計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)1-第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述.ppt

1、第一章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展大致分四個(gè)階段 ： 一、以單臺(tái)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程連機(jī)系統(tǒng)，構(gòu)成面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)； 二、多個(gè)主機(jī)互連，各主機(jī)相互獨(dú)立，無(wú)主從關(guān)系的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)； 三、具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)； 四、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與高速網(wǎng)絡(luò)。,能操作 Windows 95/NT 能運(yùn)用Internet或intranet 二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)的基本操作能力,計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖,ENIAC 檔案,世界上的一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) ENIAC,體積龐大重達(dá)30噸 啟動(dòng)電力150千瓦 含18000個(gè)電子管 僅能保

2、存80個(gè)字節(jié) 服役期：1946.21955.10,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),1.計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和以單臺(tái)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的多臺(tái)主計(jì)算機(jī)都具有自主處理能力，它們之間不存在主從關(guān)系。這樣的多臺(tái)主計(jì)算機(jī)互連的網(wǎng)絡(luò)才是我們目前通稱的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在這種系統(tǒng)中，終端和中心計(jì)算機(jī)間的通信已發(fā)展到計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)間的通信，用單臺(tái)中心計(jì)算機(jī)為所有用戶需求服務(wù)的模式被分散而又互連在一起的多臺(tái)主計(jì)算機(jī)共同完成的模式所替代。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),2.第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的典型代表ARPA網(wǎng),ARPA網(wǎng)中互連的運(yùn)行用戶應(yīng)用程序的主計(jì)算機(jī)稱為主機(jī)（Hos

3、t）。但主機(jī)之間并不是通過(guò)直接的通信線路互連，而是通過(guò)稱為接口報(bào)文處理機(jī)IMP（Interface Message Processor）的裝置連接后互連的，如圖1-2所示。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的新時(shí)代,當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向 、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向高速化發(fā)展 、隨著多媒體網(wǎng)絡(luò)的建立和日趨成熟，電話，有線電視和數(shù)據(jù)三網(wǎng)融合甚至多網(wǎng)融合是一個(gè)重要的發(fā)展方向,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義,、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 將處于不同地理位置，并具有獨(dú)立計(jì)算能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備相互連接，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信軟件的控制下，實(shí)現(xiàn)資源共享的計(jì)算機(jī)的集合。 、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 計(jì)算機(jī)網(wǎng)

4、絡(luò)由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分構(gòu)成 。 通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信，也就是信息的傳輸。 通過(guò)通信子網(wǎng)互連在一起的計(jì)算機(jī)則負(fù)責(zé)運(yùn)行對(duì)信息進(jìn)行處理的應(yīng)用程序，它們是網(wǎng)絡(luò)中信息流動(dòng)的源與宿，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可共享的硬件，軟件和信息資源，構(gòu)成了資源子網(wǎng)。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義,、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念中四個(gè)基本要素： （1）兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī) （2）連接計(jì)算機(jī)的線路和設(shè)備 （3）實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間通信的協(xié)議 （4）按協(xié)議制作的軟件、硬件,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用,1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能可歸納為資源共享，提供人際通信手段，提高可靠性，節(jié)省費(fèi)用，便于擴(kuò)充，分擔(dān)負(fù)荷及協(xié)同處理

5、等方面。 2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 正因?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有如此的功能，使得它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、郵電通信、文化教育、商業(yè)、國(guó)防以及科學(xué)研究等領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。,常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備圖例,交換機(jī),路由器,文件服務(wù)器,個(gè)人電腦,調(diào)制解調(diào)器,集線器,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成,網(wǎng)絡(luò)軟件 協(xié)議和軟件在網(wǎng)絡(luò)通信中扮演了極為重要的角色。網(wǎng)絡(luò)軟件可大致分為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件是控制和管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、提供網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)資源分配與共享功能的網(wǎng)絡(luò)軟件，它為用戶提供了訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和操作網(wǎng)絡(luò)的友好界面。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件主要包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件和網(wǎng)絡(luò)通信軟件等，著名的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Wi

6、ndows 2000和廣泛應(yīng)用的協(xié)議軟件TCP/IP軟件包以及各種類型的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序都是重要的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件。 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是指為某一個(gè)應(yīng)用目的而開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)軟件，它為用戶提供一些實(shí)際的應(yīng)用。如：網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控程序、網(wǎng)絡(luò)安全軟件、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、管理信息系統(tǒng)（MIS）、數(shù)字圖書館、Internet信息服務(wù)、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻點(diǎn)播等。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類方法可以是多樣的，其中最主要的兩種方法是： 、按照網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸技術(shù)（transmission technology）分類 、按照網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍與規(guī)模（scale）分類。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 按傳輸技術(shù)劃分,、廣播式網(wǎng)絡(luò)（Broad

7、cast Networks）：如總線形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、微波衛(wèi)星網(wǎng)等。 在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，所有連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都共享一個(gè)公共通信信道。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)利用共享通信信道發(fā)送報(bào)文分組時(shí)，所有其它的計(jì)算機(jī)都會(huì)“收聽”到這個(gè)分組。由于發(fā)送的分組中帶有目的地址與源地址，接收到該分組的計(jì)算機(jī)將檢查目的地址是否是與本結(jié)點(diǎn)地址相同。如果被接收?qǐng)?bào)文分組的目的地址與本結(jié)點(diǎn)地址相同，則接收該分組，否則丟棄該分組。 、點(diǎn)一點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)（Point-to-Point Networks）：如星形、樹形、網(wǎng)形等。 與廣播式網(wǎng)絡(luò)相反，在點(diǎn)一點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)中，每條物理線路連接一對(duì)計(jì)算機(jī)。假如兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間沒(méi)有直接連接的線路，那么它們之間的分組傳輸就要通

8、過(guò)中間的結(jié)點(diǎn)接收、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)，直至目的結(jié)點(diǎn)。 #,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 按分布距離劃分,按覆蓋的地理范圍進(jìn)行分類，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為三類：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)。 1.局域網(wǎng) (LAN，Local Area Network)： 局域網(wǎng)的分布范圍一般在幾千米以內(nèi)，最大距離一般不超過(guò)10千米，它是一個(gè)部門或單位組建的網(wǎng)絡(luò)。工作范圍在幾米到幾千米數(shù)量級(jí)，如同一棟樓房、校園內(nèi)、宿舍區(qū)內(nèi)等。 2.城域網(wǎng) (MAN，Metropolitan Area Network)： 城域網(wǎng)原本指的是介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的一種大范圍的網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)殡S著局域網(wǎng)的廣泛使用，人們逐漸要求擴(kuò)大局域網(wǎng)的使用范圍，或者要求將已經(jīng)使用的局

9、域網(wǎng)互相連接起來(lái)，使其成為一個(gè)規(guī)模較大的城市范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。工作范圍在1千米到幾十千米數(shù)量級(jí),如同一個(gè)城市。 3.廣域網(wǎng) (WAN，Wide Area Network)： 廣域網(wǎng)也稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，一般跨越城市、地區(qū)、國(guó)家甚至洲。它往往以連接不同地域的大型主機(jī)系統(tǒng)或局域網(wǎng)為目的。工作范圍在幾十千米到幾千千米數(shù)量級(jí),如同一個(gè)國(guó)家、同一個(gè)洲、甚至全球。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 按分布距離劃分,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)涞亩x,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是拋開網(wǎng)絡(luò)物理連接來(lái)討論網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接形式，網(wǎng)絡(luò)中各站點(diǎn)相互連接的方法和形式稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｍ負(fù)浣Y(jié)構(gòu)圖給出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和相互間的連接，它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)

10、構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 常見的幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c(diǎn),1.總線型拓?fù)?定義：總線結(jié)構(gòu)是指各工作站和服務(wù)器均掛在一條總線上，各工作站地位是平等的。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可擴(kuò)充性好，但維護(hù)難，分支節(jié)點(diǎn)故障查找難。,總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 常見的幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c(diǎn),2.星型拓?fù)?定義：星型拓?fù)涫侵杆械?網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都通過(guò)傳輸介質(zhì)與 中心節(jié)點(diǎn)相連，采用集中控 制，即任何兩節(jié)點(diǎn)之間的通 信都要通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn) 發(fā)。 圖1-7 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于管理 ；控制簡(jiǎn)單，便于建網(wǎng)；網(wǎng) 絡(luò)延遲時(shí)間較小，傳輸誤差 較低，但成本高、可靠性較 低、資源共享能力也

11、較差。,星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 常見的幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c(diǎn),3.環(huán)型拓?fù)?定義：由網(wǎng)絡(luò)中若干節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路首尾相連形成一個(gè)閉合的環(huán)。 特點(diǎn)：信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有一條道路，故簡(jiǎn)化了路徑選擇的控制；環(huán)路上各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制，故控制軟件簡(jiǎn)單；但可靠性低，一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓；維護(hù)難，對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。,環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 常見的幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c(diǎn),4.樹型拓?fù)?定義：是分級(jí)的集中控制式網(wǎng)絡(luò)。 特點(diǎn)：通信線路總長(zhǎng)度短，成本較低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充，尋找路徑比較方便，但任一節(jié)點(diǎn)或其相連的線路故障都會(huì)使系統(tǒng)受到影響。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 常見

12、的幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c(diǎn),5.網(wǎng)狀型拓?fù)?網(wǎng)狀拓?fù)錁?gòu)型又稱做無(wú)規(guī)則型。在網(wǎng)狀拓?fù)錁?gòu)型中，結(jié)點(diǎn)之間的連接是任意的，沒(méi)有規(guī)律的。 特點(diǎn)：它的安裝也很復(fù)雜，但系統(tǒng)可靠性高，容錯(cuò)能力強(qiáng)。有時(shí)也稱為分布式結(jié)構(gòu)。,網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì) 有線傳輸介質(zhì),1雙絞線 （1）物理特性 雙絞線由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩根、四根、八根絕緣導(dǎo)線組成。一對(duì)線可以作為一條通信線路。各個(gè)線對(duì)螺旋排列的目的是為了使各線對(duì)之間的電磁干擾最小。 在局域網(wǎng)中使用的雙絞線分為兩類： 屏蔽雙絞線（STP: Shielded Twisted Pair） 非屏蔽雙絞線（UTP：Unshielded Twisted Pair）。 （2

13、）傳輸特性 在局域網(wǎng)中常用的雙絞線根據(jù)傳輸特性可以分為五類：在典型的以太網(wǎng)中，常用第三類、第四類、第五類、超五類線非屏蔽雙絞線。通常簡(jiǎn)稱三類線、四類線、五類線、超五類線。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì) 有線傳輸介質(zhì),1雙絞線 （3）連通性 雙絞線可以用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、多點(diǎn)連接。 （4）地理范圍 雙絞線用于遠(yuǎn)程中繼線時(shí)最大距離可達(dá)15公里。用于10Mbps局域網(wǎng)時(shí)，與集線器的距離最大為100m。 （5）抗干擾能力 雙絞線的抗干擾能力取決于一束線中相鄰線對(duì)的扭曲長(zhǎng)度及適當(dāng)?shù)钠帘巍?（6）價(jià)格 雙絞線的價(jià)格低于其它傳輸介質(zhì),安裝、維護(hù)方便。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì) 有線傳輸介質(zhì),2同軸電纜 （1）物理特性 同軸

14、電纜由內(nèi)導(dǎo)體（銅質(zhì)芯線）、絕緣層、外導(dǎo)體（網(wǎng)狀物）、保護(hù)套四層組成。同軸介質(zhì)的特性參數(shù)由內(nèi)、外導(dǎo)體及絕緣層的電參數(shù)與機(jī)械尺寸決定。 （2）傳輸特性 根據(jù)同軸電纜的帶寬的不同，它可以分為兩類：基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。 （3）連通性 同軸電纜即支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、也支持多點(diǎn)連接。 （4）地理范圍 基帶同軸電纜使用的最大距離限制在幾公里范圍內(nèi)，而寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里左右。 （5）抗干擾能力 同軸電纜的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強(qiáng)。 （6）價(jià)格 同軸電纜的造價(jià)介于雙絞線與光纖之間，使用與維護(hù)方便。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì) 有線傳輸介質(zhì),3光纖 （1）物理特性 光纖是一種直徑為50100柔軟、能

15、傳導(dǎo)光波的介質(zhì)，多種玻璃和塑料可以用來(lái)制造光纖，其中使用超高純度石英玻璃纖維制作的光纖可以得到最低的傳輸損耗。在折射率較高的單根光纖外面，用折射率較低的包層包裹起來(lái)，就可以構(gòu)成一條光纖通道；多條光纖組成一條光纜。 （2）傳輸特性 光纖的帶寬:10-10 HZ 光纖的最佳傳輸波長(zhǎng):850，1300和1500nm （3）連通性 光纖最普遍的連接方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。 （4）地理范圍 一般6-8公里實(shí)現(xiàn)高速無(wú)中繼傳輸， 貝爾實(shí)驗(yàn)室測(cè)試：在數(shù)據(jù)傳輸速率420Mbit/s且在119KM無(wú)中繼時(shí)，其誤碼率為10-8 （5）抗干擾能力 抗干擾能力強(qiáng)，衰減小，安全性保密性好。 （6）價(jià)格 目前，光纖的價(jià)格高于同軸電纜和雙絞線。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì) 無(wú)線傳輸介質(zhì),紅外線傳輸 紅外通信是利用紅外線進(jìn)行的通信，已廣泛應(yīng)用于短距離的通信。電視機(jī)和錄像機(jī)的遙控器就是應(yīng)用紅外線通信的例子。它要求有一定的方向性，即發(fā)送器直接指向接收器。紅外線的發(fā)送與接收裝置硬件相對(duì)便宜且容易制造，也不需要天線。紅外線亦可用于數(shù)據(jù)通