计算机网络基础

计算机网络的形成与发展 计算机网络是计算机与通信相互结合发展的一种重要产物。 计算机网络的发展与形成主要经历了以下几个阶段： 一、面向终端的计算机通信网—终端不具备处理的功能 1945年，人们开始使用一种叫做收发器（Transceiver）的终端，将穿孔卡片上的数据从电话线路上发送到远地的计算机。后来，用户在远地的电传打字机上键入自己的程序，而计算机算出的结果又可从计算机传送到远地的电传打字机打印出来。从此计算机与通信的结合便开始了。 终端：ATM取款机、打印机、传真机等 例1：1951年开始设计，1958年投入运行的美国的半自动地面防空系统。 例2：50年代开始研究，1960年投入使用的美国第一个联机预订飞机票系统。 例3：1968年投入运行的美国通用电气公司的信息服务网络，是一个世界上最大的商用数据处理分时网络。

二、以ARPA网为代表的计算机网络（分组交换网） 1969年“阿帕网”将加州福尼亚大学、加利福利亚大学、斯坦福大学、加州福尼亚大学互联起来。“Internet雏形” 三、计算机网络体系结构的形成 1972：成立了Internet工作组、主要解决不同网络的互联问题 1974：TCP/IP协议解决了不同网络之间的通信问题，极大的促进了网络的发展 TCP/IP：目前被广泛采用的Internet协议 四、Internet时代 现代计算机网络、电信网等各种网络的总和

计算机网络的定义 1、定义： 计算网络是一个将分散在各地的计算机、工作站、终端和外部设备等，通过通信线路（或称通信媒体）互相连接在一起，并按照有关协议实现相互通信，资源共享和进行分布处理的综合系统。 计算机：微机、小型机、中型机、大型机、巨型机等 通信：Email、短信、视频等 资源：硬件资源、软件资源、数据资源

2、计算机网络的基本特征 自主计算机 互连 协议 硬件资源共享举例－－共享打印机等设备

数据资源共享举例－－数据库共享 如：打开QQ时系统自动从服务器获取好友名单 通过FoxMail、OutLook等收取邮件 3、分布式系统 一个建立在网络之上的的软件系统。例如：chorus、mach、amoeba等系统。其特点： 1）整合多种通用的逻辑资源，动态分配任务 2）分散的资源通过网络实现信息交换 3）存在一个以全局方式管理系统资源的分布式操作系统 4）联网中各计算机相对独立，但又相互合作 5）系统对用户是透明的。 6）所有的机器只运行相同的操作系统 7）所有的机器只能通过消息通信，并且必须存在良好的语义定义和共同一致的网络协议。

4、分布式系统与计算机网络的区别 它们存在相同的物理结构，主要的区别在于高层软件系统上。计算机网络为分布式系统提供的技术基础，而分布式系统是计算机网络技术发展的高级阶段。

网络的功能、分类 一、 计算机网络的功能 1、硬件资源共享 3、通信 二、计算机网络的分类 1、按地域分类：LAN、MAN、WAN 一、 计算机网络的功能 1、硬件资源共享 2、软件资源共享 3、通信 二、计算机网络的分类 1、按地域分类：LAN、MAN、WAN 2、按拓扑结构分类： 星型、总线型、环型、网型

计算机网络的组成和结构 一、资源子网 计算机系统、终端、软件资源、信息资源、硬件资源等构成 二、通信子网 通信线路、通信设备、通信协议等构成

ISO/OSI参考模型 网络参考模型 一）ISO/OSI模型 ISO：国际标准化组织 International Organization for Standardization OSI：开放系统互联参考模型 Open System Interconnect Reference Model 1） ISO/OSI 模型的特点和性质 是一种抽象结构 每一层功能独立、唯一 低层为高层服务 相邻两层之间通过接口进行通信 只要保证层间接口不变，而层内的改变不会影响网络通信 不同结点的通信通过同等层协议来实现（对等层通信）

基本思想 网络中各节点具有相同的层次 不同节点的同等层具有相同的功能 同一节点内相邻层之间通过接口通信 每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务 不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信

物理层的主要功能： 数据链路层 网络层 机械特性：规定网络连接的物理线路和物理设备 电气特性：规定信号的表示方法：如光信号和数字信号 功能和规程特性：数据的传输方向、连接与断开等 计算机连接的建立、维持、断开以及数据传输的传输 为上层即数据链路层提供服务如：提供数据电路标识、故障状态通知等参数服务 数据链路层 提供数据链路的控制如：数据的发送、接收、检测等 为网络层提供服务 网络层 路由的选择和中继（存储转发） 控制流量 建立和撤销网络互联 数据分组、合并、检测、纠错、编码等 提供“点到点”数据流服务 为传输层提供服务

传输层 建立、维护和撤销传输链接，提供可靠的“端到端”数据流 流量控制和差错控制 选择合适的网络层服务用以实现数据传输 数据的编码、同步等 会话层 实现不同计算机用户之间会话的建立、管理等 数据的同步 表示层 数据的转换 数据加密解密、压缩解缩等 应用层 为用户提供服务如：FTP、Email、WWW等

TCP/IP参考模型 网络接口层（network interface layer） 互联层（internet layer） 传输层（transport layer） 应用层（application layer）

拓扑结构和传输介质 一、计算机网络的拓扑结构 1、星型拓扑 特点：结构简单、建网容易、中心节点是网络的瓶颈，一旦出现故障，则全网瘫痪 2、总线拓扑 特点：节点增删容易，可靠性高，结构简单，结构简单 3、环型拓扑 特点：建网容易、无路径选择，可靠性差，任何节点故障均导致结点故障 4、树型拓扑 特点：由星型演变而来，采取分层连接方式，具有同星型类似的性质。 5、网状型 特点：一个结点与另一个结点之间至少有两条通道

二、计算机网络的传输介质 1、有线传输媒体 1）双绞线 2）同轴电缆 3）光纤 2、无线传输媒体 a)微波通信 b)卫星通信 3、传输媒体的选择 a)拓扑结构 b)通信容量 c)可靠性要求 d)费用 多模光纤：存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输 单模光纤：光纤直径减小到只有一个光的波长，使光线一直向前传输。 单模光纤的光源要采用昂贵的半导体激光器，多模光纤采用发光二极管。

因特网协议基础 1、因特网协议簇 应用层协议，运输层协议和网络层协议 2、IP地址 32位二进制数作为IP地址（网络标识、主机标识），分为5类，A、B、C、D、E 类别 网络标识 主机标识 特征位 主机数 A 8位 24位 最高位为0 16777214 B 16位 最高两位为10 65534 C 最高三位为110 254

域名用字符串的组合来表示IP地址，可一般表示为： 主机名.子域名.顶级域名（顶级域名是同一规定的，不能自己定义） 常用的顶级域名及其含义 3、域名 域名用字符串的组合来表示IP地址，可一般表示为： 主机名.子域名.顶级域名（顶级域名是同一规定的，不能自己定义） 常用的顶级域名及其含义 顶级域名 含义 Com 公司或商务组织 edu 教育机构 gov 政府机关 mil 军事单位 net 因特网网关或管理机构 org 非赢利组织 Cn（中国） 国家代码 4、域名系统（DNS）

万维网及其应用 www:world wide web（万维网） 1、特点：开放性、动态性、交互性、多媒体 2、组成：www服务器、www浏览器、 web页面、http协议 3、同一资源定位器（url）