计算机网络技术课件-第一章

1、1计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用 教学内容 第1章计算机网络概述 第2章数据通信基础第3章计算机网络体系结构第4章局域网技术第5章网络管理与安全第6章交换与路由器技术2第第1章章 计算机计算机网络概述网络概述 学习目标 u了解计算机网络的形成与发展过程 u 理解计算机网络概念 u掌握计算机网络的功能与分类u 理解计算机网络系统的拓扑结构u熟悉有影响的标准化组织3第第1章章 计算机计算机网络概述网络概述 教学内容 1.1计算机网络的形成与发展 1.2计算机网络的基本概念 1.3计算机网络拓扑结构 1.4计算机网络的标准及标准化 41.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展 计算

2、机网络技术是计算机及其应用技术和通信技术密切结合的产物，是随着社会对信息资源的共享和信息传递的要求而发展起来计算机网络的发展大致分四个阶段 ：一、以单台计算机为中心的远程连机系统，构成面向终端的计算机网络；二、多个主机互连，各主机相互独立，无主从关系的计算机网络；三、具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络；四、网络互联与高速网络。51.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展 1.具有通信功能的终端-第一代计算机网络(20世纪60年代初期) 计算机技术与通信技术的结合是计算机网络的基础 联机系统是指以一台中央主机连接不同地理位置的多个终端 早期的计算机网络系统统称为面向终

3、端计算机网络61.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展面向终端的计面向终端的计算机网络算机网络 2.发展完善阶段-第二代计算机网络（20世纪60年代中期） 20世纪60年代中期开始研究将多台计算机相互连接的方法。具有代表性的是1969年由美国国防部高级研究计划局建成ARPANET实验网。它以电话线路作为主干网络，从而形成早期的计算机网络 71.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展3. 互联互通阶段-第三代计算机网络 第三代计算机网络逐步规范化的计算机网络时期，是不同的小网络融合一起。 第三代计算机网络是开放式标准化网络，它具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。标准化使

4、得不同的计算机能方便地互连在一起。 1984年国际标准化组织ISO正式颁布了一个开放系统互联参考模型的国际标准OSI/RM81.1计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展 4.飞速发展阶段-第四代计算机网络 计算机网络向高速化实时化智能化集成化多媒体化发展。目前世界上发展最快，也是最热门就是Inteenet(因特网)，世界上最大的互联网 计算机只要遵循TCP/IP协议就是可以跟因特网中的其他计算机连接91.1.2计算机的发展趋势计算机的发展趋势 多媒体网络 多媒体网络是多媒体技术和通信技术的结合的输出环境 电信网络，有线网络和计算机网络三网结合 仅一台计算机就是能实现录音机，可视电话，图文

5、传真机，电视和录像设备移动网络 无线技术云技术：是未来网络发展的方向，云端有海量的硬件资源和软件资源 未来云计算机，家里只有一个显示器，一套鼠标键盘，一个网络模块接口，然后所有的东西都可以在网上进行操作。例：网络硬盘就是云技术101.2计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 计算机网络由资源子网和通信子网组成， 通信子网的主要功能是把信息从一台主机传输到另一台主机 资源子网则是各种网络资源的集合，其主要功能是计算机的信息交流和资源共享 通信子网由网卡电缆中继器路由器交换机 局域网 资源子网是由联网的服务器工作站共享打印机111.2.1计算机网络的定义计算机网络的定义 计算机网络是利用通信设备

6、和线路，将处在不同地理位置，操作相对独立的多台计算机设备连接起来，再配置一定的操作系统和应用软件，实现计算机软件硬件资源共享及信息传递的计算机系统。121.2.1计算机网络的定义计算机网络的定义计算机网络具有如下特征。1.计算机设备间需要用通信设备和传输介质互联2.计算机设备间使用统一的规则即网络协议来交换信息。3以实现资源共享和数据通信为主要目的。 131.2.3计算机网络的构成计算机网络的构成网络必须具备以下三个条件：u 至少需要两台计算机连接起来u一个共享传输介质或通信子网u一系列实现网络通信协议的软件和硬件（网络 通信协议：为确保网络中的计算机相互之间能交换信息而建立 的规则标准或约定

7、。例如，TCP/IP是目前互联网使用的用于网络互联的通信协议） 141.3 计算机网络的概念计算机网络的概念 计算机网络的功能计算机网络的功能 1.资源共享，数据通信，均衡负载互相协作，分布式处理，提高计算机的可靠性2.计算机网络的应用 正因为计算机网络有如此的功能，使得它在工业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等领域获得越来越广泛的应用。 151.2.4计算机网络的类型计算机网络的类型 根据网络的用范围进行分类（局域网，城域网，广域网）1.局域网 (LAN)：局域网的分布范围一般在几千米以内，最大距离一般不超过10千米，它是一个部门或单位组建的网络。工作范围在几米到

8、几千米数量级，如同一栋楼房、校园内、宿舍区内等。2.广域网 (WAN)：广域网也程远程网，一般跨越城市、地区、国家甚至洲。它往往以连接不同地域的大型主机系统或局域网为目的。工作范围在几十千米到几千千米数量级,如同一个国家、同一个洲、甚至全球。 3.城域网 (MAN)：城域网原本指的是介于局域网和广域网之间的一种大范围的网络。因为随着局域网的广泛使用，人们逐渐要求扩大局域网的使用范围，或者要求将已经使用的局域网互相连接起来，使其成为一个规模较大的城市范围内的网络。工作范围在1千米到几十千米数量级,如同一个城市 161.计算机网络的分类计算机网络的分类 按分布距离划分按分布距离划分 u计算机网络的

9、主要特征参数表 171.2.4计算机网络的类型计算机网络的类型u按照网络的管理方式，常见的有两种类型的网络：对等网络和客户机/服务器的网络。u对等网络是网络的早期形式，它使用的典型操作系统有DOS、Windows95/98。网络上的计算机在功能上是平等的，没有客户服务器之分，每台计算机既可以提供服务，又可以索取服务。这类网络具有各计算机地位平等，网络配置简单，网络的可管理性差等特点。u客户机/服务器的网络采用客户服务器模型，在这种模型中，服务器给予服务，不索取服务；客户机则是索求服务，不提供服务。这类网络具有网络中计算机地位不平等，网络管理集中，便于网络管理，网络配置复杂等特点。181.2.4

10、计算机网络的类型计算机网络的类型按网络传输介质进行分类（有线网络，无线网络）1.有线网络 有线网络采用线缆（电缆，双绞线，光纤）作为传输介质。 有线网络有点：工程造价低， 传输速率高（双绞线100Mb1000Mb，光纤10Gb），传输距离远， 受外界干扰小2.无线网络（WLAN） 无线网络优点：部署灵活，建设速度快，安全性好191.3计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构 网络的拓扑结构是抛开网络物理连接来讨论网络系统的连接形式，网络中各站点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。拓扑结构图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星型结构、总线结构、树型结构、网状结构、环形结构等

11、。201.3计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构 常见的几种网络拓扑特点常见的几种网络拓扑特点 1.总线型拓扑u定义：总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上，各工作站地位是平等的。 u特点：结构简单灵活，连接网络所需的电缆长度短，网络节点响应速度快，共享能力强设备投入量少，安装使用方便 总线拓扑结构图 缺点：对通信线路的故障敏感，任何通信线路的故障都会使得整个网络不能正常运行，由于共用一个总线，站点间未来协调通信，需要复杂的介质访问控制机制211.3计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构 常见的几种网络拓扑特点常见的几种网络拓扑特点 2.星型拓扑u定义：星型拓扑是指所有的网络节点都通过传输

12、介质与中心节点相连，采用集中控制，即任何两节点之间的通信都要通过中心节点进行转发。 图1-7 星型拓扑结构u特点：便于提供服务便于扩展连接点故障部影响全网，便于检查和隔离事故，便于控制和管理u缺点：电缆长度长，费用高，中央结点故障会造成整个网络的瘫痪，对中央结点的可靠性，通信线路的利用率不高星型拓扑结构图 221.3计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构 常见的几种网络拓扑特点常见的几种网络拓扑特点 3.环型拓扑u定义：由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环。u特点：结构简单，实现起来比较容易。u缺点：造价昂贵，结点过多时，影响传输效率，不利于系统的扩充环型拓扑结构图 231.

13、 5计算机网络的传输介质计算机网络的传输介质 传输介质的特性对网络中数据通信质量的影响很大，这些特性主要是：u（1）物理特性：对传输介质物理结构的描述。u（2）传输特性：传输介质允许传送信号的信号形式，使用的调制技术、传输容量与传输的频率范围。u（3）连通特性：允许点点或多点的连接。u（4）地理范围：传输介质的最大传输范围。u（5）抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据影响的能力。u（6）相对价格：器件、安装与维护费用。 241. 5计算机网络的传输介质计算机网络的传输介质 有线传输介质有线传输介质 1双绞线 （1）物理特性 双绞线由按规则螺旋结构排列的两根、四根、八根绝缘导线组成。一

14、对线可以作为一条通信线路。各个线对螺旋排列的目的是为了使各线对之间的电磁干扰最小。 在局域网中使用的双绞线分为两类： 屏蔽双绞线（STP: Shielded Twisted Pair） 非屏蔽双绞线（UTP：Unshielded Twisted Pair）。（2）传输特性 在局域网中常用的双绞线根据传输特性可以分为五类：在典型的以太网中，常用第三类、第四类、第五类、超五类线非屏蔽双绞线。通常简称三类线、四类线、五类线、超五类线。251. 5计算机网络的传输介质计算机网络的传输介质 有线传输介质有线传输介质 1双绞线 （3）连通性 双绞线可以用于点对点连接、多点连接。（4）地理范围 双绞线用于远

15、程中继线时最大距离可达15公里。用于10Mbps局域网时，与集线器的距离最大为100m。（5）抗干扰能力 双绞线的抗干扰能力取决于一束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽。（6）价格 双绞线的价格低于其它传输介质,安装、维护方便。 261. 5计算机网络的传输介质计算机网络的传输介质 有线传输介质有线传输介质 2同轴电缆 （1）物理特性 同轴电缆由内导体（铜质芯线）、绝缘层、外导体（网状物）、保护套四层组成。同轴介质的特性参数由内、外导体及绝缘层的电参数与机械尺寸决定。 （2）传输特性 根据同轴电缆的带宽的不同，它可以分为两类：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。 （3）连通性 同轴电缆即支持点对点连接

16、、也支持多点连接。 （4）地理范围 基带同轴电缆使用的最大距离限制在几公里范围内，而宽带同轴电缆最大距离可达几十公里左右。 （5）抗干扰能力 同轴电缆的结构使得它的抗干扰能力较强。 （6）价格 同轴电缆的造价介于双绞线与光纤之间，使用与维护方便。271. 5计算机网络的传输介质计算机网络的传输介质 有线传输介质有线传输介质 3光纤 （1）物理特性 光纤是一种直径为50100柔软、能传导光波的介质，多种玻璃和塑料可以用来制造光纤，其中使用超高纯度石英玻璃纤维制作的光纤可以得到最低的传输损耗。在折射率较高的单根光纤外面，用折射率较低的包层包裹起来，就可以构成一条光纤通道；多条光纤组成一条光缆。 （

17、2）传输特性 光纤的带宽:10-10 HZ 光纤的最佳传输波长:850，1300和1500nm （3）连通性 光纤最普遍的连接方式是点对点连接。 （4）地理范围 一般6-8公里实现高速无中继传输， 贝尔实验室测试：在数据传输速率420Mbit/s且在119KM无中继时，其误码率为10 （5）抗干扰能力 抗干扰能力强，衰减小，安全性保密性好。 （6）价格 目前，光纤的价格高于同轴电缆和双绞线。281. 5计算机网络的传输介质计算机网络的传输介质 无线传输介质无线传输介质 3卫星微波通信u原理： 在两站之间利用位于距地球表面3.6万公里高空的人造同步地球卫星作为中继器的一种微波接力通信。通信卫星为

18、微波通信的中继站。u特点： 传输距离远，费用与通信距离无关。（覆盖区的跨度达1.8万公里） 频带宽、容量大，干扰较小。 较大的传输延迟。（250ms-300ms） 适合广播通信，保密性较差。 造价高。291. 5计算机网络的传输介质计算机网络的传输介质 无线传输介质无线传输介质 1短波传输u短波波长10-100m，工作频率3MHZ30MHZu传播方式：天波和地波，短波通信主要以天波方式进行传播，缺点：电波通过发送端出发经由多条路径到达接收端，路径长短不一将导致电波在不同时刻到达接收端产生不等的延时，从而出现多径效应。 u优点：通信距离远，无需太大的发射功率，且设备成本适中。u缺点：通信方式易受季节、昼夜和太阳活动的影响，通信质量不够稳定。容易受到外部干扰。30本本 章章 小小 结结u计算机网络的形成与发展发展计算机网络的发展大致分四个阶段：以单台计算机为中心的远程连机系统，构成面向终端的计算机网络；多个主机互连，各主机相互独立，无主从关系的计算机网络；具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络；网络互联与高速网络。 当前计算机网络发展的方向：计算机网络向高速化发展；随着多媒体网络的建立和日趋成熟，电话，有线电视和数据三网融合甚至多网融合是一个重要的发