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第一章 计算机网络基础 本章内容： 计算机网络的产生与发展 计算机网络的功能与应用 计算机网络的基本组成 计算机网络的拓扑结构 第一章 计算机网络基础 本章内容： 计算机网络的产生与发展 计算机网络的功能与应用 计算机网络的基本组成 计算机网络的拓扑结构 计算机网络的分类 计算机网络的模式 网络传输介质 网络体系结构与协议 广东水利电力职业技术学院

第一章 计算机网络基础 学习目标： 了解计算机网络的产生和发展、功能和应用、传输介质。 理解网络的基本组成、拓扑结构、以及网络体系结构。 第一章 计算机网络基础 学习目标： 了解计算机网络的产生和发展、功能和应用、传输介质。 理解网络的基本组成、拓扑结构、以及网络体系结构。 广东水利电力职业技术学院

第一章 计算机网络基础 学习重点： －计算机网络的基本组成 －计算机网络的拓扑结构 －计算机网络的模式 －网络体系结构与网络协议 学习难点： 第一章 计算机网络基础 学习重点： －计算机网络的基本组成 －计算机网络的拓扑结构 －计算机网络的模式 －网络体系结构与网络协议 学习难点： －网络体系结构与协议 广东水利电力职业技术学院

1.计算机网络的定义 “计算机网络” 是利用通信线路 和通信设备,把地理上分散的，并具有独立功能的多个计算机系统互连起来,按照网络协议 进行通信,由功能完善的网络软件 实现资源共享的计算机系统的集合。 广东水利电力职业技术学院

1.1 计算机网络的产生与发展 计算机网络的发展经历了从简单到复杂、从单机到多机，由终端与计算机之间的通信，到计算机与计算机之间的直接通信的演变过程。其发展经历了四个阶段： 第一阶段：远程联机阶段，计算机技术与通信技术相结合，形成计算机网络的雏形。这一阶段是以单个计算机为中心，面向终端形成远程联机系统。 第二阶段：计算机互联阶段，完成网络体系结构与协议的研究，可以将不同地点的计算机通过通信线路互联，形成计算机的网络。网络用户可以通过计算机访问其他计算机的资源，实现了计算机资源共享的目的。 广东水利电力职业技术学院

1.1 计算机网络的产生与发展 第三阶段：形成网络体系结构阶段，广域网、局域网与公用分组交换网迅速发展。网络技术国际标准化，ISO/OSI 成为新一代计算机网络的参考模型，数据传输的可靠性得以保障。 第四阶段：Internet深入全社会，宽带网络广泛应用。Internet是一个庞大的覆盖全世界的计算机网，实现了全球范围的电子邮件（E-mail）、WWW（World Wide Web）信息浏览和语音图像通信等功能。 广东水利电力职业技术学院

1.2 计算机网络的功能 数据通信 资源共享 提高系统处理能力 综合信息服务 广东水利电力职业技术学院

1.3 计算机网络的基本组成 计算机系统(含数据终端.工作站) 通信线路和通信设备(如双绞线.光缆.交换机.路由器等) 网络协议(TCP/IP协议簇)：通信双方共同遵守的约定和规则。 网络软件(系统软件—NOS,TCP/IP;应用软件---如Internet的IIS. 注：NOS－网络操作系统，如：Windows 2003 Server，,Linux等 广东水利电力职业技术学院

1.4 计算机网络的拓扑结构 计算机科学家通过采用从图论演变而来的“拓扑”（topology）的方法，抛开网络中的具体设备，把工作站、服务器等网络单元抽象为“点”，把网络中的电缆等通信介质抽象为“线”，这样从拓扑学的观点看计算机和网络系统，就形成了点和线组成的几何图形，从而抽象出了网络系统的具体结构。这种采用拓扑学方法抽象出的网络结构称为计算机网络的拓扑结构。 广东水利电力职业技术学院

1.4 计算机网络的拓扑结构 总线拓扑结构 总线拓扑结构采用一条公共总线作为传输介质，各个节点都接在总线上。总线的长度可以使用中继器来延长。 优点：总线网的通信电缆投资少，整个网络结构简单、灵活，易于扩充。它是一种具有弹性的体系结构。 缺点：故障率较高，总线在任何一点断了，就会影响整个网络的工作，造成网络瘫痪；网络一旦出了故障，诊断故障困难，这个缺点对网络安全性影响很大，这也是总线网络不再流行的原因。 广东水利电力职业技术学院

1.4 计算机网络的拓扑结构 星型拓扑结构 星型拓扑也称集中型结构，它由一个中心节点和分别与它单独连接的其他节点组成。现在常用交换机作为中心节点。 优点：结构简单，节点的增加或减少实现容易。由于所有的通信都要通过中央节点，故中央节点的处理能力往往成为影响网络性能的主要因素。 缺点：电缆总的长度较长，增加了投资；对中心节点的依赖性很强，中心节点一旦有故障，则整个网络就会停止工作。 广东水利电力职业技术学院

1.4 计算机网络的拓扑结构 环型拓扑结构 环型拓扑结构又称分散型结构，它的每个节点仅有两个邻接节点，这种网络结构中的数据总是按一个方向逐节点沿环传递，即一节点接受上一节点传来的数据，由它再发送给下一节点。 优点：由于需要的连接少，增加了网络的可靠性；可采用光纤作为传输介质，也可采用混合介质。 缺点：由于本身结构的特点，当一个节点出故障时，整个网络就不能工作；对故障的诊断困难，网络重新配置也比较困难。 广东水利电力职业技术学院

1.4 计算机网络的拓扑结构 树型拓扑结构 优点：连接容易，管理简单，维护方便。 缺点：共享能力差，可靠性低。 树形结构是从总线型和星型结构演变而来，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路。 优点：连接容易，管理简单，维护方便。 缺点：共享能力差，可靠性低。 广东水利电力职业技术学院

1.4 计算机网络的拓扑结构 网状拓扑结构 优点：网络可靠性高，路径选择灵活，网络延时短。 缺点：成本高，结构复杂，不易管理和维护。 网状拓扑结构每个节点至少与其他两个节点相连。 优点：网络可靠性高，路径选择灵活，网络延时短。 缺点：成本高，结构复杂，不易管理和维护。 广东水利电力职业技术学院

1.5 计算机网络的分类 1.按网络的拓扑结构划分 2.按网络的作用范围划分 －星型 －环型 －树型 －网状结构 －总线型 －星型 －环型 －树型 －网状结构 2.按网络的作用范围划分 局域网：局域网用于将有限范围内（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互连成网。 广域网：也称为远程网。它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。 城域网：作用范围在广域网和局域网之间。 广东水利电力职业技术学院

1.5 计算机网络的分类 3.按网络的传输技术分类 4.按网络的应用范围分类 5.按网络的服务类型分类 －广播式网络 －点对点网络 －公用网 －专用网 5.按网络的服务类型分类 －内联网：为企业或部门内部服务 －外联网：为企业间服务 －因特网：为全球用户服务 广东水利电力职业技术学院

1.6 计算机网络的模式 1．对等网络模式 2．客户机／服务器网络 在对等网络模式中，相连的机器之间彼此处于同等地位，没有主从之分故又称为对等网络（Peer to Peer network）。 2．客户机／服务器网络 客户机／服务器网络是一种基于服务器的网络，与对等网络相比，基于服务器的网络提供了更好的运行性能并且可靠性也有所提高。在基于服务器的网络中，不必将工作站计算机的硬盘与他人共享。实际上，如果想与某个人共享一份文件，就必须先将文件拷贝到服务器的硬盘上（或者一开始就在服务器上生成该文件），这样别人才能访问这份文件。共享数据全部都集中存放在服务器上。客户机／服务器的一个典型应用就是数据库的应用。 广东水利电力职业技术学院

1.7 网络传输介质 网络传输介质 双绞线 广东水利电力职业技术学院 传输介质是数据传输中连接各个数据终端设备的物理介质。信息的传输是从一台计算机传输给另一台计算机，或从一个节点传输到另一个节点，都是通过通信介质实现的。 双绞线 双绞线是用两根绝缘铜线扭在一起的通信介质。分非屏蔽双绞线UTP（Unshielded Twisted Pair）和屏蔽双绞线STP（Shielded Twisted Pair）两种。 广东水利电力职业技术学院

1.7 网络传输介质 同轴电缆 同轴电缆由内导体铜制芯线、绝缘层、外导体屏蔽层及塑料保护外套构成。同轴电缆具有较高的抗干扰能力，其抗干扰能力优于双绞线。 广东水利电力职业技术学院

1.7 网络传输介质 光缆 广东水利电力职业技术学院 光缆（即光纤）是用极细的玻璃纤维或极细的石英玻璃纤维作传输媒体，即光导纤维。光缆传输是利用激光二极管或发光二极管在通电后产生光脉冲信号，这些光脉冲信号经检测器在光缆中传输。光导纤维被同轴的塑料保护层覆盖。 广东水利电力职业技术学院

1.7 网络传输介质 无线传输介质 信号通过空气载体传播，常用的有无线电波，微波和通信卫星等。 广东水利电力职业技术学院

1.8 网络体系结构与协议 OSI参考模型 OSI-Open System Interconnection 开放系统互联参考模型 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 OSI参考模型 OSI参考模型将整个网络分为七层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 传输介质 5 2 3 4 1 6 7 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型示意图 发送进程 接收进程 应用层协议 表示层协议 会话层协议 传输层协议 主机A 主机B 路由器 通信子网 物理介质 应用层 物理层 数据链 路层 网络层 传输层 会话层 表示层 发送进程 接收进程 应用层协议 表示层协议 会话层协议 传输层协议 主机A 主机B 路由器 通信子网 物理介质 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 物理层（physical layer) 物理层协议规定了数据终端设备（DTE)与数据通讯设备（DCE)之间的接口标准。包含接口的4个特性 机械特性 电气特性 功能特性 过程特性 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 数据链路层（data link layer) 数据链路层协议 面向字节（字符）——依靠特殊含义的字符来定界用户信息和整个信息交换过程，传输基本单位是字节 面向比特（位）—传输基本单位是比特 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 网络层（Network layer) 网络层是OSI模型的第三层，又叫通信子网层，主要用于控制通信子网的运行。 网络层主要作用是将从高层传送下来的数据分组打包，再进行必要的路由选择、流量控制、差错控制、顺序检测等处理，使数据正确无误地传送到目的端 网络层协议 IP、RARP、ARP 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 传输层（Transport Layer) 它位于资源子网和通信子网之间，是通信子网和资源子网的桥梁。 传输层的主要作用是为利用通信子网进行通信的两个主机，提供端到端的可靠的、透明的通信服务，并控制流量。 传输层协议 TCP－可靠的、面向连接传输控制协议 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 会话层（ Session Layer) 高三层是面向信息处理的高层协议 会话层的主要作用是组织并协商两个应用进程之间的会话，并管理它们之间的数据交换。 会话层的主要功能 管理和控制会话连接 会话连接同步 数据交换 会话交互管理 异常报告 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 表示层（ Presentation Layer) 表示层解决用户信息的语法表示问题，主要目的是使数据保持原来的含义 主要功能： 转换信息的格式和编码 数据压缩和数据加密、解密 表示层连接管理机制 为应用层提供表示连接服务原语 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 应用层（ Application Layer) 主要功能 网络完整的透明性 用户资源的配置 应用管理和系统管理 分布式信息服务 分布式数据库管理 广东水利电力职业技术学院

OSI参考模型 应用层协议 FTP 文件传输 HTTP 超文本传输协议 TELNET 网络终端协议 DNS 域名服务系统 SMTP 简单的邮件传输协议 SNMP 简单的网络管理协议 NNTP 网络新闻传输协议 RIP 负责路由信息的交换 广东水利电力职业技术学院

TCP/IP参考模型 TCP/IP协议模型 使用最为广泛的通信协议便是TCP/IP协议。连入Internet的计算机进行的信息交换和传输都需要采用该协议。而且，在Windows2000/2003网络环境中实现局域网内部资源共享，或与其他操作系统的连接与通信，TCP/IP是使用最频繁的。 广东水利电力职业技术学院

OSI模型与TCP/IP模型比较 将TCP/IP模型与OSI模型进行简单对比，可见OSI有七层，而TCP/IP实际只有四层，对应于OSI中的五层，有两层（表示层、会话层）在TCP/IP中是不存在的。 广东水利电力职业技术学院

OSI模型与TCP/IP模型比较 广东水利电力职业技术学院

TCP/IP协议的定义 TCP/IP模型包含一组网络协议，其中传输层的传输控制协议（Transmission　Control　Protocol简称TCP）和网络层的网际协议（Internet　Protocol简称IP）是最为重要的两个协议。 广东水利电力职业技术学院

TCP/IP参考模型的层次结构图 广东水利电力职业技术学院

作业 什么是计算机网络？ 请列举三种计算机网络的应用 通过这门课程的学习，你希望学到些什么知识？ IP协议和TCP协议的主要功能分别是什么？ 请你对你的计算机水平做一个客观的评价，写的越详细越好，我希望通过对你的认识在学习上真正能给予你帮助！ 广东水利电力职业技术学院