網(wǎng)絡工程試驗計算機網(wǎng)絡的基本概念匯總

1、2024年1月29日星期一8時28分59秒,1,主講教師：王亞文lanying@xatu.edu.cn,Chapter One計算機網(wǎng)絡的基本概念,2024年1月29日星期一8時28分59秒,2,本章教學內(nèi)容,1.1 計算機網(wǎng)絡的定義1.2 計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展 1.3 計算機網(wǎng)絡的類型1.4 計算機網(wǎng)絡的功能與應用1.5 計算機網(wǎng)絡的組成與結構1.6 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構1.7 網(wǎng)絡有關的標準組織與管理機構,2024

2、年1月29日星期一8時28分59秒,3,本章基本要求,掌握計算機網(wǎng)絡的定義和分類；掌握計算機網(wǎng)絡的拓撲結構；理解計算機網(wǎng)絡的組成；了解計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程；了解計算機網(wǎng)絡的功能與應用。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,4,1.1 計算機網(wǎng)絡的定義,將地理位置不同且功能相對獨立的多個計算機系統(tǒng)通過通信線路相互連在一起，遵循共同的網(wǎng)絡協(xié)議，由專門的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)進行管理，以實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。,2024年1月29日星期一8

3、時28分59秒,5,地理位置不同（網(wǎng)絡中的計算機通常處于不同的地理位置）功能獨立的計算機系統(tǒng)（軟、硬件）通信線路（通信介質(zhì)、通信控制設備）協(xié)議網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（單機OS功能+網(wǎng)絡通信協(xié)議+網(wǎng)絡資源管理+網(wǎng)絡服務）資源共享（硬件、軟件，如程序、數(shù)據(jù)庫、存儲設備、打印機）—— 根本目的,2024年1月29日星期一8時28分59秒,6,計算機網(wǎng)絡與其它類似系統(tǒng)的比較,2024年1月29日星期一8時28分59秒,7,2024年1月29日星

4、期一8時28分59秒,8,2024年1月29日星期一8時28分59秒,9,1.2 計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展,2024年1月29日星期一8時28分59秒,10,,計算機網(wǎng)絡的發(fā)展經(jīng)歷發(fā)四個階段：計算機網(wǎng)絡的初級階段計算機網(wǎng)絡通信階段標準與開放的計算機網(wǎng)絡階段高速與智能的計算機網(wǎng)絡階段,2024年1月29日星期一8時28分59秒,11,1.2.1 計算機網(wǎng)絡的初級階段,2024年1月29日星期一8時28分59秒,12,,又稱遠程互聯(lián)系

5、統(tǒng): 單主機多終端，嚴格講它并不屬于計算機網(wǎng)絡的范疇。 缺陷： ①數(shù)據(jù)處理性能低，計算機不僅要處理數(shù)據(jù)，而且要承擔終端與計算機之間的通信； ②線路浪費，每個終端都單獨使用一條線路與計算機相連。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,13,,,2024年1月29日星期一8時28分59秒,14,1.2.2 計算機網(wǎng)絡通信階段,20世紀60年代出現(xiàn)了以實現(xiàn)“資源共享”為目的的多計

6、算機互連的形態(tài)。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,15,,將應用與通信功能從邏輯上分離，應產(chǎn)生了通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的概念,2024年1月29日星期一8時28分59秒,16,網(wǎng)絡邏輯劃分：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng),資源子網(wǎng)提供用戶訪問網(wǎng)絡和處理數(shù)據(jù)的能力包括加入網(wǎng)絡的所有的計算機、終端外設及各種軟件和數(shù)據(jù)資源 通信子網(wǎng)提供網(wǎng)絡的通信功能（數(shù)據(jù)的傳輸與轉發(fā)）包括通信處理機通信設備與通信線路,2024年1月29日星期一8時28

7、分59秒,17,,典型的代表： 1969年美國建成的ARPAnet網(wǎng)絡。 ARPANET奠定了計算機網(wǎng)絡技術的基礎，成為今天因特網(wǎng)的前身。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,18,1.2.3 標準與開放的計算機網(wǎng)絡階段,,2024年1月29日星期一8時28分59秒,19,,70年代各大公司都制定自己的網(wǎng)絡標準，并各自按照自己的網(wǎng)絡體系結構建立自己的網(wǎng)絡。但是，不同體系結構的網(wǎng)絡之間的互連困難很大。 國際標

8、準化組織ISO（International Standards Organization)設計了一個標準的網(wǎng)絡體系模型，稱為“開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM（Open Systems Interconnection Reference Model),簡稱為OSI，引導著計算機網(wǎng)絡走向開放的標準化的道路，標志著計算機網(wǎng)絡發(fā)展步入了成熟的階段。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,20,1.2.4 高速與智能的計算機網(wǎng)絡階段,

9、發(fā)展方向：高速： 帶寬的增加達到Gbps互連： Intranet Extranet Internet/Internet Ⅱ 智能： 服務（QoS） 管理,2024年1月29日星期一8時28分59秒,21,1.3 計算機網(wǎng)絡的類型,1.3.1 常見的計算機網(wǎng)絡分類 1. 按通信所使用的介質(zhì)分為有線網(wǎng)絡和無 線網(wǎng)絡 2. 按使用網(wǎng)絡的對象分為公眾網(wǎng)絡和專用網(wǎng)絡。,2024年

10、1月29日星期一8時28分59秒,22,3. 按網(wǎng)絡傳輸技術分為廣播式網(wǎng)絡和點到點式網(wǎng)絡,廣播式網(wǎng)絡,2024年1月29日星期一8時28分59秒,23,,點到點式網(wǎng)絡,2024年1月29日星期一8時28分59秒,24,,4. 按照網(wǎng)絡傳輸速度的高低將計算機網(wǎng)絡分為低速網(wǎng)絡和高速網(wǎng)絡等。 5. 按地理覆蓋范圍，將網(wǎng)絡劃分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,25,1.3.2 局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和

11、廣域網(wǎng),2024年1月29日星期一8時28分59秒,26,2024年1月29日星期一8時28分59秒,27,注意： 地理覆蓋范圍的不同直接影響網(wǎng)絡技術的實現(xiàn)與選擇。LAN、MAN 和 WAN在技術實現(xiàn)和選擇上存在明顯差異。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,28,1.4 計算機網(wǎng)絡的功能與應用,1.4.1 計算機網(wǎng)絡的功能 1. 資源共享（包括硬件共享和軟件共享） 2. 數(shù)據(jù)通信（E-ma

12、il、QQ 等） 3. 均衡負載和分布式計算 4. 數(shù)據(jù)信息的集中和綜合處理,2024年1月29日星期一8時28分59秒,29,1.4.2 計算機網(wǎng)絡的應用,特征： 1. 應用的多樣性 2. 新應用產(chǎn)生的速度加快 3. 應用的領域日趨廣泛,2024年1月29日星期一8時28分59秒,30,典型的應用,1. 信息檢索 2. 現(xiàn)代化的通信方式 3. 辦公自動化 4. 管理信息化 5. 電子商務與電子

13、政務 6. 遠程教育與電子學習（E-Learning） 7. 遠程醫(yī)療 8. 生活娛樂和消遣,2024年1月29日星期一8時28分59秒,31,1.5 計算機網(wǎng)絡的組成與結構,二級子網(wǎng)結構（邏輯劃分）： 資源子網(wǎng) 通信子網(wǎng),2024年1月29日星期一8時28分59秒,32,2024年1月29日星期一8時28分59秒,33,資源子網(wǎng)：,負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務，并向網(wǎng)絡用戶提供各種網(wǎng)絡資源與網(wǎng)絡服務。 包括：

14、 ① 各種計算機系統(tǒng) ② 終端控制器和終端設備 ③ 各種軟件軟件 ④ 可供共享的數(shù)據(jù)庫等,2024年1月29日星期一8時28分59秒,34,通信子網(wǎng)：,完成網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸和轉發(fā)。 組成：由通信硬件（通信設備和通信線路）和通信軟件。 ① 通信控制處理機CCP（Communication Control Processor），（或稱IMP）。 ② 通信線路：同軸電纜、光纖、無線等。

15、注意：這種劃分僅對廣域網(wǎng)有意義，局域網(wǎng)不能明確地劃分出子網(wǎng)的結構。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,35,1.6 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構,在計算機網(wǎng)絡中，把計算機、終端、通信處理機等設備抽象成點，把連接這些設備的通信線路抽象成線，將由這些點和線所構成的拓撲稱為網(wǎng)絡拓撲結構。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,36,為什么要研究網(wǎng)絡的拓樸結構,網(wǎng)絡拓樸結構是決定網(wǎng)絡性能的主要因素 。構造網(wǎng)絡時，首先要選擇采用何種網(wǎng)絡

16、拓樸結構來物理連接所有的節(jié)點與計算機。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,37,常見的網(wǎng)絡拓樸結構,1. 總線型 2. 星型 3. 樹型 4. 環(huán)型 5. 網(wǎng)狀型,2024年1月29日星期一8時28分59秒,38,1. 總線型,所有節(jié)點直接連到一條物理鏈路上，除此之外節(jié)點間不存在任何其他連接。每一個節(jié)點可以收到來自其他任何節(jié)點所發(fā)送的信息優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn)缺點：可靠性和靈活性差 、傳輸延時不確

17、定,2024年1月29日星期一8時28分59秒,39,2. 星型,網(wǎng)絡由各節(jié)點以中央節(jié)點為中心相連接，各節(jié)點與中央節(jié)點以點對點方式連接。 節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信要通過中央節(jié)點。優(yōu)點：結構簡單，管理方便，可擴充性強，組網(wǎng)容易。缺點：中心節(jié)點成為全網(wǎng)可靠性的關鍵。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,40,擴展星型,,星型結構的重復( 中央星型拓樸上的節(jié)點是另一個星型拓樸的中心節(jié)點)。減少了鏈路與設備的投資。優(yōu)點：在星型的優(yōu)點

18、之外，更富于層次，從而可隔離某些網(wǎng)絡流量。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,41,3. 樹型,可以看作星型拓撲結構的擴展 數(shù)據(jù)流具有明顯的層次性 適用于分級管理和控制的網(wǎng)絡系統(tǒng),2024年1月29日星期一8時28分59秒,42,4. 環(huán)型,節(jié)點與鏈路構成了一個閉合環(huán)，每個節(jié)點只與相鄰的兩個節(jié)點相連。每個節(jié)點必須將信息轉發(fā)給下一個相鄰的節(jié)點。優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn)，傳輸延時確定 。缺點：維護與管理復雜。,2024年1月

19、29日星期一8時28分59秒,43,雙環(huán),兩個非相連的獨立同心環(huán)主環(huán)+備用環(huán)（同一時刻只有一個環(huán)在使用）優(yōu)點：在單環(huán)之上增加了高度的可靠性缺點：維護與管理復雜，投資大,2024年1月29日星期一8時28分59秒,44,5. 網(wǎng)狀型,又稱無規(guī)則型。結點間的連接是任意的，不存在規(guī)律。廣域網(wǎng)廣泛采用。優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸時可以靈活地選用空閑路徑或者避開故障線路。缺點：結構復雜、投資高、管理復雜。,2024年1月29日星期一8時28分59

20、秒,45,1.7 網(wǎng)絡有關的標準組織和管理機構,1.7.1 網(wǎng)絡有關的標準組織 1. ISO：國際標準化組織（International Standard Organization） ISO開發(fā)了開放式系統(tǒng)互連（OSI：Open System Interconnection）網(wǎng)絡結構模型，模型定義了用于網(wǎng)絡結構的七個數(shù)據(jù)處理層。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,46,,2. ITU：國際電信聯(lián)盟（Int

21、ernational Telecommunication Union） 3. EIA：電子工業(yè)協(xié)會（Electronic Industries Association） 4. IEEE：電氣和電子工程師協(xié)會（Institute of Electrical and Electronics Engineers） IEEE設置了電子工業(yè)標準，IEEE分成一些標準委員會（或工作組），每個工作組負責標準的一個領域，工