1、大学计算机基础大学计算机基础 五、五、计算机网络基础计算机网络基础5.1 计算机网络概述主要内容：主要内容：计算机网络计算机网络的概念的概念计算机网络的功能计算机网络的功能计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展计算机网络的分类计算机网络的分类5.1.1 计算机网络的概念 计算机网络是利用计算机网络是利用通信线路通信线路和和网络设备网络设备，将位，将位于不同地理位置的且具有独立功能的计算机连接起于不同地理位置的且具有独立功能的计算机连接起来，在来，在网络软件网络软件的支持下，实现计算机的分布与协的支持下，实现计算机的分布与协同工作，进行信息交换和软、硬件资源共享。同工作，进行信息交换和软、
2、硬件资源共享。通信线路和网络设备通信线路和网络设备计算机计算机通信协议和网络软件通信协议和网络软件 -分布的地理位置不同 -互联的计算机具有独立功能 -通过通信线路和网络设备连接 -通过通信协议和网络软件控制和管理 -以资源共享为核心其中计算机、通信线路和网络设备以及通信协议和其中计算机、通信线路和网络设备以及通信协议和网络软件是组成网络的三大要素。网络软件是组成网络的三大要素。5.1.2 计算机网络的功能1.1.信息交换信息交换 计算机网络的最基本功能，实现计算机之间快速、计算机网络的最基本功能，实现计算机之间快速、可靠传送各种信息。可靠传送各种信息。2.2.资源共享资源共享 计算机网络的最
3、主要功能，共享网络上的硬件设备计算机网络的最主要功能，共享网络上的硬件设备和软件及数据资源。和软件及数据资源。3 3.分布式处理分布式处理 利用网络环境实现分布处理和建立性能优良、可利用网络环境实现分布处理和建立性能优良、可靠性高的分布式功能数据库系统靠性高的分布式功能数据库系统。将多台计算机将多台计算机整合起来共同承担计算和存储任务。整合起来共同承担计算和存储任务。5.1.3 计算机网络的产生与发展 早期计算机的应用模式早期计算机的应用模式单机单机 大、中、小型机大、中、小型机庞大，昂贵庞大，昂贵 资源无法共享资源无法共享 计算机网络的产生条件计算机网络的产生条件 资源共享的需求资源共享的需
4、求 大型项目的合作大型项目的合作 人与人之间的沟通人与人之间的沟通 先进技术的成熟先进技术的成熟 计算机网络发展的四个阶段计算机网络发展的四个阶段 -远程联机系统远程联机系统 -多主机互联的远程通信系统多主机互联的远程通信系统 -标准化网络阶段标准化网络阶段 -网络互联与高速网络网络互联与高速网络5.1.3 计算机网络的产生与发展v一台计算机（主机）一台计算机（主机）是网络的中心和控制者，是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相分布在各处并与主机相连。连。第一阶段：第一阶段：以单机为中心的远程联机系统以单机为中心的远程联机系统5.1.3 计算机网络的发
5、展v 用户通过终端不用户通过终端不仅可以共享本主机上仅可以共享本主机上的软硬件资源，还可的软硬件资源，还可以共享通信子网中其以共享通信子网中其他主机上的软硬件资他主机上的软硬件资源源。第二阶段：第二阶段：多台主机互联的通信系统多台主机互联的通信系统 第三阶段：第三阶段：国际标准化的计算机网络国际标准化的计算机网络5.1.3 计算机网络的发展v国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）在）在1981年颁布了世界范围内的网年颁布了世界范围内的网络互联标准，称为开放式系统互连参考模型（络互联标准，称为开放式系统互连参考模型（OSI/RM）。）。80到到9090年代初，是互联网飞速发展的阶段，年代初，是
6、互联网飞速发展的阶段，InternetInternet的快速的快速发展和广泛应用使计算机网络进入了崭新的阶段。发展和广泛应用使计算机网络进入了崭新的阶段。v 将分散的网络将分散的网络互联互联，在更大范围内实现资源共享，即，在更大范围内实现资源共享，即形成互联网形成互联网。第四阶段第四阶段:以互联网为中心的新一代网络以互联网为中心的新一代网络5.1.3 计算机网络的发展H1H5H2H4H3H6路由器路由器网络网络分组交换网分组交换网主机主机5.1.4 计算机网络分类可从不同的角度对计算机网络进行分类可从不同的角度对计算机网络进行分类 v 按覆盖范围与规模分类按覆盖范围与规模分类局域网、城域网、广
7、域网局域网、城域网、广域网v 按网络拓扑结构分类按网络拓扑结构分类星形、树形、环形、网状、总线星形、树形、环形、网状、总线v 按通信介质分类按通信介质分类 有线网是采用同轴电缆、双绞线、光纤等物理有线网是采用同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质传输数据的网络。介质传输数据的网络。无线网是采用卫星、微波等无线形式来传输数无线网是采用卫星、微波等无线形式来传输数据的网络。据的网络。v 按使用范围分类按使用范围分类公用网、专用网公用网、专用网按覆盖范围与规模分类局域网局域网(Local Area(Local Area Network,LANNetwork,LAN）小于小于10km10km的覆盖范围的覆盖
8、范围 有线与无线连接兼有有线与无线连接兼有 结构简单容易实现结构简单容易实现 网内传输速率较高，误码率低网内传输速率较高，误码率低 技术成熟，易于扩充管理技术成熟，易于扩充管理 是广域网的组成部分是广域网的组成部分 主要有两种：以太网（主要有两种：以太网（Ethernet)Ethernet)和无线局域网和无线局域网(WLAN)(WLAN)v局域网局域网 v城域网城域网v广域网广域网v互联网互联网按覆盖范围与规模分类v局域网局域网 v城域网城域网v广域网广域网v互联网互联网城域网城域网(Metropolitan Area Network,MAN）几十到几百公里范围几十到几百公里范围 在一个城市或
9、地区，连接多个不在一个城市或地区，连接多个不同应用的局域网，城域网是为整个同应用的局域网，城域网是为整个城市而不是为某一个特定部门服务城市而不是为某一个特定部门服务 城域网建设更集中于通信子网上城域网建设更集中于通信子网上 是本地用户通向国内或国际广域是本地用户通向国内或国际广域网的桥梁网的桥梁。按覆盖范围与规模分类广域网广域网(Wide Area Network,WAN）覆盖范围更广，从几百公里到几千覆盖范围更广，从几百公里到几千公里公里 由通信子网和资源子网组成由通信子网和资源子网组成 数据传输率比局域网低，而信号的数据传输率比局域网低，而信号的传输延迟比局域网要大得多传输延迟比局域网要大
10、得多 采用存储转发方式进行数据交换采用存储转发方式进行数据交换 可以链接任意远的任意两台计算机可以链接任意远的任意两台计算机v局域网局域网 v城域网城域网v广域网广域网v互联网互联网按覆盖范围与规模分类互联网：互联网：多个网络相互连接构成的集合多个网络相互连接构成的集合 通过专用设备进行转换连接通过专用设备进行转换连接 互联的方式可以进行局域网与局互联的方式可以进行局域网与局域网、局域网与广域网互联、若干域网、局域网与广域网互联、若干局域网通过广域网互联。局域网通过广域网互联。Internet Internet是目前覆盖范围最大，是目前覆盖范围最大，应用最广的国际互联网，是由许多应用最广的国际
11、互联网，是由许多局域网和广域网通过相同的通信协局域网和广域网通过相同的通信协议连接组成议连接组成互联网络互联网络。v局域网局域网 v城域网城域网v广域网广域网v互联网互联网星型结构网络 所有的节点都通过独立的线路所有的节点都通过独立的线路链接到一个中心节链接到一个中心节点点，中心节，中心节点外的任何两个节点之间没有点外的任何两个节点之间没有直接联通的线路。中心节点的直接联通的线路。中心节点的可靠性决定了网络可靠性。可靠性决定了网络可靠性。按网络结构分类树形结构网络主机按级分层连接主机按级分层连接，是星型，是星型结构的扩展，它采用分层结结构的扩展，它采用分层结构，具有一个节点和多层分构，具有一个
12、节点和多层分支节点。在终端较集中处设支节点。在终端较集中处设置集中器，集中式网络一般置集中器，集中式网络一般采用星形或树形结构。采用星形或树形结构。环型结构网络 所有主机都通过相应的硬件接口所有主机都通过相应的硬件接口链接到一个封闭的环上，链接到一个封闭的环上，实际上实际上是首尾相连的总线结构。是首尾相连的总线结构。站点故站点故障会引起整个网络的崩溃。障会引起整个网络的崩溃。按网络结构分类网状结构网络任一个节点至少有两条线路与其他任一个节点至少有两条线路与其他节点相连。节点相连。节点间路径多节点间路径多，局部的，局部的故障不会影响整个网络，可靠性高。故障不会影响整个网络，可靠性高。分布式网络常采用网状结构。大部分布式网络常采用网状结构。大部分主干网采用分布式结构。分主干网采用分布式结构。总线型结构网络 所有主机都通过相应的硬所有主机都通过相应的硬件接口链接到一根中心传件接口链接到一根中心传输线上（总线，输线上（总线，busbus）按网络结构分类
