第五章计算机网络基础.ppt
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1、Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第1页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 第五章 计算机网络基础 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第2页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 计算机网络基础 计算机网络概述 计算机网络的分类 计算机网络的组成 局域网技术 因特网基础知识 计算机网络的体系结构 Internet的应用 计算机网络的发展 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第3页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 早期的计算机应用模式单机
2、大、中、小型机庞大,昂贵,资源无法共享 计算机构成了一个个的信息“孤岛” 计算机网络产生始于1950s,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) 5.1 计算机网络的发展 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第4页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 1.1. 面向终端的网络面向终端的网络( (以主机为中心的联机终端系统以主机为中心的联机终端系统) ) 2.2. 计算机计算机计算机网络计算机网络( (以通信子网为中心的主机互连系统以通信子网为中心的主机互连系
3、统) ) 3.3. 体系结构标准化网络体系结构标准化网络 ( (层次化结构,并对每层进行了精确层次化结构,并对每层进行了精确 定义定义 4.4. InternetInternet网络时代网络时代 根据不同时期体系结构等变化特点可将计 算机网络的发展划分为4个阶段: Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第5页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 一. 面向终端的网络 特征:终端(Terminal)共享主机(Host)的软硬件资源 单台主机:执行计算和通信任务 多台终端:执行用户交互 (终端集中器/终端服务器) 连接方式:本地或远程 Changan
4、 University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第6页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 二. 计算机计算机网络 特征: 多个终端联机系统互联,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” 连接方式一: 是通过通信线路将主计算机直接互联起来,主机既 承担数据处理任务又承担通信任务,主机直接互联 的网络 。 HOST HOSTHOST T T T T T T T TTT 通信线路 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第7页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 连接方式二: 通信任务从主机中分离,由通信
5、控制处理机(CCP)完成 CCP:处理主机之间通信任务的专用计算机 两层网络概念的出现 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 CCP CCP HOST HOST T T TT T T CCP HOST TT T 通信子网 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第8页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 公用数据 通信网 HOST HOST T T TT T T HOST TT T T 通信子网规模逐渐扩大 l私有社会公用 l公用数据通信网 Changan University L
6、uJiang 第5章 计算机网络基础 第9页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 三. 体系结构标准化网络 l不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络 体系结构的标准化的原动力 l而兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共享 l各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论 等方面的研究日趋成熟是基础 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第10页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 四. 因特网时代 因特网的出现标志着网络时代的到来 因特网是全球性的网络 丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力 Internet的 网络数、 主
7、机数、 用户数及主干速率以级数 增长 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第11页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 5.2 计算机网络概述 一. 什么是计算机网络? 计算机网络是将地理位置不同,且具有独立功能的 多个计算机系统,利用通信设备和线路相互连接起来, 且以功能完善的网络软件(网络通信协议、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。 通信网络 计算机 系统 计算机 系统 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第12页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 二. 计算机网络的
8、功能 计算机网络的主要目的是共享网络资源,包括共享软件、硬 件和数据资源等,它的功能主要体现在以下几个方面: 数据通信(文件传输、IP电话、E-mail、视频会议、信息发布、交互式 娱乐、音乐等) 资源共享(软件、硬件、数据(数据库等) 提高可靠性(利用可替代的资源,提供连续的高可靠服务) 促进分布式数据处理和分布式数据库的发展 其他功能 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第13页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 1. 管理信息系统 2. 办公自动化系统。 信息检索系统 电子收款机系统 分布式控制系统 计算机集成与制造系统 电子数据交换和
9、电子商务系统 信息服务系统 三. 计算机网络的典型应用 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第14页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 5.3 计算机网络的组成 计算机网络一般由网络硬件和网络软件组成。而网络 软件系统和网络硬件系统是网络系统赖以存在的基础。 在网络系统中,硬件对网络的选择起着决定性作用,而 网络软件则是挖掘网络潜力的工具。 网络软件 网络硬件 计算机网络系统的组成 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第15页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 一.网络软件 网络协议和协议软
10、件: 在要想在同一个计算机网络中、不同计算机网络中 共享网络资源,就需要在不同系统设备中实现通信 。要想成功的通信,它们之间必须具有同样的语言 。交流什么、何时交流、怎样交流,计算机网络中 通讯各方事先约定的通信规则,就称为网络协议。 最出名、应用最广的协议是TCP/IP协议。也是 INTERNET采用的协议,它是一个协议簇。 : Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第16页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 网络操作系统 网络操作系统是用以实现系统资源共享、管理用户 对不同资源访问的应用程序,它是最主要的网络软 件, 如Windows 20
11、00 Server、Windows 2003 Sever、Linux、UNIX等。 网络管理及网络应用软件 网络管理软件是用来对网络资源进行管理和对网络进 行维护的软件。 网络应用软件是为网络用户提供服务并为网络用户解 决实际问题的软件。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第17页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 二.网络硬件 服务器(server) 在网络中提供资源和特定服务的计算机。 主要运行网络操作系统,为网络提供通信控制 ,管理和共享资源。 邮件服务器 客户机 文件服务器 客户机 介质 资源 Changan University
12、LuJiang 第5章 计算机网络基础 第18页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 工作站 Workstation,也称客户机(Client)在网络中享受 服务的计算机。工作站是具有独立处理能力的计算机, 它是用户向服务器申请服务的终端设备。用户可以在 工作站上处理日常工作,并随时向服务器索取各种信息 及数据,请求服务器提供各种服务(如传输文件、打印 文件等等)。 邮件服务器 客户机 文件服务器 客户机 介质 资源 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第19页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 外围设备 通讯介质 有型介质:双绞线、
13、同轴电缆、光纤 无型介质:无线电、微波、卫星 连接设备 网卡、调制解调器、集线器、交换机、网 桥、路由器等。 网络硬件是计算机网络系统的物质基础。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第20页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 三 . 计算机网络系统的组成 计算机网络中的节点可以分为端节点和转接节 点两类 。 端节点是指拥有计算机资源的用户设备,例如:用 户机或用户终端等,因此端节点往往是资源节点,同 时又是网络中数据流的“源”和“宿”。 计算机网络从物理上讲是由节点以及连接这 些节点的传输链路所组成的。 Changan University
14、 LuJiang 第5章 计算机网络基础 第21页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 转接节点是指那些支持网络连通性并在网络中对数 据起转接与交换作用的节点,即构建传输通路的节点 ,因此它具有通信资源。通信网中的集中器、交换机 、终端控制器、路由器、网桥、集线器等都可看成转 接节点。 通信链路是指在网络中两个节点间数据流的传输线 路(信道),链路可以用各类型的传输介质实现,如 电话线、双绞线、同轴电缆、无线电路、卫星线路、 微波中继器、光纤等。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第22页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 典型的计
15、算机网络 示例 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第23页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 资资源子网代表着网络络的数据处处理资资源和数据存储资储资 源 ,负责负责 全网数据处处理和向网络络用户户提供资资源及网络络服务务 。 通信子网是由负责负责 数据通信处处理的通信控制处处理机和 传输链传输链 路组组成的独立的数据通信系统统,它负负担着全网的 数据传输传输 、加工和变换变换 等通信处处理工作。 从系统功能来看:计算机网络由资源 子网和通信子网两部分组成 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第24
16、页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 资源子网和通信子网 NC NC NC NC 通信子网 通信链路 H H H H T T T T T T 资源子网 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第25页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 四.数据通信的基本概念 1. 数据、信号与信道 表示信息的形式可以是数值、文字、图形、声音、图 像以及动画等,在计算机网络中传输的信息都是数字 数据。 2.数据有模拟拟数据和数字数据两种形式 模拟数据是在一定时间间 隔内,连续变 化的数据。因 为模拟数据具有连续性的特点,所以它可以取无限多 个数值。例如:
17、声音、电视图 像信号等都是连续变 化 的,都表现为模拟数据。 数字数据是表现为离散量的数据,只能取有限个数值 。在计算机中采用二进制形式,只有“0”和“1”两个数值 。在数据通信中,将被传输的二进制代码的0、1称为 码元。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第26页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 3.信道是信号传输传输 的通道 主要包括通信设备和传输媒体。这些媒体可以是有形媒体( 如电缆、光纤)或无形媒体(如传输电 磁波的空间)。 4.数据传输传输 系统统 数据传输系统主要组成部分: (1) 传输线传输线 路 有线介质 :电话线 、同轴
18、电缆 、双绞线、光纤等。 无线的传输介质:无线通信、广播、微波、卫星等。以及 有关的中间通信设备所组成。由于信号在传输过 程中必然 会有衰减,因此,每隔一定距离还要将传输数据放大、恢复 信号的幅度和相位后继续传 送,即所谓的中继功能,在传 输信道中要配置许多这样的中继设备 。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第27页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ (2)调调制解调调器(Modem) 传统的电话通信信道是传输语 音一级的模拟信 道,无法直接传输计 算机的数字信号。为了利用现有 的模拟线路传输数字信号,必须将数字信号转化为模 拟信号,我们
19、将这一过程称作调制(MOdulation)。 在另一端,接受到的模拟信号要还原成数字信号,这 个过程称做解调(DEModulation)。通常由于数据的 传输是双向的,因此,每端都需要调制和解调,这种 设备称做调制解调器(MODEM)。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第28页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ (3)多路复用器 也称为多路转换器,用于使多个终端设备共用一条物理 信道来传输数据。可以进行多路到一路的转换,即将多个源 数据终端所发出的多路信号有序地纳入一条物理信道中传输 ;也可以进行一路到多路的转换,即将从一条物理信道中传
20、送来的多路信号分别送入对应的目标数据终端设备。 (4)交换换机 当许多(几百几万个)终端之间都需要相互通信时,采用 固定的专用连接是不现实的。一种切实可行的方法是:先在 任意两个终端之间建立暂时性连接,然后将源终端发出的数 据转接至目标终端,通信结束后再拆除连接,交换机就是用 来实现这 种暂时连 接、传输数据的设备。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第29页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 5.带宽与数据传输速率 (1) 带宽:带宽是通信信道的宽度,是指信道能传送信 号的频率宽度,也即信道所能承载的频率的范围( 可传送信号的最高频率与最
21、低频率之差),因此, 带宽是介质传输能力的度量。 数字信号的带宽通常以bps(bits per second,每秒传送 的比特数)来度量,模拟信号的带宽用Hz表示,由最 高传送频率减去最低信道频率计算出来。例如,一 条传输线可以接受从5003000Hz的频率,则在这条 传输线上传送频率的带宽就是2500Hz。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第30页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ (2)数据传输速率:指通信线上传输信息的速度。有两 种表示方法,即信号速率和调制速率。 信号速率S:指单位时间内所传送的二制位代码的有效位 数,以每秒多少比
22、特数计,即BPS。 调制速率B:是脉冲信号经过调 制后的传输速率,以波特 (BAUD)为单位,通常用于表示调制器之间传输 信号的 速率。 波特率的单位为“波特”(Baud)。 常见的数据传输速率单位有:Kbps、Mbps、Gbps。其中: 1Kbps=103bps、1Mbps=106bps、1Gbps=109bps。 由于二进制信号每个码元只含1个比特,故波特率和数据 速率在数值上相等。 Changan University LuJiang 第5章 计算机网络基础 第31页 大学计算机基础 长大教学互动论http:/ 五. 网络中的传输介质 传输介质是数据传输系统中发送装置与 接受装置之间的物
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