计算机网络概论ppt课件

计算机网络技术及应用 (第三版),1,侯 泽 民 办公室：科教中心225 手 机：18236963003 E-mail：imzemin,2,课程的性质与目的,在计算机及计算机网络普及的今天，我们每个人都需要了解计算机网络的相关知识 随着信息高速公路的建设，计算机网络的应用必将渗透到社会的各个方面，对人们的生活和工作产生深刻的影响 通过本课程的学习，使同学们能够较全面地了解计算机网络基本原理，掌握计算机网络的基本概念和局域网组网技术 培养实际动手能力，使同学们能够独立完成中小规模局域网的组建和管理，以适应未来工作要求,3,建议教材和参考书,教材 徐其兴. 计算机网络技术及应用（第二版）. 高等教育出版社，2004 参考书 谢希仁. 计算机网络（第5版）. 电子工业出版社，2007,4,本书章节分布,第1章 计算机网络概论 第2章 计算机网络体系结构 第3章 局域网组网技术 第4章 广域网组网技术 第5章 组建对等网 第6章 Windows Server 2003的安装与管理 第7章 用Windows Server 2003构建Intranet 第9章 用Linux构建Intranet 第10章 网络互连 第11章 组建无线局域网 第12章 Internet接入技术 第13章 网络安全与网络管理 第14章 局域网组建典型案例 第15章 网络新技术及其应用,5,第一章 计算机网络概论,本章主要内容 计算机网络的基本概念 数据传输介质 计算机网络的拓扑结构 结构化布线技术 计算机网络的应用 网络操作系统简介,6,1.1 计算机网络的基本概念,1 计算机网络的定义 从计算机与通信技术相结合的观点出发，人们把计算机网络定义为“以计算机之间传输信息为目的而连接起来，实现远程信息处理的系统”。 从强调资源共享的观点出发，计算机网络是“把地理上分散的资源，以能够相互共享资源的方式互连，且各自具备独立功能的计算机系统之集合体”。 从物理结构上看，将计算机网络定义为“在协议控制下，由若干计算机、终端设备、数据传输和通信处理机等组成的集合”。,7,1.1 计算机网络的基本概念,1 计算机网络的定义 综合上述观点，我们把计算机网络定义为：凡是将分布在不同地理位置并具有独立功能的多台计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件支持下，实现网络资源共享和数据传输为目的的系统，称为计算机网络。 可以从以下三个方面理解计算机网络的概念: 计算机网络是一个多机系统。 计算机网络是一个互连系统。 计算机网络是一个资源共享系统。,8,1.1 计算机网络的基本概念,2 计算机网络的形成与发展 纵观计算机网络的形成与发展历史，大致可以分为四个阶段，如下图所示：,终端网络,通信网络,OSI/RM网络,因 特 网,面向终端的计算机网络 计算机通信网络 开放式标准化网络体系结构的网络 计算机网络的互连、高速化阶段,9,第一代：面向终端的计算机网络,第一代计算机网络实际上是以单个计算机为中心的远程联机系统,10,第二代：计算机通信网络,第二代计算机网络是多台计算机通过通信线路互连为用户提供通信服务,11,第三代：开放式标准化网络体系结构的网络,第三代计算机网络是开放式标准化网络，它具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议。标准化使得不同的计算机能方便地互连在一起，标准化还将带来大规模生产、产品VLSI化和成本降低等一系列好处。 计算机网络是个非常复杂的系统，为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，ISO于1977年提出了一个标准框架，这就是著名的开放系统互连参考模型OSI/RM。,12,第四代：计算机网络的互连、高速化阶段,计算机网络向互连、高速、智能和全球化发展，并且迅速得到普及，实现了全球化的广泛应用。目前，世界上发展最快的网络是因特网。 由于因特网的巨大影响及成功运行，使各种网络都将采用Internet的TCP/IP协议，这就是所谓的统一IP网技术。,13,1.1 计算机网络的基本概念,3 计算机网络的功能 （1）资源共享：硬件、软件、数据 （2）数据通信 （3）提高系统的可靠性和可用性 （4）分布式处理,14,1.1 计算机网络的基本概念,4 计算机网络的分类,按网络的覆盖区域分：广域网、局域网和城域网 按信息交换方式分：电路交换网、报文交换网和分组交换网 按网络拓扑结构分：总线网、环型网和星型网 按通信介质分：双绞线网、光纤网、卫星网、微波网 按传输信号或传输方式分：基带网和宽带网 按通信传播方式分：点对点传播方式网和广播方式网 按网络的使用范围分：专用网和公用网,15,1.1 计算机网络的基本概念,按网络的覆盖区域分类:,广域网（WAN）：一般是跨城市、地区、甚至跨国家组建的网络，覆盖范围通常从一百公里到数万公里。传输一般为9.6Kbps45Mbps之间。 局域网（LAN）：覆盖范围一般从几十米到几公里，最大距离不超过10公里，属于一个部门或单位组建的小范围内的网络。传输速率一般在4Mbps1000Mbps之间。 城域网（MAN）：覆盖范围在广域网和局域网之间，通常在几公里到100公里之间，规模如一个城市。传输速率一般从45Mbps150Mbps。,16,1.1 计算机网络的基本概念,计算机网络的组成,17,1.2 数据传输介质,1 概述 传输介质是网络中信息传输的物理通道。 传输介质可分为有线介质和无线介质两大类。 根据不同的通信要求，合理地选择数据传输介质(不同介质的性能差别很大)。,18,1.2 数据传输介质,2 双绞线,19,双绞线,双绞线是目前最常用的一种局域网传输介质。 无屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP两类。 无屏蔽双绞线划分为五类： 1、2类线是语音和低速数据线，带宽4Mb/s； 3类线为数据线，带宽为1016Mb/s； 4类线为数据线，带宽20Mb/s； 5类线是高速数据线，带宽100Mb/s。,20,双绞线,双绞线采用RJ45接头与网卡或交换机的RJ45接口连接。 做好的双绞线如下图。,21,2 同轴电缆,同轴电缆由内、外两个同心导体构成，内导体是单股或多股线；外导体是一层网状金属柱面，在两者之间有绝缘材料充填和固定以保证内外导体同轴，最外层是橡胶或塑料保护层，如下图所示。,22,2 同轴电缆,以太网中使用的同轴电缆有细缆和粗缆两类。 细缆通过型头与安装有BNC接口网卡的工作站、服务器相连。,23,3 光导纤维,光纤是数据传输中最有效的一种传输介质，在现代通信系统和计算机网络中得到了广泛的应用。 光纤是一种由石英玻璃纤维或塑料制成的、直径很细、能传导光信号的媒体。 光纤的组成：光纤芯、包层和保护外层。,24,3 光导纤维,光纤分类：单模光纤和多模光纤。 通过光纤传输的每一条光束称作一个模，多模光纤直径比单模光纤大，可提供不止一束光线在光纤中传输，这些光有不同的入射角，在通过反射层反射时，它们有不同的反射角。,25,3 光导纤维,光纤非常细，计量光纤纤芯和反射层的单位是m，单模光纤的纤芯直径只有5m10m，多模光纤纤芯的直径在50m100m之间。 局域网最常用的多模光纤标识为62.5m/125m，其中62.5m指的是纤芯直径，而125m指的是反射层(包层)直径。典型单模光纤的纤芯直径是8m，当指定波长的光束在这种光纤中传输时，只有一种模能沿着纤芯传播。 多模光纤比单模光纤在传输距离上要短，但价格较便宜。,26,3 光导纤维,优点 通信容量大，传输速率高。 抗电磁干扰能力强，安全无辐射，安全保密性能好。 传输衰减极小，误码率低，可实现长距离、无中继、高速数据传输。 缺点 价格较贵。 光纤的安装、连接和分接都较困难，且在分接时信号损失较大。,27,4 无线介质,无线传输介质与有线传输介质的最大不同是：它不使用电能或光能作为导体传输信号，而是利用电磁波通过空间来传输。 无线介质非常适合于那些难于铺设电缆的边远山区和沿海岛屿。 目前最常用的无线传输介质有：微波通信和卫星通信。,28,微波通信,微波通信是把微波信号作为载波信号，用被传输的模拟信号或数字信号来调制它。 微波沿直线传播，由于地球表面是曲面，故每隔几十公里便需要进行中继，如下图。 优点：调制技术成熟，通信容量大，传输频率宽，受外界干扰小，初建成本低； 缺点：保密性差，误码率高。,29,卫星通信,为了增加微波的传输距离，应提高微波中继站的高度。当将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通信系统，可见卫星通信是一种特殊的微波通信系统。 优点：覆盖面积大，可靠性高，信道容量大，传输距离远，传输成本不随距离的增加而增大，主要适用于远距离广域网络的传输。 缺点：卫星成本高、传播延迟时间长、受气候影响大，保密性较差。,30,5 数据通信的若干术语,信道。信道是信号的传输通道，可分为物理信道和逻辑信道。 带宽。在模拟信道中，人们一般采用“带宽”表示信道传输信号的能力，即可传输信号的最高频率和最低频率之差。单位为Hz、KHz、MHz或GHz。 传输速率。在数据信道中，人们通常用“传输速率”表示信道的传输能力，即每秒传输的比特（bit）数。单位为b/s、Kb/s、Mb/s或Gb/s 。习惯上又把传输速率称为带宽。,31,1.3 计算机网络的拓扑结构,对于复杂的网络结构设计，人们引入了拓扑结构的概念。 拓扑学是几何学中的一个分支。拓扑学首先把实体抽象为与其大小、形状无关的“点”，并将连接实体的线路抽象为“线”，进而研究点、线、面之间的关系。 拓扑设计是计算机网络设计的第一步。 网络拓扑结构直接关系到网络性能、系统可靠性与通信费用。,32,1.3 计算机网络的拓扑结构,网络拓扑结构的定义 计算机网络拓扑结构是指一个网络的通信链路和节点的几何排列或抽象的布局图形。 计算机网络拓扑是通过计算机网络中的各个节点与通信线路之间的几何关系来表示网络结构，并反映出网络中各实体之间的结构关系。,33,1.3 计算机网络的拓扑结构,计算机网络拓扑结构的类型 点对点传输结构： 星型结构 环型结构 树型结构 网状型结构 广播传输结构： 总线型结构,34,1.3 计算机网络的拓扑结构,星型结构,星型结构是用每条线路将各个节点和中心节点相连的结构。中心节点控制整个网络的通信，任何两节点之间的通信都要通过中心节点。 优点：结构简单，易于实现，便于管理。 缺点：中心节点出故障时，整个网络系统就可能瘫痪，可靠性差。,35,1.3 计算机网络的拓扑结构,环型结构,环型结构是网络中的节点通过点到点通信线路连接成闭合环路的结构。环中数据将沿一个方向逐个节点的传送。 优点：环型结构简单，网络中传输延时确定。 缺点：环中任何一个节点出现故障，都可能造成网络瘫痪，而且环型结构的维护较复杂。,36,1.3 计算机网络的拓扑结构,树型结构,树型结构的特点是节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行，同层次的节点之间很少有数据交换。实际上，树型结构是星型结构的扩展，只是有多个中心节点。 优点：通信线路连接简单，网络容易管理维护。 缺点：资源共享能力差，可靠性也较差。,37,1.3 计算机网络的拓扑结构,网状型结构,网状型结构的特点是网络中的节点之间的连接是任意的，无规律的。节点之间可能有多条路径选择，其中个别节点发生故障对整个网络影响不大。 优点：系统可靠性高。 缺点：网络系统结构复杂，一般成本较高。,38,1.3 计算机网络的拓扑结构,总线型结构,总线型结构是网络中的各个节点连接在一条公共的通信线路上的结构，数据在总线上双向传输。 优点：结构简单，可靠性较高和易于网络的扩充。 缺点：节点的数量对数据传输速度影响较大，一旦网络出现故障，故障定位困难。,39,1.4 结构化布线技术,1 结构化布线系统简介,在传统的布线系统中，话音、数据和图像等各线路之间互无联系、互不兼容，需要各种不同的电缆线和接插件，并分别进行设计和施工。 结构化布线技术是对传统布线方式的改进，将建筑物与建筑群中多种配线系统统筹规划，把所有语音、数据、视频信号与控制设备的配线，经过统一的规划设计，综合在一套标准的配线系统内，支持电话、闭路电视、计算机网络等信息设备的应用，解决了以往多种配线互不兼容的问题。,40,1.4 结构化布线技术,1 结构化布线系统简介,结构化布线系统具有如下优点： 电缆和布线系统具有可控电气特性。 星型布线拓扑结构，为每台设备提供专用介质。 每条电缆都终结在放置LAN集线器和电缆互连设备的配线间中，网络故障诊断、测试及修复都变得相当简单。 可方便实现终端设备的移动位置和增加新的设备。,41,1.4 结构化布线技术,2 结构化布线系统的组成 参考ISO/IEC11801客户建筑电缆通用敷设要求国际标准的规定，建筑物结构化布线系统分为以下子系统： 1）工作区子系统 2）配线（水平）子系统 3）干线（垂直）子系统 4）设备间子系统 5）管理子系统 6）建筑群子系统,42,1.4 结构化布线技术,3 结构化布线系统的组成,43,1.5 计算机网络的应用,1 办公自动化 电子政府 电子邮件服务 可视会议 分布式数据库 2 电子商务 电子数据交换 电子商务 3 在线服务 远程教育 校园网 金融服务与管理,44,电子政府,电子政府是指在政府内部采用电子化和自动化技术的基础上，利用现代信息技术和网络技术，建立起网络化的政府信息系统，并利用这个系统为政府机构、社会组织和公民提供方便、高效的政府服务和政务信息。 是由信息、通信技术和法律支持的虚拟政府，具有跨地域、跨机构的特性，是在政府、社会和公众之间建立的信息服务与办公业务体系。 电子政府的作用和目标是通过计算机网络，高效率地为社会和公众服务，履行政府职能。 电子政府建设与运行的结果将使基于工业化模型的大政府转化为以知识经济为基础的小政府，因而能够促进公共行政体制改革和政府职能转变，实现机构精简、优化、重组,45,电子邮件服务,电子邮件服务是目前最常见、应用最广泛的一种到联网服务。通过电子邮件，可以与Internet上的任何人交换信息。电子邮件的快速、高效、方便以及价廉，越来越得到了广泛的应用，目前只要是上过网的网民就肯定用过电子邮件这种服务。目前，全球平均每天约有几千万份电子邮件在网上传输。,46,可视会议,可视会议又称为电视会议，是一种提供无距离的面对面会议的通信工具，与会者只需自己的计算机前，不需要亲临会议地点，人们可以一起讨论、解决问题，这种同时可以传输声音、图像的系统往往通过带宽、高速的局域网实现。,47,分布式数据库,分布式数据库系统通常使用较小的计算机系统，每台计算机可单独放在一个地方，每台计算机中都有DBMS的一份完整拷贝副本，并具有自己局部的数据库，位于不同地点的许多计算机通过网络互相连接，共同组成一个完整的、全局的大型数据库 。,48,电子数据交换,EDI是Electronic Data Interchange的缩写，即电子数据交换，EDI不是用户之间简单的数据交换，EDI用户需要按照国际通用的消息格式发送信息，接收方也需要按国际统一规定的语法规则，对消息进行处理，并引起其它相关系统的EDI综合处理。整个过程都是自动完成，无需人工干预，减少了差错，提高了效率。,49,电子商务,电子商务(Electronic Commerce)是利用计算机技术、网络技术和远程通信技术，实现整个商务（买卖）过程中的电子化、数字化和网络化。,50,远程教育,远程教育：遥距教育(Distance education)，又称远距教学、远程教育，是指使用电视及互联网等传播媒体的教学模式，它突破了时空的界线，有别于传统需要往校舍安坐于课室的教学模式。使用这种教学模式的学生，通常是业余进修者。由于不需要到特定地点上课，因此可以随时随地上课。学生亦可以透过电视广播、互联网、辅导专线、课研社、面授（函授）等多种不同管道互助学习。,51,校园网,校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。首先，校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境。这就要求：校园网是一个宽带 、具有交互功能和专业性很强的局域网络。多媒体教学软件开发平台、多媒体演示教室、教师备课系统、电子阅览室以及教学、考试资料库等，都可以在该网络上运行。如果一所学校包括多个专业学科（或多个系），也可以形成多个局域网络，并通过有线或无线方式连接起来。其次，校园网应具有教务、行政和总务管理功能。,52,金融管理,随着电子商务的发展，金融业和计算机网络结合愈加紧密，许多金融业务都纷纷移植到了网络上，人们通过Internet网络在家中就可以储蓄。可以买卖股票。,53,1.6 网络操作系统简介,网络操作系统概述 网络操作系统 是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合，是网络环境下，用户与网络资源之间的接口。 网络操作系统的功能 网络操作系统除了具备单机操作系统所需的功能外，如内存管理、CPU管理、输入输出管理、文件管理等，还应有下列功能： 提供高效可靠的网络通信能力； 共享资源管理； 提供多项网络服务功能，如远程管理、文件传输、远程打印等； 网络管理； 提供网络接口等。,54,网络操作系统的特点,硬件独立 网络特性 可移植性和可集成性,55,1.6 网络操作系统简介,目前流行网络操作系统 Unix网络操作系统 Windows系列网络操作系统 Linux 网络操作系统,56,Unix网络操作系统,Unix的发展可以分为三个阶段：Unix的初始发展阶段、Unix的丰富发展时期、Unix的完善阶段。 第一阶段： 从1969年AT&T贝尔实验室创造了Unix操作系统，Unix从版本1到6。 Unix以分发许可证的方法，允许大学和科研机构获得Unix的源代码进行研究发展。 Unix的作者使用C语言对Unix的源代码重新改写，使Unix非常具有可移植性。 第二阶段为80年代： AT&T继续发展内部使用的Unix版本7 ，同时也发展了一个对外发行的版本（用System加罗马字母作版本号）System III和System V是重要的Unix版本。,57,Unix网络操作系统,其他厂商，以及科研机构都纷纷改进Unix，其中以加州大学伯克利分校的BSD版本最为著名，从4.2BSD中也派生出了多种商业Unix版本。 BSD Unix最先实现了TCP/IP，使Internet和Unix紧密结合在一起。 第三阶段从90年代开始到现在： AT&T推出System V Release 4（第五版本的第四次正式发布产品）之后，它和伯克利的4.3BSD已经形成了当前Unix的两大流派。 Linux的出现，一个完全免费的与Unix兼容的操作系统，运行在非常普及的个人计算机硬件上。,58,Windows系列网络操作系统,20世纪80年代，推出LAN Manager 2.x 1995年10月，推出Windows NT Server 3.51 1996年，推出Windows NT 4.0 2000年3月，推出Windows 2000 Server 2003年3月28日，推出Windows Server 2003,59,Linux 网络操作系统,Linux 操作系统是UNIX 操作系统的一种克隆系统。它诞生于1991 年的10 月5 日（这是第一次正式向外公布的时间）。以后借助于Internet 网络，并经过全世界各地计算机爱好者的共同努力下，现已成为今天世界上使用最多的一种UNIX 类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长。 林纳斯本纳第克特托瓦兹（Linus Benedict Torvalds）出生于芬兰赫尔辛基市。,60,