计算机网络技术基础教程-第一章

Байду номын сангаас
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计算机网络——多机系统 计算机网络——多机系统
多机系统是真正意义上的计算机网络。 多机系统是真正意义上的计算机网络。 该系统中，多台计算机通过通信子网构成一 该系统中，多台计算机通过通信子网构成一 个有机的整体，既分散又统一，从而使整个 个有机的整体，既分散又统一， 系统性能大大提高； 系统性能大大提高； 原来单一主机的负载可以分散到全网的各个 机器上，使得网络系统的响应速度加快； 机器上，使得网络系统的响应速度加快； 而且在这种系统中， 而且在这种系统中，单机故障也不会导致整 个网络系统的全面瘫痪。 个网络系统的全面瘫痪。
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1.2 计算机网络的定义和功能
1.2.1 计算机网络的定义
从不同的角度理解有不同的定义 –信息传输角度:以计算机之间传输信息为目 信息传输角度: 信息传输角度 的而连接起来、 的而连接起来、实现远程信息处理或进一步 达到资源共享的系统。 达到资源共享的系统。 –资源共享角度:以能够相互共享资源（硬件、 资源共享角度: 资源共享角度 以能够相互共享资源（硬件、 软件和数据）的方式连接起来， 软件和数据）的方式连接起来，并且各自具 备独立功能的计算机系统之集合体。 备独立功能的计算机系统之集合体。 用户透明性角度: –用户透明性角度:由一个网络操作系统自动 用户透明性角度 管理用户任务所需的资源， 管理用户任务所需的资源，从而使整个网络 就像一个对用户透明的计算机大系统。 就像一个对用户透明的计算机大系统。
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得到普遍认可的定义：计算机网络是把一定地 得到普遍认可的定义： 理范围内的计算机通过通信线路互相连接起来， 理范围内的计算机通过通信线路互相连接起来， 在特定的通信协议和网络系统软件的支持下， 在特定的通信协议和网络系统软件的支持下， 彼此互相通信并共享资源的系统。 彼此互相通信并共享资源的系统。 从以下几个方面来理解: 从以下几个方面来理解: –计算机网络中至少拥有两台以上的计算机。 计算机网络中至少拥有两台以上的计算机。 计算机网络中至少拥有两台以上的计算机 –传输媒体和通信设备把若干台计算机连结 传输媒体和 传输媒体 通信设备把若干台计算机连结 到了一起。 到了一起。 –把多台计算机连接在一起，形成一个网络， 把多台计算机连接在一起， 把多台计算机连接在一起 形成一个网络， 是为了资源共享 资源共享。 是为了资源共享。 –为了正确地通信，需要有一个共同遵守的 为了正确地通信， 为了正确地通信 约定——通信协议。 通信协议。 约定 通信协议
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主机
主机
局域网 路由器
局域网
路由器 通信子网 服务器
服务器
路由器
路由器
路由器 主机 路由器 局域网 路由器 路由器
路由器 主机 路由器 局域网
服务器
服务器
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Internet 和 Internet 的区别
以小写字母 i 开始的 internet（互联 internet（ 网或互连网）是一个通用名词， 网或互连网）是一个通用名词，它泛指 由多个计算机网络互连而成的网络。 由多个计算机网络互连而成的网络。 大写字母I Internet（ 以大写字母I开始的的 Internet（因特 则是一个专用名词， 网）则是一个专用名词，它指当前全球 最大的、开放的、 最大的、开放的、由众多网络相互连接 而成的特定计算机网络， 而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则， 协议族作为通信的规则，且其前身是美 ARPANET。 国的 ARPANET。
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4. 提高系统处理能力
单机的处理能力是有限的，并且由于种种原 单机的处理能力是有限的， 例如时差）， ），计算机之间的忙闲程度是 因（例如时差），计算机之间的忙闲程度是 不均匀的。 不均匀的。 从理论上讲， 从理论上讲，在同一网内的多台计算机可通 过协同操作和并行处理来提高整个系统的处 理能力，并使网内各计算机负载均衡。 理能力，并使网内各计算机负载均衡。即当 网络中某一台机器的处理负担过重时， 网络中某一台机器的处理负担过重时，可以 将其作业转移到其他空闲的机器上去执行， 将其作业转移到其他空闲的机器上去执行， 从而提高系统的利用率， 从而提高系统的利用率，增加整个系统的可 用性。 用性。
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万维网 WWW 的问世
因特网已经成为世界上规模最大和增长 速率最快的计算机网络， 速率最快的计算机网络，没有人能够准 确说出因特网究竟有多大。 确说出因特网究竟有多大。 因特网的迅猛发展始于 20 世纪 90 年 代。由欧洲原子核研究组织 CERN 开发 Web)被广泛 的万维网 WWW (World Wide Web)被广泛 使用在因特网上， 使用在因特网上，大大方便了广大非网 络专业人员对网络的使用， 络专业人员对网络的使用，成为因特网 的这种指数级增长的主要驱动力。 的这种指数级增长的主要驱动力
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2. 资源共享
硬件资源： 硬件资源：由于网络中某些计算机及其外围 设备价格昂贵，如巨型计算机、激光打印机、 设备价格昂贵，如巨型计算机、激光打印机、 大容量磁盘等， 大容量磁盘等，采用计算机网络进行资源共 享可以减少硬件设备的重复购置， 享可以减少硬件设备的重复购置，从而提高 设备的利用率； 设备的利用率； 软件资源： 软件资源：软件共享避免了软件的重复购置 或重复开发，从而达到降低成本， 或重复开发，从而达到降低成本，提高效率 的目的； 的目的； 信息资源： 信息资源：用户数据也是一种非常有价值的 资源，通过网络可以达到全网用户的共享， 资源，通过网络可以达到全网用户的共享， 以提高信息的利用率。（如数字图书馆） 。（如数字图书馆 以提高信息的利用率。（如数字图书馆）
计算机网络概述
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主要内容
计算机网络的产生和发展 计算机网络的定义和功能 计算机网络的组成 计算机网络的分类 计算机网络的拓扑结构 计算机网络技术的发展趋势
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学习要求
了解计算机网络的发展历史 理解计算机网络的定义 掌握计算机网络的主要功能 掌握计算机网络的硬件和软件组成 熟悉计算机网络的分类 掌握局域网和广域网的概念 了解网络拓扑结构的概念 熟悉常见的网络拓扑结构 了解网络界一些重要的标准化组织 了解计算机网络技术的发展趋势
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资源子网
通信子网
主机 CCP CCP 终端 CCP CCP CCP CCP
主机
终端
主机
终端
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计算机通信网络计算机通信网络-多机系统在逻辑上可分为几大 部分： 部分： 通信子网（ Subnet） 通信子网（Communication Subnet） 通信子网由通信控制处理机（ 通信子网由通信控制处理机（Communication CCP）、 Control Processor, CCP）、 通信线路 和其他通信设备组成，完成网络数据传输、 和其他通信设备组成，完成网络数据传输、转 发等通信处理任务。 发等通信处理任务。 资源子网 资源子网由主计算机系统、终端、终端控制器、 资源子网由主计算机系统、终端、终端控制器、 连网外设、各种软件资源与信息资源组成。 连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资 源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户 源子网负责全网的数据处理业务， 提供各种网络资源与网络服务。 提供各种网络资源与网络服务。
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3. 提高可靠性
在一个单机系统中， 在一个单机系统中，某部件或计算机产生故 障时， 障时，必须通过替换资源的办法来维持系统 的继续运行， 的继续运行，否则系统便无法开展正常的工 作。 而在计算机网络中，由于设备彼此相连， 而在计算机网络中，由于设备彼此相连，当 一台机器出故障时， 一台机器出故障时，可以通过网络寻找其他 机器来代替本机工作； 机器来代替本机工作；而且每种资源可以存 放在多个地点，用户可以通过多种途径来访 放在多个地点， 问网内的某个资源， 问网内的某个资源，从而避免了单点失效对 用户产生的影响。 用户产生的影响。因此系统的可靠性可以得 到大大地提高。 到大大地提高。
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5. 分布式处理
在计算机网络中， 在计算机网络中，可以将某些大型处理任务 分解为多个小型任务， 分解为多个小型任务，从而分配给网络中的 多台计算机分别处理， 分布式数据库系统。 多台计算机分别处理，如分布式数据库系统。 此外， 此外，利用计算机网络技术还可以把许多小 型机或微机连接成具有大型机处理能力的高 性能计算机系统， 性能计算机系统，使其具有解决复杂问题的 能力， 网格计算（ Computing）技术、 能力，如网格计算（Grid Computing）技术、 云计算等。 云计算等。
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面向终端的计算机网络系统
计算机网络的雏形。 计算机网络的雏形。 在该系统中，人们利用通信线路、 在该系统中，人们利用通信线路、集中器等 设备，将一台计算机与多台用户终端相连接， 计算机与多台用户终端相连接 设备，将一台计算机与多台用户终端相连接， 用户通过终端命令以交互的方式使用计算机 系统， 系统，从而将单一计算机系统的各种资源分 散到了每个用户手中。 散到了每个用户手中。 该系统的成功， 该系统的成功，极大地刺激了用户使用计算 机的热情，使计算机用户的数量迅速增加。 机的热情，使计算机用户的数量迅速增加。 缺点：如果计算机的负荷较重， 缺点：如果计算机的负荷较重，会导致系统 响应时间过长； 响应时间过长；而且单机系统的可靠性一般 较低，一旦计算机发生故障，将导致整个网 较低，一旦计算机发生故障， 络系统的瘫痪。 络系统的瘫痪。
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1.1 计算机网络的产生和发展
作为一门相对独立的学科， 作为一门相对独立的学科，计算机网络也经 历了一个从简单 复杂， 低级到高级的发 简单到 历了一个从简单到复杂，从低级到高级的发 展过程。它萌芽于上世纪60年代， 70到 60年代 展过程。它萌芽于上世纪60年代，在70到80 年代得到发展与完善，并在90 90年代以后不断 年代得到发展与完善，并在90年代以后不断 壮大、如火如荼地发展起来。 壮大、如火如荼地发展起来。 计算机网络的发展和演变过程， 计算机网络的发展和演变过程，大致上可分 为如下三个阶段： 为如下三个阶段： – 面向终端的计算机网络系统 – 计算机网络 计算机网络——多机系统 多机系统 – 互联网 互联网——多网络系统 多网络系统