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计算机网络技术基础计算机网络技术基础1.1计算机网络概述计算机网络概述 计算机网络技术基础计算机网络技术基础本章主要内容本章主要内容u 计算机网络的概述计算机网络的概述u 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展u 计算机网络的基本组成与逻辑结构计算机网络的基本组成与逻辑结构u 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构u 计算机网络的分类计算机网络的分类 计算机网络技术基础计算机网络技术基础1.1.1 计算机网络的定义计算机网络的定义 1. .最简单的计算机网络最简单的计算机网络 有两种方法可以组成最简有两种方法可以组成最简单的计算机网络，一是用单的计算机网络，一是用通信线路将两台微机通过通信线路将两台微机通过后面板上的通信端口后面板上的通信端口COM1和和COM2或打印端口或打印端口LPT1连接起来，二是用双连接起来，二是用双绞线（交叉线）将两台微机通过网卡进行连接，绞线（交叉线）将两台微机通过网卡进行连接，如右图所示。如右图所示。 线缆直接连接计算机 计算机网络技术基础计算机网络技术基础2局域网 典型的局域网典型的局域网 要扩大计要扩大计算机的连网算机的连网范围，就需范围，就需要准备要准备: :网卡、网卡、通信电缆、通信电缆、线缆连接器线缆连接器等硬件设备等硬件设备和网络操作和网络操作系统系统。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础3广域网广域网 广域网 通过公共通信线路可以在两台异地计算机之间进行通过公共通信线路可以在两台异地计算机之间进行点对点通信，实现包括传送文件、收发传真等功能。点对点通信，实现包括传送文件、收发传真等功能。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础 总之，计算机网络总之，计算机网络的本质是把两台以上具的本质是把两台以上具有独立功能的有独立功能的计算机系计算机系统互连统互连起来，以达到起来，以达到资资源共享源共享和和远程通信远程通信的目的目的。从用户的角度看，的。从用户的角度看，计算机网络是一个透明计算机网络是一个透明的数据传输机制和资源的数据传输机制和资源共享、协同工作的信息共享、协同工作的信息处理系统。处理系统。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础1.1.2计算机网络的功能计算机网络的功能 1资源共享资源共享 所谓共享资源就是共享网络上的硬件资源、软件资源和所谓共享资源就是共享网络上的硬件资源、软件资源和信息资源。信息资源。 （1） 共享打印机等各种硬件设备共享打印机等各种硬件设备 计算机网络技术基础计算机网络技术基础2.共享数据资源共享数据资源 计算机网络技术基础计算机网络技术基础3.共享应用程序共享应用程序 计算机网络技术基础计算机网络技术基础2 2通信功能通信功能 通信功能是计算机网络的另一个主要功能，它可以为网络通信功能是计算机网络的另一个主要功能，它可以为网络用户提供强有力的通信手段。建设计算机网络的主要目的就是用户提供强有力的通信手段。建设计算机网络的主要目的就是让分布在不同地理位置的计算机用户之间能够相互通信、交流让分布在不同地理位置的计算机用户之间能够相互通信、交流信息和共享资源。信息和共享资源。 3其他功能其他功能 高可靠性高可靠性 均衡负荷均衡负荷 协调运算协调运算 分布式处理分布式处理 计算机网络技术基础计算机网络技术基础1.1.3 计算机网络的应用计算机网络的应用 1在单位信息管理中的应用在单位信息管理中的应用 可以实现资源共享可以实现资源共享 用不同的计算机软件对信息进行处理，将各用不同的计算机软件对信息进行处理，将各种管理信息发布到各地的机构中，完成信息资源种管理信息发布到各地的机构中，完成信息资源的收集、分析、使用与管理，完成从产品设计、的收集、分析、使用与管理，完成从产品设计、生产、销售到财务的全面管理。目前，我们几乎生产、销售到财务的全面管理。目前，我们几乎进入了进入了“公司就是网络公司就是网络”的时代。的时代。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础 可以提高信息系统的可靠性可以提高信息系统的可靠性 如果我们将重要的文件复制并存储到二三台如果我们将重要的文件复制并存储到二三台机器里，一旦其中一台机器发生故障，其他机机器里，一旦其中一台机器发生故障，其他机器中的文件拷贝还可以使用，网络中的多台计器中的文件拷贝还可以使用，网络中的多台计算机可以互为备份。算机可以互为备份。 可以节约资金可以节约资金 我们可以考虑为每个用户购置一台微机作为我们可以考虑为每个用户购置一台微机作为客户机，然后购置一台或几台性能较强、配置客户机，然后购置一台或几台性能较强、配置较高的计算机作为服务器，用网络将多台分散较高的计算机作为服务器，用网络将多台分散的客户机与服务器互连起来，构成客户的客户机与服务器互连起来，构成客户/服务器服务器结构。结构。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础 可以增强信息系统的可扩展性可以增强信息系统的可扩展性 当网络用户数增多时，需要增加客户机的数量。当网络用户数增多时，需要增加客户机的数量。在客户在客户/服务器模式中，服务器与客户机数量的增服务器模式中，服务器与客户机数量的增加、网络规模的扩大是很容易就能实现的。加、网络规模的扩大是很容易就能实现的。 可以为用户提供一种功能强大的通信工具可以为用户提供一种功能强大的通信工具 工作人员可以在家中远程登录到单位的计算机工作人员可以在家中远程登录到单位的计算机上，通过家里的计算机完成当天的工作；技术人上，通过家里的计算机完成当天的工作；技术人员可以分散在不同的地方，通过计算机网络来共员可以分散在不同的地方，通过计算机网络来共同设计一种产品；两个网络用户无论相距多远，同设计一种产品；两个网络用户无论相距多远，都可以通过电子邮件传送信息。都可以通过电子邮件传送信息。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础2在个人信息服务中的应用在个人信息服务中的应用 远程信息访问远程信息访问 新的通信工具新的通信工具 家庭娱乐家庭娱乐 许多新的计算机网络应用系统不断地涌现出许多新的计算机网络应用系统不断地涌现出来。如：来。如： 工业自动化、辅助决策、虚拟大学、工业自动化、辅助决策、虚拟大学、远程教育、远程医疗、管理信息系统、数字图远程教育、远程医疗、管理信息系统、数字图书馆、电子博物馆、全球情报检索与查询、网书馆、电子博物馆、全球情报检索与查询、网上购物、电子商务、视频会议、视频广播与点上购物、电子商务、视频会议、视频广播与点播、过程控制，等等。播、过程控制，等等。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础1.2计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展 1.2.1 面向终端的计算机网络 终端可以处于不同的地理位置，它通过传输介终端可以处于不同的地理位置，它通过传输介质及相应的通信设备与一台计算机相连，用户可以质及相应的通信设备与一台计算机相连，用户可以通过本地终端或远程端登录到远程计算机上，使用通过本地终端或远程端登录到远程计算机上，使用该计算机系统，远程用户可以在本地方便地使用计该计算机系统，远程用户可以在本地方便地使用计算机，这就产生了通信技术与计算机技术的结合。算机，这就产生了通信技术与计算机技术的结合。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础图图(a):是一种具有通信功能的面向终端的计算机系统。是一种具有通信功能的面向终端的计算机系统。图图(b):是是以单台计算机为中心的远程联机系统。以单台计算机为中心的远程联机系统。第一代计算机网络：第一代计算机网络：面向终端的计算机通信网络。面向终端的计算机通信网络。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础第一代计算机网络的主要特点：第一代计算机网络的主要特点： （1）是每一台终端到计算机的连接，而不是）是每一台终端到计算机的连接，而不是计算机到计算机的连接。计算机到计算机的连接。 （2）主机负担过重。）主机负担过重。 第一代计算机网络是面向终端的计算机第一代计算机网络是面向终端的计算机通信网通信网，严格地讲，不能算作现在意义上的计严格地讲，不能算作现在意义上的计算机网络。这些系统的建立没有资源共享的目算机网络。这些系统的建立没有资源共享的目的，只是为了能进行远程通信。的，只是为了能进行远程通信。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础1.2.2以共享资源为目标的计算机网络以共享资源为目标的计算机网络 20世纪世纪60年代后期，美国国防部高级研究计划年代后期，美国国防部高级研究计划局局ARPA，提供经费资助，由美国一些大学和公，提供经费资助，由美国一些大学和公司合作，共同研究开发了这种新型的计算机网司合作，共同研究开发了这种新型的计算机网络，决定建设一个多个节点的分组交换网络，由络，决定建设一个多个节点的分组交换网络，由通信子网和主机组成。并于通信子网和主机组成。并于1969年年12月建成一个月建成一个具有四个节点的实验性网络，并投入运行和使具有四个节点的实验性网络，并投入运行和使用，这就是著名的用，这就是著名的ARPANET。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础最初的最初的ARPANET的网络结构如下图所示。的网络结构如下图所示。图中：图中：H（HOST）是计算机主机）是计算机主机IMP（Interface Message Processor ）是接口信息处理机。是接口信息处理机。IMPH H12345IMPIMPIMPIMPIMPIMPHH1HHHHHH3452 计算机网络技术基础计算机网络技术基础 ARPANET是计算机网络发展的一个里是计算机网络发展的一个里程碑，它标志着以资源共享为目的的计算程碑，它标志着以资源共享为目的的计算机网络的诞生，是第二阶段计算机网络的机网络的诞生，是第二阶段计算机网络的一个典型范例它为网络技术的发展做出了一个典型范例它为网络技术的发展做出了突出的贡献。其贡献主要表现在它是第一突出的贡献。其贡献主要表现在它是第一个以资源共享为目的的计算机网络、它使个以资源共享为目的的计算机网络、它使用用TCP/IP协议作为通信协议，使网络具有协议作为通信协议，使网络具有很好的开放性，为很好的开放性，为Internet的诞生奠定了基的诞生奠定了基础。此外，它还实现了分组交换的数据交础。此外，它还实现了分组交换的数据交换方式，并提出了计算机网络的逻辑结构换方式，并提出了计算机网络的逻辑结构由通信子网和资源子网组成的重要基础理由通信子网和资源子网组成的重要基础理论。论。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础1.2.3标准化网络标准化网络 国际标准化组织（国际标准化组织（ISO，International Standards Organization）于于19841984年公布了年公布了“开放系统互连参考模开放系统互连参考模型型”的正式文件，即著名的国际标准的正式文件，即著名的国际标准ISO7498ISO7498，通常称，通常称它为开放系统互连参考模型它为开放系统互连参考模型OSI/RMOSI/RM。 OSI/RM极大地推动了网络标准化的进程。从此，计极大地推动了网络标准化的进程。从此，计算机网络进入了标准化网络阶段。网络的标准化又促进算机网络进入了标准化网络阶段。网络的标准化又促进了计算机网络的迅速发展，因此标准化网络也是计算机了计算机网络的迅速发展，因此标准化网络也是计算机发展的重要阶段，有人把这个阶段的网络称为第三代网发展的重要阶段，有人把这个阶段的网络称为第三代网络。络。 计算机网络技术基础计算机网络技术基础 随着计算机网络的发展，在全球建立了不计其数的局域随着计算机网络的发展，在全球建立了不计其数的局域网和广域网，为了扩大网络规模以实现更大范围的资源共网和广域网，为了扩大网络规模以实现更大范围的资源共享，人们又提出了将这些网络互联在一起的迫切需求。国享，人们又提出了将这些网络互联在一起的迫切需求。国际互联网际互联网Internet应运而生。应运而生。 ARPANET是第一个分组交换网，它的出现标志着以资是第一个分组交换网，它的出现标志着以资源共享为目的的计算机网络的诞生，广域网（源共享为目的的计算机网络的诞生，广域网（WAN）的发）的发展也是从展也是从A