第1章 计算机网络概述优秀PPT.ppt
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1、第1章 计算机网络概述1现在学习的是第1页,共92页主要内容主要内容 l计算机网络的发展计算机网络的发展 l计算机网络的定义和功能计算机网络的定义和功能 l计算机网络的组成计算机网络的组成 l计算机网络的分类计算机网络的分类 l计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 l协议与网络体系结构协议与网络体系结构 2现在学习的是第2页,共92页学习要求学习要求 l 了解计算机网络的发展历史了解计算机网络的发展历史l 理解计算机网络的定义理解计算机网络的定义l 掌握计算机网络的主要功能掌握计算机网络的主要功能l 掌握计算机网络的硬件和软件组成掌握计算机网络的硬件和软件组成l 熟悉计算机网络的分类熟悉计
2、算机网络的分类l 掌握局域网和广域网的概念掌握局域网和广域网的概念l 了解网络拓扑结构的概念了解网络拓扑结构的概念l 熟悉常见的网络拓扑结构熟悉常见的网络拓扑结构l 了解网络界一些重要的标准化组织了解网络界一些重要的标准化组织l 理解网络协议和网络体系结构的概念理解网络协议和网络体系结构的概念l 掌握掌握OSI参考模型及各层功能参考模型及各层功能3现在学习的是第3页,共92页1.1 计算机网络的发展计算机网络的发展l作为一门相对独立的学科,计算机网络也经历了一作为一门相对独立的学科,计算机网络也经历了一个从简单到复杂,从低级到高级的发展过程。它萌个从简单到复杂,从低级到高级的发展过程。它萌芽于
3、上世纪芽于上世纪60年代,在年代,在70到到80年代得到发展与完善,年代得到发展与完善,并在并在90年代以后不断壮大、如火如荼地发展起来。年代以后不断壮大、如火如荼地发展起来。l计算机网络的发展和演变过程,大致上可分为如下计算机网络的发展和演变过程,大致上可分为如下三个阶段:三个阶段:面向终端的计算机网络系统面向终端的计算机网络系统 计算机网络计算机网络多机系统多机系统 互联网互联网多网络系统多网络系统 4现在学习的是第4页,共92页面向终端的计算机网络系统面向终端的计算机网络系统l计算机网络的雏形。计算机网络的雏形。l在该系统中,人们利用通信线路、集中器等设备,在该系统中,人们利用通信线路、
4、集中器等设备,将一台计算机与多台用户终端相连接,用户通过终将一台计算机与多台用户终端相连接,用户通过终端命令以交互的方式使用计算机系统,从而将单一端命令以交互的方式使用计算机系统,从而将单一计算机系统的各种资源分散到了每个用户手中。计算机系统的各种资源分散到了每个用户手中。l该系统的成功,极大地刺激了用户使用计算机该系统的成功,极大地刺激了用户使用计算机的热情,使计算机用户的数量迅速增加。的热情,使计算机用户的数量迅速增加。l缺点:如果计算机的负荷较重,会导致系统响应时缺点:如果计算机的负荷较重,会导致系统响应时间过长;而且单机系统的可靠性一般较低,一旦计间过长;而且单机系统的可靠性一般较低,
5、一旦计算机发生故障,将导致整个网络系统的瘫痪。算机发生故障,将导致整个网络系统的瘫痪。5现在学习的是第5页,共92页计算机网络计算机网络多机系统多机系统l多机系统是真正意义上的计算机网络。多机系统是真正意义上的计算机网络。l该系统中,多台计算机通过通信子网构成一个有机该系统中,多台计算机通过通信子网构成一个有机的整体,既分散又统一,从而使整个系统性能大大的整体,既分散又统一,从而使整个系统性能大大提高;提高;l原来单一主机的负载可以分散到全网的各个机器上,原来单一主机的负载可以分散到全网的各个机器上,使得网络系统的响应速度加快;使得网络系统的响应速度加快;l而且在这种系统中,单机故障也不会导致
6、整个网络而且在这种系统中,单机故障也不会导致整个网络系统的全面瘫痪。系统的全面瘫痪。6现在学习的是第6页,共92页互联网互联网多网络系统多网络系统l互联网是全球范围的计算机网络,它属于互联网是全球范围的计算机网络,它属于“网网络络网络网络”的系统,在全球已有几万个网络进行的系统,在全球已有几万个网络进行了互连。了互连。l互联网的发展历史可以追溯到互联网的发展历史可以追溯到7070年代末,由于年代末,由于APRANETAPRANET的发展,并成功地采用了的发展,并成功地采用了TCP/IPTCP/IP协议,协议,使网络可以在使网络可以在TCP/IPTCP/IP体系结构和协议规范的基础体系结构和协议
7、规范的基础上进行互连。上进行互连。l进人进人9090年代以来,互联网进入了快速发展时期,年代以来,互联网进入了快速发展时期,到了到了2020世纪末,互联网的应用越来越普及,随世纪末,互联网的应用越来越普及,随着全世界基础设施的建设,互联网的发展将会着全世界基础设施的建设,互联网的发展将会更加如火如荼。更加如火如荼。7现在学习的是第7页,共92页1.2 计算机网络的定义和功能计算机网络的定义和功能 1.2.1 计算机网络的定义计算机网络的定义 l从不同的角度理解有不同的定义从不同的角度理解有不同的定义信息传输角度信息传输角度:以计算机之间传输信息为目的而以计算机之间传输信息为目的而连接起来、实现
8、远程信息处理或进一步达到资连接起来、实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统。源共享的系统。资源共享角度资源共享角度:以能够相互共享资源(硬件、软件以能够相互共享资源(硬件、软件和数据)的方式连接起来,并且各自具备独立功和数据)的方式连接起来,并且各自具备独立功能的计算机系统之集合体。能的计算机系统之集合体。用户透明性角度用户透明性角度:由一个网络操作系统自动管理由一个网络操作系统自动管理用户任务所需的资源,从而使整个网络就像一用户任务所需的资源,从而使整个网络就像一个对用户透明的计算机大系统。个对用户透明的计算机大系统。8现在学习的是第8页,共92页l得到普遍认可的定义:得到普遍认可的定义
9、:计算机网络是把一定地理计算机网络是把一定地理范围内的计算机通过通信线路互相连接起来,在特范围内的计算机通过通信线路互相连接起来,在特定的通信协议和网络系统软件的支持下,彼此互相定的通信协议和网络系统软件的支持下,彼此互相通信并共享资源的系统。通信并共享资源的系统。l从以下几个方面来理解从以下几个方面来理解:计算机网络中至少拥有计算机网络中至少拥有两台以上两台以上的计算机。的计算机。传输媒体传输媒体和和通信设备通信设备把若干台计算机连结到把若干台计算机连结到了一起。了一起。把多台计算机连接在一起,形成一个网络,把多台计算机连接在一起,形成一个网络,是为了是为了资源共享资源共享。为了正确地通信,
10、需要有一个共同遵守的约为了正确地通信,需要有一个共同遵守的约定定通信协议通信协议。9现在学习的是第9页,共92页1.1.数据通信数据通信 2.2.资源共享资源共享 3.3.提高可靠性提高可靠性 4.4.提高系统处理能力提高系统处理能力 5.5.分布式处理分布式处理 1.2.2 计算机网络的功能计算机网络的功能 10现在学习的是第10页,共92页l电子邮件电子邮件 l远程文件传输、网上综合信息服务以及电子商远程文件传输、网上综合信息服务以及电子商务务 l利用计算机网络的数据通信功能,还可以对分散的利用计算机网络的数据通信功能,还可以对分散的对象进行实时的、集中的跟踪管理与监控,如对象进行实时的、
11、集中的跟踪管理与监控,如:管理管理信息系统(信息系统(MISMIS)、)、计算机集成制造系统(计算机集成制造系统(CIMSCIMS)等。等。l此外,计算机网络还给科学家和工程师们提供此外,计算机网络还给科学家和工程师们提供一个网络环境,在此基础上可以建立一种新型一个网络环境,在此基础上可以建立一种新型的合作方式的合作方式计算机支持协同工作(计算机支持协同工作(CSCWCSCW)。)。1.数据通信数据通信11现在学习的是第11页,共92页l硬件资源硬件资源:由于网络中某些计算机及其外围设:由于网络中某些计算机及其外围设备价格昂贵,如巨型计算机、激光打印机、大备价格昂贵,如巨型计算机、激光打印机、
12、大容量磁盘等,采用计算机网络进行资源共享可容量磁盘等,采用计算机网络进行资源共享可以减少硬件设备的重复购置,从而提高设备的以减少硬件设备的重复购置,从而提高设备的利用率;利用率;l软件资源软件资源:软件共享避免了软件的重复购置或:软件共享避免了软件的重复购置或重复开发,从而达到降低成本,提高效率的目重复开发,从而达到降低成本,提高效率的目的;的;l信息资源信息资源:用户数据也是一种非常有价值的资源,:用户数据也是一种非常有价值的资源,通过网络可以达到全网用户的共享,以提高信息通过网络可以达到全网用户的共享,以提高信息的利用率。(如数字图书馆)的利用率。(如数字图书馆)2.资源共享资源共享12现
13、在学习的是第12页,共92页l在一个单机系统中,某部件或计算机产生故障在一个单机系统中,某部件或计算机产生故障时,必须通过替换资源的办法来维持系统的继时,必须通过替换资源的办法来维持系统的继续运行,否则系统便无法开展正常的工作。续运行,否则系统便无法开展正常的工作。l而在计算机网络中,由于设备彼此相连,当一台而在计算机网络中,由于设备彼此相连,当一台机器出故障时,可以通过网络寻找其他机器来代机器出故障时,可以通过网络寻找其他机器来代替本机工作;而且每种资源可以存放在多个地点,替本机工作;而且每种资源可以存放在多个地点,用户可以通过多种途径来访问网内的某个资源,用户可以通过多种途径来访问网内的某
14、个资源,从而避免了单点失效对用户产生的影响。因此系从而避免了单点失效对用户产生的影响。因此系统的可靠性可以得到大大地提高。统的可靠性可以得到大大地提高。3.提高可靠性提高可靠性13现在学习的是第13页,共92页l单机的处理能力是有限的,并且由于种种原因单机的处理能力是有限的,并且由于种种原因(例如时差),计算机之间的忙闲程度是不均匀(例如时差),计算机之间的忙闲程度是不均匀的。的。l从理论上讲,在同一网内的多台计算机可通过从理论上讲,在同一网内的多台计算机可通过协同操作和并行处理来提高整个系统的处理能协同操作和并行处理来提高整个系统的处理能力,并使网内各计算机负载均衡。即当网络中力,并使网内各
15、计算机负载均衡。即当网络中某一台机器的处理负担过重时,可以将其作业某一台机器的处理负担过重时,可以将其作业转移到其他空闲的机器上去执行,从而提高系转移到其他空闲的机器上去执行,从而提高系统的利用率,增加整个系统的可用性。统的利用率,增加整个系统的可用性。4.提高系统处理能力提高系统处理能力14现在学习的是第14页,共92页l在计算机网络中,可以将某些大型处理任务分解在计算机网络中,可以将某些大型处理任务分解为多个小型任务,从而分配给网络中的多台计算为多个小型任务,从而分配给网络中的多台计算机分别处理,如机分别处理,如分布式数据库系统分布式数据库系统。l此外,利用计算机网络技术还可以把许多小型机
16、此外,利用计算机网络技术还可以把许多小型机或微机连接成具有大型机处理能力的高性能计算或微机连接成具有大型机处理能力的高性能计算机系统,使其具有解决复杂问题的能力,如机系统,使其具有解决复杂问题的能力,如网格网格计算(计算(Grid ComputingGrid Computing)技术技术。5.分布式处理分布式处理15现在学习的是第15页,共92页1.3 计算机网络的组成计算机网络的组成 l计算机网络系统由计算机网络系统由网络硬件网络硬件和和网络软件网络软件两部两部分组成。分组成。l网络硬件网络硬件:是网络运行的实体,其性能的好:是网络运行的实体,其性能的好坏对网络的性能具有决定性的作用。坏对网
17、络的性能具有决定性的作用。l网络软件网络软件:是支持网络运行、开发网络资源:是支持网络运行、开发网络资源使用效率、挖掘网络潜力的工具。使用效率、挖掘网络潜力的工具。16现在学习的是第16页,共92页1.1.计算机设备计算机设备2.2.网络接口设备网络接口设备3.3.传输媒体传输媒体4.4.网络互联设备网络互联设备1.3.1 网络硬件网络硬件 17现在学习的是第17页,共92页 计算机设备根据其在网络服务中扮演的计算机设备根据其在网络服务中扮演的角色,可划分为:角色,可划分为:l网络服务器网络服务器l网络工作站网络工作站1.计算机设备计算机设备18现在学习的是第18页,共92页服务器服务器l服务
18、器是具有较强的计算功能和丰富的服务器是具有较强的计算功能和丰富的信息资源的高档计算机,它信息资源的高档计算机,它向网络客户向网络客户提供服务,并负责对网络资源的管理提供服务,并负责对网络资源的管理,是,是网络系统中的重要组成部分。网络系统中的重要组成部分。19现在学习的是第19页,共92页主要功能:主要功能:为网络工作站上的用户提供共享资源为网络工作站上的用户提供共享资源管理网络文件系统管理网络文件系统提供网络打印服务提供网络打印服务处理网络通信处理网络通信响应工作站上的网络请求响应工作站上的网络请求类类型型:文文件件服服务务器器、通通信信服服务务器器、计计算算服服务务器器、打打印服务器,应用
19、服务器等。印服务器,应用服务器等。20现在学习的是第20页,共92页工作站工作站l在计算机网络中,在计算机网络中,只向服务器提出请求而只向服务器提出请求而不为其他计算机提供服务不为其他计算机提供服务的计算机设备称为的计算机设备称为工作站。工作站。l工作站通过网络接口设备连接到网络上,它工作站通过网络接口设备连接到网络上,它保持原有计算机的功能,作为独立的个人计保持原有计算机的功能,作为独立的个人计算机为用户服务,同时又可以按照被授予的算机为用户服务,同时又可以按照被授予的权限访问服务器。权限访问服务器。l工作站之间可以进行通信,也可以共享网络工作站之间可以进行通信,也可以共享网络资源。资源。2
20、1现在学习的是第21页,共92页l一般采用高档微机作工作站,它通常配有高一般采用高档微机作工作站,它通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量较大的内存和分辨率的大屏幕显示器及容量较大的内存和外存,并且具有较强的信息处理功能和高性外存,并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能。能的图形、图像处理功能以及联网功能。22现在学习的是第22页,共92页 网络接口设备是连接计算机设备与传网络接口设备是连接计算机设备与传输媒体的设备,常用的网络接口设备有:输媒体的设备,常用的网络接口设备有:l网络接口卡网络接口卡l调制解调器调制解调器2.网络接口设备网络接口设备23现在学习的是第23
21、页,共92页网络接口卡网络接口卡l网络接口卡简称网卡或网板,也称为网络接口适配网络接口卡简称网卡或网板,也称为网络接口适配器。通常插入到计算机总线插槽内或某个外部接口器。通常插入到计算机总线插槽内或某个外部接口的扩展卡上。的扩展卡上。l网卡的主要功能是进行网卡的主要功能是进行信息收发信息收发和和编码转换编码转换。在。在接收传输媒体上传送的信息时,网卡把传来的信接收传输媒体上传送的信息时,网卡把传来的信息按照网络上信号编码要求交给主机处理;在主息按照网络上信号编码要求交给主机处理;在主机向网络发送信息时,网卡把发送的信息按照网机向网络发送信息时,网卡把发送的信息按照网络传送的要求装配成帧的格式,
22、然后采用网络编络传送的要求装配成帧的格式,然后采用网络编码信号向网络发送出去。码信号向网络发送出去。24现在学习的是第24页,共92页网卡的类型:网卡的类型:按按网络类型网络类型分:分:以以太太网网卡卡、令令牌牌环环网网网网卡卡、FDDIFDDI网网卡卡、无无线线网卡等。网卡等。按按总线类型总线类型分:分:ISAISA网卡、网卡、PCIPCI网卡网卡、PCMCIAPCMCIA网卡、网卡、USBUSB网卡。网卡。按按带宽带宽分:分:10M10M网卡、网卡、100M100M网卡。网卡。25现在学习的是第25页,共92页26现在学习的是第26页,共92页调制解调器调制解调器l调制解调器(调制解调器(
23、MODEMMODEM)是是调制器调制器和和解调器解调器的简称,的简称,俗称俗称“猫猫”。l调制解调器是实现计算机通信的外部设备,其主要调制解调器是实现计算机通信的外部设备,其主要功能是功能是实现数字信号与模拟信号之间的转换实现数字信号与模拟信号之间的转换。它将。它将计算机输出的数字信号转换为适合电话线传输的模计算机输出的数字信号转换为适合电话线传输的模拟信号,在接收端再将接收到的模拟信号转换为数拟信号,在接收端再将接收到的模拟信号转换为数字信号由计算机处理。字信号由计算机处理。27现在学习的是第27页,共92页l调制解调器按外观可分为调制解调器按外观可分为内置式内置式、外置式外置式和和PCPC
24、卡卡式式3 3类。类。l选择调制解调器的一个重要指标是选择调制解调器的一个重要指标是传输速率传输速率,目,目前主要使用的是前主要使用的是33.6 33.6 KbpsKbps和和56 56 KbpsKbps的调制解调的调制解调器。器。28现在学习的是第28页,共92页l传输媒体也称为传输介质或传输媒介,它传输媒体也称为传输介质或传输媒介,它负责将计负责将计算机网络中的多种设备连接起来算机网络中的多种设备连接起来,提供数据传输,提供数据传输的物理通路。的物理通路。l传输媒体可分为两大类:传输媒体可分为两大类:导向传输媒体导向传输媒体和和非导非导向传输媒体向传输媒体。导向传输媒体包括双绞线、同轴电。
25、导向传输媒体包括双绞线、同轴电缆和光缆等;而非导向传输媒体包括无线电、缆和光缆等;而非导向传输媒体包括无线电、微波和卫星通信等。微波和卫星通信等。l不同的传输媒体具有不同的不同的传输媒体具有不同的传输速率传输速率和和传输距离传输距离,可以支持可以支持不同类型的网络不同类型的网络。3.传输媒体传输媒体29现在学习的是第29页,共92页双绞线双绞线l双绞线也称为双扭线,是一双绞线也称为双扭线,是一种最古老也最常用的传输媒种最古老也最常用的传输媒体。把体。把4 4对相互绝缘的铜线对相互绝缘的铜线并排放在一起,用规则的方并排放在一起,用规则的方法两两绞合在一起就构成了法两两绞合在一起就构成了双绞线双绞
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