【學習課件】第1章計算機網絡基礎計算機網絡基礎教學

1、計算機網絡技術基礎計算機學院網絡工程系、 徐秀、 博士、講師Xuxiu編輯ppt參考書籍：計算機網絡實用教程技術基礎與實踐 劉四清,田力主編清華大學出版社2005計算機網絡技術基礎 尚曉航編著高等教育出版社2000計算機網絡技術基礎 黃智誠, 陳少涌編著 冶金工業(yè)出版社 2003.8 計算機網絡技術（基礎篇 ) 張學軍 大連理工 2004 計算機網絡技術基礎 于鵬主編 電子工業(yè)出版社 2004.3 計算機網絡技術基礎 陳月波主編 中國電力出版社 2004 計算機網絡技術基礎 主編李曉桓 重慶大學出版社 2004 計算機網絡技術基礎 劉文清主編 中國電力出版社 2005 計算機網絡技術基礎實訓教

2、程 編寫 技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓教材編寫委員會 海洋出版社 2004 計算機網絡技術基礎與應用 成先海主編 機械工業(yè)出版社 2004 計算機網絡技術基礎教程 劉四清, 龔桂平編著 清華大學出版社 2004 編輯ppt第1章計算機網絡概述計算機網絡是將若干臺獨立的計算機通過傳輸介質的物理連接，并通過網絡軟件邏輯地相互聯系到一起而實現資源共享的計算機系統(tǒng)。網絡主要包含連接對象（即元件）、連接介質、連接的控制機制（如約定、協(xié)議、軟件）和連接的方式與結構四個方面。編輯ppt計算機網絡概述計算機網絡連接的對象是各種類型的計算機（如：大型計算機、工作站、微型計算機等）或其他數據終端設備（如：各種計算機外部

3、設備、終端服務器等）。計算機網絡的連接介質是通信線路（如：光纜、同軸電纜、雙絞線、微波、衛(wèi)星等）和通信設備（網關、網橋、路由器、Modem等）。計算機網絡的控制機制是各層的網絡協(xié)議和各類網絡軟件。它是指以實現遠程通信和資源共享為目的，大量分散但又互聯的計算機的集合?；ヂ摰暮x是兩臺計算機能互相通信。編輯ppt計算機網絡概述 1.1 計算機網絡的形成與發(fā)展1.2 計算機網絡的定義1.3 計算機網絡的功能和應用1.4 計算機網絡的組成1.5 計算機網絡拓撲結構1.6 計算機網絡的分類編輯ppt1.1 計算機網絡的形成與發(fā)展計算機網絡是計算機和通信技術這兩大現代技術密切結合的產物。它代表了當代計算機

4、體系結構發(fā)展的一個極其重要的方向。計算機網絡技術包括了硬件、軟件、網絡體系結構和通信技術。計算機網絡最早出現于20世紀50年代，它是通過通信線路將遠方終端資料傳送給主計算機處理，形成一種簡單的聯機系統(tǒng)。隨著計算機技術和通信技術的不斷發(fā)展，計算機網絡也經歷了從簡單到復雜，從單機到多機的發(fā)展過程，其演變過程主要可分為以下幾個階段。編輯ppt1.1 計算機網絡的形成與發(fā)展1. 面向終端的計算機通信網絡 2. 初級計算機網絡 3. 開放式的標準化計算機網絡4. 新一代的計算機綜合性、智能化、寬帶高速網絡編輯ppt 第一代計算機網絡第一代計算機網絡是面向終端的計算機網絡。面向終端的計算機網絡又稱為聯機系

5、統(tǒng)，建于20世紀50年代初，是第一代計算機網絡。它是由一臺主機和若干個終端組成，較典型的有1963年美國空軍建立的半自動化地面防空系統(tǒng)（SAGE），其結構如圖1-1所示。在這種聯機方式中，主機是網絡的中心和控制者，終端（鍵盤和顯示器）分布在各處并與主機相連，用戶通過本地的終端使用遠程的主機。編輯ppt面向終端的計算機通信網絡(第一代計算機網絡結構示意圖 )編輯ppt初級網絡分布在不同辦公室，甚至不同地理位置的本地終端或者是遠程終端通過公共電話網及相應的通信設備與一臺計算機相連，登錄到計算機上，使用該計算機上資源，這就有了通信與計算機的結合。這種具有通信功能的單機系統(tǒng)（如圖）或多機系統(tǒng)（如圖）被

6、稱為第一代計算機網絡-面向終端的計算機通信網，也是計算機網絡的初級階段。嚴格地講，這不能算是網絡，但它將計算機技術與通信技術結合了，可以讓用戶以終端方式與遠程主機進行通信了，所以我們視它為計算機網絡的雛形。 編輯ppt面向終端的計算機通信網絡(具有通信功能的單機與多機系統(tǒng))編輯ppt初級網絡單機系統(tǒng)是一臺主機與一個或多個終端連接，在每個終端和主機之間都有一條專用的通信線路，這種系統(tǒng)的線路利用率比較低。當這種簡單的單機聯機系統(tǒng)連接大量的終端時，存在兩個明顯的缺點：一是主機系統(tǒng)負擔過重；二是線路利用率低。為了提高通信線路的利用率和減輕主機的負擔，在具有通信功能的多機系統(tǒng)中使用了集中器和前端機（Fr

7、ont End Processor，FEP）。集中器用于連接多個終端，讓多臺終端共用同一條通信線路與主機通信。前端機放在主機的前端，承擔通信處理功能，以減輕主機的負擔。編輯ppt第二代計算機網絡第二代計算機網絡是以共享資源為目的的計算機通信網絡。面向終端的計算機網絡只能在終端和主機之間進行通信，計算機之間無法通信。從20世紀60年代中期開始，出現了多個主機互聯的系統(tǒng)，可以實現計算機和計算機之間的通信。真正意義上的計算機網絡應該是計算機與計算機的互聯，是計算機之間的通信，即通過通信線路將若干個自主的計算機連接起來的系統(tǒng)，稱之為計算機-計算機網絡，簡稱為計算機通信網絡。編輯ppt第二代計算機網絡它

8、由通信子網和用戶資源子網（第一代網絡）構成，用戶通過終端不僅可以共享本主機上的軟硬件資源，還可共享通信子網上其他主機上的軟硬件資源。計算機通信網絡在邏輯上可分為兩大部分：通信子網和資源子網，二者合一構成以通信子網為核心，以資源共享為目的的網絡。計算機通信網的最初代表是美國國防部高級研究計劃局開發(fā)的ARPANET，它也是如今Internet的雛形。編輯ppt第二代計算機網絡編輯ppt1資源子網資源子網由主計算機系統(tǒng)、終端、終端控制器、聯網外設、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網負責全網的數據處理業(yè)務，向網絡用戶提供各種網絡資源與網絡服務。編輯ppt1資源子網主計算機系統(tǒng)簡稱為主機（Host），

9、它可以是大型機、中型機或小型機。主機是資源子網的主要組成單元，它通過高速通信線路與通信子網的通信控制處理機相連接。普通用戶終端通過主機聯入網內。主機要為本地用戶訪問網絡其他主機設備與資源提供服務，同時要為網中遠程用戶共享本地資源提供服務。隨著微型機的廣泛應用，聯入計算機網絡的微型機數量日益增多，它可以作為主機的一種類型，直接通過通信控制處理機聯入網內，也可以通過聯網的大、中、小型計算機系統(tǒng)間接聯入網內。編輯ppt1資源子網終端（Terminal）是用戶訪問網絡的界面。終端可以是簡單的輸入、輸出終端，也可以是帶有微處理機的智能終端。智能終端除具有輸入、輸出信息的功能外，本身具有存儲與處理信息的能

10、力。終端可以通過主機聯入網內，也可以通過終端控制器、報文分組組裝與拆卸裝置或通信控制處理機聯入網內。編輯ppt2通信子網通信子網由通信控制處理機（Communication Control Processor, CCP）、通信線路和其他通信設備組成，完成網絡數據傳輸、轉發(fā)等通信處理任務。編輯ppt2通信子網通信控制處理機在網絡拓撲結構中被稱為網絡結點。一方面，它作為與資源子網的主機、終端相連接的接口，將主機和終端連入網內；另一方面，它又作為通信子網中的分組存儲轉發(fā)結點，完成分組的接收、校驗、存儲、轉發(fā)等功能，實現將源主機報文準確發(fā)送到目的主機的作用。編輯ppt2通信子網通信線路為通信控制處理機

11、與通信控制處理機、通信控制處理機與主機之間提供通信信道。計算機網絡采用了多種通信線路。例如，雙絞線、同軸電纜、光纖、無線通信信道、微波與衛(wèi)星通信信道等。編輯ppt第三代計算機網絡第三代計算機網絡又稱現代計算機網絡。隨著微型計算機、廣域網和局域網的廣泛應用，使用大型機與中型機的主機-終端系統(tǒng)的用戶減少，網絡結構發(fā)生了巨大的變化。大量的微型計算機通過局域網聯入廣域網，而局域網與廣域網、廣域網與廣域網的互聯是通過路由器實現的。編輯ppt第三代計算機網絡在Internet中，用戶計算機需要通過校園網、企業(yè)網或Internet服務提供商（Internet Services Provider, ISP）聯

12、入地區(qū)主干網，地區(qū)主干網通過國家主干網聯入國家間的高速主干網，這樣就形成一種由路由器互聯的大型、層次結構的現代計算機網絡，即互聯網絡，它是第二代計算機網絡的延伸。編輯ppt第三代計算機網絡編輯ppt1廣域網的發(fā)展ARPANET是第一個分組交換網，它的出現標志著以資源共享為目的的計算機網絡的誕生，廣域網的發(fā)展也是從ARPANET的誕生開始的。這一時期美國許多計算機公司開始大力發(fā)展計算機網絡，紛紛推出自己的產品和結構。如1974 年 IBM 公司推出系統(tǒng)網絡體系結構SNA以及1975年DEC公司提出分布式網絡體系結構DNA等。編輯ppt1廣域網的發(fā)展當時，網絡應用也正在向各行各業(yè)甚至于個人普及和發(fā)

13、展，發(fā)展網絡的需求十分迫切。這就促進了計算機網絡的發(fā)展，使許多國家加強了基礎設施的建設，開始建設公用數據網。早期的數據網是采用模擬的公用交換電話網，通過調制解調器（Modem），將計算機的數字信號調制為模擬信號，經交換電話網傳送給另一端的Modem，經Modem的解調再將模擬信號恢復為數字信號被計算機接收，以完成通信，這種技術傳輸速率比較低。編輯ppt1廣域網的發(fā)展后來又發(fā)展為公用數據網，典型的公用數據網有：美國的Telenet、日本的DDX、加拿大的DATAPAC。我國于1993年和1996年分別開通了公用數據網CHINAPAC和提供數字專線服務的DDN，這些都為廣域網的發(fā)展打下了基礎。公用

14、數據網在20世紀70至80年代隨著計算機網絡技術的發(fā)展和網絡應用的需求得到很大的發(fā)展。編輯ppt1廣域網的發(fā)展目前廣域網又開發(fā)了諸如幀中繼（Frame Relay）、綜合業(yè)務數據網（ISDN）、交換多兆位數據服務（SMDS）等公用數據網。這些公用數據網的誕生與發(fā)展極大地促進了廣域網的發(fā)展。當前，由于光纖介質的不斷普及，直接在光纖介質上傳輸數據和波分多路復用的技術（WDM）業(yè)已開始投入使用，使得廣域網的發(fā)展進入了一個新的歷史時期，大大提高了廣域網的數據傳輸 速率。編輯ppt2局域網的發(fā)展早期的計算機網絡大多為廣域網，局域網的出現與發(fā)展是在20世紀70年代出現了微型計算機（PC）以后。20世紀80

15、年代，由于PC機性能不斷地提高，價格不斷地降低，計算機從專家群里走入大眾之中，應用從科學計算走入事務處理，使得PC機大量地進入各行各業(yè)的辦公室，甚至家庭。這時，個人計算機得到了蓬勃發(fā)展。由于個人計算機的大量涌現和廣泛分布，基于信息交換和資源共享的需求越來越迫切，人們要求在一棟樓或一個部門內的計算機互聯，于是局域網（Local Area Network, LAN）應運而生。局域網一經問世就得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應用。編輯ppt3標準化網絡與互聯網計算機廣域網和局域網大多是由研究部門、大學或計算機公司自行開發(fā)研制的，他們沒有統(tǒng)一的體系結構和標準，各個廠家生產的計算機產品和網絡產品無論在技術上還是

16、在結構上都有很大的差異，從而造成不同廠家生產的計算機及網絡產品很難實現互聯，這給用戶的使用帶來極大的不便，同時也約束了計算機網絡的發(fā)展。這個時期各個計算機網絡公司都紛紛研究開發(fā)自己的計算機網絡體系結構和協(xié)議，如：IBM公司于1974年公布了系統(tǒng)網絡體系結構SNA，DEC公司于1975年公布了分布式網絡體系結構 DNA等。這種發(fā)展形勢對網絡的繼續(xù)發(fā)展極為不利，于是統(tǒng)一網絡的標準提到了議事日程上來。編輯ppt3標準化網絡與互聯網1977年國際標準化組織（ISO）為適應網絡標準化的發(fā)展趨勢，在研究分析已有的網絡結構經驗的基礎上，開始研究開放系統(tǒng)互連（OSI）問題。ISO于1984年公布了開放系統(tǒng)互連

17、基本參考模型的正式文件，即OSI參考模型OSI/RM(Open System Interconnection /Reference Model)。編輯ppt3標準化網絡與互聯網OSI/RM 已被國際社會廣泛地認可。它對推動計算機網絡的理論與技術的發(fā)展，對統(tǒng)一網絡體系結構和協(xié)議起到了積極的作用。從此，計算機網絡進入了標準化網絡階段。編輯ppt3標準化網絡與互聯網由于全世界有不計其數的局域網、廣域網，如何將它們連接起來，以便達到擴大網絡規(guī)模和實現更大范圍資源共享的目的，于是又提出了把各網絡互聯起來的迫切需要。Internet 的出現正好解決了這個問題。Internet的中譯名為因特網，是全球規(guī)模最

18、大，覆蓋面積最廣的互聯網。Internet自產生以來就呈爆炸式的發(fā)展。編輯ppt3標準化網絡與互聯網20世紀80年代到90年代初，是互聯網飛速發(fā)展的階段，今天的Internet就是從ARPANET逐步演變過來的，ARPANET上的主機安裝的是UNIX操作系統(tǒng)，并內嵌TCP/IP協(xié)議。一直到現在，Internet上仍然使用的是TCP/IP協(xié)議。Internet的飛速發(fā)展和廣泛應用使計算機網絡進入了一個嶄新的階段。它深入政府部門、金融、商業(yè)、企業(yè)、公司、教育部門和家庭等方方面面。編輯ppt1.2 計算機網絡的定義 人們通常對“計算機網絡”的定義：為了實現計算機之間的通信交往、資源共享和協(xié)同工作，采

19、用通信手段，將地理位置分散的、各自具備自主功能的一組計算機有機地聯系起來，并且由網絡操作系統(tǒng)進行管理的計算機復合系統(tǒng)就是計算機網絡。 編輯ppt1.2 計算機網絡的定義計算機網絡（Computer Network）是利用通信線路和通信設備，把分布在不同地理位置的具有獨立功能的多臺計算機、終端及其附屬設備互相連接，按照網絡協(xié)議進行數據通信，由功能完善的網絡軟件，實現資源共享的計算機系統(tǒng)的集合。它是計算機技術與通信技術相結合的產物。編輯ppt1.2 計算機網絡的定義 一個計算機網絡可以包含有多臺具有“自主”功能的計算機。所謂的“自主”是指這些計算機離開計算機網絡之后，也能獨立地工作和運行。因此，通

20、常將這些計算機稱為“主機”(host)，在網絡中又叫做節(jié)點或站點。一般，在網絡中的共享資源(即硬件資源、軟件資源和數據資源)均分布在這些計算機中。編輯ppt1.2 計算機網絡的定義 構成計算機網絡時需要使用通信的手段，把有關的計算機(節(jié)點)“有機地”連接起來。所謂的“有機”地連接是指連接時彼此必須遵循所規(guī)定的約定和規(guī)則。這些約定和規(guī)則就是通信協(xié)議。 建立計算機網絡的主要目的是為了實現通信的交往、信息資源的交流、計算機分布資源的共享，或者是協(xié)同工作。一般將計算機資源共享作為網絡的最基本特征。 編輯ppt1.3 計算機網絡的功能和應用1.31計算機網絡具有如下一些功能，其中最主要的功能是資源共享和

21、通信。1共享硬件與軟件2共享信息3通信功能編輯ppt1共享硬件與軟件計算機網絡允許網絡上的用戶共享網絡上各種不同類型的硬件設備，可共享的硬件資源有：巨型計算機、專用的高性能計算機、大容量磁盤，高性能打印機，高精度圖形設備、通信線路、通信設備等。共享硬件的好處是節(jié)約開支，用戶可以通過網絡訪問各種不同類型的設備。編輯ppt1共享硬件與軟件現在已經有許多專供網上使用的軟件，如數據庫管理系統(tǒng)、各種Internet信息服務軟件等。共享軟件允許多個用戶同時使用，并能保持數據的完整性和一致性。特別是客戶機/服務器（C/S）和瀏覽器/服務器（B/S）模式的出現，人們可以使用客戶機來訪問服務器，而服務器軟件是共

22、享的。并且在B/S方式下，軟件版本的升級修改，只要在服務器上進行，全網用戶都可立即享受?？晒蚕淼能浖N類很多，包括大型專用軟件、各種網絡應用軟件、各種信息服務軟件等。編輯ppt2共享信息信息也是一種資源，Internet就是一個巨大的信息資源寶庫，它就像是一個信息的海洋，有取之不盡、用之不竭的信息與數據。每一個接入Internet的用戶都可以共享這些信息資源。可共享的信息資源有：搜索與查詢的信息，Web服務器上的主頁及各種鏈接，FTP服務器中的軟件，各種各樣的電子出版物，網上消息、報告和廣告，網上大學，網上圖書館等等。編輯ppt3通信功能通信功能是計算機網絡的基本功能之一，它可以為網絡用戶提供

23、強有力的通信手段。建設計算機網絡的主要目的就是讓分布在不同地理位置的計算機用戶之間能夠相互通信、交流信息。計算機網絡可以傳輸數據、聲音、圖形和圖像等多媒體信息。利用網絡的通信功能，可以發(fā)送電子郵件，在網上舉行電視會議等。編輯ppt1.3.2 計算機網絡的應用隨著現代信息社會進程的推進，通信和計算機技術的迅猛發(fā)展，計算機網絡的應用也越來越普及。Internet已成為家喻戶曉的計算機網絡，它也是世界上最大的計算機網絡，是一條貫穿全球的信息高速公路主干道。通過計算機網絡提供的服務，人們可將計算機網絡應用于社會的方方面面。編輯ppt1網絡在科研和教育中的應用通過計算機網絡，科技人員可以在網上查詢各種文

24、件和資料，可以互相交流學術思想和交換實驗資料，甚至可以在計算機網絡上進行國際合作研究項目。在教育方面可以開設網上學校，實現遠程授課。學生可以在家里或其他可以將計算機接入計算機網絡的地方利用多媒體交互功能聽課，有什么不懂的問題可以隨時提問和討論，還可以從網上獲得學習參考資料，并且可通過網絡交付作業(yè)和參加考試。編輯ppt2網絡在企事業(yè)單位中的應用計算機網絡可以使企事業(yè)單位和公司內部實現辦公自動化，做到各種軟硬件資源共享，而且，如果將內部網絡聯入Internet還可以實現異地辦公。例如，通過WWW或電子郵件，公司就可以很方便地與分布在不同地區(qū)的子公司或其他業(yè)務單位建立聯系，不僅能夠及時地交換信息而且

25、實現了無紙辦公。在外的員工通過網絡還可以與公司保持通信，得到公司的指示和幫助。企業(yè)可以通過因特網，搜集市場信息并發(fā)布企業(yè)產品信息，取得良好的經濟效益。編輯ppt3網絡在商業(yè)上的應用隨著計算機網絡的廣泛應用，電子資料交換（EDI）已成為國際貿易往來的一個重要手段，它以一種被共同認可的數據格式，使分布在全球各地的貿易伙伴可以通過計算機傳輸各種貿易單據，代替了傳統(tǒng)的貿易單據，節(jié)省了大量的人力和物力，提高了效率。又如網上商店實現了網上購物、網上付款的網上消費夢想。編輯ppt4網絡在通信與娛樂上的應用20世紀個人之間通信的基本工具是電話，而21世紀計算機網絡已成為個人之間通信的基本工具之一。目前，計算機

26、網絡所提供的通信服務包括電子郵件、網絡尋呼、BBS、網絡新聞和IP電話等。目前，電子郵件已廣泛應用。初期的電子郵件只能傳送文本文件，而現在已經可以傳輸語音與圖像文件。Internet上存在著很多的新聞組，參加新聞組的人可以在網上對某個感興趣的問題進行討論，或是閱讀有關這方面的資料，這是計算機網絡應用中很受歡迎的一種通信方式。網絡尋呼不但可以實現在網絡進行尋呼的功能，還可以在網友之間進行網絡聊天和文件傳輸等。IP電話也是基于計算機網絡的一類典型的個人通信服務。編輯ppt4網絡在通信與娛樂上的應用家庭娛樂正在對信息服務業(yè)產生著巨大的影響，它可以讓人們在家里點播電影和電視節(jié)目，目前，一些發(fā)達國家已開

27、展這方面的服務。新的電影可能成為交互式的，觀眾在看電影時可以不時參與到電影情節(jié)中去。家庭電視也可以成為交互形式的，觀眾可以參與到猜謎等活動之中。家庭娛樂中最重要的應用可能是在游戲上。目前，已經有很多人喜歡上多人實時仿真游戲。如果使用虛擬現實的頭盔和三維、實時、高清晰度的圖像，我們就可以共享虛擬現實的很多游戲和進行多種訓練。編輯ppt4網絡在通信與娛樂上的應用隨著網絡技術的發(fā)展和各種網絡應用需求的增加，計算機網絡應用的范圍在不斷擴大，應用領域越來越寬，越來越深入，許多新的計算機網絡應用系統(tǒng)不斷地被開發(fā)出來，如：工業(yè)自動控制、輔助決策、虛擬大學、遠程教學、遠程醫(yī)療、管理信息系統(tǒng)、數字圖書館、電子博

28、物館、全球情報檢索與信息查詢、網上購物、電子商務、電視會議、視頻點播等。編輯ppt1.4 計算機網絡的組成 由于計算機網絡的基本功能分為數據處理和數據通信兩大部分，因此，它所對應的結構也可以分成相應的兩個部分。其一，負責數據處理的計算機與終端設備；其二，負責數據通信的通信控制處理機(CCP，Communication Control Processor)和通信線路。編輯ppt1.4 計算機網絡的組成計算機網絡是一個非常復雜的系統(tǒng)。網絡的組成，根據應用范圍、目的、規(guī)模、結構以及采用的技術不同而不盡相同。但計算機網絡都必須包括硬件和軟件兩大部分，網絡硬件提供的是數據處理、數據傳輸和建立通信通道的物

29、質基礎，而網絡軟件是真正控制數據通信的，軟件的各種網絡功能需依賴于硬件去完成，二者缺一不可。計算機網絡的基本組成主要包括如下四部分，常稱為計算機網絡的四大要素。編輯ppt1.4 計算機網絡的組成1計算機系統(tǒng)2通信線路和通信設備3網絡協(xié)議4網絡軟件編輯ppt1計算機系統(tǒng)具有兩臺以上獨立功能的計算機系統(tǒng)是計算機網絡的第一個要素，計算機系統(tǒng)是計算機網絡的重要組成部分，是計算機網絡不可缺少的硬件元素。計算機網絡連接的計算機可以是巨型機、大型機、小型機、工作站或微機，以及筆記本電腦或其他數據終端設備（如：終端服務器）。編輯ppt1計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)是網絡的基本模塊，是被連接的對象。它的主要作用是負責數

30、據信息的收集、處理、存儲、傳播和提供共享資源。在網絡上可共享的資源包括硬件資源（如：巨型計算機、高性能外圍設備、大容量磁盤等）、軟件資源（如：各種軟件系統(tǒng)、應用程序、數據庫系統(tǒng)等）和信息資源。編輯ppt2通信線路和通信設備計算機網絡的硬件部分除了計算機本身以外，還要有用于連接這些計算機的通信線路和通信設備，即數據通信系統(tǒng)。其中，通信線路指的是傳輸介質及其介質連接部件，包括：光纜、同軸電纜、雙絞線、無線電等；通信設備指網絡連接設備、網絡互聯設備，包括：網卡、集線器（Hub）、中繼器（Repeater）、交換機（Switch）、網橋（Bridge）和路由器（Router）以及調制解調器（Modem

31、）等。編輯ppt2通信線路和通信設備使用通信線路和通信設備將計算機互聯起來，在計算機之間建立一條物理通道，以便傳輸數據。通信線路和通信設備負責控制數據的發(fā)出、傳送、接收或轉發(fā)，包括信號轉換、路徑選擇、編碼與解碼、差錯校驗、通信控制管理等，以便完成信息交換。通信線路和通信設備是連接計算機系統(tǒng)的橋梁，是數據傳輸的通道。編輯ppt3網絡協(xié)議協(xié)議是指通信雙方必須共同遵守的約定和通信規(guī)則，它是通信雙方關于通信如何進行所達成的共識。如TCP/IP協(xié)議、NetBEUI協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議等。協(xié)議規(guī)定了用什么樣的格式表達、組織和傳輸數據，如何校驗和糾正信息傳輸中的錯誤，以及傳輸信息的時序組織與控制機制等。

32、現代網絡都是層次結構，協(xié)議還規(guī)定了分層原則、層次間的關系、執(zhí)行信息傳遞過程的方向、分解與重組等約定。編輯ppt3網絡協(xié)議在網絡上通信的雙方必須遵守相同的協(xié)議，才能正確地交流信息，就像人們談話要說同一種語言一樣，如果談話時使用不同的語言，就會造成相互間誰都聽不懂誰在說什么的問題，將無法進行交流。因此，協(xié)議在計算機網絡中是至關重要的。一般說來，協(xié)議的實現是由軟件和硬件分別或配合完成的，有的部分由聯網設備來承擔。編輯ppt4網絡軟件網絡軟件是一種在網絡環(huán)境下使用和運行或者控制和管理網絡工作的計算機軟件。根據軟件的功能，計算機網絡軟件可分為網絡系統(tǒng)軟件和網絡應用軟件兩大類型。編輯ppt4網絡軟件（1）

33、網絡系統(tǒng)軟件。網絡系統(tǒng)軟件是控制和管理網絡運行、提供網絡通信、分配和管理共享資源的網絡軟件，它包括網絡操作系統(tǒng)、網絡協(xié)議軟件、通信控制軟件和管理軟件等。網絡操作系統(tǒng)（Network Operating System，NOS）是指能夠對局域網范圍內的資源進行統(tǒng)一調度和管理的程序。它是計算機網絡軟件的核心程序，是網絡軟件系統(tǒng)的基礎。編輯ppt4網絡軟件網絡協(xié)議軟件（如：TCP/IP協(xié)議軟件）是實現各種網絡協(xié)議的軟件。它是網絡軟件中最重要、最核心的部分，任何網絡軟件都要通過協(xié)議軟件才能發(fā)生作用。編輯ppt4網絡軟件（2）網絡應用軟件。網絡應用軟件是指為某一個應用目的而開發(fā)的網絡軟件（如：遠程教學軟件

34、、電子圖書館軟件、Internet信息服務軟件等）。網絡應用軟件為用戶提供訪問網絡的手段以及網絡服務，資源共享和信息傳輸的方法。編輯ppt1.5 計算機網絡拓撲結構計算機網絡拓撲的定義 1. 拓撲結構與計算機網絡拓撲 對于復雜的網絡結構設計，人們引入了拓撲結構的概念。拓撲學是幾何學中的一個分支，它是從圖論演變過來的。拓撲學首先把實體抽象為與其大小、形狀無關的“點”，并將連接實體的線路抽象為“線”，進而研究點、線、面之間的關系。計算機網絡拓撲是通過計算機網絡中的各個結點與通信線路之間的幾何關系來表示網絡結構，并反映出網絡中各實體之間的結構關系。編輯ppt1.5 計算機網絡的拓撲結構2. 網絡拓撲

35、的定義 我們將通信子網中的通信處理機和其他通信設備稱為節(jié)點，通信線路稱為鏈路，而將節(jié)點和鏈路連接而成的幾何圖形稱為該網絡的拓撲結構。 網絡拓撲結構是計算機網絡結點和通信鏈路所組成的幾何形狀。計算機網絡有很多種拓撲結構，最常用的網絡拓撲結構有：總線型結構、環(huán)型結構、星型結構、樹型結構、網狀結構和混合型結構。編輯ppt1. 總線型拓撲結構在總線邏輯拓撲結構中，使用單根傳輸線路(總線)作為傳輸介質，所有網絡節(jié)點都通過接口，串接在總線上。在總線邏輯拓撲結構中，每一個節(jié)點發(fā)送的信號都在總線中傳送，并被網絡上其他節(jié)點所接收，但是，任何時刻只能由一個節(jié)點使用公用總線傳送信息。一個網絡段之內的所有節(jié)點共享總線

36、的帶寬和信道。因而總線的帶寬成為網絡的瓶頸，網絡的效率也隨著節(jié)點數目的增加而急劇下降。編輯ppt編輯ppt1. 總線型拓撲結構特點：結構簡單靈活，易于擴展；共享能力強，便于廣播式傳輸。 網絡響應速度快，但負荷重時性能迅速下降；局部站點故障不影響整體，可靠性較高。但是，總線出現故障，則將影響整個網絡。 易于安裝，費用低。編輯ppt 2. 星型拓撲結構 在星型拓撲結構中，每個節(jié)點都由一個單獨的通信線路連接到中心節(jié)點上。中心節(jié)點控制全網的通信，任何兩個節(jié)點的相互通信，都必須經過中心節(jié)點。因此，中心節(jié)點的負荷較重，是網絡的瓶頸，一旦中心節(jié)點發(fā)生故障，將導致全網癱瘓。星型拓撲屬于集中控制式網絡。編輯pp

37、t編輯ppt星型拓撲結構具有如下特點： 結構簡單，便于管理和維護；易實現結構化布線；結構易擴充，易升級。 通信線路專用，電纜成本高。 星型結構的網絡由中心結點控制與管理，中心結點的可靠性基本上決定了整個網絡的可靠性。 中心結點負擔重，易成為信息傳輸的瓶頸，且中心結點一旦出現故障，會導致全網癱瘓。編輯ppt 3. 環(huán)型拓撲結構 在環(huán)型拓撲結構中，各個節(jié)點通過通信線路，首尾相接，形成閉合的環(huán)型。環(huán)中的數據沿一個方向傳遞。由于信號單向傳遞，因此，適宜使用光纖，可以構成高速網絡。環(huán)型拓撲結構簡單，傳輸延遲固定；環(huán)中的任何一個節(jié)點發(fā)生故障，都會導致全網癱瘓，因此各個節(jié)點都可能成為網絡的瓶頸；環(huán)節(jié)點的加入

38、和撤出的過程都很復雜，網絡擴展和維護都不方便。編輯ppt編輯ppt環(huán)型拓撲結構具有如下特點： 在環(huán)型網絡中，各工作站間無主從關系，結構簡單；信息流在網絡中沿環(huán)單向傳遞，延遲固定，實時性較好。 兩個結點之間僅有惟一的路徑，簡化了路徑選擇，但可擴充性差。 可靠性差，任何線路或結點的故障，都有可能引起全網故障，且故障檢測困難。編輯ppt 4. 樹型拓撲結構 樹型拓撲結構是星型拓撲結構的擴展。它采用分層結構，具有一個根節(jié)點和多層分支節(jié)點。樹型網絡中除了葉節(jié)點之外，所有的根節(jié)點和層分支節(jié)點都是轉發(fā)節(jié)點。它的各個節(jié)點按層次進行連接，信息的交換主要在上下節(jié)點間進行，相鄰的節(jié)點之間一般不進行數據交換或者數據交

39、換量很小。樹型拓撲屬于集中控制式網絡，適用于分級管理的場合，或者是控制型網絡。編輯ppt編輯ppt樹型拓撲結構的主要特點如下： 易于擴展，故障易隔離，可靠性高；但電纜成本高。 對根結點的依賴性大，一旦根結點出現故障，將導致全網不能工作。編輯ppt網狀拓撲結構網狀結構是指將各網絡結點與通信線路互聯成不規(guī)則的形狀，每個結點至少與其他兩個結點相連，或者說每個結點至少有兩條鏈路與其他結點相連，如圖1-10所示。大型互聯網一般都采用這種結構，如：我國的教育科研網CERNET（圖1-11）、因特網Internet的主干網都采用網狀結構。編輯ppt編輯ppt網狀拓撲結構有以下主要特點： 可靠性高；結構復雜，

40、不易管理和維護；線路成本高；適用于大型廣域網。 因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網絡性能，但路徑選擇比較復雜。編輯ppt編輯ppt1.6 計算機網絡的分類剛接觸網絡時，會看到各種各樣的網絡類型，如：局域網、廣域網、以太網、互聯網、Novell網等，而且經常是對某一種網絡有多種說法，使人們很容易混淆，不知哪一種說法是正確的。其實這些說法都沒錯，因為計算機網絡可以有不同的分類方法，常用的分類方法有：按網絡覆蓋的地理范圍分類、按網絡的拓撲結構分類、按網絡協(xié)議分類、按傳輸介質分類、按所使用的網絡操作系統(tǒng)分類和按傳輸技術分類。編輯ppt1.6.1 按網絡覆蓋的地理范圍分

41、類按網絡覆蓋的地理范圍分類是最常用的分類方法。按照網絡覆蓋的地理范圍的大小，可以把計算機網絡分為局域網、城域網和廣域網三種類型。編輯ppt1. 局域網(LAN)局域網(LAN，Local Area Network)，顧名思義就是局部區(qū)域的計算機網絡。在局域網中，計算機及其他互連設備的分布范圍一般在有限的地理范圍內，因此，局域網的本質特征是分布距離短、數據傳輸速度快。 局域網的分布范圍一般在幾公里以內，最大距離不超過10公里，它是一個部門或單位組建的網絡。LAN是在小型計算機和微型計算機大量推廣使用之后才逐漸發(fā)展起來的計算機網絡。一方面，LAN容易管理與配置；另一方面，LAN容易構成簡潔整齊的拓

42、撲結構。局域網速率高，延遲小，因此，網絡站點往往可以對等地參與對整個網絡的使用與監(jiān)控。再加上LAN具有成本低、應用廣、組網方便和使用靈活等特點，因此，深受廣大用戶的歡迎，LAN是目前計算機網絡技術中，發(fā)展最快也是最活躍的一個分支。編輯ppt1. 局域網(LAN)局域網（Local Area Network，LAN）局域網是將較小地理區(qū)域內的計算機或數據終端設備連接在一起組成的通信網絡。局域網覆蓋的地理范圍比較小，一般在幾十米到幾千米之間。它常用于組建一個辦公室、一棟樓、一個樓群或一個校園和一個企業(yè)的計算機網絡。局域網的主要特點如下：編輯ppt編輯ppt1. 局域網(LAN) 覆蓋的地理區(qū)域比較

43、小，僅工作在有限的地理區(qū)域內（0.1 km20 km）。 傳輸速率高，1 Mbps10 Gbps，誤碼率低。 拓撲結構簡單，常用的拓撲結構有：總線型、星型、環(huán)型等。 局域網通常歸屬一個單一的組織管理。編輯ppt2. 廣域網(WAN)2. 廣域網(WAN) 廣域網(WAN，Wide Area Network)，也稱遠程網。計算機廣域網一般是指將分布在不同國家、地域甚至全球范圍內的各種局域網以及計算機、終端設備等互連而成的大型計算機通信網絡。編輯ppt2. 廣域網(WAN)廣域網（Wide Area Network，WAN）廣域網是在一個相對廣闊的地理區(qū)域內進行數據、語音、圖像信息傳輸的通信網。廣

44、域網覆蓋廣闊的地理區(qū)域，通信線路大多借用公用通信網絡（如：PSTN、DDN、ISDN等），傳輸速率比較低。這類網絡的作用是實現遠距離計算機之間的數據傳輸和信息共享。廣域網可以覆蓋一個城市、一個國家甚至于全球。因特網是廣域網的一種，但它不是一種具有獨立意義的網絡，它將同類或不同類的物理網絡（局域網、廣域網與城域網）互聯，并通過高層協(xié)議實現不同類網絡間的通信。編輯ppt編輯ppt2. 廣域網(WAN)廣域網的主要特點是： 覆蓋的地理區(qū)域大，網絡可覆蓋市、地區(qū)、省、國家甚至全球。 廣域網常借用公用網絡連接。 傳輸速率比較低，一般在64 kbps2 Mbps，最高可達到45 Mbps。但隨著廣域網技術的發(fā)展，廣域網的傳輸速率正在不斷地提高，目前通過光纖介質，采用POS（光纖通過SDH）技術，可使傳輸速率達到155 Mbps，甚至達到2.5 Gbps。 網絡拓撲結構復雜。編輯ppt