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1、计算机网络技术基础计算机网络技术基础计算机学院网络工程系、计算机学院网络工程系、徐秀、徐秀、博士、讲师博士、讲师X参考书籍：参考书籍：n计算机网络实用教程技术基础与实践计算机网络实用教程技术基础与实践 刘四清刘四清,田力主编清华大学出版社田力主编清华大学出版社2005n计算机网络技术基础计算机网络技术基础 尚晓航编著高等教育出版社尚晓航编著高等教育出版社2000n计算机网算机网络技技术基基础 黄智黄智诚,陈少涌少涌编著著 冶金工冶金工业出版社出版社 2003.8 n计算机网算机网络技技术（基（基础篇篇)张学学军 大大连理工理工 2004 n计算机网算机网络技技术基基础 于于鹏主主编 电子工子工
2、业出版社出版社 2004.3 n计算机网算机网络技技术基基础 陈月波主月波主编 中国中国电力出版社力出版社 2004 n计算机网算机网络技技术基基础 主主编李李晓桓桓 重重庆大学出版社大学出版社 2004 n计算机网算机网络技技术基基础 刘文清主刘文清主编 中国中国电力出版社力出版社 2005 n计算机网算机网络技技术基基础实训教程教程 编写写 技能型技能型紧缺人才培养培缺人才培养培训教材教材编写委写委员会会 海洋出版社海洋出版社 2004 n计算机网算机网络技技术基基础与与应用用 成先海主成先海主编 机械工机械工业出版社出版社 2004 n计算机网算机网络技技术基基础教程教程 刘四清刘四清,
3、龚桂平桂平编著著 清清华大学出版社大学出版社 2004 第第1 1章计算机网络概述章计算机网络概述n计算机网络是将若干台独立的计算机通计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介质的物理连接，并通过网络软过传输介质的物理连接，并通过网络软件逻辑地相互联系到一起而实现资源共件逻辑地相互联系到一起而实现资源共享的计算机系统。享的计算机系统。网络网络主要包含连接主要包含连接对象（即元件）、连接介质、连接的控对象（即元件）、连接介质、连接的控制机制（如约定、协议、软件）和连接制机制（如约定、协议、软件）和连接的方式与结构四个方面。的方式与结构四个方面。计算机网络概述计算机网络概述n计算机网络连接的对象是
4、各种类型的计算机（如：计算机网络连接的对象是各种类型的计算机（如：大型计算机、工作站、微型计算机等）或其他数据大型计算机、工作站、微型计算机等）或其他数据终端设备（如：各种计算机外部设备、终端服务器终端设备（如：各种计算机外部设备、终端服务器等）。等）。n计算机网络的连接介质是通信线路（如：光缆、同计算机网络的连接介质是通信线路（如：光缆、同轴电缆、双绞线、微波、卫星等）和通信设备（网轴电缆、双绞线、微波、卫星等）和通信设备（网关、网桥、路由器、关、网桥、路由器、Modem等）。等）。n计算机网络的控制机制是各层的网络协议和各类网计算机网络的控制机制是各层的网络协议和各类网络软件。它是指以实现
5、远程通信和资源共享为目的，络软件。它是指以实现远程通信和资源共享为目的，大量分散但又互联的计算机的集合。互联的含义是大量分散但又互联的计算机的集合。互联的含义是两台计算机能互相通信。两台计算机能互相通信。计算机网络概述计算机网络概述 1.1 计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展1.2 计算机网络的定义计算机网络的定义1.3 计算机网络的功能和应用计算机网络的功能和应用1.4 计算机网络的组成计算机网络的组成1.5 计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构1.6 计算机网络的分类计算机网络的分类1.1 计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展计算机网络是计算机和通信技术这两大现代技术密切
6、计算机网络是计算机和通信技术这两大现代技术密切结合的产物。它代表了当代计算机体系结构发展的一结合的产物。它代表了当代计算机体系结构发展的一个极其重要的方向。计算机网络技术包括了硬件、软个极其重要的方向。计算机网络技术包括了硬件、软件、网络体系结构和通信技术。件、网络体系结构和通信技术。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年代，它是通过通信年代，它是通过通信线路将远方终端资料传送给主计算机处理，形成一种线路将远方终端资料传送给主计算机处理，形成一种简单的联机系统。随着计算机技术和通信技术的不断简单的联机系统。随着计算机技术和通信技术的不断发展，计算机网络也经历了从简单到复杂，
7、从单机到发展，计算机网络也经历了从简单到复杂，从单机到多机的发展过程，其演变过程主要可分为以下几个阶多机的发展过程，其演变过程主要可分为以下几个阶段。段。1.1 计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展1.面向终端的计算机通信网络面向终端的计算机通信网络 2.初级计算机网络初级计算机网络 3.开放式的标准化计算机网络开放式的标准化计算机网络4.新一代的计算机综合性、智能化、宽带高速网新一代的计算机综合性、智能化、宽带高速网络络 第一代计算机网络第一代计算机网络n第一代计算机网络是面向终端的计算机网络。第一代计算机网络是面向终端的计算机网络。面向终端的计算机网络又称为联机系统，建于面向终端的
8、计算机网络又称为联机系统，建于20世纪世纪50年代初，是第一代计算机网络。它年代初，是第一代计算机网络。它是由一台主机和若干个终端组成，较典型的有是由一台主机和若干个终端组成，较典型的有1963年美国空军建立的半自动化地面防空系年美国空军建立的半自动化地面防空系统（统（SAGE），其结构如图），其结构如图1-1所示。在这种联所示。在这种联机方式中，主机是网络的中心和控制者，终端机方式中，主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机。用户通过本地的终端使用远程的主机。面向终端的计算机通信网络面向终端
9、的计算机通信网络(第一代计算机网络结构示意图第一代计算机网络结构示意图)初级网络初级网络n分布在不同办公室，甚至不同地理位置的本地终端分布在不同办公室，甚至不同地理位置的本地终端或者是远程终端通过公共电话网及相应的通信设备或者是远程终端通过公共电话网及相应的通信设备与一台计算机相连，登录到计算机上，使用该计算与一台计算机相连，登录到计算机上，使用该计算机上资源，这就有了通信与计算机的结合。这种具机上资源，这就有了通信与计算机的结合。这种具有通信功能的单机系统（如图）或多机系统（如图）有通信功能的单机系统（如图）或多机系统（如图）被称为第一代计算机网络被称为第一代计算机网络-面向终端的计算机通信
10、面向终端的计算机通信网，也是计算机网络的初级阶段。严格地讲，这不网，也是计算机网络的初级阶段。严格地讲，这不能算是网络，但它将计算机技术与通信技术结合了，能算是网络，但它将计算机技术与通信技术结合了，可以让用户以终端方式与远程主机进行通信了，所可以让用户以终端方式与远程主机进行通信了，所以我们视它为计算机网络的雏形。以我们视它为计算机网络的雏形。n 面向终端的计算机通信网络面向终端的计算机通信网络(具有通信功能的单机与多机系统具有通信功能的单机与多机系统)初级网络初级网络n单机系统是一台主机与一个或多个终端连接，在单机系统是一台主机与一个或多个终端连接，在每个终端和主机之间都有一条专用的通信线
11、路，每个终端和主机之间都有一条专用的通信线路，这种系统的线路利用率比较低。当这种简单的单这种系统的线路利用率比较低。当这种简单的单机联机系统连接大量的终端时，存在两个明显的机联机系统连接大量的终端时，存在两个明显的缺点：一是主机系统负担过重；二是线路利用率缺点：一是主机系统负担过重；二是线路利用率低。为了提高通信线路的利用率和减轻主机的负低。为了提高通信线路的利用率和减轻主机的负担，在具有通信功能的多机系统中使用了集中器担，在具有通信功能的多机系统中使用了集中器和前端机（和前端机（Front End Processor，FEP）。集）。集中器用于连接多个终端，让多台终端共用同一条中器用于连接多
12、个终端，让多台终端共用同一条通信线路与主机通信。前端机放在主机的前端，通信线路与主机通信。前端机放在主机的前端，承担通信处理功能，以减轻主机的负担。承担通信处理功能，以减轻主机的负担。第二代计算机网络第二代计算机网络n第二代计算机网络是以共享资源为目的的计算机通第二代计算机网络是以共享资源为目的的计算机通信网络。面向终端的计算机网络只能在终端和主机信网络。面向终端的计算机网络只能在终端和主机之间进行通信，计算机之间无法通信。从之间进行通信，计算机之间无法通信。从20世纪世纪60年代中期开始，出现了多个主机互联的系统，年代中期开始，出现了多个主机互联的系统，可以实现计算机和计算机之间的通信。真正
13、意义上可以实现计算机和计算机之间的通信。真正意义上的计算机网络应该是计算机与计算机的互联，是计的计算机网络应该是计算机与计算机的互联，是计算机之间的通信，即通过通信线路将若干个自主的算机之间的通信，即通过通信线路将若干个自主的计算机连接起来的系统，称之为计算机计算机连接起来的系统，称之为计算机-计算机网计算机网络，简称为计算机通信网络。络，简称为计算机通信网络。第二代计算机网络第二代计算机网络n它由通信子网和用户资源子网（第一代网络）构成，它由通信子网和用户资源子网（第一代网络）构成，用户通过终端不仅可以共享本主机上的软硬件资源用户通过终端不仅可以共享本主机上的软硬件资源，还可共享通信子网上其
14、他主机上的软硬件资源。，还可共享通信子网上其他主机上的软硬件资源。n计算机通信网络在逻辑上可分为两大部分：通信子计算机通信网络在逻辑上可分为两大部分：通信子网和资源子网，二者合一构成以通信子网为核心，网和资源子网，二者合一构成以通信子网为核心，以资源共享为目的的网络。计算机通信网的最初代以资源共享为目的的网络。计算机通信网的最初代表是美国国防部高级研究计划局开发的表是美国国防部高级研究计划局开发的ARPANET，它也是如今，它也是如今Internet的雏形。的雏形。第二代计算机网络第二代计算机网络1资源子网资源子网n资源子网由主计算机系统、终端、终端资源子网由主计算机系统、终端、终端控制器、联
15、网外设、各种软件资源与信控制器、联网外设、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，向网络用户提供各种网络资处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。源与网络服务。1资源子网资源子网n主计算机系统简称为主机（主计算机系统简称为主机（Host），它可以是），它可以是大型机、中型机或小型机。主机是资源子网的大型机、中型机或小型机。主机是资源子网的主要组成单元，它通过高速通信线路与通信子主要组成单元，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。普通用户终端通网的通信控制处理机相连接。普通用户终端通过主机联入网内。主机要为本地用户访问网
16、络过主机联入网内。主机要为本地用户访问网络其他主机设备与资源提供服务，同时要为网中其他主机设备与资源提供服务，同时要为网中远程用户共享本地资源提供服务。随着微型机远程用户共享本地资源提供服务。随着微型机的广泛应用，联入计算机网络的微型机数量日的广泛应用，联入计算机网络的微型机数量日益增多，它可以作为主机的一种类型，直接通益增多，它可以作为主机的一种类型，直接通过通信控制处理机联入网内，也可以通过联网过通信控制处理机联入网内，也可以通过联网的大、中、小型计算机系统间接联入网内。的大、中、小型计算机系统间接联入网内。1资源子网资源子网n终端（终端（Terminal）是用户访问网络的界）是用户访问网
17、络的界面。终端可以是简单的输入、输出终端，面。终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的智能终端。智也可以是带有微处理机的智能终端。智能终端除具有输入、输出信息的功能外，能终端除具有输入、输出信息的功能外，本身具有存储与处理信息的能力。终端本身具有存储与处理信息的能力。终端可以通过主机联入网内，也可以通过终可以通过主机联入网内，也可以通过终端控制器、报文分组组装与拆卸装置或端控制器、报文分组组装与拆卸装置或通信控制处理机联入网内。通信控制处理机联入网内。2通信子网通信子网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（Communication Control Processo
18、r,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、转发信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。等通信处理任务。2通信子网通信子网n通信控制处理机在网络拓扑结构中被称通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点。一方面，它作为与资源子为网络结点。一方面，它作为与资源子网的主机、终端相连接的接口，将主机网的主机、终端相连接的接口，将主机和终端连入网内；另一方面，它又作为和终端连入网内；另一方面，它又作为通信子网中的分组存储转发结点，完成通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准
19、确发送到目的主机实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。的作用。2通信子网通信子网n通信线路为通信控制处理机与通信控制通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。计算机网络采用了多种通供通信信道。计算机网络采用了多种通信线路。例如，双绞线、同轴电缆、光信线路。例如，双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。道等。第三代计算机网络第三代计算机网络n第三代计算机网络又称现代计算机网络。随第三代计算机网络又称现代计算机网络。随着微型计算机、广域网和局域网的广泛应用，着微型计算机
20、、广域网和局域网的广泛应用，使用大型机与中型机的主机使用大型机与中型机的主机-终端系统的用终端系统的用户减少，网络结构发生了巨大的变化。大量户减少，网络结构发生了巨大的变化。大量的微型计算机通过局域网联入广域网，而局的微型计算机通过局域网联入广域网，而局域网与广域网、广域网与广域网的互联是通域网与广域网、广域网与广域网的互联是通过路由器实现的。过路由器实现的。第三代计算机网络第三代计算机网络n在在Internet中，用户计算机需要通过校中，用户计算机需要通过校园网、企业网或园网、企业网或Internet服务提供商服务提供商（Internet Services Provider,ISP）联入地区
21、主干网，地区主干网通过国家联入地区主干网，地区主干网通过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样主干网联入国家间的高速主干网，这样就形成一种由路由器互联的大型、层次就形成一种由路由器互联的大型、层次结构的现代计算机网络，即互联网络，结构的现代计算机网络，即互联网络，它是第二代计算机网络的延伸。它是第二代计算机网络的延伸。第三代计算机网络第三代计算机网络1 1广域网的发展广域网的发展nARPANET是第一个分组交换网，它的出是第一个分组交换网，它的出现标志着以资源共享为目的的计算机网现标志着以资源共享为目的的计算机网络的诞生，广域网的发展也是从络的诞生，广域网的发展也是从ARPANET的诞生开始的
22、。这一时期美国的诞生开始的。这一时期美国许多计算机公司开始大力发展计算机网许多计算机公司开始大力发展计算机网络，纷纷推出自己的产品和结构。如络，纷纷推出自己的产品和结构。如1974 年年 IBM 公司推出公司推出系统网络体系系统网络体系结构结构SNA以及以及1975年年DEC公司提出公司提出分分布式网络体系结构布式网络体系结构DNA等。等。1 1广域网的发展广域网的发展n当时，网络应用也正在向各行各业甚至于个人当时，网络应用也正在向各行各业甚至于个人普及和发展，发展网络的需求十分迫切。这就普及和发展，发展网络的需求十分迫切。这就促进了计算机网络的发展，使许多国家加强了促进了计算机网络的发展，使
23、许多国家加强了基础设施的建设，开始建设公用数据网。早期基础设施的建设，开始建设公用数据网。早期的数据网是采用模拟的公用交换电话网，通过的数据网是采用模拟的公用交换电话网，通过调制解调器（调制解调器（Modem），将计算机的数字信），将计算机的数字信号调制为模拟信号，经交换电话网传送给另一号调制为模拟信号，经交换电话网传送给另一端的端的Modem，经，经Modem的解调再将模拟信号的解调再将模拟信号恢复为数字信号被计算机接收，以完成通信，恢复为数字信号被计算机接收，以完成通信，这种技术传输速率比较低。这种技术传输速率比较低。1 1广域网的发展广域网的发展n后来又发展为公用数据网，典型的公用后来又
24、发展为公用数据网，典型的公用数据网有：美国的数据网有：美国的Telenet、日本的、日本的DDX、加拿大的、加拿大的DATAPAC。我国于。我国于1993年和年和1996年分别开通了公用数据年分别开通了公用数据网网CHINAPAC和提供数字专线服务的和提供数字专线服务的DDN，这些都为广域网的发展打下了基，这些都为广域网的发展打下了基础。公用数据网在础。公用数据网在20世纪世纪70至至80年代随年代随着计算机网络技术的发展和网络应用的着计算机网络技术的发展和网络应用的需求得到很大的发展。需求得到很大的发展。1 1广域网的发展广域网的发展n目前广域网又开发了诸如帧中继（目前广域网又开发了诸如帧中
25、继（Frame Relay）、综合业务数据网（）、综合业务数据网（ISDN）、交换）、交换多兆位数据服务（多兆位数据服务（SMDS）等公用数据网。这）等公用数据网。这些公用数据网的诞生与发展极大地促进了广域些公用数据网的诞生与发展极大地促进了广域网的发展。当前，由于光纤介质的不断普及，网的发展。当前，由于光纤介质的不断普及，直接在光纤介质上传输数据和波分多路复用的直接在光纤介质上传输数据和波分多路复用的技术（技术（WDM）业已开始投入使用，使得广域）业已开始投入使用，使得广域网的发展进入了一个新的历史时期，大大提高网的发展进入了一个新的历史时期，大大提高了广域网的数据传输了广域网的数据传输 速
26、率。速率。2局域网的发展局域网的发展n早期的计算机网络大多为广域网，局域网的出现与早期的计算机网络大多为广域网，局域网的出现与发展是在发展是在20世纪世纪70年代出现了微型计算机（年代出现了微型计算机（PC）以后。以后。20世纪世纪80年代，由于年代，由于PC机性能不断地提高，机性能不断地提高，价格不断地降低，计算机从价格不断地降低，计算机从专家专家群里走入群里走入大众大众之中，应用从科学计算走入事务处理，使得之中，应用从科学计算走入事务处理，使得PC机大机大量地进入各行各业的办公室，甚至家庭。这时，个量地进入各行各业的办公室，甚至家庭。这时，个人计算机得到了蓬勃发展。由于个人计算机的大量人计
27、算机得到了蓬勃发展。由于个人计算机的大量涌现和广泛分布，基于信息交换和资源共享的需求涌现和广泛分布，基于信息交换和资源共享的需求越来越迫切，人们要求在一栋楼或一个部门内的计越来越迫切，人们要求在一栋楼或一个部门内的计算机互联，于是局域网（算机互联，于是局域网（Local Area Network,LAN）应运而生。局域网一经问世就得到了迅速的）应运而生。局域网一经问世就得到了迅速的发展和广泛的应用。发展和广泛的应用。3标准化网络与互联网标准化网络与互联网n计算机广域网和局域网大多是由研究部门、大学或计计算机广域网和局域网大多是由研究部门、大学或计算机公司自行开发研制的，他们没有统一的体系结构算
28、机公司自行开发研制的，他们没有统一的体系结构和标准，各个厂家生产的计算机产品和网络产品无论和标准，各个厂家生产的计算机产品和网络产品无论在技术上还是在结构上都有很大的差异，从而造成不在技术上还是在结构上都有很大的差异，从而造成不同厂家生产的计算机及网络产品很难实现互联，这给同厂家生产的计算机及网络产品很难实现互联，这给用户的使用带来极大的不便，同时也约束了计算机网用户的使用带来极大的不便，同时也约束了计算机网络的发展。这个时期各个计算机网络公司都纷纷研究络的发展。这个时期各个计算机网络公司都纷纷研究开发自己的计算机网络体系结构和协议，如：开发自己的计算机网络体系结构和协议，如：IBM公公司于司
29、于1974年公布了年公布了系统网络体系结构系统网络体系结构SNA，DEC公司于公司于1975年公布了年公布了分布式网络体系结构分布式网络体系结构 DNA等。等。这种发展形势对网络的继续发展极为不利，于是统一这种发展形势对网络的继续发展极为不利，于是统一网络的标准提到了议事日程上来。网络的标准提到了议事日程上来。3标准化网络与互联网标准化网络与互联网n1977年国际标准化组织（年国际标准化组织（ISO）为适应）为适应网络标准化的发展趋势，在研究分析已网络标准化的发展趋势，在研究分析已有的网络结构经验的基础上，开始研究有的网络结构经验的基础上，开始研究开放系统互连开放系统互连（OSI）问题。）问题
30、。ISO于于1984年公布了年公布了开放系统互连基本参考开放系统互连基本参考模型模型的正式文件，即的正式文件，即OSI参考模型参考模型OSI/RM(Open System Interconnection/Reference Model)。3标准化网络与互联网标准化网络与互联网nOSI/RM 已被国际社会广泛地认可。它已被国际社会广泛地认可。它对推动计算机网络的理论与技术的发展，对推动计算机网络的理论与技术的发展，对统一网络体系结构和协议起到了积极对统一网络体系结构和协议起到了积极的作用。从此，计算机网络进入了标准的作用。从此，计算机网络进入了标准化网络阶段。化网络阶段。3标准化网络与互联网标准
31、化网络与互联网n由于全世界有不计其数的局域网、广域由于全世界有不计其数的局域网、广域网，如何将它们连接起来，以便达到扩网，如何将它们连接起来，以便达到扩大网络规模和实现更大范围资源共享的大网络规模和实现更大范围资源共享的目的，于是又提出了把各网络互联起来目的，于是又提出了把各网络互联起来的迫切需要。的迫切需要。Internet 的出现正好解决的出现正好解决了这个问题。了这个问题。Internet的中译名为的中译名为因特因特网网，是全球规模最大，覆盖面积最广的，是全球规模最大，覆盖面积最广的互联网。互联网。Internet自产生以来就呈爆炸自产生以来就呈爆炸式的发展。式的发展。3标准化网络与互联
32、网标准化网络与互联网n20世纪世纪80年代到年代到90年代初，是互联网飞速发年代初，是互联网飞速发展的阶段，今天的展的阶段，今天的Internet就是从就是从ARPANET逐步演变过来的，逐步演变过来的，ARPANET上的主机安装的上的主机安装的是是UNIX操作系统，并内嵌操作系统，并内嵌TCP/IP协议。一直协议。一直到现在，到现在，Internet上仍然使用的是上仍然使用的是TCP/IP协协议。议。nInternet的飞速发展和广泛应用使计算机网络的飞速发展和广泛应用使计算机网络进入了一个崭新的阶段。它深入政府部门、金进入了一个崭新的阶段。它深入政府部门、金融、商业、企业、公司、教育部门和
33、家庭等方融、商业、企业、公司、教育部门和家庭等方方面面。方面面。1.2 计算机网络的定义计算机网络的定义 人们通常对人们通常对“计算机网络计算机网络”的定义：的定义：为了实现计算机之间的通信交往、资源为了实现计算机之间的通信交往、资源共享和协同工作，采用通信手段，将地共享和协同工作，采用通信手段，将地理位置分散的、各自具备自主功能的一理位置分散的、各自具备自主功能的一组计算机有机地联系起来，并且由网络组计算机有机地联系起来，并且由网络操作系统进行管理的计算机复合系统就操作系统进行管理的计算机复合系统就是计算机网络。是计算机网络。1.2 计算机网络的定义计算机网络的定义n计算机网络（计算机网络（
34、Computer NetworkComputer Network）是利）是利用通信线路和通信设备，把分布在不同用通信线路和通信设备，把分布在不同地理位置的具有独立功能的多台计算机、地理位置的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备互相连接，按照网络终端及其附属设备互相连接，按照网络协议进行数据通信，由功能完善的网络协议进行数据通信，由功能完善的网络软件，实现资源共享的计算机系统的集软件，实现资源共享的计算机系统的集合。它是计算机技术与通信技术相结合合。它是计算机技术与通信技术相结合的产物。的产物。1.2 计算机网络的定义计算机网络的定义n 一个计算机网络可以包含有多台具有一个计算机网络可以包
35、含有多台具有“自主自主”功能功能的计算机。所谓的的计算机。所谓的“自主自主”是指这些计算机离开计算是指这些计算机离开计算机网络之后，也能独立地工作和运行。因此，通常将机网络之后，也能独立地工作和运行。因此，通常将这些计算机称为这些计算机称为“主机主机”(host)，在网络中又叫做节，在网络中又叫做节点或站点。一般，在网络中的共享资源点或站点。一般，在网络中的共享资源(即硬件资源、即硬件资源、软件资源和数据资源软件资源和数据资源)均分布在这些计算机中。均分布在这些计算机中。1.2 计算机网络的定义计算机网络的定义n 构成计算机网络时需要使用通信的手段，把有关的构成计算机网络时需要使用通信的手段，
36、把有关的计算机计算机(节点节点)“有机地有机地”连接起来。所谓的连接起来。所谓的“有机有机”地连接是指连接时彼此必须遵循所规定的约定和规则。地连接是指连接时彼此必须遵循所规定的约定和规则。这些约定和规则就是通信协议。这些约定和规则就是通信协议。建立计算机网络的主要目的是为了实现通信的交往、建立计算机网络的主要目的是为了实现通信的交往、信息资源的交流、计算机分布资源的共享，或者是协信息资源的交流、计算机分布资源的共享，或者是协同工作。一般将计算机资源共享作为网络的最基本特同工作。一般将计算机资源共享作为网络的最基本特征。征。1.3 计算机网络的功能和应用计算机网络的功能和应用1.31计算机网络具
37、有如下一些功能，其中最主计算机网络具有如下一些功能，其中最主要的功能是资源共享和通信。要的功能是资源共享和通信。n1共享硬件与软件共享硬件与软件n2共享信息共享信息n3通信功能通信功能1共享硬件与软件共享硬件与软件n计算机网络允许网络上的用户共享网络计算机网络允许网络上的用户共享网络上各种不同类型的硬件设备，可共享的上各种不同类型的硬件设备，可共享的硬件资源有：巨型计算机、专用的高性硬件资源有：巨型计算机、专用的高性能计算机、大容量磁盘，高性能打印机，能计算机、大容量磁盘，高性能打印机，高精度图形设备、通信线路、通信设备高精度图形设备、通信线路、通信设备等。共享硬件的好处是节约开支，用户等。共
38、享硬件的好处是节约开支，用户可以通过网络访问各种不同类型的设备。可以通过网络访问各种不同类型的设备。1共享硬件与软件共享硬件与软件n现在已经有许多专供网上使用的软件，如数据现在已经有许多专供网上使用的软件，如数据库管理系统、各种库管理系统、各种Internet信息服务软件等。信息服务软件等。共享软件允许多个用户同时使用，并能保持数共享软件允许多个用户同时使用，并能保持数据的完整性和一致性。特别是客户机据的完整性和一致性。特别是客户机/服务器服务器（C/S）和浏览器）和浏览器/服务器（服务器（B/S）模式的出现，）模式的出现，人们可以使用客户机来访问服务器，而服务器人们可以使用客户机来访问服务器
39、，而服务器软件是共享的。并且在软件是共享的。并且在B/S方式下，软件版本方式下，软件版本的升级修改，只要在服务器上进行，全网用户的升级修改，只要在服务器上进行，全网用户都可立即享受。可共享的软件种类很多，包括都可立即享受。可共享的软件种类很多，包括大型专用软件、各种网络应用软件、各种信息大型专用软件、各种网络应用软件、各种信息服务软件等。服务软件等。2共享信息共享信息n信息也是一种资源，信息也是一种资源，Internet就是一个巨大的就是一个巨大的信息资源宝库，它就像是一个信息的海洋，有信息资源宝库，它就像是一个信息的海洋，有取之不尽、用之不竭的信息与数据。每一个接取之不尽、用之不竭的信息与数
40、据。每一个接入入Internet的用户都可以共享这些信息资源。的用户都可以共享这些信息资源。可共享的信息资源有：搜索与查询的信息，可共享的信息资源有：搜索与查询的信息，Web服务器上的主页及各种链接，服务器上的主页及各种链接，FTP服务器服务器中的软件，各种各样的电子出版物，网上消息、中的软件，各种各样的电子出版物，网上消息、报告和广告，网上大学，网上图书馆等等。报告和广告，网上大学，网上图书馆等等。3通信功能通信功能n通信功能是计算机网络的基本功能之一，通信功能是计算机网络的基本功能之一，它可以为网络用户提供强有力的通信手它可以为网络用户提供强有力的通信手段。建设计算机网络的主要目的就是让段
41、。建设计算机网络的主要目的就是让分布在不同地理位置的计算机用户之间分布在不同地理位置的计算机用户之间能够相互通信、交流信息。计算机网络能够相互通信、交流信息。计算机网络可以传输数据、声音、图形和图像等多可以传输数据、声音、图形和图像等多媒体信息。利用网络的通信功能，可以媒体信息。利用网络的通信功能，可以发送电子邮件，在网上举行电视会议等。发送电子邮件，在网上举行电视会议等。1.3.2 计算机网络的应用计算机网络的应用n随着现代信息社会进程的推进，通信和计算机随着现代信息社会进程的推进，通信和计算机技术的迅猛发展，计算机网络的应用也越来越技术的迅猛发展，计算机网络的应用也越来越普及。普及。Int
42、ernet已成为家喻户晓的计算机网络，已成为家喻户晓的计算机网络，它也是世界上最大的计算机网络，是一条贯穿它也是世界上最大的计算机网络，是一条贯穿全球的全球的信息高速公路主干道信息高速公路主干道。通过计算机网。通过计算机网络提供的服务，人们可将计算机网络应用于社络提供的服务，人们可将计算机网络应用于社会的方方面面。会的方方面面。1网络在科研和教育中的应用网络在科研和教育中的应用n通过计算机网络，科技人员可以在网上查询各通过计算机网络，科技人员可以在网上查询各种文件和资料，可以互相交流学术思想和交换种文件和资料，可以互相交流学术思想和交换实验资料，甚至可以在计算机网络上进行国际实验资料，甚至可以
43、在计算机网络上进行国际合作研究项目。在教育方面可以开设网上学校，合作研究项目。在教育方面可以开设网上学校，实现远程授课。学生可以在家里或其他可以将实现远程授课。学生可以在家里或其他可以将计算机接入计算机网络的地方利用多媒体交互计算机接入计算机网络的地方利用多媒体交互功能听课，有什么不懂的问题可以随时提问和功能听课，有什么不懂的问题可以随时提问和讨论，还可以从网上获得学习参考资料，并且讨论，还可以从网上获得学习参考资料，并且可通过网络交付作业和参加考试。可通过网络交付作业和参加考试。2网络在企事业单位中的应用网络在企事业单位中的应用n计算机网络可以使企事业单位和公司内部实现计算机网络可以使企事业
44、单位和公司内部实现办公自动化，做到各种软硬件资源共享，而且，办公自动化，做到各种软硬件资源共享，而且，如果将内部网络联入如果将内部网络联入Internet还可以实现异地还可以实现异地办公。例如，通过办公。例如，通过WWW或电子邮件，公司就或电子邮件，公司就可以很方便地与分布在不同地区的子公司或其可以很方便地与分布在不同地区的子公司或其他业务单位建立联系，不仅能够及时地交换信他业务单位建立联系，不仅能够及时地交换信息而且实现了无纸办公。在外的员工通过网络息而且实现了无纸办公。在外的员工通过网络还可以与公司保持通信，得到公司的指示和帮还可以与公司保持通信，得到公司的指示和帮助。企业可以通过因特网，
45、搜集市场信息并发助。企业可以通过因特网，搜集市场信息并发布企业产品信息，取得良好的经济效益。布企业产品信息，取得良好的经济效益。3网络在商业上的应用网络在商业上的应用n随着计算机网络的广泛应用，电子资料随着计算机网络的广泛应用，电子资料交换（交换（EDI）已成为国际贸易往来的一）已成为国际贸易往来的一个重要手段，它以一种被共同认可的数个重要手段，它以一种被共同认可的数据格式，使分布在全球各地的贸易伙伴据格式，使分布在全球各地的贸易伙伴可以通过计算机传输各种贸易单据，代可以通过计算机传输各种贸易单据，代替了传统的贸易单据，节省了大量的人替了传统的贸易单据，节省了大量的人力和物力，提高了效率。又如
46、网上商店力和物力，提高了效率。又如网上商店实现了网上购物、网上付款的网上消费实现了网上购物、网上付款的网上消费梦想。梦想。4网络在通信与娱乐上的应用网络在通信与娱乐上的应用n20世纪个人之间通信的基本工具是电话，而世纪个人之间通信的基本工具是电话，而21世纪世纪计算机网络已成为个人之间通信的基本工具之一。目计算机网络已成为个人之间通信的基本工具之一。目前，计算机网络所提供的通信服务包括电子邮件、网前，计算机网络所提供的通信服务包括电子邮件、网络寻呼、络寻呼、BBS、网络新闻和、网络新闻和IP电话等。目前，电子邮电话等。目前，电子邮件已广泛应用。初期的电子邮件只能传送文本文件，件已广泛应用。初期
47、的电子邮件只能传送文本文件，而现在已经可以传输语音与图像文件。而现在已经可以传输语音与图像文件。Internet上存上存在着很多的新闻组，参加新闻组的人可以在网上对某在着很多的新闻组，参加新闻组的人可以在网上对某个感兴趣的问题进行讨论，或是阅读有关这方面的资个感兴趣的问题进行讨论，或是阅读有关这方面的资料，这是计算机网络应用中很受欢迎的一种通信方式。料，这是计算机网络应用中很受欢迎的一种通信方式。网络寻呼不但可以实现在网络进行寻呼的功能，还可网络寻呼不但可以实现在网络进行寻呼的功能，还可以在网友之间进行网络聊天和文件传输等。以在网友之间进行网络聊天和文件传输等。IP电话也电话也是基于计算机网络
48、的一类典型的个人通信服务。是基于计算机网络的一类典型的个人通信服务。4网络在通信与娱乐上的应用网络在通信与娱乐上的应用n家庭娱乐正在对信息服务业产生着巨大的影响，家庭娱乐正在对信息服务业产生着巨大的影响，它可以让人们在家里点播电影和电视节目，目它可以让人们在家里点播电影和电视节目，目前，一些发达国家已开展这方面的服务。新的前，一些发达国家已开展这方面的服务。新的电影可能成为交互式的，观众在看电影时可以电影可能成为交互式的，观众在看电影时可以不时参与到电影情节中去。家庭电视也可以成不时参与到电影情节中去。家庭电视也可以成为交互形式的，观众可以参与到猜谜等活动之为交互形式的，观众可以参与到猜谜等活
49、动之中。家庭娱乐中最重要的应用可能是在游戏上。中。家庭娱乐中最重要的应用可能是在游戏上。目前，已经有很多人喜欢上多人实时仿真游戏。目前，已经有很多人喜欢上多人实时仿真游戏。如果使用虚拟现实的头盔和三维、实时、高清如果使用虚拟现实的头盔和三维、实时、高清晰度的图像，我们就可以共享虚拟现实的很多晰度的图像，我们就可以共享虚拟现实的很多游戏和进行多种训练。游戏和进行多种训练。4网络在通信与娱乐上的应用网络在通信与娱乐上的应用n随着网络技术的发展和各种网络应用需求的增随着网络技术的发展和各种网络应用需求的增加，计算机网络应用的范围在不断扩大，应用加，计算机网络应用的范围在不断扩大，应用领域越来越宽，越
50、来越深入，许多新的计算机领域越来越宽，越来越深入，许多新的计算机网络应用系统不断地被开发出来，如：工业自网络应用系统不断地被开发出来，如：工业自动控制、辅助决策、虚拟大学、远程教学、远动控制、辅助决策、虚拟大学、远程教学、远程医疗、管理信息系统、数字图书馆、电子博程医疗、管理信息系统、数字图书馆、电子博物馆、全球情报检索与信息查询、网上购物、物馆、全球情报检索与信息查询、网上购物、电子商务、电视会议、视频点播等。电子商务、电视会议、视频点播等。1.4 计算机网络的组成计算机网络的组成 由由于于计计算算机机网网络络的的基基本本功功能能分分为为数数据据处处理理和和数数据据通通信信两两大大部部分分，