计算机网络概念

2-1计算机网络概念一、概念 定义：凡将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路 而连接起来，且以功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式及网络操作系统等） 实现 网络资源共享的系统，可统为计算机网络。人们使用网络主要是为了共享资源和进行在线通信。资源包括数据、应用程序和外 围设备。在线通信指发送E-mail （电子邮件）等。二、计算机网络的形成早在1952年，美国就建立了一套SAGE系统，SAGE系统的自重被誉为计算机通信 发展史上的里程碑。计算机网络的形成，大致可分为三个阶段：1 计算机终端网络2 计算机通信网络3 计算机网络六十年代末期，美国国防部高级研究计划局成功地开发了 ARPA网络，它是世界上 第一个以资源为主要目的的计算机网络。介绍三种网络的概念与区别三、计算机网络的分类 按通信距离分可得到广域网、城域网和局域网；（或广域网和局域网） 按信息交换方式分可得到电路交换网、分组交换网和综合交换网； 按网络拓扑结构分可得到星型网、树型网、环型网和总线网等； 按通信介质分可得到双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等； 按传输带宽分可得到基带网和宽带网。广域网（WAN）又称远程网，常常借用传统的公共传输（电报、电话）网来实现。 这就使广域网的数据传输率较低，错误较高。局域网（LAN）通常处在10km的范围内。具有较高的通频带宽，数据传输率高，数 据传输可靠，误码率低；局域网大多采用总线及环形拓扑结构。四、计算机网络的功能与服务1、 网络的基本功能资源共享功能 均衡负荷及分布处理功能 信息的快速传输和集中处理功能 综合信息服务的功能提高系统的性能价格比，维护方便，扩展灵活2、 网络的基本服务文件服务打印服务消息服务（消息服务的典型应用是网络电子邮件（E-mail）.应用服务数据库服务五、网络的结构 计算机网络是由计算机系统、数据通信系统和网络操作系统组成的有机整体。1、网络拓扑结构计算机网络的拓扑结构，按通信系统的传输方式可分为两大类：点对点传输结构和 广播传输结构。点对点传输结构的拓扑结构有星型、环型、树型和分布式。星型结构采用集中控制，中央节点就是控制中心。它的优点是增加节点时成本低， 缺点是中央节点设备出故障时，整个系统瘫痪，故可靠性较差。树型结构的优点是通信线路连接较简单，网络管理软件也不复杂，维护方便。缺点 是资源共享能力差，可靠性低，如主机出故障，则和该主机连接的终端均不能工作 环型结构各主计算机地位相等，网络中通信设备和线路比较节省。一个节点的故障 会引起全部网络的故障。广播式传输结构有：总线型和任意型。总线型结构就是将各个节点设备用一根总线挂接起来，易于网络的扩充。网络上的 某个节点发生故障时，对整个系统的影响很小。2、网络的组织方法A、对等网络：在对等网络中，各个节点都是平等的，没有专用的网络服务器 （服务提供者），通常，节点的主机既是客户机（服务请求者），又是服务器。B、基于服务器的网络六、计算机网络的发展3、高速网络技术（指100Mbps以上）如：FDDI、100BASE-T、ATM等。4、综合服务数据网 ISDN 技术是一种基于电信业的新型网络。七、英特网 Internet1969年美国开始建立全国性信息网ARPAnet；是英特网的起源。Internet网提供的服务主要有信息浏览（如：WWW）、电子邮件（E-mail）、文件传送（FAT 远程登录（Telnet）、电子新闻（Netmews）、信息发布（BBS）、交互式通信等。国内的 Internet 网（ 1） 中科院的科学技术网 CSTNET。（ 2） 国家教委的教育和科研网 CERNET。（ 3） 邮电部的 CHINANET。（4）电子部的金桥网 CHINAGBN。2-2数据通信基础与网络结构分层一、数据通信基础1、 传输速率：所谓数据传输速率是指每秒能传输构成代码比特数，单位为比特/秒 （ bps）。2、 传输介质：把介质分为两大类，一类是硬介质，如双绞线、同轴电缆、光缆；另 一类是软介质，即空间。常用的双绞线分屏蔽双绞线（STP）和无屏蔽双绞线（UTP）两大类。屏蔽双绞线的 抗干扰性好。同轴电缆有基带和宽带之分，宽带同轴电缆的传输性能要高于基带同轴电缆。二、网络结构的分层（一）协议 所谓协议是指在两台通信设备之间管理数据交换的一整套规则。任何一种通信协议 都包括三个级成部分：语法、语义和定时。协议的语法定义了怎样进行通信，它关系到 字的排列，协议的语义定义了什么是通信，它研究字的含义，或者说研究报文的每一部 分的含义。协议的定时关系到何时进行通信，例如同步和异传输。像计算机系统的多级层次体系结构一样，网络系统也按层或级的方式来组织，每一 层建立在它的下层之上。每一层的目的都是向它的上一层提供一定服务。（二）网络体系结构 在分层结构中，各层有各层的协议，层和协议的集合叫做网络体系结构。 OSI 协议模型 从低到高依次为：物理层，数据链路层，网络层，传送层，会话层，表示层，应用层。 信息是在七层网络上传输的过程：P43OSI 参考模型的第一至第三层属于通信子网的功能范畴，第五至第七层属于资源子 网的范畴，传送层起着衔接上下三层的作用。（三）OSI 模型各层的基本功能 物理层：是建立在通信介质基础上，实现系统和通信介质的物理接口，提供了一个节点内数据终端设备和数据通信设备之间的接口；它定义了机械特性、电气特性等。 数数据链路层：确定如何将物理层来的比特串组成帧；处理数据差错；调整帧的发送 速度等，既帧的形成，差错控制，流量控制，链路管理等。网络层：路由的选择、流量控制、拥塞控制网际互联等。它涉及的是将源端发出的 分组经各种途经送到目的端。传送层：是整个协议层次结构中最核心的一层，它定义传输地址、将数据分成小的 单元。会话层：只是确定流向表示层：进行数据的加密、文本的压缩等应用层：由用户程序的功能所组成。如文件传输、www、电子邮件都是应用层范围。2-3 TCP/IP协议结构及局域网技术一、 TCP/IP 协议结构介绍二、 TCP/IP 协议TCP/IP协议分为两大部分：一部分是传输控制协议（TCP），一部分是网际协议（IP）,TCP协议相当于OSI七层协议的传输层，IP协议相当于网络层IP 地址及与网掩码连接在Internet中心的每一台计算机都分配一个32位的唯一地址，此地址称为IP地 址，IP地址分为五类：AE类，目前使用的是AC类地址IP地址由三个字段组成，分别为类别字段、网络号码字段（net-id）、主机号码字段（Host-id）；或由两部分组成，分别为网络地址和主机地址A 类地址B类地址C 类地址0Net-idHost-id10110IP 地址基本结构为便于记忆使用，一般用4位十进制数字表示，并以“.”分隔A类IP地址最大网络数共126个，网络号码字段从1126B类IP地址最大网络数16382个，网络号码字段首字节从128191，最大主机数65534C类的网络号码字段首字节从192223，最大主机数254个注意：某些保留 IP 地址是不能使用的，如主机号码全为 0 表示该网络地址。 202 .205 .132.0主机号码全为1表示广播地址，如202.205.132.255全为0的IP地址0.0.0.0 全为 1 的 IP 地址 255。255。255。255网络号码为 127 的网络 课堂练习： 下列IP地址哪些是合法的？若是为哪一类IP地址10.2.1.1127.63.2.100201.265.10.6100.100.100.100191.1.1.255151.28.0.0三、局域网的特点与分类（类型）1 、 特点A、范围不超过10千米B、通信速率较高C、局域网和广域网都属于松藕合多机系统2、 分类A、局部地区网络（LAN）B、高速局域网络（HSLN）C、用户交换机局域网（PBX）四、局域网的组成局域网一般由传输介质及附属设备、网络适配器、网络服务器、用户工作站和网络 软件等组成。网络适配器就是网卡，网络适配器的缆线接头有BNC （细同轴电缆接口）、AUI （粗 同轴电缆接口）、RJ45 （10BASE-T双绞线）、T型插头等。网络软件包括网络协议、通信软件和网络操作系统等。五、介质访问控制方法和协议所谓介质访问控制方法，就是传输介质的访问方法。主要有：CSMA/CD方法，大多数用于总线型局部网络，工作原理是监听总线和碰撞检测。 令牌访问控制法：它即可以用于环形结构的网络也可以用于总线型结构的局部网络。计算机局域网协议标准802系列。主要包括CSMA/CD访问方法和协议（IEEE802.3）、 令牌总线网（IEEE802.4）、令牌环网（2EEE802。5）；以太网主要使用CSMA/CD访问方 法和协议，令牌环网属环型拓扑结构：以太网大多属总线型拓扑结构六、局域网络操作系统局域网络操作系统主要有 Novell 网的 NetWare、 Microsoft 公司的 Windows NT Server 和 IBM 公司的 LAN Server网络操作系统的特征：开放性、一致性、透明性（分别讲解）七、网络互连设备1线缆及接口器常用网络连接线缆包括双绞线，同轴电缆和光缆，接口器（连接器）常使用T型连 接器（同轴电缆），RJ-11和RJ-45非屏蔽双绞线连接器。DB-9接口，DB-5接口。