認識計算機網(wǎng)絡(luò)

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用第一章第一章網(wǎng)絡(luò)的組建與運行網(wǎng)絡(luò)的組建與運行1.1 認識計算機網(wǎng)絡(luò)認識計算機網(wǎng)絡(luò) 學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：l對各種生活中的計算機網(wǎng)絡(luò)有一定的認識；l理解什么是計算機網(wǎng)絡(luò)及其功能；l說出計算機網(wǎng)絡(luò)的三種類型及相應(yīng)的特點；l了解因特網(wǎng)的發(fā)展歷史。生活中的計算機網(wǎng)絡(luò)生活中的計算機網(wǎng)絡(luò)l1各種商業(yè)應(yīng)用的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)l2證券交易系統(tǒng)l3中國教育科研網(wǎng)（CERNET） l4Novell網(wǎng)l5. 電話網(wǎng)絡(luò)l6. 電視網(wǎng)絡(luò)辦公自動化 電子政府 電子郵件服務(wù) 可視會議 分布式數(shù)據(jù)庫 電子商務(wù) 電子數(shù)據(jù)交換 電子商務(wù) 在線服務(wù) 遠程教育 校園網(wǎng) 金融服務(wù)與管理 計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)

2、的基本概念q從計算機與通信技術(shù)相結(jié)合的觀點出發(fā)，人們把計算機網(wǎng)絡(luò)定義為“以計算機之間傳輸信息為目的而連接起來，實現(xiàn)遠程信息處理并進一步達到資源共享的系統(tǒng)”。 q從強調(diào)資源共享的觀點出發(fā)，計算機網(wǎng)絡(luò)是“把地理上分散的資源，以能夠相互共享資源（硬件、軟件和數(shù)據(jù)）的方式連接起來，并且各自具備獨立功能的計算機系統(tǒng)之集合體”。 q從物理結(jié)構(gòu)上看，計算機網(wǎng)絡(luò)又可定義為“在協(xié)議控制下，由若干計算機、終端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸和通信控制處理機等組成的集合”。 綜合上述觀點，我們把計算機網(wǎng)絡(luò)定義為：凡是將分布在不同地理位置并具有獨立功能的多臺計算機，通過通信設(shè)備和線路連接起來，在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)操作系

3、統(tǒng)等）支持下，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和數(shù)據(jù)傳輸為目的的系統(tǒng)，稱為計算機網(wǎng)絡(luò)?？梢詮囊韵氯齻€方面理解計算機網(wǎng)絡(luò)的概念: 計算機網(wǎng)絡(luò)是一個多機系統(tǒng)。 計算機網(wǎng)絡(luò)是一個互連系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡(luò)是一個資源共享系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成 計算機網(wǎng)絡(luò)在物理結(jié)構(gòu)上，可分為網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件組成，如下圖所示： 、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)等）應(yīng)用軟件（如）、協(xié)議軟件（如）、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（如網(wǎng)絡(luò)軟件關(guān)）器、網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備（如中繼同軸電纜、光纖）傳輸介質(zhì)（如雙絞線、節(jié)點處理機（交換機）網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）網(wǎng)絡(luò)工作站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器計算機網(wǎng)絡(luò)硬件計算機網(wǎng)絡(luò)IESPXIPXIPTCPUnixLinuxServerWindows/200

4、0計算機網(wǎng)絡(luò)的功能計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 （1）資源共享 硬件共享軟件共享數(shù)據(jù)共享 （2）數(shù)據(jù)通信 （3）分布式控制和分布處理 縱觀計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展歷史，大致可以分為四個階段，如下圖所示： 終 端 網(wǎng)絡(luò)通 信 網(wǎng)絡(luò)OSI/RM網(wǎng)絡(luò)因 特 網(wǎng) 面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò) 面向通信的網(wǎng)絡(luò) 面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用與進一步發(fā)展階段 計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域分為:廣域網(wǎng)（WAN）局域網(wǎng)（LAN）城域網(wǎng)（MAN）按信息交換方式分為:電路交換網(wǎng)報文交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分為:總線網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)星型網(wǎng)按通信介質(zhì)可分為：雙絞線網(wǎng)光纖衛(wèi)星網(wǎng)微

5、波網(wǎng)等按傳輸信號或傳輸方式可分為：基帶網(wǎng)寬帶網(wǎng)按通信傳播方式可分為：點對點傳播方式網(wǎng)廣播方式網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍又可分為：專用網(wǎng)公用網(wǎng) 按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域網(wǎng)絡(luò)可分為按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域網(wǎng)絡(luò)可分為l1局域網(wǎng)（LAN）l通常是私有的，用于連接一個辦公室、一棟建筑物或者一個校園的網(wǎng)路。l2城域網(wǎng)（MAN）l處在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，是一種由許多局域網(wǎng)連接而成的大型局域網(wǎng)。l3廣域網(wǎng)（WAN）l通?？缃雍艽蟮奈锢矸秶?，所覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個城市或國家，或橫跨幾個洲并能提供遠距離通信，形成國際性的遠程網(wǎng)絡(luò)。 衛(wèi)星 天線 天線 局域網(wǎng) 電話 傳真 局域網(wǎng) 電話 傳真 因特網(wǎng)簡介因特網(wǎng)簡介l因

6、特網(wǎng)的英文名稱Internet l使用TCP/IP協(xié)議l（Transport Control Protocol/Internet Protocol ）l發(fā)展階段： l20世紀(jì)70年代初期 ARPANET l20世紀(jì)80年代 NSFNET l1987年以后，引進一些商業(yè)網(wǎng)絡(luò)（如UUNET等） 因特網(wǎng)的示意圖1.2 不同的連接策略不同的連接策略一、根據(jù)需求選擇網(wǎng)絡(luò)一、根據(jù)需求選擇網(wǎng)絡(luò)l1、對等網(wǎng)-簡單、低廉的個人互連計算機的方法。所有計算機都處于平等的地位，一臺計算機既可以向其他計算機提供相應(yīng)的文件和打印共享服務(wù)，又可以作為客戶機去訪問其他計算機提供的共享資源。 l2、服務(wù)器-客戶機網(wǎng)絡(luò)-可以提供

7、組建大型網(wǎng)絡(luò)的能力，能向用戶提供更大量的資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。由服務(wù)器和客戶端組成。二、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)二、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)l1.雙絞線雙絞線l非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線l屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線l2.同軸電纜同軸電纜l50、75和和 93同軸電纜同軸電纜l3.光導(dǎo)纖維（又稱光纜）光導(dǎo)纖維（又稱光纜）1、傳輸介質(zhì)的特性、傳輸介質(zhì)的特性l物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；l傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號，以及傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號，以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍；調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍；l連通特性：允許點連通特性：允許點- -點或多點

8、連接；點或多點連接；l地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；l抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響的能力；影響的能力；l相對價格：器件、安裝與維護費用。相對價格：器件、安裝與維護費用。（1）雙絞線的主要特性）雙絞線的主要特性l屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 STP和非屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線UTP 銅線絕緣層外屏蔽層外部保護層（a ） 屏蔽雙絞線（a ） 屏蔽雙絞線銅線絕緣層外部保護層（b ） 非屏蔽雙絞線（b ） 非屏蔽雙絞線雙絞線結(jié)構(gòu)示意圖雙絞線結(jié)構(gòu)示意圖雙絞線配線架雙絞線配線架l同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖同軸電纜結(jié)構(gòu)示意

9、圖內(nèi)導(dǎo)體絕緣層外屏蔽層外部保護層（2）同軸電纜的主要特性）同軸電纜的主要特性同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖（3 3）光纖的主要特性）光纖的主要特性光電轉(zhuǎn)換LED發(fā)送端輸入輸入PIN接收端輸出輸出光纖光纖光信號光電轉(zhuǎn)換光纖包層外部保護層(a)(a)保護層包層光纖(b)(b)包層保護層光導(dǎo)纖維結(jié)構(gòu)與原理示意圖光導(dǎo)纖維結(jié)構(gòu)與原理示意圖光纖傳送模式：MMF、SMF光纖的直徑減小到一個光波波長多束光線以不同的反射角傳播多束光線以不同的反射角傳播單束光線沿直線傳播單束光線沿直線傳播（4）無線通信與衛(wèi)星通信）無線通信與衛(wèi)星通信l1.無線通信無線通信l2.微波通信微波通信l3.蜂窩無線通信蜂窩無線通信l

10、4.衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信l5.藍牙技術(shù)藍牙技術(shù)（Bluetooth）地面微波接力地面微波接力l頻率：頻率：100MHz10GHzl兩個地面站之間傳送兩個地面站之間傳送l可視范圍可視范圍l距離：距離：50 -100 kml速率低，幾百速率低，幾百kb/s地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星l與地面站相對固定位置l使用3個衛(wèi)星覆蓋全球l傳輸距離遠l傳輸延遲時間長藍牙技術(shù)藍牙技術(shù)l藍牙(Bluetooth)技術(shù)是一種短距的無線通訊技術(shù)，工作在2.4 GHz ISM頻段，其面向移動設(shè)備間的小范圍連接，通過統(tǒng)一的短距離無線鏈路，在各種數(shù)字設(shè)備間實現(xiàn)靈活、安全、低成本、小功耗的話音以及數(shù)據(jù)通信。主要技術(shù)特點如下：l藍牙的

11、指定范圍是10 m，在加入額外的功率放大器后，可以將距離擴展到100 m。輔助的基帶硬件可以支持4個或者更多的語音信道。 l藍牙技術(shù)提供低價、大容量的語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，最高數(shù)據(jù)傳輸速率為723.2kbit/s。 l藍牙技術(shù)使用快速跳頻(1 600跳/s)避免干擾，在干擾下，使用短數(shù)據(jù)幀來盡可能增大容量。 傳傳輸輸媒媒體體 速速率率 傳傳輸輸距距離離 性性能能(抗抗干干擾擾性性) 價價格格 應(yīng)應(yīng)用用 雙雙絞絞線線 10-1000Mb/s 幾幾十十kM 可可以以 低低 模模擬擬/數(shù)數(shù)字字傳傳輸輸 50 同同軸軸電電纜纜 10Mb/s 3kM 內(nèi)內(nèi) 較較好好 略略 高高 于于雙雙絞絞線線 基基帶帶數(shù)數(shù)

12、字字信信號號 75 同同軸軸電電纜纜 300-450MHz 100kM 較較好好 較較高高 模模擬擬傳傳輸輸電電視視、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)及及音音頻頻 光光纖纖 幾幾十十Gbps 30kM up 很很好好 較較高高 遠遠距距離離傳傳輸輸 短短波波 50MHz 全全球球 較較差差 較較低低 遠遠程程低低速速通通信信 地地面面微微波波接接力力 4-6GHz 幾幾百百kM 好好 中中等等 遠遠程程通通信信 衛(wèi)衛(wèi)星星 500MHz 18000kM 很很好好 與與 距距 離離無無關(guān)關(guān) 遠遠程程通通信信 常用傳輸媒體的比較常用傳輸媒體的比較三、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的選擇三、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的選擇l網(wǎng)卡主要包括了以下幾個部分的部件

13、：發(fā)送和接收部件、載波檢測部件、發(fā)送和接收控制部件、曼徹斯特編碼譯碼器、LAN管理部件、微處理器等。l按照網(wǎng)卡傳輸速度的不同，可以分為：10Mbps、100Mbps、10100Mbps自適應(yīng)、千兆位以太網(wǎng)卡。 l按網(wǎng)卡總線類型來劃分，可以分為：ISA、EISA、MCA、PCI、PCMCIA、并行接口和USB接口等幾種類型。集線器集線器l集線器Hub，工作在物理層（最底層），沒有相匹配的軟件系統(tǒng)，是純硬件設(shè)備。集線器主要用來連接計算機等網(wǎng)絡(luò)終端。 l集線器為共享式帶寬，連接在集線器上的任何一個設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時，其他所有設(shè)備必須等待，此設(shè)備享有全部帶寬，通訊完畢，再由其他設(shè)備使用帶寬。正因此，集線器

14、連接了一個沖突域的網(wǎng)絡(luò)，所有設(shè)備相互交替使用 。交換機交換機l交換機Switch，工作在數(shù)據(jù)鏈路層（第二層），稍微高端一點的交換機都有一個操作系統(tǒng)來支持。和集線器一樣主要用于連接計算機等網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。 l交換機允許連接在交換機上的設(shè)備并行通訊，設(shè)備間通訊不會再發(fā)生沖突，因此交換機打破了沖突域，交換機每個接口是一個沖突域，不會與其他接口發(fā)生通訊沖突。路由器路由器l路由路由器Router，工作在網(wǎng)絡(luò)層（第三層），所有的路由器都有自己的操作系統(tǒng)來維持，并且需要人員調(diào)試，否則不能工作。路由器沒有那么多接口，主要用來進行網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)的連接。簡單的說路由器把數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一個網(wǎng)絡(luò)，這個過程就叫路由。路由器不僅能像交換機一樣隔離沖突域，而且還有更強的網(wǎng)絡(luò)隔離能力、流量控制能力，從而有效的控制擁塞，提高整個網(wǎng)絡(luò)的性能。四、計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲構(gòu)四、計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲構(gòu)型型l計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)l計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲是通過網(wǎng)中結(jié)點與通信線路之間的幾何關(guān)系計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲是通過網(wǎng)中結(jié)點與通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各實體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各實體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系; ;l計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲主要是指計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲主要是指通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)的拓