網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1、湖南科技職業(yè)學(xué)院信息電子系李正軍 111 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)以前，信息的交換是通過磁盤進(jìn)行的。 計(jì)算機(jī) 磁 盤 計(jì)算機(jī)111 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展 第一代網(wǎng)絡(luò)，是以單臺計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，稱之為“面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)” 計(jì)算機(jī) 前端處理機(jī) 調(diào)制解調(diào)器 調(diào)制解調(diào)器 集中器 終端 終端 終端 高速通信線路 111 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展 第二代網(wǎng)絡(luò)，是在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議的研究，形成的計(jì)算機(jī)初期網(wǎng)絡(luò) H IMP IMP H H：主機(jī) IMP：接口信息處理機(jī) T：終端

2、 H IMP TIP T TIP：終端接口處理機(jī) IMP T H 111 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展 第三代網(wǎng)絡(luò)，稱為開放式標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)第三代網(wǎng)絡(luò)，稱為開放式標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。它是在解決了計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。它是在解決了計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提出了開放系網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提出了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型及相應(yīng)協(xié)議，大大促進(jìn)統(tǒng)互聯(lián)參考模型及相應(yīng)協(xié)議，大大促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，為網(wǎng)絡(luò)的普了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，為網(wǎng)絡(luò)的普及奠定了良好的基礎(chǔ)及奠定了良好的基礎(chǔ) 111 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展 第四代網(wǎng)絡(luò)，各種類型的網(wǎng)絡(luò)全面互聯(lián)，并向?qū)拵Щ?、高速化?/p>

3、智能化方向發(fā)展 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢必將導(dǎo)致計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)合一，網(wǎng)絡(luò)安全、服務(wù)質(zhì)量QoS、多媒體信息（特別是視頻信息）的快速傳送將成為網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵問題 112 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能1、網(wǎng)絡(luò)的定義 網(wǎng)絡(luò)是由某種傳輸介質(zhì)，如電線或電纜所連接的一組計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通常定義為：將地理位置不同并且具有獨(dú)立功能的多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信線路和通信設(shè)備相互連接在一起，由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)資源共享和相互通信的系統(tǒng)。 112 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能2、網(wǎng)絡(luò)的功能 （1）文件和打印服務(wù) （2）通信服務(wù) （3）郵件服務(wù)

4、 （4）Internet服務(wù)112 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能（5）管理服務(wù) 1）流量監(jiān)測和控制 2）負(fù)載平衡 3）硬件診斷和失效報(bào)警 4）資產(chǎn)管理 5）許可證跟蹤 112 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能（5）管理服務(wù) 6）安全審計(jì) 7）軟件分發(fā) 8）地址管理 9）數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù) （6）電子商務(wù)113 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1、硬件和軟件的組成（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和終端 （2）通信處理機(jī)（3）通信線路和通信設(shè)備 （4）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) （5）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件1）語法：協(xié)議的語法規(guī)定了將若干個協(xié)議元素和數(shù)據(jù)組合在一起來表達(dá)一個更完整的內(nèi)容時(shí)所應(yīng)遵循格式 2）語義

5、：協(xié)議的語義是指對構(gòu)成協(xié)議的協(xié)議元素含義的解釋 113 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1、硬件和軟件的組成（5）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件 1）語法 2）語義 3）同步：也稱時(shí)序，用來規(guī)定事件的執(zhí)行順序 113 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成（6）網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng) 113 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng) (1)、通信子網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)中面向數(shù)據(jù)傳輸或者數(shù)據(jù)通信的部分資源集合，主要支持用戶數(shù)據(jù)的傳輸；該子網(wǎng)包括傳輸線路、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)控制中心等硬軟件設(shè)施 113 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng) (2)、資源子網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)中面向數(shù)據(jù)處理的資源集合，主

6、要支持用戶的應(yīng)用；資源子網(wǎng)由用戶的主機(jī)資源組成，包括接入網(wǎng)絡(luò)的用戶主機(jī)，以及面向應(yīng)用的外設(shè)（如終端）、軟件和可共享的數(shù)據(jù)（如公共數(shù)據(jù)庫）等 114 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 1、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行分類（1）點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò) 點(diǎn)到點(diǎn)傳播指網(wǎng)絡(luò)中每兩臺主機(jī)、兩臺節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間或主機(jī)與節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間都存在一條物理信道 114 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 1、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行分類（2）廣播式網(wǎng)絡(luò) 在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，所有連網(wǎng)計(jì)算機(jī)都共享一個公共通信信道。當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)利用共享通信信道發(fā)送報(bào)文分組時(shí)，所有其它計(jì)算機(jī)都會接收到這個分組 114 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 2、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋

7、范圍進(jìn)行分類（1）廣域網(wǎng)WAN(Wide Area Network) 廣域網(wǎng)的作用范圍通常為幾十到幾千公里，現(xiàn)在采用了新技術(shù)和新設(shè)備，廣域網(wǎng)的主干線路傳 輸 速 率 已 可 達(dá)2.5Gbps 114 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 2、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)行分類（2）局域網(wǎng)LAN(Local Area Network) 局域網(wǎng)的覆蓋范圍較小，從幾十米到幾千米，通信距離一般小于10公里，傳輸速率在0.11000Mbps，響應(yīng)時(shí)間為百微秒（s）級。局域網(wǎng)的特點(diǎn)是組建方便、使用靈活。 114 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 2、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)行分類（3）城域網(wǎng)MAN(Metropolita

8、n Area Network) 城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)，城域網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是滿足幾十公里范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司的多個局域網(wǎng)互連的需求，以實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形與視頻等多種信息的傳輸功能 121 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1、 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 121 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1、 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 特點(diǎn)特點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，便于管理、集中控制，組網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，誤碼率低，網(wǎng)絡(luò)共享能力較差，通信線路利用率不高，中央節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)過重，可同時(shí)連雙絞線、同軸電纜及光纖等多種媒介 121 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1

9、21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 特點(diǎn)是：信息在網(wǎng)絡(luò)中沿固定方向流動，兩個節(jié)點(diǎn)間僅有唯一的通路，大大簡化了路徑選擇的控制；某個節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，可以自動旁路，可靠性較高；由于信息是串行穿過多個節(jié)點(diǎn)環(huán)路接口，當(dāng)節(jié)點(diǎn)過多時(shí)，影響傳輸效率，使網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間變長。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)確定時(shí)，其延時(shí)固定，實(shí)時(shí)性強(qiáng)；由于環(huán)路封閉故擴(kuò)充不方便。121 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3、總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 121 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3、總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線布局的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單靈活，非常便于擴(kuò)充；可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快；設(shè)備量少、價(jià)格低、安裝使用方便；共享資源能力強(qiáng)，極便于廣

10、播式工作即一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送所有節(jié)點(diǎn)都可接收。 121 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹形結(jié)構(gòu)是總結(jié)型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，它是在總線網(wǎng)上加上分支形成的，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路，樹形網(wǎng)是一種分層網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)可以對稱，聯(lián)系固定，具有一定容錯能力，一般一個分支和節(jié)點(diǎn)的故障不影響另一分支節(jié)點(diǎn)的工作，任何一個節(jié)點(diǎn)送出的信息都可以傳遍整個傳輸介質(zhì)，也是廣播式網(wǎng)絡(luò) 121 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 5、總線/星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 121 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 6、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 將多個子網(wǎng)或多個局域網(wǎng)連接起來構(gòu)成網(wǎng)際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在一個子網(wǎng)中，集線器、中繼器將多個設(shè)備

11、連接起來，而橋接器、路由器及網(wǎng)關(guān)則將子網(wǎng)連接起來 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 1、同軸電纜、同軸電纜 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 1、同軸電纜、同軸電纜 同軸電纜共有同軸電纜共有4層，最內(nèi)層是中心導(dǎo)體，層，最內(nèi)層是中心導(dǎo)體，從里往外依次分為絕緣層、導(dǎo)體網(wǎng)和保從里往外依次分為絕緣層、導(dǎo)體網(wǎng)和保護(hù)套。中心導(dǎo)體和導(dǎo)體網(wǎng)是它的兩根導(dǎo)護(hù)套。中心導(dǎo)體和導(dǎo)體網(wǎng)是它的兩根導(dǎo)線線 ，分為，分為2類：類： 1)、基帶同軸電纜：阻抗為、基帶同軸電纜：阻抗為50，只用于，只用于傳輸數(shù)字信號傳輸數(shù)字信號 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 1、同軸電纜、同軸電纜 2）寬帶同軸電纜：）寬帶同軸電纜： 這是通常使

12、用的電視電纜，其特征阻這是通常使用的電視電纜，其特征阻抗為抗為75，帶寬可達(dá)，帶寬可達(dá)300一一400MHZ，既，既可傳輸模擬信號，也可傳輸數(shù)字信號可傳輸模擬信號，也可傳輸數(shù)字信號 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2、雙絞線、雙絞線 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通常將若干對雙絞線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通常將若干對雙絞線(2對或?qū)?對對)捆成一條電纜，并以堅(jiān)韌的護(hù)捆成一條電纜，并以堅(jiān)韌的護(hù)套包裹著，每對雙絞線合并成一根通信套包裹著，每對雙絞線合并成一根通信線使用，以減小各對導(dǎo)線之間的電磁干線使用，以減小各對導(dǎo)線之間的電磁干擾。當(dāng)傳輸距離不大時(shí)，雙絞線可傳輸擾。當(dāng)傳輸距離不大時(shí)，雙絞線可傳輸數(shù)字信號數(shù)字信號 122 網(wǎng)

13、絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2、雙絞線、雙絞線 雙絞線可分為以下兩類雙絞線可分為以下兩類:（1）屏蔽雙絞線）屏蔽雙絞線 (STP) 這是在上述的一對銅線外面，再包上這是在上述的一對銅線外面，再包上一層網(wǎng)狀金屬線，用作屏蔽，最外面再一層網(wǎng)狀金屬線，用作屏蔽，最外面再包上一層具有保護(hù)性的聚乙烯塑料包上一層具有保護(hù)性的聚乙烯塑料 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2、雙絞線、雙絞線 雙絞線可分為以下兩類雙絞線可分為以下兩類:（2）無屏蔽雙絞線）無屏蔽雙絞線(UTP) 無屏蔽雙絞線沒有一層起屏蔽作用的無屏蔽雙絞線沒有一層起屏蔽作用的網(wǎng)狀導(dǎo)線，也沒有金屬保護(hù)膜，其最大網(wǎng)狀導(dǎo)線，也沒有金屬保護(hù)膜，其最大優(yōu)點(diǎn)是

14、價(jià)格便宜，廣泛應(yīng)用于傳輸模擬優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，廣泛應(yīng)用于傳輸模擬信號的電話系統(tǒng)中信號的電話系統(tǒng)中 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)（2）無屏蔽雙絞線）無屏蔽雙絞線(UTP) 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維 光導(dǎo)纖維是用玻璃纖維作為傳輸介質(zhì)光導(dǎo)纖維是用玻璃纖維作為傳輸介質(zhì)的，與其他介質(zhì)不同之處在于，信號是的，與其他介質(zhì)不同之處在于，信號是光信號而不是電信號。光信號而不是電信號。 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維 光導(dǎo)纖維可分為單模光纖、多模光纖，光導(dǎo)纖維可分為單模光纖、多模光纖，（所謂（所謂“模?！本褪侵敢砸欢ǖ慕嵌冗M(jìn)入就是指以一定的角度進(jìn)入光纖的

15、一束光線）。其中前者具有比后光纖的一束光線）。其中前者具有比后者更寬的頻帶和更小的傳輸損耗，可以者更寬的頻帶和更小的傳輸損耗，可以傳輸更遠(yuǎn)的距離，但藕合連接更困難，傳輸更遠(yuǎn)的距離，但藕合連接更困難，價(jià)格更高價(jià)格更高 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維 光纖通信具有如下特點(diǎn)光纖通信具有如下特點(diǎn): 傳輸速率高，目前實(shí)際可達(dá)到的傳輸速率傳輸速率高，目前實(shí)際可達(dá)到的傳輸速率為幾十為幾十Mbps至幾千至幾千Mbps。 抗電磁干擾能力強(qiáng)，重量輕，體積小，韌抗電磁干擾能力強(qiáng)，重量輕，體積小，韌性好，安全保密性高等。性好，安全保密性高等。 傳輸衰減極小，使用光纖傳輸時(shí)，可以達(dá)傳輸衰減極小，使用光纖傳輸時(shí)，可以達(dá)到在到在68公里距離內(nèi)不使用中繼器的高速率的公里距離內(nèi)不使用中繼器的高速率的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸。 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維 光纖通信具有如下特點(diǎn)光纖通信具有如下特點(diǎn): (2)、缺點(diǎn)、缺點(diǎn) 光纖通信多用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主干線光纖通信多用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主干線上。光纖的最大問題是與其他傳輸介質(zhì)上。光纖的最大問題是與其他傳輸介質(zhì)相比，價(jià)格昂貴。光纖銜接和光纖分支相比，價(jià)格昂貴。光纖銜接和光纖分支均較困難，而且在分支時(shí)，信號能量損均較困難，而且在分支時(shí)，信號能量損失很大失很大 122 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸