第一讲 计算机网络基础 1.1 计算机网络的发展 1.2 计算机网络的概念与定义 1.3 计算机网络类型与模式 1.4 计算机网络的拓扑结构

1.1 计算机网络的发展 1.1.1 计算机网络的发展过程 1.1.2 发展前景

1.1.1    计算机网络的发展过程 第一阶段（50年代）：计算机通信网络，特征是计算机与终端互连，实现远程访问。 1．具有远程通信功能的单机系统 解决了多个用户共享主机资源的问题 存在问题：主机负担重，通信费用高

1.1.1 计算机网络的发展过程 2、具有远程通信功能的多机系统 解决了主机负担重、通信费用昂贵的问题。 1.1.1    计算机网络的发展过程 2、具有远程通信功能的多机系统 解决了主机负担重、通信费用昂贵的问题。 主要问题：多个用户只能共享一台主机资源

1.1.1 计算机网络的发展过程 主要问题：网络对用户不是透明的 第二阶段（60年代）：计算机通信系统，特征是计算机与计算机互连 1.1.1    计算机网络的发展过程 第二阶段（60年代）：计算机通信系统，特征是计算机与计算机互连 采用分组交换技术实现计算机—计算机之间的通信，使计算机网络的结构、概念都发生了变化，形成了通信子网和资源子网的网络结构 主要问题：网络对用户不是透明的

1.1.1    计算机网络的发展过程

1.1.1 计算机网络的发展过程 第三阶段（70年代中期—80年代末期）：现代计算机网络阶段，特征是网络体系结构的形成和网络协议的标准化 1.1.1    计算机网络的发展过程 第三阶段（70年代中期—80年代末期）：现代计算机网络阶段，特征是网络体系结构的形成和网络协议的标准化 在计算机通信系统的基础之上，重视网络体系结构和协议标准化的研究，建立全网统一的通信规则，用通信协议软件来实现网络内部及网络与网络之间的通信，通过网络操作系统，对网络资源进行管理，极大的简化了用户的使用，使计算机网络对用户提供透明服务。 局域网技术出现突破性进展。

1.1.1    计算机网络的发展过程 第四阶段： 局域网的普及和Internet的广泛应用

1.1.2 发展前景 高速化 多媒体网络技术 宽带网络技术 移动通信网络技术将得到发展 智能化 标准化

1.2   计算机网络的定义与功能 1.2.1 计算机网络的定义 1.2.2 计算机网络的功能

1.2.1 计算机网络的定义 一、几种定义 从计算机与网络技术相结合的角度定义为：计算机技术与通信技术相结合，实现远程信息处理和进一步达到资源共享的系统。 从共享资源的角度出发定义为：以能够互相共享资源的方式连接起来，并各自具备独立功能的计算机系统的集合。 从物理结构出发定义为：在协议控制下，由若干计算机、终端设备、数据传输设备和通信处理机等组成的系统集合

1.2.1计算机网络的定义 二、本课采用的定义 将地理位置不同的两台以上的独立自制的计算机系统，用通信设备、通信介质连接起来，以功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统。

1.2.1计算机网络的定义 含义： 网络要有两台以上的独立自制的计算机，地理位置不限，机型不限 计算机之间要互连，介质不限 要有网络软件（通信协议软件、网络操作系统） 连网的目的是实现资源共享

网络举例 1、最简单的网络 一台计算机作为服务器，另一台作为客户机，互联后可以共享硬盘、传输数据。 用串行端口（COM1、COM2）或并行端口（LPT1）将两台计算机连接起来。

网络举例 在WINDOWS95/98/NT下的设置 开始--程序--附件--通信--直接电缆连接--两台计算机一个作为主机、一个作为服务器--并行电缆在LPT1 2、一个办公室由若干计算机，由于工作的需要而连网

网络举例 3、广域网 是指跨地区、国家的网络。是在更大的范围内实现资源共享的网络。

因特网 电话网 防火墙 北京 企业网 上海 LAN LAN modem modem modem modem 主服务器 modem modem 网关 上海 路由器 LAN LAN

1.2.2 计算机网络的功能 1、数据通信 分布在不同地点的计算机之间可以快速传递信息，如新闻、股票、经济信息。还可以传递声音、图象等多媒体信息，如网上电话、视频图象、E-mail等 2、资源共享 （1）共享硬件资源 （2）共享软件资源 （3）共享数据

1.2.2 计算机网络的功能 3、数据传输与集中处理 4、提高计算机的可靠性和可用性 5、易于进行分布式处理 1.2.2 计算机网络的功能 3、数据传输与集中处理 将各地收集来的数据进行综合、集中处理。如铁路、航空定票系统，地震资料收集系统，大公司的信息管理系统等。 4、提高计算机的可靠性和可用性 可靠性：网上计算机互为后备，一台故障另一台接替工作 可用性：网上计算机可以均衡负载 5、易于进行分布式处理 合理使用网络资源能就近处理的就不连接远程计算机，大型任务可由多台计算机分担、协同处理。

1.2.3 通信子网与资源子网 1、通信子网与资源子网的概念 1.2.3 通信子网与资源子网 1、通信子网与资源子网的概念 计算机网络是通信技术与计算机技术的结合，计算机网络中要处理两项任务，一个是数据处理，一个是通信处理。 完成通信处理的硬件、软件系统的集合称为通信子网。 完成数据处理的硬件、软件集合称为资源子网。

1.2.3通信子网与资源子网 H T T H T T T H T T T T T T H CCP 通信子网 高速线路 低速线路 终端 通讯控制处理器 主计算机 T T T T CCP T T H

1.2.3 通信子网与资源子网 2、资源子网 由主机、终端、连网外设各种软件资源和信息资源组成。 主机：提供接入服务、信息服务的计算机。早期主要由大型机、中型机、小型机承担，现在也用高档微机 终端：是用户访问网络的计算机，可以是哑终端或智能终端。

1.2.3 通信子网与资源子网 3、通信子网 由通信处理机、通信线路、通信设备组成。 通信处理机：一方面作为将主机、终端连接入网，另一方面负责报文分组的接收、校验、存储、转发等，将报文准确的发送到目的主机 通信线路：连接主机、通信处理机，为它们之间传输数据提供通道。

1.3 计算机网络分类 1.3.1 计算机网络的类型 1.3.2 计算机网络的模式

1.3.1 计算机网络的类型 按网络覆盖的地理范围分类 1、局域网（LAN，Local Area Network） 1.3.1 计算机网络的类型 按网络覆盖的地理范围分类 1、局域网（LAN，Local Area Network） 传输距离有限：一般在10公里以内 传输速率高，可达10Mbps以上 误码率低 一般用专线连接

1.3.1 计算机网络的类型 2、广域网(WAN, Wide Area Network) 传输距离广，一般在几十公里以上 传输速率低 1.3.1 计算机网络的类型 2、广域网(WAN, Wide Area Network) 传输距离广，一般在几十公里以上 传输速率低 一般租用公共通信线路 广域网主要采用分组交换技术

1.3.1 计算机网络的类型 3、城域网(MAN, Metropolitan Area Network) 介于局域网与广域网之间。 1.3.1 计算机网络的类型 3、城域网(MAN, Metropolitan Area Network) 介于局域网与广域网之间。 用于连接几十公里内的企业、机关的局域网。 4、互连网 将多个网络互连起来 5、校园网与企业网 校园网是为学校师生提供教学、科研、综合信息服务的宽带多媒体网络，一般是多个局域网通过主干网连接起来，按网络覆盖的范围以及使用的技术，一般归为局域网

1.3.1 计算机网络的类型 其他划分方法 按网络的使用范围：公用、专用 按传输介质 按拓扑结构 按信息交换方式

1.3.2 计算机网络的模式 1、对等网络 网上互联的计算机地位平等，每台计算机都可以作为服务器，管理自己的资源和客户，同时每台计算机又可以作为客户机访问其他计算机上的资源。 所需设备：计算机、网卡、集线器、电缆 连接如图

1.3.2 计算机网络的模式 2、客户机/服务器的网络 是以服务器为中心的网络。网上有一台计算机充当服务器、其他计算机作为工作站，工作站共享服务器资源和网上的其他共享资源，工作站间可以相互通信。 组成：服务器计算机、工作站计算机、网卡、通信电缆。需要运行网络操作系统。

1.3.2 计算机网络的模式 连接如图： 运行网络操作系统

1.4 计算机网络的拓扑结构 1.4.1 星型拓扑结构 1.4.2 总线拓扑结构 1.4.3 环型拓扑结构 1.4.4 树型拓扑结构 1.4.1 星型拓扑结构 1.4.2 总线拓扑结构 1.4.3 环型拓扑结构 1.4.4 树型拓扑结构 1.4.5 全互联型结构 1.4.6 混合型拓扑结构

1.4 计算机网络的拓扑结构 1、定义 网络拓扑结构分物理拓扑结构与逻辑拓扑结构。 物理拓扑结构是指：网络中结点的物理分布。 逻辑拓扑结构是指网络结点的内部结构。 拓扑结构不同，网络工作原理不同。 网络拓扑主要是指通信子网的拓扑结构 选择网络拓扑结构是设计计算机网络的第一步

1.4.1 星型拓扑结构 将多台计算机连在一个中心节点（集线器）上，各计算机之间通信必须通过中心节点。如图

1.4.1 星型拓扑结构 结构简单 便于管理 扩展容易 容易检查、隔离故障 中心结点是全网的瓶颈，出现故障全网瘫痪 1.4.1 星型拓扑结构 特点： 结构简单 便于管理 扩展容易 容易检查、隔离故障 中心结点是全网的瓶颈，出现故障全网瘫痪 星星网络的信号发送、传播方式可以是总线方式或环形方式

1.4.2 总线拓扑结构 1、结构 将网上的设备均连接在一条总线上，任何两台计算机之间不再单独连接。如图

1.4.2 总线拓扑结构 2、工作方式 网上计算机共享总线，任意时刻只有一台计算机发送信息（广播式），其他计算机处于接收状态。

1.4.2 总线拓扑结构 3、特点 结构简单、易于安装、易于扩充 使用电缆少，设备相对简单 总线故障全网瘫痪 故障诊断困难 1.4.2 总线拓扑结构 3、特点 结构简单、易于安装、易于扩充 使用电缆少，设备相对简单 总线故障全网瘫痪 故障诊断困难 站点增加网络效率降低。 总线结构是局域网最常用的结构，如10BSAE2 10BASE5 ARCnet等

1.4.3 环型拓扑结构 1、结构：将网上计算机连接成一个封闭的环。如图

1.4.3 环型拓扑结构 2、工作方式： 网上计算机共享通信介质，任意时刻只有一个计算机发送信息，信号沿环单向传递经过每一台计算机，每台计算机都接收信号，经再生放大后传给下一台计算机。

1.4.3 环型拓扑结构 3、特点 两台计算机间由唯一通路，没有路径选择问题 电缆长度短 结点较多时，性能下降，但没有总线网那样严重 1.4.3 环型拓扑结构 3、特点 两台计算机间由唯一通路，没有路径选择问题 电缆长度短 结点较多时，性能下降，但没有总线网那样严重 不便于扩充 一台计算机故障会影响全网。 故障诊断困难 典型网络：令牌环网、FDDI

1.4.4 树型拓扑结构 是总线（星型）拓扑结构的拓展

1.4.5 全互联型结构 任意两点间都直接相连

网状网络 是一种不规则的连接，通常一台计算机与其他计算机有两条以上的通路。 特点：容错能力强，一条通路故障，可以经其他通路连接目的计算机。费用高、布线困难。 一般用于大型网络系统和骨干网，如帧中继、ATM等

1.4.6 混合型结构 几种结构的组合

1.4.6 混合型结构

总结 一、计算机网络发展的四个阶段 二、计算机网络的定义 三、计算机网络的功能 四、计算机网络的分类 五、计算机网络的拓扑结构

作业 思考： 1、计算机网络发展经过哪几个阶段，各阶段的特征 2、计算机网络的定义、概念 3、计算机网络分类 4、计算机网络有那些种拓扑结构，一般在局域网中常采用那些拓扑结构