计算机网络技术-王协瑞-第一章-计算机网络概述

1、计算机网络中的计算计算机网络中的计算机通常都处于不同的机通常都处于不同的地理位置地理位置相互连接的计算机之相互连接的计算机之间不存在互为依赖的间不存在互为依赖的关系。关系。通信线路包括通信线路包括通信媒体、通通信媒体、通信设备关系。信设备关系。网络操作系统（单网络操作系统（单机机OSOS功能功能+ +网络通网络通信协议信协议+ +网络资源网络资源管理管理+ +网络服务）网络服务）网络的根本目的是为了网络的根本目的是为了实现资源共享，资源包实现资源共享，资源包括硬件与软件，如程序括硬件与软件，如程序、数据库、存储设备、数据库、存储设备、打印机等。打印机等。初级阶段初级阶段 计算机网络阶段计算机网

2、络阶段 标准或开放的计算机网络标准或开放的计算机网络信息高速公路时代信息高速公路时代20CEN，50-60年代年代严格意义上讲，不属于计算机网络范畴严格意义上讲，不属于计算机网络范畴。 计 算 机多 重 线 路控 制 器MMMMMM公 用 电 话 网 T T TM :M O D E MT:Term inal典型案例：美国半自动地面防空系统典型案例：美国半自动地面防空系统SAGESAGEComputerTTTPSTN多计算机互多计算机互连连2020世纪世纪6060年代，以年代，以ARPAnetARPAnet为典型为典型；以实现以实现“资源共享资源共享”为目的多计算机互连形态。为目的多计算机互连形

3、态。重要贡献：将应用与通信功能从逻辑上分离，应产生了通重要贡献：将应用与通信功能从逻辑上分离，应产生了通信子网与资源子网的概念信子网与资源子网的概念ISOISO的的OSI RMOSI RM（开放系统互连参考模型）开放系统互连参考模型）-1977/1983-1977/1983TCP/IPTCP/IP协议的推广协议的推广 以太网以太网(ETHERNET) 与因特网与因特网(Internet)。 高速：高速： 主干带宽的增加达到主干带宽的增加达到10Gbps或更高，接入带或更高，接入带宽可以高达宽可以高达1000Mbps。互连：互连： Intranet、Extranet、 Internet Inte

4、rnet 智能：智能： 服务质量服务质量(QoS)、网络管理网络管理计算机网络的功能 实现计算机系统的资源共享实现计算机系统的资源共享 计算机网络的最基本功能之一。用户一旦接入网络就可以使用网络中的其他资源来处理自己提交的大型复杂问题。 实现数据信息的快速传递实现数据信息的快速传递 分布在不同地域的计算机系统可以及时、快速地传递各种信息。 如股票交易、电子邮件、网上购物等 提高可靠性提高可靠性 提供负载均衡与分布式处理能力提供负载均衡与分布式处理能力 大型ICP（网络内容提供商)在全世界多个地方放置了内容相同的WWW服务器，通过一定的技术使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面。

5、 分布式处理是把任务分散到网络中不同的计算机上并行处理。 集中管理集中管理 对地理位置上分散的组织可通过计算机网络来实现集中管理。 综合信息服务综合信息服务计算机网络的应用 办公自动化办公自动化 管理信息系统管理信息系统 过程控制过程控制 Internet应用应用 电子邮件、信息发布、电子商务、远程音频视频应用电子邮件、信息发布、电子商务、远程音频视频应用计算机网络的系统组成 计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的。 从拓扑结构上看：由网络节点和通信链路构成 从逻辑功能上看：由通信子网和资源子网构成。网络节点 访问节点访问节点 端节点。主要起信源和信宿的作用。如用户主机和终端节点。主要

6、起信源和信宿的作用。如用户主机和终端等。端等。 信源：信息的来源。信源：信息的来源。 信宿：是相对信源而言。信宿：是相对信源而言。通信过程中接收和处理信息通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。的设备或计算机。 转接节点转接节点 中间节点。数据交换和转接。具有通信功能。中间节点。数据交换和转接。具有通信功能。 混合节点混合节点 全能节点全能节点通信链路 指两个网络节点之间传输信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电缆、光缆、卫星、微波等。物理链路：物理链路：点到点的物理线路。没有任何交换节点。逻辑链路：逻辑链路：在逻辑上起作用的物理链路。具有传输控制能力。CCPCCP：通信

7、控制处理机：通信控制处理机资源子网资源子网通信子网通信子网CCP主机主机主机主机主机主机主机主机CCPCCPCCPCCPCCP通信子网有两种类型 公用型 一般是国家的邮电部门建造的网络。“公用”的意思就是从所有愿意按邮电部门规定交纳费用的人都可以使用.因此,公用网也可以称为公众网 。 专用型 是某个部门为本单位的特殊工作的需要而建立的网络这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如,军队,铁路,电力等系统均有本系统的专用网 计算机网络的组成 网络硬件系统网络硬件系统 是指构成计算机网络的硬设备，包括各种计算机系统、终端及通信设备。 常见的网络硬件有常见的网络硬件有：主机系统：终端：用户进行网络操作

8、，实现人机对话的工具传输介质：传输数据信号的物理通道，将网络中各种设备连接起来 网卡（网络适配器）：网卡（网络适配器）：是计算机和传输介质之间的物理接口。 集线器：集线器：接收信号再生并传输，还可为网络布线和集中管理带来方便 交换机（交换机（Switch）：）：分为第二层交换机和第三层交换机。二层交换机同时具有集线器和网桥的功能。 路由器：路由器：具有格式转换功能，可以连接不通类型的网络。路由器能够识别数据的目的地址所在网络。网络软件系统 主要包括通信协议、网络操作系统和各类网络应用系统。 服务器操作系统 多用户，多任务的操作系统 网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络通信等。 服

9、务器 服务器是网络环境中的高性能计算机，它侦听网络上的其他计算机（客户机）提交的服务请求，并提供相应的服务。 相对于普通PC来说，服务器在稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通PC有所不同。 Novell公司的NetWare、Windows系列，UNIX系列 工作站操作系统 多为一般的操作系统，但具有更强的网络功能。如支持网络协议等 工作站通信协议 通信双方只有遵循相同的通信协议才能实现连接，完成信息的交换。 设备驱动程序 操作系统与外部设备的借口。 网络管理软件 对网络管理软件进行信息统计，报告，警告，监控的软件系统。 网络安全软件 保密性

10、、完整性、可用性 抵御威胁与攻击 网络应用软件 覆盖范围一覆盖范围一般在几公里般在几公里以内，如一以内，如一幢大楼内或幢大楼内或一个校园内一个校园内组网方便，组网方便，灵活，传输灵活，传输速率高速率高覆盖范围一般是几覆盖范围一般是几十公里到几千公里十公里到几千公里以上。以上。 覆盖一个国家或覆盖一个国家或地区，甚至可以横地区，甚至可以横跨几个洲，形成国跨几个洲，形成国际性的远程网络。际性的远程网络。覆盖范围大约是几公里到几十公里，它主覆盖范围大约是几公里到几十公里，它主要是满足城市、郊区的联网需求。要是满足城市、郊区的联网需求。如连接温州大学各大校区的温州大学校园如连接温州大学各大校区的温州大

11、学校园网；连接温州各中小学的温州教育城域网网；连接温州各中小学的温州教育城域网等。等。城域网技术与局域网技术、城域网技术与城域网技术与局域网技术、城域网技术与广域网技术之间的边界正在日益模糊。广域网技术之间的边界正在日益模糊。资源共享资源共享：数据传送数据传送如如E-MAILE-MAIL、网上网上QQQQ等。等。均衡负荷：均衡负荷：信息的集中和综合处理信息的集中和综合处理：各种管理信息系统、智能决策：各种管理信息系统、智能决策系统等。系统等。将通信子网中的将通信子网中的通信处理机、计算机等设备抽通信处理机、计算机等设备抽象成点，把连接这些设备的通信线路抽象成线象成点，把连接这些设备的通信线路抽

12、象成线，并将由这些点和线所构成的拓扑称为网络拓，并将由这些点和线所构成的拓扑称为网络拓扑结构。扑结构。为什么研究网络的拓扑结构而不是几何结构？为什么研究网络的拓扑结构而不是几何结构？ 网络拓朴结构反映出网络的结构关系，对于网络的性网络拓朴结构反映出网络的结构关系，对于网络的性能、可靠性以及建设管理成本等都有着重要的影响，能、可靠性以及建设管理成本等都有着重要的影响，在整个网络设计中占有十分重要的地位，是网络构建在整个网络设计中占有十分重要的地位，是网络构建时首先要考虑的因素之一。时首先要考虑的因素之一。常见的网络拓朴结构常见的网络拓朴结构总线型总线型星型星型树型树型环型环型网状型网状型 所有节

13、点直接连到一条物理链路上，除此之外节点间不所有节点直接连到一条物理链路上，除此之外节点间不存在任何其他连接。存在任何其他连接。 每一个节点可以收到来自其他任何节点所发送的信息每一个节点可以收到来自其他任何节点所发送的信息 优点：简单、易于实现优点：简单、易于实现 缺点：可靠性和灵活性差缺点：可靠性和灵活性差 、传输延时不确定传输延时不确定 节点与链路构成了一个闭合环，每个节点只与相邻的两个节点与链路构成了一个闭合环，每个节点只与相邻的两个节点相连。节点相连。 每个节点必须将信息转发给下一个相邻的节点。每个节点必须将信息转发给下一个相邻的节点。 优点：简单、易于实现，传输延时确定优点：简单、易于

14、实现，传输延时确定 。 缺点：维护与管理复杂缺点：维护与管理复杂 两个非相连的独立同心环两个非相连的独立同心环 主环主环+备用环（同一时刻只有一个环在使用）备用环（同一时刻只有一个环在使用） 优点：在单环之上增加了高度的可靠性。优点：在单环之上增加了高度的可靠性。 缺点：维护与管理复杂，投资大缺点：维护与管理复杂，投资大 网络由各节点以中央节点为中心相连接，各节点与中央网络由各节点以中央节点为中心相连接，各节点与中央节点以点对点方式连接。节点以点对点方式连接。 节点之间的数据通信要通过中央节点节点之间的数据通信要通过中央节点 优点：结构简单，管理方便，可扩充性强，组网容易。优点：结构简单，管理

15、方便，可扩充性强，组网容易。 缺点：中心节点成为全网可靠性的关键缺点：中心节点成为全网可靠性的关键 星型结构的重复星型结构的重复( 中央星型拓朴上的节点是另一中央星型拓朴上的节点是另一个星型拓朴的中心节点个星型拓朴的中心节点). 减少了链路与设备的投资减少了链路与设备的投资 优点：在星型的优点之外，更富于层次，从而可优点：在星型的优点之外，更富于层次，从而可隔离某些网络流量隔离某些网络流量 又称树型结构又称树型结构 数据流具有明显的层次性数据流具有明显的层次性 又称无规则型。结点又称无规则型。结点间的连接是任意的，间的连接是任意的，不存在规律。是目前不存在规律。是目前 数据的传输有赖于所数据的传输有赖于所采用的网络设备采用的网络设备 优点：多条链路提供优点：多条链路提供了冗余连接了冗余连接 缺点：结构复杂缺点：结构复杂 每一个节点均与其他每一个节点直接相连。每一个节点均与其他每一个节点直接相连。 数据的传输有赖于所采用的网络设备数据的传输有赖于所采用的网络设备 优点：多条链路提供了冗余连接优点：多条链路提供了冗余连接 缺点：链路随着节点数目的增加呈指数增长。缺点：链路随着节点数目的增加呈指数增长。计算