型机、中型机、小型机、工作站或微机。终端/终端控制器终端是直接面向用户的交互设备。通信线路（传输介质）传输媒体（传输介质）计算机网络传输媒体：有线传输媒体：双绞线、同轴电缆、光纤等无线传输媒体：无线电波、微波、红外等

传输介质的特性物理特性：传输介质物理结构的描述；传输特性：调制技术、传输容量、频率范围；连通特性：允许点-点或多点连接；地理范围：传输介质最大传输距离；抗干扰性：防止噪声与电磁干扰对传输数据

影响的能力；相对价格：器件、安装与维护费用。

1.双绞线双绞线是由一对或多对绝缘铜导线组成互相缠绕：减少信号传输中串扰及电磁干扰双绞线最适合于较短距离的传输：100米。在局域网中一般采用双绞线作为传输媒体。非屏蔽双绞线UTP屏蔽双绞线STP屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线区别屏蔽双绞线幅射小价格较高传输速率达155M非屏蔽双绞线价格低易弯曲，质量小，直径小无屏蔽外套双绞线的分类双绞线既可用于模拟传输，也可用于数据传输。按双绞线的性能，UTP可以分为六类：l类UTP：主要用于电话连接。2类UTP：通常用在程控交换机和告警系统3类UTP：又称为声音级电缆，带宽为16MHz。4类UTP：最大带宽为20MHz。5类UTP：带宽为100M，超五类可达1000M6类UTP

：一种新型的电缆，最大带宽可以达到1000MHz，适用低成本高速以太网的骨干线路。双绞线的分类双绞线的制作双绞线的制作标准双绞线的做法分两种，即568A类和568B类，采用任何一种方法都可以。568B类双绞线的排列顺序是：橙白、

橙、

绿白、蓝、蓝白、

绿、棕白、棕568A类双绞线的排列顺序是：绿白、

绿、

橙白、蓝、蓝白、

橙

、棕白、棕双绞线的制作（续）双绞线的制作（续）双绞线的4对（8根）线中：1和2必须是一对，用于发送数据；3和6必须是一对，用于接收数据；双绞线的制作（续）

（a）直通线示意图

（b）交叉线示意图双绞线的制作视频2.同轴电缆(CoaxialCable)同轴电缆（Coaxial）：由一根空心的外圆柱导体及其所包围的单根内导线组成。柱体同导线用绝缘材料隔开，能进行较高速率的传输。常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜线组成。同轴电缆的分类粗缆：直径0.5英寸，最大传输距离500m，IEEE标准10Base5，使用于大型局域网干线。细缆：直径0.18英寸，最大传输距离185m，IEEE标准10Base2，相对便宜，用T型头，与BNC网卡相连，两端安50欧终端电阻。与同轴电缆相关的材料3.光导纤维(FiberOptics)光纤是一种由石英玻璃纤维或塑料制成的，直径很细，能传导光信号的媒体。光缆中的光源是发光二极管LED或注入式激光二极管ILD；两端有一个装置来完成光电转换。光纤的特点光缆的优点是信号的损耗小、频带宽、传输率高，从l00Mbps到l000Mbps，甚至更高。不受外界电磁干扰。没有电磁辐射，信号不易被窃听，保密性能好成本高并且连接技术比较复杂。光缆主要用于长距离数据传输和网络主干线。多模光纤和单模光纤根据使用的光源和传输模式，光纤可分为：多模光纤：采用发光二极管产生可见光作为光源，定向性较差。单模光纤：采用注人式激光二极管作为光源，激光定向性强。光纤的连接4.无线电传输引言若通信线路要通过一些高山、岛屿或河流时，铺设线路就非常困难，而且成本非常高，这时候就可以考虑使用无线电波。微波通信有两种主要的方式：地面微波接力通信卫星通信。地球地面站之间的直视线路微波传送塔地面微波接力在物理线路昂贵或地理条件不允许的情况下适用通过大气传播，易受到建筑物或天气的影响两个地面站之间传送，距离为50-100km特点：信道容量很大，视距通信地球地面站地面站5.卫星通信优点：通信距离远，在电波覆盖范围内，任何一处都可以通信，且通信费用与通信距离无关。受陆地灾害影响小，可靠性高；易于实现广播通信和多址通信；缺点：通信费用高，延时较大；易受太阳噪声的干扰；地球同步卫星从技术角度上讲，只要在地球赤道上空的同步轨道上，等距离地放置三颗相隔120度的卫星，就能基本上实现全球的通信。中国于1984年4月8日、1986年2月1日和1988年3月7日分别发射3颗用于通信广播的地球同步卫星6.红外线和毫米波光波传输应用：在短距离内连接两个通信设备；缺点：不能穿透雨和浓雾，易受天气影响；特点：短距离通信，如电视、录象机等的遥控；缺点：不能穿透固体；7、wifi等无线8.蓝牙常用传输媒体的比较1.3.2网络硬件－联网设备常见的联网设备网卡、调制解调器、中继器、集线器、交换机、路由器等。1.3.3网络软件网络协议软件实现网络协议功能，如TCP/IP、IPX/SPX

、NetBEUI等网络操作系统网络管理软件和网络应用软件1.3.3网络软件(补充)TCP/IP互联网的基础协议，没有它就根本不可能上网，任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。不过TCP/IP协议也是这三大协议中配置起来最麻烦的一个，单机上网还好，而通过局域网访问互联网的话，就要详细设置IP地址，网关，子网掩码，DNS服务器等参数。

返回1.3.3网络软件(补充)NetBEUITCP/IP尽管是目前最流行的网络协议，但在局域网中的通信效率并不高。NetBEUI即NetBiosEnhancedUserInterface。它是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如WindowsforWorkgroup、Win9x、WindowsNT等。NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外，局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。

返回1.3.3网络软件(补充)IPX/SPXIPX/SPX协议是Novell开发的专用于NetWare网络中的协议，但是现在也非常常用，大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议，比如星际争霸，反恐精英等等。虽然这些游戏通过TCP/IP协议也能联机，但显然还是通过IPX/SPX协议更省事，因为根本不需要任何设置。返回1.4计算机网络的分类按拓扑结构分：星型、总线型、环型；按网络管理分：客户机/服务器结构、对等网按作用范围分：局域网、城域网、广域网按使用范围分：公用网；专用网；按通信介质分：有线网和无线网；按企业管理分：内联网、外联网、因特网按传输技术分：广播式网络、点到点网络1.4.1计算机网络的拓扑结构拓扑结构就是网络中通信线路和结点（计算机或设备）的几何排列形式。常见的几种计算机网络拓扑结构：星型、总线型、环型、网状型、树型（a）物理连接（b）拓扑图结点链路通路

1.星形结构：

1.星形结构：特点：网络结构简单，便于管理（集中式）线路利用率低中心处理机负载重

入网机故障，网络可正常工作；

中心机故障，网络瘫痪2.总线型结构：2.总线型结构：特点：

多台机器共用一条传输信道

信道利用率较高；

同一时刻只能由两台计算机通信

某个结点的故障不影响网络的工作

网络的延伸距离有限，结点数有限3.环型结构3.环型结构特点：实时性较好每个结点只与相邻两个结点有物理链路某个结点的故障将导致物理瘫痪结点数有限

4.网状结构结点之间的连接不唯一，完整性、可靠性高主要用于覆盖范围大入网主机多（机型多）的环境，常用于构造广域网络网状（不规则）结构5、树状结构物理星型网络逻辑星型网络主机1.4.2按网络的管理方式分类对等网络客户端/服务器1.4.3按网络的地理覆盖范围分局域网（LAN，LocalAreaNetwork）覆盖有限的地理范围，适用于公司、校园等城域网（MAN，MetropolitanAreaNetwork）城域网在技术上与局域网相似。广域网（WAN，WideAreaNetwork）覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络1、局域网实例：校园网2、城域网实例：城域网3、广域网1.4.4按网络的使用范围分类公用网由电信部门组建，例如公共电话交换网PSTN、数字数据网DDN、综合业务数字网ISDN等。专用网由某个单位或部门组建，例如金融、石油、铁路等行业都有自己的专网。广播式网络（BroadcastNetwork）广播：若某个分组发出以后，网络上的每一台机器都接收并处理它。组播（多点播送）：若分组是发送给网络中的某些计算机。单播：若分组只发送给网

络中的某一台计算机。点到点网