網(wǎng)絡(luò)工程試驗計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念匯總

1、2024年1月29日星期一8時28分59秒,1,主講教師：王亞文lanying@xatu.edu.cn,Chapter One計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念,2024年1月29日星期一8時28分59秒,2,本章教學(xué)內(nèi)容,1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展 1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的類型1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用1.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)1.6 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)1.7 網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織與管理機構(gòu),2024

2、年1月29日星期一8時28分59秒,3,本章基本要求,掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的定義和分類；掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)；理解計算機網(wǎng)絡(luò)的組成；了解計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程；了解計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,4,1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義,將地理位置不同且功能相對獨立的多個計算機系統(tǒng)通過通信線路相互連在一起，遵循共同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，由專門的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進行管理，以實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。,2024年1月29日星期一8

3、時28分59秒,5,地理位置不同（網(wǎng)絡(luò)中的計算機通常處于不同的地理位置）功能獨立的計算機系統(tǒng)（軟、硬件）通信線路（通信介質(zhì)、通信控制設(shè)備）協(xié)議網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（單機OS功能+網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議+網(wǎng)絡(luò)資源管理+網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）資源共享（硬件、軟件，如程序、數(shù)據(jù)庫、存儲設(shè)備、打印機）—— 根本目的,2024年1月29日星期一8時28分59秒,6,計算機網(wǎng)絡(luò)與其它類似系統(tǒng)的比較,2024年1月29日星期一8時28分59秒,7,2024年1月29日星

4、期一8時28分59秒,8,2024年1月29日星期一8時28分59秒,9,1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展,2024年1月29日星期一8時28分59秒,10,,計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷發(fā)四個階段：計算機網(wǎng)絡(luò)的初級階段計算機網(wǎng)絡(luò)通信階段標(biāo)準(zhǔn)與開放的計算機網(wǎng)絡(luò)階段高速與智能的計算機網(wǎng)絡(luò)階段,2024年1月29日星期一8時28分59秒,11,1.2.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的初級階段,2024年1月29日星期一8時28分59秒,12,,又稱遠程互聯(lián)系

5、統(tǒng): 單主機多終端，嚴格講它并不屬于計算機網(wǎng)絡(luò)的范疇。 缺陷： ①數(shù)據(jù)處理性能低，計算機不僅要處理數(shù)據(jù)，而且要承擔(dān)終端與計算機之間的通信； ②線路浪費，每個終端都單獨使用一條線路與計算機相連。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,13,,,2024年1月29日星期一8時28分59秒,14,1.2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)通信階段,20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了以實現(xiàn)“資源共享”為目的的多計

6、算機互連的形態(tài)。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,15,,將應(yīng)用與通信功能從邏輯上分離，應(yīng)產(chǎn)生了通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的概念,2024年1月29日星期一8時28分59秒,16,網(wǎng)絡(luò)邏輯劃分：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng),資源子網(wǎng)提供用戶訪問網(wǎng)絡(luò)和處理數(shù)據(jù)的能力包括加入網(wǎng)絡(luò)的所有的計算機、終端外設(shè)及各種軟件和數(shù)據(jù)資源 通信子網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)的通信功能（數(shù)據(jù)的傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)）包括通信處理機通信設(shè)備與通信線路,2024年1月29日星期一8時28

7、分59秒,17,,典型的代表： 1969年美國建成的ARPAnet網(wǎng)絡(luò)。 ARPANET奠定了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)，成為今天因特網(wǎng)的前身。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,18,1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)與開放的計算機網(wǎng)絡(luò)階段,,2024年1月29日星期一8時28分59秒,19,,70年代各大公司都制定自己的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，并各自按照自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)建立自己的網(wǎng)絡(luò)。但是，不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)之間的互連困難很大。 國際標(biāo)

8、準(zhǔn)化組織ISO（International Standards Organization)設(shè)計了一個標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系模型，稱為“開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM（Open Systems Interconnection Reference Model),簡稱為OSI，引導(dǎo)著計算機網(wǎng)絡(luò)走向開放的標(biāo)準(zhǔn)化的道路，標(biāo)志著計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展步入了成熟的階段。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,20,1.2.4 高速與智能的計算機網(wǎng)絡(luò)階段,

9、發(fā)展方向：高速： 帶寬的增加達到Gbps互連： Intranet Extranet Internet/Internet Ⅱ 智能： 服務(wù)（QoS） 管理,2024年1月29日星期一8時28分59秒,21,1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的類型,1.3.1 常見的計算機網(wǎng)絡(luò)分類 1. 按通信所使用的介質(zhì)分為有線網(wǎng)絡(luò)和無 線網(wǎng)絡(luò) 2. 按使用網(wǎng)絡(luò)的對象分為公眾網(wǎng)絡(luò)和專用網(wǎng)絡(luò)。,2024年

10、1月29日星期一8時28分59秒,22,3. 按網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)分為廣播式網(wǎng)絡(luò)和點到點式網(wǎng)絡(luò),廣播式網(wǎng)絡(luò),2024年1月29日星期一8時28分59秒,23,,點到點式網(wǎng)絡(luò),2024年1月29日星期一8時28分59秒,24,,4. 按照網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的高低將計算機網(wǎng)絡(luò)分為低速網(wǎng)絡(luò)和高速網(wǎng)絡(luò)等。 5. 按地理覆蓋范圍，將網(wǎng)絡(luò)劃分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,25,1.3.2 局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和

11、廣域網(wǎng),2024年1月29日星期一8時28分59秒,26,2024年1月29日星期一8時28分59秒,27,注意： 地理覆蓋范圍的不同直接影響網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實現(xiàn)與選擇。LAN、MAN 和 WAN在技術(shù)實現(xiàn)和選擇上存在明顯差異。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,28,1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用,1.4.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 1. 資源共享（包括硬件共享和軟件共享） 2. 數(shù)據(jù)通信（E-ma

12、il、QQ 等） 3. 均衡負載和分布式計算 4. 數(shù)據(jù)信息的集中和綜合處理,2024年1月29日星期一8時28分59秒,29,1.4.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,特征： 1. 應(yīng)用的多樣性 2. 新應(yīng)用產(chǎn)生的速度加快 3. 應(yīng)用的領(lǐng)域日趨廣泛,2024年1月29日星期一8時28分59秒,30,典型的應(yīng)用,1. 信息檢索 2. 現(xiàn)代化的通信方式 3. 辦公自動化 4. 管理信息化 5. 電子商務(wù)與電子

13、政務(wù) 6. 遠程教育與電子學(xué)習(xí)（E-Learning） 7. 遠程醫(yī)療 8. 生活娛樂和消遣,2024年1月29日星期一8時28分59秒,31,1.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu),二級子網(wǎng)結(jié)構(gòu)（邏輯劃分）： 資源子網(wǎng) 通信子網(wǎng),2024年1月29日星期一8時28分59秒,32,2024年1月29日星期一8時28分59秒,33,資源子網(wǎng)：,負責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，并向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 包括：

14、 ① 各種計算機系統(tǒng) ② 終端控制器和終端設(shè)備 ③ 各種軟件軟件 ④ 可供共享的數(shù)據(jù)庫等,2024年1月29日星期一8時28分59秒,34,通信子網(wǎng)：,完成網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)。 組成：由通信硬件（通信設(shè)備和通信線路）和通信軟件。 ① 通信控制處理機CCP（Communication Control Processor），（或稱IMP）。 ② 通信線路：同軸電纜、光纖、無線等。

15、注意：這種劃分僅對廣域網(wǎng)有意義，局域網(wǎng)不能明確地劃分出子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,35,1.6 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu),在計算機網(wǎng)絡(luò)中，把計算機、終端、通信處理機等設(shè)備抽象成點，把連接這些設(shè)備的通信線路抽象成線，將由這些點和線所構(gòu)成的拓撲稱為網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,36,為什么要研究網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)是決定網(wǎng)絡(luò)性能的主要因素 。構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)時，首先要選擇采用何種網(wǎng)絡(luò)

16、拓樸結(jié)構(gòu)來物理連接所有的節(jié)點與計算機。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,37,常見的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu),1. 總線型 2. 星型 3. 樹型 4. 環(huán)型 5. 網(wǎng)狀型,2024年1月29日星期一8時28分59秒,38,1. 總線型,所有節(jié)點直接連到一條物理鏈路上，除此之外節(jié)點間不存在任何其他連接。每一個節(jié)點可以收到來自其他任何節(jié)點所發(fā)送的信息優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn)缺點：可靠性和靈活性差 、傳輸延時不確

17、定,2024年1月29日星期一8時28分59秒,39,2. 星型,網(wǎng)絡(luò)由各節(jié)點以中央節(jié)點為中心相連接，各節(jié)點與中央節(jié)點以點對點方式連接。 節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信要通過中央節(jié)點。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，可擴充性強，組網(wǎng)容易。缺點：中心節(jié)點成為全網(wǎng)可靠性的關(guān)鍵。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,40,擴展星型,,星型結(jié)構(gòu)的重復(fù)( 中央星型拓樸上的節(jié)點是另一個星型拓樸的中心節(jié)點)。減少了鏈路與設(shè)備的投資。優(yōu)點：在星型的優(yōu)點

18、之外，更富于層次，從而可隔離某些網(wǎng)絡(luò)流量。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,41,3. 樹型,可以看作星型拓撲結(jié)構(gòu)的擴展 數(shù)據(jù)流具有明顯的層次性 適用于分級管理和控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),2024年1月29日星期一8時28分59秒,42,4. 環(huán)型,節(jié)點與鏈路構(gòu)成了一個閉合環(huán)，每個節(jié)點只與相鄰的兩個節(jié)點相連。每個節(jié)點必須將信息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個相鄰的節(jié)點。優(yōu)點：簡單、易于實現(xiàn)，傳輸延時確定 。缺點：維護與管理復(fù)雜。,2024年1月

19、29日星期一8時28分59秒,43,雙環(huán),兩個非相連的獨立同心環(huán)主環(huán)+備用環(huán)（同一時刻只有一個環(huán)在使用）優(yōu)點：在單環(huán)之上增加了高度的可靠性缺點：維護與管理復(fù)雜，投資大,2024年1月29日星期一8時28分59秒,44,5. 網(wǎng)狀型,又稱無規(guī)則型。結(jié)點間的連接是任意的，不存在規(guī)律。廣域網(wǎng)廣泛采用。優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸時可以靈活地選用空閑路徑或者避開故障線路。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資高、管理復(fù)雜。,2024年1月29日星期一8時28分59

20、秒,45,1.7 網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織和管理機構(gòu),1.7.1 網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織 1. ISO：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Standard Organization） ISO開發(fā)了開放式系統(tǒng)互連（OSI：Open System Interconnection）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，模型定義了用于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的七個數(shù)據(jù)處理層。,2024年1月29日星期一8時28分59秒,46,,2. ITU：國際電信聯(lián)盟（Int

21、ernational Telecommunication Union） 3. EIA：電子工業(yè)協(xié)會（Electronic Industries Association） 4. IEEE：電氣和電子工程師協(xié)會（Institute of Electrical and Electronics Engineers） IEEE設(shè)置了電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，IEEE分成一些標(biāo)準(zhǔn)委員會（或工作組），每個工作組負責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的一個領(lǐng)域，工