第一章-计算机网络概述

1计算机网络概述21、同学们平常玩网络游戏吗？聊QQ吗？2、通过日常生活中对网络游戏、聊天类软件的接触，说说你认为计算机网络由哪些部分组成？思考计算机网络概述GABCEDFDNS服务器交换机交换机PC1互联网PC2PC3PC4路由器路由器计算机网络概述一、计算机网络的定义和发展历史（一）计算机网络的定义1、定义计算机网络是将分布在不同地理位置、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，用通信设备和通信线路连接起来，在网络操作系统和通信协议及网络管理软件的管理协调下，实现资源共享、信息传递的系统。计算机网络概述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)数据交换是基础，资源共享为目的3、网络资源所谓的网络资源包括硬件资源（如大容量磁盘、打印机等）、软件资源（如工具软件、应用软件等）和数据资源（如数据库文件和数据库等）。计算机网络概述（二）计算机网络的发展历史1、第一阶段（60年代初期到60年代中期）：计算机通信网络，特征是计算机与终端互连，实现远程访问。第一代计算机网络是由主机--通信线路--终端组成，只可算是计算机网络的“雏形”。（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计算机所采用的系统多为分时系统终端为哑终端，没有自己的CPU、内存和硬盘，没有处理能力存在问题：主机负担重，通信费用高。计算机网络概述（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。计算机网络概述2、第二阶段（60年代中期到70年代中期）：。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。计算机网络概述主要问题：网络对用户不是透明的。第二代计算机网络是计算机网络的“形成与发展”阶段美国的ARPA网就是第二代网络的代表3、第三阶段（70年代中期—80年代末期）：现代计算机网络互连阶段，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。计算机网络概述（1）局域网技术出现突破性进展。该阶段始于70年代末，这是按照ISO提出的OSI参考模型为指导性标准构建的计算机网络。第三代计算机网络是计算机网络的“成熟”阶段。（2）第三代计算机网络的特点网络体系结构的形成和网络协议的标准化建立全网统一的通信规则使计算机网络对用户提供透明服务计算机网络概述4、第四代计算机网络--高速、综合化网络该阶段始于80年代末，相继出现了快速以太网、光纤分布式数字接口(FDDI)、快速分组交换技术(包括帧中继、ATM)、千兆以太网、B-ISDN等一系列新型网络技术，这就是高速与综合化计算机网络阶段。Internet就是这一代网络的典型代表，已经成为人类最重要的、最大的知识宝库。第四代计算机网络属于计算机网络的“继续发展”阶段。计算机网络概述分析40多年来计算机网络的发展过程和过程中所表现出的特点，可以把计算机网络的发展分为4个阶段：第一代：面向终端的计算机网络第二代：计算机通信网络第三代：计算机互联网络第四代：宽带综合业务数字网（信息高速公路）计算机网络概述二、计算机网络的功能和应用（一）计算机网络的功能1.计算机网络的功能（1）实现计算机系统的资源共享计算机网络最基本的功能之一（2）实现数据信息的快速传递计算机网络是现代通信技术与计算机技术结合的产物。（3）提高可靠性多点备份计算机网络概述（4）提供负载均衡与分布式处理能力在全球多个地方放置相同内容的服务器，就近访问。（5）集中管理如银行等行业业务通过集中管理和信息处理，来对业务分散地到不同的营业网点。（6）综合信息服务（二）计算机网络的功能计算机网络由于其强大的功能，已成为现代信息业的重要支柱，被广泛地应用于现代生活的各个领域，主要有：计算机网络概述（1）办公自动化：同一单位的微机、数字复印机、数字打印机等连成网络。（2）管理信息系统：企业内的计划统计、劳动人事、生产管理、财务管理等。（3）过程控制：工厂各生产车间的生产过程和自动化控制。（4）Internet互联网应用：电子邮件E-mail、信息发布、电子商务E-Commerce、远程音频与视频应用3、计算机网络的特点16①可靠性：某子系统出现故障时，可由网内其他子系统代为处理。②独立性：网络系统中各相连的计算机系统各自既相互联系又相互独立。③可扩充性：可以很灵活地在网络中接入新的计算机系统。④高效性：网络信息传递迅速，系统实时性强，采用分布式操作。⑤廉价性：避免系统中的重复建设和重复投资，达到节省投资和降低成本。⑥透明性：如何利用网络高效而可靠地完成自己的任务。⑦易操作性：大多数用户感到使用方便，操作简单。计算机网络概述17三、计算机网络的系统组成计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的。计算机网络概述18（一）网络节点和通信链路从拓扑结构看，计算机网络就是由若干网络节点和连接这些网络节点的通信链路构成的。计算机网络中的节点又称网络单元，一般可分为三类：访问节点、转接节点和混合节点。通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电缆、光缆、卫星、微波等无线信道。通信链路又分为物理链路和逻辑链路。计算机网络概述19（二）资源子网和通信子网从逻辑功能上可把计算机网络分为两个子网：用户资源子网和通信子网。1、资源子网资源子网提供访问网络和处理数据的能力，由主机系统、终端控制器和终端组成。主机系统负责本地或全网的数据处理，运行各种应用程序或大型数据库，向网络用户提供各种软硬件资源和网络服务。终端控制器把一组终端连接到通信子网，并负责对终端的控制及终端信息的接收和发送。用户通过资源子网不仅共享通信子网的资源，而且还可以共享用户资源子网的硬件资源和软件资源。计算机网络概述202、通信子网通信子网是由网络中的各种通信设备和用作信息交换的节点计算机构成。系统以通信子网为中心，通信子网处于网络的内层。通信子网的重要任务是负责全网的信息交换，它采用的是分组交换技术(也就是存储转发技术)。通信子网有两种类型：（1）公用型：如公用计算机互联网（2）专用型：如各类电力网、金融银行网等（三）网络硬件系统和网络软件系统1、网络硬件系统计算机网络概述21网络硬件系统是指构成计算机网络的硬设备，包括各种计算机系统、终端及通信设备。常见的网络硬件有：（1）主机系统：服务器和工作站服务器：局域网中，一种运行管理软件以控制对网络或网络资源（磁盘驱动器、打印机等）进行访问的计算机，并能够为在网络上的计算机提供资源使其犹如工作站那样地进行操作。工作站：是网络中用户使用的计算机设备，是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能。计算机网络概述22（2）终端（termination）：网络与最终用户接触用以实现网络应用的各种设备。（3）传输介质：是指在网络中传输信息的载体，常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。（4）网卡：计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡）。网络接口板又称为通信适配器或网络适配器（adapter）或网络接口卡NIC（NetworkInterfaceCard）但是现在更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。（5）集线器（HUB）：作为网络中枢连接各类节点，以形成星状结构的一种网络设备。计算机网络概述23（6）交换机（switch）：网络节点上话务承载装置、交换级、控制和信令设备以及其他功能单元的集合体。交换机能把用户线路、电信电路和(或)其他要互连的功能单元根据单个用户的请求连接起来。（7）路由器（router）：为信息流或数据分组选择路由的设备。计算机网络概述集线器交换机路由器网卡双绞线水晶头计算机网络概述252、网络软件系统网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统和各类网络应用系统。（1）服务器操作系统网络操作系统（NOS），是多任务、多用户的操作系统，安装在网络服务器上，提供网络操作的基本环境。网络操作系统的功能：处理器管理、文件管理、存储器管理、设备管理、用户界面管理、网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络安全性的建立、网络通信等。常见的有：Novell公司的NetWare、微软公司的WindowsNTServer及Unix系列。计算机网络概述（2）工作站操作系统一般的微机操作系统。常见的有：Windows98、Windows2000及WindowsXP等。（3）网络通信协议：实现网络数据交换规则和功能的软件，在通信时，双方必须遵守相同的通信协议才能实现。网络协议的三要素：语法、语义、交换规则（同步、定时）。（4）设备驱动程序：网卡驱动程序。（5）网络管理系统软件（6）网络安全软件：防火墙软件（7）网络应用软件：网络浏览器软件计算机网络概述四、计算机网络的分类（一）按计算机网络的覆盖范围由于网络覆盖范围和计算机之间互连距离不同，采用的网络结构和传输技术也不同，因而形成不同的计算机网络。一般可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）三类。计算机网络概述计算机网络概述计算机网络概述（二）按计算机网络拓扑结构分类计算机网络概述总线型拓扑结构：使用的传输介质是同轴电缆，每台计算机上要求必须带BNC接口的网卡，现在已被淘汰。中间有T型接头。终结器吸收线缆上产生的电磁信号，防止对网络通信造成干扰。当时的集线器、交换机太高，该种结构的网络优点：成本低。已被淘汰。计算机网络概述星型拓扑结构：优点：对网络进行集中管理，其不会因为一个节点出故障而不工作。计算机网络概述环拓扑结构：一次只允许一个节点发送数据，用于大型网络。计算机网络概述网状拓扑结构：两个节点之间都需要有数据传输。计算机网络概述（三）按网络的所有权划分1.公用网由电信部门组建，由政府和电信部门管理和控制的网络。2.专用网也称私用网，一般为某一单位或某一系统组建，该网一般不允许系统外的用户使用。（四）按照网络中计算机所处的地位划分1.对等局域网2.基于服务器的网络（也称为客户机/服务器网络）。计算机网络概述计算机网络概述1.对等局域网