1、主讲内容,第一节,计算机网络基本知识,一、计算机网络概论,当今社会的三大资源 信息、物质、能源信息的特点： 1 、在使用中不损耗，通过交流会增值 2 、信息流通离不开计算机网络资源共享 远程通信,定义： 利用通信线路和通信设备，把地理上分散、并具有独立功能的多个计算机系统相互连接，按照网络协议进行数据通信，由功能完善网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。,什么是计算机网络,计算机 + 通信 + 软件= 网络,二、计算机网络的形成与发展,计算机网络的产生与发展,单个主机为中心，面向终端设备的计算机通信网络以共享资源为目标的多处理中心的计算机网络开放式体系结构标准化网络互联网信息的高速公路,19
2、54年第一代计算机网络1969年ARPA网，第二代计算机网络1983年OSI模型，第三代计算机网络nternet的建立，第四代计算机网络,1、远程联机阶段：为了共享主机资源和信息采集以及综合处理，用一台计算机与多台用户终端相连，用户通过终端命令以交互方式使用计算机，人们把它称为远程联机系统。 前端处理机结构：前端处理机（FEP）用来专门负责通信工作，实现数据处理与通信控制的分工，发挥了中心计算机的数据处理能力。前端处理机的结构如图1-1所示。,图 1-1 利用前端处理机的结构示意图,终端,Modem,Modem,CCP或FEP,Modem,公用电话网,主机,利用调制解调器的结构示意图, 调制解
3、调器：由于计算机和远程终端发出的信号都是数字信号，而公用电话线路只能传输模拟信号，所以在传输前必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话线上传送的模拟信号,传输后再将模拟信号转换成数字信号。利用调制解调器的结构如下图所示。, 集线器结构：把终端发来的信息收集起来，并把用户的作业信息存人集中器中,然后再用高速线路将数据信息传给前端处理机，最后提交给主机。 远程联机系统的特点：系统中只有一个计算机处理中心，各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源，因此，主计算机负担过重，终端独占线路，资源利用率低。,利用集线器的结构示意图,例如：,收发器,电传打字机,计算机网络要完成数据处理与数据通
4、信两大基本功能，因此在逻辑结构上可以将其分成两部分：资源子网和通信子网。,2、多机互联网络阶段：,(1)资源子网：是计算机网络的外层，它由提供资源的主机和请求资源的终端组成。资源子网的任务是负责全网的信息处理。,(2)通信子网：是计算机网络的内层，它的主要任务是将各种计算机互连起来完成数据传输、交换和通信处理。,3、标准化网络阶段,4、网络互联与高速网络阶段： 进入20世纪90年代,计算机技术、通信技术以及建立在互联计算机网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。特别是1993年美国宣布建立(国家信息基础设施NII)后，全世界许多国家纷纷制订和建立本国的NII,从而极大的推动了计算机网络
5、技术的发展，使计算机网络进入一个崭新的阶段，这就是计算机网络互联与高速网络阶段。 目前，全球以Internet为核心的高速计算机互联网络已经形成，Internet已经成人类最重要的、最大的知识宝库。网络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。,计算机网络在我国的发展,中国公用计算机互联网（CHINANET)1、开始建于1995年，由中国电信负责运营，该网由主干网和接入网组成。2、主干网的速率以2.048M/s为主，逐步提高到E3(34Mb/s)甚至更高速率。3、接入网由各省内建设的网络构成，用戶通过163拨号上网。,中国金桥信息网（CHINAGBN)1、开始建于1993年，即金桥工程。由吉
6、通通信为业主，该网由地面光纤网和卫星网组成。2、主干网的速率以128K-8Mb/s为主.3、主营业务：为金融、海关、外贸、气象、交通等部门提供数据丶话音、图像信息服务。,中国教育和科研计算机网（CERNET)1、开始建于1994年，是一个公益性网络，为国民教育、科研提供信息服务。该网由三级结构（主干网、地区网和校园网）组成。2、主干网的速率以2M/s为主，逐步提高到更高速率。中国科学技术网（CSTNET)开始建于1994年，由中科院建设和管理。,广域网的发展广域网（WAN）是从ARPANET的诞生开始的，公用数据网（如电话上网的方式）公用交换数据网帧中继综合业务数据网交换多兆位数据服务POS技
7、术波分多路复用技术万兆以太网,公用数据网公用电话网,三、计算机网络的特点,增强性能可扩充性可靠性资源共享经济性适应性,通过增加处理部件的数目提高并行程度可以得到要求的性能增加新节点不必替换整个网络数据，资源的分散性，资源冗余及结构可动态重组提高了可靠性软件、硬件、信息资源的共享避免较大的初始投资，用多个微小型机代替一个大型主架机可得很好的性能价格比如银行、铁路、商业等分散又必须协调的部门很适应,四、 计算机网络的主要功能,1、数据通信 数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频等各种多媒体信息。 2、资源共享 硬件资源：包括各种类型的计
8、算机、大容量存储设备、计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。 软件资源：包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。 数据资源：包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企业生产报表等。 信道资源：通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。,3、远程传输 分布在很远的用户可以互相传输数据信息，互相交流，协同工作。 4、分布处理 把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。 5、集中管理 对地理位置分散的组织和部门
9、,可通过计算机网络来实现集中管理,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。 6、负责平衡 当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。,五、计算机网络的基本组成,一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。,网络硬件的组成,计算机网络硬件系统是由计算机(主机、客户机、终端)、通信处理机(集线器、交换机、路由器)、通信线路(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem，编码解码器
10、)等构成。,网络硬件的组成,主机,路由器,交换机,水晶头,双绞线,网卡,网络硬件的组成,1、主计算机 在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同,可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器等。 2、网络工作站 除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。,网络硬件的组成,3、网络终端 是用户访问网
11、络的界面，它可以通过主机联入网内，也可以通过通信控制处理机联入网内。 4、通信处理机 一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。 5、通信线路 通信线路（链路）是为通信处理机与通信处理机、通信处理机与主机之间提供通信信道。 6、信息变换设备 对信号进行变换，包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。,在计算机网络系统中，除了各种网络硬件设备外，还必须具有网络软件。,网络软件的组成,网络软件的组成,网络软件的组成,1、网络操作系统 网络操作系统是网络软件中最主要的软
12、件,用于实现不同主机之间的用户通信，以及全网硬件和软件资源的共享，并向用户提供统一的、方便的网络接口,便于用户使用网络。目前网络操作系统有三大阵营：UNIX、NetWare和Windows。目前， 我国最广泛使用的是Windows网络操作系统。 2、网络协议软件 网络协议是网络通信的数据传输规范，网络协议软件是用于实现网络协议功能的软件。 目前, 典型的网络协议软件有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、IEEE802标准协议系列等。其中, TCP/IP是当前异种网络互连应用最为广泛的网络协议软件。,3、网络管理软件 网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件，如性能管理、配
13、置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。 4、网络通信软件 是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件，使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，控制应用程序与多个站进行通信,并对大量的通信数据进行加工和管理。 5、网络应用软件 网络应用软件是为网络用户提供服务，最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。,六、 计算机网络的分类,从不同方向来进行分类,由于计算机网络自身的特点，其分类方法有多种。根据不同的分类原则，可以得到不同类型的计算机网络。,1、按覆盖范围分类, 局部区域网：传输速率为120Mb/s,最大距离为2
14、5km,采用分组交换技术,入网最大设备数为几百到几千。 高速区域网：采用CATV电缆或光缆,传输速率一般50Mb/s，最大距离为1km,入网最大设备数为几十个。,图 1-11 局域网连接示意图,服务器,工作站,工作站,工作站,打印机,根据网络连接的地理范围,可将计算机网络分成局域网、城域网、广域网三种类型。 1、 局域网（LAN） 局域网的作用范围是几百到几千米，通常用于组建企业网和校园网，并分为局部区域网和高速区域网。,2、 城域网（MAN） 城域网是局域网的延伸,用于局域网之间的连接,网络规模局限在一座城市范围内, 覆盖的地理范围从几十至几百公里。,图 1-12 城域网链接示意图,3、广域
15、网（WAN） 广域网又称远程网，是指在一个很大地理范围（从数百公里到数千公里，甚至上万公里）由许多局域网组成的网络。广域网是将远距离的网络和资源连接起来的任何系统，主要用在一个地区、行业甚至在全国范围内组网,达到资源共享的目的。,图 1-14 广域网、城域网和局域网的连接关系示意图,广域网使用的主要技术为存储-转发技术。城域网与局域网之间的连接是通过接入网来实现的。接入网又称为本地接入网或居民接入网，它是近年来由于用户对高速上网需求的增加而出现的一种网络技术，是局域网与城域网之间的桥接区。,1、有线网（Wired Network） 双绞线：其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一般，广
16、泛应用于局域网中。 同轴电缆：俗称细缆，现在逐渐淘汰。 光纤电缆：特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强，是高安全性网络的理想选择。 2、 无线网（Wireless Network） 无线电话网：是一种很有发展前途的连网方式。 语音广播网：价格低廉、使用方便，但安全性差。 无线电视网：普及率高，但无法在一个频道上和用户进行实时交互。 微波通信网：通信保密性和安全性较好。 卫星通信网：能进行远距离通信，但价格昂贵。,2 按传输介质分类,3 网络的其他分类方式,一、按照网络的传输技术，可将网络分为广播式网络和点对点式网络,二、按照交换方式分类，可分为电路交换网、报文交换网和分组交换网,四、按计算机网络的工作模式分类，主要分为对等网和客户机/服务器网,再见!,
