3 计算机网络基础

1. 3 计算机网络基础

2. 内容提要 • 计算机网络概述 • 计算机网络互联 • Internet基础 • Internet应用

3. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

4. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

5. 其他外设 计算机网络的定义 • 计算机网络就是将分布在不同地域的一群具有独立功能的计算机通过通信设备和传输介质互连起来，在通信软件的支持下，实现计算机间资源共享、信息交换和分布式处理的系统。

6. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

7. 低速线路 终端 公用电话网或高速线路 调制解调器 前端处理机 集中器 调制解 调器 终端 主机 终端 面向终端的第一代计算机网络----终端与主机互连 • 大约产生于1954年 • 以单个主机为中心、面向终端设备的网络结构。 • 由于终端设备不能为中心计算机提供服务，因此终端设备与中心计算机之间不提供相互的资源共享，网络功能以数据通信为主。

8. 资源子网 终端 主机 主机 主机 通信子网 主机 主机 强调整体性能的第二代计算机网络——主机与主机互连

9. 产生于1969年。 • 强调网络的整体性，用户不仅可以共享与之直接相连的主机的资源，而且还可以通过通信子网共享其他主机或用户的软、硬件资源 • 以通信子网为中心 • 计算机网络=通信子网+资源子网。

10. 以OSI模型为基础的第三代计算机网络——网络与网络互连 • 早期计算机之间的组网是有条件的，在同一网络中只能存在同一公司生产的机器和网络设备，不同公司之间的网络不能互连互通。 • 国际标准化组织ISO于1977年设立了专门机构研究解决上述问题，不久后提出了一个使各种计算机能够在世界范围内互连的标准框架，即开放系统互连参考模型OSI/RM( Open System Interconnection/Recommended Model)，简称为OSI参考模型。 • OSI参考模型的提出，为计算机网络技术的发展开创了一个新的纪元，为计算机网络的互联奠定了理论基础。从此，计算机网络进入了标准化网络发展阶段。

11. OSI 7层模型

12. 宽带综合的第四代计算机网络----多媒体信息互连 • 20世纪90年代后，随着多媒体技术和数字通信的出现而产生 • 其主要特点是综合化 • 语音、数据、图象等信息以二进制的数字方式综合 • 三网合一：电信网、广播电视网、计算机网络 • 主要方式 • ISDN:综合业务数字网 • ADSL:非对称数字用户环 • Cable Modem:线缆调制解调器(有线电视线路)

13. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

14. 计算机网络的主要功能 • 数据通信 • 主要完成网络中各个节点之间的信息交换 • 如：文件传输、IP电话、E-mail、视频会议、ICQ信息广播、交互式娱乐、音乐、电子商务、远程教育等 • 资源共享 • 硬件、软件、数据、网络信息 • 增强可靠性 • 冗余 • 多点备份 • 分布式处理 • 协调工作，共同完成任务

15. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

16. 计算机网络的基本组成 • 计算机系统:核心组成，负责数据信息的收集、处理、存储、传输和提供共享资源。 • 通信线路和通信设备:用于连接计算机. • 网络协议:是指通信双方必须共同遵守的约定和通信规则 • 如TCP/IP协议、NetBEUI协议、IPX/SPX协议 • 网络软件:是一种在网络环境下使用和运行或者控制和管理网络工作的计算机软件 • 网络系统软件（NOS）:Linux, Windows XP • 网络应用软件：IIS

17. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

18. 计算机的拓扑结构 • 计算机网络的拓扑结构是网络中节点(计算机或设备)和通信线路的几何排列形式。 • 包括： • 总线型结构 • 星形拓扑 • 环型拓扑 • ……

19. 计算机的拓扑结构 总线拓扑 扩展星型拓扑 环型拓扑 层次拓扑 星型拓扑 格拓扑

20. 总线拓扑（Bus Topology） • 结构简单灵活，易于扩展；共享能力强，便于广播式传输。 • 网络响应速度快，但负荷重时性能迅速下降；局部站点故障不影响整体，可靠性较高。但是，总线出现故障，则将影响整个网络。 • 易于安装，费用低。

21. 环型拓扑（Ring Topology） • 在环形网络中，各工作站间无主从关系，结构简单；信息流在网络中沿环单向传递，延迟固定，实时性较好。 • 两个节点之间仅有惟一的路径，简化了路径选择，但可扩充性差。 • 可靠性差，任何线路或节点的故障，都有可能引起全网故障，且故障检测困难。

22. 星型拓扑（Star Topology） • 所有设备都连接到中心点 • 这一中心点通常是一台集线器或者是交换机 • 用作以太网技术 • 结构简单，便于管理和维护；易实现结构化布线；结构易扩充，易升级。 • 通信线路专用，电缆成本高。 • 星形结构的网络由中心节点控制与管理，中心节点的可靠性基本上决定了整个网络的可靠性。 • 中心节点负担重，易成为信息传输的瓶颈，且中心节点一旦出现故障，会导致全网瘫痪。

23. 扩展星型拓扑（Extended Star Topology） • 把独立的星形拓扑结构连接到一起 （中心点） • 中心点是集线器或者是交换机 • 可以扩展网络的规模

24. Server 层次拓扑（Hierarchical Topology） • 与扩展星形拓扑的创建方法类似，但不是把集线器/交换机连接到一起，而是将一个辅助（从属）系统与一台能控制拓扑结构中流量的主计算机进行连接。

25. 格拓扑（Mesh Topology） • 每个节点和其它节点都有连接（full-mesh) • 对于任何一个地点都有多条通路可以到达，尽管不存在从每台主机到其它任何一台主机的链路（part-mesh) • 使用在绝对不能出现通信中断的情况——例如核电厂的控制系统

26. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

27. 计算机网络分类 • 按照计算机网络的覆盖范围划分 • 局域网LAN（ Local Area Network） • 城域网MAN（ Metropolitan Area Network） • 广域网WAN（ Wide Area Network） • 按网络的拓扑结构划分 • 星型结构 (Star topology) • 总线结构 (Bus Topology) • 环型结构 (Ring Topology) • 树型结构 (Tree Topology)

28. 局域网LAN（Local area network） • 局域网的地理覆盖比较小。 • 覆盖区域 0.1km – 20 km • 传输速率比较高：1Mb – 10Gb/s • 拓扑结构简单，总线型，星型，环型 • 我们在学校的网络就是局域网。

29. 广域网WAN（Wide Area Network • 覆盖的地理区域大 • 广域网连接常借用公用网络 • 传输的速率校局域网低。一般在 64kb ~ 2Mb, 光纤介质的传输速率可以达到 155Mb/s, 最高可到 2.5Gb/s • Internet就是一个最大的广域网

30. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

31. 网络协议 • 要想让两台计算机进行通信，必须使它们采用相同的信息交换规则。 • 我们把在计算机网络中用于规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规则称为网络协议(Network Protocol)或通信协议(Communication Protocol)。

32. 网络协议分层类比

33. OSI参考模型

34. OSI参考模型中的数据传输

35. TCP/IP协议模型

36. TCP/IP模型与OSI模型对应关系

37. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

38. 网络操作系统简介 • 相对单机操作系统而言，网络操作系统具有如下显著特点： • 复杂性 • 并行性 • 安全性 • 三大系列： • UNIX(Linux) • NetWare • Windows NT

39. 网络操作系统 • UNIX • 出现于20世纪60年代 • 用于大型机和小型机 • 安装、管理和维护都比较专业化 • Linux • 1991年诞生 • 开放源码的自由软件 • Netware • Novell公司开发，80年代末风靡一时 • Windows NT/2000server/.NET Server

40. 3.1计算机网络概述 • 3.1.1什么是计算机网络 • 3.1.2计算机网络的发展 • 3.1.3计算机网络的主要功能 • 3.1.4计算机网络的基本组成 • 3.1.5计算机网络的拓扑结构 • 3.1.6计算机网络的分类 • 3.1.7网络体系结构概要 • 3.1.8网络操作系统简介

41. 3.2计算机网络互联 • 3.2.1局域网 • 3.2.2广域网 • 3.2.3计算机网络互联

42. 3.2计算机网络互联 • 3.2.1局域网 • 3.2.2广域网 • 3.2.3计算机网络互联

43. 局域网

44. （1）局域网介质 • 双绞线 • 同轴电缆 • 光纤 • 无线通信

45. 屏蔽双绞线（Shielded twisted-pair，STP)

46. 非屏蔽双绞线（ Unshielded twisted-pair，UTP)

47. 非屏蔽双绞线（ Unshielded twisted-pair，UTP) • 防护套可以帮助降低外界的干扰. • 价格便宜 • 安装方便 • UTP没有内部屏蔽，抗噪音性较差 • 使用最为广泛

48. 非屏蔽双绞线（ Unshielded twisted-pair，UTP)

49. 同轴电缆（Coaxial Cable）

50. 同轴电缆（Coaxial Cable） • 非常普遍使用的技术 (Cable TV). • 防护套可以帮助降低外界的干扰. • 使用长度比UTP & STP更远. • 最大距离 : • 细缆 : 185 m. • 粗缆 : 500 m. • 50Ω for Ethernet.