第4章计算机网络概论.ppt
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1、2019/4/16,计算机网络技术及应用,第4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 计算机网络的应用 网络操作系统简介,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.1 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,实现远程信息处理并进一步达到资源共享的系统”。 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(硬件、软件和数据)的方式连接起来,并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,计算机网络
2、又可定义为“在协议控制下,由若干计算机、终端设备、数据传输和通信控制处理机等组成的集合”。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.1 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(网络协议及网络操作系统等)支持下,以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。 我们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,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.1
3、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,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.1 计算机网络的基本概念,3 计算机网络的功能 (1)资源共享 硬件共享 软件共享 数据共享 (2)数据通信 (3)提高系统的可靠性和可用性 (4)分布式处理,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.1 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为: 广域网(
4、WAN) 局域网(LAN) 城域网(MAN) 按信息交换方式分为: 电路交换网 报文交换网 分组交换网 按网络拓扑结构分为: 总线网 环型网 星型网,按通信介质可分为: 双绞线、光纤、同轴电线网 光纤卫星网 微波网等 按传输信号或传输方式可分为: 基带网 宽带网 按通信传播方式可分为: 点对点传播方式网 广播方式网 按网络的使用范围又可分为: 专用网 公用网,2019/4/16,计算机网络技术及应用,7,4.1 计算机网络的基本概念,计算机网络的组成 计算机网络在物理结构上,可分为网络硬件和网络软件组成,如下图所示:,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输介质,传输介质是网
5、络中信息传输的物理通道,是网络通信的物质基础之一。 传输介质可根据其物理形态分为有线介质和无线介质两大类。 有线介质常用的有双绞线、同轴电缆和光纤等。 无线介质有微波通信、卫星通信、红外线和激光等。 传输介质的性能对传输速率、通信距离、可连接的网络节点数目和数据传输的可靠性等均有很大的影响,必须根据不同的通信要求,合理地选择数据传输介质。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输介质,1 双绞线 双绞线是最常用的一种计算机网络传输介质,它由呈螺旋形排列的两根绝缘导线组成,两根导线相互扭绞在一起,目的是使线对之间的电磁干扰减至最小。通常将若干对双绞线对(2对或4对)组成一条双绞
6、线电缆,并以坚韧的护套包裹着,如图所示。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输介质,同轴电缆 按带宽和用途来划分,同轴电缆可以分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆传输的是数字信号,宽带同轴电缆传输的是不同频率的模拟信号。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输介质,光导纤维 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。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输介质,3 光导纤维 光纤分类:单模光纤和多模光纤,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输
7、介质,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。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输介质,无线介质 微波通信 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。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输介质,无线介质 卫星通信 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
8、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。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.2 数据传输介质,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。 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。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.3 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
9、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。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.3 计算机网络的拓扑结构,2 计算机网络拓扑结构的类型 星型结构 环型结构,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.3 计算机网络的拓扑结构,2 计算机网络拓扑结构的类型 树型结构 网状型结构 总线型结构,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.3 计算机网络的拓扑结构,1.星型拓扑结构 (星型结构是最古老的一种连接方式,大家每天都使用的电话都属于这种结构 .) 特点: 1)便于集中控制(因为端用户之间的通信必须经过中心
10、站); 2)易于维护和安全等优点。 3)端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信; 4)这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。 5)这种网络拓扑结构的一种扩充便是星行树。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,2.环型网络拓扑结构,环行结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。例如图5中,用户N是用户N+1的上游端用户,N+1是N的下游端用户。如果N+1端需将数据发送到N端,则
11、几乎要绕环一周才能到达N端。环上传输的任何报文都必须穿过所有端点,因此,如果环的某一点断开,环上所有端间的通信便会终止。为克服这种网络拓扑结构的脆弱,每个端点除与一个环相连外,还连接到备用环上,当主环故障时,自动转到备用环上,2019/4/16,计算机网络技术及应用,3.总线拓扑结构,优点:这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。 缺点:是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用户必须等待到获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作,所以是网络技术中使用最普遍的一种。,2
12、019/4/16,计算机网络技术及应用,注:拓扑结构决定网络设备的选择,1、星型结构:中心结点(HUB、交换机)、双绞线、水晶头。 2、总线结构:同轴电缆、BNC头、终结器。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,计算机网络的典型应用,2019/4/16,计算机网络技术及应用,计算机网络的工作模式,按网络覆盖范围的大小,可以将计算机网络分为:局域网、城域网、广域网和因特网,它们的典型特征见下表。,返回,2019/4/16,计算机网络技术及应用,计算机网络按工作模式的分类,所有的工作站的注册登录和资源访问操作,均受服务器控制。如图: 2对等网络 计算机彼此处于同等地位,没有主从之分 。如图:
13、,返回,1基于服务器的网络,2019/4/16,计算机网络技术及应用,基于服务器的网络,返回,2019/4/16,计算机网络技术及应用,对等网络,返回,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.4RJ-45接头与双绞线的制作标准,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.4RJ-45接头与双绞线的制作标准,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.4RJ-45接头与双绞线的制作标准,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.4RJ-45接头与双绞线的制作标准,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.4RJ-45接头与双绞线的制作标准,2019/4/16,计算机网络技术及应
14、用,三、几种双绞线的制作方法,1. 一一对应接法。即双绞线的两头连线要一一对应,这一头的一脚,一定要连着另一头的一脚。这种网线一般是用在交换机与计算机之间。 2.13、26交叉接法。即网线一头的第一脚连另一头的第三脚,网线一头的第二脚 连另一头的第六脚,其他脚一一对应。这种网线一般用在交换机的级连。 3.100M接法。所谓100M接法,是指它能满足100M带宽的通讯速率。它的接法虽然也是一一对应,但每一脚的颜色是固定的,具体是:第一脚黄白、第二脚黄色、第三脚绿白、第四脚蓝色、第五脚蓝白、第六脚绿色、第七脚褐白、第八脚褐色。 四、检查配线的好坏 1、 目视法 2、 测试器,2019/4/16,计
15、算机网络技术及应用,4.5综合布线方式和传统布线方式,一、传统布线方式 制作好带有RJ-45接头的双绞线电缆之后,就可以将计算机与集线器(HUP)连接在一起了。 此时只要将一端的RJ-45接头插在计算机的网卡上,另一端插在集线器上,就可。 传统布线方式费用低。 二、综合布线系统 综合布线系统:是将语音、数据、视频及监控等弱电设备的传输线路综合在一起,统一采用标准化的接和插座。 新增加或变动计算机不需要重新进行一次布线。 综合布系统具有先进性、灵活性。,2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.5综合布线方式和传统布线方式,三、布放双绞线时的注意事项 双绞线电缆不能弯曲过度。 绑线时不要太紧
16、,并且绑线要保持整齐 尽量远离干扰或噪音源。(马达和电梯) 总长度都不能超过100米 不要将单芯双绞线与多芯双绞线混合使用 配线架上的跳接线不要太长并且尽可能使用五类双绞线 不具对绞状态的双绞线长度不能超过13mm 尽量使用同一家电缆厂商生产的双绞线电缆,而不要混用不同厂商的双绞线电缆 使用质量较好的RJ-45接头,至少要达到双绞线的等级要求。 (注:安装足够的信息插座,以适应未来发展的需要。),2019/4/16,计算机网络技术及应用,4.6 计算机网络的应用,1 办公自动化 电子政务http:/218.56.196.11:8002/ 电子邮件服务 可视会议 http:/ 分布式数据库 电子
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