计算机网络技术基础(第3版)高等教育.

第1页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航计算机网络技术基础（第3版）高等教育出版社普通高等教育“十一五”国家级规划教材第2页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航第1章计算机网络概述本章学习目标：1.了解计算机网络的形成与发展过程2.掌握计算机网络的定义3.了解计算机网络的功能和典型应用4.掌握计算机网络的分类5.掌握计算机网络的组成结构6.了解计算机网络的基本拓扑结构类型第3页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1计算机网络概述计算机网络是计算机和通信技术这两大现代技术密切结合的产物。它代表了当代计算机体系结构发展的一个极其重要的方向。计算机网络技术包括了硬件、软件、网络体系结构和通信等多种技术。可以将计算机网络的形成与发展进程分为以下4代：第4页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.1计算机网络的形成与发展1.第1代：面向终端的计算机网络第1代计算机网络的发展阶段是从20世纪50年代中期至60年代末期，计算机技术与通信技术初步结合，形成了计算机网络的雏形。第5页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.1计算机网络的形成与发展2.第2代：初级计算机网络第2代计算机网络也被称为“计算机-计算机”网络。这是以通信子网为中心，用户共享的资源子网则在通信子网的外围。第6页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.1计算机网络的形成与发展3.第3代：开放式的标准化计算机网络第3代是指从20世纪70年代初期至90年代中期的发展阶段。在这个阶段中，ISO（国际标准化组织）提出了开放系统互连参考模型，即OSI（开放式系统互连）体系结构。第7页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.1计算机网络的形成与发展4.第4代：新一代的计综合性、智能化、宽带、无线等高速安全网络第4代是指20世纪90年代中期至21世纪初期这个阶段，计算机网络与Internet（即因特网）向着全面互连、高速、智能化发展，并得到了广泛地应用。第8页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.2计算机网络的定义对“计算机网络”做如下定义：为了实现计算机之间的通信交往、资源共享和协同工作，利用通信设备和线路将地理位置分散的、各自具备自主功能的一组计算机有机地联系起来，并且由功能完善的网络操作系统和通信协议进行管理的计算机复合系统就是计算机网络。第9页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.2计算机网络的定义计算机网络涉及到以下3个要点。1.自主性一个计算机网络可以包含有多台具有“自主”功能的计算机。所谓的“自主”是指这些计算机离开计算机网络之后，也能独立地工作和运行。第10页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.2计算机网络的定义2.通信手段有机连接人们构成计算机网络时需要采用通信的手段，把有关的计算机（节点）“有机地”连接起来。所谓的“有机”地连接是指连接时彼此必须遵循所规定的约定和规则。第11页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.2计算机网络的定义3.网络组建的3个目的建立计算机网络的主要目的是为了实现通信的交往、信息资源的交流、计算机分布资源的共享，或者是协同工作。一般将计算机资源共享作为网络的最基本特征。第12页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.1.3计算机网络的功能和应用1.计算机网络的功能①计算机之间和计算机用户之间的相互通信交往。②资源共享，包含计算机硬件资源、软件资源和数据与信息资源共享。③计算机之间或计算机用户之间的协同工作。第13页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.2计算机网络的分类2.计算机网络的典型应用（1）管理信息系统（managementinformationsystem，MIS）（2）办公自动化（officeautomation，OA）（3）信息检索系统（informationretrievesystem，IRS）（4）电子商务系统（electroniccommercesystem，Ecs）第14页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.2计算机网络的分类（5）数据处理系统（dataprocesssystem，DPS）（6）事务处理系统（transactionprocesssystem，TPS）（7）分布式控制系统（distributedcontrolsystem，DCS）（8）电子收款机系统（pointofsells，POS）第15页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.2计算机网络的分类对计算机网络进行分类的标准很多。例如：按拓扑结构分类，按网络协议分类，按信道访问方式分类，按数据的传输方式分类等等。本书按网络中各个节点分布距离的长短，可以将计算机网络分为三类，它们的特征参数见参表1-1。第16页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航表1-1各类计算机网络的特征参数网络分类缩写分布距离大约网络中的物理设备传输速率范围局域网LAN10m房间10Mb/s～10Gb/s100m建筑物1km校园都市网MAN10km城市56Kb/s～10Gb/s广域网WAN100~1000km国家56Kb/s～2Gb/s第17页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.局域网（localareanetwork，LAN）局域网就是局部区域内通过高速线路互连而成的较小区域内的计算机网络。在局域网中，所有的计算机及其他互连设备的分布范围一般在有限的地理范围内，因此，局域网的本质特征是分布距离短、数据传输速度快。目前，应用最多的是“共享式局域网”和“交换式局域网”两种类型。1.2计算机网络的分类第18页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航2.城域网（metropolitanareanetwork，MAN）城域网覆盖的地理范围可以从几十公里到几百公里。人们通常使用WAN的技术去构建与MAN目标范围、大小相当的网络。1.2计算机网络的分类第19页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航3.广域网（wideareanetwork，WAN）广域网又称“远程网”。广域网覆盖的地理范围可以从几十公里到上千公里，甚至是上万公里，因此，可跨越城市、地区、国家甚至几个大洲。广域网的通信子网可以利用各种公共网络。1.2计算机网络的分类第20页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3计算机网络结构我们可以从“传统计算机网络结构”和“现代计算机网络结构”两个层面去认识计算机网络的结构。第21页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3计算机网络结构1.3.1传统的计算机网络结构计算机网络技术是计算机处理技术和通信技术的结合。因此，从传统观点看计算机网络的基本结构按照逻辑功能可以划分为数据处理与数据通信两大部分；即分为“资源子网”和“通信子网”两部分，如图1-1表示了传统计算机网络结构。第22页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3计算机网络结构1.3.1.1计算机资源子网1.资源子网的组成如图1-1所示，“资源子网”由拥有资源的主机系统、请求资源与服务的用户终端、终端控制器、通信子网的接口设备、软件资源、硬件共享资源和数据资源等组成。第23页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航图1-1传统计算机网络的基本结构第24页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3.1.1计算机资源子网（1）主机（host）在计算机网络中的“主机”可以是大型机、中型机、小型机、工作站或者微型机（PC）。（2）终端（terminal）（3）网络中的共享设备第25页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3.1.1计算机资源子网2.资源子网的基本功能资源子网负责全网的数据处理业务，并向网络客户提供各种网络资源和网络服务。第26页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3.1.2计算机通信子网1.通信子网的组成通信子网从硬件角度看，通信子网由路由器、通信线路和其他通信设备组成。（1）通信控制处理机（communicationcontrolprocessor，CCP）（2）通信线路（3）信号变换设备第27页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3.1.2计算机通信子网2.通信子网的基本功能通信子网提供网络通信功能，完成全网主机之间的数据传输、交换、控制和变换等通信任务。负责全网的数据传输、转发及通信处理等工作。第28页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3.1.3计算机网络的结构早期的计算机网络结构如图1-1所示；但是，随着计算机技术的飞速发展，更多的用户是通过局域网接入广域网，进而接入Internet；而不是通过大型主机接入广域网，因此，实际的计算机网络结构如图1-2所示，计算机网络的实际结构，依然由通信子网和资源子网组成。第29页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航图1-2计算机网络的实际结构第30页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3.2现代计算机网络结构随着微型计算机的广泛应用，大量的个人计算机通过局域网、电话网、电视网、电力网或无线网等连入广域网，进而接入Interent。在Internet中，各种网络之间的互联。逐级连接后，就形成了如图1-3所示的，由路由器和TCP/IP协议互联而成的大型、层次结构的Internet网络结构。第31页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航图1-3现代计算机网络的基本结构第32页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.3.2现代计算机网络结构现代的网络结构主要指Internet网络的物理结构。Internet又称“网络的网络”，它是由各种类型的网络通过路由器，以及统一的TCP/IP协议互联而成的世界范围内的公用网络。在现代网络的网络结构的支撑下，为了实现全面互联，共享信息资源，近期的目标就是“三网”互联，又称“三网合一”。第33页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.4计算机网络拓扑结构1.4.1计算机网络拓扑的定义1.拓扑结构拓扑结构先把实体抽象为与其大小、形状无关的“点”，并将连接实体的线路抽象为“线”，进而研究点、线、面之间的图形关系。第34页2019/12/17，第1章计算机网络概述，计算机网络技术基础（第3版）主编：尚晓航1.4计算机网络拓扑结构2.计算机网络拓扑的定义我们将通信子网中的通信处理机和其他通信设备抽象为节点；通信线路抽象为线路，而将节