计算机网络技术基础(第三版)于鹏、丁喜纲主编 第1章 计算机网络基础

1.3.1 按使用的传输技术分类 1．广播式网络 在广播式网络仅有一条通信信道，网络中的 所有机器都共享这条信道。在发送消息时，首先 在数据的头部加上一段地址字段，以指明此数据 应被哪台机器接收，数据发送到信道上后，所有 的机器都将接收到。一旦收到数据，各机器将检 查它的地址字段，如果是发送给它的，则处理该 数据，否则将它丢弃
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5．网状结构 这种拓扑结构主要指各节点通过传输线互相 连接起来，并且每一个节点至少与其他两个节点 相连，是广域网中的基本拓扑结构，不常用于局 域网。 优点：两个节点间存在多条传输通道，具有 较高的可靠性。 缺点：结构复杂，实现起来费用较高，不易 管理和维护。
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任务1：分析局域网结构 任务2：利用Visio软件绘制网络拓扑结构图 任务3：参观校园网
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1.2.2 计算机网络的服务
1．文件与打印服务 2．应用服务 3．消息服务 4．数据库服务
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1.3
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计算机网络的分类
按传输带宽分类，有基带网和宽带网； 按网络结构分类，有以太网和令牌环网； 按使用的传输技术分类，有广播式网络和点到点 式网络； 按覆盖范围分类，有局域网、城域网和广域网； 按信息传输介质分类，有无线网和有线网； 按网络的拓扑结构分类，有星型网、环型网、总 线型网、树型网等。
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2．城域网 城域网(Metropolitan Area Network)，简称 MAN。主要特点可以归纳如下： 地理覆盖范围可达100km。 数据传输速率为45~150Mbps。 工作站数大于500个。 传错率小于10-9。 传输介质主要是光纤。 既可用于专用网，又可用于公用网。
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1.1.2 计算机网络的发展过程 4．第四代计算机网络 第四代计算机网络是在进入20世纪90年代后， 随着数字通信的出现而产生的，其特点是综合化 和高速化。综合化是指将多种业务综合到一个网 络中完成。例如人们一直在用一种与计算机网络 很不相同的电话网传送语言信息，但是，现在已 经可以将多种业务，如语音、数据、图像等信息 以二进制代码的数字形式综合到一个网络中来传 送。网络向综合化发展是与多媒体技术的迅速发 展分不开的。
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2．总线型结构 总线型结构是用一条电缆作为公共总线，入 网的节点通过相应接口连接到线路上。网络中的 任何节点，可以把自己要发送的信息送入总线， 使信息在总线上传播，供目的节点接收。 优点：节点的插入或拆卸是非常方便的，易 于网络的扩充。 缺点：可靠性不高，如果总线出了问题，则整 个网络都不能工作，断网后查找故障点较难。
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1.2 计算机网络的功能与服务
1.2.1 计算机网络的功能
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① 数据通信。网络中的计算机之间可以进行数据传 输，这是网络的最基本功能。 ② 资源共享。入网的用户可以共享网络中的数据、 数据库、软件和硬件资源，这是网 络的主要功能。 ③ 提高系统的可靠性。用户可以借助硬件和软件的 手段来保证系统的可靠性。 ④ 进行分布处理。可以把工作分散到网络中的各计 算机上完成。 ⑤ 集中控制、管理和分配网络中的软件、硬件资源。
1.4
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网络的拓扑结构
1.4.1 网络拓扑的定义 计算机网络的拓扑(Topology)结构，是指网 络中的通信线路和各节点之间的几何排列，它是 解释一个网络物理布局的形式图，主要用来反映 了各个模块之间的结构关系。它影响着整个网络 的设计、功能、可靠性和通信费用等方面，是研 究计算机网络的主要环节之一。
第1章 计算机网络基础
• • • • • • 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 计算机网络概述 计算机网络的功能与服务 计算机网络的分类 网络的拓扑结构 计算机网络的应用与发展 实训：认识局域网与绘制网络拓扑结构图
1.1
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计算机网络概述
1.1.1 计算机网络的定义 凡将地理位置不同，并具有独立功能的多个 计算机系统通过通信设备和线路而连接起来，且 以功能完善的网络软件(网络协议、信息交换方式 以及网络操作系统等)实现网络资源共享的系统称 为计算机网络。 从功能角度出发，计算机网络可以看成是由 通信子网(通信子网的功能是把消息从一台主机传 输到另一台主机)和资源子网(资源子网是各种网 络资源的集合)两个部分构成的 。
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3．树型结构 在树型拓扑结构中，节点按层次进行连接， 信息交换主要在上下节点之间进行。 优点：通信线路连接简单，网络管理软件也 不复杂，维护方便。 缺点：资源共享能力差，可靠性低，如中心 节点出现故障，则和该中心节点连接的节点均不 能工作。
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1.3.2 按覆盖范围分类 1．局域网 局域网(Local Area Network)，简称LAN， 主要特点可以归纳如下： 地理范围有限，参加组网的计算机通常处 在1~ 2km的范围内。 信道的带宽大，数据传输率高，一般为1~ 1000Mbps。 数据传输可靠，误码率低。 局域网大多采用总线型、星型及环型拓扑 结构，结构简单，实现容易。 通常网络归一个单一组织所拥有和使用， 也不受任何公共网络当局的规定约束，容易进行 设备的更新和新技术引用，不断增强网络功能。
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1.1.3 计算机网络的组成 1．网络硬件 网络服务器是网络的核心，是网络的资源所在，它 为使用者提供了主要的网络资源。 网络工作站实际上就是一台入网的计算机，它是用 户使用网络的窗口。 传输介质是网络通信用的信号线。 网络设备是构成网络的一些部件。 2．网络软件 网络软件包括网络操作系统、通信软件和通信协 议等。 操作系统用于管理、调度、控制计算机系统的多 种资源，并为用户提供友好的界面。同样，对于计算 机网络系统也需要有一个相当的网络操作系统来支持 其 运 行 。 目 前 计 算 机 网 络 有 四 大 主 流 ： UNIX 、 Netware、Linux及Windows 系列。
1.3.3 按网络结构分类
1.
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以太网 以太网(Ethernet)是目前使用最为广泛的局 域网。早在70年代末期就有了正式的以太网产品。 如今，以太网产品已遍布世界各地，它对计算机 网络技术的发展起了举足轻重的作用。在以太网 无处不在的今天，它以其使用方便、价格低廉、 高性能(可靠性、扩展性)的特点继续向前发展。 我们经常使用或可以自己组建的网络几乎全是以 太网。如无特殊说明，本书提到的局域网也都是 指以太网。 2. 令牌环网 令牌环网(Token Ring)主要用于大型局域网 和广域网的主干部分。它使用的操作系统大多为 Unix，令牌环网的组建和管理非常繁琐，只有专 业人员才能胜任。
1.1.2 计算机网络的发展过程 1．第一代计算机网络 第一代计算机网络是面向终端(用户端不具 有数据的存储和处理能力)的计算机网络。 2．第二代计算机网络 第二代计算机网络主要强调了网络的整体性， 用户不仅可以共享主机的资源，而且还可以共享 其他用户的软、硬件资源。 3．第三代计算机网络 第三代计算机网络，开始实现将不同厂家生 产的计算机互连成网。1977年前后，国际标准化 组织成立了一个专门机构，提出了一个使各种计 算机能够在世界范围内互连成网的标准框架，即 著名的开放系统互联基本参考模型OSI/RM，简 称为OSI。
1.4.2 网络拓扑结构的分类及其特点 1．星型结构 在星型拓扑结构中，节点通过点到点通信线 路与中心节点连接。中心节点控制全网的通信， 任何两节点之间的通信都要通过中心节点。 优点：星型拓扑结构简单，易于实现，便于 管理。 缺点：网络的中心节点是全网可靠性的瓶颈， 中心节点的故障将造成全网瘫痪。
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3．广域网 广域网(Wide Area Network)，简称WAN。 主要特点可以归纳如下： 广域网最根本的特点就是分布范围广，一 般从数公里到数千公里。 数据传输率较低，一般为几十Kbps。 错误率较高，一般在10-3～10-5 左右。 属于公用网络。
计算机网络的广泛应用已经对经济、文化、 教育、科学的发展与人类生活质量的提高产生了 重要影响，同时也不可避免地带来一些新的社会、 道德、政治与法律问题。
1.5.3 计算机网络技术的发展 应用万兆以太网技术，可以使一个网络同时 传输视频、图像、3D模型、语音和多媒体信息。 而这些应用正是目前企业用户亟待实现的行之有 效的途径。 随着Internet的过度膨胀，地址枯竭、网络 号码匮乏和路由表急剧膨胀三大危机日益凸现。 如不采取措施可能在IP地址枯竭之前就会导致网 络瘫痪。正是在这一背景下，IETF提出了新一 代的Internet协议IPv6。
4．环型结构 在环型拓扑结构中，节点通过点到点通信线 路连接成闭合环路，环中数据将沿一个方向逐站 传送。 优点：拓扑结构简单，控制简便，结构对称 性好，传输速率高，应用较为广泛。 缺点：环中每个节点与连接节点之间的通信 线路都会转为网络可靠性的瓶颈，环中任何一个 节点出现线路故障，都可能造成网络瘫痪。为保 证环的正常工作，需要较复杂的环维护处理，环 中节点的加入和撤出过程都比较复杂。
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6．混合结构 这种拓扑结构是将前面所讲的星型结构、总 线型结构和环型结构中的两种或三种结合在一起 的网络结构，这种网络拓扑结构同时兼顾了各种 拓扑结构的优点，在缺点方面得到了一定的弥补。
1.5
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计算机网络的应用与发展
1.5.1 计算机网络的应用 1．办公自动化 2．工厂自动化 3．校园网 4．计算机协同工作技术 1.5.2 计算机网络带来的问题
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1.6 实训：认识局域网与 绘制网络拓扑结构图
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【实训目的】 （1）了解局域网的软硬件组成。 （2）认识局域网中的常用设备。 （3）掌握常见网络拓扑结构的区别和适用场合。 （4）能够正确阅读网络拓扑结构图。 （5）学会利用常用绘图软件绘制网络拓扑结构图。 【实训条件】 （1）已经联网并能正常运行的机房和校园网。 （2）PC计算机一台，要求安装Windows XP/2003操 作系统。 （3）安装Microsoft Office Visio Professional 2003应 用软件。
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2．点对点式网络 这两台机器不可能直接相连，它们之间的通 信，可能必须通过多台中间的机器进行中转，而 且还可能存在着多条路径，距离也可能不一样， 因此在点对点网络中路由算法显得特别重要。一 般来说，在局域网中多采用广播方式，而在广域 网中多采用点对点方式。