计算机网络基础-1

第1章计算机网络基础

1.1引言1.2计算机网络的产生和发展1.3计算机网络的定义和功能1.4计算机网络组成与类型1.5网络协议与体系结构1.6数据通信基础1.7传输介质1.8无线传输本章学习目标了解计算机网络的产生与发展掌握网络的定义、技术要素了解计算机网络的分类和特点掌握计算机网络的组成和拓扑结构理解OSI网络模型的各层工作功能、协议了解数据通信基础知识掌握数据传输介质的种类和基本性能第1章计算机网络基础1.1引言了解网络什么是网络连网的目的如何交换信息协议的重要性网络技术涵盖的知识范围1、什么是网络计算机网络是自主计算机的互连集合。这些计算机各自是独立的，地位是平等的，他们通过有线或无线的传输介质连接起来，在计算机之间实现统一的通信协议。不同的计算机网络可以采用网络设备实现互连，构成更大范围的互联网络。在计算机网络上达到信息的高速传送以及硬件、软件和信息资源的交流和共享。－－是信息共享、信息交流的平台

了解网络2、联网的目的●不同实体之间交换信息实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程，是每一层中的活跃元素。

了解网络

3、如何交换信息●实体之间如何通信呢？4、学习网络协议的重要性了解网络工作的过程，利于网络程序的开发，利于网络的管理、规划、设计和实施。了解网络5、网络技术涵盖的知识范围●网络操作系统与网络服务●网络协议●网络通信●宽带技术、光传输网络●网络管理配置●局域网、广域网技术●综合布线技术●网络安全●网络工程了解网络

5、网络专业的几个个方向●网络系统管理●网络工程●网络安全●网站建设了解网络1.2计算机网络的产生和发展计算机网络：计算机的网络（组成）计算机网络：用于计算机之间通信的网络（应用)计算机网络=计算机技术和通信技术相互渗透和发展的结晶，并在用户需求刺激下发展起来的技术。计算机网络发展过程：1946年，第一台计算机问世以来，单机:

单个用户独占系统资源（主机）(46年)分时系统:

分时多用户系统（大型机）(50年代末期)

多个用户利用多台终端共享单台计算机的资源主机字符终端字符终端主机字符终端前置机远程访问系统：

利用通信线路将远程终端连至主机，不受地域限制地使用计算机的资源(60年代中后期)字符终端TModem主机电话线TTT前端机主机TTT集中器主机前端机网络：将多台计算机连在一起，相互共享资源。1968年,世界上第一个计算机网络ARPANET诞生。全球网络（国际互联网）:(90年代)电话网主机主机PC机服务器PC机局域网因特网主机主机PC机计算机网络是以共享资源（硬件、软件和数据等）为目的而连接起来的、在协议控制下，由一台或多台计算机、终端设备、数据传输设备等组成的系统之集合。这些计算机系统应当具有独立自治的能力，是可以独立运行的系统。1.2计算机网络定义和功能计算机网络的功能

网络的主要功能:资源共享硬件共享：

用户可以使用网络中任意一台计算机所附接的硬件设备，包括利用其它计算机的中央处理器来分担用户的处理任务。例如：同一网络中的用户共享打印机、共享硬盘空间等。软件共享:

用户可以使用远程主机的软件（系统软件和用户软件），既可以将相应软件调入本地计算机执行，也可以将数据送至对方主机，运行软件，并返回结果。数据共享:

网络用户可以使用其它主机和用户的数据。计算机网络的功能

网络的主要功能:数据交换和通信计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件。提高系统的可靠性在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。分布式网络处理和负载均衡对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空闲的计算机分担负荷。1.4.1网络的组成计算机、网络操作系统、网络应用软件、网络协议网卡、网络传输介质、网络设备等1.4网络的组成与类型通信子网：网络中面向数据传输或者数据通信的部分资源集合，主要支持用户数据的传输；该子网包括传输线路、交换机和网络控制中心等硬软件设施。资源子网：网络中面向数据处理的资源集合、主要支持用户的应用；该子网由用户的主机资源组成，包括接入网络的用户主机，以及面向应用的外设（例如：终端）、软件和可共享的数据（例如：公共数据库）等。广域网1电话网企事业网校园网服务器计算机路由器企业网广域网2广域网3交换机网络示例电话网国内各信息网络

INTERNET数据库服务器WEB服务器等100M交换器10M交换器10M交换器集线器输出设备100M100M网管远程用户。全国各分公司公共数据网10M10M主楼集线器辅楼1辅楼2国内外企业网1.4.2网络的类型1、根据网络覆盖的距离和范围

广域网(WideAreaNetwork--WAN)

局域网(LocalAreaNetwork--LAN)

城域网(MetropolitanAreaNetwork--MAN)

园区网(CampusNetwork/EnterpriseNetwork)

覆盖整个企业，淡化覆盖范围的概念。网络的类型

广域网其覆盖范围通常在数十公里以上，可以覆盖整个城市、国家，甚至整个世界，具有规模大、传输延迟大的特征。广域网通常使用的传输装置和媒体由电信部门提供；但随着多家经营的政策落实，也出现其他部门自行组网的现象。在我国除电信网外，还有广电网、联通网等为用户提供远程通信服务。网络的类型

局域网局域网也称局部区域网络，覆盖范围常在几公里以内，限于单位内部或建筑物内，常由一个单位投资组建，具有规模小、专用、传输延迟小的特征。目前我国决大多数企业都建立了自己的企业局域网。局域网只有与局域网或者广域网互连，进一步扩大应用范围，才能更好地发挥其共享资源的作用。网络的类型

城域网MAN介于局域网和广域网之间，规模局限在一座城市的范围内，覆盖的地理范围从几十公里至数百公里。MAN是对局域网的延伸，用来连接局域网，在传输介质和布线结构方面牵涉范围较广。城域网使用广域网技术进行组网。

以一台中心处理机为主而构成的

网络，其它入网机器仅与该中心

处理机之间有直接的物理链路，

所有网上传输的信息均需通过该

处理机转发。特点：

网络结构简单，便于管理（集中式）入网机需物理线路与处理机互连，线路利用率低处理机负载重（需处理所有的服务）两台入网机之间交换信息，必须通过中心处理机入网机故障，网络可正常工作；中心机故障，网络瘫痪（备份/容错）

2、按网络的拓扑结构星形拓扑结构：总线拓扑结构：所有入网机器共用一条物理传输信道。特点：多台机器共用一条传输信道，信道利用率较高；同一时刻只能由两台计算机通信某个结点的故障不影响网络的工作网络的延伸距离有限，结点数有限

适用于局域网环形拓扑结构：

入网设备通过转发器接入网络，每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路，所有的转发器构成了环状的网络。特点：1、实时性较好（可预测信息在网中传输的最大时间）2、每个结点只与相邻两个结点有物理链路传输控制机制比较简单；3、某个结点的故障将导致物理瘫痪4、结点数有限

适用于局域网，实时性要求较高的环境网状拓扑结构：利用专门负责数据通信和传输的结点机构成入网设备直接接入结点机进行通信。两个结点之间的连接不唯一，完整性、可靠性高主要用于覆盖范围大、入网主机多（机型多）的环境，常用于构造广域网络树状拓扑结构：星型网络的扩展物理星型网络逻辑星型网络主机3、按管理性质分类

公用网：资源可供任何人使用

电话网、公共数据网、DDN等

专用网：资源仅供有限对象使用国家安全网、军事网、气象网、电力网等利用公用网组建专用网—虚拟专用网（VPN）

银行网，教育网，政府网等

4、按交换方式分类(信息在网络设备中的传输方式）电路交换网

采用电话工作方式，具有建立链路、数据传输和释放链路三个阶段；通信过程中，自始自终占用该条线路，且不允许其它用户共享其信道容量。报文交换网

交换机采用具有“存储-转发”能力的计算机，用户数据可以暂时保存于交换机内，等待线路空闲时，再进行用户数据的一次性传输5、按网络的传输技术

在广播式网络中，若某个分组发出以后，网络上的每一台机器都接收并处理它，则称这种方式广播（Broadcasting），若分组是发送给网络中的某些计算机，则被称为多点播送或组播（Multicasting），若分组只发送给网络中的某一台计算机，则称为单播(Unicasting)。

广播式网络广播式网络仅有一条通信信道，网络上的所有计算机都共享这个通信信道。当一台计算机在信道上发送分组或数据包时，网络中的每台计算机都会接收到这个分组，并且将自己的地址与分组中的目的地址进行比较，如果相同，则处理该分组，否则将它丢弃。5、按网络的传输技术点到点网络在点到点网络中，两台计算机之间通过一条物理线路连接。若两台计算机之间没有直接连接的线路，分组可能要通过一个或多个中间节点的接收、存储、转发，才能将分组能从信源发送到目的地。由于连接多台计算机之间的线路结构可能非常复杂，存在着多条路由，因此在点到点的网络中如何选择最佳路径显得特别重要。内联网（Intranet）Intranet是指企业的内部网，是由企业内部原有的各种网络环境和软件平台组成的，例如，传统的客户机/服务器模式，逐步改造、过渡、统一到像Internet那样使用方便，即使用Internet上的浏览器/服务器模式。在内部网络上采用通用的TCP/IP作为通信协议，利用Internet的WWW技术，以Web模型作为标准平台。一般具备自己的IntranetWeb服务器和安全防护系统，为企业内部服务。6、按企业管理分类6、按企业管理分类

－外联网（Extranet）

相对企业内部网，Extranet是泛指企业之外，需要扩展连接到与自己相关的其他企业网。采用Internet技术，又有自己的WWW服务器，但不一定与Internet直接进行连接的网络。同时必须建立防火墙把内联网与Internet隔离开，以确保企业内部信息的安全。因特网（Internet）Internet是目前最流行的一种国际互连网。Internet起源于美国，自1995年开始启用，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。利用