1、第1章 计算机网络基础知识,第1章 计算机网络基础知识,教学目标 （1）了解计算机网络的发展及应用； （2）熟悉计算机网络的概念及分类； （3）熟悉计算机网络与单机系统的区别； （4）熟悉计算机网络的功能与特点； （5） 掌握计算机网络的拓扑结构。,第1章 计算机网络基础知识,教学内容1.1 计算机网络的产生与发展1.2 计算机网络的概念1.3 计算机网络的功能与分类1.4 计算机网络的拓扑结构1.5 计算机网络的应用,你知道哪些网络？,电信网络,有线电视网络,计算机网络,网络,电力网络,交通网络,销售网络,2018/12/6,5,1.1 计算机网络的产生与发展,1.具有通信功能的单机系统19
2、501969(终端机） 2.具有通信功能的多机系统1969-1975（ARPAnet） 3.国际标准化计算机网络1975-1990（ISO） 4.宽带高速网络(Internet),50年代 计算机-终端,多机系统,典型网络,60年代末 计算机-计算机,典型代表ARPA网,典型网络,70年代中期 局域网,80年代局域网迅速发展,90年代网络互连，Internet崛起,文件服务器,打印服务器,工作站,2018/12/6,9,1.2 计算机网络的概念,1.2.1 计算机网络定义利用通信线路和通信设备,将地理位置不同的功能独立的多台计算机互连起来，以功能完善的网络软件来实现资源共享和信息传递就构成了计
3、算机网络系统。,1.2.2 计算机网络结构,1. 通信子网定义：通信子网负责网络中的信息传递。由传输线路、分组交换设备、网控中心设备等组成。该子网形成网络信息传递的框架结构，因此又被称为“主干网”或“骨架网”。,1.2.2 计算机网络结构,1. 通信子网(1) 结合型子网通信子网与资源子网混合在一起，没有严格的分界线。大多数局域网就属于这一形式。 (2) 公共型子网通信子网作为共享资源为各种网络提供服务。如公用电话网、公用闭路视讯网、综合业务数字网就是这种形式的子网。,1.2.2 计算机网络结构,2. 资源子网资源子网负责网络中数据的处理工作。由连入网络的所有计算机、面向用户的外部设备、软件和
4、可供共享的数据等组成。该子网主要有类设备：主机即计算机系统,接入控制设备即连接本地网络的各种设备,端设备即各种上网设备。,主机,终端,终端,终端,主机,终端,终端,通信处理机,主机,终端,通信子网,资源子网,通信处理机,2018/12/6,14,1.3 计算机网络的功能与分类,1.3.1 网络分类 1. 局域网(LAN)局域网(Local Area Network)是一种小范围内的网络,一般在几公里以内,以一个单位或一个部门为限,如在一个建筑物、一个工厂、一个校园内等。可用多种介质通信,传输延迟低,出错率低，具有较高的传输速率，,1.3.1 网络分类,2、城域网(MAN) 城域网(Metrop
5、olitan Area Network)是较大范围内的一种网络。城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络 3、广域网(WAN) 广域网(Wide Area Network)不受地区的限制，广域网也称为远程网。它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。,采用局域网，传输速率较高，误码率较低。组网方便，技术简单。,传输距离远，传输速率较低，误码率较高。机制复杂。,局域网 指十几公里的地理范围内将计算机、外设和通信设备互连在一起的网络系统。,广域网 涉及的范围较大，通常可以达到几十公里、几百公里，甚至更远。,1.3.1 网络分类,4. 基带网与宽带网基带网是指网络所用传输介质的通频带完全用于一种信
6、号的传输，“基带”的含义就是原始信号所占有的固有频率范围。宽带网是指网络所用传输介质的通频带较宽，可达300400MHZ，可以用频分多路复用技术，把通频带划分为多个信道，在同一根电缆上同时传送多个信号。,1.3.1 网络分类,5. 广播式网络与点到点网络广播式网络(Broadcast Network)发送信息的方式类似于广播的工作方式，网络中仅有一条信道，所有计算机都共享该信道，都同时收到信道上的信息点到点网络(P2P) 由一对对机器之间的多条连接构成。,1.3.2 网络功能,1. 资源共享资源共享可以减少重复投资，降低费用，推动计算机应用的发展。共享的资源包括：(1) 硬件资源。如CPU、存
7、储器、打印机等各种外部设备。(2) 软件资源。如各种应用软件，公用数据库，技术文档等。,1.3.2 网络功能,2.信息交换传递文件、电子邮件，发布新闻，以及进行电子数据交换（EDI）。 3. 提高系统可靠性计算机网络还可提高系统和数据的可靠性。 4.分布计算,给你发E-mail,打印文件mail,共享资源,实现数据传输,分布式数据处理,我的东西 丢失了！,提高可靠性,没关系！,2018/12/6,24,1.4 计算机网络的拓扑结构,将网络中的主机、终端和其他通信控制设备抽象为结点，将通信线路抽象为线，将点与线路连接而成的几何图形称为网络的拓扑结构。 计算机网络拓扑是通过网中节点与通信线路之间的
8、几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。拓扑设计是建设计算机网络的首步，也是实现各种网络协议的基础，它对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。,拓扑是研究点和线组成的几何图形的特性的学科,1.4.1 总线型,在一条总线上连接所有站点和其它共享设备。1. 总线型拓扑结构的主要优点 (1) 从硬件观点来看总线型拓扑结构可靠性高。因为总线型拓扑结构简单，而且又是无源元件。 (2) 易于扩充，增加新的站点容易。如要增加新站点，仅需在总线的相应接入点将工作站接入即可。 (3) 使用电缆较少，且安装容易。 (4) 使用的设备相对简单，可靠性高。
9、,1.4.1 总线型,在一条总线上连接所有站点和其它共享设备。2. 总线型拓扑结构存在的缺点 (1) 总线容易阻塞。 (2) 故障诊断、故障隔离困难。,1.4.1 星型和树型,每个节点均以一条单独线路与中心相连，形成辐射状网络构型 。1. 星型拓扑结构的优点 (1) 故障隔离简单。(2) 网络的扩展容易。(3) 控制和诊断方便。 (4) 访问协议简单。,1.4.1 星型和树型,2. 星型拓扑结构存在的缺点 (1) 过分依赖中心结点，如果中心机发生故障,全网停止工作。 (2) 线路太多，成本高。 3. 树型 树型(Tree)结构是星型结构的变形,各节点发送的信息首先被根节点接收,然后以广播方式发
10、送到全网,根节点起到中心的作用 。,1.4.3 环形,各节点经过环接口连成一个环形，在这种结构中每个节点地位平等，传输速度快，适合组建光纤高速环形传输网络。,优点： 路由选择控制简单。 电缆长度短。 适用于光纤。,缺点： 结点故障引起整个网络瘫痪。 诊断故障困难。,1.4.4 网型,每个节点至少有二条链路与其它节点相连，任何一条链路出故障时，数据报文可由其它链路传输，可靠性较高。大型广域网均属于这种类型。,1.4.5 混合型拓扑结构,混合方式比较常见的有星型/总线拓扑和星型环拓扑。1、星型/总线拓扑综合星型拓扑和总线拓扑的优点，它用一条或多条总线把多组设备连接起来，而这相连的每组设备本身又呈星
11、型分布。对于星型/总线拓扑，用户很容易配置和重新配置网络设备。,1.4.5 混合型拓扑结构,2、星型环型拓扑取星型和环型这两种拓扑的优点于一体。这种星型环拓扑主要用于IEEE802.5的令牌网。从电路上看，星型环结构完全和一般的环型结构相同，只是物理走线安排成星型连接，星型环拓扑的优点：故障诊断方便而且隔离容易；网络扩展简便；电缆安装方便。,2018/12/6,33,1.5 计算机网络的应用,1.5.1 计算机网络在个人信息服务中的应用 1. 对远程信息的访问 2. 个人通信 3. 网上娱乐,1.5.2 计算机网络在电子政务中的应用,电子政务EG(Electronic Government )
12、是指国家机关在政务活动中全面应用现代信息技术进行管理和办公以及为社会公众提供服务。一是推动政府机关内部的办公自动化-政务内网，二是推动政务的网络化和公开化-政务外网。,1.5.3 计算机网络在电子商务中的应用,电子商务EC(Electronic Commerce)是采用数字化电子方式进行商务数据交换和开发的商务活动。通常是指各种具有商业活动能力的实体利用计算机技术、网络技术和远程通讯技术等进行商务活动的一种运营模式，是一种以电子手段、现代信息网络为载体的新的商务贸易活动形式。,1.5.4 计算机网络应用带来的社会问题,1法律问题计算机网络犯罪越来越恶烈，由于其犯罪的隐蔽性与跨时空性，对计算机网络安全构成了巨大的威胁。 2社会道德互联网已形成一种新的“网络社会模式”。在互联网上，社会道德受到挑战。,作业,参考教材：P10 一、选择题 2,3,4,5,6 二、问答题 1，2，3，4,
