第1章 计算机网络基础知识

4、计算机网络的功能与应用 （1）计算机网络的功能
信息交换——集中处理，最基本的功能是完成计 信息交换——集中处理，最基本的功能是完成计 算机网络中各个节点之间的系统通信。如，传送 电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物…… 电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物…… 资源共享——建立计算机网络的最基本目的是资 资源共享——建立计算机网络的最基本目的是资 源包括软、硬件资源。如，计算处理能力、大容 量磁盘、高速打印机、数据库…… 量磁盘、高速打印机、数据库…… 分布式处理——均衡负荷，提高系统的性能是一 分布式处理——均衡负荷，提高系统的性能是一 项复杂的任务，可以划分成许多部分，由网络内 计算机分别完成有关部分。
（2）按网络拓扑结构划分 总线网 星型网 环型网 总线星型网 树状网 网状网
总线型网络 用一条称为总线的中央主电缆作为公 共传输线路，每个工作站节点通过一根支 线连接到总线上 。
总线型网络使用广播式传输技术，总线 上所有节点都可以发送数据到总线上，但 任何时候只允许一个节点发送数据。 总线网络的特点： 结构简单灵活，易于扩展；共享能力强， 便于广播式传输。 网络相应速度快，但负荷重时性能迅速下 降；局部节点故障不影响整体，可靠性较 高。但是，总线出现故障，则影响整个网 络。 易于安装，费用低。
Internet的迅猛发展始于20世纪90年代。由欧洲原 Internet的迅猛发展始于20世纪90年代。由欧洲原 子核研究组织CERN开发的万维网WWW被广泛使 子核研究组织CERN开发的万维网WWW被广泛使 用在Internet上，大大方便了广大非网络专业人员 用在Internet上，大大方便了广大非网络专业人员 对网络的使用，成为Internet发展的指数级增长的 对网络的使用，成为Internet发展的指数级增长的 主要驱动力。
星型网络 它由一个中心节点（如交换机、集线 器等）和一些外围节点构成，中心节点和 外围结点之间采用一条单独的通信电缆相 连接，外围结点之间没有连接电缆，采用 的是点对点通信。
星状网络的特点： 结构简单，便于管理和维护；易实现结构 化布线；结构易扩充，易升级。 通信线路专用，电缆成本高。 星状结构的网络由中心节点控制与管理， 中心节点的可靠性基本上决定了整个网络 的可靠性。 中心节点负担重，易成为信息传输的瓶颈， 且中心节点一旦出现故障，会导致网络瘫 痪。
计算机通信网络在逻辑上分为两大部分： 通信子网和资源子网，构成以通信子网为 核心，以资源子网为目的的计算机网络， 计算机通信网络的最初代表是美国国防部 高级研究计划局开发的ARPANET，它是当 高级研究计划局开发的ARPANET，它是当 今Internet的雏形。 Internet的雏形。
网络中有许多分散在不同 地理位置的主机，每台主 机都能联接许多终端 各主机与IMP（接口信息 各主机与IMP（接口信息 处理机）相连 各IMP实现路由及信息的 IMP实现路由及信息的 存储与转发。IMP通过通 存储与转发。IMP通过通 信线路相连，形成通信子 网
6、计算机网络的分类
（1） 按网络作用范围分： 广域网（WAN）远距离、大范围的计算机网 广域网（WAN）远距离、大范围的计算机网 络。如，电话机交换网、Internet。 络。如，电话机交换网、Internet。 局域网（LAN） 局域网（LAN）有限范围（一般几百米以内） 内的计算机网络。 城域网（MAN） 城域网（MAN）介于两者之间。
1986年，NSF（美国国家科学基金会，National 1986年，NSF（美国国家科学基金会，National Science Foundation）建立了自己的计算机通信网络。 Foundation）建立了自己的计算机通信网络。 NSFnet将美国各地的科研人员连接到分布在美国不 NSFnet将美国各地的科研人员连接到分布在美国不 同地区的超级计算机中心，并将按地区划分的计算 机广域网与超级计算机中心相连（实际上它是一个 三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网， 覆盖了全美国主要的大学和研究所 ）。 NSFnet逐渐取代了ARPANet在Internet的地位，到了 NSFnet逐渐取代了ARPANet在Internet的地位，到了 1990年，鉴于ARPANet的实验任务已经完成，在历 1990年，鉴于ARPANet的实验任务已经完成，在历 史上起过重要作用的ARPANet就正式宣布关闭。 史上起过重要作用的ARPANet就正式宣布关闭。
1992年，Internet上的主机超过1 1992年，Internet上的主机超过1百万台。 1993年，Internet主干网的速率提高到 1993年，Internet主干网的速率提高到 45Mbps。到1996年速率为155Mbps的主干网 45Mbps。到1996年速率为155Mbps的主干网 建成。1999年MCI和WorldCom公司将美国 建成。1999年MCI和WorldCom公司将美国 的Internet主干网速率提高到2.5Gbps。到 Internet主干网速率提高到2.5Gbps。到 1999年底，Internet上注册的主机已超过1 1999年底，Internet上注册的主机已超过1千 万台。
随着NSFnet的建设和开放，网络节点数和 随着NSFnet的建设和开放，网络节点数和 用户数迅速增长。以美国为中心的Internet 用户数迅速增长。以美国为中心的Internet 网络互联也迅速向全球发展，世界上的许 多国家纷纷接入到Internet，使网络上的通 多国家纷纷接入到Internet，使网络上的通 信量急剧增大。
WWW的站点数目也急剧增长，1993年底只 WWW的站点数目也急剧增长，1993年底只 有627个，1994年底就超过1万个，1996年底 627个，1994年底就超过1万个，1996年底 超过60万个，1997年底超过160万个，而 超过60万个，1997年底超过160万个，而 1999年底则超过了950万个，上网用户数则 1999年底则超过了950万个，上网用户数则 超过2亿。2002年，全球Internet的用户达到 超过2亿。2002年，全球Internet的用户达到 4.5亿。截至到2005年12月，我国上网计算 4.5亿。截至到2005年12月，我国上网计算 机数已达到约4950万台，上网用户人数约 机数已达到约4950万台，上网用户人数约 1.11亿人，仅CN下注册的域名数已达到近 1.11亿人，仅CN下注册的域名数已达到近 109万个，而WWW站点已达到69.4万个。 109万个，而WWW站点已达到69.4万个。
（2）计算机网络的应用 网络在教育和科研中的应用 网络在企事业单位的应用 网络在商业上的应用 网络在通信与娱乐上的应用
5、计算机网络的组成 （1）按系统划分： 硬件系统：计算机、线路、设备 软件系统：操作系统、通信软件、协议 （2）按逻辑划分： 资源子网：向网络用户提供各种网络资源和服务 通信子网：向用户使用资源子网提供了通信保证
终端 前 端
终端 集 中 机 器 终端
主计算机 终端 终端
（2）计算机-计算机互联网络（第二代计算机网络) 计算机-计算机互联网络（第二代计算机网络) 第二代计算机网络是以资源共享为目的的计 算机通信网。从20世纪60年代中期开始，出现了 算机通信网。从20世纪60年代中期开始，出现了 多个主机互联的系统，可以实现计算机与计算机 之间的通信。真正意义上的计算机网络应该是计 算机与计算机的互联，是计算机之间的通信，即 通过通信线路将若干个自主的计算机连接起来的 系统，称之为计算机— 系统，称之为计算机—计算机网络，简称为计算 机通信网。它由通信子网和资源子网构成。
环状网 环状结构是各个网络节点通过接口连在 一条首尾相接的闭合环状通信线路中。环 状结构有两种类型，即单环结构和双环结 构。令牌环是单环结构的典型代表，光纤 分布式数据接口是双环结构的典型代表。
环状结构的特点： 在环状网络中，各工作站间无主从关系， 结构简单；信息流在网络中沿环单向传递， 延迟固定，实时性较好。 两个节点之间仅有唯一的路径，简化了路 径选择，但可扩充性差。 可靠性差，任何线路或节点的故障，都有 可能引起全网故障，且故障检测困难。
2、计算机网络的发展 （1）计算机-终端联机网(第一代计算机网络) 计算机-终端联机网(第一代计算机网络) 又称为联机系统或面向终端的计算机通 信网，建于20世纪50年代初。它是由一个主 信网，建于20世纪50年代初。它是由一个主 机和若干个终端组成，比较典型的是1963年 机和若干个终端组成，比较典型的是1963年 美国空军建立的半自动化地面防空系统 （SAGE）。 SAGE）。
（3）第三代计算机网络
第三代计算机网络又称为现代计算机网络。 随着微型计算机、广域网和局域网的广泛 应用，使用大型机与中型机的“主机—终端” 应用，使用大型机与中型机的“主机—终端” 系统的用户逐渐减少，网络结构发生了巨大的 变化。大量的微机连入局域网、局域网连入广 域网、广域网与广域网的互联等形成了当今覆 盖全球范围的Internet。 盖全球范围的Internet。
第1章 计算机网络基础知识
本章概要 1.1计算机网络概述 1.1计算机网络概述 1.2计算机网络硬件 1.2计算机网络硬件 1.3计算机网络软件 1.3计算机网络软件 1.4计算机网络结构模式 1.4计算机网络结构模式来自1.1 计算机网络概述
1、计算机网络的定义 所谓计算机网络 所谓计算机网络，就是利用通信设备和线路 计算机网络， 将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统 互联起来，以功能完善的网络软件实现网络中资 源共享和信息交换的系统。 一个计算机系统连入网络以后,具有共享资源 一个计算机系统连入网络以后,具有共享资源、 共享资源、 提高可靠性、分担负荷和实现实时管理等优点。 提高可靠性、分担负荷和实现实时管理等优点。
3、Internet的发展过程 Internet的发展过程
ARPAnet网络的发展 ARPAnet网络的发展 NSFNET 网络的发展 Internet的形成与发展 Internet的形成与发展