高一信息技术：第1章计算机网络基础课件

1、计算机网络基础,第1章 计算机网络基础,1.1 网络的基本概念 1.2 计算机网络的功能 1.3 网络的分类 1.4 网络的基本组成 1.5 网络体系结构,1.1 网络的基本概念,1.1.1 计算机网络的产生与发展 计算机网络的发展大概经历了4个阶段，依次为：联机终端系统阶段、通信子网和资源子网阶段、采用程序化标准体系结构阶段、宽带综合业务数据或信息高速公路阶段。,图1.1 SAGE系统,1联机终端系统 在这种系统中，一端是没有处理能力的终端设备（如由键盘和显示器构成的终端机），它只能发出请求叫另一端做什么，而另一端是大中型计算机，可以同时处理多个远方终端来的请求，因此，这一代计算机网络称为面

2、向终端的计算机网络。它是以单个计算机为中心的星型网，效率不高，功能有限。,2通信子网和资源子网,这时的网络发展成为功能界限分明的通信子网和资源子网。 第2代计算机网络的特点是：以通信子网为核心，连入网中的每台计算机本身是一台完整的独立设备。它可独立启动、运行和停机。大家可共享系统的硬件、软件和数据资源。,3层次化标准体系结构网,1977年，国际标准化组织（ISO）为适应网络向标准化发展的需要，成立了TC97（计算机与信息处理标准化委员会）下属的SC16（开放系统互连分技术委员会），在研究、吸收各计算机制造厂家的网络体系结构标准化经验的基础上，该委员会制定了“开放系统互连参考模型”（OSI/RM

3、），简称为OSI。,OSI规定了可以互连的计算机系统之间的通信协议，遵从OSI协议的网络通信产品都是开放系统，而符合OSI标准的网络被称为第3代计算机网络。,4宽带综合业务数字网,高速网络技术的发展主要表现在宽带综合业务数据网（B-ISDN）、异步传输模式（ATM）、高速局域网、交换局域网与虚拟网络上。,在1993年9月，美国宣布了国家信息基础设施建设计划，它被形象地称为信息高速公路。美国建设信息高速公路的计划触动了世界各国，人们开始认识到信息技术的应用与信息产业的发展将会对各国经济发展产生重要的作用，因此，很多国家也纷纷开始制定各自的信息高速公路的建设计划。,1.1.2 计算机网络的定义,一

4、般而言，将地理位置不同且能独立工作的多个计算机通过通信线路连接，由网络软件实现资源共享的系统，称为计算机网络。,2计算机网络必须具备的3个要素,（1）一个计算机网络可以包含有多台具有“自主”功能的计算机。 （2）连接时彼此必须遵循所规定的约定和规则， （3）一般将计算机资源的共享作为网络最基本的特征。,1.2 计算机网络的功能,1资源共享 2数据通信 3分布式信息处理 4提高计算机系统的可靠性和可用性 5网络管理 6节省投资,1.3 网络的分类,通过不同的网络分类，可以从不同角度认识和理解网络，对网络的构成与机理进行更全面的掌握。,1.3.1 按网络覆盖的地理范围划分,按照连网的计算机之间距离

5、和网络覆盖面的不同，计算机网络可分为局域网、城域网、广域网及因特网。,1局域网,其特点：地理范围有限（一般小于20km）、使用基带传输技术、传输速率高（一般在10Mbit/s以上）、延迟小、误码率低及易于管理和控制，适用于企业、学校和楼宇。,图1.3 局域网简图,2城域网,城域网一般采用光纤作为传输介质，通常提供固定带宽的服务，可以支持数据和声音传输，并有可能涉及当地的有线电视网。,图1.4 城域网简图,3广域网,其特点是范围大、采用宽带传输技术、延迟大、出错率高。,图1.5 广域网简图,4因特网,因特网（Internet）是广域网与广域网、广域网与局域网、局域网与局域网进行互连而形成的网络。

6、它采用的是局部处理与远程处理、有限地域范围的资源共享与广大地域范围的资源共享相结合的网络技术。,Internet发展非常迅速，特别是随着Web浏览器的普遍应用，Internet已在全世界范围得到应用。在全球性的各种通信系统基础上，它像一个无法比拟的巨大数据库，并结合多媒体的“声、图、文”表现能力，不仅能处理一般的数据和文本，而且也能处理语音、图像、动画和三维图形等。,1.3.2 按网络的操作系统划分,目前常用的主要有UNIX，Windows NT/2000和NetWare 3种。UNIX是一个典型的多用户网络操作系统，UNIX系统支持网络文件系统服务，特点是系统可靠、功能强大、命令复杂，在局域

7、网和广域网上被广泛使用。Windows NT/2000/2003系统是一种提供分布式图形操作界面的网络操作系统，易于安装、操作和管理，集成了Internet网络管理,NetWare是适于局域网的网络操作系统，技术完善可靠，支持多种工作站和协议。,1.3.3 按传输介质划分,按传输介质划分，网络又可分为有线网与无线网,1.3.4 按拓扑结构划分,根据网络中计算机之间互连的拓扑结构可把计算机网络分为星型网、树型网、总线型网、环型网、网状网和混合网等。,网络的分类还有其他一些方法。按网络的控制方式划分，可以分为集中式网络、分散式网络、分布式网络；从网络的交换功能进行分类可分为电路交换网、报文交换网、

8、分组交换网、帧中继网、ATM网等；从网络的使用性质进行分类，可以划分为公用网和专用网；,从网络的使用范围和环境可以分为企业网、校园网等；从网络的带宽和传输能力可分为窄带网和宽带网（多媒体网）等。,1.4 网络的基本组成,1.4.1 计算机网络的系统组成 计算机网络在物理组成上可以分成两个部分：负责信息处理的计算机和负责数据通信的通信线路及通信控制处理机。 计算机网络在逻辑上可以看作两个子网：信息资源子网和数据通信子网。,图1.6 计算机网络结构示意图资源子网和通信子网,1计算机资源子网,资源子网由拥有资源的主计算机（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、软件资源和数据资源

9、组成。,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,2计算机通信子网,通信子网由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备组成。,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。,3网络软件,为了保障系统的正常运转和服务，系统需要通过专门软件，对网络中的各种资源进行全面的管理、调度和分配，并采取一系列的安全保密措施，防止用户对数据和信息的不合理访问，确保信息不被破坏或丢失。网络软件是实现网络功能必不可少的支撑环境。硬件的选择对网络性能起着决定性作用，网络软件则是挖掘网络潜力的工具。,1.4.2

10、计算机网络的拓扑结构,将通信子网中的通信处理机和其他通信设备称为节点，通信线路称为链路，而将节点和链路连接而成的几何图形称为该网络的拓扑结构。拓扑结构是影响网络性能的主要因素之一，也是实现各种协议的基础。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、通信和投资费用等因素。,图1.7 几种计算机网络拓扑结构,1总线型拓扑结构,总线型拓扑结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，成本低，且某个站点自身的故障一般不会影响整个网络，因此，它是最普遍使用的一种网络。其缺点是实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。,2星型拓扑结构,星型拓扑结构的优点是很容易在网络中增加新的站点，容易实现数据

11、的安全性和优先级控制，易实现网络监控；但缺点是属于集中控制，对中心节点的依赖性大。中心节点的负荷较重，是网络的瓶颈，一旦中心节点发生故障，会引起整个网络的瘫痪。,3环型拓扑结构,环型拓扑结构的优点是结构简单，传输延时确定，由于信号单向传递，因此，适宜使用光纤，可以构成高速网络。缺点是若环中的任何一个节点发生故障，都会导致全网瘫痪，因此各个节点都可能成为网络的瓶颈；环节点的加入和撤出的过程以及环路的维护和管理都比较复杂；网络扩展和维护都不方便。,4树型拓扑结构 6混合型拓扑结构,1.5 网络体系结构,网络的体系结构是网络技术的一个重要概念，网络的体系结构可用来表示如下3种含义。,（1）网络的功能

12、体系,它把计算机网络的功能划分成有明确定义的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。将这些同层次进程通信的协议以及相邻层接统称为网络体系结构。,（2）网络的服务体系,它将计算机网络中的节点分为服务提供方和服务需求方，规定了服务供方和需方之间的连接关系，供方向需方提供服务的方式和过程约定等。,（3）网络的拓扑结构,它根据节点连接形成的平面图形的形状，来定义网络的连接类型。 层和协议的集合就叫做网络的体系结构。,1.5.2网络体系结构的概念,层和协议的集合就叫做网络的体系结构。,1.5.3 OSI/RM参考模型,1984年，国际标准化组织（ISO）公布了一个作为未来网络协议的模型

13、，该模型被称为“开放系统互连参考模型”（Open System Interconnection/Reference Model，OSI/RM），又称为ISO/OSI参考模型或7层模型。,1物理层,利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，在通信线路上传输数据比特的电信号。 此层具体规定了建立和保持物理连接的的电子、电气或机械特性，以及实现的手段。,2数据链路层,其主要功能用一句话表示就是“通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路”。,3网络层,其主要功能是“通过路由选择算法，通过通信子网为报文或分组选择最适当的路径”。,4传输层,是“为用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输”。,5会话层,其主要功能是“向两个表示层提供建立和使用连接的方法”。,6表示层