第6章 计算机网络基础

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第6章 计算机网络基础
6.1 计算机网络概述
6.1.5 计算机网络的体系结构 2．开放系统互连参考模型
为实现异种计算机网络的互连，国际标准化组织（ISO）制定了 开放系统互连（OSI）参考模型，这是一个计算机互连的国际标准。 该模型把整个网络的通信功能划分为7个层次，从上到下依次为：应 用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层 。
第6章 计算机网络基础
6.1 计算机网络概述
6.1.2 计算机网络的功能与特点 1 计算机网络的功能
计算机网络的功能主要体现在资源共享、数据传送和分布式处理 3个方面 （1）资源共享 （ 1）它是计算机及相关外部设备组成的一个群体， 计算机网络允许网络上的用户共享网络上各种不 所谓分布式处理就是指网络系统中若干台计算机 计算机网络可以实现各计算机之间的数据传递， （2）数据传送 计算机是网络中信息处理的主体。 同类型的硬件设备，也可以共享网络上各种不同 可以互相协作共同完成一个大型任务。或者说， 使分散在不同地点的业务部门和生产部门的信息 （3）分布式处理 （ 2）这些计算机及相关外部设备通过通信媒体互 的软件。软、硬件共享不但可以节约不必要的开 一个程序可以分布在几台计算机上并行处理。这 得到统一、集中的控制和管理。例如，电子邮件
连在一起，彼此之间交换信息。 支，降低使用成本，同时可以保证数据的完整性 样，就可以将一项复杂的任务划分成许多部分， 可以为有关部门快速传递票据、账单、信函、公 2 计算机网络的主要特点 （ 和一致性。 3）网络系统中的每一台计算机都是独立的，任 由网络内各个计算机分别完成有关的部分，提高 文以及语音、图像等多媒体信息。由此可以为大 了系统的可靠性，使整个系统的性能大为增强 何两台计算机之间不存在主从关系。 。 型企业提供决策信息，为各种用户提供及时的邮 （ 4）在计算机网络系统中，有各种类型的计算机， 件服务，还可以为召开远距离的电子会议所进行 的会议文件往来等提供服务 。 不同类型计算机之间进行通信必须有共同的约定， 这些约定就是通信双方必须遵守的协议，因此说， 计算机之间的通信是通过通信协议实现的。
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第6章 计算机网络基础
6.1 计算机网络概述
6.1.3
计算机网络的分类
计算机网络可按不同的标准进行分类： （1）从网络结点分布来看，计算机网络通常可分为局域网、城域网 和广域网 （2）按交换方式可分为线路交换网络（Circuit Switching）、报文 交换网络（Message Switching）和分组交换网络（Packet Switching）。 （3）按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环 型网络和网状网络。 （4）按网络系统的服务方式可分为两类，即集中式系统和分步式系 统。 （5）按网络数据传输与交换系统的所有权可以分为公用网与专用网。 （6）按照网络能够传输的信号带宽，可以分为基带网和宽带网。 6
大学计算机基础
湖北民族学院计算机系基础教研室
第6章 计算机网络基础
本章内容
6-1 计算机网络概述 6-2 数据通信基础 6-3 局 域 网
6-4 城域网与广域网 4-5 Internet基础
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第6章 计算 上机:4学时
1.目的
(1).计算机网络的基本概念 (2).计算机网络数据通信基础 (3).计算机网络的组成 (4).Internet的基本原理
2.重点、难点
(1).数据通信基础 (2).网络拓朴结构 (3).TCP/IP
3.教学方法
讲授、多媒体教学、实验 3
第6章 计算机网络基础
6.1 计算机网络概述
6.1.1
计算机网络的产生与发展
所谓计算机网络就是利用通信线路，用一定的连接方法，把分 散的具有独立功能的多台计算机相互连接在一起，按照网络协议进行 数据通信，实现资源共享的计算机的集合。 随着计算机技术和通信技术的不断发展，计算机网络也经历了 从简单到复杂，从单机到多机的发展过程，大致分为以下4个阶段。 （1）第一代计算机网络 （2）第二代计算机网络 第一代计算机网络是面向终端的计算机网络。 第三代计算机网络是 Internet，这是网络互联阶段。 20世纪 20 60 第二代计算机网络是计算机通信网络。在面向终端的计 第四代计算机网络是千兆位网络。千兆位网络也称为宽 （3）第三代计算机网络 带综合业务数字网（ 世纪 70年代，随着微型计算机的出现，微型机的功能越 B-ISDN），它的传输速率可达到 年代，随着集成电路的发展，为了实现资源共享和提高 算机网络中，只能在终端和主机之间进行通信，子网之 间无法通信。从 （bit/s是网络传输速率的单位，即每秒传输的比 20世纪60年代中期开始，出现了多个主 计算机的工作效率，出现了面向终端的计算机通信网。 来越强，价格不断下降，使用它的领域不断扩大，近距 （4）第四代计算机网络 1Gbit/s
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第6章 计算机网络基础
6.2 数据通信基础
6.2.1 数据通信模型 1．数据通信的原理
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第6章 计算机网络基础
6.2 数据通信基础
6.2.1 数据通信模型 2．数据通信的交换方式
（1）电路交换 （2）报文交换 （3）分组交换
分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长 电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时，使用 报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中 的数据块（称为分组或打包），将这些分组以存储 同一条实际的物理链路，通信中自始至终使用该链路 （内存或外存），当所需输出电路空闲时，再将该报 文发往需接收的交换机或终端。这种存储 -转发的方 进行信息传输，且不允许其他计算机或终端同时共享 转发的方式在网内传输。第一个分组信息都连有接收 该电路。 式可以提高中继线和电路的利用率。 地址和发送地址的标识。在分组交换网中，不同用户 电路交换方式通常应用于公用电话网、公用电报网及 报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同 的分组数据均采用动态复用的技术传送，即网络具有 电路交换的公用数据网（CSPDN）等通信网络中。 代码终端的终端间或一点对多点的进行存储转发的数 路由选择，同一条路由可以有不同用户的分组在传送， 所以线路利用率较高。 前两种电路交换方式系传统方式；后一种方式与公用 据通信。由于这种方式，网络传输时延大，并且占用 分组交换是在存储 -转发方式的基础上发展起来的， 电话网相似，但它是用四线或二线方式连接用户，适 了大量的内存与外存空间，因而不适用于要求系统安 全性高、网络时延较小的数据通信。 用于较高速率的数据交换。由于它是专用的公用数据 它兼有电路交换及报文交换的优点。适用于对话式的 网，其接通率、工作速率、用户线距离、线路均衡条 计算机通信，如数据库检索、图文信息存取、电子邮 件等均优于公用电话网。其优点是实时性强、延迟很 件传递和计算机间通信等各方面，传输质量高、成本 小、交换成本较低；其缺点是线路利用率低。电路交 较低，并可在不同速率终端间通信。其缺点是不适于 换适用于一次接续后，长报文的通信。 实时性要求高、信息量很大的业务使用。
统的桥梁，是数据传输的通道。 与通信控制处理机相连。终端的配置要求一般不高，大多采用个 人微机及相应的外部设备，如打印机、扫描仪等。
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第6章 计算机网络基础
6.1 计算机网络概述
6.1.5 计算机网络的体系结构 1．网络体系结构的概念
目前，计算机网络体系结构主要包括：物理结构、逻辑结构、 软件结构，它精确定义了网络及其组成部分的功能和相互作用。 （1）物理结构：完成一定功能的物理部件，及这些部件之间的相互 关系。对物理结构的研究可以决定系统的软件、硬件需求和技术要求。 （2）逻辑结构：完成一定逻辑功能的逻辑部件，及这些部件之间的 相互关系。逻辑结构的具体体现就是网络操作系统、通信程序以及它 们之间的相互作用，对逻辑结构的分析可以决定系统需要的逻辑资源。 （3）软件结构：系统的软件，或程序的结构。软件结构的元素是指 各种程序，包括数据处理、进程访问、故障诊断、数据发送、通道控 制等。这些程序的相互作用，能保证数据处理任务的正确执行。
特数）。这标志着网络真正步入多媒体通信的信息时代， 在这种方式中，主机是网络的中心和控制者，终端分布 机互联的系统，可以实现计算机与计算机之间的通信。 离的用户（一栋楼，一个办公室等）需要信息交流和资 在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的 它由通信子网和用户资源子网（第一代计算机网络）构 源共享，因而，局域网诞生了，并以以太网为主进行了 使计算机网络逐步向信息高速公路的方向发展。万兆位 网络目前也在发展之中。 主机。这种方式在早期使用的是单机系统，后来为减少 成，用户通过终端不仅可以共享主机上的软、硬件资源， 推广使用。为了使不同体系结构的网络相互交换信息， 主机负载出现了多机联机系统 还可以共享子网中其他主机上的软、硬件资源。到了 国际标准化组织（ International Standards 20 世纪70年代初， Organization ，ISO 4个结点的分组交换网 ）于1977年成立专门机构并制定了 ——美国国防部 高级研究计划局网络（ARPANET）的研制成功标志着 世界范围内网络互联的标准，称为开放系统基本参考模 型（ Open System Interconnection/Reference Model， 计算机通信网络的诞生。 4 OSI/RM）。它标志着第三代计算机网络的诞生。
相对单机操作系统而言，网络操作系统具有复杂性、并行 器（ Repeater）、交换机（Switch）、网桥（Bridge）和路由 要为网络中其他用户（或主机）共享本地资源提供服务。随着微 性、安全性等特点。 器（ Router）以及调制解调器（Modem）等其他通信设备。使 型机的广泛应用，连入各种计算机网络的微型机数量日益增多， （ 2）网络应用软件 目前，也可以作为主机的一种类型连入网络。 用通信线路和通信设备将计算机互连起来，在计算机之间建立一 （2）终端（Terminal）：终端是网络中用量大、分布广的设备。 条物理通道，以便传输数据。 网络应用软件是指为某一个应用目的而开发的网络软件， 它直接面对用户，是用户进行网络操作，实现人机对话的工具。 通信线路和通信设备负责控制数据的发出、传送、接收或转发， 如远程教学软件、电子图书馆软件、Internet信息服务软 对于近程终端来说，它一般通过传输介质与通信控制处理机直接 包括信号转换、路径选择、编码与解码、差错校验、通信控制管 件等。网络应用软件为用户提供访问网络的手段、网络服 相连；对于远程终端来说，一般需要通过集线器和调制解调器再 理等，以便完成信息交换。通信线路和通信设备是连接计算机系 务、资源共享和信息的传输。