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1、网络基础与应用网络基础与应用任课教师任课教师：刘伟刘伟主要内容主要内容n n计算机网络基础知识计算机网络基础知识计算机网络基础计算机网络基础数据通信基础数据通信基础网络体系结构与协议概述网络体系结构与协议概述网络互联网络互联Internet基础基础n n网络应用网络应用l l主页浏览主页浏览主页浏览主页浏览l l网上联络网上联络网上联络网上联络l l个人空间个人空间个人空间个人空间l l网络搜索网络搜索网络搜索网络搜索l l电子邮件电子邮件电子邮件电子邮件l l其他网络应用：其他网络应用：其他网络应用：其他网络应用：电子商务、网上银行、网上购电子商务、网上银行、网上购电子商务、网上银行、网上购
2、电子商务、网上银行、网上购物、网上教育、网上图书馆、网上求职、网上物、网上教育、网上图书馆、网上求职、网上物、网上教育、网上图书馆、网上求职、网上物、网上教育、网上图书馆、网上求职、网上炒股、网上便民服务、网络游戏、网络影音炒股、网上便民服务、网络游戏、网络影音炒股、网上便民服务、网络游戏、网络影音炒股、网上便民服务、网络游戏、网络影音l l网络安全网络安全网络安全网络安全第1章 计算机网络基础 本章主要介绍的内容有：n n 计算机网络的基本概念n n 计算机网络的基本组成n n 计算机网络的基本功能与应用n n 计算机网络的产生、发展及趋势n n 计算机网络的拓扑结构n n 计算机网络的分类
3、n n 计算机网络传输介质1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.1 1.1.1 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念n n计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介质相互物理连接，并通过网络软件逻辑地相互联质相互物理连接，并通过网络软件逻辑地相互联质相互物理连接，并通过网络软件逻辑地相互联质相互物理连接，并通过网络软件逻辑地相互联系到一起而实现信息交换、资源共享、协同工作系到一起而实现信息交换、资源共享、协同工作系到一
4、起而实现信息交换、资源共享、协同工作系到一起而实现信息交换、资源共享、协同工作和在线处理等功能的计算机系统。和在线处理等功能的计算机系统。和在线处理等功能的计算机系统。和在线处理等功能的计算机系统。n n“网络网络网络网络”主要包含连接对象（即元件）、连接介主要包含连接对象（即元件）、连接介主要包含连接对象（即元件）、连接介主要包含连接对象（即元件）、连接介质、连接的控制机制（如约定、协议、软件）和质、连接的控制机制（如约定、协议、软件）和质、连接的控制机制（如约定、协议、软件）和质、连接的控制机制（如约定、协议、软件）和连接的方式与结构四个方面。连接的方式与结构四个方面。连接的方式与结构四个
5、方面。连接的方式与结构四个方面。1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.2 1.1.2 计算机网络的基本组成计算机网络的基本组成计算机网络的基本组成计算机网络的基本组成计算机网络的主要由四部分组成计算机网络的主要由四部分组成计算机网络的主要由四部分组成计算机网络的主要由四部分组成 ：1 1计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统2 2通信线路和通信设备通信线路和通信设备通信线路和通信设备通信线路和通信设备n n通信设备指网络连接设备、网络互联设备，包括：网卡、通信设备指网络连接设备、网络互联设备，包括：网卡、通信设备指网络连接设备、网络互联设备，包括：网卡、通信设备指网络连接设备、网络互
6、联设备，包括：网卡、集线器、中继器、交换机、网桥和路由器以及调制解调器集线器、中继器、交换机、网桥和路由器以及调制解调器集线器、中继器、交换机、网桥和路由器以及调制解调器集线器、中继器、交换机、网桥和路由器以及调制解调器等其他的通信设备。等其他的通信设备。等其他的通信设备。等其他的通信设备。3 3网络协议网络协议网络协议网络协议 n n如如如如TCP/IPTCP/IP协议、协议、协议、协议、NetBEUINetBEUI协议、协议、协议、协议、IPX/SPXIPX/SPX协议。协议。协议。协议。4 4网络软件网络软件网络软件网络软件 n n网络软件可分为网络系统软件和网络应用软件两大类型。网络软
7、件可分为网络系统软件和网络应用软件两大类型。网络软件可分为网络系统软件和网络应用软件两大类型。网络软件可分为网络系统软件和网络应用软件两大类型。1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.3 1.1.3 计算机网络的基本功能计算机网络的基本功能计算机网络的基本功能计算机网络的基本功能 1 1共享硬件与软件共享硬件与软件共享硬件与软件共享硬件与软件 2 2共享信息共享信息共享信息共享信息 3 3通信通信通信通信 n n电子邮件、网络聊天、电子邮件、网络聊天、电子邮件、网络聊天、电子邮件、网络聊天、IPIP电话和网络会议等。电话和网络会议等。电话和网络会议等。电话和网络会议等。4 4负荷均衡与分
8、布处理负荷均衡与分布处理负荷均衡与分布处理负荷均衡与分布处理5 5系统的安全与可靠性系统的安全与可靠性系统的安全与可靠性系统的安全与可靠性1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.4 计算机网络的基本应用计算机网络的基本应用n n在科研和教育中的应用在科研和教育中的应用n n在企事业单位中的应用在企事业单位中的应用n n在商业上的应用在商业上的应用n n在通信与娱乐上的应用在通信与娱乐上的应用1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展 计算机网络最早出现于计算机网络最早出现于20世纪世纪50年年代代。计算机网络也经历了从简单到复杂，。计算机网络也经历了从简单到复杂，从单机到多机的
9、发展过程，其演变过程主从单机到多机的发展过程，其演变过程主要可分为以下四个阶段，即：要可分为以下四个阶段，即：n n面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络n n计算机通信网络计算机通信网络n n计算机互联网络计算机互联网络n n高速互联网络。高速互联网络。1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展1.2.1 面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络 1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展1.2.2 计算机通信网络计算机通信网络 1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展1.2.2 1.2.2 计算机通信网络计算机通信网络计算机通信网络计算机通信网络计算机通信
10、网络在逻辑上可分为两大部分：计算机通信网络在逻辑上可分为两大部分：n n通信子网通信子网通信子网通信子网（Communication SubnetCommunication Subnet）n n资源子网资源子网资源子网资源子网 n n资源子网由主计算机系统、终端、终端控制器、资源子网由主计算机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。各种网络资源与网络服务。n n通信子网由通信控制处理机（通信子网由通信控制处理机（Comm
11、unication Communication Control Processor,CCPControl Processor,CCP）、）、通信线路和其他通通信线路和其他通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。理任务。1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展1.2.3 计算机互联网络计算机互联网络 1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展1.2.4 1.2.4 高速互联网络高速互联网络高速互联网络高速互联网络 n n基于传统电信网络为信息载体的计算机互联网络基于传统电信网络为信息载体的计算机互联网络基于传统电信网络为
12、信息载体的计算机互联网络基于传统电信网络为信息载体的计算机互联网络不能满足人们对网络速度的要求，促使网络由低不能满足人们对网络速度的要求，促使网络由低不能满足人们对网络速度的要求，促使网络由低不能满足人们对网络速度的要求，促使网络由低速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速发展，即由传统的计算机互联网络向高速互联速发展，即由传统的计算机互联网络向高速互联速发展，即由传统的计算机互联网络向高速互联速发展，即由传统的计算机互联网络向高速互联网络发展。网络发展。网络发展。
13、网络发展。n n以以以以IPIP技术为核心的计算机网络（信息网络，也称技术为核心的计算机网络（信息网络，也称技术为核心的计算机网络（信息网络，也称技术为核心的计算机网络（信息网络，也称高速互联网络）将成为网络（计算机网络和电信高速互联网络）将成为网络（计算机网络和电信高速互联网络）将成为网络（计算机网络和电信高速互联网络）将成为网络（计算机网络和电信网络）的主体，信息传输、数据传输将成为网络网络）的主体，信息传输、数据传输将成为网络网络）的主体，信息传输、数据传输将成为网络网络）的主体，信息传输、数据传输将成为网络的主要业务，一些传统的电信业务也将在信息网的主要业务，一些传统的电信业务也将在信
14、息网的主要业务，一些传统的电信业务也将在信息网的主要业务，一些传统的电信业务也将在信息网络上开通，但其业务量只占信息业务的很小一部络上开通，但其业务量只占信息业务的很小一部络上开通，但其业务量只占信息业务的很小一部络上开通，但其业务量只占信息业务的很小一部分。分。分。分。1.3 计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构n n网络拓扑结构是计算机网络节点和通信链网络拓扑结构是计算机网络节点和通信链路所组成的几何形状。路所组成的几何形状。n n计算机网络有很多种拓扑结构，最常用的计算机网络有很多种拓扑结构，最常用的网络拓扑结构有：总线型结构、环型结构、网络拓扑结构有：总线型结构、环型结构、星型结构、树
15、型结构、网状结构和混合型星型结构、树型结构、网状结构和混合型结构。结构。1.3 计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构1.3.1 总线型结构总线型结构 n n总线型结构采用一条单根的总线作为公共的传输总线型结构采用一条单根的总线作为公共的传输总线型结构采用一条单根的总线作为公共的传输总线型结构采用一条单根的总线作为公共的传输通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。总线上，并通过总线进行数据传输。总线上，并通过总线进行数据传输。总线上，并通
16、过总线进行数据传输。1.3 计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构1.3.2 环型结构环型结构 n n环型结构是各个网络节点通过环接口连在一条首环型结构是各个网络节点通过环接口连在一条首环型结构是各个网络节点通过环接口连在一条首环型结构是各个网络节点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中，每个节点设备只尾相接的闭合环型通信线路中，每个节点设备只尾相接的闭合环型通信线路中，每个节点设备只尾相接的闭合环型通信线路中，每个节点设备只能与它相邻的一个或两个节点设备直接通信。能与它相邻的一个或两个节点设备直接通信。能与它相邻的一个或两个节点设备直接通信。能与它相邻的一个或两个节点设备直接通信。1.
17、3 计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构1.3.3 星型结构星型结构 n n星型结构的每个节点都由一条点到点链路与中心星型结构的每个节点都由一条点到点链路与中心星型结构的每个节点都由一条点到点链路与中心星型结构的每个节点都由一条点到点链路与中心节点（公用中心交换设备，如：交换机、集线器节点（公用中心交换设备，如：交换机、集线器节点（公用中心交换设备，如：交换机、集线器节点（公用中心交换设备，如：交换机、集线器等）相连。等）相连。等）相连。等）相连。1.3 计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构1.3.4 1.3.4 树型结构树型结构树型结构树型结构n n树型结构是从总线型和星型结构演变来的。网络
18、树型结构是从总线型和星型结构演变来的。网络中的节点设备都连接到一个中央设备如集线器上，中的节点设备都连接到一个中央设备如集线器上，但并不是所有的节点都直接连接到中央集线器，但并不是所有的节点都直接连接到中央集线器，大多数的节点首先连接到一个次级集线器，次级大多数的节点首先连接到一个次级集线器，次级集线器再与中央集线器连接。集线器再与中央集线器连接。n n树型结构有两种类型，一种是由总线型拓扑结构树型结构有两种类型，一种是由总线型拓扑结构派生出来的，它由多条总线连接而成；另一种是派生出来的，它由多条总线连接而成；另一种是星型结构的变种，各节点按一定的层次连接起来，星型结构的变种，各节点按一定的层
19、次连接起来，形状像一棵倒置的树，故得名树型结构。形状像一棵倒置的树，故得名树型结构。1.3 计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构1.3.4 树型结构树型结构1.3 计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构1.3.5 网状结构与混合型结构网状结构与混合型结构 n n网状结构是指将各网络节点与通信线路互联成不网状结构是指将各网络节点与通信线路互联成不网状结构是指将各网络节点与通信线路互联成不网状结构是指将各网络节点与通信线路互联成不规则的形状，每个节点至少与其他两个节点相连，规则的形状，每个节点至少与其他两个节点相连，规则的形状，每个节点至少与其他两个节点相连，规则的形状，每个节点至少与其他两个节点相
20、连，或者说每个节点至少有两条链路与其他节点相连。或者说每个节点至少有两条链路与其他节点相连。或者说每个节点至少有两条链路与其他节点相连。或者说每个节点至少有两条链路与其他节点相连。1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类 计算机网络可以有不同的分类方法，如：计算机网络可以有不同的分类方法，如：n n按网络覆盖的地理范围分类；按网络覆盖的地理范围分类；n n按网络控制方式分类；按网络控制方式分类；n n按网络的拓扑结构分类；按网络的拓扑结构分类；n n按网络协议分类；按网络协议分类；n n按传输介质分类；按传输介质分类；n n按所使用的网络操作系统分类；按所使用的网络操作系统分类；n n按传输技
21、术分类和按使用范围分类等。按传输技术分类和按使用范围分类等。1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类 1.4.1 局域网、城域网和广域网局域网、城域网和广域网n n按照网络覆盖的地理范围的大小，可以将网络分按照网络覆盖的地理范围的大小，可以将网络分为：局域网、城域网和广域网三种类型。为：局域网、城域网和广域网三种类型。1局域网 1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类 2城域网 1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类 3广域网 1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类 1.4.2 广播式网络与点到点网络广播式网络与点到点网络根据所使用的传输技术，可以将网络分为：n n广播式网络n n点到点网
22、络 1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类 1.4.3 1.4.3 公用网与专用网公用网与专用网公用网与专用网公用网与专用网 按照网络使用范围，可以将网络分为公用网与专用网按照网络使用范围，可以将网络分为公用网与专用网 1 1公用网公用网n n 公公用用网网又又称称公公用用数数据据通通信信网网。通通常常，公公用用数数据据通通信信网网是是由由政政府府的的电电信信部部门门建建立立和和管管理理的的，这这也也是是区区别别于于其其他他网网络络的主要标志之一。的主要标志之一。2 2专用网专用网n n专专用用网网络络根根据据网网络络环环境境又又可可细细分分为为部部门门网网络络、企企业网络和校园网络三种。业
23、网络和校园网络三种。1.5 传输介质传输介质n n传输介质是指数据通信系统中发送器和接收器之传输介质是指数据通信系统中发送器和接收器之间的物理路径，它是传输数据的物理基础。间的物理路径，它是传输数据的物理基础。n n传输介质分为有线和无线两大类。传输介质分为有线和无线两大类。n n有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光缆；无有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光缆；无线传输介质是指利用大气和外层空间作为传播电线传输介质是指利用大气和外层空间作为传播电磁波的通路。磁波的通路。n n现在比较流行的使用方式为：局域网由双绞线连现在比较流行的使用方式为：局域网由双绞线连接到桌面，光缆作为通信干线，卫星用于
24、跨国界接到桌面，光缆作为通信干线，卫星用于跨国界传输。传输。1.5 传输介质传输介质1.5.1 双绞线双绞线 n n双绞线通常有非屏蔽式和屏蔽式两种。双绞线通常有非屏蔽式和屏蔽式两种。下图是非屏蔽双下图是非屏蔽双绞线绞线UTP UTP。灰色保护套双绞线线芯图1-15 非屏蔽双绞线UTP1.5 传输介质传输介质1.5.2 同轴电缆同轴电缆n n同轴电缆有粗缆和细缆之分，下图所示为细同轴电缆段同轴电缆有粗缆和细缆之分，下图所示为细同轴电缆段 。内 导体透明绝缘体外导体黑色保护套图1-16 细同轴电缆1.5 传输介质传输介质1.5.3 光纤光纤 包带层防护套填充物光纤及包层远程电源线加强芯图1-19
25、 四芯光缆剖面图1.5 传输介质传输介质1.5.4 无线传输介质无线传输介质n n无线传输主要包括：无线电波、微波、红外线和激光等，无线传输主要包括：无线电波、微波、红外线和激光等，各种无线传输对应的电磁波谱范围如下图所示。各种无线传输对应的电磁波谱范围如下图所示。1.5 传输介质传输介质1地面微波通信地面微波通信 图1-21 微波地面中继通信地球表面1.5 传输介质传输介质2卫星微波通信卫星微波通信n n卫星微波通信（简称卫星通信）实际上是使用人造地球卫星作为中继器来转发信号的。课堂练习课堂练习1、简述计算机网络的功能。、简述计算机网络的功能。2、什么是网络拓扑结构？简述常用的网络拓、什么是网络拓扑结构？简述常用的网络拓扑结构及各自特点。扑结构及各自特点。