计算机网络概念

2-1计算机网络概念

一、概念

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、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络资源共享的系统，可统为计算机网络。

人们使用网络主要是为了共享资源和进行在线通信。资源包括数据、应用程序和外围设备。在线通信指发送E-mail（电子邮件）等。

二、计算机网络的形成

早在1952年，美国就建立了一套SAGE系统，SAGE系统的自重被誉为计算机通信发展史上的里程碑。

计算机网络的形成，大致可分为三个阶段：

1．计算机终端网络

2．计算机通信网络

3．计算机网络

六十年代末期，美国国防部高级研究计划局成功地开发了ARPA网络，它是世界上第一个以资源为主要目的的计算机网络。

介绍三种网络的概念与区别

三、计算机网络的分类

按通信距离分可得到广域网、城域网和局域网；（或广域网和局域网）

按信息交换方式分可得到电路交换网、分组交换网和综合交换网；

按网络拓扑结构分可得到星型网、树型网、环型网和总线网等；

按通信介质分可得到双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等；

按传输带宽分可得到基带网和宽带网。

广域网（W AN）又称远程网，常常借用传统的公共传输（电报、电话）网来实现。这就使广域网的数据传输率较低，错误较高。

局域网（LAN）通常处在10km的范围内。具有较高的通频带宽，数据传输率高，数据传输可靠，误码率低；局域网大多采用总线及环形拓扑结构。

四、计算机网络的功能与服务

1、网络的基本功能

资源共享功能

均衡负荷及分布处理功能

信息的快速传输和集中处理功能

综合信息服务的功能

提高系统的性能价格比，维护方便，扩展灵活

2、网络的基本服务

文件服务

打印服务

消息服务（消息服务的典型应用是网络电子邮件（E-mail）.

应用服务

数据库服务

五、网络的结构

计算机网络是由计算机系统、数据通信系统和网络操作系统组成的有机整体。

1、网络拓扑结构

计算机网络的拓扑结构，按通信系统的传输方式可分为两大类：点对点传输结构和广播传输结构。

点对点传输结构的拓扑结构有星型、环型、树型和分布式。

星型结构采用集中控制，中央节点就是控制中心。它的优点是增加节点时成本低，缺点是中央节点设备出故障时，整个系统瘫痪，故可靠性较差。

树型结构的优点是通信线路连接较简单，网络管理软件也不复杂，维护方便。缺点是资源共享能力差，可靠性低，如主机出故障，则和该主机连接的终端均不能工作。

环型结构各主计算机地位相等，网络中通信设备和线路比较节省。一个节点的故障会引起全部网络的故障。

广播式传输结构有：总线型和任意型。

总线型结构就是将各个节点设备用一根总线挂接起来，易于网络的扩充。网络上的某个节点发生故障时，对整个系统的影响很小。

2、网络的组织方法

A、对等网络：在对等网络中，各个节点都是平等的，没有专用的网络服务器

（服务提供者），通常，节点的主机既是客户机（服务请求者），又是服务器。

B、基于服务器的网络

六、计算机网络的发展

3、高速网络技术（指100Mbps以上）如：FDDI、100BASE-T、A TM等。

4、综合服务数据网ISDN技术

是一种基于电信业的新型网络。

七、英特网Internet

1969年美国开始建立全国性信息网ARPAnet；是英特网的起源。

Internet网提供的服务主要有信息浏览（如：WWW）、电子邮件（E-mail）、文件传送(FAT)、

远程登录（Telnet）、电子新闻(Netmews)、信息发布(BBS)、交互式通信等。

国内的Internet网

（1）中科院的科学技术网CSTNET。

（2）国家教委的教育和科研网CERNET。

（3）邮电部的CHINANET。

（4）电子部的金桥网CHINAGBN。

2-2数据通信基础与网络结构分层

一、数据通信基础

1、传输速率：所谓数据传输速率是指每秒能传输构成代码比特数，单位为比特/秒（bps）。

2、传输介质：把介质分为两大类，一类是硬介质，如双绞线、同轴电缆、光缆；另一类是软介质，即空间。

常用的双绞线分屏蔽双绞线（STP）和无屏蔽双绞线（UTP）两大类。屏蔽双绞线的抗干扰性好。

同轴电缆有基带和宽带之分，宽带同轴电缆的传输性能要高于基带同轴电缆。

二、网络结构的分层

（一）协议

所谓协议是指在两台通信设备之间管理数据交换的一整套规则。任何一种通信协议都包括三个级成部分：语法、语义和定时。协议的语法定义了怎样进行通信，它关系到字的排列，协议的语义定义了什么是通信，它研究字的含义，或者说研究报文的每一部分的含义。协议的定时关系到何时进行通信，例如同步和异传输。

像计算机系统的多级层次体系结构一样，网络系统也按层或级的方式来组织，每一层建立在它的下层之上。每一层的目的都是向它的上一层提供一定服务。

（二）网络体系结构

在分层结构中，各层有各层的协议，层和协议的集合叫做网络体系结构。OSI协议模型从低到高依次为：物理层，数据链路层，网络层，传送层，会话层，表示层，应用层。信息是在七层网络上传输的过程：P43

OSI参考模型的第一至第三层属于通信子网的功能范畴，第五至第七层属于资源子网的范畴，传送层起着衔接上下三层的作用。

（三）OSI模型各层的基本功能

物理层：是建立在通信介质基础上，实现系统和通信介质的物理接口，提供了一个节