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计算机网络基础知识
本章主要内容
计算机网络的概述 计算机网络的产生与发展 计算机网络的基本组成与逻辑结构 计算机网络的拓扑结构 计算机网络的分类
1.1.1 计算机网络的定义
1.最简单的计算机网络 有两种方法可以组成最简 单的计算机网络，一是用 通信线路将两台微机通过 后面板上的通信端口 COM1和COM2或打印端口 线缆直接连接计算机 LPT1连接起来，二是用双 绞线（交叉线）将两台微机通过网卡进行连接， 如右图所示。
3．其他功能
⑴ 高可靠性
⑵ ⑶ ⑷
均衡负荷 协调运算 分布式处理
1.1.3 计算机网络的应用
1．在单位信息管理中的应用
⑴ 可以实现资源共享
用不同的计算机软件对信息进行处理，将各 种管理信息发布到各地的机构中，完成信息资源 的收集、分析、使用与管理，完成从产品设计、 生产、销售到财务的全面管理。目前，我们几乎 进入了“公司就是网络”的时代。
⑷ 可以增强信息系统的可扩展性 当网络用户数增多时，需要增加客户机的数量。 在客户/服务器模式中，服务器与客户机数量的增 加、网络规模的扩大是很容易就能实现的。 ⑸ 可以为用户提供一种功能强大的通信工具 工作人员可以在家中远程登录到单位的计算机 上，通过家里的计算机完成当天的工作；技术人 员可以分散在不同的地方，通过计算机网络来共 同设计一种产品；两个网络用户无论相距多远， 都可以通过电子邮件传送信息。
2．在个人信息服务中的应用 ⑴ 远程信息访问
⑵
⑶
新的通信工具
家庭娱乐
许多新的计算机网络应用系统不断地涌现出 来。如： 工业自动化、辅助决策、虚拟大学、 远程教育、远程医疗、管理信息系统、数字图 书馆、电子博物馆、全球情报检索与查询、网 上购物、电子商务、视频会议、视频广播与点 播、过程控制，等等。
H H IMP IMP IMP 1 IMP IMP 3 H3 IMP 4 5 IMP 2 H H2
H1
H5
H4
图中：H（HOST）是计算机主机 IMP（Interface Message Processor ）是接口信息处理机。
ARPANET是计算机网络发展的一个里 程碑，它标志着以资源共享为目的的计算 机网络的诞生，是第二阶段计算机网络的 一个典型范例它为网络技术的发展做出了 突出的贡献。其贡献主要表现在它是第一 个以资源共享为目的的计算机网络、它使 用TCP/IP协议作为通信协议，使网络具有 很好的开放性，为Internet的诞生奠定了基 础。此外，它还实现了分组交换的数据交 换方式，并提出了计算机网络的逻辑结构 由通信子网和资源子网组成的重要基础理 论。
1.2.3标准化网络
国际标准化组织（ISO，International Standards Organization）于1984年公布了“开放系统互连参考模 型”的正式文件，即著名的国际标准ISO7498，通常称 它为开放系统互连参考模型OSI/RM。
OSI/RM极大地推动了网络标准化的进程。从此，计 算机网络进入了标准化网络阶段。网络的标准化又促进 了计算机网络的迅速发展，因此标准化网络也是计算机 发展的重要阶段，有人把这个阶段的网络称为第三代网 络。
20世纪60年代后期，美国国防部高级研究计划 局ARPA，提供经费资助，由美国一些大学和公
司合作，共同研究开发了这种新型的计算机网
络，决定建设一个多个节点的分组交换ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ络，由
通信子网和主机组成。并于1969年12月建成一个
具有四个节点的实验性网络，并投入运行和使 用，这就是著名的ARPANET。
最初的ARPANET的网络结构如下图所示。
1.1.2
计算机网络的功能
1．资源共享 所谓共享资源就是共享网络上的硬件资源、软件资源和 信息资源。
（1） 共享打印机等各种硬件设备
2.共享数据资源
3.共享应用程序
2．通信功能
通信功能是计算机网络的另一个主要功能，它可以为网络 用户提供强有力的通信手段。建设计算机网络的主要目的就是 让分布在不同地理位置的计算机用户之间能够相互通信、交流 信息和共享资源。
1.2.4 互联网
随着计算机网络的发展，在全球建立了不计其数的局域 网和广域网，为了扩大网络规模以实现更大范围的资源共 享，人们又提出了将这些网络互联在一起的迫切需求。国 际互联网Internet应运而生。
⑵ 可以提高信息系统的可靠性 如果我们将重要的文件复制并存储到二三台 机器里，一旦其中一台机器发生故障，其他机 器中的文件拷贝还可以使用，网络中的多台计 算机可以互为备份。
⑶ 可以节约资金
我们可以考虑为每个用户购置一台微机作为 客户机，然后购置一台或几台性能较强、配置 较高的计算机作为服务器，用网络将多台分散 的客户机与服务器互连起来，构成客户/服务器 结构。
1.2 计算机网络的产生与发展
1.2.1 面向终端的计算机网络
终端可以处于不同的地理位置，它通过传输介 质及相应的通信设备与一台计算机相连，用户可以 通过本地终端或远程端登录到远程计算机上，使用 该计算机系统，远程用户可以在本地方便地使用计 算机，这就产生了通信技术与计算机技术的结合。
图 (a): 是一种具有通信功能的面向终端的计算机系统。 图(b):是以单台计算机为中心的远程联机系统。 第一代计算机网络：面向终端的计算机通信网络。
2．局域网
要扩大计 算机的连网 范围，就需 要准备: 网卡、 通信电缆、
线缆连接器
等硬件设备 和网络操作 系统。
典型的局域网
3．广域网
通过公共通信线路可以在两台异地计算机之间进行 点对点通信，实现包括传送文件、收发传真等功能。
广域网
总之，计算机网络 的本质是把两台以上具 有 独 立 功 能 的 计 算机 系 统互连起来，以达到资 源共享和远程通信的目 的。从用户的角度看， 计算机网络是一个透明 的数据传输机制和资源 共享、协同工作的信息 处理系统。
第一代计算机网络的主要特点：
（1）是每一台终端到计算机的连接，而不是
计算机到计算机的连接。 （2）主机负担过重。 第一代计算机网络是面向终端的计算机 通信网，严格地讲，不能算作现在意义上的计 算机网络。这些系统的建立没有资源共享的目 的，只是为了能进行远程通信。
1.2.2以共享资源为目标的计算机网络
本章主要内容
计算机网络的概述 计算机网络的产生与发展 计算机网络的基本组成与逻辑结构 计算机网络的拓扑结构 计算机网络的分类
1.1.1 计算机网络的定义
1.最简单的计算机网络 有两种方法可以组成最简 单的计算机网络，一是用 通信线路将两台微机通过 后面板上的通信端口 COM1和COM2或打印端口 线缆直接连接计算机 LPT1连接起来，二是用双 绞线（交叉线）将两台微机通过网卡进行连接， 如右图所示。
3．其他功能
⑴ 高可靠性
⑵ ⑶ ⑷
均衡负荷 协调运算 分布式处理
1.1.3 计算机网络的应用
1．在单位信息管理中的应用
⑴ 可以实现资源共享
用不同的计算机软件对信息进行处理，将各 种管理信息发布到各地的机构中，完成信息资源 的收集、分析、使用与管理，完成从产品设计、 生产、销售到财务的全面管理。目前，我们几乎 进入了“公司就是网络”的时代。
⑷ 可以增强信息系统的可扩展性 当网络用户数增多时，需要增加客户机的数量。 在客户/服务器模式中，服务器与客户机数量的增 加、网络规模的扩大是很容易就能实现的。 ⑸ 可以为用户提供一种功能强大的通信工具 工作人员可以在家中远程登录到单位的计算机 上，通过家里的计算机完成当天的工作；技术人 员可以分散在不同的地方，通过计算机网络来共 同设计一种产品；两个网络用户无论相距多远， 都可以通过电子邮件传送信息。
2．在个人信息服务中的应用 ⑴ 远程信息访问
⑵
⑶
新的通信工具
家庭娱乐
许多新的计算机网络应用系统不断地涌现出 来。如： 工业自动化、辅助决策、虚拟大学、 远程教育、远程医疗、管理信息系统、数字图 书馆、电子博物馆、全球情报检索与查询、网 上购物、电子商务、视频会议、视频广播与点 播、过程控制，等等。
H H IMP IMP IMP 1 IMP IMP 3 H3 IMP 4 5 IMP 2 H H2
H1
H5
H4
图中：H（HOST）是计算机主机 IMP（Interface Message Processor ）是接口信息处理机。
ARPANET是计算机网络发展的一个里 程碑，它标志着以资源共享为目的的计算 机网络的诞生，是第二阶段计算机网络的 一个典型范例它为网络技术的发展做出了 突出的贡献。其贡献主要表现在它是第一 个以资源共享为目的的计算机网络、它使 用TCP/IP协议作为通信协议，使网络具有 很好的开放性，为Internet的诞生奠定了基 础。此外，它还实现了分组交换的数据交 换方式，并提出了计算机网络的逻辑结构 由通信子网和资源子网组成的重要基础理 论。
1.2.3标准化网络
国际标准化组织（ISO，International Standards Organization）于1984年公布了“开放系统互连参考模 型”的正式文件，即著名的国际标准ISO7498，通常称 它为开放系统互连参考模型OSI/RM。
OSI/RM极大地推动了网络标准化的进程。从此，计 算机网络进入了标准化网络阶段。网络的标准化又促进 了计算机网络的迅速发展，因此标准化网络也是计算机 发展的重要阶段，有人把这个阶段的网络称为第三代网 络。
20世纪60年代后期，美国国防部高级研究计划 局ARPA，提供经费资助，由美国一些大学和公
司合作，共同研究开发了这种新型的计算机网
络，决定建设一个多个节点的分组交换ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ络，由
通信子网和主机组成。并于1969年12月建成一个
具有四个节点的实验性网络，并投入运行和使 用，这就是著名的ARPANET。
最初的ARPANET的网络结构如下图所示。
1.1.2
计算机网络的功能
1．资源共享 所谓共享资源就是共享网络上的硬件资源、软件资源和 信息资源。
（1） 共享打印机等各种硬件设备
2.共享数据资源
3.共享应用程序
2．通信功能
通信功能是计算机网络的另一个主要功能，它可以为网络 用户提供强有力的通信手段。建设计算机网络的主要目的就是 让分布在不同地理位置的计算机用户之间能够相互通信、交流 信息和共享资源。
1.2.4 互联网
随着计算机网络的发展，在全球建立了不计其数的局域 网和广域网，为了扩大网络规模以实现更大范围的资源共 享，人们又提出了将这些网络互联在一起的迫切需求。国 际互联网Internet应运而生。
⑵ 可以提高信息系统的可靠性 如果我们将重要的文件复制并存储到二三台 机器里，一旦其中一台机器发生故障，其他机 器中的文件拷贝还可以使用，网络中的多台计 算机可以互为备份。
⑶ 可以节约资金
我们可以考虑为每个用户购置一台微机作为 客户机，然后购置一台或几台性能较强、配置 较高的计算机作为服务器，用网络将多台分散 的客户机与服务器互连起来，构成客户/服务器 结构。
1.2 计算机网络的产生与发展
1.2.1 面向终端的计算机网络
终端可以处于不同的地理位置，它通过传输介 质及相应的通信设备与一台计算机相连，用户可以 通过本地终端或远程端登录到远程计算机上，使用 该计算机系统，远程用户可以在本地方便地使用计 算机，这就产生了通信技术与计算机技术的结合。
图 (a): 是一种具有通信功能的面向终端的计算机系统。 图(b):是以单台计算机为中心的远程联机系统。 第一代计算机网络：面向终端的计算机通信网络。
2．局域网
要扩大计 算机的连网 范围，就需 要准备: 网卡、 通信电缆、
线缆连接器
等硬件设备 和网络操作 系统。
典型的局域网
3．广域网
通过公共通信线路可以在两台异地计算机之间进行 点对点通信，实现包括传送文件、收发传真等功能。
广域网
总之，计算机网络 的本质是把两台以上具 有 独 立 功 能 的 计 算机 系 统互连起来，以达到资 源共享和远程通信的目 的。从用户的角度看， 计算机网络是一个透明 的数据传输机制和资源 共享、协同工作的信息 处理系统。
第一代计算机网络的主要特点：
（1）是每一台终端到计算机的连接，而不是
计算机到计算机的连接。 （2）主机负担过重。 第一代计算机网络是面向终端的计算机 通信网，严格地讲，不能算作现在意义上的计 算机网络。这些系统的建立没有资源共享的目 的，只是为了能进行远程通信。
1.2.2以共享资源为目标的计算机网络