网络应用基础

1、计算机网络基础 1第一章 引论本章内容计算机网络的概念计算机网络的产生和演变计算机网络的功能 计算机网络的分类计算机网络的术语21.1 什么是计算机网络1.计算机网络的概念计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介质相互物理连接,并通过网络软件相互联系到一起而实现资源共享的计算机系统.32.要点：独立：能独立运行，不依赖于其他计算机主控从属？主机终端（第一代终端网络）？连接：以任何通信方式有线方式：铜线、光纤、双绞线无线方式：红外、无线电波、微波、卫星共享：资源共享（硬件、软件、信息）1.1 什么是计算机网络43.计算机网络的组成:硬件计算机系统（巨、大、中、小、工作站、微机）通信线路和通信设

2、备软件协议网络软件（系统、应用软件）1.1 什么是计算机网络51.2计算机网络的产生和演变早期的计算机应用模式单机大、中、小型机庞大，昂贵，资源无法共享计算机网络始于20世纪50年代，发展的动因：资源共享的需求（CPU、外设、软件、数据）大型项目的合作（进行工程项目协作）人与人之间的沟通（电子邮件、WWW）6从体系结构来观察，其发展可分为四个阶段：以主机为中心的联机终端系统以通信子网为中心的主机互连具有层次化体系结构的标准化网络宽带综合业务数字网1.2计算机网络的产生和演变71.以主机为中心的联机终端网络系统特征共享主机软硬件资源单台主机：执行计算和通信任务多台终端：执行用户交互连接方式本地或

3、远程连接1.2计算机网络的产生和演变81.2计算机网络的产生和演变缺点主机负荷重数据处理通信线路利用率低改进终端集中器前端处理机（FEP)HOSTTSTTTTFEPT9例子：飞机订票系统 HOST(航空公司总部) Terminals(订票点)通信线路(电话线路) 102.以通信子网为中心的主机互连特征多个终端联机系统的互联，形成了多主机为中心的网络网络结构从“主机终端” 转变为“主机主机”HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信线路1.2计算机网络的产生和演变111.2计算机网络的产生和演变主机/主机网络演变演变阶段1通信任务从主机中分离，由通信控制处理机（CCP）完成CCP：处理主机

4、之间通信任务的专用计算机CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTT12两层网络概念的出现由CCP组成的传输网络通信子网，为主机提供信息传输服务建立在通信子网基础上的主机集合资源子网， 提供计算资源。CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTTT通信子网1.2计算机网络的产生和演变13主机/主机网络演变阶段2通信子网规模逐渐扩大私有社会公用公用数据通信网PSTN（公共交换电话网络）X.25（公用数据网）优点降低用户系统建设成本提高通信线路利用率兼容性好公用数据通信网HOSTHOSTTTTTTTHOSTTTTT1.2计算机网络的产生和演变14主机互连的例子因特网的前身

5、ARPANET美苏冷战时期由美国军方建立的实验性网络最初4个节点70s的60多个节点（防攻击）地域跨越美洲、欧洲1.2计算机网络的产生和演变153.具有层次化体系结构的标准化网络为什么需要标准化？不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力标准化过程的演变厂商标准：IBM-SNA（系统化网络体系结构），DEC-DNA（分布式网络体系结构）缺点：适用范围（同样存在兼容性的问题） 技术垄断 （很容易形成垄断） 标准不统一（影响了用户的利益）1.2计算机网络的产生和演变16标准化的时机各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是其基础1.2计算机网络的产

6、生和演变17国际标准Open System Interconnection/ Reference Model(开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型)OSI参考模型是一种概念上的网络模型详细规划了网络体系结构的框架事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议)1.2计算机网络的产生和演变184.宽带综合业务数字网随着计算机技术和信息技术的发展，计算机网络向综合化和高速化方向发展：综合化：提供的服务和传输的信息综合化高速化：传输速度快（百兆、千兆）趋势之一：电话、电视、网络“三网合一”1.2计算机网络的产生和演变191.3计算机网络的功能数据通信(Communication Medium)文件

7、传输、IP电话、email、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐资源共享(Resource Sharing)软件、硬件、数据（数据库）高可靠性(High Reliability)利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务节省投资(Save Money)替代昂贵的大中型机系统201.4计算机网络的主要分类1.按地域范围分类局域网(Local Area Network ， LAN)范围：小，20KM传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11）城域网(Metropolitan Area Network ， MAN)范围：中等，100KM传输技术：宽带/基带广域网(Wide Ar

8、ea Network ， WAN)范围：大，100KM传输技术：宽带，延迟大，出错率高212.按通信传播方式分类：点对点传播方式的网络：由一对对机器间的多条链路构成。这种网络上的报文分组在信源和信宿之间需通过一台和多台中间设备进行传播。广播方式网络：仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。一般来说，局域性网络使用广播方式；广域性网络使用点对点方式。1.4计算机网络的主要分类223.按拓扑结构分类星形有一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接树形一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成星形拓扑树形拓扑1.4计算机网络的主要分类23按拓扑结构（续）总线所有节点挂接到一条总线上，广播式信道需要有介

9、质访问控制规程以防止冲突环形（交大校园网，双环）所有节点连接成一个闭合的环，结点之间为点到点连接总线形拓扑环形拓扑1.4计算机网络的主要分类24按拓扑结构分类（续）全连接点到点全连接，随节点数的增长（Nx(N-1)/2），建造成本急剧增长，只适用于节点数很少的广域网中不规则点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点不规则拓扑全连接1.4计算机网络的主要分类关于各种拓扑结构的特点和其他分类，参考教材7-11页.AB25按各站点的地位对等(Peer to Peer)网基于服务器的网络按介质访问控制方式以太网（Ethernet）令牌网（Token Ring）按NOS或协议Nov

10、ell网络Windows NT网络TCP/IP网络1.4计算机网络的主要分类261.5计算机局域网简介局域网（LAN，local Area Network）是将较小地理范围内的各种数据通信设备连接在一起的通信网络。特点：地理范围有限、传输速率高、延迟小、误码率底、易于管理和控制。适用范围：企业、学校、楼宇27拓扑结构令牌环、总线、星型、混合基本类型对等网络：网络中没有设置专门的服务器，连网的计算机既是客户机，又是服务器。所需硬件：计算机、网络适配器、集线器、网线 可详见实用组网指南第二章客户机服务器（C/S）网络模式：网络中由高性能的计算机作为服务器，与多台客户机相连。无盘工作站相关概念：客户

11、机（与终端的区别）、服务器（文件、通信）、网络操作系统1.5计算机局域网简介281.6计算机广域网简介广域网（WAN，Wide Area Network）又称远程网，是覆盖广阔地理区域的数据通信网络。范围可以是几十公里到几万公里。广域网使用公共通信线路为主机和终端提供网络服务公共电话网（PSTN，Public Switch Telephone Network ），MODEM、电话线、拨号、9.6kb/s56kb/s.综合业务数字网（ISDN，Integrated Service Digital Network）,电话线路、专用设备、拨号、64k、128k、144kb/s29ADSL（Asymm

12、etrical Digital Subscriber Loop, 非对称数字用户环线）:上行速率640kb/s，下行速率8Mb/s。公共数字数据网（DDN，Digital Data Network）:同步MODEM，64kb/s2.048Mb/s。X.25：9.6b/s 64kb/s，速度慢、延时长、可靠帧中继（FR，Frame Relay）： 64kb/s2.048Mb/s异步传输模式（ ATM）1.6计算机广域网简介301.7计算机网络互联利用网络互联设备及相应的技术措施和协议将两个以上的计算机网络连接起来，实现计算机网络之间的连接。网络互联设备：中继器：清除噪音、放大信号、延长网络距离集

13、线器（HUB）：相当于多口中继器，有源、无源、共享式、堆叠式、交换式。网桥、交换机：用于连接相同类型的网络路由器：可以连接不同类型的网络网关：又称协议转换器，可以用于不用类型网络的连接。网络互连设备详细介绍参见课本1415页311.8网络操作系统用于进行网络的连接、信息传输、服务提供以及网络资源管理的操作系统软件。UNIXNOVELL NETWAREWINDOWS NT/2000LINUX321.9 计算机网络术语带宽带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位计量。在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或bps) 作

14、为带宽的计量单位。主要单位：kb/s，Mb/s，Gb/s例：一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万比特，它的带宽相应为10Mb/s。331.9 计算机网络术语时延信息从网络的一端传送到另一端所需的时间时延之和=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延处理时延=分组首部和错误校验等处理（微秒）排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间发送时延=数据位数/信道带宽传播时延=d/s（毫秒）d:距离 s:传播速度光速34模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数 据的信道模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道1.9 计算机网络术语35 基带传输：不调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。 例如：以太网 频带传输：调制成模拟信