课件第1章网络基础知识

计算网络结构
通信子网： 由通信控制处理机、通信线 路和其他网络通信设备组成
资源子网： 由主机系统、终端、终端控 制器、连网外设、各种软件 资源与信息资源组成。
主机
路由器
资源子网 通信子网
服务器
精品在线开放课程 计算机网络基础
计算机网络的发展
N
网络基础
计算机网络的发展
计算机网络的 发展历程
1.面向单 机的网络 互连模式
2 ．星型拓扑结构
星型拓扑结构
星型拓扑中有一个中心节点，其它各节点通过点对点线路与中心节点相连，形 成辐射型结构，在物理形状上就像是星星
中心节点
星形拓扑
优点：结构简单，组网容易，控制相对简单，维护起来比较容易 受故障影响的设备少，能够较好地处理通信介质故障
缺点：集中控制，中心节点负载过重，可靠性低，通信线路利用率低。
按用途和采用技术分类
按覆盖范围分各类特点？
1 ．局域网（LAN）
“
“
局域网（Local Area Network，LAN），是指在一个较小的范围（例如一栋大楼、一 所学校）内的计算机、终端和外部设备通过高速通信线路相连接形成的计算机网络
办公室内局域网
交换机
交换机
路由器
交换机
一栋楼内局域网 ……
……
北京市网络 ……
上海市网络 ……
路由器 路由器
通信网络
路由器 路由器
接入广域网需要申请
…… 广州市网络
…… 西安市网络
理解局域网和广域网
• 局域网 一般企业自己购买设备，将物理位置较近的办公区的 计算机使用网络设备连接起来，一般覆盖范围是几千米以内。 局域网使用的网络设备有集线器或交换机，带宽为10M、 100M、1000M、1000M等几个标准，而使用无线连接的局 域网带宽标准为54M等。
思考
对于21世纪，你认为有那 些重要特征？
21世纪的重要特征
• 21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信 息化，它是一个以网络为核心的信息时代。
• 网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的 重要基础。
• 网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络 和计算机网络。
• 发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。
1.2 计算机网络的分类
本节主要内容
1.2.1 按覆盖范围分类 1.2.2 按拓扑结构分类 1.2.3 按传输方式分类
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计算机网络分类之——
按覆盖范围分类
N
网络基础
计算机网络分类
按覆盖范围分类 按拓扑结构分类
按传输方式分类
城域网MAN
局域网LAN
按覆盖 范围分
广域网WAN
网络拓扑结构
N
网络基础
按拓扑结构分类
网络拓扑 是由网络节点设备和通信介质构成的网络结构图
中心计算机
小王的终端
小李的终端
小型局域网的拓扑图
小张的终端
1
总线型拓扑结构
2
星型拓扑结构
3
环型拓扑结构
4
树型拓扑结构
5
网状拓扑结构
1 ．总线型拓扑结构
总线型拓扑
总线型拓扑中采用一条公共传输信道传输信息，所有节点均通过专门的连接器 连到这个公共信道上，这个公共的信道称为总线。
PC1 PC2
PC3
PC4
HUB3 HUB5
PC5
PC6
PC7
PC8
5．网状拓扑结构
网状拓扑结构 各结点通过传输线相互连接起来，并且任何一个结点都至少与其他两个结点相连
服务器
中心节点
中心节点
中心节点
中心节点
优点：可以充分、合理地使用网络资源，并且具有很高的可靠性 缺点：费用高、结构复杂、不易管理和维护
1.1.1计算机网络的含义
计算机网络的基本要素？
某种网通两络信台中手独的至段立某少将的个有其计独两连算立个接机的具。之计有间算独必机立须之操用间作 要能相互系通统信的，计必算须机制，定且相它互们可之确间认 的规范标有准相或互协共议享。某种资源的需求。
三个方面来理解：多机系统、互联系统、资源共享系统
• 广域网 一般企业租用网通或电信的线路，通常跨接的范围从 几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家。广域网的带 宽由企业所付的费用决定，比如我们上网的ADSL就是租用网 通或电信的服务，带宽有1M、2M、4M等。
• 广域网和局域网的划分有时候也不是单纯从距离上划分的。
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计算机网络的特点与功能
自主性 1
计算机网 络特点
自主功能的计算机
主机（Host）或节点
硬件资源
软件资源
+ = 40%
数据资源
计算机网络的特点与功能
自主性 1
通信设备
主机
计算机网 络特点 2 互联性
主机
传输介质
通过网络设备及通信线路连接起来，并遵循所规定的通信规则
计算机网络的特点与功能
自主性 1
广播式网络
（Broadcast Network）
网络中的计算机或设备共享一条通信信道
集线器
特点
1.任一计算机发出的信息，其他计算机都能 收到，根据报文中的目的地址来判断是接收 还是丢弃该报文
2.任何时间内只允许一个节点使用信道，从 而在广播式网络中需要为信道争用提供相应 解决机制。
各节点通过环路接口连在一条 闭合的环型通信线路中 传输介质可采用电缆或光缆 数据以基带信号串行传输，但 从发送节点出来后，在环中沿 一个固定方向绕环逐站传输 多个结点共享一条环通路的共 享介质结构，也要提供旨在解 决冲突问题介质访问控制。
4 ．树型拓扑结构
树型拓扑结构
是一种分层结构，可以看做是星型拓扑的一种扩展，适用于分级管理和控制的 网络系统。
星型拓扑的结构特点
• 任何两节点之间的数据通信都要通过中央 节点，中央节点集中执行通信控制策略， 如完成节点间通信时物理连接的建立、维 护和拆除；
• 中央节点通常为集线器或交换机
星型拓扑的性能特点
• 一般，星形网络结构中的数据信息传播方式有两种：一 种是中心节点以广播的方式工作，从一个节点传送来的 数据到达中心节点后，被重传到外出链路上。在这种情 况下，尽管这种安排在物理上是星形，在逻辑上却是总 线形，采用的是广播的方式。（如中心节点采用集线 器）；另一种方式是中心节点作为一个数据交换设备工 作，一个到达中心节点的数据经过处理后，找到相应的 节点，并被传送出去，采用的是点对点方式。（如中心 节点采用交换机）
考模型。
3．体系结构标准化网络 (20世纪70年代末至80年代初)
网络已经渗透到我 们生活的各个方面
通计H信T算T技机P术技术
4．互联网普及应用 (20世纪80年代末至今)
1.面向单 机的网络 互连模式
计算机网络的发展历程你知道了吗？
2.多区域 主机网络 互连模式
3.体系结 构标准化
网络
4.互联网 普及应用
课件第1章网络基础知识
第一章 网络基础知识
计算机网络简介 计算机网络分类 计算机网络结构简介
1.1 计算机网络简介
本节主要内容 1.1.1 计算机网络的含义 1.1.2 计算机网络的组成 1.1.3 计算机网络结构简介
计算机网络简介
N
网络基础
精品在线开放课程 计算机网络基础
计算机网络简介
什么是计算机网络 计算机网络的结构
星型拓扑结构
FDDI 网络
专线连接
以太网
路由器
路由器
路由器
令牌环网
环状拓扑结构
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计算机网络分类之——
按传输方式分类
N
网络基础
按传输方式分类
传输方式 数据在网络中的传输过程 广播式网络（Broadcast Network）
点到点式网络（Point to Point）
1 ．广播式网络
连接器
总线
优点：形式简单，节点易于扩充 缺点：1.受故障影响的设备范围大，总线电缆出现故障，整个通信就无法进行
2.维护比较困难，在排除介质故障时，要将错误隔离到某个网段比较困难
总线形拓扑的性能特点
各节点地位平等，无中心节点控制。所有结点都可 以通过总线传输介质发送或接收数据，但一段时间 内只允许一个结点利用总线发送数据“共享” 。 总线上的信息通常以基带形式串行传输，并从发送 节点向两端扩散，当一个结点利用总线传输介质以 “广播”方式发送信号时时，其他结点都可以用 “收听”到所发送的信号，故又称广播式网络 “共享”产生“冲突”（collision），冲突造成数 据传输的失效，需要提供一种机制用于解决冲突问 题。
计算机网络就是将分布在不同地理位置的具有独立工作能力的计算机、终端及其附 属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现资源共享的系统
1.1.1计算机网络的含义
计算机网络发展到今天，没有哪一 句话能够准确定义当今的计算机网络。 Internet非常复杂，无论从其硬件构成还 是其软件构成以及所提供的功能，从一 开始直到今天，变化从未终止。
3 ．环型拓扑结构
环型拓扑结构
在环型拓扑中，各节点和通信线路连接形成的一个闭合的环。环中的数据按照 一个方向沿环逐个节点传输，或顺时针方向，或逆时针方向。
环 型 拓扑
优点：结构简单、易于实现、传输时延确定和路径选择简单 缺点：任何一个节点及连接节点的通信线路都有可能导致网络瘫痪
环型拓扑的结构特点
……
有线局域网VS无线局域网 共享式局域网VS交换式局域网
局域网特点
1 有限的地理范围 2 通常具有较好的性能 3 易于建立、管理和维护
“
2．城域网（MAN）
“
城市区域网络简称城域网（Metropolitan Area Network，MAN），覆盖范围约为 几千米到几十千米，是介于局域网和广域网之间的一种高速网络
计算机网 络特点 2 互联性
3 三个目的
实现通信交往
信息资源交流
计算机分布资源 共享或协同工作
计算机网络的特点与功能
自主性 1
计算机网 络特点 2 互联性
3 三个目的
1 计算机之间及用户间相互通信 2 实现硬件、软件及数据等资源的共享 3 计算机之间或用户间协同工作
1.1.1计算机网络的含义
*网络共享的基础是网络通信与数据处理，因此在逻辑功能上计 算机网络可以分为通信子网和资源子网两大部分。 （1）通信子网 • 由通信控制处理机、通信线路和其他网络通信设备组成，主要 任务是将各种计算机互连起来，完成数据之间的交换和通信处理。 • （2）资源子网 • 由主机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信 息资源组成。负责全网面向应用的数据处理工作，向用户提供数 据处理能力、数据存储能力、数据管理能力、数据输入输出能力 以及其他数据资源。
XX工业大学局域网
路由器
Hale Waihona Puke 路由器路由器XX科技大学局域网 路由器
XX信息大学局域网
XX师范大学局域网
城域网特点
1 用于局域网之间的连接
2 实现大量用户间的数据、语音、 图形与视频等多种信息的传递
“
2．广域网（WAN）
“
广域网（Wide Area Network，WAN），其网络覆盖范围巨大。广域网的覆盖范围 从几十千米到几千千米不等。广域网可以覆盖若干个国家和地区，甚至横跨几个洲。
中心节点
中心节点
中心节点
优点：成本低，易于推广 缺点：节点较多，速度容易受到限制
树型拓扑的性能特点
• 树形网络结构与星型网 络结构相比，降低了通 信线路的成本，但增加 了网络的复杂性。网络 中除最低层节点及其连 线外，任一节点或连线 的故障均影响其所在支 路网络的正常工作。
HUB1
HUB2 HUB4
2.多区域 主机网络 互连模式
3.体系结 构标准化
网络
4.互联网 普及应用
采用批处理方式负责逐 个处理各个终端设备输 单入独的一程台序计和算数机据，。效率较低
小王的终端
A
小李的终端
B
小刘的终端
C
CA B
中心计算机
1.面向单机的网络互连模式 (20世纪50年代中期到60年代中期)
通信网络
分布式处理
2．多区域主机网络互连模式 (20世纪60年代末至70年代末)
分组交换技术
网络的发展进入 了一个崭新时期
空军：IBM
不兼容 陆军：DEC
瑟夫：TCP/IP
1984年，美国国防部将TCP/IP作 为所有计算机网络的标准
海军：Honeywell
1983年，ISO发布了著名的ISO/IEC 7498标准，它定义了网络互联的7 层框架，也就是开放式系统互连参
1.1.1计算机网络的含义
在计算机网络形成的初期，尤其是小规模的局域网 络，可以这样描述：
计算机网络就是将分布在不同地理位置的具 有独立工作能力的计算机、终端及其附属设 备用通信设备和通信线路连接起来，并配置 网络软件，以实现资源共享的系统。
计算机网络概念
➢ 不同地理位置 ➢ 终端 ➢ 通信设备和通信线路 ➢ 资源共享
网状拓扑图
网状结构分为全连接网状 和不完全连接网状两种形式。 在全连接网状结构中，每一个 结点和网中其他结点均有链路 连接。在不完全连接网状网中 ，两节点之间不一定有直接链 路连接，它们之间的通信，依 靠其他节点转接。广域网中一 般用不完全连接网状结构。
网 状 型拓
6．混合拓扑结构
以太网 路由器