第1章 《计算机网络概论》

1.教学内容 概要介绍本章学习内容

1 什么是计算机网络 2 计算机网络的发展 3 计算机网络的软、硬件组成 4 计算机网络的分类 5 计算机网络的功能

2.教学要求 阐明本章要求掌握的内容

掌握：计算机网络的定义及计算机网络的组成和功能 1 理解：计算机网络的分类方法和类型 2 3 了解：计算机网络的发展过程

1.1 计算机网络的定义与发展 1.1.1 计算机网络的定义 1.1.2 计算机网络的发展 1.1.3 我国计算机网络的发展

1.什么是计算机网络？——要求掌握的内容 计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同的功能独立的多个计算机系统互连起来，并在网络操作系统等软件的支持下实现网络中的资源（硬件资源、软件资源和数据信息资源）共享和信息传递的系统。

计算机网络是现代计算机技术与通信技术相结合的产物，是在网络通信协议和网络操作系统等软件支持下，由若干计算机硬件按照一定的“规则”互联起来的资源共享系统。

2.计算机网络的发展——要求了解的内容 计算机网络从20世纪60年代开始发展至今，已经从小型的办公室局域网发展到全球性大型广域网——互联网，计算机网络的发展已经对现代人类的生产、经济、生活等各个方面产生了巨大的影响。 ＊

分析40多年来计算机网络的发展过程和过程中所表现出的特点，可以把计算机网络的发展分为4个阶段： 第一代：面向终端的计算机网络 第二代：计算机通信网络 第三代：计算机互联网络 第四代：宽带综合业务数字网（信息高速公路） ＊

⑴各阶段的时限： 第一代是从20世纪60年代初到60年代中期。 第二代是从20世纪60年代中期到20世纪70年代中期。 第三代是从20世纪70年代中期到20世纪90年代初。 第四代是从20世纪90年代至今。

⑵各阶段的特点： 第一代：地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上，形成了面向终端的计算机网络，主机是网络的中心和控制者，分布在不同地理位置上的终端分时占用主机的资源。

第二代：随着计算机技术和通信技术的发展，出现多个主机互联的系统，可实现计算机和计算机之间的通信，可共享网中其它主机的软、硬件资源，可把通信任务从主机中分离出来，设置通信控制处理机-CCP，形成了通信子网和资源子网，构成计算机通信网络。该阶段还没有成熟的网络操作系统来管理网上的资源。

第三代：计算机通信网络的飞速发展，提出了研究计算机网络体系结构和不同体系结构的网络相互交换信息的互联标准，为此国际标准化组织(ISO)制定了世界范围网络互联的统一标准——“开放系统互连基本参考模型”，简称OSI/RM，使计算机网络的发展有了统一的标准。

第四代：美国政府提出建设“信息高速公路”、振兴美国经济的新举措，这一举措触动了世界各国，很多国家相继推出自己的“信息高速公路”建设计划；同时，许多公司积极研制高速网络产品，如：ATM（异步传输模式） 技术，千兆以太网技术和ISDN(综合业务数字网)技术等，促使计算机网络沿着“信息高速公路”的方向飞速发展。

⑶各个阶段的标志： 第一代的标志是：小型的办公室局域网是网络主流。 第二代的标志是：美国国防部高级研究计划署开发的ARPANET网络。 第三代的标志是：国际标准化组织制定的世界范围内网络互联的统一标准——OSI/RM。 第四代的标志是：美国政府提出的“信息高速公路”。

显然可见：计算机网络是现代计算机技术与通信技术相结合的产物，是在网络通信协议和网络操作系统等软件支持下，由若干计算机硬件按照一定的“规则”互联起来的资源共享系统。

3.我国计算机网络的发展——要求了解的内容 在国际计算机网络飞速发展的大潮推动下，近10年来，我国的计算机网络也以人们难以意料的速度飞速发展。 ⑴国家信息化建设的指导方针是：“统筹规划，国家主导；统一标准，联合建设；互联互通，资源共享”。 ⑵1994年我国加入国际互联网。

⑶中国四大互联网络是：

⑷2006年1月1日中国政府门户网站正式开通，标志着中国政府网站体系基本形成。

⑸中国互联网络信息中心从1997年6月组建，到2007年7月10年内先后发表了20次《中国互联网络发展状况统计报告》。 1998年7月统计我国互联网上网用户数为117.5万人； 2007年6月30日统计我国网民总人数达到了1.62亿。

1.2 计算机网络的组成 1.2.1 计算机网络的硬件组成 1.2.2 1.2.2 计算机网络的软件

1.计算机网络的硬件组成——要求掌握的内容

1.计算机网络的硬件组成——要求掌握的内容 　 主机 　 资源子网 终端 　 终端控制器 　 连网外设 　 通信控制处理机 　 通信子网 通信线路 　 信号变换设备

资源子网主要由连网的主机、终端、终端控制器、连网外设等部分组成。 (1)资源子网：负责网络数据处理并为网络用户提供网络服务和网络资源。 资源子网主要由连网的主机、终端、终端控制器、连网外设等部分组成。

①主机：是资源子网的主要组成单元， 用户终端通过主机连网。 主机为本地用户访问网络其它主机设备与资源提供服务； 主机为网中远程用户共享本地资源提供服务。 主机可以是大型机、中型机、小型机、工作站、服务器或微机。

②终端：终端是直接面向用户的交互设备。 终端可以是由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是一个微型计算机系统。

④连网外设：连网外设是指网络中的一些共享设备，如硬盘机、打印机、绘图仪等。 ③终端控制器：终端控制器可以连接一组终端，负责这些终端和主计算机的信息通信，或直接作为网络节点。 ④连网外设：连网外设是指网络中的一些共享设备，如硬盘机、打印机、绘图仪等。

通信子网主要由通信控制处理机、通信线路与信号变换设备等部分组成。 (2)通信子网：负责网络数据传输、转发等通信处理。 通信子网主要由通信控制处理机、通信线路与信号变换设备等部分组成。

①通信控制处理机：一方面作为接口，负责将主机和终端连入网内；另一方面又作为通信子网中的分组存储转发节点，负责分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现源主机报文准确无误地发送到目的主机。

根据实际需要可采用多种传输介质，如：电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、微波与卫星通信信道等，或利用现有的公共数据通信线路。 ②通信线路：是指连接两个或多个网络结点的物理传输电路，又称传输介质。 根据实际需要可采用多种传输介质，如：电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、微波与卫星通信信道等，或利用现有的公共数据通信线路。

如：用于把计算机输出的数字信号变换为电话线上传送的模拟信号的调制解调器；用于无线通信的接收和发送器，用于光纤通信的编码解码器等。 ③信号变换设备：用于对传输信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。 如：用于把计算机输出的数字信号变换为电话线上传送的模拟信号的调制解调器；用于无线通信的接收和发送器，用于光纤通信的编码解码器等。

组建计算机网络通常需要的其它硬件设备还有：网络适配器（网卡）、中继器、集线器（HUB）、网桥、服务器、路由器等。

2.计算机网络的软件——要求掌握的内容 　　　 　　　计算机网络的硬件系统构成了数据处理和信息传输的网络通路，而信息在网络通路中传输还必须得到网络软件的支持。

　　　 网络协议软件 　　　 网络通信软件 计算机网络软件 　 网络操作系统 　　　 网络管理软件 　　　 网络应用软件

⑴网络协议软件 为了使网络上不同厂家、不同结构的系统能够相互通信，就必须建立共同遵守的规则和约定，如通信过程的同步方式、数据格式、编码方式等，这些规则、标准或约定就称为网络协议。如：传输控制协议/网际协议、文件传输协议、超文本传输协议、国际包交换/顺序包交换兼容协议等。

⑵网络操作系统 为网络计算机提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统；它负责管理整个网络资源，支持用户的应用程序对不同网络资源的访问等。 典型的网络操作系统有： Windows 2000 Server Windows 2003 Server UNIX Linux 等。

⑶网络通信软件 网络通信软件用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件。 ⑷网络管理软件 网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件。

⑸网络应用软件 网络应用软件是为网络用户提供服务，在网络上解决实际问题所需要的软件。 如：实现文件传输系统FTP，WWW万维网系统，域名服务系统DNS等功能的软件。

1.3 计算机网络的分类 ——要求理解的内容 1.3.1 按网络覆盖的地理范围分类 1.3.2 按网络的传输介质分类 1.3.3 按网络的拓扑结构分类 1.3.4 按网络的通信方式分类 1.3.5 按网络的使用目的分类 1.3.6 按网络的服务方式分类

1. 按网络覆盖的地理范围分类可分为 局域网（LAN） 城域网（MAN） 广域网（WAN） ＊

(1)局域网:覆盖的地理范围从几十米至数公里，一般不超过十公里；网上的传输速率较高，可达到 万Mbps；

2. 按网络的传输介质分类可分为 有线网 无线网

(1)有线网：有线网是指选用双绞线、同轴电缆或光纤作为传输介质的计算机网络。 (2)无线网：是使用无线电波作为载体，通过自由空间来传输数据的计算机网络。可有微波通信和红外线通信两种。包括：无线电话网、无线电视网和卫星通信网。

3. 按网络的拓扑结构分类可分为 星型网络 总线型网络 树型网络 环型网络 网状型网络

计算机网络的拓扑结构就是指网络中通信线路和站点(计算机或设备)的几何排列形式，这种几何排列形式通常有星型拓扑结构、总线拓扑结构、树型拓扑结构、环型拓扑结构、网状型拓扑结构等 。

优点：网络协议简单，容易实现数据的安全性和优先级控制，容易检测和隔离错误，容易增加新站点； ⑴星型网络 优点：网络协议简单，容易实现数据的安全性和优先级控制，容易检测和隔离错误，容易增加新站点； 缺点：中心站点负荷较重，容易出现网络瓶颈，一旦中心站点发生故障，将导致整个网络瘫痪。

⑵总线型网络 优点：布线简单、维护方便、建设成本低，网络上一个站点发出的信息可被网上各个站点接收，并且某个站点出现故障一般不会影响整个网络； 缺点是网上监控、检测比较困难，安全性较差。

⑶树型网络 优点：网络结构简单、成本低、站点扩充方便灵活； 缺点：除叶站点及其相连的链路外，任何一个工作站及其链路产生故障都可能影响网络系统的正常运行。

⑷环型网络 优点：结构简单，网上传输延时固定，容易维护。 缺点：环路中某个站点出现故障都可能造成整个网络瘫痪，不易增加新站点。

⑸网状型网络 优点是可靠性高、容错性好，由于每个传输链路都相互独立，故易于维护； 缺点：安装困难，难于增加新站点；由于网络结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。

4. 按网络的通信方式分类可分为 点对点传输网 广播式传输网

5. 按网络的使用目的分类可分为 共享资源网 数据处理网 数据传输网

6. 按网络的服务方式分类可分为 客户机/服务器模式(C/S)网 浏览器/服务器模式(B/S)网 对等网

在C/S模式中，服务器是指在网络上提供服务的计算机，客户机是指向服务器发起请求并等待响应的计算机。 　　服务器以并发服务的方式随系统而启动，无请求时处于等待状态；请求到达时，将产生一个子进程，处理这个请求并做出响应；在这种模式下，服务器可以很好地处理网络上客户机随机、并发的请求。

　　⑵Ｂ/Ｓ模式网 　　在Ｂ/Ｓ模式下，用户的工作界面是通过www浏览器来实现的，能实现不同人员，从不同地点，以不同的接入方式访问和操作共同的数据。 　　B/S模式的操作特点是极少部分事务逻辑在前端实现，而主要的事务逻辑在服务器端实现。 　　B/S模式运行、维护比较简单。

对等网是指系统内每台计算机的“地位”是平等的，网内的计算机一般类型、操作系统相同，允许网内每台计算机共享其它计算机的信息资源和硬件资源。 　　⑶对等网 　　对等网是指系统内每台计算机的“地位”是平等的，网内的计算机一般类型、操作系统相同，允许网内每台计算机共享其它计算机的信息资源和硬件资源。 　　对等网是一种投资少、见效快、高性价比的小型网络系统，适合家庭、校园或较小型办公网络。

举例：中央电大计算机网络 广域网（全国范围）； 有线网； 网状拓扑结构结合星型结构； 点对点为主； 共享资源网； B/S结构为主，局部有C/S结构

1.4 计算机网络的功能 计算机网络的主要功能——要求掌握的内容 资源共享和数据传输

再见!