计算机网络概述 (2)
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• 1995年至今称为第三阶段。这一阶段是商业应用阶段。此时中国的网络技术已 经广泛融入了因特网的大家庭。
计算机网络的功能和应用
• 计算机最主要的功能：数据通信 • 计算机最基本的功能：资源共享
• 资源共享分为： • 1.硬件资源共享 • 2.软件资源共享 • 3.数据资源共享
• 计算机网络的应用
环型结构的显著特点是每个节点 用户都与两个相邻节点用户相连。
优点：简化路径选择控制，传输延
工作站
服务器
工作站
迟固定,实时性强,可靠性高。
缺点：节点过多时,影响传输效率。 环某处断开会导致整个系统 工作站
工作站
的失效，节点的加入和撤出
工作站
过程复杂。
传输介质
定义：是指传输信号经过的物理通信。 分类：常用的介质，有线传输介质，如双绞线，同轴电缆，光纤
2、星型拓扑结构
星型拓扑结构是符合令牌协议的高速局域网络。它是以中央结点为中心， 把若干外围结点连接起来的幅射式互连结构。 优点：单点故障不影响全网，结构简单。增删节点及维护管理容
易；故障隔离和检测容易，延迟时间较短。 缺点：成本较高，资源利用率低；网络性能过于依赖中心节点。
工作站
服务器 工作站
工作站 集线器
无线传输介质，如微波，卫星通信 注意：传输介质的性能对网络的通信，速度，距离，价格以及网络中的节点数和
可靠性都有很大影响
传输介质
同轴电缆（coaxial line、coaxial-cable）：在2 0 世纪8 0 年
代，它是Ethernet网络的基础，曾经是多年流行的传输介质。然而，随着 时间的推移，大部分现代局域网中，双绞线电缆逐渐取代了同轴电缆。
基于传感网的典型案例
• Adidas miCoach PACER • 这是一套跑步装备，包括心律检测器和一个传感器（跟鞋配套），该装 置可以用语音提示跑步者在跑步过程中保持目标心率。此外还有一个提 供健身计划、设定目标、跟踪进度的支持网站。
基于传感网的典型案例
• 农业监测管理 • 温室环境信息采集和控制 • 自动灌溉系统 • 环境信息和动植物信息监测
宽带路由器
• 宽带路由器是近几年来新兴的 一种网络产品，它伴随着宽带 的普及应运而生。宽带路由器 在一个紧凑的箱子中集成了路 由器、防火墙、带宽控制和管 理等功能，具备快速转发能力 ，宽带路由器灵活的网络管理 和丰富的网络状态等特点。
• 多数宽带路由器采用高度集成 设计，集成10/100Mbps宽带以 太网WAN接口、并内置多口10/1 00Mbps自适应交换机，方便多 台机器连接内部网络与Interne t，可以广泛应用于家庭、学校 、办公室、网吧、小区接入、 政府、企业等场合。
计算机网络技术基础
• 计算机网络是把不同地理位置并分别具有独立功 能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起 来，利用功能完善的网络软件来实现数据通信和 资源共享的系统
计算机网络的发展
• 1946年，美国宾夕法尼亚大学研 制成功第一台计算机。20世纪60 年代末期,美国国防部高级研究 计划署开始向军队投资进行多种 技术联网的研究 ，1969年12月I nternet的前身--美国的ARPA网 投入运行，它标志着我们常称的 计算机网络的兴起。
光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
常见的网络的设备
网卡（Network Interface Card，NIC）, 也叫“网络适配器”,是计算机网 络中最基本的部件之一。
• 发送数据
将电脑的数据封装为帧，并通过网线(对无线网络来说 就是电磁波)将数据发送到网络上去 。
• 接受数据
接收网络上其它设备传过来的帧，并将帧重新组合成数据， 发送到所在的电脑中。
• 我国第一封电子邮件：北京计算机应用技术研究所研究员钱天白先生于1987年 9月14日发出的“Across the Great Wall we can reach every corner in th e world”实现了和德国卡尔斯鲁厄大学的连接
• 1994年初到1995年是第二阶段。这一阶段是教育科研网的发展阶段。我国通过 TCP/IP连接实现了因特网的全部功能。中科院及北京大学、清华大学的校园网 组成的NCFC网，以高速光缆和路由器实现了与Internet主干网的连接，并于19 94年4月正式开通了与国际因特网的64?kb/s专线连接，设立了中国最高域名(C N)服务器。
工作站
3、树型拓扑结构
树型结构是星型结构的扩展，它由根结点和分支结点所构成，如
图1-8所示。 优点：结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活。 缺点：对根的依赖性大。
集线器 工作站 打印机
集线器
集线器
集线器 工作站
服务器
4、 环型拓扑结构
环型拓扑结构将所有网络结点通过点到点通信线路连接成闭合环 路,数据将沿一个方向逐站传送，每个结点的地位和作用相同，且每个结点都 能获得执行控制权。
主要特点：结构简单， 易于安装；信号随距离 衰减较大，传输距离受 限；主要适用于室内网 络终端或工作站的连接， 构成星型网络结构，局
21
域网内，传输距离小于
双绞线分类
双绞线分为非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair, UT P）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair, STP）。 UTP由八根铜线组成，其中八根线由绝缘体分开，每两根线通过 相互绞合成螺旋状而形成一对。 抗拉线
•
在计算机网络中，抛开网络中的具体设备，把服务器、工作站等网络单
元抽象为“点”，把网络中的电缆、双绞线等传输介质抽象为“线”
1、总线型拓扑结构
总线型拓扑结构是指所有结点共享一根传输总线,所有的站点都通过 硬件接口连接在这根传输线上。
工作站
工作站
终接器 工作站
终接器 磁盘 工作站
服务器 打印 机
优点：结构简单，价格低廉、安装使用方便。 缺点：故障诊断和隔离比较困难。
• 1969，美国国防部远景研究规划局为军事实验用而建立的网络，名为ARPANET ，初期只有四台主机，其设计目标是当网络中的一部分因战争原因遭到破 坏 时，其余部分仍能正常运行。
• 1980年前后，ARPAnet上的所有计算机开始了TCP/IP协议的转换工作，并以ARP Anet为主干网建立了初期的Internet。
UTP的优缺点：传输信号时信号衰减较严重，易受电磁干扰 和噪声的影响，容易被窃听；成本低、易弯曲、易安装、适于 结构化布线。
• 屏蔽双绞线：在双绞线电缆增加 屏蔽层就是为了提高电缆的物理 性能和电器性能，减少电缆信号 在传输中的电磁干扰
• STP的优缺点：抗电磁干扰能力强、 传输质量高；价格高、接地要求 高、安装复杂
感谢下 载
• 1.信息的获取与发布。 • 2.电子邮件 • 3.网上交际 • 4.电子商务 • 5.网络电话 • 6.网上事务处理 • 7.远程教育 • 8.短信服务
网络发展的趋势
• 物联网的兴起 • 物联网”是指通过装置在物体上的各种信息传感设备，如RFID装置、红外感
应器、全球定位系统、激光扫描器等等，赋予物体智能，并通过接口与互联 网相连而形成一个物品与物品相连的巨大的分布式协同网络。总的一句话： 让万物都有感知。
• 1984年，美国国家科学基金会NSF规划建立了13个国家超级计算中心及国家教 育科技网。随后替代了ARPANET的骨干地位。
• 1988年Internet开始对外开放。
我国internet的发展
• 1987～1994年是第一阶段。这一阶段是Internet在中国的起步阶段，国内的科 技工作者开始接触Internet资源。1990年10月，中国正式向国际互联网信息中 心(InterNIC)登记注册了最高域名“CN，从而开通了使用自己域名的Internet 电子邮件。国内一些大学和研究所相继开通了Internet电子邮件连接。
23
• 双绞线连接器 RJ-45连接器，水晶头，水晶头作为而网络布线的重要部件，其品质对网络传 输速率也有很大的影响。
24
光纤（光导纤维）
光纤是一种细而柔软的通信介质，其纤芯是由石英芯 拉成的细丝制成的，纤芯的外面由一层折射率较低的反光材料 作为包层。
光纤的工作原理
低折射率 高折射率 (包层) (纤芯)
常见的网络设备
• MODEM的工作原理
•
wk.baidu.com
Modem是 Modulator(调制器)和 Demodulator(解调器)的简称。
• MODEM的作用是使计算机之间可以通过普通电话线进行连接并传输数据。
安装
交换机
• 交换机，英文名称 为Switch，它是一 种基于MAC地址(网 卡的硬件地址)识别 ，能够在通信系统中 完成信息交换功能的 设备。
同轴电缆包括：有绝缘体包围的一根中央铜线、一个网状金属屏蔽层以
及一个塑料封套。
20
双绞线：
双绞线（TP ，Twisted Pair）电缆类似于电话线，由绝缘的彩色铜 线对组成，每根铜线的直径为0.4毫米~ 0.8毫米，两根铜线互相缠绕在一 起。双绞线对中的一根电线传输信号信息，另一根被接地并吸收干扰。
• 广域网(Wide Area Network ， WAN)
• 范围：大，＞100km • 传输技术：宽带，延迟大，出错率高
• 按拓扑结构分类 • 拓扑学是几何学的一个分支。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关
的点,将连接实体的线路抽象成线,进而研究点、线、面之间的关系,即拓扑结
构(Topology Structure)。
土壤水分监测
计算机网络的分类
按地域范围分类
• 局域网(Local Area Network ， LAN)
• 范围：小，＜20km • 传输技术：基带，10Mb/s~1000Mb/s，延迟低，出错率低（10-11）
• 城域网(Metropolitan Area Network ， MAN)
• 范围：中等，＜100km • 传输技术：宽带/基带
基于传感网的典型案例
• Nike+IPod套件 • 2006年5月，耐克和苹果公司合作推出创新的Nike IPod系列产品，将运 动与音乐完美结合起来。其中，包括一个内置于鞋中的传感器和一个与I Pod连接的接收器。通过Nike IPod运动组件，就可以将Nike运动鞋与IPo d nano连接，IPod就可以存储并显示运动的时间、距离、热量消耗值和 步幅等数据。跑步后将IPOD与电脑相连开始同步，就可以完美地同步你 的跑步和健身数据。该产品甚至还有自己的社交网络：它可以自动发布 状态消息。
计算机网络的功能和应用
• 计算机最主要的功能：数据通信 • 计算机最基本的功能：资源共享
• 资源共享分为： • 1.硬件资源共享 • 2.软件资源共享 • 3.数据资源共享
• 计算机网络的应用
环型结构的显著特点是每个节点 用户都与两个相邻节点用户相连。
优点：简化路径选择控制，传输延
工作站
服务器
工作站
迟固定,实时性强,可靠性高。
缺点：节点过多时,影响传输效率。 环某处断开会导致整个系统 工作站
工作站
的失效，节点的加入和撤出
工作站
过程复杂。
传输介质
定义：是指传输信号经过的物理通信。 分类：常用的介质，有线传输介质，如双绞线，同轴电缆，光纤
2、星型拓扑结构
星型拓扑结构是符合令牌协议的高速局域网络。它是以中央结点为中心， 把若干外围结点连接起来的幅射式互连结构。 优点：单点故障不影响全网，结构简单。增删节点及维护管理容
易；故障隔离和检测容易，延迟时间较短。 缺点：成本较高，资源利用率低；网络性能过于依赖中心节点。
工作站
服务器 工作站
工作站 集线器
无线传输介质，如微波，卫星通信 注意：传输介质的性能对网络的通信，速度，距离，价格以及网络中的节点数和
可靠性都有很大影响
传输介质
同轴电缆（coaxial line、coaxial-cable）：在2 0 世纪8 0 年
代，它是Ethernet网络的基础，曾经是多年流行的传输介质。然而，随着 时间的推移，大部分现代局域网中，双绞线电缆逐渐取代了同轴电缆。
基于传感网的典型案例
• Adidas miCoach PACER • 这是一套跑步装备，包括心律检测器和一个传感器（跟鞋配套），该装 置可以用语音提示跑步者在跑步过程中保持目标心率。此外还有一个提 供健身计划、设定目标、跟踪进度的支持网站。
基于传感网的典型案例
• 农业监测管理 • 温室环境信息采集和控制 • 自动灌溉系统 • 环境信息和动植物信息监测
宽带路由器
• 宽带路由器是近几年来新兴的 一种网络产品，它伴随着宽带 的普及应运而生。宽带路由器 在一个紧凑的箱子中集成了路 由器、防火墙、带宽控制和管 理等功能，具备快速转发能力 ，宽带路由器灵活的网络管理 和丰富的网络状态等特点。
• 多数宽带路由器采用高度集成 设计，集成10/100Mbps宽带以 太网WAN接口、并内置多口10/1 00Mbps自适应交换机，方便多 台机器连接内部网络与Interne t，可以广泛应用于家庭、学校 、办公室、网吧、小区接入、 政府、企业等场合。
计算机网络技术基础
• 计算机网络是把不同地理位置并分别具有独立功 能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起 来，利用功能完善的网络软件来实现数据通信和 资源共享的系统
计算机网络的发展
• 1946年，美国宾夕法尼亚大学研 制成功第一台计算机。20世纪60 年代末期,美国国防部高级研究 计划署开始向军队投资进行多种 技术联网的研究 ，1969年12月I nternet的前身--美国的ARPA网 投入运行，它标志着我们常称的 计算机网络的兴起。
光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
常见的网络的设备
网卡（Network Interface Card，NIC）, 也叫“网络适配器”,是计算机网 络中最基本的部件之一。
• 发送数据
将电脑的数据封装为帧，并通过网线(对无线网络来说 就是电磁波)将数据发送到网络上去 。
• 接受数据
接收网络上其它设备传过来的帧，并将帧重新组合成数据， 发送到所在的电脑中。
• 我国第一封电子邮件：北京计算机应用技术研究所研究员钱天白先生于1987年 9月14日发出的“Across the Great Wall we can reach every corner in th e world”实现了和德国卡尔斯鲁厄大学的连接
• 1994年初到1995年是第二阶段。这一阶段是教育科研网的发展阶段。我国通过 TCP/IP连接实现了因特网的全部功能。中科院及北京大学、清华大学的校园网 组成的NCFC网，以高速光缆和路由器实现了与Internet主干网的连接，并于19 94年4月正式开通了与国际因特网的64?kb/s专线连接，设立了中国最高域名(C N)服务器。
工作站
3、树型拓扑结构
树型结构是星型结构的扩展，它由根结点和分支结点所构成，如
图1-8所示。 优点：结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活。 缺点：对根的依赖性大。
集线器 工作站 打印机
集线器
集线器
集线器 工作站
服务器
4、 环型拓扑结构
环型拓扑结构将所有网络结点通过点到点通信线路连接成闭合环 路,数据将沿一个方向逐站传送，每个结点的地位和作用相同，且每个结点都 能获得执行控制权。
主要特点：结构简单， 易于安装；信号随距离 衰减较大，传输距离受 限；主要适用于室内网 络终端或工作站的连接， 构成星型网络结构，局
21
域网内，传输距离小于
双绞线分类
双绞线分为非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair, UT P）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair, STP）。 UTP由八根铜线组成，其中八根线由绝缘体分开，每两根线通过 相互绞合成螺旋状而形成一对。 抗拉线
•
在计算机网络中，抛开网络中的具体设备，把服务器、工作站等网络单
元抽象为“点”，把网络中的电缆、双绞线等传输介质抽象为“线”
1、总线型拓扑结构
总线型拓扑结构是指所有结点共享一根传输总线,所有的站点都通过 硬件接口连接在这根传输线上。
工作站
工作站
终接器 工作站
终接器 磁盘 工作站
服务器 打印 机
优点：结构简单，价格低廉、安装使用方便。 缺点：故障诊断和隔离比较困难。
• 1969，美国国防部远景研究规划局为军事实验用而建立的网络，名为ARPANET ，初期只有四台主机，其设计目标是当网络中的一部分因战争原因遭到破 坏 时，其余部分仍能正常运行。
• 1980年前后，ARPAnet上的所有计算机开始了TCP/IP协议的转换工作，并以ARP Anet为主干网建立了初期的Internet。
UTP的优缺点：传输信号时信号衰减较严重，易受电磁干扰 和噪声的影响，容易被窃听；成本低、易弯曲、易安装、适于 结构化布线。
• 屏蔽双绞线：在双绞线电缆增加 屏蔽层就是为了提高电缆的物理 性能和电器性能，减少电缆信号 在传输中的电磁干扰
• STP的优缺点：抗电磁干扰能力强、 传输质量高；价格高、接地要求 高、安装复杂
感谢下 载
• 1.信息的获取与发布。 • 2.电子邮件 • 3.网上交际 • 4.电子商务 • 5.网络电话 • 6.网上事务处理 • 7.远程教育 • 8.短信服务
网络发展的趋势
• 物联网的兴起 • 物联网”是指通过装置在物体上的各种信息传感设备，如RFID装置、红外感
应器、全球定位系统、激光扫描器等等，赋予物体智能，并通过接口与互联 网相连而形成一个物品与物品相连的巨大的分布式协同网络。总的一句话： 让万物都有感知。
• 1984年，美国国家科学基金会NSF规划建立了13个国家超级计算中心及国家教 育科技网。随后替代了ARPANET的骨干地位。
• 1988年Internet开始对外开放。
我国internet的发展
• 1987～1994年是第一阶段。这一阶段是Internet在中国的起步阶段，国内的科 技工作者开始接触Internet资源。1990年10月，中国正式向国际互联网信息中 心(InterNIC)登记注册了最高域名“CN，从而开通了使用自己域名的Internet 电子邮件。国内一些大学和研究所相继开通了Internet电子邮件连接。
23
• 双绞线连接器 RJ-45连接器，水晶头，水晶头作为而网络布线的重要部件，其品质对网络传 输速率也有很大的影响。
24
光纤（光导纤维）
光纤是一种细而柔软的通信介质，其纤芯是由石英芯 拉成的细丝制成的，纤芯的外面由一层折射率较低的反光材料 作为包层。
光纤的工作原理
低折射率 高折射率 (包层) (纤芯)
常见的网络设备
• MODEM的工作原理
•
wk.baidu.com
Modem是 Modulator(调制器)和 Demodulator(解调器)的简称。
• MODEM的作用是使计算机之间可以通过普通电话线进行连接并传输数据。
安装
交换机
• 交换机，英文名称 为Switch，它是一 种基于MAC地址(网 卡的硬件地址)识别 ，能够在通信系统中 完成信息交换功能的 设备。
同轴电缆包括：有绝缘体包围的一根中央铜线、一个网状金属屏蔽层以
及一个塑料封套。
20
双绞线：
双绞线（TP ，Twisted Pair）电缆类似于电话线，由绝缘的彩色铜 线对组成，每根铜线的直径为0.4毫米~ 0.8毫米，两根铜线互相缠绕在一 起。双绞线对中的一根电线传输信号信息，另一根被接地并吸收干扰。
• 广域网(Wide Area Network ， WAN)
• 范围：大，＞100km • 传输技术：宽带，延迟大，出错率高
• 按拓扑结构分类 • 拓扑学是几何学的一个分支。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关
的点,将连接实体的线路抽象成线,进而研究点、线、面之间的关系,即拓扑结
构(Topology Structure)。
土壤水分监测
计算机网络的分类
按地域范围分类
• 局域网(Local Area Network ， LAN)
• 范围：小，＜20km • 传输技术：基带，10Mb/s~1000Mb/s，延迟低，出错率低（10-11）
• 城域网(Metropolitan Area Network ， MAN)
• 范围：中等，＜100km • 传输技术：宽带/基带
基于传感网的典型案例
• Nike+IPod套件 • 2006年5月，耐克和苹果公司合作推出创新的Nike IPod系列产品，将运 动与音乐完美结合起来。其中，包括一个内置于鞋中的传感器和一个与I Pod连接的接收器。通过Nike IPod运动组件，就可以将Nike运动鞋与IPo d nano连接，IPod就可以存储并显示运动的时间、距离、热量消耗值和 步幅等数据。跑步后将IPOD与电脑相连开始同步，就可以完美地同步你 的跑步和健身数据。该产品甚至还有自己的社交网络：它可以自动发布 状态消息。