ch1dddfgfg
计算机网络 徐州师范大学马秀飞电气信息教研室 504A实验（8机时） ▪ 双绞线电缆制作和测试 ▪ 对等网的组建▪ Windows 2000 服务器网络配置及诊断 ▪ 用交换机组网第1章 引论▪
计算机网络 徐州师范大学
马秀飞
电气信息教研室 504A
实验（8机时） ▪ 双绞线电缆制作和测试 ▪ 对等网的组建
▪ Windows 2000 服务器网络配置及诊断 ▪ 用交换机组网
第1章 引论
▪ 本章内容
• 计算机网络的产生和发展 • 计算机网络的概念 • 计算机网络的功能 • 计算机网络的组成 • 计算机网络的分类
1.1 计算机网络的产生和发展 ▪ 早期的计算机应用模式——单机
• 大、中、小型机—庞大，昂贵，资源无法共享 • 计算机构成了一个个的信息―孤岛‖ ▪ 计算机网络产生始于1950’s，产生的原因： • 资源共享的需求（计算能力、外设、软件、） • 大型项目的合作（进行工程项目协作） • 人与人之间的信息沟通（数据通信）
,▪ 从体系结构来观察，计算机网络的发展可分为三个阶段（三代网络）：
– 以主机为中心的联机终端系统
―计算机－终端‖系统
– 以通信子网为中心的主机互连
―计算机－计算机‖网络
– 体系结构标准化网络
层次化结构，并对每层进行了精确定义
1. 以主机为中心的联机终端系统
▪ 特征：终端(Terminal)共享主机(Host)的软硬件资源
• 单台主机：执行计算和通信任务
• 多台终端：执行用户交互
• (终端集中器/终端服务器)
▪ 连接方式：本地或远程
▪ 例子：飞机订票系统
▪ HOST(航空公司总部)
▪ Terminals(订票点)
▪ 通信线路(电话线路)
▪ 缺点
• 主机负荷重—— 数据处理＋通信
• 线路利用率低
• 集中控制方式，可靠性低
▪ 改进
• 终端集中器( 近/ 远距)
• 前端处理机（Front End Processor, FEP ）， 通信任务分离 2. 以通信子网为中心的主机互连
▪ 特征
• 多个主机联机终端网络互联，形成了多主机互联网络 • 网络结构从― 主机－终端‖ 转变为― 主机－主机‖
主机－主机网络的演变
,▪ 演变阶段1
• ，由通信控制处理机（CCP ） 完成 • CCP (Communication Control Processor) ： 处理主机之间通信 任务的专用计算机
▪ 两层网络概念的出现
• 由CCP 组成的传输网络——内层) ，提供信息传输服务
• 建立在通信子网基础上的主机集合——(外层) ， 提供计算资源
两层网络的概念结构
▪ 演变阶段2
• 通信子网规模逐渐扩大
▪ 私有 → 社会公用
• 公用数据通信网
▪ PSTN(P ublic S witched T elephone/T elecommunication N etwork) ▪ X.25
• 优点
▪ 降低用户系统建设成本
▪ 提高通信线路利用率
▪ 兼容性好
▪ 例子
• 因特网的前身——ARPANET
▪ 美苏冷战时期由美国军方建立的实验性网络
▪ 最初4个节点→70’s的60多个节点
▪ 地域跨越美洲、欧洲
▪ 具有现代网络的许多特征，例如
• 分组交换
• 分层次的网络体系
• 较为完善的通信协议
,3. 体系结构标准化网络
▪ 为什么需要标准化？
• 准化的原动力
• 而兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共享
▪ 标准化的时机？
• 先制定标准再开发还是先开发再制定标准？
• 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是基础
网络体系结构标准化过程的演变
• 厂商标准：IBM-SNA ，DEC-DNA 等
▪ 缺点：适用范围：兼容性？
技术垄断：竞争？
标准不统一：用户利益？
• 国际标准（ISO OSI/RM）
▪ O pen S ystem I nterconnection/R ecommended M odel( 开放系统互联参考模型，简称OSI 参考模型)
▪ OSI 参考模型是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框架：7 个层次
▪ 只说明了做什么（WHAT TO DO ） 而未规定怎样做（HOW TO DO ） ▪ 太复杂，几乎没有与之完全符合的网络
• 事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议)
▪ 从体系结构上看，它是OSI 参考模型的简化（5层）
4. 因特网时代的到来
▪ 因特网的出现标志着网络时代的到来
▪ 因特网是全球性的网络
▪ 丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力 ▪ 截止到2000年, Internet的规模为
▪ 网络数达到105数量级, 主机数达到107数量级, 用户数108数量级，主干速率大于2.5Gbit/s
▪ 美国政府资助的― 下一代因特网计划‖ 目标是
▪ 主干网的速率比现在的因特网高1000 倍
▪ 端到端的速率要达到100Mbit/s~10Gbit/s
1.2 计算机网络的概念
,▪ 计算机网络定义的主要观点：
• 能的计算机系统的集合 。
• 设备组成的系统 。
• 观点3：互相通信且共享资源的系统 。
▪ 归纳与综合
• 计算机网络：相互连接的自治计算机的集合
▪
• ―主控-从属‖类型的系统是计算机网络吗？
• ―主机-终端‖系统（第一代网络）呢？
▪
• 有线方式：铜线、光纤
• 无线方式：红外、无线电（微波）、卫星
计算机网络与其它类似系统的比较
▪ 终端分时系统
• 各终端分时占用主机资源
• 终端无计算能力，对主机的依赖性极强
• 通信主要采用异步串行连接（本地或远程）
▪ 多机系统
• 专指同一机房中的许多大型主机互联，组成功能强大、 能高速并行处理的计算机系统。
• 紧耦合，主机间通信多采用共享存储器、共享总线等（有的系统也采用高速局域网）
▪ 分布式系统
• 见下页
▪ 计算机网络与分布式系统
• 分布式系统的特点
▪ 在分布式OS 统一调度下，各计算机协调工作，共同完成一项任务，如并行计算。
▪ 用户面对的是一台逻辑上的计算机，组成分布式系统的
,各计算机怎样协同工作，对用户透明。
▪ 用途主要是科学计算和事务处理，分布式数据库。
计算机网络与分布式系统
• 计算机网络
▪ 非协调性的；
▪ 松散耦合的；
▪ 各计算机对用户非透明，用户必须指定资源的位置；
▪ 用途主要是资源共享。
• 分布式系统
往往是基于计算机网络来实现的：
▪ 在因特网中，域名服务系统（DNS) 是分布式系统的一项典型的应用。 ▪ 分布式数据库系统也需要网络的支持。
1.3 计算机网络的功能
▪ 数据通信(Communication Medium)
• 文件传输、IP 电话、email 、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐 ▪ 资源共享(Resource Sharing)
• 软件、硬件、数据（数据库）
▪ 提供高可靠性服务(High Reliability)
• 利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务
▪ 节省投资(Saving Money)
• 替代昂贵的大中型机系统
▪ 促进分布式系统的发展(Distributed Processing)
1.4 计算机网络系统的组成
▪ 硬件
• 网络节点
▪ 端节点：计算机
▪ 转接节点：交换机、集中器、复用器、路由器、中继器
• 通信链路：信息传输的通道
▪ 物理：传输介质
▪ 逻辑：信道
▪ 关系类比——CATV 的电缆和频道之间的关系
▪ 软件
• 通信软件（网络协议软件）
• 网络操作系统
,• 网络管理/安全控制软件、网络应用软件
1.5 计算机网络的分类
一、按地域范围分类
• 局域网(Local Area Network ， LAN)
▪ 范围：小，＜20KM
-11▪ 传输技术：基带，10-1000Mbps ，延迟低，出错率低（10）
▪ 拓扑结构：总线，环
• 城域网(Metropolitan Area Network ， MAN)
▪ 范围：中等，＜100KM
▪ 传输技术：宽带/基带
▪ 拓扑结构：总线
• 广域网(Wide Area Network ， WAN)
▪ 范围：大，＞100KM
▪ 传输技术：宽带，延迟大，出错率高
▪ 拓扑结构：不规则，点到点
三、按拓扑结构分类
• 星形
▪ 有一个中心节点，其它从节点与其构成点到点连接 • 树形
▪ 一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成
⏹ 按拓扑结构（续）
• 总线
▪ 所有节点挂接到一条高速公用总线上，广播式信道 ▪ 需要有介质访问控制规程以防止冲突
• 环形
▪ 所有节点连接成一个闭合的环，结点之间为点到点连接
⏹ 按拓扑结构分类（续）
• 全连接
▪ 点到点全连接，连接数随节点数的增长迅速增长（N(N-1)/2），
,使建造成本大大提高，只适用于节点数很少，距离很近的环境中使用。
• 不规则（网状）
▪ 点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点
因特网的拓扑结构实例
▪ 点：
• 端接系统（PC 、服务器、PDA 等）
• 交换/节点设备（路由器、集中器、交换机等）
▪ 边：
• 通信链路（光纤、线缆、无线链路等）
▪ 因特网服务提供商(ISP:I nternet S ervice P rovider )提供网络接入
四、按通信传播方式分类
• 点对点传输方式的网络：以点对点的连接方式把各个计算机连接起来
– 信源与信宿之间的通信需经过一台和多台中间设备进行传输。 – 网状、环形、树形、星形
• 广播方式网络： 一台计算机发送的信息可被网络上所有的计算机接收。
▪ 总线形、无线（微波、卫星）
* 局域网络通常使用广播方式，广域网络通常使用点对点方式( 也有例外) 。
本章小结
▪ 计算机网络的产生和演变
• 三代计算机网络的概念和演化过程
▪ 计算机网络的概念
• 相互连接的自治计算机的集合
▪ 计算机网络的功能
• 通信、共享、可靠性、节约投资、分布处理
▪ 计算机网络的分类
• 按地域分布、拓扑结构、传播方式等