计算机网络基础教程-第1章_计算机网络概述
计算机网络教程课件第1章
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2.网络的网络
理解网络、互联网（互连网）和因特网
网络：由若干结点（node）和连接这些结点的 链路（link）组成。
互联网：“网络的网络”（network of networks）。
因特网：世界上最大的互连网。
（1）分组交换的概念
电路交换的特点
数据交换前需建立起一条从发端到收端的物 理通路；
在数据交换的全部时间内用户始终占用端到 端的固定传输信道；
交换双方可实时进行数据交换而不会存在任 何延迟。
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（1）分组交换的概念
电路交换存在的问题
计算机之间的数据交换往往具有突发性和间歇性特征， 而对电路交换而言，用户支付的费用则是按用户占用 线路的时间来收费的。
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（1）客户服务器方式
客户(client)和服务器(server)都是指通信中 所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被 服务的关系。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。 客户软件的特点、服务器软件的特点。
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（1）客户服务器方式
运行客户端程序的主机
A
客户
①发出请求 ②给予响应 因特网的核心
20世纪70年代：网络体系结构与协议标准化的研究
第四阶段：Internet的广泛应用
20世纪90年代
5
第一个阶段：以主机为中心
背景：
1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC 诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的 联系；
20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国 半自动地面防空系统（SAGE）的研究开始了 计算机技术与通信技术相结合的尝试。
计算机网络技术基础--第1章 计算机网络概述
计算机网络技术基础--第1章计算机网络概述计算机网络技术基础第 1 章计算机网络概述在当今数字化的时代，计算机网络已经成为了我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们日常的在线购物、社交媒体交流，到企业的信息化管理和全球范围内的科学研究合作，计算机网络都发挥着至关重要的作用。
那么，究竟什么是计算机网络呢？让我们一起来揭开它神秘的面纱。
计算机网络，简单来说，就是将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
为了更好地理解计算机网络，我们先来了解一下它的发展历程。
计算机网络的发展可以追溯到 20 世纪 50 年代，当时美国为了实现军事指挥的自动化，建立了世界上第一个计算机网络——SAGE 系统。
这个系统虽然还比较简单，但为后来计算机网络的发展奠定了基础。
在 20 世纪 60 年代，随着计算机技术的不断进步，出现了以分组交换技术为核心的 ARPANET 网络。
这是现代计算机网络的雏形，它采用了分布式的控制结构，实现了资源的共享和信息的交换。
到了 20 世纪 70 年代和 80 年代，计算机网络得到了迅速的发展。
出现了各种不同类型的网络，如局域网（LAN）、广域网（WAN）等。
同时，网络协议也不断完善，如 TCP/IP 协议的出现，使得不同类型的网络能够相互连接，形成了一个全球性的互联网。
进入21 世纪，计算机网络的发展更是日新月异。
随着移动互联网、云计算、大数据等技术的兴起，计算机网络的应用范围不断扩大，对人们的生活和社会的发展产生了深远的影响。
计算机网络的分类方式有很多种。
按照覆盖范围的大小，可以分为局域网、城域网和广域网。
局域网通常覆盖一个较小的区域，如一个办公室、一栋教学楼或一个工厂。
城域网的覆盖范围一般是一个城市，而广域网则可以覆盖全球范围。
从网络的拓扑结构来看，常见的有总线型、星型、环型、树型和网状型等。
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
01 计算机网络 第一章 计算机网络概述 PPT课件
表1-1
因特网的发展情况概况
网 络 数 主 机 数 用 户 数 管理机构数
1980
10
102
102
100
1990
103
105
106
101
2000
105
107
108
102
2005
106
108
109
103
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由于因特网存在着技术上和功能上的 不足，加上用户数量猛增，使得现有的因 特网不堪重负。 “下一代因特网计划”， 即“NGI计划” (Next Generation Internet Initiative)。
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以大写字母I开始的的Internet（因特 网）则是一个专用名词，它指当前全球最 大的、开放的、由众多网络相互连接而成 的特定计算机网络，它采用TCP/IP族作为 通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。
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第二阶段的特点是建成了三级结构的 因特网。分为主干网、地区网和校园网 （或企业网）。
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1.2.3 关于因特网的标准化 工作
1992年，因特网不再归美国政府管辖， 因此成立了一个国际性组织叫做因特网协 会ISOC (Internet Society)，以便对因特 网进行全面管理以及在世界范围内促进其 发展和使用。
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ISOC下面有一个技术组织叫做因特网 体 系 结 构 研 究 委 员 会 IAB (Internet Architecture Board)，负责管理因特网有 关协议的开发。IAB下面又设有两个工程部。
（1）因特网草案(Internet Draft)。 （2）建议标准(Proposed Standard)。 （3）草案标准(Draft Standard)。 （4）因特网标准(Internet Standard)。
计算机网络技术基础教程
计算机网络技术基础教程计算机网络技术基础教程第一章：计算机网络概述1.1 网络的定义与分类1.2 计算机网络的发展历程1.3 网络的基本组成与功能第二章：网络通信基础2.1 信号与信道2.2 数据传输方式2.3 编码与调制2.4 数字化通信系统2.5 模拟化与数字化通信系统的对比第三章：计算机网络体系结构3.1 OSI参考模型3.1.1 物理层3.1.2 数据链路层3.1.3 网络层3.1.4 传输层3.1.5 会话层3.1.6 表示层3.1.7 应用层3.2 TCP/IP参考模型3.2.1 网络接口层 3.2.2 网际层3.2.3 传输层3.2.4 应用层第四章：物理层4.1 数据通信4.2 传输介质4.3 基带与宽带传输4.4 信道复用技术4.5 传输介质的调制解调第五章：数据链路层5.1 帧与帧同步5.2 解决信道错误与丢失5.3 链路管理与控制5.4 介质访问控制5.5 局域网与广域网第六章：网络层6.1 数据包的传输与交换6.2 路由选择与转发6.3 网络互联与互联网6.4 IPv4与IPv66.5 网络地质转换（NAT）与端口地质转换（PAT）第七章：传输层7.1 传输层的任务与功能7.2 TCP协议7.3 UDP协议7.4 可靠数据传输与流量控制7.5 拥塞控制8.1 常见应用协议8.1.1 HTTP协议8.1.2 FTP协议8.1.3 SMTP协议8.1.4 DNS协议8.2 网络安全与应用层协议 8.2.1 SSL/TLS协议8.2.2 SSH协议8.2.3 IPsec协议第九章：网络管理与安全9.1 网络管理概述9.2 管理协议9.3 网络故障诊断与管理 9.4 网络性能优化9.5 网络安全基础9.6 防火墙与入侵检测系统10.1 附录A：网络设备常用命令及示例10.2 附录B：常用网络工具介绍10.3 附录C：常用网络术语解释本文档涉及附件：附件A: 网络设备常用命令及示例附件B: 常用网络工具介绍附件C: 常用网络术语解释本文所涉及的法律名词及注释：1、OSI参考模型 - OSI（Open Systems Interconnection）是由国际标准化组织（ISO）制定的一个网络架构，用于指导计算机网络的设计和实现。
计算机网络技术基础教程-第一讲
计算机网络技术基础教程-第一讲计算机网络技术基础教程-第一讲第一章网络基础概念1.1 计算机网络的定义与分类计算机网络的定义计算机网络的分类- 局域网（LAN）- 城域网（MAN）- 广域网（WAN）- 互联网（Internet）1.2 网络协议与网络体系结构网络协议的定义与作用网络体系结构的分类- OSI参考模型- TCP/IP参考模型1.3 网络拓扑结构星型拓扑环形拓扑总线拓扑树型拓扑网状拓扑第二章物理层2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本要素电信号与数据信号2.2 信息的编码数字信号的编码模拟信号的采样和量化2.3 传输介质与传输方式常用的传输介质常用的传输方式- 单工传输- 半双工传输- 全双工传输2.4 调制与解调调制的概念与分类解调的概念与分类第三章数据链路层3.1 帧的概念与结构帧的定义帧的结构- 帧起始标志- 地质字段- 控制字段- 数据字段- 帧检验序列3.2 数据链路的控制流程数据链路的建立与终止数据链路的数据传输控制3.3 差错检测与纠正奇偶校验循环冗余校验（CRC）3.4 流量控制与可靠传输机制流量控制的定义与分类可靠传输机制的原理与实现第四章网络层4.1 IP协议与路由IP协议的功能与特点路由的定义与分类4.2 网际协议IPv4IPv4的地质分配与分类IPv4的分组格式与传输4.3 网际协议IPv6IPv6的地质分配与分类IPv6的分组格式与传输4.4 子网划分与子网掩码子网划分的概念与目的子网掩码的定义与使用法律名词及注释：1、OSI参考模型：国际标准化组织制定的网络体系结构模型，将计算机网络通信过程分为七个层次，每个层次负责特定的功能。
2、TCP/IP参考模型：基于TCP/IP协议族的网络体系结构模型，将计算机网络通信过程分为四个层次，分别为网络接口层、网络层、传输层和应用层。
3、CRC：循环冗余校验是一种常用的差错检测方法，通过将数据与一个多项式做模运算来计算校验值，通过接收端对接收到的数据与校验值进行再次计算，判断是否存在差错。
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
计算机网络基础ppt精选全文
总线型
计
算 机
星状
网
络
环状
拓
扑 结
树状
构
网状
1.3 计算机网络体系结构
1．OSI / RM开放系统互连参考模型
• 为了实现不同制造商的计算机产品之间进行相互通信， 20 世纪70年代后期，国际标准化组织ISO和国际电报电话咨询 委员会CCITT共同制定了开放系统互联参考模型OSI/RM （Open System Interconnection/Reference Model）， 也就是七层网络通信模型，通常称为OSI七层模型，它的颁 布促使所有的计算机网络走向标准化，从而具备了开放和互 联的条件，即只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世 界上任何地方、遵循同样标准的其他系统进行通信。
1.4 数据通信基础知识
2．数据通信系统主要技术指标
• 信号传输速率：是指单位时间内通过信道传输的码元个数，也称码元 速率、调制速率或波特率，单位是波特（Baud）。信号传输速率的计 算公式是B=1/ T（Baud），其中T为信号码元的宽度，单位为秒。波 特率与比特率的关系为：
S=Blog2N (bps)或B=S/log2N (Baud)
资源共享，消除资源孤岛 协同工作 通用开放标准 动态功能，高度可扩展性
1.5 计算机网络新技术
5、IPv6
• IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联 网协议”。目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），IPv6正处在不断发 展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。与 IPv4相比，IPv6具有以下几个优势：
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集线器
公用电话网
CCP或FEP
利用集线器的结构示意图
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主机
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，它由提供资
源的主机和请求资源的终
主机
端组成。资源子网的任务
4
1.1.1计算机网络产生的历史背景
从1947年杜鲁门上台标志冷战正式开始到 1991年“华约”解散和苏联解体正式结束 共经历了44年时间。
5
1.1.1 SAGE（赛其）系统示意图
发现敌 情报告 控制中 心
战机 拦截
导弹 拦截
根据情况 高炮 做出选择 拦截
6
1.1.1计算机网络的雏形(SAGE赛其)
1、远程联机阶段 为了共享主机资源和信息采集以及综合处理，用一台计算
机与多台用户终端相连，用户通过终端命令以交互方式使用计 算机，人们把它称为远程联机系统。
⑴ 前端处理机结构：前端处理机（FEP）用来专门负责通信 工作，实现数据处理与通信控制的分工，发挥了中心计算机的 数据处理能力。前端处理机的结构如图1-1所示。
计算机网络的发展
计算机网络的定义
计算机网络 的基本概念
计算机网络的功能
计算机网络的特点
计 算 机
计算机网络 的结构组成
计算机网络的应用 按覆盖范围分类
网络的逻辑结构 网络的拓扑结构 网络软件的组成
网 络
计算机网络的 分类
按传播方式分类 按传输介质分类
网络硬件的组成
概
网络技术的发
述
展趋势
按传输技术分类 国际组织与机构
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1.1.1Internet的前身ARPAnet
计算机网络诞生于20世纪60年代，美苏冷战期间，美国国防部领 导的远景研究规划局ARPA提出要研制一种崭新的网络对付来自前 苏联的核攻击威胁。
8
1.1.1ARPAnet如何发展成Internet(一)
9
1.1.1ARPAnet如何发展成Internet(二)
终端
Modem Modem
公用电话网
Modem
CCP或FEP
图 1-1 利用前端处理机的结构示意图
主机
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
⑵ 调制解调器：由于计算机和远程终端发出的信号都是数 字信号，而公用电话线路只能传输模拟信号，所以在传输钱 必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话线 上传送的模拟信号,传输后再将模拟信号转换成数字信号。利 用调制解调器的结构如下图所示。
20世纪50年代，美国为了自身的安全，在美国本土北部和加拿大 境内，建立了一个半自动地面防空系统，简称SAGE系统。译成 中文叫赛其系统。通过通信线路连接防区内各雷达观测站、机场 、防空导弹和高射炮阵地，形成联机计算机系统。由计算机程序 辅助指挥员决策，自动引导飞机和导弹进行拦截。SAGE系统最 早采用了人机交互的显示器，研制了小型计算机形式的前端处理 器，制订了数据通讯的最初规程，并提供了多种路径选择算法。 这个系统于1963年建成，被认为是计算机技术和通信技术结合的 先驱。 产生两个技术基础：一个是人机交互，另一个是设备之间的数据 交换。
1974年,IBM公司 公布了它研制的 系统网络体系结 构。随后DGE公 司宣布了自己的 数字网络体系结 构,1976年 UNIVAC宣布了该 公司的分布式通 信体系结构。
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
计算机网络从20世纪60年代开始发展至今,经历了从简 单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通 信演变到计算机与计算机之间的直接通信.
发展经历的4个阶段
远程联机 多机互联
阶段
网络阶段
标准化网 互联与高速 络阶段 网络阶段
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
要求
了解: 计算机网络的发展过程与发展趋势。 熟悉: 计算机网络的功能、定义、分类。 掌握: 计算机网络的拓扑结构、逻辑结构和组成结
构等。
1
本章内容
§1.1 计算机网络的基本概念 §1.2 计算机网络的结构组成 §1.3 计算机网络的分类 §1.4 网络技术的发展趋势
§1.5 标准化组织与机构
2
知识结构
主机
CCP CCP
是负责全网的信息处理。
(2)通信子网：是计算 机网络的内层，它的主要 任务是将各种计算机互连
CCP
主机
通信子网
CCP
CCP
主机
资源子网
起来完成数据传输、交换 和通信处理。
图 1-2 资源子网和通信子网示意图
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
3、标准化网络阶段
20世纪70年代， 计算机网络大都采 用直接通信方式。 1972年后，以太 网LAN、MAN、 WAN迅速发展， 各个计算机生产商 纷纷发展各自的网 络系统，制定自己 的网络技术标准。
现在，计算机网络的应用遍布全世界及各个领域，并 已成为人们社会生活中不可缺少的重要组成部分。从某种 意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的 计算机科学和通信技术的水平，也是衡量其国力及现代化 程度的重要标志之一。
那么，计算机网络涉及到哪些基本概念、知识和技术呢 ？这就是本章所要讨论的问题。
公用电话网
LC
终端 Modem
Modem
利用调制解调器的结构示意图
主机
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
⑶ 集线器结构：把终端发来的信息收集起来，并把用户的作 业信息存人集中器中,然后再用高速线路将数据信息传给前端处 理机，最后提交给主机。
远程联机系统的特点是系统中只有一个计算机处理中心， 各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源，因此， 主计算机负担过重，终端独占线路，资源利用率低。
计算机网络支撑技术 计算机网络的关键技术 计算机网络的研究热点
标准化组织与
美国组织与机构
机构
欧洲组织与机构
中国国家3标准局
§1.1 计算机网络的基本概念
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它 的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社会 发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会 的进步做出了巨大贡献。
第1章 计算机网络概述
问题 原由
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物, 它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化。那么, 计算机网络涉及到哪些基本概念、基本知识和基本 技术呢？这就是本章所要讨论的问题。
教学 重点
本章重点讨论计算机网络的基本概念、计算机网络 的结构组成、计算机网络的分类、计算机网络技术 的发展趋势、标准化组织与机构等。