第1章计算机网络工程基础
计算机网络基础教程-第1章 计算机网络概述
1.1.5 计算机网络的应用
计算机网络技术的发展给传统的信息处理工作带来了革命 性的变化，同时也给传统的管理带来了很大的冲击。目前，计 算机网络的应用主要体现在以下几个方面： 数字通信
分布式计算
远程教育
信息查询
计算机网络 的应用
虚拟现实
电子商务
办公自动化
企业管理与决策
20
1.1.5 计算机网络的应用
公用电话网
CCP或FEP 主机
集线器
利用集线器的结构示意图
8
1.1.1 计算机网络的形成与发展
2、多机互联网络阶段 计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因 此在逻辑结构上可以将其分成两部分：资源子网和通信子网。 (1)资源子网：是计算 机网络的外层，它由提供 主机 资源的主机和请求资源的 CCP CCP 主机 终端组成。资源子网的任 务是负责全网的信息处理。 通信子网
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1.1.5 计算机网络的应用
4、远程教育 远程教育是利用Internet技术开发的现代在线服务系统， 它充分发挥网络可以跨越空间和时间的特点，在网络平台上 向学生提供各种与教育相关的信息,做到“任何人在任何时间 、任何地点，可以学习任何课程”。 5、虚拟现实 虚拟现实是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、 人工智能及心理学等高速发展的结晶。虚拟现实与传统的仿 真技术都是对现实世界的模拟,即两者都是基于模型的活动， 而且都力图通过计算机及各类装臵达到现实世界尽可能精确 地再现。随着计算机科学技术的飞速发展，虚拟现实技术与 仿真技术必将在21世纪异彩纷呈，绚丽夺目。
A 图 1-4
B 计算机互连网络系统基本模型
14
1.1.3 计算机网络的主要功能
均衡 负荷
计算机网络技术基础教程(第1章)
1.6 有线传输和无线传输 1.6.1 双绞线 1、非屏蔽双绞线UTP 2、屏蔽双绞线STP 1.6.2 同轴电缆 1.6.3 光纤 1.6.4 无线传输 1、地面微波通信 2、卫星通信 3、红外线和激光通信
图1-17 细同轴电缆 图1-16 非屏蔽双绞线UTP
4、网络软件 网络软件是一种在网络环境下使用和运行或控制和管理 网络工作的计算机软件。 网络系统软件 它是控制和管理网络运行、提供网络通信、分配和管理 共享资源的网络软件。包括网络操作系统、网络通信协议、通 信控制和管理软件。 网络应用软件 为某一应用目的而开发的网络软件。
1.4 计算机网络的拓扑结构
1.1.1 计算机网络的基本概念 “网路”主要包括连接对象、连接介质、连接控制机制 网路”主要包括连接对象、连接介质、连接控制机制 对象 介质 和连接方式与结构四个方面。 和连接方式与结构四个方面。 方式与结构四个方面 对象：各种计算机（大型计算机、工作站、微型计算机 对象：各种计算机（大型计算机、工作站、 等）或其它数据终端设备。 或其它数据终端设备。 介质：通信线路（光纤、电缆、微波、卫星） 介质：通信线路（光纤、电缆、微波、卫星）和通信设 备（路由器、交换机等）。 路由器、交换机等）。 控制机制：网络协议和相关应用软件。 控制机制：网络协议和相关应用软件。 方式与结构：网络的连接架构。 方式与结构：网络的连接架构。
图1-7 环4.3 星型结构 星型结构的每一个结点都由 一条点对点的链路与中心结点（ 公用中心交换设备，如交换机、集 线器等）相连，如图1-8所示。 特点： 结构简单，便于维护，易于 扩充，升级，通信速度快，但成本 高，中心结点负担重。
图1-8 星型拓扑结构
1.4.4 树型结构
计 算 机 网 络 技 术 基 础 教 程
计算机网络基础
1.3计算机网络的分类
1.按网络覆盖范①局域网②城域网③广域网④网际网
④网际网通常是指连接多个国家的计算机网络，Internet（因特网）就 是世界上最大的网际网。 通常把互联的网络集合称为互联网，Internet是指特定的世界范围 的互联网，它通过网络互连设备把不同的众多网络或网络群体根据 全球统一的通信规则（TCP/IP协议）互连起来形成全球最大的、开 放的计算机网络。 另外一个典型网络是Intranet，Intranet也称“企业内部网”。从原 理上来说，Intranet其实就是一个局域网。 Intranet是在一个协同作业的企业或者组织的内部，使用Internet技 术实现应用需求的网络应用系统。 它可以建立在企业内部原有的硬件、软件和服务器基础上，实现 Internet上的几乎所有应用。 另外，以Intranet为平台的管理信息系统MIS，可获得高效的开发和 企业级应用。
1.2计算机网络结构
星型拓扑结构
③星型： 星型： 星型拓扑结构如图所示。在星型拓扑结构中，每个节点 星型拓扑结构如图所示。在星型拓扑结构中， 都由一个单独的通信线路连接到中心节点上。中心节点控制 都由一个单独的通信线路连接到中心节点上。 中心节点上 全网的通信，任何两个节点的相互通信，都必须经过中心节 全网的通信，任何两个节点的相互通信， 点。
1.2计算机网络结构
树型
④树型拓扑结构有以下的优点： 树型拓扑结构有以下的优点： •易于扩展。 易于扩展。 易于扩展 •故障隔离容易。 故障隔离容易。 故障隔离容易
Concentrator (or hub) 网络骨干
树型拓扑的缺点是对 根的依赖性太大，如果根 根的依赖性太大， 发生故障， 发生故障，则全网不能正 常工作， 常工作，因此这种结构的 可靠性与星型结构相似。 可靠性与星型结构相似。
计算机网络第1章 基础知识(答案)
一、选择题1、计算机网络最基本的功能是下列哪一个？A．降低成本B．打印文件C．资源共享D．文件调用2、信息高速公路是指下列什么？A．装备有通讯设备的高速公路B．电子邮政系统C．快速专用通道D．国家信息基础设施3、下面哪一个不是分组交换的优点？A．高效B．灵活C．开销小D．快速4、校园网按照作用范围分属于哪一种网络？A．局域网B．广域网C．城域网D．个人区域网5、局域网的英文缩写为下列哪一个？A．LAN B．WAN C．ISDN D．MAN6、广域网的英文缩写为什么？A．LAN B．WAN C．ISDN D．MAN7、计算机网络中广域网和局域网的分类是以什么来划分的？A．信息交换方式B．网络使用者C．网络连接距离D．传输控制方法8、从分类角度上看，下面哪一种网络与其它三个不同？A．局域网B．城域网C．广域网D．校园网9、下列哪一个不是按照作用范围划分的网络?A．局域网B．城域网C．专用网D．广域网10、计算机网络的逻辑组成是由下列哪一组组成？A．局域网、城域网和广域网B．计算机、网线和通信设备C．通信子网和资源子网D．客户机和服务器11、表征数据传输可靠性的指标是下列什么？A．误码率B．频带利用率C．传输速D．信道容量12、关于客户/服务器通信方式的错误说法是下列哪一个？A．描述的是通信进程间的服务和被服务的关系B．客户是服务的请求方C．服务器是服务的提供方D．通信进程间的身份对等13、客户/服务器机制的英文名称是下列哪一个？A．Client/Server B．Guest/ServerC．Guest/Administrator D．Slave/Master14、Intranet是什么?A．Internet发展的一个阶段B．企业内部网络C．Internet发展的一种新的技术D．企业外部网络15、关于TCP/IP协议集，下列说法不正确的是下列哪一项？A．由美国国防部高级研究计划局DARPA开发的B．该协议的体系结构分为5个层次C．TCP 和UDP位于传输层D．IP 协议是一个面向无连接的协议16、关于实体、协议、服务和服务访问点的正确说法是下列哪一个？A．实体指的是硬件设备B．协议是控制上下层之间通信的规则C．服务的方向是由下而上的D．服务访问点是对等实体间的接口17、在系统中，上下层之间通过接口进行通信，用下列什么来定义接口？A．服务原语B．服务访问点C．服务数据单元D．协议数据单元18、计算机网络体系结构可以定义为？A．一种计算机网络的实现B．执行计算机数据处理的软件模块C．建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范D．由ISO 制定的一个标准19、下面不属于网络拓扑结构的是下列哪一个结构？A．环形结构B．总线结构C．层次结构D．网状结构20、下面不属于局域网拓扑结构的是什么结构？A．环形结构B．总线结构C．树形结构D．网状结构21、关于实体、协议、服务和服务访问点的正确说法是下列哪一个？A．实体指的是硬件设备B．协议是控制上下层之间通信的规则C．服务的方向是由下而上的D．服务访问点是对等实体间的接口22、在系统中，上下层之间通过接口进行通信，用下列什么来定义接口？A．服务原语B．服务访问点C．服务数据单元D．协议数据单元23、计算机网络体系结构可以定义为？A．一种计算机网络的实现B．执行计算机数据处理的软件模块C．建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范D．由ISO 制定的一个标准24、关于TCP/IP协议集，下列说法不正确的是下列哪一项？A．由美国国防部高级研究计划局DARPA开发的B．该协议的体系结构分为5个层次C．TCP 和UDP位于传输层D．IP 协议是一个面向无连接的协议25、协议的关键要素不包括下列哪一项？A．语言B．语法C．语义D．同步26、下列设备不属于资源子网的是哪一个？A．打印机B．集线器C．路由器D．局域网交换机27、在ISO/OSI参考模型中，数据的压缩、加密等功能由哪层完成（）。
第一章计算机网络基础
1.3.2 计算机网络的模式
1.4 计算机网络的拓扑结构
• 1.4.1 星型拓扑结构 • 1.4.2 总线拓扑结构 • 1.4.3 环型拓扑结构 • 1.4.4 树型拓扑结构 • 1.4.5 全互联型结构 • 1.4.6 混合型拓扑结构
1.4 计算机网络的拓扑结构
• 1、定义 • 网络拓扑结构分物理拓扑结构与逻辑拓扑结构。 • 物理拓扑结构是指：网络中结点的物理分布。 • 逻辑拓扑结构是指网络结点的内部结构。 • 拓扑结构不同，网络工作原理不同。 • 网络拓扑主要是指通信子网的拓扑结构 • 选择网络拓扑结构是设计计算机网络的第一步
2、资源共享 （1）共享硬件资源 （2）共享软件资源 （3）共享数据
1.2.2 计算机网络的功能
3、数据传输与集中处理
– 将各地收集来的数据进行综合、集中处理。如铁路、 航空定票系统，地震资料收集系统，大公司的信息 管理系统等。
4、提高计算机的可靠性和可用性
– 可靠性：网上计算机互为后备，一台故障另一台接 替工作
主要问题：网络对用户不是透明的
计算机网络的发展过程
计算机网络的发展过程
第三阶段（70年代中期—80年代末期）：现代计 算机网络阶段，特征是网络体系结构的形成和网 络协议的标准化
在计算机通信系统的基础之上，重视网络体系结 构和协议标准化的研究，建立全网统一的通信规 则，用通信协议软件来实现网络内部及网络与网 络之间的通信，通过网络操作系统，对网络资源 进行管理，极大的简化了用户的使用，使计算机 网络对用户提供透明服务。 局域网技术出现突破性进展。
1、结构 • 将网上的设备均连接在一条总线上，任
何两台计算机之间不再单独连接。如图
1.4.2 总线拓扑结构
2、工作方式 – 网上计算机共享总线，任意时刻只有 一台计算机发送信息（广播式），其 他计算机处于接收状态。
第一章计算机网络基础
1. 数据通信 2. 计算机系统的资源共享 3. 进行数据信息的集中和综合处理 4. 能均衡负载，相互协作 5. 提高了系统的可靠性和可用性 6. 进行分布式处理
统速率不用匹配，适于数据通信。 缺点：时延较大，“分组”（或“打包”）的过程比较
复杂，丢包服务质量无保证。
三、计算机网络的产生与发展
1)多用户分时系统，微机
哑终端 虚拟机
主机
T
T
T
T
终端－计算机网络模型
虚实概念
If it's there and you can see it It's REAL If it's there and you can't see it It's
二、计算机网络基本原理
平时常接触的网络
计算机网（局域网，因特网）
计算机和通信技术结合的产物 共享资源
公共交换电话网（Public Switched Telephone Network，PSTN）
有线电视网 电网
电路交换
最早的交换方式，源自电话系统。 建立电路交换的过程：（以打电话为例） 建立链路（象拨打电话并接通，通信的两端接通，便拥有一条实
是一种可以在网络环境中以客户和服务器模式工作的 多功能操作系统。
支持域管理，提供对网络资源管理的一整套解决方案
Unix操作系统
Unix
催生了计算机辅助制造，制造控制系统，实验室模拟和因特网 起源于上个世纪70年代贝尔实验室， 71年用C代码重写 众多版本（没有当今网络，各不相同） 加州大学伯克利分校计算机系统研究小组（CSRG）使用Unix对操作
计算机网络技术基础复习资料
计算机网络技术基础复习资料第一章计算机网络基本概念1、什么是计算机网络？答：计算机网络是利用通信设备和通信线路将分布在不同地点、功能独立的多个计算机系统互联起来，有功能完善的网络软件从而实现网络中资源共享和信息传递的系统。
2、计算机网络的功能中最重要的功能是资源共享。
网络资源有三种：硬件、软件、数据。
3、一个计算机网络由通信子网和资源子网构成。
4、通信子网：由网络节点和通信链路组成，承担计算机网络中数据传输、交换、加工和变换等通信处理工作。
5、资源子网：提供资源的计算机和申请资源的终端共同构成。
6、计算机网络的发展分为哪三个阶段？答：第一阶段：面向终端的单级计算机网络；第二阶段：计算机对计算机的网络；第三阶段：网际网阶段；第四阶段：开放式网格化计算机网络；7、计算机网络拓扑类型有哪些，各有什么特点？答：计算机网络的拓扑结构有：星型、树型、网状型、环型、总线型和无线型；星型：由一个根结点和若干个叶节点构成，结构简单、易于实现和便于管理，缺点：一旦中心结点出现故障就会造成全网瘫痪。
树型：只有一个根节点，其他节点有且只有一个父节点；缺点：不能在相邻或同层节点之间进行传递数据。
网状型：至少有一个以上的根节点，至少有一个以上的父节点；优点：一条线路发生故障不会影响正常通信；缺点：构造复杂，不便于维护。
环型：所有节点通过通信线路连成了一个环，每个节点有且只有一个父节点和子节点，不存在根节点；优点：每个站点所获得的时间是相等的，比较公平；缺点：有一个节点发生故障其它节点就不能通信。
总线型：总线型结构是只有叶节点没有根节点的拓扑类型，优点：结构简单，易于实现，易于扩展和可靠性好；缺点：每个站点数据的发出是“随机竞争型”的，最大等待时间不确定。
无线型：优点：不需好通信线路，节约成本；缺点：抗干扰能力差，不适合远距离传输。
8、计算机网络按照地理分布范围的大小分为：局域网，城域网，广域网三类。
根据传输技术分为广播式网络和点到点网络。
第一章计算机网络基础
是从总线结构演变而来，形状象一棵倒置的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可以延伸出子分支。
5) 星型环结构（Mesh）
是将星型结构和环型结构混合起来的一种结构。
3. 按网络协议分：
1) 以太网Ethernet，使用IEEE802.3标准协议（采用总线型、星型拓扑）
3) 城域网MAN（Metropolitan Area Network）
覆盖范围介于局域网和广域网之间，一般为覆盖一个城市的网络。
2. 按网络的拓朴结构分：
拓朴结构：指的是网络上的计算机、电缆和别的部件的布局或物理连接
三种基本的拓朴结构：总线型、环型、星型
1) 总线结构（Bus）
采用单根传输线（同轴电缆）作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质或称总线上。电子信号形式的网络数据被发送到网络上所有的计算机，只有地址与最初地址相匹配的计算机才能接收信息。一个时刻只有一个计算机发送数据。
查询资料、网上学术交流；网上学校、远程教学
2. 网络在企事业单位中的应用
实现办公自动化，信息资源共享，家庭办公，异地办公，无纸办公。
3. 网络在商业上的应用
电子资料交换EDI、电子商务、网上商店
1.5 计算机网络的分类
1. 按覆盖范围分：
1) 局域网LAN（Local Area Network）
1972年，美国，Xerox公司，Ethernet网（以太网）技术，局域网技术成熟。
缺点：自行研制、没有标准、难以互联
3. 第三代计算机网络---计算机网络互联阶段
1984年，ISO（国际标准化组织）公布了OSI系统（Open System Interconnection开放系统互联模式），使各种不同的网络之间互联、互相通信成为可能，实现了更大范围内的计算机资源共享。
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具体实施方案等。 有法定或指定的工程负责人，并有完善的组织实施机构，如项目经理，承包商、领导小组或指挥
定工作方案和系统集成，从头至尾负责工程的组织实施。
2．网络工程的组织机构
对所有的网络工程进行抽象，归纳出一种通用的组织机构为三方结构，分别是工程投资方（甲 方）、工程承建方（乙方）和工程监理方。这三方的基本关系如图所示。
工程目标 工程承建方
工程投资方
技术咨询
需求分析
工程咨询
工程监督
工程说明
工程报告 工程监理方
商以及工业界、政府和用户利益，在提高美国制造商的竞争力方面起到了重要的作用。 （5）IEEE。电气和电子工程师协会（IEEE）由1963年美国电气工程师学会（AIEE）和美国无线电工
程师学会（IRE）合并开发的，是美国规模最大的专业学会。
1.2.2 OSI/RM参考模型
1．分层原则 ISO将整个通信功能划分为7个层次,分层原则如下： 网络中各结点都有相同的层次。 不同结点的同等层具有相同的功能。 同一结点内相邻层之间通过接口通信。 每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务。 不同结点的同等层按照协议实现同等层之间的通信。 2．OSI/RM参考模型
1.1.2 网络工程的基本概念
1．工程的含义及特点 广义的工程，就是有一个明确的目标、有具体的开始和结束时间，在指定的组织领导下，按计划进行
的工作。 工程是一个比较大的工作，与其他一般的日常工作比较，工程具有如下几个特点。 有明确的目标，并且这个目标在工程进行的过程中不能随意更改。 有明确的开始时间和结束时间。当工程目标已经实现，或因工程目标不能实现而工程被终止时，
部（或代建指挥部）等。 有客观的监ห้องสมุดไป่ตู้措施和一套有效的验收标准。
2．网络工程的含义
网络工程是工程的一个子概念，是一门综合学科，涉及系统论、控制论、管理学、计算机技术、 网络技术、数据库技术和软件工程等领域。
网络工程是研究网络系统的规划、设计与管理的工程科学，要求工程技术人员根据既定的目标， 严格依照行业规范，制定网络建设的方案，协助工程招投标、设计、实施、管理与维护等活动。
计算机网络技术的发展速度与应用的广泛程度是惊人的。计算机网络从形成、发展到广泛 应用大致经历了近四十年的历史。纵观计算机网络的形成与发展历史，大致可以将它划分为 四个阶段。 （1）终端计算机网络。 （2）计算机－计算机网络。 （3）开放式标准化网络。 （4）网络计算机的新时代。
2．网络工程的产生
企业网络规模越来越大、内部环节越来越多、功能要求越来越复杂。所有这些问题，远不是 企业或政府部门内部IT专业技术人员所能应付得了的。因此，网络工程系统集成商就在这样背 景下被提出来。 3．网络工程的发展特点 （1）软件和服务成为集成厂商竞争的焦点。 （2）硬件简约与突出软件价值的趋势。 （3）网络工程集成方式向多业务基于因特网的架构转变。 （4）网络工程系统集成主要朝着互联和高速的方向发展。
简单地说，网络工程就是组建计算机网络的工作，凡与组建计算机网络有关的事情都可以归纳 在计算机网络工程中。网络工程实质上是将工程化的技术和方法应用于计算机网络系统中。即 系统地、规范地、可度量地进行计算机网络系统的设计、构造和维护的全过程。
3．网络系统集成的定义
网络系统集成，是以用户的应用需求和资金规模为出发点，综合应用计算机和网络技术，选择各 种软硬件产品，经过相关人员的集成设计、安装调试、应用开发等大量技术性工作和管理及商务工 作，使集成后的系统成为能够满足用户的实际工作要求、具有良好的性能和合理价格的计算机网络 系统。 4．网络工程的内容和目标 通常，网络工程的内容包括如下四个方面。 网络规划与设计。对计划建设的网络系统的类型规模、体系结构、硬件与软件、管理与安全等方面 提出一套完整的技术方案和实施方案。 网络硬件系统建设。主要包括计算机设备、网络设备和布线系统等硬件的集成。 网络软件系统建设。主要包括网络操作系统、工作站操作系统通信及协议软件、数据库管理系统、 网络应用软件和开发工具软件等的选择与安装。 网络安全管理建设。主要包括网络管理与安全体系以及相应软件系统的组建。 网络工程的目标，就是工程的建设方（业主或投资方）和施工方（系统集成商或承包商），要在遵 守国家相关法律、法规，遵循国家标准和国际标准的前提下，完成网络工程的规划、设计、施工和 验收等工作。
专家咨询
1. 2 计算机网络体系结构
1.2.1 网络体系结构的基本知识 1．网络体系结构 网络体系是为了完成计算机间的通信合作，把每台计算机互连的功能划分成有明确定义的层 次，并规定了同层次进程通信的协议及相邻之间的接口及服务。网络体系结构是指用分层研 究方法定义的网络各层的功能，各层协议和接口的集合。
计算机信息及网络安全系列
网络工程实战详解 张敏波 等编著
中国水利水电出版社
第1章 计算机网络工程基础
【本章要点】 ● 网络工程基本概念 ● 网络体系结构及功能 ● 常用的网络拓扑结构功能及选型 ● 网络工程体系结构 ● 网络工程中常用的主要网络技术
1.1 网络工程概述
1.1.1 网络工程的产生与发展 1．计算机网络的发展历史
1.1.3 网络工程的组织方式和组织机构
1．网络工程的组织方式 一般来说，网络工程的组织方式大体有两种。 政府机关统一实施的工程，一般指定主管领导，具体负责人，并成立相应的工程管理机构
（或项目领导小组），自上而下开展实施。 公司（或信息技术中心）承建的具体工程，一般采用项目经理制，由项目经理招聘人员，制
2．标准的网络体系结构
标准计算机网络体系结构有： （1）ISO。国际标准化组织（ISO）是一个全球性的政府组织，是国际标准化领域中一个十分重要的
组织。 （2）ITU。国际电信联盟（ITU），1865年成立于美国巴黎，1947年成为联合国的一部分，成员来自
于188个国家，总部设在瑞士日内瓦。 （3）TIA。美国通信工业协会（TIA）是一个全方位的服务性国家贸易组织。 （4）EIA。美国电子工业协会（EIA）广泛代表了设计生产电子元件、部件、通信系统和设备的制造