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1、第第3章章 计算机网络基础计算机网络基础 3.1 3.1 计算机网络的定义与发展计算机网络的定义与发展 3.1.1 3.1.1 计算机网络的定义计算机网络的定义 计算机网络就是指把地理上分散的、多台独立工作的计算机，用通信设备和线路连接起来，按照网络协议(NP：Network Protocol)进行数据通信，以实现资源共享(RS：Resource Share)的大系统。3.1.2 3.1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展 分析网络的发展和演变过程，大体可分四个阶段n第一阶段：具有通信功能的单终端系统；n第二阶段：具有通信功能的多终端系统；n第三阶段：具有多个计算机的计算机网络；
2、n第四阶段：多个网络系统互连的互连网（Internet）。3.2 3.2 计算机网络的功能计算机网络的功能n资源共享资源共享 软件、硬件、数据（数据库）n高可靠性高可靠性 利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务n均衡负载均衡负载 网络负担过重时，提高了系统的利用率，增加了整个系统的可用性n分布处理分布处理 提高解决复杂问题的能力，从而减低费用n数据通信数据通信 网上电子邮件、远程文件传输、网上综合信息服务以及电子商务3.3 3.3 计算机网络的分类计算机网络的分类（1）按照运营方式分有公用网和专用网。公用网是国家电信网的主体，是电信部门主管经营和建设的，在许多国家则是由政府或私人公司建设，并且
3、租给希望获得服务的机构或个人。专用网是由某个部门兴建、并供自己本部门应用的网络。（2）按照网络覆盖范围分有广域网（WAN）局域网（LAN）城域网（MAN）互连网（Internet）n局域网（LAN）范围：几十米到几公里 特点：传输速度高、组网灵活、成本低，单位内部应用n城域网（MAN）范围：几公里到几十公里 特点：传输速度较高，城市内部应用n广域网（WAN）范围：几十公里到几百公里 特点：传输速度较慢，覆盖一个国家n Internet 范围：上千公里 特点：全世界各种网络互连得到的网间网，如Internet，洲际之间应用（3）按照网络的拓扑结构来分星型网、树型网、分布式网、环型网、总线型、复合
4、型（4）按传输技术分有广播网点一点网（5）按照互联网分InternetIntranetExtranet（6）按照传输速率的高低分窄带宽带3.4 计算机网络体系结构3.4.1 标准化组织1.国际标准化组织(ISO：International Standardization Organization)2.国际电信联盟电信标准部(ITU-T:International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)3.电气与电子工程师协会（IEEE：Institute of Electrical and Electr
5、onics Engineers）5.美国电子工业协会(EIA：Electronic Industries Associations)6.互联网工程任务组（IETF：The Internet Engineering Task Force）7.美国国家标准学会（ANSI：American National Standards Institute)8.欧洲计算机制造商协会(ECMA：European Computer Manufacturers Association)3.4.2 计算机网络体系结构的概念协议：为了使众多不同计算机和终端互连起来以共享资源，就需要找到为解决这些众多不同功能、配置以及不
6、同使用方式的设备间互连而需要约定的一组一致性的原则，使通信的双方能遵从这组原则来完成信息的控制、管理和转换，这组原则就叫做协议（Protocol）协议应包含语法、语义和定时规则三个要素，它们表述了通信的双方应“怎样讲”、“讲什么”和“讲话的顺序”这样三个内容。接口(Interface)：是为两个分开的系统、设备或部件进行通信服务的，它是数据流要穿越的界面。1）机械特性：指接口连接器有多少个插头；2）电气特性：确定接口电路信号的电压、信号宽度及其它们的时序关系；3）功能特性：指硬件接口各条信号线的用途；4）规程特性：指各条线先后动作的时序关系，而动作的时序关系则反映在信号线电平升降的先后次序上。
7、3.4.3 开放式系统互连参考模型 1.开放系统互联参考模型：n为不同开放系统的应用进程之间进行通信所定义的标准，它有七个层次n每个层次在信息交换中均担当一个相对独立的角色，具有特定功能n低三层主要完成通信功能，n高四层实现了数据的处理。n其服务原则是：下一层为上一层提供服务，高层利用低层的服务；同时上一层要利用下一层功能所提供的服务，直至最高的应用层，为应用进程使用网络环境提供服务。计算机 1 向计算机 2 发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意观察加入或剥去首部
8、（尾部）的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4传输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部2.各层主要功能3.OSI的数据传送过程1）数据单元DU（Data Unit）2)协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）3）信息封装与解封装4）虚通信：又叫虚连接5）实通信3.4.4 局域网的体系结构局域网的标准：局域网的标准：80280211高层（高层（HILIHILI：High Level Interface Working GroupHigh Level Interface Working
9、 Group）80280222逻辑链路控制（逻辑链路控制（LLCLLC：Logical Link Control Working GroupLogical Link Control Working Group）80280233载波侦听多路访问（载波侦听多路访问（CSMA/CDCSMA/CD：CSMA/CD Working GroupCSMA/CD Working Group）80280244令牌总线令牌总线(TB(TB：Token Bus Working Group)Token Bus Working Group)80280255令牌环线网令牌环线网(TR(TR：Token Ring Work
10、ing Group)Token Ring Working Group)80280266城域网城域网(MAN(MAN：Metropolitan Area Network Working Group)Metropolitan Area Network Working Group)80280277宽带技术咨询组宽带技术咨询组(BBTAG(BBTAG：Broadband Technical Adv.Group)Broadband Technical Adv.Group)80280288光纤技术咨询组光纤技术咨询组(FOTAG(FOTAG：Fiber Optics Technical Adv.Group
11、)Fiber Optics Technical Adv.Group)80280299综合语音综合语音/数据局域网（数据局域网（ISLANISLAN：Integrated Services LAN Integrated Services LAN Working GroupWorking Group）。）。n80210可互操作的局域网安全标准（SILS：Standard for Interoperable LAN Security Working Group）n80211无线局域网(WLAN：Wireless LAN Working Group)n80212按需优先存取网络（Demand Prio
12、rity Working Group）n80214基于有线电视的宽带通信网络（CBBCN：Cable-TV Based Broadband Communication Network Working Group）n80215无线个人信息网(WPAN：Wireless Personal Area Network Working Group)n80216宽带无线访问标准(BBWA：Broadband Wireless Access Working Group)n80217弹性分组环（RPR：Resilient Packet Ring Working Group）n80218无线电规章制度咨询组（R
13、RTAG：Radio Regulatory Technical Advisory Group）n80219-共存技术咨询组（CTAG：Coexistence Technical Advisory Group）各层功能：n 物理层：与OSI的物理层接口功能一样，n数据链路层：由两个子层构成:介质访问子层：控制对传输介质的访问，对不同类型的LAN需要采用不同的控制方法；逻辑链路控制子层：主要功能是建立和释放数据链路层的逻辑连接，提供与高层的接口；进行差错控制和给帧编号。可以提供两种控制类型，一种是无连接的服务，另一种是面向连接服务。3.4.5 互连网的体系结构 TCP/IP用于实现不同网络之间、不同类型设备之间的信息交换、资源的共享。TCP（传输控制协议）IP(互连协议)其主要目的是提供与底层硬件无关的网络之间的互连，它包容了各种物理网络技术。TCP/IP协议并不是单纯的两个协议，而是一组通信协议的集合，所包含的每个子协议都具有特定的功能，完成相应的OSI层的任务。3.4.6 OSI和TCP/IP模型的比较1、产生背景2、共同点n均可以解决异构网络的互连问题n均采用了分层结构的思想n均采用基于协议族的概念n各层次的划分和所应用的协议功能大体相同n目前在网络界，两者都获得了广泛的应用3、不同点n模型体系结构n层次的功能的区分n可靠性n实际应用价值