第1章网络概述.ppt

1、第一章 计算机网络概述,纲要： 1.计算机网络的形成与发展 2.计算机网络的概念、组成* 3.计算机网络的作用* 4.计算机网络的分类,计算机网络发展阶段的划分 # 第一阶段(20世纪50年代) 特点：将计算机技术与通信技术结合起来. 形式: 具有远程通信功能的单机系统（分时） 缺点: 负荷重、响应时间长、线路利用率低 # 第二阶段(20世纪60年代) 特点: 分组交换技术。（数据包交换（美国ARP） 形式：具有远程通信功能的多机系统,一、计算机网络的形成与发展,# 第三阶段（20世纪70年代中期） 特点：提出了开放系统参考模型与网络协议 的研究 形式：具有统一体系结构、国际化标准协议 的计算

2、机网络（互联基本参考模型OSI） # 第四阶段（90年代） 特点：异步传输模式（ATM）技术 形式：Internet与ATM结合,一、计算机网络的发展与形成,一、计算机网络的发展与形成,新技术的出现具备两个条件： 社会的需求及先期技术的成熟 美国国防部研究计划局的ARPANET网 1969（4）1973（40）1983（100多） ARPA网对网络技术的贡献有： 完成了对计算机网络定义、分类与课题研究内容的描述 提出了资源子网、通信子网的两级网络结构的概念 研究了报文分组交换的数据交换方法 采用了层次结构的网络系统结构模型与协议 促进了TCP/IP协议的发展 为Internet的形成与发展奠定

3、了基础,一、计算机网络的形成与发展,70年代中期，出现在邮电部门或通信公司的公用数据网PDN。早期的公用数据网采用模拟通信的电话交换网，新型的公用数据网采用数字传输技术与分组交换方法。典型的公用分组交换网有：美国的TELENET、加拿大的DATAPAC、法国的TRANSPAC、英国的PSS、日本的DDX等，采用分组交换网的组建为计算机网络的发展提供了良好的外部通信条件，它能为更多用户提供数据通信服务-广域网 局域网成就：1972年美国加州大学研制的Newhall；1976年美国Xerox公司研究了总线拓扑的实验性Ethernet网；1974年英国剑桥大学研制了Cambridge环网，对局域网技

4、术的发展起到重要作用,二、计算机网络的基本概念,1994中国教育和科研计算机网(CERNET) 1995中国公用计算机互联网(CHINANET),2.5-10Gpbs,二、计算机网络的基本概念,计算机网络 计算机网络：是将分布在不同地理位置的独立的计算机通过通信线路和通信设备连接起来，在完整的网络软件的支持下实现数据通信和资源共享的系统。 计算机网络的目的：实现资源共享。 资源共享：是指所有网络用户能够分享各计算机系统的全部或部分资源，包括硬件资源、软件资源和数据资源,二、计算机网络的基本概念,计算机网络组成 资源子网与通信子网 计算机网络=资源子网+通信子网 # 资源子网 资源子网由主机系统

5、、终端、终端控制器、连网外设备、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，向网络用户提供各种网络资源与网络服务 主机系统（host）：是资源子网的主要组成单元，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机（CCP）相连接。为本地用户访问网络中其他主机设备、资源和网络中远程用户共享本地资源提供服务,二、计算机网络的基本概念,终端（terminal）：是用户访问网络的界面。终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的智能终端 。它可以通过主机系统、终端控制器、报文分组组装与拆卸装置或通信控制处理机连入网中 智能终端：具有输入、输出信息的功能，本身还具有存储与处理信息的

6、能力 # 通信子网 通信子网是由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务,二、计算机网络的基本概念,通信控制处理机在网络拓扑结构中称为网络结点。作用：1）作为与资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内；2）作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用 通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。计算机网络采用多种通信线路，如双绞线、同轴电缆、光纤电缆等 *广域网可明确地划分出资源子网与通信子网，而局域网由于采用的工作原理与结构的限制，

7、不能明确地划分子网的结构*,三、计算机网络的作用,共享硬件资源 共享磁盘空间 共享磁盘空间是设置网络的最初最基本的目的。 文件服务器（file server）就是在网络上安装了大容量的硬盘或硬盘组并用于共享的计算机。 共享的磁盘主要有：大容量的硬盘、CD-ROM、软盘。 共享打印机 共享通信设备 共享的通信设备主要是调制解调器和传真机,三、计算机网络的作用,共享软件 网络用户对软件的共享表现在在网络上使用软件的网络版，以及多用户应用程序。 共享软件包 共享软件包要遵循软件的用户许可协议。 网络中用户只需要购买一个软件副本安装在服务器上，并将其设置为共享就可让大家一起使用了。但是需要购买许可证。

8、 优点：升级或更新容易，节省磁盘空间 使用多用户软件 如超市、邮局等的商务处理系统、电子邮件、Web服务器等。,四、计算机网络的分类,按网络覆盖的地理范围分类 广域网（远程网/WAN） 广域网所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里，覆盖一个国家、地区、或是横跨几个洲，形成国际性的远程网络。 广域网的通信子网主要使用分组交换技术。它利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到共享资源的目的。,局域网(LAN) 概念：用于将有限范围内（如一个实验室）的各种计算机、终端与外部设备互连成网。 局域网分类：共享局域网和交换局域网（根据采用的技术、应用范围和协议标

9、准的不同） 城市网(MAN) 城市地区的网络称为城市网，它是介于广域网和局域网之间的一种高速网络，覆盖范围一般为几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连起来，以实现资源共享。,四、计算机网络的分类,按传输介质分类 有线网 有线网指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质连接计算机的网络。 同轴电缆网比较经济、安装便利，传输率和抗干扰能力一般，传输距离较短。 双绞线网价格便宜、安装方便、易受干扰、传输率较低、传输距离比同轴电缆短。,四、计算机网络的分类,四、计算机网络的分类,光纤网其传输距离长、传输率高、可达数千兆bps、抗干扰性强、不易被监听（具有高安全性）、价格较高 无线网 采用微波

10、、红外线、无限电等电磁波作为传输介质。其连接方式灵活但费用昂贵，没有普及。 如：无线电话、语音广播网、无线电视网、微波通信网、卫星通信网,5 4 3 2 1,主机H1,主机 H2,R1,R4,R5,R2,R3,R1,R2,R3,H1,R5,H2,R4,间接交付,间接交付,间接交付,间接交付,间接交付,直接交付,分组在互联网中的传送,四、计算机网络的分类,按网络的拓扑结构分类 计算机网络拓扑的概念： 计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型 星型网络 概念：是指每一个远程结点都通过一条单独的通信线路

11、，直接与中心结点连接，即中心结点与每一个远程结点之间都采用点对点连接方式;所有的远程结点之间进行通信时，都必须通过中心结点。,四、计算机网络的分类,星型网络特点： 1）功能高度集中：各种功能都集中在中心结点上 2）单信息流通路径：每个远程结点通常都只有一条信息流通路径到达中心结点 3）线路利用率低：每条通信线路只连接一个远程结点，使该线路利用不充分 4）可扩充性差：受硬件接口和软件功能的限制，是扩充性较差,星型网络拓扑结构,四、计算机网络的分类,树型网络 概念：就是将多级星型网络按层次方式进行排列及形成树型网络。此网络的最高层为中央处理机。最低层为终端，其他各层可以为多路转换器、集中器或部门计

12、算机。 树型结构的特点： 1）使为数众多的终端能共享一条通信线路，提高了 线路利用率 2）增强网络的分布处理能力，以改善星型网络的可靠性和可扩充性,树型网络拓扑,四、计算机网络的分类,总线型网络 概念：在一条高速公用总线连接若干个结点所形成的网络，其中一个结点提供网络通信及资源共享服务即网络服务器；其他结点是网络工作站即用户计算机 1） 广播通信方式：即由一个结点发出的信息可被网络上的所有结点接收 2）信道利用率高：由于多个结点功用一条传输信道，故信道利用率较高 3）地理覆盖范围小：公用总线的长度通常小于2.5千米-总线网络覆盖范围一般局限于某个单位 4）网络建设容易 ：网络物理结构和传输控制

13、结构简单，因此连接新结点容易 5）抢占信道，易形成广播风暴,总线网络拓扑,四、计算机网络的分类,环型网络 概念:在环型网络中,每台入网的计算机都先连接到一个转发器上,再将所有的转发器通过高速点到点式信道,形成一环形;网络中信息是单向流动的,任何一个源转发器所发送的信息,经环路传送一周后又都返回到源转发器. 环型网络拓扑特点: 1)广播通信方式:由于源转发器发出的信息将途径环上的所有转发器,故可实现广播通信； 2)传输时延的确定性:从某源点出发的信息,能在确定的时间内到达目标结点； 3)可引入优先级机制:可设置某个结点具有较高的优先级,是它能优先发送信息。,四、计算机网络的分类,4)可靠性差:当

14、环路上任何一个转发器或两个转发器之间的连线发生故障时,都将导致整个网络瘫痪 5)灵活性差:增加或减少网络结点,都需断开原有环路,并对介质访问控制进行调整,环型网络拓扑,四、计算机网络的分类,网状型网络 概念: (网状型网络拓扑) 分组交换设备PSE(packet switch equipment)专门用于实现数据通信,将多个PSE通过点对点式信道连接成不规则网状网即数据通信网或通信子网.只要入网的计算机都要连接到PSE上,而各计算机(HOST)之间通信必须通过通信子网.通常把通信子网之外的计算机和终端设备等一起称为数据处理子网或资源子网,网状型网络拓扑特点: 1)两级网络形成:网络逻辑上分为通

15、信子网和资源子网,前者专门用于网络通信,后者主要用数据处理 2)网络可靠性高:通常通信子网中任何两个PSE之间都存在两条或多条通信路径,当一条发生故障时,不会影响整个网络的通信 3)可扩展性好:增加新功能或加入新计算机入网都比较方便,四、计算机网络的分类,按通信方式分类 点对点传输网络： 数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输;当两计算机之间没有直接连接线路时,将通过中间结点来传输信息.星型网、环形网采用这种传输方。 广播式传输网络： 所有计算机都共享一个公共通信信道,数据包在共用介质中传输,且数据包中包含目的地址与源地址,接收到该数据包的计算机将检测目的地址是否与本机地址相同,相同则接收

16、,否则丢弃.无线网和总线型网络属于这种类型。,四、计算机网络的分类,按网络的使用目的分类 共享数据网： 使用者可共享网络中的各种资源，如文件、扫描仪、绘图仪、打印机以及各种服务。Internet网是典型的共享资源网 数据处理网： 用于处理数据的网络，例如科学计算网络、企业经营管理用网络 数据传输网： 用来收集、交换、传输数据的网络，如情报检索网络等,四、计算机网络的分类,按网络的服务方式分类 客户机/服务器（client/server，C/S）模式： 服务器是指专门提供服务的高性能计算机或专用设备，客户机是用户计算机。这是客户机向服务器发出请求并获得服务的一种网络形式，多台客户机可以共享服务器

17、提供的各种资源。这是最常用、最重要的一种网络类型。不仅适合于同类计算机联网，也适合于不同类型的计算机联网，如PC机、Mac机的混合联网.,四、计算机网络的分类,浏览器/服务器（browser/server，B/S）模式 是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。 对等网（对等式网络） 对等网不要求文件服务器，每台客户机都可以与其他每台客户机对话，共享彼此的信息资源和硬件资源，组网的计算机一般类型相同。这种网络方式灵活方便，但是较难实现集中管理与监控，安全性也低，较适合于部门

18、内部协同工作的小型网络。,四、计算机网络的分类,按网络所处环境分类 工作组网络（workgroup network） 该网络是供一个工作组使用的局域网，工作组可以是某个产品的开发小组也可以是某个项目的研究小组。工作组局域网属于规模最小的一类局域网，是企业（校园）网的最底层网络。常用的工作组局域网形式为传输速率为10Mbps的以太网。 部门网络（Department Network） 将一个部门内的多个工作组局域网通过网桥、路由器或小型交换集线器（最常用）互连起来，使各工作组局域网之间能实现快速交换,四、计算机网络的分类,企业网络 是指一个企业中所配置的、能覆盖整个企业的计算机网络，在企业网上建立该企业的信息处理系统。企业网通常有两部分构成：一为分布在各个部门的部门网络，一为高层用于互连这些部门网络的主干网或交换集线器 校园网络 是指学校中配置的，能覆盖整个校园的计算机网络。通常是在各个院系配置若干工作组LA