第一章 计算机网络概述
计算机网络概述
二、计算机网络的功能和应用
(一)计算机网络的功能
1. 计算机网络的功能
(1)实现计算机系统的资源共享 计算机网络最基本的功能之一
(2)实现数据信息的快速传递
计算机网络是现代通信技术与计算机技术结合的产物。 (3)提高可靠性 多点备份
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(4)提供负载均衡与分布式处理能力
在全球多个地方放置相同内容的服务器,就近访问。 (5)集中管理
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网卡 集线器 交换机
路由器
双绞线
水晶头
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2、网络软件系统 网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统和各类网络应用 系统。 (1)服务器操作系统 网络操作系统(NOS),是多任务、多用户的操作系统,安装 在网络服务器上,提供网络操作的基本环境。 网络操作系统的功 能:处理器管理、文件管理、存储器管理、设备管理、用户界面 管理、网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络
(2) 数据交换是基础,资源共享为目的
3、网络资源 所谓的网络资源包括硬件资源(如大容量磁盘、打印机等)、 软件资源(如工具软件、应用软件等)和数据资源(如数据库文 件和数据库等)。
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(二)计算机网络的发展历史
1、第一阶段( 60年代初期到60年代中期):计算机通信网络,特征 是计算机与终端互连,实现远程访问。
解决了主机负担重、通信费用昂贵的问题。 主要问题:多个用户只能共享一台主机资源。
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2、第二阶段(60 年代中期到70年代中期):。 采用分组交换技术实现计算机 — 计算机之间的通信,使计算机 网络的结构、概念都发生了变化,形成了通信子网和资源子网的
网络结构。
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主要问题:网络对用户不是透明的。
(5)网络管理系统软件
(6)网络安全软件 :防火墙软件 (7)网络应用软件:网络浏览器软件
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四、计算机网络的分类
(一)按计算机网络的覆盖范围
由于网络覆盖范围和计算机之间互连距离不同,采用的网络 结构和传输技术也不同,因而形成不同的计算机网络。一般可以 分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)三类。
务管理等。
(3)过程控制:工厂各生产车间的生产过程和自动化控制。 (4)Internet互联网应用:电子邮件E-mail 、信息发布WWW 、电
子商务E-Commerce 、远程音频与视频应用
3、计算机网络的特点
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① 可靠性:某子系统出现故障时,可由网内其他子系统代为处理 。
② 独立性:网络系统中各相连的计算机系统各自既相互联系又相互 独立。
第二代计算机网络是计算机网络的“形成与发展”阶段 美国的ARPA网就是第二代网络的代表
3、第三阶段(70年代中期—80年代末期):现代计算机网络互连阶
段,特征是网络体系结构的形成和网络协议的标准化。 在计算机通信系统的基础之上,重视网络体系结构和协议标准化 的研究,建立全网统一的通信规则,用通信协议软件来实现网络 内部及网络与网络之间的通信,通过网络操作系统,对网络资源 进行管理,极大的简化了用户的使用,使计算机网络对用户提供 透明服务 。
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(二)按计算机网络拓扑结构分 类
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总线型拓扑结构:使用的传输介质是同轴电缆,每台计 算机上要求必须带BNC接口的网卡,现在已被淘汰。中 间有T型接头。终结器吸收线缆上产生的电磁信号,防 止对网络通信造成干扰。当时的集线器、交换机太高, 该种结构的网络优点:成本低。已被淘汰。
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(1)局域网技术出现突破性进展。
该阶段始于70年代末,这是按照ISO提出的OSI参考模型为指导 性标准构建的计算机网络。
第三代计算机网络是计算机网络的“成熟”阶段。
(2)第三代计算机网络的特点 网络体系结构的形成和网络协议的标准化 建立全网统一的通信规则 使计算机网络对用户提供透明服务
三、计算机网络的系统组成
计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的。
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(一)网络节点和通信链路
从拓扑结构看,计算机网络就是由若干网络节点和连接这些网络 节点的通信链路构成的。 计算机网络中的节点又称网络单元,一般可分为三类:访问节点、 转接节点和混合节点。 通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可
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思考
1、同学们平常玩网络游戏吗?聊QQ吗? 2、通过日常生活中对网络游戏、聊天类软
件的接触,说
PC1 DNS服务器
B
D
G 交换机 路由器
A
互联网
C
E
PC4
F 路由器 交换机
PC2
PC3
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一、计算机网络的定义和发展历史
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4、第四代计算机网络--高速、综合化网络
该阶段始于80年代末,相继出现了快速以太网、光纤分布式数字接 口(FDDI)、快速分组交换技术(包括帧中继、ATM)、千兆以太网、
B-ISDN 等一系列新型网络技术,这就是高速与综合化计算机网络
阶段。 Internet就是这一代网络的典型代表,已经成为人类最重要的、最
信子网的重要任务是负责全网的信息交换,它采用的是分组交换
技术(也就是存储转发技术)。 通信子网有两种类型: (1)公用型:如公用计算机互联网 (2)专用型:如各类电力网、金融银行网等
(三)网络硬件系统和网络软件系统
1、网络硬件系统
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网络硬件系统是指构成计算机网络的硬设备,包括各种计算机系 统、终端及通信设备。 常见的网络硬件有: (1)主机系统:服务器和工作站 服务器:局域网中,一种运行管理软件以控制对网络或网络资源 (磁盘驱动器、打印机等)进行访问的计算机,并能够为在网络 上的计算机提供资源使其犹如工作站那样地进行操作。 工作站:是网络中用户使用的计算机设备,是一种高档的微型计
安全性的建立、网络通信等。
常见的有:Novell公司的NetWare、微软公司的 Windows NT Server及 Unix系列。
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(2)工作站操作系统 一般的微机操作系统。 常见的有: Windows 98、Windows 2000 及Windows XP等。 (3)网络通信协议:实现网络数据交换规则和功能的软件,在通信 时,双方必须遵守相同的通信协议才能实现。 网络协议的三要素 :语法、语义、交换规则(同步、定时)。 (4)设备驱动程序 :网卡驱动程序。
种应用程序或大型数据库,向网络用户提供各种软硬件资源和网
络服务。终端控制器把一组终端连接到通信子网,并负责对终端 的控制及终端信息的接收和发送。用户通过资源子网不仅共享通
信子网的资源,而且还可以共享用户资源子网的硬件资源和软件
资源。
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2、通信子网
通信子网是由网络中的各种通信设备和用作信息交换的节点计算 机构成。系统以通信子网为中心,通信子网处于网络的内层。通
用更为简单的名称“网卡”。
(5)集线器(HUB):作为网络中枢连接各类节点,以形成星状结 构的一种网络设备。
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(6)交换机(switch):网络节点上话务承载装置、交换级、控制 和信令设备以及其他功能单元的集合体。交换机能把用户线路、 电信电路和(或)其他要互连的功能单元根据单个用户的请求连接 起来。 (7)路由器(router):为信息流或数据分组选择路由的设备。
(一)计算机网络的定义 1、定义
计算机网络是将分布在不同地理位置、具有独立功能的多台
计算机及其外部设备,用通信设备和通信线路连接起来,在网络 操作系统和通信协议及网络管理软件的管理协调下,实现资源共
享、信息传递的系统。
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2、由定义可知:
(1) 计算机网络是 “ 通信技术 ” 与 “ 计算机技术 ” 的结合产 物
般不允许系统外的用户使用。
(四)按照网络中计算机所处的地位划分
1.对等局域网 2.基于服务器的网络(也称为客户机/服务器网络)。
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1.对等局域网
用各种传输介质实现,如双绞线、同轴电缆、光缆、卫星、微波
等无线信道。通信链路又分为物理链路和逻辑链路。
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(二)资源子网和通信子网
从逻辑功能上可把计算机网络分为两个子网:用户资源子网和 通信子网。 1、资源子网 资源子网提供访问网络和处理数据的能力,由主机系统、终端控 制器和终端组成。主机系统负责本地或全网的数据处理,运行各
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星型拓扑结构:优点:对网络进行集中管理,其不会因 为一个节点出故障而不工作。
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环拓扑结构:一次只允许一个节点发送数据,用于大型 网络。
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网状拓扑结构:两个节点之间都需要有数据传输。
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(三)按网络的所有权划分
1.公用网 由电信部门组建,由政府和电信部门管理和控制的网络。 2.专用网 也称私用网,一般为某一单位或某一系统组建,该网一
算机,通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器
和外部存储器,并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、 图像处理功能以及联网功能。
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(2)终端(termination):网络与最终用户接触用以实现网络应用 的各种设备。 (3)传输介质:是指在网络中传输信息的载体,常用的传输介质分 为有线传输介质和无线传输介质两大类。 (4)网卡:计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网 络接口板(或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡)。 网络接口板又称为通信适配器或网络适配器(adapter)或网络 接口卡NIC(Network Interface Card)但是现在更多的人愿意使