第1章 計算機網(wǎng)絡概述 自考計算機網(wǎng)絡 4741課件

《計算機網(wǎng)絡原理》

(自考本科)計算機網(wǎng)絡概述ChapterOne計算機網(wǎng)絡的認知與應用體驗

計算機網(wǎng)絡及應用無處不在：工作、學習和生活的一個不可缺少的部分推動經(jīng)濟社會發(fā)展的重要力量認知舉例請列舉你所知道的網(wǎng)絡應用。請列舉你所知道上網(wǎng)方式。Introduction(？？)

PCLaptopPDAMobilephoneLife,Work,LearningEconomics&SocietyWWWFTPE-mailQQMSN…Text,image,audio,video本章驅(qū)動問題什么是計算機網(wǎng)絡？計算機網(wǎng)絡是如何產(chǎn)生的？建立計算機網(wǎng)絡的目的何在？計算機網(wǎng)絡有幾部分組成？為什么從邏輯上對網(wǎng)絡進行劃分？計算機網(wǎng)絡的拓撲形式如何？計算機網(wǎng)絡技術(shù)及產(chǎn)品有標準嗎？本章學習要求及難點學習要求：掌握計算機網(wǎng)絡的定義與分類了解計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展理解計算機網(wǎng)絡的組成和邏輯劃分理解計算機網(wǎng)絡的拓樸結(jié)構(gòu)理解計算機網(wǎng)絡的功能與應用了解計算機網(wǎng)絡標準組織難點：計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)何為“網(wǎng)絡”為了達到某種目標而以某種方式聯(lián)系或組合在一起的對象或物體的集合：交通系統(tǒng)供水系統(tǒng)供電網(wǎng)絡郵政系統(tǒng)人際關(guān)系網(wǎng)絡關(guān)于計算機網(wǎng)絡的三種典型認識廣義的觀點資源共享的觀點用戶透明性的觀點

三大網(wǎng)絡（識記）電信業(yè)務網(wǎng)廣播電視網(wǎng)計算機網(wǎng)絡三大網(wǎng)絡介紹當前，在我國通信、計算機信息產(chǎn)業(yè)以及廣播電視領(lǐng)域中，實際運行并具有影響力的有三大網(wǎng)絡：電信網(wǎng)絡、廣播電視網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡。1.電信網(wǎng)絡電信網(wǎng)是以電話網(wǎng)為基礎逐步發(fā)展起來的。電話系統(tǒng)主要由本地網(wǎng)絡、干線和交換局三個部件組成。以前整個電話系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘柖际悄M的，現(xiàn)在所有的干線和交換設備幾乎都是數(shù)字的，僅剩下本地回路仍然是模擬的，這種特性使得數(shù)字傳輸比模擬傳輸更加可靠，而且，維護更加方便，成本更低。電信業(yè)務除了傳統(tǒng)的電話交換網(wǎng)（PSTN）之外，還有數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）、幀中繼網(wǎng)（FR）和異步傳輸模式網(wǎng)（ATM）等在DDN中，它可提供固定或半永久連接的電路交換業(yè)務，適合提供實時多媒體通信業(yè)務。在幀中繼網(wǎng)中，是以統(tǒng)計復用技術(shù)為基礎，進行包傳輸、包交換，速率一般在64bit/s～2.048Mbit/s，適合提供非實時多媒體通信業(yè)務。在ATM網(wǎng)中，ATM是支持高速數(shù)據(jù)網(wǎng)建設、運行的關(guān)鍵設備，可支持25Mbit/s～4Gbit/s數(shù)據(jù)的高速傳輸，不僅可以傳輸語音，還可以傳輸圖像，包括靜態(tài)圖像和活動影像。電信網(wǎng)除上述幾種網(wǎng)絡外，還有X.25公共數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）以及中國公用計算機網(wǎng)（CHINANET）等。2．廣播電視網(wǎng)廣播電視網(wǎng)主要是指有線電視網(wǎng)（CATV），目前還是靠同軸電纜向用戶傳送電視節(jié)目，處于模擬水平階段，但其網(wǎng)絡技術(shù)設備先進，主干網(wǎng)采用光纖，貫通各城鎮(zhèn)?；旌瞎饫w同軸電纜（HFC）入戶與電話接入方式相比，其優(yōu)點是:傳輸帶寬約為電話線的一萬倍，而且在有線電視同一根同軸電纜上，用戶可以同時看電視、打電話、上網(wǎng)，且互不干擾廣播電視網(wǎng)的信息源是以單向?qū)崟r以及一點對多點的方式連接到眾多用戶的，用戶只能被動地選擇是否接收（主要是語音和圖像）。利用混合光纖同軸電纜進行電視點播（VOD）以及通過CATV網(wǎng)接入Internet進行電視點播、通話等是CATV網(wǎng)今后的發(fā)展方向。它的主要業(yè)務除了廣播電視傳輸之外，還包括電視點播、遠程電視教育、遠程醫(yī)療、電視會議、電視電話和電視購物等。3．計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡初期主要是局域網(wǎng)，廣域網(wǎng)是在Internet大規(guī)模發(fā)展后才進入平常家庭的，目前主要依賴于電信網(wǎng)，因此傳輸速率受到一定的限制。

CHINANET依托強大的CHINAPAC、CHINADDN和PSTN等公用網(wǎng)，采用先進設備，是我國Internet的主干網(wǎng)。在計算機網(wǎng)中，用戶之間的連接可以是一對一的，也可以是一對多的，相互間的通信既有實時，也有非實時，但在大多數(shù)情況下是非實時的，采用的是存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。計算機網(wǎng)絡提供的主要業(yè)務有：文件共享、信息瀏覽、電子郵件、網(wǎng)絡電話、視頻點播、FTP文件下載和網(wǎng)上會議等?！叭W(wǎng)合一”就是把現(xiàn)有的傳統(tǒng)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計算機網(wǎng)互相融合，逐漸形成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡系統(tǒng)，由一個全數(shù)字化的網(wǎng)絡設施來支持包括數(shù)據(jù)、語音和圖像在內(nèi)的所有業(yè)務的通信。目前，三網(wǎng)合一逐漸成為了最熱門的話題之一，也是現(xiàn)代通信和計算機網(wǎng)絡發(fā)展的大趨勢。真題所謂“三網(wǎng)合一”中的“三網(wǎng)”是指()A.局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)

B.電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計算機網(wǎng)C.Internet、Intranet和Extranet D.高速局域網(wǎng)、交換局域網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)計算機網(wǎng)絡的定義

計算機網(wǎng)絡是指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、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)。計算機網(wǎng)絡中的計算機通常都處于不同的地理位置相互連接的計算機之間不存在互為依賴的關(guān)系。通信線路包括通信媒體、通信設備關(guān)系。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）網(wǎng)絡的根本目的是為了實現(xiàn)資源共享，資源包括硬件與軟件，如程序、數(shù)據(jù)庫、存儲設備、打印機等。計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展計算機網(wǎng)絡問世至今已經(jīng)有半個世紀的時間，其間經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：面向終端的計算機網(wǎng)絡

計算機網(wǎng)絡階段

標準或開放的計算機網(wǎng)絡因特網(wǎng)的廣泛應用與高速網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展1.面向終端的通信網(wǎng)絡階段誕生于20世紀50年代。由一臺中央主機通過通信線路連接大量的地理上分散的終端，構(gòu)成面向終端的通信網(wǎng)絡，也稱為遠程聯(lián)機系統(tǒng)。這是計算機網(wǎng)絡的雛形，如圖1-1所示。20CEN，50-60年代“終端-通信線路-計算機”的模式嚴格意義上講，不屬于計算機網(wǎng)絡范疇。

計算機網(wǎng)絡階段：計算機網(wǎng)絡階段

20世紀60年代，ARPAnet為典型（里程碑），ARPANET的主要目標是借助于通信系統(tǒng)，使網(wǎng)內(nèi)各計算機系統(tǒng)間能夠共享資源；以通信子網(wǎng)為中心，多主機多終端的特點，以實現(xiàn)“資源共享”為目的多計算機互連形態(tài)。重要貢獻：將應用與通信功能從邏輯上分離，產(chǎn)生了通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的概念，為Internet的形成奠定了基礎標準、開放的計算機網(wǎng)絡

1984年，國際標準化組織ISO（InternationalStandardsOrganization）正式制訂和頒布了“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”，簡稱OSIRM，即著名的OSI七層模型。ISO/OSIRM已被國際社會所公認，成為研究和制訂新一代計算機網(wǎng)絡標準的基礎。呼喚網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的標準化與兼容性：ISO的OSIRM（開放系統(tǒng)互連參考模型）-1977/1984IEEE的IEEE802標準-

1980年TCP/IP協(xié)議

推動了計算機網(wǎng)絡的高速發(fā)展：

以太網(wǎng)(ETHERNET)與因特網(wǎng)(Internet)。

因特網(wǎng)的廣泛應用與高速網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展目前計算機網(wǎng)絡的發(fā)展正處于第四階段。這一階段計算機網(wǎng)絡發(fā)展的特點是：互連、高速、智能與更為廣泛的應用。Internet是覆蓋全球的信息基礎設施之一，用戶可以利用Internet實現(xiàn)全球范圍的信息傳輸、信息查詢、電子郵件、語音與圖像通信服務等功能。

真題被稱為計算機網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展里程碑的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)是()A.ATM網(wǎng) B.DEC網(wǎng)C.ARPA網(wǎng) D.SNA網(wǎng)計算機網(wǎng)絡包含的四個方面連接對象（主要指各種類型的計算機或其他數(shù)據(jù)終端設備）

連接介質(zhì)（主要指雙絞線、同軸電纜、光纖、微波等通信線和網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)、中繼器、路由器等通信設備）

連接的控制機制（主要指網(wǎng)絡協(xié)議和各種網(wǎng)絡軟件）

連接方式（指網(wǎng)絡所采用的拓撲結(jié)構(gòu)，如星型、環(huán)型、總線型和網(wǎng)狀型等）

計算機網(wǎng)絡的分類按通信所使用的介質(zhì)，分為有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡按使用網(wǎng)絡的對象，分為公眾網(wǎng)絡和專用網(wǎng)絡；按網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，分為廣播式網(wǎng)絡和點到點式網(wǎng)絡；按照網(wǎng)絡交換方式，分為電路交換、報文交換、分組交換；按地理覆蓋范圍，分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)真題按照網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，可將計算機網(wǎng)絡分為(

)A.ATM網(wǎng)和虛擬網(wǎng)B.報文交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)C.局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)D.廣播式網(wǎng)絡和點對點網(wǎng)絡廣播式網(wǎng)絡和點到點式網(wǎng)絡示例局域網(wǎng)（Localareanetworks，LANs)覆蓋范圍一般在幾公里以內(nèi)，如一個房間、一個樓層、一幢大樓或一個園區(qū)范圍內(nèi)具有數(shù)據(jù)傳輸率高（10Mbps～10Gbps）、傳輸延遲低（幾十個ms）和誤碼率低等特點。通常為使用單位所有，建立、維護與擴展都較為方便

典型的LAN技術(shù):EthernetToken-RingFDDI廣域網(wǎng)（Wideareanetworks，WANs)覆蓋范圍一般是幾十公里到幾千公里以上?？梢愿采w一個國家和地區(qū)，還可跨越各大洲

典型的廣域網(wǎng)技術(shù)有：Modems

ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)DSL(DigitalSubscriberLoop)Framerelay

ATM(AsynchronousTransferMode)T-CarrierSeries(T1,T3,etc.)SONET(SynchronousOpticalNetwork)城域網(wǎng)（Metropolitanareanetworks，MANs)覆蓋范圍大約是幾公里到幾十公里，主要滿足城市、郊區(qū)的聯(lián)網(wǎng)需求。被廣泛用于城市范圍內(nèi)的企業(yè)、組織機構(gòu)內(nèi)部或相互之間的局域網(wǎng)互連，如連接某大學各大校區(qū)的大學校園網(wǎng)；連接南京各中小學的南京教育城域網(wǎng)等。城域網(wǎng)技術(shù)與局域網(wǎng)技術(shù)、城域網(wǎng)技術(shù)與廣域網(wǎng)技術(shù)之間的邊界正在日益模糊。計算機網(wǎng)絡的功能（重點）

可歸納為資源共享、數(shù)據(jù)通信、均衡負荷和分布式處理、提高計算機系統(tǒng)的可靠性等四項功能。資源共享：包括硬件和軟件資源。硬件資源包括處理機、大容量存儲器、打印設備等，軟件資源包括各種應用軟件、系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)通信：包括網(wǎng)絡用戶之間、各處理器之間以及用戶與處理器間的數(shù)據(jù)通信。如IP電話、E-MAIL、網(wǎng)上QQ等。均衡負荷：指當網(wǎng)絡的某個節(jié)點系統(tǒng)的負荷過重時，新的作業(yè)可以通過網(wǎng)絡傳送到網(wǎng)中其他較為空閑的計算機系統(tǒng)去處理。提高計算機系統(tǒng)的可靠性：一旦某臺計算機出現(xiàn)故障，其它的計算機可以馬上承擔起原先由該故障機所擔負的任務計算機網(wǎng)絡的應用信息檢索現(xiàn)代化的通信方式辦公自動化管理信息化電子商務與電子政務遠程教育與E-Learning遠程醫(yī)療生活娛樂和消遣Question？在同學們對計算機網(wǎng)絡有了初步的認識之后，請同學們思考一個非常重要的問題

計算機網(wǎng)絡由哪些部件組成？計算機網(wǎng)絡的組成從資源構(gòu)成的角度講，計算機網(wǎng)絡由硬件和軟件組成：硬件包括各種主機、終端等用戶端設備；交換機、路由器等通信控制處理設備；以及通信線路軟件則由各種系統(tǒng)程序和應用程序以及大量的數(shù)據(jù)與信息資源組成。將計算機網(wǎng)絡從邏輯功能上分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)

網(wǎng)絡邏輯劃分：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)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)絡資源和網(wǎng)絡服務。主要由主機、終端以及相應的I/O設備、各種軟件資源和數(shù)據(jù)資源構(gòu)成。通信子網(wǎng)為資源子網(wǎng)提供傳輸、交換數(shù)據(jù)信息的能力。主要由通信控制處理機（路由器）、通信鏈路及其他設備如調(diào)制解調(diào)器等組成。資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)結(jié)構(gòu)資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)CCPHostHostHostHostCCPCCPCCPCCPCCP現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡中的資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)從源到目標存在大量的中間節(jié)點資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)(續(xù))CCP的三大主要功能：網(wǎng)絡接口功能-----實現(xiàn)資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的接口功能；存儲/轉(zhuǎn)發(fā)功能----對進入網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息提供轉(zhuǎn)接功能；網(wǎng)絡控制功能-----為數(shù)據(jù)提供路徑選擇、流量控制等功能。

通信鏈路用于傳輸信息的物理信道以及為達到有效、可靠的傳輸質(zhì)量所必需的信道設備的總稱。拓樸結(jié)構(gòu)“拓樸”的概念來自離散數(shù)學中的圖論；拓撲學方法：把實體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的“點”，而把連接實體的線路抽象成“線”，進而以圖的形式來表示這些點與線之間關(guān)系的方法，其目的在于研究這些點、線之間的相連關(guān)系。拓撲結(jié)構(gòu)與幾何結(jié)構(gòu)屬于兩不同的數(shù)學概念

不同的幾何結(jié)構(gòu)可以具有相同的拓撲結(jié)構(gòu)。計算機網(wǎng)絡拓樸結(jié)構(gòu)將通信子網(wǎng)中的通信處理機、計算機等設備抽象成點，把連接這些設備的通信線路抽象成線，并將由這些點和線所構(gòu)成的拓撲稱為網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。為什么研究網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)而不是幾何結(jié)構(gòu)？網(wǎng)絡拓樸結(jié)構(gòu)反映出網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)關(guān)系，對于網(wǎng)絡的性能、可靠性以及建設管理成本等都有著重要的影響，在整個網(wǎng)絡設計中占有十分重要的地位，是網(wǎng)絡構(gòu)建時首先要考慮的因素之一。常見的網(wǎng)絡拓樸結(jié)構(gòu)

?總線型

?星型

?樹型?環(huán)型

?網(wǎng)狀型總線型

(Ethernet)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-廣播網(wǎng)絡優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn)，易于擴充缺點：可靠性和靈活性差、不保證信息的及時傳送，不具備實時性

星型(Ethernet)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(jié)構(gòu)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(guān)鍵，其他各節(jié)點處理能力低樹形

（LAN/WAN）網(wǎng)絡的各節(jié)點形成了一個層次化的結(jié)構(gòu)，樹中的各個節(jié)點通常都為主機，樹中低層主機的功能和應用有關(guān)，一般都具有明確定義功能，如數(shù)據(jù)采集、變換等；高層主機具備通用的功能，以便協(xié)調(diào)系統(tǒng)的工作，如數(shù)據(jù)處理、命令執(zhí)行等。缺點：各個節(jié)點對根節(jié)點依賴太大，類似與星形結(jié)構(gòu)優(yōu)點：易于擴展，故障隔離容易環(huán)型結(jié)構(gòu)

(Token-Ring)節(jié)點與鏈路構(gòu)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(zhuǎn)發(fā)給下一個相鄰的節(jié)點。優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn)，成本低，傳輸延時確定。缺點：實時性較差，總線上的故障會導致全網(wǎng)癱瘓雙環(huán)

(FDDI)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，投資大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

（廣域網(wǎng)）又稱無規(guī)則型。結(jié)點間的連接是任意的，不存在規(guī)律。是目前數(shù)據(jù)的傳輸有賴于所采用的網(wǎng)絡設備優(yōu)點：其主要優(yōu)點是可靠性高，但結(jié)構(gòu)復雜，必須采用路由選擇算法和流量控制方法。廣域網(wǎng)基本上都是采用網(wǎng)狀型拓撲結(jié)構(gòu)。缺點：結(jié)構(gòu)復雜，成本高總結(jié)在采用點一點線路的通信子網(wǎng)中，每條物理線路連接一對節(jié)點。采用點一點線路的通信子網(wǎng)的基本拓撲構(gòu)型有4種：星形、環(huán)形、樹形、網(wǎng)狀形在采用廣播信道的通信子網(wǎng)中，一個公共的通信信道被多個網(wǎng)絡節(jié)點共享。采用廣播信道通信子網(wǎng)的基本拓撲主要有4種：總線形、樹形、環(huán)形、無線通信與衛(wèi)星通信型。采用集中式通信控制策略的網(wǎng)絡拓撲是()A.星形拓撲 B.總線拓撲C.環(huán)形拓撲 D.網(wǎng)形拓撲真題.Internet采用的拓撲結(jié)構(gòu)是(

)A.星型結(jié)構(gòu)B.環(huán)型結(jié)構(gòu)C.樹型結(jié)構(gòu)D.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)真題光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI采用的拓撲結(jié)構(gòu)是【】A.

星形B.

環(huán)形C.

總線形D.

樹形．下列關(guān)于拓撲結(jié)構(gòu)的正確描述是（）A．星型拓撲各節(jié)點分布處理能力較強B．總線拓撲不能保證信息的及時傳送且不具有實時功能C．樹型拓撲不能擴展D．網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)復雜成本較低計算機網(wǎng)絡有關(guān)的國際標準組織與管理機構(gòu)標準組織：國際標準化組織ISO國際電信聯(lián)盟ITU美國電子工業(yè)協(xié)會EIA電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)Internet管理機構(gòu)：Internet協(xié)會(ISOC)Internet體系結(jié)構(gòu)委員(IAB)Internet工程任務組(IETF)Internet網(wǎng)絡信息中心(InterNIC)Internet賦號管理局(IANA)WWW協(xié)會（W3C）

1．ISO國際標準化組織（ISO）是一個全球性的非政府組織，是國際標準化領(lǐng)域中一個十分重要的組織。ISO制定了網(wǎng)絡通信的標準，即開放系統(tǒng)互連（OSI）。

ISO的主要任務是促進全球范