《计算机网络技术》(基础篇_第三版)电子课件

高等职业教育 计算机类课程规划教材

计算机网络技术(电子教案) 主编 张学军 夏长富

大连理工大学出版社

第1章第2章 第3章

计算机网络概述数据通信基础 网络体系结构

第4章第5章 第6章

TCP/IP协议体系结构局域网基础 网络互连

第7章第8章 第9章

网络设计Internet应用技术 网络管理与安全

第10章

广域网技术

第1章

计算机网络概述

1.1 计算机网络的概念、形成和发展 1.2 计算机网络的功能及应用 1.3 计算机网络的组成 1.4 计算机网络的分类 1.5 计算机网络的拓扑结构

1.6 计算机网络的传输介质

1.1

计算机网络的概念、形成和发展

1.1.1 计算机网络的概念

计算机网络是现代计算机技术与通信技术密切结合的产物, 是随着社会对信息共享和信息传递日益增强的需求而发展起来 的，它涉及到通信与计算机两个领域。一方面，通信网络为计算机之间的数据传送和交换提供了 必要的手段; 另一方面，计算机技术的发展渗透到通信技术中，又提高 了通信网络的各种性能。

所谓计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同 的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络 软件(即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)实 现网络资源共享和信息传递的系统。

建立计算机网络的主要目的在于实现资源共享。即所有网 络用户都能够分享各计算机的全部或部分资源，而用户不必考 虑自己在网络中的位置和资源在网络中的位置。 1.1.2 计算机网络的形成和发展 1.面向终端的计算机网络 面向终端的计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机 系统。 所谓联机系统，就是由一台中央主计算机连接大量的地理 上处于分散位置的终端。终端一般只有输入输出功能，不具备 独立的数据处理能力。这类简单的“终端—通信线路—计算机” 系统，形成了计算机网络的雏形。

典型结构如图1-1所示。图中Modem代表调制解调器，它是 利用模拟通信线路远程传输数字信号必须附加的设备;T代表终 端(Terminal)。

图1-1 以单计算机为中心的远程联机系统

2.计算机-计算机网络 计算机-计算机网络是多台主计算机通过通信线路互连起 来为用户提供服务的网络系统。这样的多台主计算机互连的网 络才是目前所称的计算机网络。 它的典型代表是ARPA网(ARPANET),1969年，由美国国防 部高级研究计划局ARPA提供经费，联合计算机公司和大学共同 研制而发展起来的，它标志着目前所称的计算机网络的兴起。 ARPANET是一个成功的系统，它在概念、结构和网络设计方面都 为后继的计算机网络

打下了基础。

此后，计算机网络得到了迅猛的发展，各大计算机公司都 相继推出了自己的网络体系结构和相应的软硬件产品。用户只 要购买计算机公司提供的网络产品，就可以通过专用或租用通 信线路组建计算机网络。它们都是自成体系的系统，很难实现 相互之间的互连，由此又称它们为“封闭”的系统。

3.开放式标准化网络为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化 组织ISO于1984 年正式颁布了一个能使各种计算机在世界范围 内互连成网的国际标准ISO 7498,简称OSI/RM。 OSI/RM由七层组成，所以也称OSI七层模型。 开放式标准化网络指的就是遵循“开放系统互连基本参考 模型”标准的网络系统。它具有统一的网络体系结构，遵循国 际标准化协议。 OSI/RM的提出，开创了计算机网络的新时代。

1.2

计算机网络的功能及应用

1.2.1 计算机网络的功能

1.通信功能不同地点的计算机可通过网络进行对话，相互传送数据、 程序和信息。从长远的观点看，利用网络来增强人际沟通可能 比其他的技术更重要。 2.资源共享 (1)硬件资源的共享。共享硬件资源包括打印机、高速处 理器、大容量存储设备和昂贵的专用外部设备等。

(2)软件资源的共享。共享软件资源包括各种语言处理程 序、服务程序和很多网络软件。(3)数据资源的共享。共享数据资源包括各种数据库、数 据文件等。

3.高可靠性

例如，所有文档可以在多台计算机上留有副本，如果其中 之一不能使用(由于硬件故障),还可以使用其他副本。另外，多处理机的出现，意味着如果其中一台机器出现了 故障，其余的处理机仍然可以分担它的任务，尽管性能可能有 所下降。 4.提供分布处理环境 在计算机网络中，用户可根据问题的性质和要求，选择网 络内最合适的资源来处理; 对于综合性的大型问题可以采用合 适的算法，将任务分散到不同的计算机上进行分布处理。计算 机连成网络也有利于进行重大科研课题的开发和研究。 5.集中管理与处理 有些地理上分散的组织机构要进行集中的管理和处理，也 可通过计算机网络进行分级或集中管理。

6.负载分担与均衡

当某一处理系统任务过重时，新的作业可通过网络送给其 他系统进行处理。在幅员广阔的国度里，就可以利用地理上的 时差均衡系统的日夜负载，以充分发挥各处理系统的作用。7.跨越时间和空间的障碍

网络用户可通过网络服务共享信息和互相协作，而不受地 理因素的限制，也避免了由于时区不同所造成的混乱。1.2.2

计算机网络的应用

1.办公自动化办公自动化OA是计算机网络的一个重要应用领域，目前正 方兴未艾，并且为越来越多的人们所关注。多媒体技术的应用 使OA系统不仅能够处理文字和数据，而且还能处理图像、文本、 音频、视频等多种信息，将电脑、电视、录像、录音、电话、 传真等融为一体，形成智能化的多媒体终端与人之间相互交流 的全新操作环境。

网络将提供文件传送、电子邮件、分布式数据库及电子会 议等功能。2.远程教育 远程教育是一种利用在线服务系统，开展学历或非学历教 育的全新的教学模式。远程教育几乎可以提供大学中所有的课 程，学员们通过远程教育，同样可得到正规大学从学士到博士 的所有学位。这种教育方式，对于已从事工作而仍想继续学习, 从而不断提升自我的人士特别有吸引力。 3.工业过程控制 计算机网络应用于工业过程控制可以提高产品的数量和质 量，获得显著的经济效益。 其优点是可靠性高;各微处理机体积小,可安装在控制现场, 系统响应特性好; 各结点都有智能设备，易于用软件改变控制 算法，提高了控制的灵活性;将上层控制和下层控制紧密结合， 可实现较高级的控制策略。

4.金融电子化

全世界的计算机网络，最大的用户都是金融系统。借助信 息高速公路，全球范围内的资金结算可瞬间完成，“无纸贸易” 成为现实。5.智能大厦 智能大厦是具有三A的大厦，分别是CA(通信自动化)、OA (办公自动化)和BA(楼宇自动化)。 它必须具备下列基本构成要素: 高舒适的工作环境、高效 率的管理信息系统和办公自动化系统、先进的计算机网络和远 距离通信网络及楼宇自动化。

1.3

计算机网络的组成

1.3.1 计算机网络的系统组成

1.计算机网络的硬件系统(1)服务器 服务器(Server)是网络的核心设备，拥有数据库程序等 可共享的资源，担负数据处理任务。如图1-2所示,它分为文件 服务器、打印服务器、应用系统服务器和通信服务器等。

图1-2 服务器

①文件服务器。文件服务器(File Server)能将其大容量磁 盘存储空间提供给网络上的工作站(或称为客户端)使用,并接 受工作站发出的数据处理、存取请求。②打印服务器。简单地说,打印服务器(Printing Server) 就是安装网络共享打印机的服务器，接受来自各工作站的打印 任务，并将打印内容存入打印机的打印队列中，当在队列中轮 到该任务时，就将其送到打印机打印输出。

③应用系统服务器。应用系统服务器(Application System Server)运行客户端/应用程序的服务器端软件,它往

往保存大量 的信息供用户查询。在客户端上运行客户端程序。客户端程序 向应用系统服务器发送查询请求，服务器处理查询请求,并将查 询的结果返回给客户端。④通信服务器。通信服务器(Communication Server)负责 处理本网络与其他网络的通信,或者通过通信线路处理远程用户 对本网络的数据传输。

(2)工作站

工作站(Workstation)就是共享网络资源的计算机，是用 户进行信息交换的界面，它需要运行网络操作系统的客户端软 件。如Windows2000Professional、Windows98等,如图1-3所示.

图1-3 工作站

(3)通信设备

网络通信设备主要包括网卡及其中间连接设备，如调制解 调器、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关等。在此主要介绍网卡，其余的都将在第六章中做详细阐述。

网卡亦称为网络适配器，它是计算机与通信介质进行数据 交换的中间处理部件，是工作站与网络之间的逻辑和物理链路, 计算机主要通过网卡连接网络。 网卡的基本功能是:并行数据和串行信号之间的转换、数据 帧的装配与拆装、网络访问控制和数据缓冲等。 网卡的分类方法有多种: 按其传输速率可分为:10M网卡、100M网卡、10.100M自适应 网卡以及千兆(1000M)网卡。 按其主板上的总线类型来分,又可分为:ISA、VESA、EISA、 PCI等接口类型。 根据连接传输介质的不同,可分为:AUI接口(粗缆接口)、 BNC接口(细缆接口)、RJ-45接口(双绞线接口)和FIO接口 (光纤接口)等几种接口类型，如图1-4所示。