计算机网络与通信

ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005ComputerNetwork&CommunicationComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005课程内容第一章计算机网络概述第二章数据通信技术第三章计算机网络体系结构第四章局域网技术第六章网络设备及组网技术第七章TCP/IP协议第八章WindowsNT网络管理第九章网络安全技术ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005Chapter1IntroductionofComputerNetwork该章主要介绍计算机网络的基本概念，包括计算机网络的定义、发展历史、基本构成、功能、拓扑结构等等。使学生对计算机上网络有整体和初步的了解，为后期的学习奠定基础。重点难点：计算机网络的主要功能；计算机网络的组成；通信子网与资源子网；网络拓扑结构及特点ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20051.1Conceptofnetwork1.1.1DefinitionofComputerNetwork计算机网络是将地理位置不同，且有独立功能的多个计算机系统利用通信设备和线路互相连接起来，且以功能完善的网络软件（包括网络通信协议、网络操作系统等）实现网络资源共享的系统。主机终端终端主机终端主机主机通信设备通信线路通信子网资源子网ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005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）数据交换是基础，资源交换（共享）为目的（3）具有以下特点：①计算机的数量是“多个”，而不是单一的。②计算机是能够独立工作的系统。③计算机可以处在异地。④处在异地的多台计算机由通信设备和线路进行连接。⑤必须有完善的通信协议、信息交换技术、网络操作系统等软件管理。（4）涉及以下几个问题：①连接介质；②通信协议；③网络连接设备；④网络管理软件；⑤网络管理员ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20051.1.2ObjectiveofComputernetwork计算机网络提供的主要功能有：1．数据通信；2．资源共享3．负载均衡；4．提高可靠性ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20051.2EvolutionofComputerNetwork计算机网络发展经历了四个阶段面向终端的计算机网络（初级阶段）计算机——计算机网络开放式标准化网络体系结构的网络高速、互连、智能化的计算机网络ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20051.初级阶段ComputerTerminalTerminalTerminal20CEN，50-60年代，远程联机系统。特征是计算机与终端互连，实现远程访问。解决了多个用户共享主机资源、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ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005典型：美国半自动地面防空系统SAGE远程联机系统的发展ComputerTTTPSTN2.计算机—计算机网络阶段（20CEN，60-70年代）分布在不同地点的计算机通过通信线路互联成计算机-计算机的网络：ARPANETComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005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ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20053.开放式标准化的计算机网络阶段（20CEN，70-90年代）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。局域网技术出现突破性进展。IBM的SNA（SystemNetworkArchitecture系统网络结构）-1974DEC的DNA（分布型网络的数字网络体系）-1975ISO的OSIRM（开放系统互连参考模型）-1977/1983IEEE的IEEE802标准-1980年ETHERNETInternetComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005Internet结构示意图通信子网路由器路由器路由器路由器路由器路由器主机局域网主机局域网主机局域网主机局域网路由器路由器路由器路由器服务器服务器服务器服务器ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20054.高速、智能的计算机网络阶段（20CEN，90年代－21CEN）高速网络带宽不断提高（about10Gbitpersecond）互连Internet&InternetⅡ；Intranet&Extranet多媒体应用在计算机网络中所占的份额越来越高网络的可靠性、安全性和可用性得到提高智能化QoS（QualityofService服务质量）Management（网络管理也逐渐进入了智能化阶段）ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005未来的网络结构ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20051.3ComposingofComputerNetwork从资源构成的角度讲，计算机网络是由硬件和软件组成的。1.硬件包括各种主机、终端等用户端设备，以及交换机、路由器等通信控制处理设备，2.软件则由各种系统程序（网络操作系统）和应用程序以及大量的数据资源组成。ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005按功能（网络的逻辑）划分：资源子网和通信子网Host资源子网通信子网ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005资源子网提供用户访问网络和处理数据的能力。包括加入网络的所有的计算机、终端外设及各种软件和数据资源通信子网提供网络的通信功能（数据的传输与转发）包括通信处理机通信设备与通信线路ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20051.4TypeofComputerNetwork常见计算机网络分类的方法1.按通信所使用的介质分为有线网络和无线网络2.按使用网络的对象分为公众网络和专用网络3.按网络传输技术分为广播式网络和点到点式网络4.按网络传输速度的高低将计算机网络分为低速网络和高速网络5.按地理覆盖范围，将网络划分为广域网、城域网和局域网ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005（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。(图释01-1)ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005（2）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。(图释01-2)ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005（3）局域网（LocalAreaNetwork－LAN）是指传输距离有限，传输速度较高，以共享网络资源为目的的网络系统。特点：分布范围有限；有较高的通信带宽，数据传输率高；数据传输可靠，误码率低；通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质，跨楼寓时使用光纤；拓扑结构简单简洁；网络的控制一般趋向于分布式；通常网络归单一组织所拥有和使用。ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005（4）城域网（MetropolitanAreaNetwork－MAN）是规模介于局域网和广域网之间的一种较大范围的高速网络，一般覆盖临近的多个单位和城市，从而为接入网络的企业、机关、公司及社会单位提供文字、声音和图像的集成服务。SanliancollegeUSTCComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005（5）广域网（WideAreaNetwork－WAN）又称远程网。它是指覆盖范围广、传输速率相对较低、以数据通信为主要目的数据通信网。特点：①分布范围广②数据传输率低。③可靠性不同④广域网常常借用传统的公共传输网（电话网等）来实现⑤拓扑结构较为复杂。ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005上海企业网防火墙因特网网关路由器modemmodemmodemmodemmodemmodem北京主服务器LANLAN电话网ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/20051.5TopologyofComputerNetwork拓扑的概念1.所谓“拓扑”就是把实体抽象成与其大小、形状无关的“点”，而把连接实体的线路抽象成“线”，进而以图的形式来表示这些点与线之间关系的方法，其目的在于研究这些点、线之间的相连关系。表示点和线之间关系的图被称为拓扑结构图2.与“几何”的区别:拓朴结构关注的是点与线之间的关系，而几何结构关注的点与线所构成的具体形状3.计算机网络中，我们把计算机、终端、通信处理机等设备抽象成点，把连接这些设备的通信线路抽象成线，并将由这些点和线所构成的拓扑称为网络拓扑结构ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005常见的网络拓扑结构总线型星型环型树型网状型ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005（1）总线型（Bus）特点：总线型网络是将各个结点设备和一根总线相连。说明：广播式通信方式优点：结构简单、易于扩充缺点：线路出现故障时，整个网络瘫痪ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005特点：每个结点都由一条单独的通信线路与中心结点连接。任何两点之间的通信都要通过中心结点优点：结构简单、实现容易、便于管理缺点：可靠性较差；投资较大（2）星型（Star）HUB（中央控制器）HUB（中央控制器）ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005（3）环型（Ring）特点：优点：缺点：各结点通过通信线路组成闭合环路，环中的数据沿一个方向传输。结构简单、实现容易扩充不如总线型容易;可靠性差（环中任何一个结点出现故障都会导致全网瘫痪）ComputerNetwork——IntroductionofnetworkRevised7/2005（4）树型（TreeHierarchical）特点：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。适用于分级管理和控制系统。ComputerNetwork——Int