高中信息技术粤教版网络的组建与运行认识计算机网络网络的组建与运行1

第一章网络的组建与运行主讲：苟俊贵1.1.1什么是计算机网络计算机网络的定义：计算机网络是多台地理上独立的计算机系统遵循约定的通信协议，通过传输介质和网络设备互相连接起来，实现数据通信、资源共享的系统。计算机网络组成是：（1）多台地理上分散的独立计算机系统；（2）通信协议；（3）传输介质和网络设备。计算机网络的三大功能：（1）数据通信：计算机与计算机之间通过网络能够进行通信，相互传递数据，从而可以方便地实现信息交换、收集和处理。（2）资源共享：用户通过网络可以共享各地主机上的数据，应用软件及硬件资源。（3）分布控制与分布处理：分布式控制可以保证系统在部分硬件发生故障时仍能正常可靠的工作。分布式处理可以通过适当的算法放将庞大的任务分配给该系统的多台计算机的CPU协同处理，从而均匀负荷，提高效率。1.1.2计算机网络的分类按网络的规模大小分：按服务对象按传输速度分按网络介质分企业内部网高速网有线网络企业外联网低速网无线网络国际互联网网络种类覆盖范围传输效率局域网（LAN）不超过10km高城域网（MAN）10~60km中广域网（WAN）大于100km低局域网：城域网：广域网：

李明想把家里的计算机和邻居家的计算机连接起来，组建一个家庭间的局域网。要求组网后能够共享打印机、能联网打游戏。这个局域网应该用什么样的连接方式？用什么传输介质？用什么连接设备？……1.2不同的链接策略1.根据需求选择网络2.网络的传输介质3.网络中的连接设备4.网络的拓扑结构

根据网络连接的用户数量、计算机数量和这些用户所要求提供的服务等要求，网络连接通常有两种：

1.对等网

2.服务器—客户机网络1.2.1根据需求选择网络

组建什么样的网络与用户数量和用户所需求提供的服务相关。1.对等网(peer-to-peernetworking)

所谓对等网就是：在网络中，计算机是同等的，计算机能够访问网络中其他用户所提供的资源，也能为网络中其他计算机提供资源。对等网络常被称为工作组(workgroup)。

如果网络连接的用户数比较少，且要共享的数据、资源不多，用对等网就可以了。

对等网的优缺点优点：（1）网络构建的成本较低、实现方便。（2）不必额外购买专用的服务器主机。缺点：（1）在资源共享的过程中，提供共享资源的计算机负担会增加。（2）没有集中共享文件的地方，数据备份比较困难。由于资源不集中，用户查找自己所需要的资源难度会增加。（3）不同的计算机依靠不同的密码保护自己的资源，用户要访问网络资源需要记住大量的密码。2.服务器--客户机网络（server-Clientnetworking）

与对等网相比较，服务器--客户机网络可以提供组建大型网络的能力，它能向用户提供更大量的资源和网络服务。

服务器：实际上是一台处理能力比较强的计算机，服务器上运行的是网络操作系统（简称NOS）。网络中可以包含不同类型的、具有专门用途的服务器，如WEB服务器、打印服务器、邮件服务器等。

客户机：网络中，能够享用服务器所提供服务的计算机。

服务器--客户机网络的优点在于网络提供了对资源的集中控制，它能使用户更容易找到资源。

缺点是需要有专用的服务器和在其上运行的网络操作系统。服务器和操作系统：Windows操作系统Unix操作系统Linux操作系统

传输介质是计算机网络的组成部分。它们就像是交通系统中的公路，是信息数据运输的通道。网络中的计算机就是通过这些传输介质实现相互之间的通信。

各种传输介质特性是不同的，它直接影响通信的质量指标，如：传输速率、通信距离和线路费用等。用户可以根据自己对网络传输的要求和用户的位置情况，选择适合的介质。1.2.2网络传输介质1.有线传输介质

种类常见类型传输距离最大传输率双绞线UTP-5100m100Mbps同轴电缆50Ω（细缆/粗缆）185m/1000m10~50Mbps光缆光纤6~8km10Gbps(1)双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线(UTP)

屏蔽双绞线(STP)(2)同轴电缆

根据直径大小不同，分为细缆和粗缆两种。同轴电缆示意图

细缆和粗缆(3)光缆线缆要与计算机或其他网络设备连接起来，还需要线缆连接器。双绞线一般RJ-11和RJ-45，同轴电缆用BNC连接器，光纤用光纤尾纤接头。

RJ45连接器BNC连接器光纤尾线接头

（适用于“双绞线”）（适用于“同轴电缆”）（适用于“光缆”）

传输介质传递的信号必须通过网络接口适配器（网卡）才能被计算机接收，根据不同的连接器，网卡也不同。

网卡－RJ45连接器网卡－BNC连接器网卡－光纤尾线接头2.无线传输介质种类微波红外线蓝牙激光应用TV、mobileNotebook、mobile、电视、空调遥控器电脑、移动电话等电子设备应用不便于直接铺设线缆的地区

(1)微波：就是频率较高的电磁波。微波在空间主要是直线传播。微波通信有两种主要的通信方式：地面微波通信和卫星微波通信。

地面微波通信两个地面站之间传送距离：50-100km速率低，几百kb/s地球地面站之间的直视线路微波传送塔卫星微波通信与地面站相对固定位置使用3个卫星覆盖全球传输距离远传输延迟时间长36,000公里地球

(2)红外线红外线通讯是一种廉价、近距离、无线、低功能、保密性强的通讯方式。(3)蓝牙(Bluetooth)通讯技术能在有效通讯半径范围内（一般不超过10米）实现单点对多点的无线数据和声音传输。

◎双机互联如果要将同一房间中的两台计算机连成网络，可以简单地用点到点的对等网连接，如果两台计算机分散在一个城市或者一个国家的不同地区，可以使用调制解调器（modem）实现连接。1.2.3网络连接设备

◎如果要实现三台或三台以上的计算机组网，那要用一些网络连接设备把它们连接起来。常用的网络连接设备有：1.中继器中继器接收网络传输介质中的数据信号，复制再生这些信号、继续传输。它保持了数据信号的完整性，使得数据信号能在超出传输介质最大应用距离情况下传输。2.集线器

集线器上每一个端口可以连接一台电脑，它通常作为局域网的连接设备，集线器的数据均被广播到所有端口。当某条线路或某端口节点出现故障时，不会影响网上其他端口节点的的正常工作。采用集线器的网络数据传输效率低，容易造成网络堵塞，还可能会出现一些数据传输过程中的安全隐患。3.交换机交换机是一种用于大型网络中管理带宽的互连设备。它和集线器在外形上区别不大，但在工作原理上有着本质区别。交换机接收与存储某端口上的数据包，经处理后，将数据包传送到目的端口，而不是广播到所有端口。使用交换机提高了网络的实际传输效率，数据传输安全性得到了提高。4.路由器

路由器的主要用途是实现不同网络的互联。路由器综合使用了硬件和软件，将数据从源点“路由”到目的点，即为数据指明从源点到目的点的一条该走的道路。1.2.4网络的拓扑结构

计算机网络中，网络设备之间的连接方式称为网络拓扑，网络拓扑图是忽略了网络连线的长度，只考虑结点的顺序和位置，是网络的一种简化描述。主要的网络拓扑结构有总线性结构、星型结构、环形结构、网状结构等。1.总线形结构总线形结构采用单线传输（或称总线）作为公共的传输通道，所有的节点都通过相应的硬件接口直接连到总线上，总线两端安装了终结器。任何一个节点发送的信息都可以沿着总线向两个方向传输，而且传输的任何信息都可以被所有连接到总线上的节点接收到。2.星形结构星形结构要求网络有中央节点，网络中的所有端节点都有各自的专用线路拉入中央节点，形成辐射形网络构型，各节点之间必须经过中央节点才能互相通信。

3.环形结构：

环形结构是网络中各个节点通过环路连接在一条首尾相接的闭合的环形通信线路中。4.网状形结构（分布式网络）网状形结构没有特别的连接形式，它是最一般化的网络构型，网状拓扑是大型网络的基本构型。1.3网络中的数据通信1.3.1通信信号计算机是以数字信号来表示和贮存信息的。数字信号只有两种状态，数字式用“0”和“1”表示，电子电路则用“高”、“低”电平来表示。我们可以用二进制数字“0”和“1”来对信息进行编码。例如，我们在文档中要传输字符“A”，“A”的ASCII码为65，对应二进制代码为“01000001”，因此我们可以转化为电子电路中一连串高、低电平来传输信息。对于怎样传、传向哪里还要对代码进行加工处理。数字信号与模拟信号的转化

数字信号转变为模拟信号称为调制，模拟信号转为数字信号称为解调，用来拨号上网的MODEM就是一种调制解调器。计算机系统计算机系统调制解调器信道调制解调器图2-2数据通信系统通信线路1.3.2信道与带宽1.信道信道是通信双方之间以传输介质为基础传递信号的通路，由传输介质及其两端的信道设备共同构成。传输介质承载一个或多个通信信道，并在发送和接收设备之间提供一个连接。根据介质的不同信道可以分为有线信道和无线信道。2.带宽带宽是指通信信道的传输容量。一般地，具有高带宽的信道比低带宽的信道能承载更多的数据。

宽带网是指具备较高通信速率和较高吞吐量的计算机网络。一般来讲，宽带网络支持的通信速率可以很高。1.3.3信息交换方式1.线路交换

传统电话交换网的技术特点是：在开始正式通话之前，首先由一方发起呼叫，一直等到与另一方建立起一条转接式的道路，然后才开始进行通话。在整个通话期间，该通路一直为通话双方占用，通话结束后才可以释放线路。这种技术的缺点是：线路的利用率低，专线专用，费用较高。线路交换举例AEFCDBaaaaa独占信道S1S2S3aaaaaa此时F不能与D通话A与E通话2.分组交换

为了提高计算机网络数据通信线路的利用率，计算机网络中采用“分组交换”技术。分组交换方式把要传输的数据分割成一段段编有序号的较小的单元——分组，然后以“存储——转发”的方式被分别送到目的地后，再按分组序号顺序装配成完整的数据信息。由于分组交换方式传输的数据单位小，可根据当时线路的情况让不同的分组分别走不同的路径，因此，它既具有线路交换方式传输的延时短的优点，又具有线路利用率高的优点，是目前因特网应用最广泛的交换技术。AEFCDB存储转发S1S2S3A向E发送电报aaaF