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教学进程计算机网络基础第7章教学目标：►理解计算机网络的概念►掌握计算机网络的功能、分类和网络硬件的组成►掌握简单局域网的组建与管理►了解OSI参考模型和数据通信的基本概念教学进程7.1.1计算机网络的概念7.1计算机网络概述计算机网络是由地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统，利用通信设备和传输介质互相连接，并配以相应的网络软件，以实现数据通信和资源共享的系统。教学进程7.1.2计算机网络的分类地理范围：十几千米规模小，硬件设备相对简单是目前计算机网络发展中最活跃的分支7.1计算机网络概述局域网城域网广域网使用高速光纤的网络在一个特定的范围内传输速率比局域网高范围：几十到几千千米传输速率比较低误码率也较高采用了比较复杂的控制机制教学进程7.1.3计算机网络的功能7.1计算机网络概述资源共享是计算机网络的目的，也是计算机网络最核心的功能。可以使网络中各单位的资源互通有无、分工协作，大大提高系统资源的利用率。分布式数据处理数据传输是计算机网络最基本的功能，是实现其他功能的基础。主要完成网络中各个节点之间的通信。分布式处理是指将分散在各个计算机系统中的资源进行集中控制与管理，从而将复杂的问题，交给多个计算机分别同时进行处理，以提高工作效率。利用计算机网络，可以将负担过重的计算机所处理的任务转交给空闲的计算机来完成，这样处理能均衡各个计算机的负载，提高处理问题的实时性。数据传输资源共享均衡负载教学进程13456727.1.4计算机网络的物理组成7.1计算机网络概述各种类型的计算机①服务器：是网络的核心，为网络上的其他计算机提供服务的功能强大的计算机②客户机：使用服务器所提供服务的计算机。教学进程共享的外围设备连接在服务器上的硬盘、打印机、绘图仪等都可以作为共享的外围设备。此外，一些专门设计的外围设备，如网络共享打印机，可以不经过主机而直接连接到网上。局域网中的工作站都可以使用SP，就像使用本地打印机一样。23456717.1.4计算机网络的物理组成7.1计算机网络概述教学进程3网卡网卡即网络接口卡，又称网络适配器。一台连接到网络中的计算机都必须配备一张网卡，插在机箱的扩展槽中，通过它与通信线路相连接。网卡主要是将计算机数据转换为能够通过介质传输的信号。2456717.1.4计算机网络的物理组成7.1计算机网络概述教学进程调制解调器调制解调器是调制器和解调器的简称。调制解调器的功能是将计算机输出的数字信号转换成模拟信号，以便能在电话线路上传输。也能够将线路上传来的模拟信号转换成数字信号，以便于计算机接收。调制解调器分为内置式和外置式两种42356717.1.4计算机网络的物理组成7.1计算机网络概述教学进程传输介质传输介质是传送信号的载体，在计算机网络中通常使用的传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤、微波及卫星通信等。它们可以支持不同的网络类型，具有不同的传输速率和传输距离。52436717.1.4计算机网络的物理组成7.1计算机网络概述教学进程网络互联设备①中继器：接收、复制和传送电路上的信号，从物理上连接两个或多个网段，用于延伸局域网的物理作用范围②集线器：多用于局域网的组建，用来将若干台计算机通过双绞线连到一个集线器上③网桥：用于连接两个或几个局域网，它也是一种用于延伸局域网的物理设备④路由器：能在不同路径的复杂网络中自动进行线路选择，在网络的节点之间对通信信息进行存储和转发。62453717.1.4计算机网络的物理组成7.1计算机网络概述教学进程网络软件①网络协议软件：规定了网络上所有的计算机通信设备之间数据传输的格式和传输方式，以正确可靠地传输数据。②网络通信软件：目的就是使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，很容易地控制应用程序与多个站点进行通信，并且能对大量的通信数据进行加工和处理。③网络操作系统：管理整个网络的资源和运行，用以实现系统资源共享、管理用户对不同资源访问的应用程序。72456317.1.4计算机网络的物理组成7.1计算机网络概述教学进程7.1.5网络的拓扑结构7.1计算机网络概述网络中各个节点相互连接的方法和形式被称为网络拓扑。网络拓扑结构主要有以下几种类型：1．总线拓扑2．环型拓扑3．星型拓扑4．网状拓扑教学进程1．总线拓扑总线型拓扑是局域网最主要的拓扑结构之一，它采用单根传输线作为传输介质，主要特点：①所有节点都通过网卡直接连接到一条作为公共传输介质的总线上。②总线通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质。③所有节点都可以通过总线发送和接收数据，但一段时间内只允许一个节点利用总线发送数据。优点：结构简单、造价低并易于扩展。缺点：故障诊断较为困难，一个地方出现问题会影响一大片。总线拓扑适用于计算机数量较少、布线较集中的单位。7.1.5网络的拓扑结构7.1计算机网络概述教学进程2．环型拓扑环型拓扑是将联网的计算机由通信线路连接成一个闭合的环，主要特点：①节点通过相应的网卡，使用点－点连接线路，构成闭合的环型。②环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。③使用令牌传递。令牌沿网络传递，得到令牌控制权的站点可以传输数据。优点：结构简单，传输延时确定；电缆长度短，抗故障性能好。缺点：节点故障会引起全网故障，故障诊断也较困难，且不易重新配置网络。7.1.5网络的拓扑结构7.1计算机网络概述教学进程3．星型拓扑星型拓扑是由各站点通过点－点链路连接到中央节点上而形成的网络结构，主要特点：①每个站点只用一条单独的电缆，电缆将站点连接到一个中央设备上。②各个站点之间的通信都要通过中央节点来完成。优点：易于实现，容易检测和隔离故障，便于维护。缺点：网络的中心节点是全网可靠性的瓶颈，中心节点的故障可能造成全网瘫痪；每个站点都通过中央节点相连，需要大量的网线。7.1.5网络的拓扑结构7.1计算机网络概述教学进程4．网状拓扑网状拓扑使用单独的电缆将网络上的站点两两相连，从而提供了直接的通信路径。网状拓扑可提供最高级别的容错能力，但是需要大量的网线，并且随着站点数量的增加而变得更加混乱。所以实际应用中，经常与其他网络拓扑一起构成混合网络拓扑。优点：节点间路径多，碰撞和阻塞可大大减少，局部的故障不会影响整个网络的正常工作，可靠性高；网络扩充和主机入网比较灵活、简单。缺点：网络关系复杂，安装和维护困难，冗余的链路增加了成本。7.1.5网络的拓扑结构7.1计算机网络概述教学进程1．通信通信就是从一地向另外一地传递消息。消息是信息的表现形式，也是信息的载体。2．信号信号是消息的具体表现形式。在通信系统中，信号分为数字信号和模拟信号。其中数字信号是离散变化；模拟信号是随时间连续变化的。7.2.1数据通信的基本概念7.2数据通信基础教学进程3．信源、信宿和信道信源是消息的发生地，其作用是把各种可能的消息转换成原始电信号；信宿是消息的接收地，其作用是复原原始信号并转换成相应的消息；信道是信号传输的通道。7.2.1数据通信的基本概念7.2数据通信基础教学进程4．信道带宽、数据率和误码率信道带宽是信道所占据的频率范围，即信道所能通过的信号最高和最低频率之差。数据率是指在数据通信过程中数据在单位时间内的传输量，单位是位/秒。误码率是指数据在传输系统中被传错的概率，它是衡量数据传输中可靠性的指标。公式：误码率＝被传错的比特数/所有传输的比特数7.2.1数据通信的基本概念7.2数据通信基础教学进程7.2.2通信系统组成7.2数据通信基础信源变换器信道反变换器信宿发送端接收端教学进程教学进程7.2.3通信方式7.2数据通信基础1．单工方式单工方式是指在接收方和发送方之间只能进行单一方向的信息传输。发收教学进程7.2.3通信方式7.2数据通信基础2．半双工方式半双工方式是指使用同一条传输线既可以作为输入线又可以作为输出线，虽然数据线可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时发送和接收数据。发收收发教学进程7.2.3通信方式7.2数据通信基础3．全双工方式全双工方式是指数据的接收和发送分别由两条不同的传输线传输，而且通信双方都能在同一时刻进行发送和接收数据。发收收发教学进程7.3计算机网络体系结构计算机网络体系结构要解决问题：①传输线路在物理上是如何建立起来的？②如何在介质上传输数据？③网络上如何控制数据的流量以防止数据丢失？④数据怎样传送给指定的接收者？⑤网络系统怎样才能保证数据能正确接收？⑥使用不同语言的网络怎样才能相互沟通？教学进程7.3.1OSI参考模型的基本概念7.3计算机网络体系结构1984年，国际标准化组织（ISO）公布了一个作为未来网络协议指南的模型，该模型被称为开放系统互连参考模型（OSI）。只要遵循OSI标准，一个系统就可以和世界上其他任何也遵循这一标准的系统进行通信。OSI参考模型定义了开发系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包括的可能服务。它作为一个框架来协调和组织各层协议的制定，也是对网络内部结构最精炼的概括与描述。教学进程物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链路层网络层物理层数据链路层网络层传输介质传输介质传输介质7.3.2OSI参考模型的结构7.3计算机网络体系结构教学进程7.3.3TCP/IP参考模型与协议7.3计算机网络体系结构物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层各种应用层协议HTTP、FTP、SMTPTCPUDPIP各种网络接口以太网、FDDI、X.25RIPICMP1765432层OSI模型TCP/IP协议应用层传输层互联网层网络接口层教学进程7.4.17.4计算机局域网的组建与管理计算机局域网简介就功能性而言，局域网指的是一组PC机和其他设备，在物理地址上彼此相隔不远，以允许用户相互通信和共享计算机资源的方式互连在一起的系统。就技术性而言，局域网为由特定类型的传输媒体（如电缆、光缆和无线媒体）和网络适配器（即网卡）互连在一起的计算机，并受网络操作系统监控的系统。局域网的拓扑结构目前常用的是星型。1.局域网定义2.局域网的特点教学进程①联网范围通常限制在几千米以内②传送率在几个Mb/s以上，具有恒定的低误码率③多样化的传输介质④价格低廉，结构简单，便于维护，容易实现1.局域网定义2.局域网的特点7.4.17.4计算机局域网的组建与管理计算机局域网简介教学进程134567827.4.2网卡驱动程序的安装单击【开始】|【控制面板】命令，打开【控制面板】窗口，单击左侧任务窗格中【切换到经典视图】链接，然后双击【添加硬件】图标，启动【添加硬件向导】。7.4计算机局域网的组建与管理教学进程23456781在弹出的【欢迎使用硬件向导】对话框中单击【下一步】按钮，在【硬件连接】对话框中选择【是，硬件已连接好】选项，单击【下一步】按钮。7.4.2网卡驱动程序的安装7.4计算机局域网的组建与管理教学进程31456782在【已安装硬件列表】对话框中，选择【添加新的硬件设备】选项，单击【下一步】按钮。7.4.2网卡驱动程序的安装7.4计算机局域网的组建与管理教学进程43156782在【搜索硬件】对话框中选择【安装我手动从列表选择的硬件】选项，单击【下一步】按钮。7.4.2网卡驱动程序的安装7.4计算机局域网的组建与管理教学进程53416782从【常见硬件类型】列表框中选择【网络适配器】选项，单击【下一步】按钮。7.4.2网卡驱动程序的安装7.4计算机局域网的组建与管理教学进程63451782此时在对话框中提供了经过驱动程序签名的网卡厂商和型号，如果网卡类型已经在列表中给出，那么就无需进行手动安装，只要选择相应的网卡后，单击【下一步】按钮即可。7.4.2网卡驱动程序的安装7.4计算机局域网的组建与管理教学进程73456182单击【从磁盘安装】按钮，打开【从磁盘安装】对话框，单击【浏览】按钮，从安装盘中找到文件的正确路径，或者在【厂商文件复制来源】文本框中直接输入文件的路径。再单击【确定】按钮，并在接着弹出的对话框中选择好需要安装的网卡型号。7.4.2网卡驱动程序的安装7.4计算机局域网的组建与管理教学进程83456712单击【下一步】按钮，弹出【向导准备