计算机网络技术课件

1计算机网络技术及应用教学内容第1章计算机网络概述第2章数据通信基础第3章计算机网络体系结构第4章局域网技术第5章广域网技术第6章网络互连技术2计算机网络技术及应用教学内容第7章网络操作系统第8章组建局域网第9章接入网技术第10章网络安全与网络管理技术第11章计算机网络故障的诊断与排除第12章网络系统的规划与设计3第1章计算机网络概述学习目标了解计算机网络的形成与发展过程掌握计算机网络的定义与分类方法掌握计算机网络的组成与结构的基本概念掌握计算机网络拓扑构型的定义、分类与特点了解典型的计算机网络。了解计算机网络的传输媒体返回总目录4第1章计算机网络概述教学内容1.1计算机网络的形成与发展1.2计算机网络的概念1.3计算机网络的分类1.4计算机网络拓扑结构1.5计算机网络的传输介质1.6几种典型的计算机网络结构类型本章小结返回总目录51.1计算机网络的形成与发展返回目录计算机网络的发展大致分四个阶段：一、以单台计算机为中心的远程连机系统，构成面向终端的计算机网络；二、多个主机互连，各主机相互独立，无主从关系的计算机网络；三、具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络；四、网络互联与高速网络。61.1计算机网络的形成与发展—面向终端的计算机网络1.面向终端的计算机网络第一代计算机网络实际上是以单台计算机为中心的远程联机系统。这样的系统除了一台中心计算机外，其余的终端都不具备自主处理功能，在系统中主要是终端和中心计算机间的通信。虽然历史上也曾称它为计算机网络，但为了更明确地与后来出现的多台计算机互连的计算机网络相区分，现在也称为面向终端的计算机网络。返回目录71.1计算机网络的形成与发展—面向终端的计算机网络2.前端处理机FEP（FrontEndProcessor）在远程联机系统中，随着所连远程终端个数的增多，中心计算机要承担的与各终端间通信的任务也必然加重，使得以数据处理为主要任务的中心计算机增加了许多额外的开销，实际工作效率下降。由此，出现了数据处理和通信的分工，即在中心计算机前面增设一个前端处理机FEP（FrontEndProcessor,有时也简称为前端机）来完成通信工作，而让中心计算机专门进行数据处理，这样可显著地提高效率返回目录81.1计算机网络的形成与发展—面向终端的计算机网络3.终端控制器TC（TerninalController）若每台远程终端都用一条专用通信线路与中心计算机连接，则线路的利用率低，且随着终端个数的不断增多，线路费用将达到难以负担的程度。因而，后来通常在终端比较集中的点设置终端控制器TC（TerninalController）。终端控制器首先通过低速线路将附近各终端连接起来，再通过高速通信线路与远程中心计算机的前端机相连。它可以利用一些终端的空闲时间来传送其他处于工作状态的终端的数据，提高了远程线路的利用率，降低了通信费用。返回目录91.1计算机网络的形成与发展—面向终端的计算机网络4.远程联机系统典型结构图T计算机FEPMMMMTCTTCTT远程高速近程低速图1-1远程联机系统返回目录101.1计算机网络的形成与发展—计算机—计算机网络1.计算机—计算机网络和以单台计算机为中心的远程联机系统的区别计算机—计算机网络系统中的多台主计算机都具有自主处理能力，它们之间不存在主从关系。这样的多台主计算机互连的网络才是我们目前通称的计算机网络。在这种系统中，终端和中心计算机间的通信已发展到计算机和计算机间的通信，用单台中心计算机为所有用户需求服务的模式被分散而又互连在一起的多台主计算机共同完成的模式所替代。返回目录111.1计算机网络的形成与发展—计算机—计算机网络2.第二代计算机网络的典型代表ARPA网（ARPAnet）ARPA网中互连的运行用户应用程序的主计算机称为主机（Host）。但主机之间并不是通过直接的通信线路互连，而是通过称为接口报文处理机IMP（InterfaceMessageProcessor）的装置连接后互连的，如图1-2所示。注：HHHHHHHHH代表主机代表IMP图1-2存储转发的计算机网络返回目录121.1计算机网络的形成与发展—计算机—计算机网络2.ARPA网中的相关概念分组ARPA网中存储转发的信息基本单位叫作分组（Packet）。分组交换网以存储转发方式传输分组的通信子网又被称作为分组交换网（PacketSwitchingNetwork）。节点IMP是ARPA网中使用的术语，在其他网络或文献中也称为分组交换节点（PacketSwitchNode）。IMP或分组交换节点通常也是由小型计算机或微型机来实现的，为了和资源子网中的主机相区别，也被称作为节点机，或简称节点。返回目录131.1计算机网络的形成与发展—开放式标准化网络第三代计算机网络是开放式标准化网络，它具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。标准化使得不同的计算机能方便地互连在一起。返回目录141.1计算机网络的形成与发展—网络计算的新时代当前计算机网络发展的方向１、计算机网络向高速化发展２、随着多媒体网络的建立和日趋成熟，电话，有线电视和数据三网融合甚至多网融合是一个重要的发展方向返回目录151.２计算机网络的概念—计算机网络的定义１、计算机网络的定义将处于不同地理位置，并具有独立计算能力的计算机系统经过传输介质和通信设备相互连接，在网络操作系统和网络通信软件的控制下，实现资源共享的计算机的集合。２、计算机网络的构成计算机网络由通信子网和资源子网两部分构成。通信子网负责计算机间的数据通信，也就是信息的传输。通过通信子网互连在一起的计算机则负责运行对信息进行处理的应用程序，它们是网络中信息流动的源与宿，向网络用户提供可共享的硬件，软件和信息资源，构成了资源子网。返回目录161.２计算机网络的概念—计算机网络的定义３、计算机网络概念中四个基本要素：（1）两台以上的计算机（2）连接计算机的线路和设备（3）实现计算机之间通信的协议（4）按协议制作的软件、硬件返回目录171.２计算机网络的概念—计算机网络的特点计算机网络具有较强的数据通信能力，成本低、效益高，易于分布处理，系统灵活性高、适应性强，各计算机既相互联系，又相互独立。返回目录181.２计算机网络的概念—计算机网络的特点今后计算机网络将具有的几个特点：⑴开放式的网络体系结构，使具有不同硬件环境、不同网络协议的网络可以互连，真正达到资源共享、数据通信和分布处理的目标。⑵向高性能发展，追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒体技术、提供文本、声音、图像等综合性服务。⑶计算机网络的智能化，多方面提高网络的性能和综合的多功能服务，并更加合理地进行网络各种业务的管理，真正以分布和开放的形式向用户提供服务。返回目录191.２计算机网络的概念—计算机网络的功能和应用1.计算机网络的功能计算机网络的功能可归纳为资源共享，提供人际通信手段，提高可靠性，节省费用，便于扩充，分担负荷及协同处理等方面。2.计算机网络的应用正因为计算机网络有如此的功能，使得它在工业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等领域获得越来越广泛的应用。返回目录201.２计算机网络的概念—计算机网络的组成1.网络硬件网络硬件是指在计算机网络中所采用的物理设备，包括以下内容：（1）网络服务器——提供网络资源。（2）工作站——用户机。（3）网络设备：网卡（网络适配器）。集线器——接线（HUB）。中继器——放大信号。网桥——两个局域网连接。路由器——局域网与广域网的连接。网点——不同的网络体系（OSI模块最高层（应用层）的设备）。（4）传输介质：如：同轴电缆、双绞线、光缆、无线电、微波等。返回目录211.２计算机网络的概念—计算机网络的组成2.网络软件协议和软件在网络通信中扮演了极为重要的角色。网络软件可大致分为网络系统软件和网络应用软件。网络系统软件是控制和管理网络运行、提供网络通信和网络资源分配与共享功能的网络软件，它为用户提供了访问网络和操作网络的友好界面。网络系统软件主要包括网络操作系统（NOS）、网络协议软件和网络通信软件等，著名的网络操作系统Windows2000和广泛应用的协议软件TCP/IP软件包以及各种类型的网卡驱动程序都是重要的网络系统软件。网络应用软件是指为某一个应用目的而开发的网络软件，它为用户提供一些实际的应用。如：网络管理监控程序、网络安全软件、分布式数据库、管理信息系统（MIS）、数字图书馆、Internet信息服务、远程教学、远程医疗、视频点播等。返回目录221.３计算机网络的分类计算机网络的分类方法可以是多样的，其中最主要的两种方法是：１、按照网络所使用的传输技术（transmissiontechnology）分类２、按照网络的覆盖范围与规模（scale）分类。返回目录231.３计算机网络的分类—按传输技术划分１、广播式网络（BroadcastNetworks）：如总线形网、环形网、微波卫星网等。在广播式网络中，所有连网的计算机都共享一个公共通信信道。当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，所有其它的计算机都会“收听”到这个分组。由于发送的分组中带有目的地址与源地址，接收到该分组的计算机将检查目的地址是否是与本结点地址相同。如果被接收报文分组的目的地址与本结点地址相同，则接收该分组，否则丢弃该分组。２、点一点式网络（Point-to-PointNetworks）：如星形、树形、网形等。与广播式网络相反，在点一点式网络中，每条物理线路连接一对计算机。假如两台计算机之间没有直接连接的线路，那么它们之间的分组传输就要通过中间的结点接收、存储、转发，直至目的结点。返回目录241.３计算机网络的分类—按分布距离划分按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分为三类：局域网、城域网与广域网。1.局域网(LAN，LocalAreaNetwork)：局域网的分布范围一般在几千米以内，最大距离一般不超过10千米，它是一个部门或单位组建的网络。工作范围在几米到几千米数量级，如同一栋楼房、校园内、宿舍区内等。2.广域网(WAN，WideAreaNetwork)：广域网也程远程网，一般跨越城市、地区、国家甚至洲。它往往以连接不同地域的大型主机系统或局域网为目的。工作范围在几十千米到几千千米数量级,如同一个国家、同一个洲、甚至全球。3.城域网(MAN，MetropolitanAreaNetwork)：城域网原本指的是介于局域网和广域网之间的一种大范围的网络。因为随着局域网的广泛使用，人们逐渐要求扩大局域网的使用范围，或者要求将已经使用的局域网互相连接起来，使其成为一个规模较大的城市范围内的网络。工作范围在1千米到几十千米数量级,如同一个城市。返回目录251.３计算机网络的分类—按分布距离划分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4Mb/s—2Gb/s100m建筑物几千米校园城域网MAN10km城市50kb/s—100Mb/s广域网WAN10-1000km城市、国家和洲9.6kb/s—45Mb/s计算机网络的主要特征参数表返回目录261.４计算机网络拓扑结构—计算机网络拓扑的定义网络的拓扑结构是抛开网络物理连接来讨论网络系统的连接形式，网络中各站点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。拓扑结构图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星型结构、总线结构、树型结构、网状结构、环形结构等。返回目录271.４计算机网络拓扑结构—两类网络拓扑网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为两类：１、点一点线路子网的拓扑(点对点式)。在采用点一点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对结点。采用点一点线路的通信子网的基本拓扑构型有4种：星型、环型、树型、网状型。２、广播信道子网的拓扑(多点式)。在采用广播信道的通信子网中，一个公共的通信信道被多个网络结点共享。采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有4种：总线型、树型、环型、无线通信与卫星通信型。返回目录281.４计算机网络拓扑结构—常见的几种网络拓扑