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1、YCF（中职）计算机网络技术第1章教学课件模块模块1计算机网络概论计算机网络概论任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述1.1.1 计算机网络的定义与功能计算机网络的定义与功能1.1.2 计算机网络的应用和发展趋势计算机网络的应用和发展趋势1.1.3 计算机网络的组成计算机网络的组成1.1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类任务任务2 网络的拓扑结构网络的拓扑结构1.2.1 网络拓扑结构的概念网络拓扑结构的概念1.2.2 常见的网络拓扑结构常见的网络拓扑结构下一页下一页模块模块1计算机网络概论计算机网络概论任务任务3 计算机网络体系结构及协议计算机网络体系结构及协议1.3.1 网络协议和体系
2、结构网络协议和体系结构1.3.2 OSI/RM参考模型参考模型1.3.3 OSI参考模型中的数据传输参考模型中的数据传输1.3.4 TCP/IP的体系结构的体系结构任务任务4 计算机网络的主要性能指标计算机网络的主要性能指标任务任务5 标准化组织标准化组织1.5.1 国际性标准化组织国际性标准化组织下一页下一页上一页上一页模块模块1计算机网络概论计算机网络概论1.5.2 我国国家和行业标准化组织我国国家和行业标准化组织上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述人类社会已进入信息化时代，覆盖全国乃至全球的计算机互人类社会已进入信息化时代，覆盖全国乃至全球的计算机互联网络不断地高速发展并
3、日益深入到国民经济的各个部门和联网络不断地高速发展并日益深入到国民经济的各个部门和社会生活的各个方面，计算机网络已经成为人们日常生活中社会生活的各个方面，计算机网络已经成为人们日常生活中必不可少的交际工具。必不可少的交际工具。1.1.1计算机网络的定义与功能计算机网络的定义与功能1.计算机网络的定义计算机网络的定义随着计算机技术的不断发展，人们对计算机网络这个概念有随着计算机技术的不断发展，人们对计算机网络这个概念有着不同的理解和定义。目前通常从资源共享的角度来定义计着不同的理解和定义。目前通常从资源共享的角度来定义计算机网络算机网络:将地理位置不同的具有独立功能的计算机或由计算将地理位置不同
4、的具有独立功能的计算机或由计算机控制的外部设备，通过通信设备和线路连接起来，在网络机控制的外部设备，通过通信设备和线路连接起来，在网络操作系统的控制下，按照约定的通信协议进行信息交换，实操作系统的控制下，按照约定的通信协议进行信息交换，实现资源共享的系统称为计算机网络。现资源共享的系统称为计算机网络。下一页下一页返回返回任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述从这个简单的定义可以看出，计算机网络涉及三个方面的问从这个简单的定义可以看出，计算机网络涉及三个方面的问题。题。(1)两台或两台以上的计算机相互连接起来才能构成网络，达两台或两台以上的计算机相互连接起来才能构成网络，达到资源共享的目的。到
5、资源共享的目的。(2)两台或两台以上的计算机连接，互相通信交换信息，需要两台或两台以上的计算机连接，互相通信交换信息，需要有一条通道。这条通道的连接是物理的，由硬件实现，这就有一条通道。这条通道的连接是物理的，由硬件实现，这就是连接介质是连接介质(有时称为信息传输介质有时称为信息传输介质)。它们可以是双绞线、。它们可以是双绞线、同轴电缆或光纤等同轴电缆或光纤等“有线有线”介质介质;也可以是激光、微波或卫星也可以是激光、微波或卫星等等“无线无线”介质。介质。(3)计算机之间要通信交换信息，彼此就需要有某些约定和规计算机之间要通信交换信息，彼此就需要有某些约定和规则，这就是协议。则，这就是协议。因
6、此，可以把计算机网络定义为因此，可以把计算机网络定义为:把分布在不同地点且具有独把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件下支持运行，以实现网络中以资源共享为能完善的网络软件下支持运行，以实现网络中以资源共享为目标的系统。目标的系统。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述几台计算机互联可构成最简单的网络，几台计算机互联可构成最简单的网络，图图1-1所示是一个较所示是一个较简单的计算机网络，可实现不同计算机互联。简单的计算机网络，可实现不同计算机互联。2.计算机
7、网络的功能计算机网络的功能计算机网络所具有的高可靠性、高性能价格比和易扩充性等计算机网络所具有的高可靠性、高性能价格比和易扩充性等优点，使它在工业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、优点，使它在工业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等各个领域、各个行业获得了越来商业、国防以及科学研究等各个领域、各个行业获得了越来越广泛的应用。计算机网络的实现，为用户构造分布式的网越广泛的应用。计算机网络的实现，为用户构造分布式的网络计算环境提供了基础。它的功能主要表现在以下几个方面。络计算环境提供了基础。它的功能主要表现在以下几个方面。1)数据交换和通信数据交换和通信计算机网络中的
8、计算机之间或计算机与终端之间，可以快速、计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速、可靠地相互传递数据、程序或文件。例如，电子邮件可靠地相互传递数据、程序或文件。例如，电子邮件(E-mail)可以使相隔万里的异地用户快速、准确地相互通信可以使相隔万里的异地用户快速、准确地相互通信;文文件传输服务件传输服务(FTP)可以实现文件的实时传递，为用户复制和查可以实现文件的实时传递，为用户复制和查找文件提供了有力的工具。找文件提供了有力的工具。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述2)资源共享资源共享计算机网络可以实现网络资源的共享，这些资源包括硬件、计算机
9、网络可以实现网络资源的共享，这些资源包括硬件、软件和数据。资源共享是计算机网络组网的目标之一。软件和数据。资源共享是计算机网络组网的目标之一。(1)硬件共享硬件共享:用户可以使用网络中任意一台计算机所附接的用户可以使用网络中任意一台计算机所附接的硬件设备。硬件设备。例如，同一网络中的用户共享打印机、共享硬盘空间等。例如，同一网络中的用户共享打印机、共享硬盘空间等。(2)软件共享软件共享:用户可以使用远程主机的软件，包括系统软件用户可以使用远程主机的软件，包括系统软件和用户软件。既可以将相应软件调入本地计算机执行，也可和用户软件。既可以将相应软件调入本地计算机执行，也可以将数据送至对方主机，运行
10、其软件，并返回结果。以将数据送至对方主机，运行其软件，并返回结果。(3)数据共享数据共享:网络用户可以使用其他主机和用户的数据。网络用户可以使用其他主机和用户的数据。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述3)系统的可靠性系统的可靠性通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。当某一台计算机出现故障时，可以立即由计算机网络中的另当某一台计算机出现故障时，可以立即由计算机网络中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。例如，空中交通管一台计算机来代替其完成所承担的任务。例如，空中交通管理、工业自动化生产
11、线、军事防御系统、电力供应系统等都理、工业自动化生产线、军事防御系统、电力供应系统等都可以通过计算机网络设置，以保证实时性管理和不间断运行可以通过计算机网络设置，以保证实时性管理和不间断运行系统的安全性和可靠性。系统的安全性和可靠性。4)分布式网络处理和均衡负荷分布式网络处理和均衡负荷对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的其他计算机上进行，或由网络中比可将任务分散到网络中的其他计算机上进行，或由网络中比较空闲的计算机分担负荷，这样既可以处理大型的任务，使较空闲的计算机分担负荷，这样既可以处理大型的任务，使一
12、台计算机不会负担过重，又提高了计算机的对用性，起到一台计算机不会负担过重，又提高了计算机的对用性，起到了分布式处理和均衡负荷的作用。了分布式处理和均衡负荷的作用。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述5)增加服务项目增加服务项目通过计算机网络可为用户提供更为全面的服务项目，如图像、通过计算机网络可为用户提供更为全面的服务项目，如图像、声音、动画等信息的处理和传输，这是单个计算机系统所难声音、动画等信息的处理和传输，这是单个计算机系统所难以实现的。以实现的。1.1.2计算机网络的应用和发展趋势计算机网络的应用和发展趋势1.计算机网络的应用计算机网络的应用人们常把
13、网络提供的应用称为网络服务，计算机网络的应用人们常把网络提供的应用称为网络服务，计算机网络的应用如下。如下。1)文件服务文件服务文件服务包括对数据文件的有效存储、提取及传输等内容。文件服务包括对数据文件的有效存储、提取及传输等内容。文件服务执行读、写、访问控制及数据管理等操作。文件服文件服务执行读、写、访问控制及数据管理等操作。文件服务可以使用户迅速将一个文件进行移动，有效地使用存储设务可以使用户迅速将一个文件进行移动，有效地使用存储设备，管理一个文件的多次复制，对关键数据进行备份。备，管理一个文件的多次复制，对关键数据进行备份。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机
14、网络概述由于网络文件服务增强了存储器的使用效率和计算机数据的由于网络文件服务增强了存储器的使用效率和计算机数据的提取性能，所以它是计算机网络提供的主要服务之一。网络提取性能，所以它是计算机网络提供的主要服务之一。网络文件服务包含以下功能文件服务包含以下功能:(1)文件传输。在计算机网络被广泛利用以前，文件传输是通文件传输。在计算机网络被广泛利用以前，文件传输是通过移动计算机存储介质的方式实现的。现在，利用网络文件过移动计算机存储介质的方式实现的。现在，利用网络文件服务，就可以在几秒钟内把文件传到网络的另一端，而不用服务，就可以在几秒钟内把文件传到网络的另一端，而不用考虑文件的大小、传输距离，甚
15、至也不用考虑本地的操作系考虑文件的大小、传输距离，甚至也不用考虑本地的操作系统。统。文件传输强调访问权限。一个单位可能只允许有权限的人进文件传输强调访问权限。一个单位可能只允许有权限的人进行重要信息的网络传输。行重要信息的网络传输。(2)文件存储器及数据移动。数据量的迅速增长，使大量的联文件存储器及数据移动。数据量的迅速增长，使大量的联机和脱机存储设备在网络中应用。有效地管理和共享大容量机和脱机存储设备在网络中应用。有效地管理和共享大容量存储设备，控制不同存储系统上的数据存储活动，是网络文存储设备，控制不同存储系统上的数据存储活动，是网络文件服务的重要方面。此外，一些历史数据经常需要从昂贵的件
16、服务的重要方面。此外，一些历史数据经常需要从昂贵的联机存储设备转移到廉价的、便于长久保存的脱机存储介质联机存储设备转移到廉价的、便于长久保存的脱机存储介质上。数据迁移就是将数据从一个存储介质上。数据迁移就是将数据从一个存储介质下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述移到另一个存储介质上。移到另一个存储介质上。(3)文件同步更新。移动计算机需要特别的文件服务，它们通文件同步更新。移动计算机需要特别的文件服务，它们通常不总是连在网络上。本地文件是否有效，如何知道数据发常不总是连在网络上。本地文件是否有效，如何知道数据发生了变化以便进行相应的处理，文件同步更新这种服务
17、，通生了变化以便进行相应的处理，文件同步更新这种服务，通过比较保存的文件的日期和时间来判定最新的文件。它还可过比较保存的文件的日期和时间来判定最新的文件。它还可以跟踪知道谁拥有某个文件，文件是否发生了变化。利用这以跟踪知道谁拥有某个文件，文件是否发生了变化。利用这个信息自动地用最新版本文件替换每一个对应的文件。个信息自动地用最新版本文件替换每一个对应的文件。(4)文件归档。把重要数据复制到磁带机或一些脱机存储设备文件归档。把重要数据复制到磁带机或一些脱机存储设备介质上，以防止数据的损坏，称为文件归档或文件备份。当介质上，以防止数据的损坏，称为文件归档或文件备份。当文件存储介质连接到网络上时，网
18、络管理员只需要使用网络文件存储介质连接到网络上时，网络管理员只需要使用网络以及它上面的网络备份系统便能够同时备份多个文件服务器以及它上面的网络备份系统便能够同时备份多个文件服务器的内容，完全不需要离开办公室。的内容，完全不需要离开办公室。2)打印服务打印服务下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述打印服务用来控制和管理对打印机和传真设备的访问。打印打印服务用来控制和管理对打印机和传真设备的访问。打印服务接受打印作业请求、解释打印作业格式和打印机设置、服务接受打印作业请求、解释打印作业格式和打印机设置、管理打印队列，为网络用户充当中间人，与网络上的打印机管理打印队
19、列，为网络用户充当中间人，与网络上的打印机和传真设备打交道。和传真设备打交道。网络打印服务可以减少一个部门所需要的打印机数量，将打网络打印服务可以减少一个部门所需要的打印机数量，将打印机放在最便于使用的地方，通过打印队列作业管理减少计印机放在最便于使用的地方，通过打印队列作业管理减少计算机传送打印作业的时间，有效地共享特定的打印机，利用算机传送打印作业的时间，有效地共享特定的打印机，利用计算机收发传真等。计算机收发传真等。3)通信服务通信服务借助于网络通信服务，远程用户可以通过传输介质和网络设借助于网络通信服务，远程用户可以通过传输介质和网络设备连接到网络。通信服务器也称为备连接到网络。通信服
20、务器也称为“访问服务器访问服务器”。用户可。用户可以从一个远程地点在共享打印机上打印文件，登录到主机，以从一个远程地点在共享打印机上打印文件，登录到主机，从内部邮件系统接收邮件并对内部数据库进行查询。从内部邮件系统接收邮件并对内部数据库进行查询。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述由于内部资源可以被局域网的用户访问，因而通信服务器有由于内部资源可以被局域网的用户访问，因而通信服务器有必要加强安全措施。必要加强安全措施。4)邮件服务邮件服务对于用户来说，邮件服务是网络最常见的功能。用户借助电对于用户来说，邮件服务是网络最常见的功能。用户借助电子邮件可以实现快捷
21、方便的通信。由于邮件服务使用得很频子邮件可以实现快捷方便的通信。由于邮件服务使用得很频繁，因而需要保证有足够的技术支持和管理资源。繁，因而需要保证有足够的技术支持和管理资源。5)应用服务应用服务应用服务是一种替网络客户运行软件的网络服务。它不同于应用服务是一种替网络客户运行软件的网络服务。它不同于文件服务是因为它不仅允许计算机之间共享数据，同时还允文件服务是因为它不仅允许计算机之间共享数据，同时还允许计算机之间共享处理能力。许计算机之间共享处理能力。网络应用服务可以协调硬件及软件在最为合适的平台上运行网络应用服务可以协调硬件及软件在最为合适的平台上运行实用程序实用程序(或软件应用或软件应用);
22、在网络上不用对每一台计算机进行升在网络上不用对每一台计算机进行升级便可增强关键硬件的处理能力。级便可增强关键硬件的处理能力。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述6)数据库服务数据库服务网络数据库服务提供了基于数据库服务器进行数据存储和提网络数据库服务提供了基于数据库服务器进行数据存储和提取的操作，它允许网络上的客户控制数据的处理及数据的表取的操作，它允许网络上的客户控制数据的处理及数据的表示。这样，便产生了专用术语来描述数据库应用程序，它允示。这样，便产生了专用术语来描述数据库应用程序，它允许客户向这些指定服务器发出数据操作请求，这就是客户许客户向这些指定服
23、务器发出数据操作请求，这就是客户/服服务器数据库系统。务器数据库系统。客户客户/服务器数据库系统把请求以及提供数据操作的任务进行服务器数据库系统把请求以及提供数据操作的任务进行优化和分割。为了提高事务处理效率，减少网络传输，每个优化和分割。为了提高事务处理效率，减少网络传输，每个客户分配一部分说明请求及处理响应结果的任务。同时，数客户分配一部分说明请求及处理响应结果的任务。同时，数据库服务器对请求进行处理并返回结果。据库服务器对请求进行处理并返回结果。利用网络数据库服务，可以优化计算机进行数据库记录的存利用网络数据库服务，可以优化计算机进行数据库记录的存储、查询及提取储、查询及提取;有效控制数
24、据的存储位置有效控制数据的存储位置;在部门间对数据在部门间对数据进行逻辑组织进行逻辑组织;保证数据的安全性保证数据的安全性;减少数据库客户的访问时减少数据库客户的访问时间。间。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述7)网络管理服务网络管理服务网络管理的一般服务如下。网络管理的一般服务如下。(1)对流量进行监视和控制并进行负载平衡。对于那些很难预对流量进行监视和控制并进行负载平衡。对于那些很难预测提交给服务器的请求数量的网络来说，负载平衡很重要。测提交给服务器的请求数量的网络来说，负载平衡很重要。(2)网址管理可以集中管理整个网络有限的网络地址，从而减网址管理可
25、以集中管理整个网络有限的网络地址，从而减少网络地址的相互冲突。少网络地址的相互冲突。(3)硬件诊断可以由系统进行，并及时通知网络管理员。硬件诊断可以由系统进行，并及时通知网络管理员。(4)许可证跟踪可以决定网络中当前正在使用某个应用程序的许可证跟踪可以决定网络中当前正在使用某个应用程序的复制份数，这对于法律诉讼很重要，可以避免非法软件的复复制份数，这对于法律诉讼很重要，可以避免非法软件的复制。制。(5)数据的备份和恢复，当原来的文件和数据丢失或被删除时，数据的备份和恢复，当原来的文件和数据丢失或被删除时，可以通过原来的安全区域的数据备份进行恢复。可以通过原来的安全区域的数据备份进行恢复。下一页
26、下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述2.计算机网络的发展趋势计算机网络的发展趋势1)计算机网络的产生计算机网络的产生在在20世纪世纪50年代初，美国航空公司与年代初，美国航空公司与IBM公司开始联合研公司开始联合研究应用于民用系统方面的计算机技术，并于究应用于民用系统方面的计算机技术，并于20世纪世纪60年代年代初投入使用飞机订票系统初投入使用飞机订票系统SABRE-I。1968年，美国通用年，美国通用电气公司投入运行了最大的商用数据处理网络信息服务系统，电气公司投入运行了最大的商用数据处理网络信息服务系统，该系统具有交互式处理和批处理能力，由于地理范围大，可该系
27、统具有交互式处理和批处理能力，由于地理范围大，可以利用时差达到资源的充分利用。以利用时差达到资源的充分利用。1966年年12月，罗伯茨开始全面负责月，罗伯茨开始全面负责ARPA网的筹建。经过网的筹建。经过近一年的研究，罗伯茨选择了一种名为近一年的研究，罗伯茨选择了一种名为IMP接口信号处理机，接口信号处理机，路由器的前身路由器的前身)的技术，来解决网络间计算机的兼容问题，并的技术，来解决网络间计算机的兼容问题，并首次使用了首次使用了“分组交换分组交换”(Packet Switching)作为网间数作为网间数据传输的标准。这两项关键技术的结合为据传输的标准。这两项关键技术的结合为ARPA网络奠定
28、了网络奠定了重要的技术基础，创造了一种更高效、更安全的数据传递模重要的技术基础，创造了一种更高效、更安全的数据传递模式。式。1968年，一套完整的设计方案正式启用，同年，首套年，一套完整的设计方案正式启用，同年，首套ARPA网的硬件设备问世。网的硬件设备问世。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述1969年年10月，罗伯茨完成了首个数据包并通过月，罗伯茨完成了首个数据包并通过ARPA网由网由UCLA(加州大学洛杉矶分校加州大学洛杉矶分校)出发，经过漫长的海岸线，完出发，经过漫长的海岸线，完整无误地抵达斯坦福大学的实验室。在这之后，罗伯茨还不整无误地抵达斯坦福大
29、学的实验室。在这之后，罗伯茨还不断地完善断地完善ARPA网技术，从网络协议、操作系统再到电子邮网技术，从网络协议、操作系统再到电子邮件。件。1969年年12月，月，Internet的前身的前身美国高级研究计划署美国高级研究计划署ARPA(Advanced Research Projects Agency)网网投入运行，它标志着计算机网络的兴起。该计算机网络系统投入运行，它标志着计算机网络的兴起。该计算机网络系统是一种分组交换网。分组交换技术使计算机网络的概念、结是一种分组交换网。分组交换技术使计算机网络的概念、结构和网络设计方面都发生了根本性的变化，并为后来的计算构和网络设计方面都发生了根本性
30、的变化，并为后来的计算机网络打下了坚实的基础。机网络打下了坚实的基础。2)计算机网络的发展计算机网络的发展由美国高级研究计划署由美国高级研究计划署(Advanced Research Projects Agency,ARPA)组织研制成功的组织研制成功的ARPANET网络，就是现网络，就是现在在Internet的前身。计算机网络的发展大致可划分为的前身。计算机网络的发展大致可划分为4个阶个阶段，如下所述。段，如下所述。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述3)第一阶段第一阶段诞生阶段诞生阶段20世纪世纪60年代中期之前的第一代计算机网络是以单个计算年代中期之前
31、的第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内范围内2000多个终端组成的飞机订票系统。终端是一台计多个终端组成的飞机订票系统。终端是一台计算机，其外部设备包括显示器和键盘，无算机，其外部设备包括显示器和键盘，无CPU和内存。第一和内存。第一代计算机网络如代计算机网络如图图1-2所示。所示。随着远程终端的增多，在主机前增加了前端机随着远程终端的增多，在主机前增加了前端机(FEP)。当时，。当时，人们把计算机网络定义为人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来，以传输信息为目的而连接起来，实现远
32、程信息处理或进一步达到资源共享的系统实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统”，但这样，但这样的通信系统已具备了网络的雏形。的通信系统已具备了网络的雏形。4)第二阶段第二阶段形成阶段形成阶段下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述20世纪世纪60年代中期至年代中期至70年代的第二代计算机网络，如年代的第二代计算机网络，如图图1-3所示，是以多个主机通过通信线路互联起来，为用户提供服所示，是以多个主机通过通信线路互联起来，为用户提供服务的系统，兴起于务的系统，兴起于60年代后期，典型代表是美国国防部高级年代后期，典型代表是美国国防部高级研究计划署协助开发的研究计
33、划署协助开发的ARPANET。主机之间不是直接用线。主机之间不是直接用线路相连，而是由接口报文处理机路相连，而是由接口报文处理机(IMP)转接后互联的。转接后互联的。IMP和和它们之间互联的通信线路一起负责主机间的通信任务，构成它们之间互联的通信线路一起负责主机间的通信任务，构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序，提供资源了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序，提供资源共享，组成了资源子网。在这个时期，网络概念为共享，组成了资源子网。在这个时期，网络概念为“以能够以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体合体”
34、，形成了计算机网络的基本概念。，形成了计算机网络的基本概念。5)第三阶段第三阶段计算机网络互联标准化计算机网络互联标准化计算机网络互联标准化计算机网络互联标准化(互联互通阶段互联互通阶段)是指具有统一的网络是指具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络，如体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络，如图图1-4所示。所示。ARPANET兴起后，计算机网络发展迅猛，各大计兴起后，计算机网络发展迅猛，各大计算机公司相继推出自己的网络体系结构及实现这些结构的软算机公司相继推出自己的网络体系结构及实现这些结构的软硬件产品。硬件产品。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网
35、络概述计算机网络概述由于没有统一的标准，不同厂商的产品之间互联很困难，人由于没有统一的标准，不同厂商的产品之间互联很困难，人们迫切需要一种开放性的标准化实用网络环境，这样应运而们迫切需要一种开放性的标准化实用网络环境，这样应运而生了两种国际通用的最重要的体系结构，即生了两种国际通用的最重要的体系结构，即TCP/IP体系结体系结构和国际标准化组织的构和国际标准化组织的OSI体系结构。从此网络产品有了统体系结构。从此网络产品有了统一的标准，同时也促进了企业的竞争，尤其为计算机网络向一的标准，同时也促进了企业的竞争，尤其为计算机网络向国际标准化方向发展提供了重要依据。国际标准化方向发展提供了重要依据
36、。到了到了20世纪世纪80年代，随着个人计算机年代，随着个人计算机(PC)的广泛使用，局的广泛使用，局域网获得了迅速发展。美国电气与电子工程师协会域网获得了迅速发展。美国电气与电子工程师协会(IEEE)为为了适应微机、个人计算机及局域网发展的需要，于了适应微机、个人计算机及局域网发展的需要，于1980年年2月在旧金山成立了月在旧金山成立了IEEE 802局域网络标准委员会，并制定局域网络标准委员会，并制定了一系列局域网络标准。在此期间，各种局域网大量涌现。了一系列局域网络标准。在此期间，各种局域网大量涌现。新一代光纤局域网新一代光纤局域网光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口(FDDI)网络标准
37、及网络标准及产品也相继问世，从而为推动计算机局域网络技术进步及应产品也相继问世，从而为推动计算机局域网络技术进步及应用奠定了良好的基础。用奠定了良好的基础。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述6)第四阶段第四阶段高速网络技术阶段高速网络技术阶段近年来，随着通信技术，尤其是光纤通信技术的发展，计算近年来，随着通信技术，尤其是光纤通信技术的发展，计算机网络技术得到了迅猛的发展。光纤作为一种高速率、高带机网络技术得到了迅猛的发展。光纤作为一种高速率、高带宽、高可靠性的传输介质在各国的信息基础建设中逐渐被广宽、高可靠性的传输介质在各国的信息基础建设中逐渐被广泛使用，
38、这为建立高速的网络奠定了基础。千兆乃至万兆传泛使用，这为建立高速的网络奠定了基础。千兆乃至万兆传输速率的以太网已经被越来越多地用于局域网和城域网中，输速率的以太网已经被越来越多地用于局域网和城域网中，而基于光纤的广域网链路的主干带宽也已达到而基于光纤的广域网链路的主干带宽也已达到10 GB数量级。数量级。网络带宽的不断提高，更加刺激了网络应用的多样化和复杂网络带宽的不断提高，更加刺激了网络应用的多样化和复杂化，多媒体应用在计算机网络中所占的份额越来越高，同时，化，多媒体应用在计算机网络中所占的份额越来越高，同时，用户不仅对网络的传输带宽提出了越来越高的要求，对网络用户不仅对网络的传输带宽提出了
39、越来越高的要求，对网络的可靠性、安全性和可用性等也提出了新的要求。为了向用的可靠性、安全性和可用性等也提出了新的要求。为了向用户提供更高的网络服务质量，网络管理也逐渐进入了智能化户提供更高的网络服务质量，网络管理也逐渐进入了智能化阶段，包括网络的配置管理、故障管理、计费管理、性能管阶段，包括网络的配置管理、故障管理、计费管理、性能管理和安全管理等在内的网络管理任务都可以通过智能化程度理和安全管理等在内的网络管理任务都可以通过智能化程度很高的网络管理软件来实现。计算机网络已经进入了高速、很高的网络管理软件来实现。计算机网络已经进入了高速、智能的发展阶段。第四阶段计算机的网络如智能的发展阶段。第四
40、阶段计算机的网络如图图1-5所示。所示。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述1.1.3计算机网络的组成计算机网络的组成与计算机系统一样，也可将计算机网络系统划分为硬件与软与计算机系统一样，也可将计算机网络系统划分为硬件与软件两部分，网络硬件及其连接形式对网络的性能起着决定性件两部分，网络硬件及其连接形式对网络的性能起着决定性的作用，是网络运行的主体的作用，是网络运行的主体;而网络软件则是支持网络运行、而网络软件则是支持网络运行、提高效益和开发网络资源的工具。提高效益和开发网络资源的工具。计算机网络在逻辑功能上可以划分为两个部分计算机网络在逻辑功能上可以划分为
41、两个部分:一部分的主要一部分的主要工作是对数据信息的收集和处理工作是对数据信息的收集和处理;另一部分则专门负责信息的另一部分则专门负责信息的传输。传输。ARPANET把前者称为资源子网，后者称为通信子网，把前者称为资源子网，后者称为通信子网，如如图图1-6所示。所示。1.计算机资源子网计算机资源子网1)资源子网的组成资源子网的组成下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述资源子网由拥有资源的主计算机、请求资源的用户终端、终资源子网由拥有资源的主计算机、请求资源的用户终端、终端控制器、联网的外设、各种软件资源及信息资源等组成。端控制器、联网的外设、各种软件资源及信息
42、资源等组成。(1)主计算机主计算机:主计算机系统简称为主机主计算机系统简称为主机(Host)，它可以是大，它可以是大型机、中型机、小型机、工作站或微机。型机、中型机、小型机、工作站或微机。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网的通信控制处理机相连接。普通用户终端通过主机连信子网的通信控制处理机相连接。普通用户终端通过主机连入网内。主要为本地用户访问网络上其他主机设备与资源提入网内。主要为本地用户访问网络上其他主机设备与资源提供服务，同时要为网络中远程用户共享本地资源提供服务。供服务，同时要为网络中远程用户共享本地资源提供服
43、务。随着微型机的广泛应用，连入计算机网络的微型机数量日益随着微型机的广泛应用，连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，直接通过通信控制处理增多。它可以作为主机的一种类型，直接通过通信控制处理机连入网内，也可以通过联网的大、中、小型计算机系统间机连入网内，也可以通过联网的大、中、小型计算机系统间接连入网内。接连入网内。(2)终端终端:终端终端(Terminal)是用户访问网络的界面。终端一般是用户访问网络的界面。终端一般是指没有存储与处理信息能力的简单输入、输出设备，也可是指没有存储与处理信息能力的简单输入、输出设备，也可以是带有微处理机的智能终端。以是带有微处理机的智能终
44、端。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述智能终端除具有输入、输出信息的功能外，本身还具有存储智能终端除具有输入、输出信息的功能外，本身还具有存储与处理信息的能力。各类终端既可以通过主机联入网中，也与处理信息的能力。各类终端既可以通过主机联入网中，也可以通过终端控制器、报文分组组装可以通过终端控制器、报文分组组装/拆卸装置或通信控制处拆卸装置或通信控制处理机连入网内。理机连入网内。(3)网络中的共享设备网络中的共享设备:网络共享设备一般是指计算机的外部网络共享设备一般是指计算机的外部设备，例如高速网络打印机、高档扫描仪等。设备，例如高速网络打印机、高档扫描仪等
45、。2)资源子网的基本功能资源子网的基本功能资源子网负责全网的数据处理业务，并向网络用户提供各种资源子网负责全网的数据处理业务，并向网络用户提供各种网络资源和网络服务。网络资源和网络服务。2.通信子网通信子网通信子网主要负责计算机网络内部信息流的传递、交换和控通信子网主要负责计算机网络内部信息流的传递、交换和控制，以及信号的变换和通信中的相关处理工作，间接地服务制，以及信号的变换和通信中的相关处理工作，间接地服务于用户。它主要包括网络节点、通信链路、交换机和信号变于用户。它主要包括网络节点、通信链路、交换机和信号变换设备等软硬件设施。换设备等软硬件设施。1)网络节点网络节点网络节点的作用网络节点
46、的作用:下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述(1)作为通信子网与资源子网的接口，负责管理和收发本地主作为通信子网与资源子网的接口，负责管理和收发本地主机和网络所交换的信息，相当于通信控制处理机机和网络所交换的信息，相当于通信控制处理机CCP(在在ARPANET中称为接口信息处理机中称为接口信息处理机IMPInterface Message Processor)。(2)作为发送信息、接收信息、交换信息和转发信息的通信设作为发送信息、接收信息、交换信息和转发信息的通信设备，负责接收其他网络节点传送来的信息，并选择一条合适备，负责接收其他网络节点传送来的信息，并选
47、择一条合适的链路发送出去，完成信息的交换和转发功能。网络节点可的链路发送出去，完成信息的交换和转发功能。网络节点可以分为交换节点和访问节点两种。以分为交换节点和访问节点两种。交换节点主要包括交换机交换节点主要包括交换机(Switch、网络互联时用的路由器、网络互联时用的路由器(Routes)以及负责网络中信息交换的设备等。以及负责网络中信息交换的设备等。访问节点主要包括连接用户计算机和终端设备的接收器、收访问节点主要包括连接用户计算机和终端设备的接收器、收发器等通信设备。发器等通信设备。下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述2)通信链路通信链路通信链路是两个节
48、点之间的一条通信信道。链路的传输媒体通信链路是两个节点之间的一条通信信道。链路的传输媒体包括双绞线、同轴电缆、光导纤维、无线电、微波通信、卫包括双绞线、同轴电缆、光导纤维、无线电、微波通信、卫星通信等。一般在大型网络中和相距较远的两节点之间的通星通信等。一般在大型网络中和相距较远的两节点之间的通信链路，都利用现有的公共数据通信线路。信链路，都利用现有的公共数据通信线路。3)信号变换设备信号变换设备信号变换设备的功能是对信号进行变换以适应不同传输媒体信号变换设备的功能是对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。这些设备一般有将计算机输出的数字信号变换为电的要求。这些设备一般有将计算机输出的数字信号
49、变换为电话线上传送的模拟信号的调制解调器、无线通信接收和发送话线上传送的模拟信号的调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。器、用于光纤通信的编码解码器等。3.网络硬件系统和软件系统网络硬件系统和软件系统与计算机系统相似，计算机网络也是由硬件系统和软件系统与计算机系统相似，计算机网络也是由硬件系统和软件系统两大部分构成的。两大部分构成的。1)网络硬件系统网络硬件系统下一页下一页返回返回上一页上一页任务任务1 计算机网络概述计算机网络概述计算机网络的硬件主要包括主计算机、终端、通信控制处理计算机网络的硬件主要包括主计算机、终端、通信控制处理机、调制解调器、多路复用器、集线器和
50、通信线路等。机、调制解调器、多路复用器、集线器和通信线路等。(1)主计算机主计算机:主计算机简称主机，它负责网络中的数据处理、主计算机简称主机，它负责网络中的数据处理、执行网络协议、进行网络控制和管理等工作，也包括供用户执行网络协议、进行网络控制和管理等工作，也包括供用户共享访问的数据库的管理，它与其他主计算机系统联网后构共享访问的数据库的管理，它与其他主计算机系统联网后构成网络中的主要资源，它既可以是单机系统，也可以是多机成网络中的主要资源，它既可以是单机系统，也可以是多机系统。主机应包含具有完成成批、实时和交互式分时处理能系统。主机应包含具有完成成批、实时和交互式分时处理能力的硬件和操作系