第一讲计算机网络基础知识

缺 点
容易受外界环境的干扰。
第一章 计算机网络基础知识
网络拓扑结构的选择
网络要易于安装,一旦安装好了,还要满足易于扩展的要求， 既要方便扩展，又要保护现有的系统，还要便于以后维护。 网络的可靠性更是考虑的重要因素，要易于故障诊断，易于 隔离故障，以使网络的主要部分仍能正常运行。 网络拓扑结构的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控 制方法的确定，这些因素又会影响到各个站点在网上的运行速度 和网络软硬件接口的复杂性。 所以，对网络拓扑结构的掌握和选择是组建网络中的第一要 素
树型拓扑结构
优 点
组网灵活，易于扩展。 可以延伸出很多分支和子 分支。线路总长度比星型 拓扑结构短，故它的成本 较低。 故障隔离容易。某一分支 的节点或线路发生故障， 很容易将这分支和整个系 统隔离开来。
缺 点
对根的依赖性太大， 如果根发生故障，则全网 不能正常工作，与星型结 构相似，结构较星型复杂。
《网络基础与Internet应用》
第一章 计算机网络基础知识
本课程学习目标
从应用的角度，在首先了解计算机网络的各方面基 础知识和Internet 的发展、理论基础以及掌握组建多类 局域网、连接入 Internet 的各种方法的情况下，而后 逐步讲解国际互联网 Internet 的多种实用技术。使学习 者掌握多种网络应用操作方法，具备全面的上网能力， 为适应在即将到来的真正的电子网络时代中进行高效率 学习、工作和生活打下良好的基础。
第一章 计算机网络基础知识
计算机网络的定义与功能
• 所谓计算机网络就是利用通信线路和通信设备将不同 地理位置的、具有独立功能的多个计算机系统或共享设备 互联起来，并配以功能完善的网络软件（即网络操作系统、 网络通信协议及信息交换方式等），使之实现资源共享、 互相通信和分布式处理的整个系统。
•
计算机网络的功能主要表现在以下三个方面：硬件资 源共享、软件资源共享和数据资源共享、用户之间的信息 交换。
光
纤
光纤是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质，一根光 缆中包含有多条光纤。 光纤利用有光脉冲信号表示 1 ，没有光脉冲来表示 0 。光 纤通信系统是由光端机、光纤（光缆）和光纤中继器组成。 光端机又分成光发送机和光接收机。而光中继器用来延伸光 纤或光缆的长度，防止光信号衰减。光发送机将电信号调制 成光信号，利用光发送机内的光源将调制好的光波导入光纤， 经光纤传送到光接收机。光接收机将光信号变换为电信号， 经放大、均衡判决等处理后送给接收方。
非导向媒体不使用物理导体来运输电磁波而使用无线电 通信。卫星通信、无线通信、红外线通信以及微波通信的信 息载体都属于非导向的无线传输媒体。
第一章 计算机网络基础知识
双绞线
组建局域网所用的双绞线由 4 对线（即 8 根线）组成，其 中每根线的材质有铜线和铜包的钢线两类。 一般来说，双绞线电缆中的8根线是成对使用的，而且每 一对都相互绞合在一起，绞合的目的是为了减少对相邻线的 电磁干扰。双绞线分为屏蔽双绞线（ STP ）和非屏蔽双绞线 （UTP）。 目前，在局域网中常用到的双绞线是非屏蔽双绞线 （UTP），它又分：3类、4类、5类、超5类、6类和7类。
第一章 计算机网络基础知识
计算机网络的拓扑结构
• 网络中各台计算机节点连接的形式和方法称为网络的拓扑结构。 计算机网络的拓扑结构主要有以下几种： 星型拓扑 环型拓扑 总线型拓扑
树型拓扑（总线型拓扑的变种）
混合型拓扑 网型拓扑
蜂窝状拓扑
第一章 计算机网络基础知识
星型拓扑
星型拓扑的各节点间 相互独立，每个节点均以
常规双绞线接法
错线双绞线接法
第一章 计算机网络基础知识
同轴电缆
同轴电缆的中央是铜质的芯线（单股的实心线或多股绞 合线），铜质的芯线外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层网状 编织的金属丝作外导体屏蔽层（可以是单股的），屏蔽层把电 线很好地包起来，再往外就是外包皮的保护塑料外层了 。
绝缘层 绝缘层
外导体屏蔽线 外导体屏蔽线
集线器
一条单独的线路与中央结
点相连，其连接图象闪光
的星。星型拓扑结构的中
心结点是由集线器或者是 交换机来承担的。
第一章 计算机网络基础知识
星型拓扑结构
优 点
某工作站出现故障或 单独与中心结点的线路 损坏时，不会对整个网 络造成大的影响，而仅 会影响该工作站。
缺 点
过分依赖中心结点。
线路太多，成本高。
拓扑结构相似。
环型拓扑是单方向传 输，适用于光纤，传输速 度高。
第一章 计算机网络基础知识
总线型拓扑
总线型拓扑结构采用
单根传输线作为传输介质， 所有的站点（包括工作站、 共享设备和文件服务器） 均通过相应的硬件接口直 接连接到这根传输介质或 称总线上，各工作站地位 平等，无中心结点控制。 总线型拓扑结构的总线大 都采用同轴电缆。
第一章 计算机网络基础知识
计算机网络的产生与发展
从20世纪50年代中期开始，以单个计算机为中 心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络，
称为第一代计算机网络。网络雏形
从 20世纪60年代中期开始进行主机互联，多个 独立的主计算机通过线路互联构成计算机网络，无 网络操作系统，只是通信网。60年代后期，ARPANET 网出现，称为第二代计算机网络。网络初级阶段
蜂窝状拓扑
蜂窝状拓扑结构是作为一种无线网络的拓扑结 构，结合无线点到点和点到多点的策略，将一个地 理区域划分成多个单元，每个单元代表整个网络的 一部分，在这个区域内有特定的连接设备，单元内 的设备与中央节点设备或集线器进行通信。 集线器在互联时，数据能跨越整个网络，提供 一个完整的网络结构。目前，随着无线网络的迅速 发展，蜂窝状拓扑结构得到了普遍应用。
第一章 计算机网络基础知识
总线型拓扑结构
优 点
结构简单，连接方便，易实现、易维护。易于 扩充，增加新的站点容易，仅需在总线的相应接入 点将工作站接入即可。 使用电缆较少，价格便宜，且安装容故障检测需 在网络上各个站点进行。 故障隔离困难。哪个站点出故障，只需简单地把 连接拆除即可。但如果传输介质有故障，则整个这段 总线要切断和变换。
网络的扩展容易。 结构简单，控制和诊断 方便。 访问协议简单。
第一章 计算机网络基础知识
环型拓扑
环型拓扑结构是由网络中若干 中继器使用电缆通过点到点的链路 首尾相连形成一个闭合的环。每个 站对环的使用权平等，都以同样的 速度串行地沿着一个方向在各节点 间传输数据。
令牌环 令牌环
第一章 计算机网络基础知识
第一章 计算机网络基础知识
树型拓扑
树型拓扑是总线型拓扑的扩展，是在总线型网络上加上分 支形成的。形状象一棵倒置的树，顶端有一个带有分支的根，每 个分支还可延伸出子分支。树型拓扑是一种分层结构，适用于分 级管理控制系统。
E B A C D F I
交换机 集线器 集线器
G H
第一章 计算机网络基础知识
中心是光传播的玻璃芯。光纤分为单模光纤和多模光纤 两类（所谓“模”是指以一定的角度进入光纤的一束光）。
第一章 计算机网络基础知识
光纤的特点
通信容量非常大； 抗电磁干扰性能好； 保密性好，无串音干扰； 信号衰减小，传输距离长； 抗化学腐蚀能力强。
正是由于光纤的数据传输率高（目前已达到1Gb/s），传输距离 远（无中继传输距离达几十至上百公里）的特点，所以在计算机网络 布线中得到了广泛地应用。目前光缆主要是用于交换机之间、集线器 之间的连接，但随着千兆位局域网应用的不断普及和光纤产品及其设 备价格的不断下降，光纤连接到桌面也成为网络发展的一个趋势。 光纤也存在一些缺点。光纤的切断和将两根光纤精确地连接所需要的 技术要求较高。
塑料保护外 塑料保护外层
层
导体铜芯线 内导体铜芯线
第一章 计算机网络基础知识
同轴电缆
常用于局域网的同轴电缆有二种： 一种是专门用在以太网环境中阻抗为50Ω的电缆， 只用于数字信号发送，称为基带同轴电缆； 另一种是用于频分多路复用FDM的模拟信号发送， 阻抗为75Ω的电缆，称为宽带同轴电缆。
第一章 计算机网络基础知识
第一章 计算机网络基础知识
网络中的传输媒体(介质)
传输媒体或者说传输介
质是通信网络中发送方和接
收方之间的物理通路。 计算机网络中采用的传 输媒体可分为有线和无线两 大类或说导向的和非导向的 无线传输媒体。
第一章 计算机网络基础知识
导向媒体在一个设备到另一个设备之间提供了一个导线管， 如双绞线、同轴电缆（有粗的和细的两种）和光纤。信号沿 着这些媒体中的任何一种传播，并一直处在该媒体的物理范 围之内。双绞线、同轴电缆和光纤是常用的三种有线传输媒 体。双绞线和同轴电缆使用金属（铜）导线，以电流的形式 接受和运输信号。光纤是玻璃或塑料的线缆，以光的形式接 受和运输信号。
第一章 计算机网络基础知识
混合型拓扑
将以上两种单 一拓扑结构类型混 合起来，综合两种 拓扑结构的优点可 以构成一种混合型 拓扑结构。常见的 有星型/总线拓扑 和星型环拓扑。
1 A
2
3
B
D 8 7
C
6
4 5
第一章 计算机网络基础知识
星型/总线拓扑用一条或多条总线 把多组设备连接起来，而相连的 每组设备本身又呈星型分布。对 于星型/总线拓扑，用户很容易配 置网络设备。
第一章 计算机网络基础知识
计算机网络的功能构成
1. 资源子网
资源子网提供访问的能力，资源子网由主计算机、终 端控制器、终端和计算机所能提供共享的软件资源和数据 源（如数据库和应用程序）构成。主计算机通过一条高速 多路复用线或一条通信链路连接到通信子网的结点上。
2. 通信子网
通信子网是由用作信息交换的结点计算机NC和通信线 路组成的独立的数据通信系统，它承担全网的数据传输、 转接、加工和变换等通信处理工作。