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计算机网络基础知识


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第一章 计算机网络基础
内容简介

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1.1计算机网络的定义
1.2计算机网络组成与功能 1.3计算机网络的发展 1.4计算机网络的分类 1.5计算机网络拓扑结构

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1.1 计算机网络的定义
1.定义:把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机系 统通过通信设备和线路连接起来,在功能完善的软件和协 议的管理下实现网络中资源共享的系统。 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 (2)以数据交换为基础,以共享资源为目的
主机 通信设备 主机 通信线路 主机 通信子网 主机 终端

终端

终端
2

资源子网

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1.1 计算机网络的定义
计 算 机

通 信

计算机网络

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1.1 计算机网络的定义
以共享资源为目的的计算机网络 :

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1.2 计算机网络的组成
1.组成:通信子网、资源子网

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1.2 计算机网络的组成
2.通信子网
(1)功能:完成网络的通信 数据的存储转发 差错控制 流量控制 路由选择 网络安全

(2)构成: 网络结点+通信线路

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1.2 计算机网络的组成
3.资源子网
(1)功能:提供网络服务,进行资源共享并且拥有处理数据的 能力。 (2)构成:主机系统(硬件+软件)

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1.3 计算机网络的发展
第一阶段(50年代):计算机通信网络,特征是计 算机与终端互连,实现远程访问。 1.具有远程通信功能的单机系统 解决了多个用户共享主机资源的问题 存在问题:主机负担重,通信费用高

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1.3 计算机网络的发展
2、具有远程通信功能的多机系统 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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1.3 计算机网络的发展
第二阶段(60年代):计算机通信系统,特征是 计算机与计算机互连 ? 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 主要问题:网络对用户不是透明的

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1.3 计算机网络的发展

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1.3 计算机网络的发展

第三阶段(70年代中期—80年代末期):现代计算 机网络阶段,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。 局域网技术出现突破性进展。
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1.3 计算机网络的发展

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1.3 计算机网络的发展
网络计算的新时代
帧中继

异步传输模式ATM 波分多路复用WDM

未来的网络结构如下图:

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1.4 计算机网络的分类
分类标准:
分类标准 物理范围 网络名称 局域网、城域网、广域网

管理方法
网络操作系统 网络协议

基于客户机/服务器的网络、对等网
Windows网络、Netware网络、UNIX网络 NETBEUI网络、IPX/SPX网络、 TCP/IP网络等

拓扑
信息传输技术 体系结构

总线型网络、星型网络、环型网络等
点到点网络、广播式网络 以太网、令牌环网、AppleTalk网络等
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1.4 计算机网络的分类
1.按网络地理覆盖范围划分
(1)局域网(LAN):是由一系列用户终端和具有信息处 理与交换功能的节点及节点见的传输线路组成, 限制在有限的距离之内,实现各计算机间的数据 通信,具有较高的网络传输速率,局域网范围一 般不超过10KM,往往局限于企事业单位内,组建 局域网具有组建灵活,成本低廉,运行可靠,速 度快等优点。

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1.4 计算机网络的分类
(2)城域网(MAN):也称都市网,它的覆盖范围一般是 一个城市,它是在局域网不断普及,网络产品增 加,应用领域拓展等情况下兴起的。它是将一个 城市范围的局域网互连起来,以得到更高的数据 传输速率
北区

南区
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1.4 计算机网络的分类
(3)广域网(MAN):覆盖范围广阔,又称远程网。广域 网覆盖的地理范围可以是一个城市,一个地区, 一个省,一个国家。最大的是Internet。广域网的 传输速率低
Internet

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modem

modem

modem

modem

因特网 电话网
modem modem 主 服 务 器 网关 路由器

防火墙

北京 LAN

企业网
上海

LAN
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1.4 计算机网络的分类
? 按地理范围分三种类型的比较
类型 范围 地域 规模

局域网 LAN <10 公里

实 验 室 、 大 一个单位或部门, 楼、校园 小于几百用户 城市范围内 较多

城域网 MAN 几十公里

广域网 WAN 几十至几千 国家、地区、 很多 公里 国际性

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1.4 计算机网络的分类
2.按信息传输技术划分
(1)广播式网络 在网络中只有一个通信信道,由网络中的所有 主机共享 特点:当从网络中任何一台主机发出一个短报文 时,网上所有的主机都可以接受到。但通过报文 中“地址标识”,确定目标主机,它适用于距离 范围小,网络内工作站点少

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1.4 计算机网络的分类
(1)点到点网络:当在一个网络中成对的主机间存在 着若干对的相互联结关系时,便组成了点到点的 网络 特点:当源主机想目的主机发送“分组”信息时, 分组信息可能经由一个或多个中间节点才能到达

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1.5 网络拓扑结构
1概念: 网络拓扑结构指连接于网络中的端系统 或工作站之间互连的方式;简单地说:指 网络形状,网络的连通性 常见的网络拓扑结构:
总线型、星型、环型、树型、混合型、网状型、 蜂窝型

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1.5 网络拓扑结构
2.常见网络结构介绍:
(1)总线型:采用一个公用通道作为传输媒体,所有 站点都通过相应的硬件接口直接连接到公用信道 上,这一公用信道称为总线

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1.5 网络拓扑结构
特点:
(1)所有站点发送的信息都通过该公用信道传播 (2)某一时刻只允许一个站点向信道上发送数据(且 数据分组中携带有目的地址) (3)信道上的数据能被其他所有站点接收,各站点识 别分组携带的目的地址,以确定是接收还是丢弃

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1.5 网络拓扑结构
(2)星型:每一个站点直接与一个公共的中心节点连接 中心节点的操作一般有两种方法: a.中心节点以广播式方式来运作,典型的设备是集 线器(HUB) b.中心节点以交换方式来运作,典型设备是专用交 换机(PBX)

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1.5 网络拓扑结构

HUB(中央控制器) HUB(中央控制器)

星型(Star)拓扑

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1.5 网络拓扑结构
HUB

SWITCH

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1.5 网络拓扑结构
(3)环型:由站点和链路组成闭合环 特点:数据沿环路单向传输,绕环行驶一周,回到 源站点。

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1.5 网络拓扑结构
(4)树型:是星型的扩展,树型网络是分层结构,具 有根节点和分支节点 特点:适用于分级管理和控制系统

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1.5 网络拓扑结构
(5)混合型:是将传统的总线型网络结构与星型网络 结构进行有机结合。 注:混合型(分布式,集散型)网络结构特别适用于 一个学校、企业、工厂等各个办公楼分散的情况

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1.5 网络拓扑结构
(6)其他型: a.双环型
b.拓展星型

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1.5 网络拓扑结构
(5)其他型: c.不规则型
d.完全网状型

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1.5 网络拓扑结构
(5)其他型: e.蜂窝型

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? 几种拓扑结构的比较
名称 优点 总线型 安装容易 使用电缆少 缺点 重配置难 故障定位难 可靠性差 环型 故障定位容易 单环可靠性差 双环可靠性好 重配置较难 星型 重配置较容易 使用电缆较多 故障定位容易 安装工作量大 介 质 故 障不 会 导 可靠性差 致全网停顿 网状 可靠性好 使用电缆多 故障定位容易 安装工作量大 重配置难 蜂窝状 不需重新配置 当发射站出现故障 故障定位容易 是受影响设备多 应用 以太网 令牌总线* 令牌环 FDDI 10BASET 令牌环* FDDI* 广域网

无线局域网或 卫星通信等

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本章小结
了解:计算机网络的产生、发展 掌握:计算机网络定义、基本功能、计算机网 络的组成、网络的常用分类;网络常见拓 扑结构的特点。

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思考题:
1、什么是计算机网络,它主要涉及哪些方面? 2、试述计算机网络的主要功能和应用 3、计算机网络可从哪几个方面进行分类? 4、什么是资源子网?什么是通信子网? 5、常见的局域网拓扑结构有哪几种?简述它 们的主要特点。

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