计算机网络基础剖析

计算机网络基础剖析认识计算机网络世界2024/9/92024/9/91.1计算机网络的形成与发展1.2计算机网络的组成与功能1.3计算机网络的分类1.4网络的拓扑结构本章主要内容2024/9/9计算机网络是将地理位置不同，且有独立功能的多个计算机系统利用通信设备和线路互相连接起来，且以功能完善的网络软件（包括网络通信协议、网络操作系统等）实现网络资源共享的系统。计算机网络的定义最简单的定义：计算机网络是一些自主计算机的互连集合。

计算机网络的形成与发展2024/9/9计算机网络的形成具有远程通信功能的单机系统具有远程通信功能的多机系统具有统一体系结构、国际化标准协议的计算机网络具有远程通信功能的单机系统

其基本思想是在计算机内增加一个通信装置，使主机具备通信功能。将远程用户的输入输出装置通过通信线路与计算机的通信装置相连。这样，用户就可以在远程终端上键入自己的程序和数据，再由主机进行处理，处理结果通过主机的通信装置，经由通信线路返回给用户终端。2024/9/9具有远程通信功能的多机系统在主机前设置一台通信处理机，专门负责与终端的通信工作。可以协助主机对信息进行预处理，让主机的时间全部花在数据处理上。这样就显著地提高了主机进行数据处理的效率。在用户终端较集中的区域设置线路集中器。大量终端先通过低速线路连到集中器上，集中器按照某种策略分别响应各个终端，并把终端送来的信息按一定格式汇集起来，再通过高速传输线路一起送给前端处理机。2024/9/9具有统一体系结构、国际化标准协议的计算机网络

将分布在不同地理位置上的、具有独立功能的计算机及其外部设备，通过通信线路和通信设备连接起来，按照某种事先约定的规则（通信协议）进行信息交换，以实现资源共享的系统称为计算机网络。2024/9/9计算机网络的发展20世纪60年代初：面向终端的以单计算机为中心的联机系统20世纪60年代末期：计算机——计算机网络及分组交换网阶段20世纪70年代：计算机网络体系结构标准化与局域网研发阶段

20世纪80年代：局域网标准化和发展阶段

20世纪90年代：Internet蓬勃发展阶段2024/9/92024/9/91.2计算机网络的组成与功能从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块：(1)边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。(2)核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。计算机网络的组成计算机网络的组成2024/9/9网络能做什么？计算机网络的功能信息交换共享资源数据通信分布式处理2024/9/91.3计算机网络的分类按网络的作用范围划分

广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN按网络的使用者划分

公用网、专用网2024/9/9广域网WAN（WideAreaNetwork）广域网的特点：分布范围广（通常几十到几千公里）。数据传输率低。可靠性不高。使用光纤较好。广域网常常借用传统的公共传输网（网等）来实现。因为单独建造一个广域网极其昂贵。2024/9/9

城域网MAN

（MetropolitanAreaNetwork）城域网的特点：其作用范围一般是一个城市（距离约为5到50km）。是规模介于局域网和广域网之间的一种较大范围的高速网络。2024/9/9局域网LAN（LocalAreaNetwork）局域网的特点：分布范围有限（1km左右）。有较高的通信带宽，数据传输率高。数据传输可靠，误码率低。通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质

2024/9/9个人区域网PAN

（PersonalAreaNetwork）个人区域网的特点：作用范围大约在10m左右。在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备（如便携式电脑等）用无线技术连接起来的网络。2024/9/91.4网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构是网络中结点（主机或通信设备）和通信链路所组成的几何形状。联网的计算机之所以能与网络上的其他计算机通信，是因为该计算机与网络上的其他计算机具有物理上（或逻辑上）直接或间接的连接，不同的连接方式形成不同的计算机网络结构，也决定计算机网络使用不同的联网技术。2024/9/9计算机网络中常用的网络拓扑结构总线型拓扑结构环型拓扑结构星型拓扑结构树型拓扑结构网状拓扑结构2024/9/9网络的拓扑结构2024/9/9总线型拓扑结构在总线型拓扑结构中，各个节点使用一条公共信道作为传输数据的通道。一个节点发出的信息可以被其他所有节点接收，为了防止多个发送方同时发送信息出现的冲突，必须采取一定的策略分配信道。这一结构简单灵活，易于扩充，便于安装，成本低。但是，总线上的任意一点的故障会导致整个网络瘫痪。2024/9/9环型拓扑结构环型拓扑结构中，网络结点连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中，如图1-5所示，这种结构使公共传输电缆组成环型连接。环型结构有单环结构（如令牌环TokenRing）与双环结构（如光纤分布式数据接口FDDI）两种。环中的数据都是沿一个方向逐站传输。这种结构各站无主从关系，结构简单。数据传输延迟固定，实时性好。但任何线路或结点的故障，都会引起全网故障，而且扩充性差。2024/9/9星型拓扑结构星型拓扑结构中，每一结点都通过点到点的链路与中心结点相连。中心结点可以是中心交换设备、主机等。数据的传输通过中心结点的存储转发实现各结点的信息通信。该结构简单，易于扩充，便于维护和管理。但网络的任务与可靠性都集中在中心结点上，属于集中控制，一旦中心节点出现故障，会引起整个网络的瘫痪，另外中心节点也容易称为数据交换的瓶颈。2024/9/9树型拓扑结构树型拓扑结构中，网络节点形成了层次化的结构，形状如一棵倒置的树。通常，高层的节点具有管理和协调的功能，底层的节点实现具体的网络应用和数据处理。这种结构简单，传输延迟固定。但是对于网络节点的添加、退出以及线路的维护和管理都比较复杂，需要从高层到底层逐层完成，而且分层不能过多，以