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－1－计算机网络基础知识教学目的：了解计算机网络的发展，初步认识计算机网络分类及其系统构成教学内容：1.计算机网络的发展2.计算机网络的定义及分类3.计算机网络的功能及应用4.计算机网络的组成与结构教学重点：计算机网络系统构成引言：在信息技术高速发展的今天，计算机网络的应用领域越来越广，它深刻地影响着目前的经济、社会、文化、科技等诸多领域，是目前生活和工作最重要的工具之一，同时我们的生活也越来越依赖计算机网络。那么，究竟什么是计算机网络呢？计算机网络有什么样的功能呢？它的组成是什么样的呢？我们从以下几个方面来了解它。一、计算机网络的发展为了让大家对计算机网络的发展和应用有一个全面的认识，大家首先来想一想，在人类社会发展过程中，你们知道对人类历史产生了重要影响和推动作用的四大信－2－息媒体有哪些吗？最主要的信息传播媒体包括：第一就是书刊，第二个是电话、传真，第三是主要是广播电视，第四大媒体就是我们现在用的计算机网络。实际上，在这四个媒体当中，具有信息传递、处理能力、存储能力，功能最强大的是计算机网络，这就是我们人类社会信息传播的四大媒体。刚才，我们讲了人类社会信息传播的四大媒体，现在就让我们来了解信息传播的第四大媒体—计算机网络，纵观计算机网络发展历程，它经历了一个从简单到复杂又到简单（指：入网容易、使用简单、网络应用大众化）的过程，计算机网络的发展经历了四代。第一代，面向终端的计算机网络。20世纪60年代末到70年代初为计算机网络发展的萌芽阶段。它是具有通信功能的主机系统，简称为终端-计算机网络。这是早期的计算机网络的主要形式，主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机只提供终端和主机之间的通信，子网之间是无法进行通信的。第二代，具有通信功能的多机系统。20世纪70年代中后期。面向终端的单机系统虽然让远程用户能够自由的使用机器，优点：多个主机互联，实现计算机和计算机之－3－间的通信；终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。计算机网络在逻辑上可以分为两个子网：资源子网和通信子网，实现资源共享功能的硬件及其软件的集合称为资源子网；实现网络通信功能的硬件及其软件的集合称为网络的通信子网。但是随着应用的进一步发展，新的问题出现了，那就是：一是主机的负担加重，由于主机既要进行数据处理，又要完成通信控制，通信控制任务加重，势必降低了处理数据的速度；二是采用的是专用路线，路线的利用率比较低，特别是在终端速率比较低的时候更是如此；三是没有统一的网络协议。为了克服这些问题，采取了相应的措施进行改进，最终由单机系统演变为多机互连系统。第三代，标准化的计算机网络。整个20世纪80年代是计算机局域网络的发展时期。在第二代计算机网络的末期出现了很多计算机网络，提出了各种网络体系结构与网络协议，他们没有统一的标准，使相互之间的互联出现了问题。为解决这个问题，在1979年成立了国际标准化组织ISO，1984年ISO正式颁布了开放系统互联参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）简称OSI模型。其主要特征是：局域网络完全从硬件上实现了ISO的开放系统互连通信模式协议的能力。计算机局域－4－网及其互连产品的集成，使得局域网与局域互连、局域网与各类主机互连，以及局域网与广域网互连的技术越来越成熟。综合业务数据通信网络(ISDN)和智能化网络(IN)的发展，标志着局域网络的飞速发展。第四代，信息高速公路阶段。20世纪90年代初到现在，随着现代通信技术和网络技术的不断发展，网络的信息传输速度和带宽不断提高，协同计算能力发展以及全球互连网络(Internet)的盛行。其特点是：1.宽带综合业务数字网：信息高速公路2.采用ATM技术、ISDN、千兆以太网3.交互性：网上电视点播、电视会议、可视电话、网上购物、网上银行、网络图书馆等4.高速化、可视化、综合化下面，我们来小结一下这章的内容。发展历程：第一代，面向终端的计算机网络；第二代，具有通信功能的多机系统；第三代，标准化的计算机网络；第四代，信息高速公路阶段。计算机网络是多学科交叉的一个产物，既有硬件的知识，又有软件的知识，同时又有计算机和通信技术的知识，在这节课主要告诉大家计算机网络的概念是什么？计算机网络的功能是什么?计算机网络的组成是什么以及计算－5－机网络的发展。（刚才我们了解了计算机的发展历程，下面我们讲一讲计算机网络的定义及分类，究竟什么是计算机网络，又具有什么样的功能呢？我们来看第二章）二、计算机网络的定义及分类（一）计算机网络的定义凡是将分布在不同地点且具有独立功能的多台计算机系统，利用通信设备和通信线路连接起来，在网络协议和软件的支持下进行数据通信，以实现计算机之间的相互通信、资源共享的系统，称为计算机网络。这个定义涉及到以下几个方面的问题：1．两台或两台以上的计算机相互连接起来才能构成网络，这些计算机可以分步在不同的地理位置，小到一个房间，大至全球范围。2．网络中的各台计算机进行相互通信，需要有一条通道，也就是网络传输介质。它可以是有线的（如双绞线、同轴电缆和光纤等），也可以是无线的（如激光、微波和通信卫星等）。而通信设备是指：在计算机与通信线路之间按照一定的通信协议传输数据的设备。3．网络中的各计算机之间交换信息和资源共享，必须在完善的网络协议和相应的软件支持下才能实现。－6－（二）计算机网络的分类计算机网络的种类很多，有各种不同的分类方法。可以按照计算机网络所覆盖的地理范围进行分类，也可以按照计算机网络的归属进行分类，还可以按照网络的拓扑结构、传输介质、网络协议进行分类。今天我们主要讲按照所覆盖的地理范围来进行分类，这也是目前最常用的一种分类方式。一般可分为：局域网、城域网、广域网和互联网四类。网络分类英文/缩写分布距离局域网LocalAreaNetwork/LAN10m-1km城域网MetropolitanAreaNetwork/MAN20km左右广域网WideAreaNetwork/WAN100km左右互联网Internet全球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。局域网的覆盖一般为几千米以内，属于一个部门、单位或学校组建的小范围网络，我们的红军作业室内也是一个局域网。通信线路一般采用有线传输介质，如光纤、电缆和双绞线。其主要特点是信号的传输速度快、误码率低、网络的构建－7－周期短、使用灵活、成本低廉。因此发展很快，得到了广泛的应用。2．城域网（MAN）。城域网覆盖范围为几公里到几十公里，可作为多个单位或一个城市小区的计算机高速网络，因此称为城域网。城域网的主要功能是为连入网络的企业、机关、公司和社会单位提供通信、数据传输，以及声音、图像的集成服务。3．广域网（WAN）。广域网又称远程网，是一种远距离的通信网络。其覆盖范围远大于局域网和城域网，通常可以覆盖一个省、一个国家或一个洲，可以从几十公里到几千公里。由于距离遥远，信道的建设费用很高，因此很少像局域网一样铺设自己的专用信道，而是租用或借用电信部门的通信线路，如长途电话线、光缆通信、微波与卫星通道等。4．互联网（Internet）。互联网又称网际网或因特网，是一个跨越全球的巨型计算机互联网络。它以松散的连接方式将各个国家、各个地区、各个机构，分步在世界每个角落的局域网、城域网和广域网连接起来，组成的全球最大的计算机通信信息网络。物联网：顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”，这里有两层意思，第一，物联网的核心基础还是互联网，－8－是在互联网基础上的延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。具体定义：是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网应用：用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、水系监测和情报搜集等多个领域。下面，我们来小结一下这章的内容：定义：将分布在不同地点且具有独立功能的多台计算机系统，利用通信设备和通信线路连接起来，在网络协议和软件的支持下进行数据通信，以实现计算机之间的相互通信、资源共享的系统。分类：局域网、城域网、广域网、互联网、物联网三、计算机网络的功能及应用（一）计算机网络的功能计算机网络的功能主要体现在三个方面：数据通信、－9－资源共享、分布式处理。1．数据通信。数据通信是计算机网络最基本的功能之一，它使终端与计算机、计算机与计算机之间能够相互传递数据和交换信息。通过计算机网络，可以进行电子邮件、网上聊天、网上电话、视频会议等。还有运用到企业的生产调度管理系统，民航、铁路的自动订票系统，银行财政管理系统，我们的军人保障卡管理系统等等。2．资源共享。资源共享是计算机最具有吸引力的功能，也是组建计算机网络的驱动力之一，它包括了硬件资源、软件资源和信息资源的共享。共享硬件资源可以避免贵重硬件设备的重复购置，提高设备的利用率；共享软件资源可以避免软研制上的重复劳动，提高软件利用率；共享信息资源是便于网络用户共享大型数据库中信息资源，这样，一方面避免了信息的重复存放，有效的减少信息的沉容量，另一方面，也便于信息的集中管理和及时更新，是网络用户或网络上的各个计算机之间以多种不同的方式交换和共享信息，充分利用网络上的信息资源，提高信息资源的利用率。3．分布式处理。分布式处理就是多台相连的计算机各自承担同一工作任务的不同部分，在人的控制下，同时运行，共同完成同一件工作任务。－10－当网络中的某台计算机负担过重时，在网络操作系统的合理调度和管理之下，将不同地点的或具有不同功能的或拥有不同数据的多台计算机用通信网络连接起来，在控制系统的统一管理控制下，利用网络中的多个计算机协同工作来解决一个单靠某台计算机无法完成的复杂的大型任务。（二）计算机网络的应用计算机网络的应用是非常广泛的，如有工农业、国防军事、科技研究领域、电子政务、电子商行、远程教育等诸多方面。我们每个人的生活都离不开网络：银行—自助取款、存款、转账、异地存取、跨行交易证券—股票、基金交通运输—公路、铁路、航空等订购车票、机票电话—固话、移动通信医疗卫生—医保卡刷卡、网上挂号教育—网络报考、远程教育、网校餐饮旅游—刷卡消费、会员卡使用休闲娱乐—KTV点歌系统、网络游戏在今天，我们可以这样说，所有的行业都离不开计算机网络，如果有哪一个行业离开计算机网络，工作要高效－11－地运行，那确实很难。计算机网络首先要面向的就是企业的应用。早期的计算机网络就是各大公司企业的内部局域网，所以计算机网络在企业方面的应用是最成熟、最广泛的。不得不提的一点就是，计算机网络的大规模普及推动了大型跨国公司的产生和发展，因为计算机网络的便捷性为不同地区的分公司提供了交流和协同工作的平台。与此同时，大量的商业门户网站也一一诞生，人们通过这样的展示平台了解企业，获取大量相关信息，掌握最新的咨询，也可以进行休闲娱乐活动，国内比较著名的门户网站就是新浪、百度、淘宝和腾讯，这不仅仅是咨询的平台，也是网络流行的先锋。电子商务和电子贸易也随之产生，企业间通过计算机网络的互联完成信息的流通，企业领导人和员工可以通过收发电子邮件或召开视讯会议等完成必要的商业运作程序，同时大型门户网站由于自己掌握的资源增多，也提供网络交易平台推动电子商务，这方面最成功的就是阿里巴巴和他的老板马云（中国最大的网络公司和世界第二大网络公司，是由马云在1999年一手创立企业对企业的网上贸易市场平台，是全球商人网络推广的首选网站。阿里巴巴在香港成立公司总部，在中国杭州成立中国总部，并在－12－海外设立美国硅谷、伦敦等分支机构、合资企业3家，在中国北京、上海、浙江、山东、江苏、福建、广东等地区设立分公司、办事处十多家。阿