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1、第5章 网络基础,5.1 计算机网络概述 5.2 数据通信的基础知识 5.3 网络体系结构 5.4 计算机局域网的组成,5.1 计算机网络概述,5.1.1 计算机网络的发展5.1.2 计算机网络的功能与分类5.1.3 计算机网络的拓扑结构,5.1.1 计算机网络的发展,1.什么是计算机网络?,计算机网络是一群具有独立功能的计算机组成的系统。通过通信设备及传输媒体互连起来，在通信软件支持下，实现资源共享、信息交换。,产生计算机网络的基本条件:通信技术与计算机技术的结合,2.计算机网络的发展,5.1.1 计算机网络的发展,从体系结构来观察，其发展可分为4个阶段：面向终端的计算机网络计算机计算机网络
2、开放式标准化网络综合化、高速化计算机网络,5.1.2计算机网络的功能与分类,1.计算机网络的功能 数据通信 资源共享 分布式处理 分担风险，提高可靠性 均衡负载，协同工作，提高系统性价比，扩展灵活,5.1.2 计算机网络的功能与分类,2.计算机网络的常用分类按网络地理范围分局域网城域网广域网 按传输介质分有线网光纤网无线网,覆盖范围为几百米到几公里，局域网内传输速率较高，误码率低，结构简单容易实现。,局域网LAN,通常是使用高速光纤的网络，在一个特定的范围内（例如校园、社区或城市）将不同的局域网连接起来，构成一个覆盖该区域的网络，其传输速率比局域网高。,城域网MAN,广域网WAN,一般是在不同
3、城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围通常为几十公里到几千公里，它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。广域网的通信子网主要使用分组交换技术，它可以使用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网。,按交换方式分线路交换报文交换分组交换 按逻辑结构分通信子网资源子网,星形拓扑,特点：通信协议简单对外围站点要求不高单个站点故障不会影响全网电路利用率低，连线费用大网络性能依赖中央结点每个站点需要有一个专用链路,5.1.3 计算机网络的拓扑结构,总线形拓扑结构,特点：结构简单，可靠性高布线容易，连线总长度小于星形结构对站点扩充和删除容易总线任务重，易产生瓶颈问题,特点：传输速率高，传输距离远各
4、节点的地位和作用相同各节点传输信息的时间固定容易实现分布式控制站点的故障会形起整个网络的崩溃,环形拓扑结构,特点：信息交换在上、下节点之间进行通信线路连接简单，网络管理软件也不复杂，维护方便资源共享能力差，可靠性低,树形拓扑,全互连型拓扑结构,特点：通信速度快，可靠性高各节点均有直接线路相连适合用于对可靠性有特殊要求的场合组建网络投资巨大，灵活性差,混合型拓扑结构,混合方式比较常见的有星型/总线拓扑和星型环拓扑,星型/总线拓扑特点：综合了星型拓扑和总线拓扑的优点，它用一条或多条总线把多组设备连接起来，而这相连的每组设备本身又呈星型分布。对于星型/总线拓扑，用户很容易配置和重新配置网络设备。,星
5、型环拓扑特点：星型环拓扑只是物理走线安排成星型连接，星型环拓扑的优点：故障诊断方便而且隔离容易；网络扩展简便；电缆安装方便。,网络拓扑图分析:,Server,Corporate Router,Hub,PCs,Switch,例：,Internet拓扑结构,Internet网是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联网络。Internet网上联有大大小小成千上万个不同拓扑结构的局域网、城域网和广域网。因此，Internet网本身的拓扑只是一种虚拟拓扑结构，无固定形式。,例：说出由哪些拓扑结构组成？,5.2 数据通信基础知识,5.2.1 数据通信基本概念5.2.2 数据传输介质5.2.3
6、 信息交换技术,5.2.1 数据通信基本概念,数据数据是定义为有意义的实体，是表征事物的信号信号信号是数据的电磁或电子编码。信号在通信系统中可分为模拟信号和数字信号，例如文字、声音和图像等。数据通信数据通信就是将数据信息通过适当的传输线路从一台机器传送到另一台机器。,5.2.1 数据通信基本概念,信道信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。一条通信线路至少包含两条信道：发送和接收。带宽带宽是指信道能传送的信号的频率宽度，即可传送信号的最高频率与最低频率之差。例如，一条传输线可以接受从300到3000Hz的信号，则在这条传输线的带宽就是2700Hz,5.2.2 信息交换技术,电路交换是一种直接
7、交换方式。发送点与接收点之间构成一条实际连接的专用物理线路。存储转发交换报文交换以报文为交换单位，临时选择通信网络中的一条线路传送数据。分组交换将报文划分成一个个平均大小保持不变的小组作为交换单位，称为分组，其他与报文交换相同。,同轴电缆,卫星通信,微波,双绞线,光纤,5.2.2 数据传输介质,双绞线非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）组网方便，价格最便宜，应用广泛 五类双绞线最大传输率为100Mbps传输距离小于100米,同轴电缆 基带同轴电缆：速率10Mb/s，传输距离1000m宽带同轴电缆：速率20Mb/s，传输距离100km 它是有线电视系统CATV中的标准传输电缆,光纤,光缆
8、的芯线是由光导纤维做成，它传输光脉冲数字信号。多模光纤：由发光二极管产生用于传输的光脉冲，通过内部的多次反射沿芯线传输。可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输。单模光纤：使用激光，光线与芯轴平行，损耗小，传输距离远，具有很高的带宽，但价格更高。在2.5Gb/s的高速率下，单模光纤不必采用中继器可传输数十公里。,光纤和光端设备,无线介质,包括无线频段、红外线、激光等。目前可用于通信的电磁波频谱有无线电波、微波、红外、可见光。,地面微波通信,卫星微波通信,5.3 网络体系结构,5.3.1 网络体系结构分层原理5.3.2 通讯协议5.3.3 OSI参考模型5.3.4 TCP/IP参考模型,5.
9、3.1 网络体系结构分层原理,1.引例2.网络分层,5.3.2 通讯协议,网络通讯协议的作用常见的网络通讯协议网络通讯协议的选择,语义,发E-mail,打印文件mail,喂，请用中文,慢一点！,出错了，请重发！,协议是指通信双方必须遵循的控制信息交换的规则之集合。,语法,定时规则,通信协议的作用,通信协议：,通信双方关于如何进行通信而达成的一致，我们可以把它看作一个标准或一组规则。协议决定了计算机之间数据如何在网络中进行传输，以及数据如何封装和寻址，到达目的计算机。,常见的网络通信协议,NETBEUI协议IPX/SPX兼容协议TCP/IP协议,NetBEUI,NetBIOS Extended
10、User Interface,用户扩展接口IBM开发 优点：体积小、速度快、效率高缺点：不支持路由，一般用于微软产品的网络上，只用于单网段适用于：小型局域网,IPX/SPX,用于 Novell Network优点：灵活性强、支持路由，但范围有限缺点：所占空间较大，过多的广播，IPX/SPX兼容性协议(Microsoft Version)用于Microsoft系统与NETWARE系统进行通讯，也用于游戏网的组建场合中。适用于：不同网络协议的计算机访问Novell Network,TCP/IP,用于任何规格的网络，是因特网的母语优点：灵活性强、支持路由，适用范围非常广缺点：所占空间大，需要配置，速
11、度慢是Microsoft的众多协议中最受欢迎的一个适用于：大型网络，Internet,三个协议的比较,NetBEUI:不可路由，灵活性差，用于小型单网段网络，占用空间小，但速度快;IPX/SPX:可进行路由，灵活性较强，但范围有限，占用空间大，速度较快；TCP/IP:路由效果好，灵活性强，范围广，支持任意网络，但速度慢,可比作,可比作,可比作,网络通信协议的选择,原则：可靠性是否需要路由或多网段占用空间对方计算机所采用的协议一台计算机尽可能少选用协议,OSI7层参考模型,物理层：是设备之间的物理接口数据链路层：提高物理层的传输可靠性网络层：提供通信支持传输层：接收会话层的数据会话层：提供远程地
12、址，建立双方连接表示层：为应用层提供解释所交换数据的意义应用层：为通信提供专用的应用程序包,5.3.3 OSI7层参考模型,5.3.3 OSI7层参考模型,5.3.4 TCP/IP参考模型,5.4 计算机局域网的组成,5.4.1 构成局域网的主体设备5.4.2 网络的连接设备5.4.3 网络操作系统5.4.4 局域网的组建实例,5.4.1 构成局域网的主体设备,局域网,网络服务器工作站通信设备通信协议,常用服务器：文件服务器域名服务器打印服务器通信服务器数据库服务器,1.网络互连技术基础,网络互连技术 互连模型 互连方式 全球网络互连,5.4.2 网络的连接设备,5.4.2 网络的连接设备,网
13、络适配器和中继器 集线器（Hub）：用于星型组网的设备 网桥（连接两个同类网络）路由器（连接两个以上的同类网络），具有路径选择功能 网关（连接异种网络）,2.网络的连接设备,5.4.3 网络操作系统,网络操作系统：具有网络功能的操作系统,对等网 网络中的所有计算机都具有同等地位，没有主次之分。任何一个节点机所拥有的资源都作为网络资源，可被其他节点机上的用户共享。客户机/服务器模式 网络中有几台计算机专门充当服务器，为整个网络提供共享资源和服务。,5.4.3 网络操作系统,Novell Netware,5.4.3 网络操作系统,5.4.4 局域网组建实例,对等网的组建1.网络适配器的安装2.双绞线的制作与连接3.计算机的设置4.共享资源的设置5.测试网络的连通性,思 考 题,1什么是计算机网络？它主要涉及到哪几方面的技术？2从网络的地理范围来看，计算机网络如何分类？3什么是网络的拓扑结构？常用的网络拓扑结构计有哪几种？4网络协议的功能是什么？什么是OSI参考模型？5通信系统的基本要素是什么？6常用的网络传输介质有哪些？网络的主要连接设备有哪些？7简述TCP/IP模型结构。8网络互联主要有哪几种形式？目前常用的网络之间的互联设备有哪些？,
