计算机网络

1. 计算机网络 张健 zhangj@szrtvu.com.cn 82116781 A座1001室

2. 课程性质 • 《计算机网络》是“计算机科学与技术”专业（本科）的一门统设必修课。本课程的大纲设置参考了国内知名大学远程教学的教学计划以及国内外Andrew S. Tanenbaum 《Computer Networks》、Lisa Stefanik《计算机网络实用教程》和谢希仁《计算机网络》等教材的教学体系。

3. 课程任务 • 本课程侧重介绍计算机网络的基本理论、基础知识、基本技能和方法，在完成基础知识教学任务的同时，还要通过课程实验，加强学生实际动手操作能力的训练与培养。通过本课程的学习，力求使学生对计算机网络有一个全面的了解，掌握计算机网络的实际操作技术，并对当前计算机网络技术出现的新技术和未来发展趋势有所认识，能够根据计算机网络技术的发展举一反三、灵活应用所学知识于实际工作之中。

4. 与相关课程的衔接 • 先修课程：计算机组成原理、操作系统。 • 后续课程：网络应用的相关课程。

5. 课程教学要求的层次 • 1．掌握 • 要求学生能够全面掌握所学内容，并能够用其分析、解答与计算机网络相关的问题，能够举一反三。 • 2．理解 • 要求学生能够较好地理解与网络系统相关的问题，并且能够进行简单分析和判断。 • 3．了解 • 要求学生能够一般地了解所学内容。

6. 教学基本要求 • 基础理论部分 • 实验部分

7. 基础理论部分 • 计算机技术和数据通信技术 ； • 网络体系结构（按TCP/IP参考模型介绍），要求学生以层次结构的观点和TCP/IP协议族规约，了解计算机网络各逻辑分层的功能和工作原理； • 对应用广泛的局域网技术，重点掌握以太网技术； • 要求学生从硬件和软件两方面，全面掌握网络互连的基本原理和技术； • 在网络应用上，要求学生掌握Web服务器等安装及其相关技术； • 掌握网络管理与网络安全的基本知识； • 了解网络最新发展技术。

8. 实验部分 • 简单以太网的组建、配置； • Windows环境下TCP／IP协议的配置及TCP／IP诊断； • 无线局域网的构建及配置DHCP设置； • VLAN规划与划分； • IIS服务器的配置与使用； • 计算机网络管理。包括局域网截包分析实验等。

9. 计算机网络概论 本讲主要内容 • 计算机网络 • 计算机网络的作用 • 计算机网络的组成 • 计算机网络的分类方法和类型 • 计算机网络的发展

10. 学习目标 • 掌握:计算机网络的组成和功能 • 理解:计算机网络的分类方法和类型 • 了解:计算机网络的发展

11. 计算机网络机房

12. 数据中心

13. ．．． 某校园网 资源服务器群等 校区1 三层交换机 网管 校区2 三层交换机 4条千兆线聚合 教科网/网通/电信 校园网核心路由交换 宿舍网三层交换机 各学院楼 三层交换机 三层交换机 楼层交换机 各学院楼 各学院楼

14. 计算机网络的定义 计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。

15. 计算机网络定义解析 计算机网络定义涉及到四个方面的问题： • 至少两台计算机以及其他设备（如打印机、外接硬盘等）互联。 • 通信设备与线路介质。 • 网络软件，通信协议和NOS • 联网计算机的“独立自治”性，主要是为了将计算机网络与主机加终端构成的分时系统，以及与主机加从属计算机构成的主从式系统区分开。如果一台计算机带多台终端和打印机，这种系统通常被称为多用户系统，而不是计算机网络；而由一台主控机带多台从控机构成的系统，是主从式系统，也不是计算机网络。

16. 计算机网络的作用 • 资源共享 • 数据通信 • 集中管理 • 增加可靠性 • 提高系统处理能力 • 安全功能

17. 资源共享 网络资源包括有： （1） 数据 数据通常是指保存在数据库中、磁盘阵列、磁带、光盘等介质上的原始数据，如卫星云图数据、人体数据、海洋数据、地质数据等。

18. 资源共享 网络资源包括有： 信息是指用语言、文字、数字、符号、图象、声音、情景、表情、状态等方式传递的内容。它来源于对数据的处理。如气象信息、各类数据库信息等 。 （2） 信息

19. 资源共享 网络资源包括有： 软件是指大量昂贵的应用软件，如动漫制作软件、网络杀毒软件、大型数据库软件等，允许网络上的多个用户同时使用，不必担心侵犯版权和数据完整性，能达到节省投资的目的。 （3） 软件

20. 资源共享 网络资源包括有： 硬件设备是指网络共享的硬件通常是指那些价格不菲或利用率不高的设备，如打印机、超级计算机、图形工作站、磁盘阵列、绘图仪等。还包括通信线路和设备，如DDN专线、路由器、网关、访问服务器，主干线路（光纤）、配线架、交换机等 。 （4） 硬件设备

21. 计算机网络的作用 • 资源共享 • 数据通信

22. 数据通信 数据通信包括： • 数据传输交换时的格式； • 传输差错时的控制； • 传输速度的匹配约定等 通信业务有： （1）信息查询与检索，如基于 WWW的Google, Yahoo等。 （2）文件传输与交换，例如FTP等 （3）电子数据交换(EDI) （4）电子邮件（E-mail） （5）远程登录（Telnet） （6）信息点播，如视频点播VOD （7）远程教学 （8）可视会议 （9）虚拟现实 （10）办公自动化（OA） （11）电子公告牌BBS,QQ聊天等 （12）交互式网络游戏

23. 计算机网络的作用 • 资源共享 • 数据通信 • 集中管理 节省运营和管理成本。将地理位置分散的生产单位或业务部门连接起来进行集中的控制和管理，提高工作效率，增加经济效益。同时有些贵重的设备可以不受地域的限制，进行集中管理，共享运行环境。

24. 计算机网络的作用 • 资源共享 • 数据通信 • 集中管理 • 增加可靠性 • 避免了单点失效对用户产生的影响。例如： • 数据的异地备份 • 计算机集群工作 • 宕机自动切换

25. 计算机网络的作用 • 资源共享 • 数据通信 • 集中管理 • 增加可靠性 • 提高系统处理能力 网络就是计算机。单机的处理能力是有限的，且由于种种原因（例如时差），计算机之间的忙闲程度是不均匀的。从理论上讲，在同一网内的多台计算机可通过协同操作和并行处理来提高整个系统的处理能力，并使网内各计算机负载均衡。 如计算机网格等

26. 计算机网络的作用 • 资源共享 • 数据通信 • 集中管理 • 增加可靠性 • 提高系统处理能力 • 安全功能 认证中心的用户认证、网络杀毒、防火墙的设置、VPN（虚拟专网）等都是网络的安全功能。 计算机网络永远处于资源共享和资源安全的矛盾交织之中。

27. 计算机网络的组成 通信子网 资源子网

28. 通信子网 • 通信子网：主要负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和转换等通信处理工作。它主要包括： • 通信线路（即传输介质） • 网络连接设备（如网络接口设备、通信控制处理机、网桥、路由器、交换机、网关、调制解调器和卫星地面接收站等）、 • 网络通信协议和通信控制软件等。

29. 资源子网 • 资源子网：主要负责全网的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能等 。它主要包括： • 计算机主机 • I/O设备和终端 • 各种网络协议、网络软件 • 数据库

30. 计算机网络的分类 计算机网络的分类标准: • 地域范围 • 拓扑结构 • 介质访问方式 • 交换方式 • 数据传输率 但这些分类标准只给出了网络某一方面的特征，并不能反映网络技术的本质。

31. 计算机网络的分类 计算机网络的分类标准: • 地域范围 局域网(Local Area Network)简称-------------LAN 城域网(Metropolitan Area Network)简称---MAN 广域网(Wide Area Network)简称-------------WAN

32. 计算机网络的分类 计算机网络的分类标准: • 地域范围 • 拓扑结构 • 星型拓扑结构 • 总线拓扑结构 • 树型拓扑结构 • 环型拓扑结构 • 网状型拓扑结构

33. 星形拓扑 网络的拓扑结构 计算机网络的星型拓扑结构 优点是简单，容易控制数据的安全性和优先级，容易增加新站点，容易检测和隔离错误； 缺点是有网络瓶颈，并且一旦中心站点发生故障，将导致整个网络瘫痪。 客户机和主机的联机系统就是星型拓扑结构。

34. 总线拓扑 网络的拓扑结构 计算机网络的总线拓扑结构 优点布线简单、维护方便、建设成本低，无瓶颈，低负载时效率高； 缺点是网上监控、检测比较困难，安全性较差，重负载时堵塞。 局域网中的以太网就是总线拓扑结构的网络。

35. 树型拓扑 网络的拓扑结构 计算机网络的树型拓扑结构 优点是网络结构简单、成本低、站点扩充方便灵活；是星型网络的扩展 。 缺点是除叶站点及其相连的链路外，任何一个工作站及其链路产生故障都可能影响网络系统的正常运行。 局域网中的以太交换机的级联是树型结构的网络。

36. 环型拓扑 网络的拓扑结构 计算机网络的环型拓扑结构 优点环型网络的优点是结构简单，网上传输延时固定，容易维护，在重负载其效率高。 缺点是环路中某个站点出现故障都可能造成整个网络瘫痪，网络建成后不易增加新站点，低负载时效率低。 令牌网或FDDI是典型的环形网络。

37. 网状拓扑 网络的拓扑结构 计算机网络的网状拓扑结构 优点网状型网络的优点是可靠性高、容错性好； 缺点是相对其它类型的网络来说网状型网络安装困难，并难于增加新站点；由于网状型网络结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。

38. 计算机网络的分类 计算机网络的分类标准: • 地域范围 • 拓扑结构 • 介质访问方式 传输介质又称为通信介质或媒体，它是计算机网络数据传输的通道。传输介质决定了网络的数据传输速度、网络段的最大长度、传输的可靠性及网卡的复杂性。 计算机网络按网络的传输介质分类可以分为： 有线网和无线网。

39. 计算机网络的分类 计算机网络的分类标准: • 地域范围 • 拓扑结构 • 介质访问方式 传输介质又称为通信介质或媒体，它是计算机网络数据传输的通道。传输介质决定了网络的数据传输速度、网络段的最大长度、传输的可靠性及网卡的复杂性。 计算机网络按网络的传输介质分类可以分为： 有线网和无线网。

40. 网络按传输介质分类 有线网： • 双绞线（Twist Pair）：双绞线按其导线的粗细可分为3类/5类/超5类线。一般双绞线应用于10Mbps～1000Mbps的数据传输率之间，直接传输距离控制在100m以内。 • 同轴电缆（Coaxial Cable）：同轴电缆的设计是为了防止外部电磁波的干扰，同轴电缆越粗所传递的信号衰减越小，同轴电缆的无中继传输距离要比双绞线略长一些。 • 光纤（Optic Fiber） :纯石英加工，直径约为10～100μm，比头发丝还细，但它可以在很短的时间内传递巨大数量的信息。采用了光波复用技术“WDM”。有较宽频带，误码率低，不受外界干扰。

41. 网络按传输介质分类 无线网： • 无线电话网：通过手机上网，目前已经成为上网热点。 • 无线电视网：普及率较高，但无法在一个频道上和用户进行实时交互。 • 卫星通信网：为了增加微波的传输距离，可将微波中继站放到人造卫星上，从而形成卫星通信系统。卫星通信系统是一种特殊的微波中继系统。 • 无线局域网。 • 红外线通信，可通过小型红外线收、发装置在计算机之间进行数据传输。

42. 按网络的通信方式分类 • 点对点传输网络。数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输。这种传输方式没有信道竞争，几乎不存在信道访问控制问题。星型网、环型网就是这种方式。 • 广播式传输网络。利用一个共同的传输介质把各个站点连接起来，使网上站点共享一条信道，其中任一站点输出的数据，其他站点均可以接收。这种方式适用于地域范围较小或保密性要求不高的网络，总线型网络和无线网都是采用这种方式。

43. 按网络的使用目的分类 • 1、共享资源网。使用者可以共享网络中的各种资源，包括硬件资源、软件资源以及各种服务。因特网就是典型的共享资源网。 • 2、数据处理网。专用于数据处理的网络，如研究机构的科学计算网络、企业内部的经营管理网络。 • 3、数据传输网。专用于收集、交换、传输数据的网络，如情报检索网络等。

44. 按网络服务方式分类 • 客户机/服务器模式 • 浏览器/服务器模式 • 对等网。

45. 作业 • P17第3题问答题 • 1、计算机网络的功能有哪些？ • 2、计算机网络的基本组成是什么？ • 3、计算机网络的定义是什么？ • 4、C/S结构与B/S结构有什么区别？

46. 本讲小结 计算机网络的作用 计算机网络的组成 计算机网络定义 计算机网络的分类方法和类型