计算机网络原理与Internet技术（第一章）

计算机⽹络原理与Internet技术（第⼀章）
第⼀章计算机⽹络
1．1 概述
1、计算机⽹络的概念
（1）计算机⽹络是将地理位置不同但具有独⽴功能的计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的⽹络软件实现⽹络资源共享的系统。

（⼀些互连的、⾃治的计算机的集合）
（2）⽹络软件是指⽹络协议、⽹络操作系统、⽹络应⽤软件等。

（3）⽹络资源是指计算机的硬件资源、计算机的软件资源、计算机的数据资源。

（4）从计算机⽹络的概念上可以看出，计算机⽹络包括计算机技术和通信技术，建⽴计算机⽹络的⽬的就是要实现资源共享。

2、计算机⽹络在信息时代的作⽤
（1）早期的计算机系统存在快速处理数据与数据传送缓慢的⽭盾，产⽣了“信息孤岛”的现象。

（2）计算机⽹络的产⽣解决了数据传送缓慢的问题，本质上是解决了资源共享的问题。

（3）21世纪是⼀个以⽹络为核⼼的信息时代
这⾥的⽹络是指电信⽹络、有线电视⽹络和计算机⽹络。

但三者⽬前正在逐渐合为⼀体。

21世纪的⼯业经济向知识经济的转化
要求经济全球化和信息化，这都要依靠计算机⽹络来完成。

（4）可以预见计算机⽹络在⼈们的⽣活中将扮演越来越重要的⾓⾊。

（5）但计算机⽹络技术是⼀把双刃剑。

（6）在未来的⼏年中，⽹络的安全和⽹络的可靠性将是计算机⽹络技术发展的热点。

3、计算机⽹络的发展过程
（1）电路交换：是由交换设备负责在两个通信站点之间建⽴⼀条物理的专⽤线路，包括建⽴电路、传输数据和电路拆除三个阶段。

数据传输前有延迟，电路建⽴后专⽤该电路，电路交换适应实时要求，
（2）报⽂交换：属于存储交换。

把待发的信息储存起来，待线路空闲时发出去。

（3）分组交换：本质是存储转发，不⽤等待整个线路空闲，只要两个交换设备之间空闲即可传输信息。

1．2 计算机⽹络的组成
1、计算机⽹络分为通信⼦⽹和资源⼦⽹
2、把计算机⽹络中实现⽹络通信功能的设备及其软件的集合称为通信⼦⽹
（1）硬件：接⼝设备、线路设备、交换设备、路由设备
（2）软件：⽹络操作系统、⽹络协议、⽹络管理系统
3、把计算机⽹络中实现资源共享的设备和软件的集合称为资源⼦⽹
（1）硬件：服务器、⼯作站、打印机等。

（2）软件：操作系统、应⽤软件系统等。

1．3 计算机⽹络的分类
1、从⽹络的交换功能进⾏分类
（1）电路交换
（2）报⽂交换
（3）分组交换
（4）混合交换
2、从⽹络的拓扑结构进⾏分类
所谓的拓扑结构是指计算机⽹络的硬件系统的布置形式。

主要的拓扑结构有：总线、星型、树形、环型、⽹状。

总线拓扑：
把各个计算机或其他设备均接到⼀条公⽤的总线上，各个计算机共⽤这⼀总线，⽽在任何两台计算机之间不再有其他连接，这就形成了总线的计算机⽹络。

总线⽹络结构简单、易于安装且价格低廉，但总线⽹络⼀旦线路断开整个⽹络不能⼯作
且发现问题和扩充很难。

环⾏拓扑：
将各个计算机与公共的缆线连接，缆线的两端连接起来形成⼀个封闭的环，数据在环路上按固定的⽅向流动。

信息流控制⽐较简单，⽤户多时也会有较好的性能。

不易扩充和维护。

星型拓扑：
利⽤集中设备将终端连接起来，每个终端只与集中设备有⼀个连接。

⽹状拓扑：
容错能⼒最强的⽹络拓扑。

树型拓扑：是星型拓扑的变体，通过集中设备的级连⽽成。

混合型拓扑：
（1）集中式⽹络：所有的信息必须经过中央处理设备。

（2）分散式⽹络：是集中式⽹络的扩展，⼜称⾮集中式⽹络。

（3）分布式⽹络：格状⽹，其中任何⼀个结点都⾄少和其他两个结点直接相连。

3、从⽹络的作⽤范围分类
（1）⼴域⽹：作⽤范围通常为⼏千公⾥。

使⽤公⽤的、租⽤的线路来联⽹。

（2）局域⽹：⼀般在⼀公⾥左右，是私有的，是为在个⼈计算机和服务器之间共享资源⽽设计的。

最常⽤的⽹络拓扑为：总线形、环⾏、星型、树型。

（3）城域⽹：作⽤范围在⼴域⽹和局域⽹之间，⼀般在5到50公⾥。

是为将⽹络覆盖范围延伸到整个城市⽽设计的
（4）互联⽹：
4、从⽹络的使⽤范围进⾏分类
（1）公⽤⽹：⼀般是国家的电信部门组建的⽹络。

（2）专⽤⽹：某个部门组建的⽹络。

内⽹、外⽹和专⽹。

5、其他
（1）基于服务器的⽹络和对等⽹络
（2）共享⽹络和交换⽹络
1．4 计算机⽹络的主要性能指标
1、带宽：单位时间内向传输设备中发送的数据量
2、数率：吞吐量
3、时延：电磁波在信道中传播所需的时间
（1）传播时延=信道长度/电磁波在信道上传输的数率
（2）发送时延=数据块长度/信道带宽
（3）排队时延
总时延=传播时延+发送时延+排队时延
4、时延带宽积和往返时延
（1）时延带宽积=传播时延 * 带宽
当发送端连续发送数据时，第⼀个⽐特到达终点时，发送端⼀共发送的⽐特数。

（2）往返时延带宽积：当发送端连续发送数据时，在收到对⽅的确认前，发送到信道上的⽐特数。

5、其他
（1）性能：⽤户数、传输媒体介质、软件
（2）可靠性：故障频率、⽹络错误恢复时间、灾难事故
（3）安全性：未授权访问、病毒
1．5 其他内容
1、模拟和数字
2、频谱：信号所包含的所有分量的频率的集合并且通过频域图表⽰。

3、基带与频带传输
使⽤数字信号传输数据时，数字信号⼏乎占有整个频带，也就是终端设备把数字信号转换成脉冲信号时，这个原始的电信号所固有的频带，称为基带传输。

采⽤模拟信号传输数据时，往往只占⽤有限的频谱，对应基带将其称为频带传输。

4、传输模式
（1）单⼯
（2）半双⼯
（3）全双⼯
1．6 实践内容
采⽤星形拓扑，利⽤WINDOWS98 组建共享介质的对等⽹。

1．7 复习题
1、故障频率和⽹络故障恢复时间是⽹络（）的标尺。

2、病毒是有关⽹络（）的问题。

3、⽹络拓扑分为哪⼏种？
4、三种传输模式的特点是什么？。