計算機網(wǎng)絡課件

重點難點

計算機網(wǎng)絡的含義計算機網(wǎng)絡的組成與結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡的分類

重點難點計算機網(wǎng)絡的含義1

第一講計算機網(wǎng)絡概論1.1計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展1.2計算機網(wǎng)絡的含義1.3計算機網(wǎng)絡的組成與結(jié)構(gòu)1.4計算機網(wǎng)絡的分類1.5計算機網(wǎng)絡的應用1.6計算機網(wǎng)絡的應用帶來的社會問題

第一講計算機網(wǎng)絡概論1.1計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展21.1計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展通信與計算機的結(jié)合1946年第一臺數(shù)字電子計算機剛問世的幾年里，計算機和通信并沒有什么聯(lián)系。1954年人們開始使用一種叫做收發(fā)器(transceiver)的終端，將穿孔卡片上的數(shù)據(jù)從電話線發(fā)送到遠地地計算機，后來用戶可在遠地的電傳打字機上鍵入自己的程序，而計算機算出來的結(jié)果又可從計算機傳送到遠地的電傳打字機上打印出來，這樣計算機與通信的結(jié)合就這樣開始了。1.1計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展通信與計算機的結(jié)合3■網(wǎng)絡

始于50’s，近20年發(fā)展迅速。發(fā)展的動力：——資源共享的需求——大型項目的合作——人與人之間的溝通從體系結(jié)構(gòu)來觀察，網(wǎng)絡的發(fā)展可分為四個時代：

◆聯(lián)機終端系統(tǒng)

◆以通信子網(wǎng)為中心

◆采用標準化的層次體系結(jié)構(gòu)

◆高速的綜合業(yè)務網(wǎng)絡■單機

大、中、小型機——龐大，昂貴缺點——資源無法共享計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展■網(wǎng)絡■單機計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展4一.以主機為中心的聯(lián)機終端網(wǎng)絡系統(tǒng)■20世紀60’s以前……■特征——共享主機資源單臺主機——計算、通信多臺終端——用戶交互本地、遠程連接■結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展一.以主機為中心的聯(lián)機終端網(wǎng)絡系統(tǒng)■20世紀60’s以前…5■例子美國的飛機訂票系統(tǒng)SABRE-11HOST2000Terminal通信線路（電話線路）此結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡至今仍在使用■缺點主機負荷重，數(shù)據(jù)處理＋通信線路利用率低■改進多點通信，近距終端集中器，近/遠距前端處理機——通信任務分離計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展■例子計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展6計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展二.主機－主機網(wǎng)絡■

20世紀60’s–20世紀70’s■特征單主機終端網(wǎng)絡的互聯(lián)，形成多主機為中心的網(wǎng)絡網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)從“主機－終端”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鳈C－主機”■結(jié)構(gòu)HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信線路計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展二.主機－主機網(wǎng)絡■20世紀60’7主機－主機網(wǎng)絡的演變■演變階段1通信任務從主機中分離CCP-通信控制處理機專門處理主機之間的通信任務CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTT主機－主機網(wǎng)絡的演變■演變階段1CCPCCPHOSTHOST8■兩層網(wǎng)絡概念的出現(xiàn)由CCP組成的傳輸網(wǎng)絡——通信子網(wǎng)，為資源子網(wǎng)提供信息傳輸服務■兩層網(wǎng)絡概念的出現(xiàn)9主機的集合——資源子網(wǎng)，提供各種網(wǎng)絡資源，建立在通信子網(wǎng)基礎上（可多系統(tǒng)并存）CCCHHHTTTTTTT資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)TT主機的集合——資源子網(wǎng)，提供各種網(wǎng)絡資源，建立在通信子網(wǎng)基礎10■演變階段2通信子網(wǎng)規(guī)模擴大，私有→社會公用公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)PSTNX.25優(yōu)點降低用戶系統(tǒng)建設成本通信線路利用率高兼容性好公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)HOSTHOSTTTTTTTHOSTTTTT■演變階段2公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)HOSTHOSTTTTTTTHOS11■例子因特網(wǎng)的前身——ARPANET美國軍方建立的實驗性網(wǎng)絡最初4個節(jié)點→70’s的60多個節(jié)點地域跨越美洲、歐洲具有現(xiàn)代網(wǎng)絡的許多特征，例如分組交換分層次的網(wǎng)絡協(xié)議■第二代計算機網(wǎng)絡的不足之處網(wǎng)絡普及程度低標準不統(tǒng)一網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的研究不成熟■例子12三.體系結(jié)構(gòu)標準化網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展■20世紀70’s-至今■不同網(wǎng)絡設備之間的兼容性和互操作性是推動網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的標準化的原動力■各廠商、研究機構(gòu)、大學在網(wǎng)絡技術(shù)、方法、理論等方面的研究日趨成熟是其基礎■標準化過程的兩個階段廠商標準：IBM-SNA,DEC-DNA缺點：適用范圍：兼容性？技術(shù)壟斷：競爭？標準不統(tǒng)一：用戶利益？標準制定問題標準化任務只能由不偏向于任何廠商的非盈利中立組織來制定例外——“事實上的標準”，如TCP/IP三.體系結(jié)構(gòu)標準化網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展■20世紀7013國際標準：ISO-OSI/RMOpenSystemInterconnection/RecommendedModel（開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型，簡稱OSI參考模型）OSI參考模型是一種概念上的網(wǎng)絡模型其標準保證了不同網(wǎng)絡設備之間的兼容性和互操作性規(guī)定了網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的框架只說明了做什麼（WHATTODO）而未規(guī)定怎樣做（HOWTODO）現(xiàn)在的計算機網(wǎng)絡均是在OSI/RM的框架下運作的PC導致了局域網(wǎng)的出現(xiàn)局域網(wǎng)的標準：IEEE802IEEE802也符合OSI/RM標準開始就建立在標準化的基礎上國際標準：ISO-OSI/RMPC導致了局域網(wǎng)的出現(xiàn)141.2計算機網(wǎng)絡的含義■計算機網(wǎng)絡的定義以相互共享資源方式連接起來，且各自具有獨立功能的計算機系統(tǒng)的集合利用各種通信手段，把地理分散的計算機互聯(lián)起來，互相通信且共享資源的系統(tǒng)歸納：自主計算機的互連集合自主：不是主從關(guān)系主控－從屬主機－終端（終端網(wǎng)絡）互連：以任何通信方式銅線、光纖紅外、激光、微波、衛(wèi)星如果一臺計算機可以強制地啟動，停止或控制另一臺計算機，這些計算機就不是自主的。一臺主控機和多臺從屬機的系統(tǒng)不能成為網(wǎng)絡。同樣，一臺帶有遠程打印機和終端的大型機也不是網(wǎng)絡。1.2計算機網(wǎng)絡的含義■計算機網(wǎng)絡的定義如果一臺計算機可以15■類似系統(tǒng)終端分時系統(tǒng)多機系統(tǒng)分布式系統(tǒng)■計算機網(wǎng)絡與終端分時系統(tǒng)從設備在系統(tǒng)中的地位進行比較■類似系統(tǒng)■計算機網(wǎng)絡與終端分時系統(tǒng)16分時系統(tǒng)主機以分時方式為終端服務終端完全依賴于主機主機與終端是支配與被支配的關(guān)系，數(shù)據(jù)處理－用戶交互資源高度集中，由許多用戶共享終端之間無聯(lián)系計算機網(wǎng)絡每臺計算機地位平等，互相共享每臺計算機都能獨立工作資源分布分時系統(tǒng)17■計算機網(wǎng)絡與多機系統(tǒng)從耦合度和用途方面進行比較多機系統(tǒng)設備之間耦合度緊設備分布近傳輸速度極快主要用途為科學計算計算機網(wǎng)絡網(wǎng)絡設備之間耦合度松設備分布相對較遠傳輸速度快主要用途為資源共享■計算機網(wǎng)絡與多機系統(tǒng)18■計算機網(wǎng)絡與分布式系統(tǒng)從協(xié)調(diào)性和用途兩方面進行比較分布式系統(tǒng)在分布式OS統(tǒng)一調(diào)度下，各計算機協(xié)調(diào)工作，共同完成一項任務。如并行計算用戶面對的是一臺邏輯上的計算機，組成分布式系統(tǒng)的各計算機怎樣協(xié)同工作，對用戶透明用途主要是科學計算和數(shù)據(jù)處理計算機網(wǎng)絡非協(xié)調(diào)性的各計算機對用戶非透明，用戶必須指定資源的位置用途主要是資源共享在分布式系統(tǒng)中，多臺自主計算機的存在對用戶是透明的，或者說不可見的，不可覺察的，用戶可以輸入一條命令運行某個程序，分布式系統(tǒng)便會運行它，操作系統(tǒng)會選擇合適的處理器，尋找所有的輸入文件，然后傳送給該處理器，并把結(jié)果放到合適的地方。換言之，分布式系統(tǒng)的用戶覺察不到多個處理器的存在，用戶所面對的是一個虛擬的單處理器，為處理器分配任務，為磁盤分配文件，把文件從存儲的地方傳送到需要的地方，以及其他所有的系統(tǒng)的功能都必須自動完成的。而在網(wǎng)絡中，用戶必須明確地指定在哪一臺機器上登錄，明確地遠程遞交任務，明確地指定文件傳輸?shù)卦吹刂泛湍康牡兀⑶乙芾碚麄€網(wǎng)絡，在分布式系統(tǒng)中，不需要指定，系統(tǒng)自己完成。這么看來分布式系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡上軟件系統(tǒng)，它具有高度地整體性和透明性。因此網(wǎng)絡和分布式系統(tǒng)地區(qū)別更多地取決于軟件（尤其是操作系統(tǒng)），而不是硬件。但是二者之間也有許多共同之處，如都需要文件地傳送，區(qū)別在于是誰發(fā)起傳送，用戶還是系統(tǒng)?！鲇嬎銠C網(wǎng)絡與分布式系統(tǒng)在分布式系統(tǒng)中，多臺自主計算機的存在191.3計算機網(wǎng)絡的組成與結(jié)構(gòu)■網(wǎng)絡硬件（三部分）端節(jié)點：計算機等轉(zhuǎn)接節(jié)點：交換機集中器路由器通信處理機等通信鏈路：電纜光纜無線（衛(wèi)星、微波、紅外）■網(wǎng)絡軟件網(wǎng)絡協(xié)議（軟件）一系列規(guī)則和約定的規(guī)范性描述，它控制了網(wǎng)絡中的設備之間如何進行信息交換網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡中軟硬件設備的控制程序網(wǎng)絡管理及網(wǎng)絡應用軟件對網(wǎng)絡資源進行管理維護的軟件1.3計算機網(wǎng)絡的組成與結(jié)構(gòu)■網(wǎng)絡硬件（三部分）201.4計算機網(wǎng)絡的分類按距離局域網(wǎng)(LAN,LocalAreaNetwork)范圍：小，＜20KM傳輸技術(shù)：基帶，10-1000Mbps，延遲低，出錯率低（10-11）拓撲結(jié)構(gòu)：總線，環(huán)城域網(wǎng)(MAN,MetropolitanAreaNetwork)范圍：中等，＜100KM傳輸技術(shù)：寬帶/基帶拓撲結(jié)構(gòu)：總線廣域網(wǎng)(WAN,WideAreaNetwork)范圍：大，＞100KM傳輸技術(shù)：寬帶，延遲大，出錯率高拓撲結(jié)構(gòu)：不規(guī)則，點到點1.4計算機網(wǎng)絡的分類按距離21按拓撲結(jié)構(gòu)(圖)星形有一個中心節(jié)點，其它節(jié)點與其構(gòu)成點到點連接中心節(jié)點可以是智能設備，也可以是非智能設備樹形一個根結(jié)點、多個中間分支節(jié)點和葉子節(jié)點構(gòu)成可看成是多個星形的組合總線所有節(jié)點掛接到一條總線上廣播發(fā)送需要有介質(zhì)訪問控制規(guī)程以防止沖突BusBCCABCAStarA按拓撲結(jié)構(gòu)(圖)BusBCCABCAStarA22環(huán)形所有節(jié)點連接成一個閉合的環(huán)結(jié)點之間為點到點連接不規(guī)則點到點部分連接多用于廣域網(wǎng)全連接點到點全連接隨節(jié)點數(shù)的增長，建造成本急劇增長，所以只適用于節(jié)點數(shù)很少的廣域網(wǎng)中RingADCBT環(huán)形RingADCBT23按介質(zhì)訪問控制方式以太網(wǎng)（Ethernet）令牌網(wǎng)（TokenRing）按NOS或協(xié)議(非正式)Novell網(wǎng)絡WindowsNT網(wǎng)絡TCP/IP網(wǎng)絡按各站點地位對等(PeertoPeer)網(wǎng)基于服務器的網(wǎng)絡按介質(zhì)訪問控制方式按各站點地位241.5計算機網(wǎng)絡的應用◆文件和打印服務◆通信服務◆郵件服務◆Internet服務◆管理服務網(wǎng)絡提供的功能通常都稱為服務，我們?nèi)粘８杏|最多是mail服務，文件服務等等。1.5計算機網(wǎng)絡的應用◆文件和打印服務網(wǎng)絡提25◆文件和打印服務文件服務是指使用文件服務器提供數(shù)據(jù)文件、應用（文字處理程序或電子表格）和磁盤空間共享的功能在一個中心位置存放共享的數(shù)據(jù)比把文件拷貝到磁盤上，然后通過磁盤傳送文件更容易和快捷，而且更容易實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份，而不需依靠單個用戶分別做備份，而且減少購買文件的拷貝數(shù)，減少維護。共享打印機等網(wǎng)絡設備，也可以節(jié)約資金?！粑募痛蛴》瘴募帐侵甘褂梦募?6◆通信服務借助于網(wǎng)絡通信服務，遠程用戶可以連接到網(wǎng)絡（通過電話線和modem）也稱為“訪問”服務，安全重要性突出商業(yè)公司和其他組織通常使用通信服務為遠離局域網(wǎng)的員工提供局域網(wǎng)訪問能力，（當建立廣域網(wǎng)連接辦公室太昂貴時）。除此之外，這些組織和商業(yè)公司還可以使用通信服務來使其他組織的員工（比如軟件或硬件提供商）幫助分析和解決問題?！敉ㄐ欧战柚诰W(wǎng)絡通信服務，遠程用戶可以連接到網(wǎng)絡（通過電27◆郵件服務最常見的網(wǎng)絡服務郵件服務可以保證網(wǎng)絡上的用戶間電子郵件的保存和傳送用戶借助于電子郵件可以實現(xiàn)組織內(nèi)外的快捷方便的通信可連接到Internet，也可以隔離在組織內(nèi)功能的不斷擴展◆郵件服務最常見的網(wǎng)絡服務28◆

Internet服務服務包括廣泛的網(wǎng)絡功能：WWW、FTP、DNS、ISP和安全（Firewall）等等使得人們沖破了LAN的束縛，促進了信息的交流◆Internet服務服務包括廣泛的網(wǎng)絡功能：WWW、FT29◆管理服務集中管理網(wǎng)絡可能包括以下方面：流量的監(jiān)測和控制負載平衡硬件診斷和失效報警資產(chǎn)管理許可證跟蹤安全審計地址管理數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復當網(wǎng)絡規(guī)模小時，問題比較容易解決，比方說地址沖突，也許兩臺沖突的機器離得很近，地址很容易就修改過來。然而，隨著網(wǎng)絡變得越來越龐大和復雜，網(wǎng)絡會變得很難管理。為了跟蹤大型網(wǎng)絡運行情況，就必須使用特殊的網(wǎng)絡服務，網(wǎng)絡服務可集中來管理網(wǎng)絡◆管理服務集中管理網(wǎng)絡當網(wǎng)絡規(guī)模小時，問題比301.6計算機網(wǎng)絡的應用帶來的社會問題信息泄漏完整性破壞拒絕服務非法使用竊聽