第1章计算机网络概述
计算机网络概述
1章计算机网络概述随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，用户一方面希望能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息。
基于这些原因，计算机将向网络化发展，将分散的计算机连接成网，组成计算机网络。
所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。
计算机网络是现代通信技术与计算机技术紧密相结合的产物。
它涉及通信技术与计算机技术两个领域。
计算机网络的诞生使计算机的应用发生了巨大变化，已经遍布经济、文化、科研、军事、政治、教育和社会生活等各个领域，进而引起世界范围内产业结构的变化和全球信息产业的发展。
1.1 计算机网络的定义与发展从20世纪80年代末开始，计算机网络技术进入新的发展阶段，它以光纤通信技术应用于计算机网络、多媒体技术、综合业务数据网络（ISDN）、人工智能网络的出现和发展为主要标志。
20世纪90年代至本世纪初是计算机网络高速发展的时期，尤其是Internet 的建立，推动了计算机网络向更高层次发展。
1.1.1 计算机网络的产生和发展计算机网络的发展过程大致可以分为面向终端的计算机通信网络、计算机互联网络、标准化网络和网络互联与高速网络4个阶段。
1．面向终端的计算机通信网络早期计算机技术与通信技术并没有直接的联系，但随着工业、商业与军事部门使用计算机的深化，人们迫切需要将分散在不同地方的数据进行集中处理。
为此，在1954年，人们制造了一种称为收发器的终端设备，这种终端能够将穿孔卡片上的数据利用电话线路发送到远地的计算机。
此后，电传打字机也作为远程终端与计算机相连。
这种“终端-通信线路-计算机”系统，就是计算机网络的雏形。
其特点是计算机为网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源。
2 计算机网络基础这一阶段的计算机网络系统实质上就是以单机为中心的联机系统，是面向终端的计算机通信，如图1.1所示。
计算机网络基础(第二版)习题参考答案
计算机网络基础(第二版)习题参考答案计算机网络基础（第二版）习题参考答案第一章：计算机网络概述1. 什么是计算机网络？计算机网络是指通过通信设备与线路将广泛分布的计算机系统连接起来，使其能够互相传送数据和共享资源的系统。
2. 计算机网络的分类有哪些？计算机网络可以根据规模分为广域网（WAN）、局域网（LAN）和城域网（MAN）；根据拓扑结构分为总线型、环型、星型、树型和网状型等；根据传输介质分为有线网络和无线网络。
3. 计算机网络的优缺点是什么？计算机网络的优点包括提高工作效率、资源共享、信息传递迅速等；缺点包括网络安全隐患、传输速度受限、依赖性较强等。
4. OSI七层模型是什么？OSI七层模型是国际标准化组织（ISO）提出的通信协议参考模型，按照功能从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
5. TCP/IP四层模型是什么？TCP/IP四层模型是互联网上的通信协议参考模型，按照功能从下到上依次为网络接口层、网络层、传输层和应用层。
第二章：物理层1. 物理层的作用是什么？物理层主要负责传输比特流，通过物理介质将比特流从发送端传输到接收端。
2. 串行传输和并行传输有什么区别？串行传输是指按照位的顺序将比特一个接一个地传输，而并行传输是指同时传输多个比特。
3. 常见的物理层传输介质有哪些？常见的物理层传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线电波等。
4. 什么是调制和解调？调制是指将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是指将模拟信号转换为数字信号的过程。
5. 什么是编码和解码？编码是指将比特流转换为电信号的过程，解码是指将电信号转换为比特流的过程。
第三章：数据链路层1. 数据链路层的作用是什么？数据链路层主要负责将数据报传输到相邻节点，以及差错控制、流量控制等功能。
2. 什么是帧？帧是数据链路层中的数据传输单位，包括字段和控制信息。
3. 什么是差错检测？差错检测是指在传输过程中检测到传输错误的方法，常见的差错检测方法包括奇偶校验、循环冗余检验（CRC）等。
计算机网络技术-王协瑞-第一章-计算机网络概述
网络硬件系统和网络软件系统
• 网络硬件系统是指构成计算机网络的硬件 设备，包括各种计算机系统、终端及通信 设备。 • 2.网络软件系统主要包括网络通信协议、网 络操作系统和网络应用系统。
常见的网络系统为网上工作站提供服务及共享资源的计算机设备。 工作站：是网络中用户使用的计算机设备，又称客户机。 终端：终端不具备本地处理能力，不能直接连接到网络上，只能通过网络上的主机与网络相 连发挥作用。常见的终端有：显示终端、打印终端、图形终端等。 传输介质：传输介质的作用是在网络设备之间构成物理通路，以便实现信息的交换。最常见 的传输介质类型是同轴电缆、双绞线和光纤。 网卡：网卡是提供传输介质与网络主机的接口电路，实现数据缓冲器的管理、数据链路管理、 编码和译码。 集线器：是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备，是对网络进行集中管理的 最小单元。主要提供信号放大和中转的功能，它把一个端口接收的全部信号向所有端口分发 出去。 交换机：是用来提高网络性能的数据链路层设备，是一个由许多高速端口组成的设备，连接 局域网网段或连接基于端到端的独立设备。如果把集线器中的数据传输理解成数据包根据红 绿灯的控制穿过路口，交换机接可以相应地理解成没有红绿灯的立交桥。 路由器：是网络层的互连设备，路由器可以实现不同子网之间的通讯，是大型网络提高效率、 增加灵活性的关键设备。
计算机网络的系统组成
• 计算机网络是由网络硬件系统和网络软件 系统构成的。从拓扑结构看计算机网络是 由一些网络节点和连接这些网络节点的通 信链路构成的；从逻辑功能上看，计算机 网络则是由用户资源子网和通信子网两个 子网组成的
计算机网络的系统组成
• • • • • • • • • 1. 网络节点 计算机网络中的节点又称网络单元，一般可分为三类：访问节点、转接节点和混合节点。 访问节点又称端节点，是指拥有计算机资源的用户设备，主要起信源和信宿的作用，常见的 访问节点如用户主机和终端。 转接节点又称中间节点，是指那些在网络通信中起数据交换和转接作用的网络节点，这些节 点拥有通信资源，具有通信功能。常见的转接节点如：集中器、交换机、路由器、集线器等。 混合节点也称为全功能节点，是指那些既可以作为访问节点又可以作为转接节点的网络节点。 一般情况下，网络节点具有双重性，既可以作为访问节点又可以作为转接节点。但有时为了 使设备简化，从网络系统的整体出发，把网络中有些节点专门设成不具备转接功能的端节点， 而有的节点则专门设计为只具有转接功能的中间节点。 2. 通信链路 通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双 绞线、同轴电缆、光缆、卫星、微波等无线信道。 通信链路又分为物理链路和逻辑链路两类。物理链路是一条点到点的物理线路，中间没有任 何交换节点。在计算机网络钟，两个计算机之间的通路往往是由许多物理链路串结而成。逻 辑链路是具备数据传输控制能力，在逻辑上起作用的物理链路。在物理链路上加上用于数据 传输控制的硬件和软件，就构成了逻辑链路。只有在逻辑链路上才可以真正传输数据，而物 理链路是逻辑链路形成的基础。
第一章 计算机网络概述 课件(共19张PPT)
• 采用通信子网后，可使每台入网主机不用去处理数据通信，也不用具有许多远程数据通信功能， 而只需负责信息的发送和接收，这样就减少了主机的通信开销。另外，由于通信子网是按统一 软、硬件标准组建，可以面向各种类型的主机，方便了不同机型互连，减少了组建网络的工作 量。
• 通信子网有三种类型： • （1）结合型 • 对于大多数局域网，由于其传输距离 ，互连主机不多，所以并未采用
• 工作站：是网络中用户使用的计算机设备，又称客户机。
•
终端：终端不具备本地处理能力，不能直接连接到网络上，只能通过网络上的主机与网络相连 发挥作用。常见的终端有：显示终端、打印终端、图形终端等。
•
传输介质：传输介质的作用是在网络设备之间构成物理通路，以便实现信息的交换。最常见的 传输介质类型是同轴电缆、双绞线和光纤。
• 2. 通信链路
•
通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电 缆、光缆、卫星、微波等无线信道。
• 通信链路又分为物理链路和逻辑链路两类。物理链路是一条点到点的物理线路，中间没有任何交换节点。 在计算机网络钟，两个计算机之间的通路往往是由许多物理链路串结而成。逻辑链路是具备数据传输控制 能力，在逻辑上起作用的物理链路。在物理链路上加上用于数据传输控制的硬件和软件，就构成了逻辑链 路。只有在逻辑链路上才可以真正传输数据，而物理链路是逻辑链路形成的基础。
内容的 服务器；通过一定技巧使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面，这样来实现各服务器的负荷均衡，同时用户也省了不少冤枉路。
• 分布处理是把任务分散到网络中不同的计算机上并行处理，而不是集中在一台大型计算机上，使其具有解决复杂问题的能力，大大提高效率和降低成本。
1第1章 计算机网络概述
通信 装置
章
公用电话网 前置机 主机
通信 装置
概 述
终端
通信 装置
以计算机为中心的计算机网络
第二代 以通信子网为中心的计算机网络
主机和终端构成了用户资源子网. 主机和终端构成了用户资源子网.用户可以共享资源子 网丰富的硬件和软件资源 资源子网 终端 主机 主机 终端 主机 通信子网主机 终端 以通信子网为中心 的计算机网络 主机 主机 终端 终端 终端 资源子网
第
1
章 概 述
1.2.4 计算机网络在我国的发展
1989年11月,我国第一个公用分组交换网 年 月 CNPAC建成运行,在此基础上,1993年9月建成新的 建成运行, 建成运行 在此基础上, 年 月建成新的 中国公用分组交换网. 中国公用分组交换网. 在20世纪 年代后期,公安,银行,军队以及其 世纪80年代后期 世纪 年代后期,公安,银行, 他一些部门也相继建立了各自的专用计算机广域网. 他一些部门也相继建立了各自的专用计算机广域网. 自20世纪 年代起,我国陆续建造了基于因特网 世纪90年代起, 世纪 年代起 技术的,可以和因特网互连的9个全国范围的公用计 技术的,可以和因特网互连的 个全国范围的公用计 算机网络. 算机网络.
第
1
章 概 述
计算机网络的重要性
第
信息化社会的基础上是计算机和互连计算机的信息网络, 信息化社会的基础上是计算机和互连计算机的信息网络, 1 当人类进入二十一世纪的信息化时代, 当人类进入二十一世纪的信息化时代,作为计算机技术和通 章 信技术相结合的产物,信息网络已成为十分重要的基础设施. 信技术相结合的产物,信息网络已成为十分重要的基础设施. 在未来信息化社会里, 在未来信息化社会里,人们必须学会在网络环境下使用计算 通过网络进行交流,获得信息. 机,通过网络进行交流,获得信息.
网基-第1章
城域网MAN：
城域网覆盖范围介于LAN和WAN之间 城域网划分为城域网城域部分和城域网接 入部分
Aµ AØ µ Ø
Bµ BØ
Cµ Ø
广域网WAN：
WAN：大范围内提供数据服务 WAN类型：PSTN、ISDN、X.25网、帧 中继网、ATM网
1.3 网络的工作模式
客户机/服务器（C/S) 模式
第1章 计算机网络概述
1
本章学习目标：
计算机网络概述 计算机网络的分类 计算机网络的工作模式
2
问题？
什么是计算机网络？
Internet？ 2台计算机相连？
……
Internet
远程工作站 X.25,DDN, PSTN等 ISP
局域网 家庭用户上网
1. 计算机网络的定义
计算机网络：是利用通信设备和传输介质将地 理位置不同、功能独立的多个计算机系统连接 起来，以功能完善的网络软件实现资源共享和 信息传递的系统。 计算机网络的通信是由不同类型的计算机设备 之间通过协议来实现的。
Google mail
1.1.2 网络的产生与发展
1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC 诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的 联系； 20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国 半自动地面防空系统（SAGE）的研究开始了 计算机技术与通信技术相结合的尝试； 典型的研究成果是ARPA网。
对等网（Peer-to-Peer)模式
对等网
基于服务器网络
C/S 模式：
服务器：网络中一台或几台较大的计算机集中 进行共享数据库的管理和存取。 服务器控制管理数据的能力已由文件管理方式 上升为数据库管理方式。因此，C/S网络模式的 服务器也称为数据库服务器。
2第1章 计算机网络概述
总线型拓扑结构
1 2
3
4
5
总线型网输介质上, 所有的计算机都连在一条公共传输介质上,任 何一个站点发送的信号都可以沿着介质双向传播, 何一个站点发送的信号都可以沿着介质双向传播, 而且能被其他所有站接收. 而且能被其他所有站接收.
总线结构的优缺点: 优点:电缆长度短,容易布线,费用也低, 优点 可靠性高,易于扩充. 缺点:故障诊断困难,故障隔离困难. 缺点:
网格型拓扑结构
1 3 2
4
5 网格型拓扑图
网格型网络示意图
使用单独的电缆将网络上的设备两两相接
网格型拓扑结构的优缺点: 优点:冗余的链路增强了容错能力,易 优点: 于诊断故障. 缺点:安装和维护困难,提供冗余链路 缺点: 增加了成本.
混合型拓扑结构
混合型拓扑结构包含星型,环型,或总线型拓扑.
1
第 1章 概
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
述
计算机网络在信息时代的作用 计算机网络的形成与发展 计算机网络概念和功能 计算机网络的分类 计算机网络的拓扑结构
1.5 计算机网络的拓扑结构
网络的拓扑结构是指网络中计算机及其他设备的连接 关系. 5种主要的拓扑结构为总线型,星型,环型,网格型 总线型,星型,环型, 及混合型.在选用拓扑结构是要考虑费用,灵活性,可 靠性.
星型拓扑结构
1
3 集线器 4 5
2
星型拓扑图 星型网络示意图
以中央结点为中心, 以中央结点为中心,用单独的线路使中央结 点与其他个站点直接相连. 点与其他个站点直接相连.
星型拓扑的优缺点: 优点:配置方便,单个连接点的故障不 优点: 会影响全网,集中控制和故障诊断容易. 缺点:电缆长度和安装费用高,扩展困 缺点: 难,依赖于中央节点.
计算机网络基础教程-第1章 计算机网络概述
1.1.5 计算机网络的应用
计算机网络技术的发展给传统的信息处理工作带来了革命 性的变化，同时也给传统的管理带来了很大的冲击。目前，计 算机网络的应用主要体现在以下几个方面： 数字通信
分布式计算
远程教育
信息查询
计算机网络 的应用
虚拟现实
电子商务
办公自动化
企业管理与决策
20
1.1.5 计算机网络的应用
公用电话网
CCP或FEP 主机
集线器
利用集线器的结构示意图
8
1.1.1 计算机网络的形成与发展
2、多机互联网络阶段 计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因 此在逻辑结构上可以将其分成两部分：资源子网和通信子网。 (1)资源子网：是计算 机网络的外层，它由提供 主机 资源的主机和请求资源的 CCP CCP 主机 终端组成。资源子网的任 务是负责全网的信息处理。 通信子网
21
1.1.5 计算机网络的应用
4、远程教育 远程教育是利用Internet技术开发的现代在线服务系统， 它充分发挥网络可以跨越空间和时间的特点，在网络平台上 向学生提供各种与教育相关的信息,做到“任何人在任何时间 、任何地点，可以学习任何课程”。 5、虚拟现实 虚拟现实是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、 人工智能及心理学等高速发展的结晶。虚拟现实与传统的仿 真技术都是对现实世界的模拟,即两者都是基于模型的活动， 而且都力图通过计算机及各类装臵达到现实世界尽可能精确 地再现。随着计算机科学技术的飞速发展，虚拟现实技术与 仿真技术必将在21世纪异彩纷呈，绚丽夺目。
A 图 1-4
B 计算机互连网络系统基本模型
14
1.1.3 计算机网络的主要功能
均衡 负荷
第1章计算机网络概述
第1章计算机⽹络概述第1章计算机⽹络概述1.1 计算机⽹络的定义和发展历史1.1.1计算机⽹络的定义计算机⽹络是由计算机技术和通信技术的紧密结合形成的。
计算机⽹络就是将分布在不同地理位置、具有独⽴功能的多台计算机及其外部设备，⽤通信设备和通信链路链接起来，在⽹络操作系统和通信协议及⽹络管理软件的协调下实现“资源共享和信息传递”的系统。
所谓的⽹络资源包括硬件资源（⼒图⼤容量磁盘、光盘阵列、打印机等），软件资源（例如⼯具软件、应⽤软件等）和数据资源（例如数据⽂件和数据库等）。
1.1.2 计算机⽹络的发展历史发展历史的四个阶段远程终端联机阶段、计算机⽹络阶段、计算机⽹络互联阶段、Internet与信息⾼速公路阶段。
在计算机发展的早期阶段，计算机所采⽤的操作系统多为分时系统，分时系统将主机时间分成⽚，给⽤户分配⼀定的时间⽚。
1969年12⽉，Internet的前⾝--美国的ARPA NET 投⼊运⾏，它标志着我们常称的计算机⽹络的诞⽣。
20世纪80年代初，随着微机应⽤的推⼴，微机联⽹的需求也随之增⼤，各种基于微机互联的局域⽹纷纷出台。
国际标准化组织（iso）在1984年正式颁布了开放系统互联参考模型（osi/rm），使计算机⽹络体系结构实现了标准化。
1993年美国宣布建⽴国家信息基础设施（NII）后，全世界许多国家纷纷制定和建⽴本国的NII，从⽽极⼤地推动⼒计算机⽹络技术的发展，使计算机⽹络进⼊了⼀个崭新的阶段。
1.2 计算机⽹络的功能和应⽤1.2.1计算机⽹络的功能实现计算机系统的资源共享、实现数据信息的快速传递、提⾼可靠性、提供负载均衡与分布式处理能⼒、集中管理、综合性息服务1.2.2 计算机⽹络的应⽤办公⾃动化、管理信息系统、过程控制、Internet应⽤（电⼦邮件（Email）、信息发布、电⼦商务（ECommerce）、远程⾳频、视频应⽤）1.3 计算机⽹络的系统组成计算机⽹络是由⽹络硬件系统和⽹络软件系统组成的。
《计算机网络技术及应用(第二版)》第1章 计算机网络概述
交换机
集线器 集线器
5.网状型拓扑
网状拓扑构型又称做无规则型。在网状拓扑构 型中，结点之间的连接是任意的，没有规律的。 网状型拓扑见图1-9。 特点：它的安装也很复杂，但系统可靠性高， 容错能力强。
1.5 几种典型的计算机网络结 构类型
依信息处理的方式不同,计算机局域网的 类型常见的主要有以下四种：集中处理 的主机-终端机结构、对等网络系统结构 和基于服务器的客户机／服务器系统结 构以及无盘工作站网络结构。
1.3.3 其它几种分类方法
1.按传输速率划分 低速网络：传输速率为几十至10Kbps。 中速网络：传输速率为几万至几十Mbps。 高速网络：传输速率为100M至几个 Gbps。 注：1K=1024 b 1M=1024 K 1G=1024 M。
2.按传输媒体划分 有线计算机网：传输介质可以是双绞线、同轴 电缆和光纤等。 无线计算机网：传输介质有无线电波、微波、 红外线、激光等。 3.按拓扑结构划分 网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备， 用点和线来抽象出网络系统的逻辑结构。可分 为星型、总线型、环形、树型、网状结构。
1.1.1 面向终端的计算机网络
近程低速 远程高速 M TC
T T
计算机
M
FEP
M
T
M T
T
图1-1 远程联机系统
1.1.2 计算机—计算机网络
H H H 注： H H H 代表主机 代表 IMP H H H 图 1-2 存储转发的计算机网络
1.1.3 开放式标准化网络
01 计算机网络 第一章 计算机网络概述 PPT课件
表1-1
因特网的发展情况概况
网 络 数 主 机 数 用 户 数 管理机构数
1980
10
102
102
100
1990
103
105
106
101
2000
105
107
108
102
2005
106
108
109
103
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由于因特网存在着技术上和功能上的 不足，加上用户数量猛增，使得现有的因 特网不堪重负。 “下一代因特网计划”， 即“NGI计划” (Next Generation Internet Initiative)。
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以大写字母I开始的的Internet（因特 网）则是一个专用名词，它指当前全球最 大的、开放的、由众多网络相互连接而成 的特定计算机网络，它采用TCP/IP族作为 通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。
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第二阶段的特点是建成了三级结构的 因特网。分为主干网、地区网和校园网 （或企业网）。
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1.2.3 关于因特网的标准化 工作
1992年，因特网不再归美国政府管辖， 因此成立了一个国际性组织叫做因特网协 会ISOC (Internet Society)，以便对因特 网进行全面管理以及在世界范围内促进其 发展和使用。
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ISOC下面有一个技术组织叫做因特网 体 系 结 构 研 究 委 员 会 IAB (Internet Architecture Board)，负责管理因特网有 关协议的开发。IAB下面又设有两个工程部。
（1）因特网草案(Internet Draft)。 （2）建议标准(Proposed Standard)。 （3）草案标准(Draft Standard)。 （4）因特网标准(Internet Standard)。
第一章计算机网络基础
1. 数据通信 2. 计算机系统的资源共享 3. 进行数据信息的集中和综合处理 4. 能均衡负载，相互协作 5. 提高了系统的可靠性和可用性 6. 进行分布式处理
统速率不用匹配，适于数据通信。 缺点：时延较大，“分组”（或“打包”）的过程比较
复杂，丢包服务质量无保证。
三、计算机网络的产生与发展
1)多用户分时系统，微机
哑终端 虚拟机
主机
T
T
T
T
终端－计算机网络模型
虚实概念
If it's there and you can see it It's REAL If it's there and you can't see it It's
二、计算机网络基本原理
平时常接触的网络
计算机网（局域网，因特网）
计算机和通信技术结合的产物 共享资源
公共交换电话网（Public Switched Telephone Network，PSTN）
有线电视网 电网
电路交换
最早的交换方式，源自电话系统。 建立电路交换的过程：（以打电话为例） 建立链路（象拨打电话并接通，通信的两端接通，便拥有一条实
是一种可以在网络环境中以客户和服务器模式工作的 多功能操作系统。
支持域管理，提供对网络资源管理的一整套解决方案
Unix操作系统
Unix
催生了计算机辅助制造，制造控制系统，实验室模拟和因特网 起源于上个世纪70年代贝尔实验室， 71年用C代码重写 众多版本（没有当今网络，各不相同） 加州大学伯克利分校计算机系统研究小组（CSRG）使用Unix对操作
第1章 计算机网络概论
硬件共享 软件共享 数据共享
数据传输 均衡负荷与分布处理 综合信息服务 提高计算机的可靠性和可用性
第1章
计算机网络概论
6
1.6 网路的分类
网络的跨度是指网络可以覆盖的范围，根据网络覆盖 的范围，网络可以分类为广域网、局域网、城域网等。 1、广域网（Wide Area Network——WAN） 2、局域网（Local Area Network——LAN） 3、城域网（Metropolitan Area Network——MAN) 随着网络技术的发展，新型的网络设备和传输媒体的 广泛应用，距离的概念逐渐淡化，局域网以及局域网互连 之间的区别也逐渐模糊。同时，越来越多的企业和部门开 始利用局域网以及局域网互连技术组建自己的专用网络， 这种网络覆盖整个企业，范围可大可小。
第1章
计算机网络概论
3
1.3 计算机网络的组成
计算机网络基本功能是负责数据传输和 数据处理，分别是由通信子网和资源子网 负责实现。 通信子网 主要由CPP、通信线路和其他相关设备组 成。分别介绍通信控制处理机器、通信设 备及通信线路功能及作用。 资源子网 主要由计算机、终端、终端控制器、联 网外设、软件及数据资源等组成。
第1章
计算机网络概论
7
第1章 计算机网络概论
第1章
计算机网络概论
1
1.1 计算机网络的定义
计算机网络是把地理上分散的 多台具有独立功能的计算机， 用通信线路和通信设备连接起 来以实现资源共享的系统。 连接对象：计算机、数据终端等 连接介质：通信线路、通信设备 控制机构：网络协议、网络软 件
从用户的角度看，计算机网络是 一个透明的数据传输机构。
第1章
计算机网络第一章概述
04
CATALOGUE
计算机网络体系结构
网络协议与层次结构
网络协议
为进行网络中的数据交换而建立的规 则、标准或约定。网络协议由语法、 语义和同步三个要素组成。
层次结构
将计算机网络体系结构的通信协议划 分为多个层次，每个层次实现一部分 相对独立的功能，各层之间相互配合 ，完成数据交换的全过程。
OSI七层模型
每台计算机都连接到网络中，但 信息传输是点对点进行的，即一 台计算机发出的信息只被指定的 另一台计算机接收。
按拓扑结构分类
星型拓扑
总线型拓扑
所有计算机都连接到一个中心节点上，中 心节点控制全网的通信，任何两台计算机 之间的通信都要通过中心节点。
所有计算机都连接在一条公共传输线路上 ，信息在这条线路上传输，且能被所有计 算机接收。
中继器
中继器的作用
中继器是网络物理层的一种连接设备，对网络上的信号进行放大和整形，以扩展网络的传输距离。
中继器的特点
中继器只工作在物理层，对高层协议完全透明；中继器只能连接两个相同网络的网段，不能连接不同 网络的网段。
集线器
集线器的功能
集线器是一种特殊的中继器，作为网络传输介质的中央节点，克服了介质单一通道的缺 陷。
计算机网络第一章 概述
目录
• 计算机网络基本概念 • 计算机网络的分类 • 计算机网络的发展历程 • 计算机网络体系结构 • 计算机网络硬件设备 • 计算机网络软件设备
01
CATALOGUE
计算机网络基本概念
计算机网络的定义
计算机网络是由多台地理上分散的、 具有独立功能的计算机通过通信设备 和线路连接起来，在相应软件支持下 实现数据通信和资源共享的系统。
计算机网络的功能
计算机网络第1章 计算机网络概论
a)星形拓扑
b)环形拓扑
c)总线拓扑
d)树形拓扑
e)网状拓扑
1.5 网络体系结构的基本概念
一、 网络协议与网络体系结构 网络协议 采用统一的信息交换规则，规定信息格式，规定如何发送和接收信息。 协议三个要素：语法、语义、同步。
协议分层
将网络的整体功能分解为功能层，用协议规定功能。 同等功能层之间采用协议进行。 相邻功能层之间采用接口进行交互。
分组头
10010100101110101011 分组1
分组头
10010100101110101011 分组2
„
分组头
111011010010100101110101011 分组n
四、 计算机网络分组交换技术
交换技术：分组交换
数据报交换 任何分组都当作单独的“小报文”处理，以报文交换方式单独处理分组 虚电路交换 通信双方在开始发送和接收分组之前，需要建立逻辑链路（虚电路）。
数据中心的基础设施。特点：服务器数据多，即插即用；应用规模大，具 有一定的容错能力；虚拟化，做到无缝迁移。
10.4.1.1
10.4.1.2
10.4.2.1
10.4.2.2 Core
10.0.2.1
10.2.2.1 Aggregation 10.0.1.1 10.2.0.1 Edge
10.0.1.2 Pod 0
2.比较TCP/IP和OSI体系结构，讨论它们的异同之处。
3.协议和服务有什么区别，有何关系？ 4.在一个n层的层次网络体系结构中，每层协议分别要加上长度为H字节的
报头。如果某应用进程的数据长度为D字节，则在物理传输介质的带宽
中有多大比例是用来传输有效应用数据？
一、计算机网络的定义
计算机网络概述
第一章计算机网络概述本章要点本章主要讲述计算机网络的定义、分类及OSI参考模型。
学习目标9了解计算机网络的发展9掌握计算机网络的定义9掌握计算机网络的分类9了解OSI参考模型关键概念计算机网络定义；局域网；城域网；广域网；总线型；星型，环型；协议；网络的体系结构；OSI参考模型1．1计算机网络的定义与发展计算机网络是现代高科技的重要组成部分，是计算机技术与通信技术紧密结合的产物，计算机网络综合了计算机与通信两方面的新技术，涉及面宽，应用范围广。
对信息技术的发展有着深刻的影响。
离开计算机网络就谈不上信息化社会，任何企事业单位的信息管理系统、办公自动化系统、商业自动化系统、生产科研系统、金融系统等都离不开计算机网络。
计算机网络出现的历史不长，但发展很快，经历了一个从简单到复杂的演变过程。
世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生时，计算机和通信并没有什么关系。
当时的计算机数量极少，而且价格十分昂贵，用户只能到计算机房去使用计算机。
这显然是很不方便的。
1954年终端器诞生后，人们才逐渐把终端与计算机连接起来。
几十年来计算机网络的发展经历了三个主要阶段；以单机为中心的通信系统，多个计算机互连的计算机网络及国际标准化的计算机网络。
1．1．1 计算机网络的产生与发展１．以单机为中心的通信系统以单机为中心的通信系统称为第一代计算机网络。
这样的系统中除了一台中心计算机，其余终端不具备自主处理功能。
这里的单机指一个系统中只有一台主机，也称面向终端的计算机网络。
面向终端的计算机网络在结构上有三种形式：第一种是计算机经通信线路与若干终端直接相连，如图1-1(a)所示。
当通信线路增加时，费用增大，于是出现了若干终端共享通信线路的第二种结构，如图1-1(b)所示。
当多个终端共享一条通信线路时，突出的矛盾是若多个终端同时要求与主机通信时，主机选择哪一个终端通信？为解决这一问题，主机需增加相应的设备和软件，完成相应的通信协议转换，使得主机工作负荷加重。
计算机网络知识点完整版
字符填充,帧的首尾都为一个特殊的标志字节ASCII码
发送方的处理
如果帧中也有该标志字符,则填充一个转义字符
如帧中也有转义字符,则再填充一个转义字符
接收方的处理
位填充成帧法,帧的首尾都为一个固定的8bit01111110作为标志;
发送方的数据中如果碰到连续的5个1,则自动在其后填充0；
第四章 MAC介质访问控制子层
1、了解MAC子层的功能
将上层交下来的数据封装成帧进行发送,接收时进行相反的过程,
实现和维护MAC协议,比特差错控制,寻址
2、明白CSMA/CD的发送和接收过程
NIC处于发送和接收两状态之一,开始接收
完成接收;判定是否帧碎片Jam信号、小于64B,是丢弃；否则继续注意,接收方不负责检测冲突
5、掌握Ethernet的跨距及最短帧长度问题
系统的跨距表示了系统中任意两个站点之间的最大距离范围
传统的以太网是共享性局域网,采用载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD协议;最小帧长必须大于整个网络的最大时延位最大时延时间内可以传输的数据位64bit;帧如果太短,冲突不能检测到冲突检测最少时间
6、了解网桥或交换机的生成树spanning tree算法原理及过程
源地址
目的地址
可选字段长度可变
填充
5、了解ICMP网际控制报文协议中的ping及pathping或tracert、traceroute
Ping:用来测试两个主机间的联通性
Pathping:提供有关在源和目标之间的中间跃点处网络滞后和网络丢失的信息
Tracert:用于确定 IP 数据包访问目标所采取的
1、了解物理层上的多路复用问题：
FDMA频分复用、TDMA时分复用、WDMA波分复用、CDMA码分多址访问、
第1章 计算机网络概述
其它WAN
H/T
点--多点式
M
G DB R
M
N
M
路由 器式
MUX Internet MUX 复用式 T „ T
R
资源子网
点-点 M 式
T T
H/T
T T
图1.5
计算机网络的一般组成
T
T
„
T
N
式 器式 由器 由 路
1．6计算机网的分类
按网络运营方式分类： 专用网 公用网 按服务和使用范围分类： 主干网 本地网 接入网 按传输技术分类： 广播网 点一点网 按交换技术分类： 线路交换网 分组交换网 信元交换网
1．8．3 OSI的体系结构
6) 表示层
主要解决用户信息的语法表示问题，其功能是对 信息格式和编码起转换作用，以及真正的数据结 构的转换。 传送信息的单位：报文 常用协议：ISO8822/3/4/5
1．8．3 OSI的体系结构
7) 应用层 直接面向用户以满足用户不同需求，向应用程序 直接提供服务，主要包括：网络完整透明性、用 户资源配置、应用管理和系统管理、分布式信息 服务及分布式数据库管理等。 传送信息的单位：报文 常用协议：ISO8571/1～4、ISO9040/1、 ISO8831/2 、ISO8649/50
1．8．3 OSI的体系结构
2) 数据链路层 数据链路的建立、维持和拆除，并将网络 层送下来的信息（包）组成帧传送，同时 具有差错控制功能和简单的流量控制功能。 传送信息的基本单位：帧 常用协议：面向字符型传输控制规程，如 基本型传输控制规程BSC；面向比特型传输 控制规程，如高级数据链路控制规程HDLC
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第1章计算机网络概述
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第一章 计算机网络概论
第四阶段：网络互连与高速网络
1990年ARPANET正式宣布关闭，而NSFNET主干网经过不断扩充 后，最终形成世界范围的Internet。进入90年代后网络向开放、高 速、高性能方向发展，可以传送数据、语音和图像等多媒体信息， 安全性也更好。
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第1章计算机网络概述
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计算机网络技术课程教学内容
（一）计算机网络基础知识
计算机网络的形成与发展、基本概念、拓扑构型、分 类 计算机网络体系结构与协议：OSI，TCP/IP 数据通信基础与广域网技术 局域网络：IEEE 802 网络互联技术 局域网络操作系统：Windows NT， Netware，Unix， Linux 因特网技术
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第1章计算机网络概述
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计算机网络技术课程教学内容
（二）计算机网络应用知识
局域网组网Байду номын сангаас术 Internet的接入方法 Internet基本使用方法
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第1章计算机网络概述
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计算机网络技术课程教学内容
（三）计算机网络技术的发展
网络系统集成技术 网络管理技术 网络安全技术
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(1)计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。 (2)互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自 治计算机”。 (3)连网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。
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第1章计算机网络概述
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第一章 计算机网络概论
1.2 计算机网络的产生与发展
1.2.1 计算机网络发展阶段的划分
1964年提出了存储转发(store and forward)的概念。网络中传 送的信息被划分成分组(packet) ，称为分组交换网。
于1969年12月在美国国防部高级研究规划局(DARPA)的资助 下建立了世界上第一个远程分组交换的ARPANET，标志着我们目 前计算机网络的兴起。也是Internet的前身。该网由通信子网 和资源子网组成 。
80年代开始，人们着手寻找统一网络结构和协议的途径。国 际标准化组织 ISO下属的计算机信息处理标准化技术委员会TC97 为研究网络的标准化成立了一个分委员会。1984年正式颁布了 “开放系统互连基本参考模型” 。这里的“开放系统”是指对当时各 个封闭的网络系统而言，它可以和任何其它遵守模型的系统通信。 模型分为7个层次，故又称为OSI 7层模型。
❖ 广义的观点
❖ 用户透明性观点
❖ 资源共享的观点
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第1章计算机网络概述
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第一章 计算机网络概论
从目前计算机网络的特点看，采用资源共享观点的定 义比较确切。
资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资 源的方式连接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统 的集合”。
资源共享观点的定义符合当前计算机网络的基本特征， 这主要表现在：
第1章计算机网络概述
1
教材及参考书目
使用教材：
《计算机网络应用技术教程》 吴功宜、吴英编著
清华大学出版社
第二版
主要参考书目：
《计算机网络》 （第二版） 《自动化系统计算机网络》
谢希仁等著 电子工业出版社 吴秋峰、张佐等， 机械工业出版社
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计算机网络技术课程介绍
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第1章计算机网络概述
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第一章 计算机网络概论
第三阶段：计算机网络体系结构形成
随着ARPANET的建立，各个国家甚至大公司都建立了自己的 网络，这些网络体系结构各不相同。如IBM的SNA和日本DEC的DNA 等。这些网络其体系结构都不相同，协议也不一致。不同体系结 构的产品难以实现互连，这为网络的互联、互通带来困难。
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第1章计算机网络概述
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第一章 计算机网络概论
要求多个远程联机系统互连，即多个主机互连，各主 机相对独立，无主从关系。
H H
IMP
IMP
IMP
H
IMP IMP
通信子网
X.25
H
IMP（Interface Message Processor）：接口报文处理机，提供主机间的通信服务，
存储转发方式工作
纵观计算机网络的产生与发展历史，我们大致可以将 它划分为四个阶段：
(1)以单个计算机为中心的远程连机系统，构成面向终端 的计算机网络。(60年代以前)
(2)多个主计算机通过通信线路互连的计算机网络。（60 年代中期）
(3)具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计 算机网络。(70年代末)
(4)网络互联与高速网络。（90年代）
学 时：32 （24/8）
学 分：2
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第1章计算机网络概述
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计算机网络技术课程设置目的
通过本课程的学习，使学生能够在已有的计算 机基础知识、计算机原理及通信原理等基础上， 对计算机网络技术有一个系统的、全面的了解； 理解和掌握计算机网络技术的基本知识、基本 理论和网络基本工作原理，为今后深入学习网 络知识、掌握网络技术打下良好的基础；在系 统理解和掌握网络基本原理的基础上，了解和 掌握有关网络的国际标准、网络应用技术、网 络发展趋势。
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第1章计算机网络概述
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第一章 计算机网络概论
第一阶段：远程信息处理系统
为方便输入/输出，最先出现了计算机与终端的互联， 如收发器、电传打字机等。
计算机与终端之间为数字信号，而电话线传输模拟信 号，于是出现MODEM(猫)，再考虑到接口问题，出现了线 路控制器。
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第1章计算机网络概述
第1章计算机网络概述
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第一章 计算机网络概论 1.1 计算机网络的定义
知识经济是相对于农业经济、工业经济而出现的一种 正在形成中的崭新的经济形态。
知识经济中的两个重要特点就是信息化和全球化。
人们对计算机网络提出了不同的定义。不同的定义反 映着当时网络技术发展的水平以及人们对网络的认识程 度。这些定义大致可以分为三类：
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第一章 计算机网络概论
T
低速
高速
TC
M
M
Host
FEP
T
M
M
T
FEP（front－end processor）：前端处理机，减轻主机通信负担 TC（terminal controller）：终端控制器，带多个终端
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第1章计算机网络概述
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第一章 计算机网络概论
第二阶段：计算机互联网络