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大学计算机基础1大学计算机基础计算机与通信学院大学计算机基础2问题解决历史回顾：上机实验中发现的问题解决大学计算机基础3第六章计算机网络基础主要问题：你会上网吗？你用过计算机网络吗？你对计算机网络知道多少？多台计算机是如何联网的？计算机联网需要做哪些准备？不同操作系统的计算机可以互联吗？计算机网络有哪些标准？大学计算机基础4第六章计算机网络基础主要内容：一、计算机网络概述二、数据通信基础知识三、计算机网络的硬件与软件组成四、局域网五、网络互连大学计算机基础5一、计算机网络概述⒈计算机网络发展史什么是计算机网络利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议互相通信，以共享硬件、软件和数据资源为目标的系统。其他外设打印机大学计算机基础6一、计算机网络概述⒈计算机网络发展史计算机网络的发展第一阶段：简单的联机系统单个主机为中心、面向终端设备第二阶段：有通信功能的多机系统多处理机为中心的网络第三阶段：遵循网络体系结构的网络体系结构标准化Internet的建立，现代计算机网络信息高速公路大学计算机基础7⒈计算机网络发展史大学计算机基础8一、计算机网络概述⒉计算机网络系统的组成与功能通信子网资源子网•通信子网：网络的内层，负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务(CCP、Concentrator、Modem、网络适配器）资源子网：网络的外围，提供各种网络资源和网络服务(Host、Terminal)从逻辑功能上划分大学计算机基础9一、计算机网络概述⒉计算机网络系统的组成与功能计算机网络的功能信息交换计算机网络最基本的功能，完成网络中各个结点之间的通信。资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享。分布式处理充分利用网络资源，将问题各部分交给不同计算机并行处理，扩大计算机的综合处理能力。大学计算机基础10一、计算机网络概述⒉计算机网络系统的组成与功能计算机网络的功能负载均衡计算机网络智能判断，转移任务，均衡负载，提高每一台计算机的可用性。提高系统的可靠性一旦网络中的某台计算机出现故障，其他的计算机可马上承担处理任务，避免系统的瘫痪。硬件共享软件共享大学计算机基础11二、计算机网络的硬件与软件组成⒈网络的主体设备主体设备（HOST）中心站（服务器）提供共享资源工作站（客户机）用户入网操作的结点大多数时候服务器是网络的核心；大多数的电脑都可作为组网的工作站。常用服务器文件服务器域名服务器打印服务器通信服务器数据库服务器大学计算机基础12二、计算机网络的硬件与软件组成⒉网络的连接设备网络适配器(网卡)网卡通过总线与计算机设备接口相连，另一方面又通过电缆接口与网络传输媒介相连。在PC机中网卡有PCI和ISA两种总线。安装网卡后，还要进行协议的配置。例如，IPX/SPX协议、TCP/IP协议。插入主机扩展槽中有线介质大学计算机基础13二、计算机网络的硬件与软件组成——⒉网络的连接设备集线器（HUB）网络传输媒介的中间结点，具有信号再生转发功能。集线器类型–无源不对信号做任何处理，工作站到集线器之间的距离在30米以内。–有源对信号可再生和放大，工作站到集线器之间的距离可达600m。–智能具有有源集线器的全部功能外，还提供网络管理、智能选择网络传输通路等功能。大学计算机基础14集线器是把服务器以及工作站相连接的网络设备。二、计算机网络的硬件与软件组成——⒉网络的连接设备对于物理上的星型电缆连接，所有连接设备的电缆都连接在集线器上，通过集线器和服务器建立连接。较复杂的集线器都有微处理器和放在ROM中的程序，完成对数据传输的管理和错误处理。大学计算机基础15二、计算机网络的硬件与软件组成⒊网络软件系统局域网上流行的传输协议有：NetBEUI–NetBEUI（NetBIOSExtendUserInterface）是网络基本输入输出系统扩展用户接口。是一个小但效率高的通信协议。IPX/SPX–IPX（InternetPacketExchangeProtocol）是在网络层运行互连网包交换协议。使应用程序能在互连网络上发送包和接收包。–SPX（SequencedPacketProtocol）为运行在传输层上的顺序包交换协议，在通信用户之间建立并使用应答进行差错检测。TCP/IP协议–一组工业标准协议，简称为TCP/IP协议。它具体包括了100多个不同功能的协议，是互联网络上的“交通规则”。其中最主要的是TCP和IP协议。–TCP/IP协议的主要特点：标准化，几乎任何网络软件或设备都能在该协议下运行；可路由性，这使得用户可以将多个局域网连成一个大型互联网络。大学计算机基础16⒊计算机网络的软件系统网络通信软件网络管理软件和网络应用软件网络操作系统大学计算机基础17二、计算机网络的硬件与软件组成4.网络操作系统网络操作系统：具有网络功能的操作系统特点：复杂性——要对全网资源进行管理，以实现整个系统的资源共享。实现计算机之间通信与同步。并行性——每个结点机上的程序都可以并行执行，一个作业可以分配到本地的结点机上，也可以分配到远程结点机上。安全性——可对不同用户规定不同的权限；提供身份验证机制；保证数据传输的安全和保密。功能：提供高效可靠的网络通信能力提供多种网络服务大学计算机基础18二、计算机网络的硬件与软件组成——网络操作系统分类：对等式网络操作系统–网络中的所有计算机都具有同等地位，没有主次之分。上任何一个结点机所拥有的资源都作为网络资源，可被其他结点机上的用户共享。客户机/服务器（Client/Server）模式–网络中有几台计算机专门充当服务器，为整个网络提供共享资源和服务。大学计算机基础19二、计算机网络的硬件与软件组成—-网络操作系统UnixLinuxNovellNetware大学计算机基础20三、计算机网络分类⒊计算机网络的分类按网络覆盖范围划分按网络的拓扑结构划分按网络的使用范围划分按网络的传输技术划分按网络的传输介质划分大学计算机基础21三、计算机网络分类⒊计算机网络的分类①从网络的地理范围进行分类特点：–局域网内传输速率较高，误码率低，结构简单容易实现。–具体标准是美国电气工程师协会制订的IEEE802系列标准。局域网大学计算机基础22三、计算机网络的分类在一个学校范围内的计算机网络通常我们称为校园网。实质上它是由若干个局域网连接构成的一个规模较大的局域网，也可视校园网为一种介于普通局域网和城域网之间规模较大的、结构较复杂的局域网络。城域网广域网它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。大学计算机基础23三、计算机网络的分类⒊按使用范围划分大学计算机基础24三、计算机网络的分类城域网MAN大学计算机基础25三、计算机网络的分类广域网WAN大学计算机基础26三、计算机网络的分类②按网络的传输技术划分广播式网络所有连网的计算机都共享一个公共通信信道。一台计算机发消息，网络中的所有计算机都会接收到点到点式网络每一条物理线路连接一对计算机。若无直接连接的线路，则两台计算机的通信需寻找最佳路径进行数据通信。大学计算机基础27三、计算机网络的分类③按网络的使用范围划分公用网络即公众网。由电信部门组件，一般有政府电信部门管理和控制，网络内的传输和交换装置可租用给任何单位和部门。公众网分为：公共电话交换网（PSTN）、数字数据网（DDN）、综合业务数字网（ISDN）。专用网络为某个部门为本系统的特殊业务工作而建造的网络，如军队，铁路，电力系统等。大学计算机基础28中心处理机总线型树型星型环型拓扑是研究点和线组成的几何图形的特性的学科三、计算机网络的分类大学计算机基础29网状结构终端终端终端终端终端终端终端终端终端节点节点节点节点三、计算机网络的分类大学计算机基础30④按网络的拓扑结构分类星型拓扑通信协议简单对外围站点要求不高单个站点故障不会影响全网电路利用率低，连线费用大网络性能依赖中央结点每个站点需要有一个专用链路三、计算机网络的分类大学计算机基础31星型中央控制器优点：有较好的控制性和稳定性。缺点：若中央控制器出现故障，将使整个网络系统瘫痪。发送方接收方上页下页返回大学计算机基础32②按网络的拓扑结构分类总线拓扑结构结构简单，可靠性高布线容易，连线总长度小于星型结构对站点扩充和删除容易总线任务重，易产生瓶颈问题总线本身的故障对系统是毁灭性的三、计算机网络的分类大学计算机基础33总线型总线上页下页返回大学计算机基础34总线型总线优点：方法简单，技术成熟，成本低。上页下页返回大学计算机基础35总线型总线优点：方法简单，技术成熟，成本低。缺点：容易造成冲突，甚至网络瘫痪。上页下页返回大学计算机基础36②按网络的拓扑结构分类环型拓扑结构传输速率高，传输距离远各结点的地位和作用相同各结点传输信息的时间固定容易实现分布式控制站点的故障会形起整个网络的崩溃三、计算机网络的分类大学计算机基础37环型优点：结构简单，传输延时确定。缺点：若环上任何一个节点发生故障时，将造成整个网络瘫痪。发送方接收方上页下页返回大学计算机基础38总线型星型环型星型网络传递信息采用直接方式，其它结构的网络采用的是广播式。大学计算机基础39②按网络的拓扑结构分类树型拓扑信息交换在上、下结点之间进行通信线路连接简单，网络管理软件也不复杂，维护方便资源共享能力差，可靠性低网状拓扑结构-树状拓扑结构-混合型拓扑结构三、计算机网络的分类大学计算机基础40Internet网是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联网络。Internet网上联有大大小小成千上万个不同拓扑结构的局域网、城域网和广域网。因此，Internet网本身的拓扑只是一种虚拟拓扑结构，无固定形式。三、计算机网络的分类大学计算机基础41二、计算机网络概述国际标准化组织国际标准化组织（ISO）国际电信联盟（ITU）国际电信联盟－电信标准部（ITU-T）电信与电子工程师协会（IEEE）美国国家标准学会（ANSI）美国电子工业协会（EIA）通信工业协会（TIA）大学计算机基础42四、计算机网络的体系结构⒋计算机网络的体系结构物理网为实现计算机之间的数据通信、协同工作和资源共享等功能将各自独立的计算机在物理上互相连接起来,是实现网络通信的基础。是实现网络通信的一部分。大学计算机基础43协议一套关于信息传输顺序，信息格式和信息内容等的约定。例:甲乙两个人通电话语法：电话号码；语义：响铃（表示有电话打进），乙接电话，通话等一系列的动作；同步：甲先拨电话，响铃，乙接听电话，等一系列的通话时序。语法：数据与控制信息的结构或格式语义：用来说明通信双方应当怎么做同步：事件发生的时序关系协议三要素四、计算机网络的体系结构大学计算机基础44网络体系结构指计算机网络的各个层和在各层上使用的协议集合。（计算机网络按层来管理）国际标准化组织（ISO）提出的开放系统互联（OSI）参考模型。将数据从一个站点到达另一个站点的工作按层分割成七个不同的任务。每一层都建立在前一层的基础上，完成本层的操作并为上一层提供服务。四、计算机网络的体系结构大学计算机基础45开放系统互连OSI参考模型物理层(thephysicallayer)数据链路层(datalink)、网络层(network)传输层(transport)会话层(session)表示层(presentation)应用层(application)通信实体之间的通信必须遵循这七层结构，层与层之间相互对等。四、计算机网络的体系结构大学计算机基础46–Physicallayer(物理层)：负责屏蔽不同物理设备通信带来的差异，定义了计算机与通信设备之间的接口标准。（实现实体之间按比特传输）–Data-Linklayer(数据链路层)：将位组成叫做帧(frame)的逻辑单元。在两个邻近站点之间进行点对点的帧传输，实现可靠的数据传输。–Networklayer(网络层)：在两个源站点和目的站点之间点对点的数据包(packet)传输。（路由选择）–Transportlayer(传输层)：是资源子网和通信子网之间的接口，屏蔽通信子网之间的差异，完成资源子网两结点