计算机导论课件9.1 计算机网络组成

2）网络管理软件 网络管理软件能够配置网络节点，收集并管理
网络信息等操作，以保障网络能正常、可靠地 运行。 3）网络服务器软件 网络服务器软件运行于特定的网络操作系统之 上，提供所需的网络服务。Web服务器软件有 IIS、Apache等，FTP服务器软件有Serv-U等。
9.1.1 计算机网络硬件系统
6）激光 激光通信是利用激光束作为信息载体进
行的通信方式。与微波空间通信相比， 激光空间通信波长较短，具有高度的相 干性和空间定向性，通信容量大，低功 耗、体积小、高度保密，以及建造成本 低等特点。
9.1.1 计算机网络硬件系统
3. 网络互连设备 网络互连设备用来实现网络中主机与主机、网络与网
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2）同轴电缆 同轴电缆的中心有根导线，导线外面是
绝缘层，绝缘层的外面是屏蔽金属层。 屏蔽金属层可以是网状的，也可以是密 集型的，用于屏蔽电磁干扰和辐射。电 缆的最外层是一层绝缘材料。同轴电缆 如图9.4所示。
9.1.1 计算机网络硬件系统
9.1.1 计算机网络硬件系统
9.1.1 计算机网络硬件系统
9.1.1 计算机网络硬件系统
光纤分为多模光纤和单模光纤。多模光 纤结构中，光可以从发射机到接收机之 间选择几种路径方式通过。单模光纤有 一个极小的芯，通过这个芯，光信号从 一端到另一端只能选择一条路径通过。 单模光纤需要既小又精确的光源，只适 用于一个传输模式的光纤类型。
9.1.1 计算机网络硬件系统
网络硬件系统包括数据处理终端和数据 通信设备两大部分。数据处理终端完成 网络数据信息的收集、存储、处理任务， 如计算机系统、网络打印机等。数据通 信设备包括传输介质、网络互联设备。 按照节点的连接形式分类，网络硬件系 统有总线型、环形、星型、树型、网状 型。计算机网络硬件系统结构如图9.1所 示。
由器根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路 径，按前后顺序发送信号。路由器通常用于节点众多 的大型企业网络环境，与交换机和网桥相比，在实现 骨干网的互联方面，路由器，特别是高端路由器有着 明显的优势。路由器具有高度的智能化，对各种路由 协议、网络协议和网络接口的广泛支持，还有其独具 的安全性和访问控制等功能和特点，是网桥和交换机 等其他互联设备所不具备的。
9.1.1 计算机网络硬件系统
（4）目前交换机是应用最广泛的集线设 备，在大型网络中，可以利用交换机的 虚拟局域网（Virtual Local Area Network， VLAN）功能划分广播域，统
3）路由器 路由器用来连接不同的网段或网络，如图9.9所示。路
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4）无线电波 无线电波以10~100m的电磁波进行信号传输，工作频率范围在
3~30MHz之间。短波通信可以通过地表以地波形式传播，也可以 通过电离层的反射以天波形式传播。短波通信广泛应用于电话、 电报、传真、广播等业务。 微波通信使用频率在300MHz~10GHz的微波信号进行通信。微波 通信沿直线进行信号传播，并且不能穿透障碍物。微波通信超过 视距后需要中继站转发。
9.1.1 计算机网络硬件系统
9.1.1 计算机网络硬件系统
（2）屏蔽双绞线（STP） 屏蔽双绞线（STP）由一对或几对双绞线
组成，外面由屏蔽材料包裹，最外层是 一个塑料护套，如图9.3所示。
9.1.1 计算机网络硬件系统
非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）内部使用 的材料相同，特性相当。由于屏蔽层的作用，屏蔽双 绞线（STP）的信号传输距离比非屏蔽双绞线（UTP） 远，抗干扰能力也强一些。屏蔽双绞线（STP）的成本 比非屏蔽双绞线（UTP）贵，安装也麻烦，必须配有 支持屏蔽功能的特殊连接器。屏蔽双绞线（STP）具有 较高的传输速率，100米内可达155Mbps，最大使用距 离限制在几百米内。
同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同 轴电缆两种,目前常用的是基带同轴电缆。 计算机通过网卡上的卡扣配合型连接器 （Bayonet Nut Connector，BNC）与T型 头连接器相接，连接到同轴电缆上。
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3）光纤 光纤是由石英玻璃、塑料或晶体等对光
透明的材料制成的能传输光波的纤维。 光纤内部是双层同心圆柱体的纤芯。在 纤芯外围再加一层包层，便形成裸光纤。 光纤如图9.5所示。
第9章 计算机网络基础
第9章 计算机网络基础
本章学习目标
了解计算机网络的基本组成 熟练掌握计算机网络的软件、硬件基本操作 了解网络安全技术
本章先介绍计算机网络的软件、硬件基 本组成，再介绍了网络的基本操作，最 后介绍网络安全技术的基础知识。
9.1 计算机网络组成
计算机网络是将地理位置不同的具有独 立功能的多台计算机及其外部设备，通 过通信线路连接起来，在网络操作系统、 网络管理软件及网络通信协议的管理和 协调下实现资源共享和信息传递的系统。 一个完整的计算机网络系统由计算机网 络硬件系统和网络软件系统构成。
9.1.1 计算机网络硬件系统
（2）路由器按结构分为模块化结构路由 器和非模块化结构路由器。模块化结构 路由器有若干插槽，可以插入不同的接 口卡，可以进行灵活升级和变动，可扩 展性好。非模块化结构路由器提供固定 的端口，可扩展性较差，一般价格比较 便宜。通常中高端路由器为模块化结构， 低端路由器为非模块化结构。
9.1.1 计算机网络硬件系统
个人计算机
个人计算机
总线型 局域网
路由器
网关
环形 局域网
工作站 个人计算机
服务 器
工作站 服务器
交换机
广域 网
路由器
工作站 交换机
交换机
服务器 服务器
星型局域 网
个人计算机
树型局域网
9.1.1 计算机网络硬件系统
1. 计算机系统 计算机系统提供网络资源，并进行网络资源共享操作。
2）交换机 交换机是一种用于网络中计算机连接的
主要设备，如图9.8所示。
9.1.1 计算机网络硬件系统
9.1.1 计算机网络硬件系统
（1）交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接 一个局域网或一台高性能服务器或工作站。交换机内部的CPU， 会将网卡的MAC地址（Media Access Control，媒体访问控制，又 称为物理地址）和端口对应，形成一张MAC表。在通信过程中， 发往某MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的 端口。
9.1.1 计算机网络硬件系统
双绞线包括非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）和屏蔽双绞线 （Shielded Twisted Pair，STP）。
（1）非屏蔽双绞线（UTP） 非屏蔽双绞线（UTP）由一对或几对双绞
线甚至几十对双绞线加一塑料护套组成， 如图9.2所示。
9.1.1 计算机网络硬件系统
5）卫星通信 卫星通信是利用人造卫星进行中转的通
信方式。卫星通信示意如图9.6所示。
9.1.1 计算机网络硬件系统
9.1.1 计算机网络硬件系统
卫星通信的频率是1~10GHz的微波频段。 现代卫星通信技术与计算机技术相结合， 实现VSAT小型智能化地球站。卫星通信 覆盖范围广，通信容量大。同一信道可 用于不同方向或不同区间，同时可在多 处接收，能经济地实现广播、多址通信， 缺点是传输延时较大，费用较高。
9.1.1 计算机网络硬件系统
无线路由器是带有无线覆盖功能的路由 器，将宽带网络信号通过天线转发给附 近的无线网络设备，如笔记本计算机、 支持无线保真（WIreless-FIdelity，WiFi） 的手机等。
9.1.2 计算机网络软件系统
计算机网络软件系统包括网络操作系统、网络管理软 件、网络服务器软件、网络应用软件、网络协议等。
1）网络操作系统 网络操作系统是为网络计算机提供通信和资源共享的
操作系统，是负责管理整个网络资源和网络用户的软 件的集合。网络操作系统运行在服务器之上，因此被 称为服务器操作系统。常见的网络操作系统有 Windows Server 2003、Unix、NetWare、Linux等。
9.1.2 计算机网络软件系统
（2）按网络覆盖范围，交换机分为广域网交换机和局域网交换 机。广域网交换机主要用于电信城域网、互联网接入等广域网中。 局域网交换机用于局域网络，用于连接终端设备。
9.1.1 计算机网络硬件系统
（3）按传输介质和传输速度，交换机的类型分为以太 网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、 10千兆以太网交换机。以太网交换机是带宽在 100Mbps以下的以太网使用的交换机，价格便宜，应 用范围广。快速以太网交换机用于100Mbps快速以太 网，目前主要以10/100Mbps自适应型为主。千兆以太 网交换机用于千兆以太网中，带宽可达1000Mbps，一 般用于大型网络的骨干网段。10千兆以太网交换机主 要为了适应10千兆以太网络的接入，一般应用于骨干 网段上，采用的传输介质为光纤。
络间的连接、数据信号的转换以及路由选择等。常见 的网络互连设备有网卡、网桥、交换机、路由器、网 关等。 1）网卡 网卡是局域网中连接计算机和传输介质的接口，如图 9.7所示。
9.1.1 计算机网络硬件系统
9.1.1 计算机网络硬件系统
网卡不仅能实现计算机与局域网传输介 质之间的物理连接和电信号匹配，还涉 及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、 介质访问控制、数据的编码与解码以及 数据缓存的功能等。
9.1.1 计算机网络硬件系统
（3）路由器按应用分为骨干级（核心层）路 由器、企业级（分布层）路由器、接入级（访 问层）路由器。骨干级（核心层）路由器实现 企业级网络互连，位于网络中心，要求快速的 包交换能力和高速的网络接口。企业级路由器 连接许多终端系统，系统相对简单，数据流量 较小。接入级路由器主要应用于连接家庭或小 型企业的局域网。
根据在网络中的用途分类，可分为个人计算机、工作 站、服务器。 服务器是网络系统的核心，主要负责数据处理和通信 控制，并向系统内的其他各种网络设备提供服务。 个人计算机和工作站是负责网络操作及人机交互的工 具。工作站比个人计算机性能强大，一般用于处理特 定的数据或有专业的用途。