第二章 计算机网络基础

主机－主机网络的演变
演变阶段1
通信任务从主机中分离， 由通信控制处理机（CCP） 完成 CCP：(Communication Control Processor)处理主 机之间完成通信任务的 专用计算机
T
HOST
CCP
T
CCP
CCP
T
HOST
HOST
T
T
9
T
T
T
两层网络概念的出现
计算机网络与分布式计算机系统
分布式计算机系统
在分布式OS统一调度下，各计算机协调工作，共同完成一项任务，如并行 计算。 用户面对的是一台逻辑上的计算机，组成分布式系统的各计算机怎样协同 工作，对用户透明。 用途主要是科学计算和事务处理。
计算机网络

非协调性的；对某一任务而言 松散耦合的； 各计算机对用户非透明，用户必须指定资源的位臵； 用途主要是资源共享。
23
1. 计算机网络与多终端计算机系统的区别 共享性： 计算机网络共享网络中所有资源 终端共享中心计算机资源 并行性： 网络中的计算机具有自治性。 终端在某一时刻不具有并行性。 2. 计算机网络和通信系统的区别 通信系统只能进行数据传输无法共享软、硬件
3. 计算机网络与分布式计算机系统的区别 共同点：都具有通信和资源共享的功能 区别： 分布式操作系统与网络操作系统的设计思想、结构、工 作方式和功能差别很大。
通信链路：信息传输的通道
物理：传输介质 ； 有线： 同轴电缆、光纤、双绞线； 无线：微波、无线电、红外线 逻辑：信道 类比——CATV的电缆和频道之间的关系
19
计算机网络系统的软件构成
软件
通信软件（网络协议软件） 网络操作系统 网络管理/安全控制软件、网络应用软件
20
2.以通信子网为中心的主机互联
特征
多个终端主机系统互联，形成了多主机互联网络 网络结构从“主机－终端” 转变为“主机－主机”
T T T T HOST
通信线路
T
HOSTTຫໍສະໝຸດ HOST TTTT
通讯子网与资源子网
通讯子网：也称数据传输系统，其主要任务是实现不 同数据终端设备之间的数据传输。 资源子网：也称数据处理系统，它包括拥有资源的用 户主机和请求资源的用户终端。 子网的概念一般用于广域网
1. 客户机/服务器网络 Client/Server C/S结构 2. 对等网络 Peer to Peer P2P结构
按传输技术分类
点对点传输方式的网络：由一对对机器间的多条传输链路
构成。
– 信源与信宿之间的通信需经过一台和多台中间设备进行传输。 – 网状、环形、树形、星形
广播式网络：一台计算机发送的信息可被网络上所有的计 算机接收。
13
网络体系结构标准化过程的演变
厂商标准：IBM-SNA，DEC-DNA等
缺点：适用范围：兼容性？
技术垄断：竞争？ 标准不统一：用户利益？
国际标准（ISO OSI/RM）
Open System Interconnection/Recommended Model(开放系统互联 参考模型，简称OSI参考模型) OSI参考模型是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框 架：7个层次 只说明了做什么（What to do），而未规定怎样做（How to do） 太复杂，几乎没有与之完全符合的网络
16
归纳与综合
自治：能独立运行，不依赖于其他计算机 “主控－从属”类型的系统是计算机网络吗？ “主机－终端”系统（第一代网络）呢？ 互连：以任何可能的通信连接方式 有线方式：铜线、光纤 无线方式：红外、无线电（微波）、卫星 协议：网络中个节点之间相互通信，需要有某些约定和规则， 这些约定和规则的集合就是协议。 共享：计算机网络以实现数据通信和网络资源共享为目的。
由CCP组成的传输网络——通信子网，提供信息传输服务 建立在通信子网基础上的主机集合——资源子网，提供计算资 源
T
HOST
T
T
T
CCP
T
CCP
T
HOST
T
HOST
通信子网
CCP
10
T
T
两层网络的概念结构
H 在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务
C
H H C H C
通信子网
H 资源子网
计算机网络产生始于20世纪50年代，产生的原因：
资源共享的需求（计算能力、外设、软件、数据） 大型项目的合作（进行工程项目协作） 人与人之间的信息沟通（数据通信）
三个阶段
从体系结构来观察，计算机网络的发展可 分为三个阶段（三代网络）：
1. 以主机为中心的联机终端系统
“计算机－终端”系统
32
按传输介质分类
有线网 采用如同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质来 传输数据的网络 无线网
采用卫星、微波等无线形式来传输数据的网络。
33
按通信速率分类
低速网 网上数据传输速率在300b/s～1.4Mb/s之间的系统。这种系统通 常是借助调制解调器利用电话网来实现的。 中速网 网上数据传输速率在1.5Mb/s～45Mb/s之间的系统。这种系统主 要是传统的数字式公用数据网。 高速网 网上数据传输速率在50Mb/s ～1000Mb/s之间的系统。信息高速 公路的数据传输速率会更高。
按使用用户分类
公用网
公用网又称公众网。对所有的人来说，只要符合 网络拥有者的要求就能使用这个网，也就是说它 是为全社会所有的人提供服务的网络。
专用网
专用网为一个或几个部门所拥有，它只为拥有者 提供服务，这种网络不向拥有者以外的人提供服 务。
按信息处理和控制的方式
总线型、无线（微波、卫星）
局域网络通常使用广播方式，广域网络通常使用点对点方式 (也有例外)。
31
广播式网络与广播操作
广播式网络：指发送到网络中的分组能够被所有网 络节点收到，其分组中的地址是网络中的某个节点 的地址，在广播式网络中由Host(宿主机）判别收到 的分组是否是发给自己的。是则接收，否则丢弃。 广播操作：将分组发送到网络上的所有网络节点。 其分组中的地址是所有机器
第二章 计算机网络基础
本章要点

计算机网络的基本概念 计算机网络的分类方法 数据通信系统的主要技术指标 局域网的概念和基本组成、主要网路设备
第一节 计算机网络的产生与发展
早期的计算机应用模式——单机
大、中、小型机——庞大，昂贵，资源无法共享 分散的计算机构成了一个个的信息“孤岛”
一、计算机网络的定义
计算机网络就是 一些互相连接、自治的计算机的集合。 何谓“自治”：autonomous computer 自治排除了网络系统 中主从关系的可能 性。如果一台计算机可以强制地启动、停 止 或控制另一台计算机，则称这两台计算机之间具有主从关 系，从机就不是自治的。 注意： 面向终端的计算机通讯不符合此定义—联机系统 通常将具有“自治”功能的计算机称为Host（主机），在网 络中也称之为Node（节点） 网络中的节点不仅仅是计算机，还可以是其他通信设备。如： Hub，Router等
计算机 系统
通信网络
17
计算机 系统
二 计算机网络系统的组成
计算机网络系统由通讯子网和资源子网构成 通讯子网：负责数据传输 资源子网：提供资源 网络的构成元素—硬件与软件两方面
18
计算机网络系统的硬件构成
网络节点
端节点：通讯的源节点和目的节点 例如：计算机 中间节点：（又称转接节点）网络通讯过程中起控制作用和 转发数据作用的节点。如：交换机、集中器、复用器、路由 器、中继器
例子：飞机订票系统
缺点
HOST(航空公司总部) Terminals(订票点) 通信线路(电话线路)
改进
主机负荷重——数据处理＋通信 线路利用率低 集中控制方式，可靠性低 终端集中器(近/远距) 前端处理机（Front-End Processor, FEP），将通信任务从主机中 分离出来
四 计算机网络与其他类似系统的比较
终端分时系统
各终端分时占用主机资源 终端无计算能力，对主机的依赖性极强 通信主要采用异步串行连接（本地或远程）
多机系统
耦合度 -- 处理器之间连接的紧密程度。 距离、信号线数量。紧 耦合和松耦合 紧耦合：主机间通信多采用共享存储器、共享总线等（有的系 统也采用高速局域网）
计算机网络的系统资源
1）硬件资源 磁盘、显示器、打印机 2）软件资源 程序编译器、工具软件、系统软件 3）数据资源 most important 数据库、文件
21
三、计算机网络的功能
1. 资源共享 软件资源 和 硬件资源 2. 数据通信 实现不同地理位臵的数据传输 3. 分布式处理 三个方面：分布式输入、分布式计算、分布式输出 4. 综合信息服务 多媒体信息，综合信息发布平台
28
总线型拓扑
环形拓扑
按拓扑结构分类（三）
点对点
全连接
点到点全连接，连接数随节点 数的增长迅速增长（N(N－1)/2）， 使建造成本大大提高，只适用 于节点数很少的广域网中
不规则（网状）
全连接拓扑
点到点部分连接，多用于广域 网，由于连接的不完全性，需 要有交换节点
不规则拓扑
按网络的管理方式分类
2. 以通信子网为中心的主机互联
分组交换网络
3. 体系结构标准化网络
层次化结构，并对每层进行了精确定义
1.以主机为中心的联机终端系统
特征：终端(Terminal)共享主机 (Host)的软硬件资源