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1、1第1章 计算机网络概述问题问题原由原由计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物,它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化。那么它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化。那么,计算机网络涉及到哪些基本概念、基本知识和基本计算机网络涉及到哪些基本概念、基本知识和基本技术呢？这就是本章所要讨论的问题。技术呢？这就是本章所要讨论的问题。本章重点讨论计算机网络的基本概念、计算机网络本章重点讨论计算机网络的基本概念、计算机网络的结构组成、计算机网络的分类、计算机网络技术的结构组成、计算机网络的分类、计算机网络技术的发展趋势、标准化组织与机构等。的发展趋势、标准
2、化组织与机构等。教学教学重点重点能力能力要求要求了解了解: 计算机网络的发展计算机网络的发展过程过程与与发展发展趋势趋势。熟悉熟悉: 计算机网络的功能、定义、分类计算机网络的功能、定义、分类。掌握掌握: 计算机网络的拓扑结构、逻辑结构和组成结计算机网络的拓扑结构、逻辑结构和组成结 构等构等。21.1 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 1.5 标准化组织与机构标准化组织与机构 1.4 网络技术的发展趋势网络技术的发展趋势 1.3 计算机网络的分类计算机网络的分类 1.2 计算机网络的结构组成计算机网络的结构组成3知识结构计计算算机机网网络络概概述述计算机网络计算机网络的基本概念的基本概念
3、标准化组织与标准化组织与机构机构网络软件的组成网络软件的组成网络硬件的组成网络硬件的组成网络的逻辑结构网络的逻辑结构网络技术的发网络技术的发展趋势展趋势计算机网络计算机网络的结构组成的结构组成中国国家标准局中国国家标准局欧洲组织与机构欧洲组织与机构美国组织与机构美国组织与机构国际组织与机构国际组织与机构计算机网络的功能计算机网络的功能计算机网络的定义计算机网络的定义计算机网络的特点计算机网络的特点计算机网络的应用计算机网络的应用计算机网络的发展计算机网络的发展网络的拓扑结构网络的拓扑结构按传播方式分类按传播方式分类按覆盖范围分类按覆盖范围分类按传输介质分类按传输介质分类按传输技术分类按传输技术
4、分类计算机网络的计算机网络的分类分类计算机网络的关键技术计算机网络的关键技术计算机网络支撑技术计算机网络支撑技术计算机网络的研究热点计算机网络的研究热点4 计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社它的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社会发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会的进步做出了巨大贡献。会的进步做出了巨大贡献。 现在，计算机网络的应用遍布全世界及各个领域，并现在，计算机网络的应用遍布全世界及各个领域，并已成为人们
5、社会生活中不可缺少的重要组成部分。从某种已成为人们社会生活中不可缺少的重要组成部分。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术的水平，也是衡量其国力及现代化计算机科学和通信技术的水平，也是衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。程度的重要标志之一。 那么，计算机网络涉及到哪些基本概念、知识和技术那么，计算机网络涉及到哪些基本概念、知识和技术呢？这就是本章所要讨论的问题。呢？这就是本章所要讨论的问题。1.1 计算机网络的基本概念5远程联机远程联机阶段阶段多机互联多机互联网络阶段网络阶段标准化网标准化网络阶段络阶段互
6、联与高速互联与高速网络阶段网络阶段计算机网络从计算机网络从2020世纪世纪6060年代开始发展至今年代开始发展至今, ,经历了从简经历了从简单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通信演变到计算机与计算机之间的直接通信信演变到计算机与计算机之间的直接通信. .发展经历的发展经历的4 4个阶段个阶段1.1.1计算机网络的形成与发展61.1.1计算机网络的形成与发展为了共享主机资源和信息采集以及综合处理，用一台计算为了共享主机资源和信息采集以及综合处理，用一台计算机与多台用户终端相连，用户通过终端命令以交互方式使用计机与多台用户终端相连，用户通过终
7、端命令以交互方式使用计算机，人们把它称为远程联机系统。算机，人们把它称为远程联机系统。 前端处理机结构：前端处理机结构：前端处理机（前端处理机（FEPFEP）用来专门负责通）用来专门负责通信工作，实现数据处理与通信控制的分工，发挥了中心计算机信工作，实现数据处理与通信控制的分工，发挥了中心计算机的数据处理能力。的数据处理能力。前端处理机的结构如图前端处理机的结构如图1-11-1所示。所示。图图 1-1 1-1 利用利用前端处理机的结构示意图前端处理机的结构示意图终端终端ModemModemCCP或或FEPModem公用电话网公用电话网主机主机7利用利用调制解调器调制解调器的结构示意图的结构示意
8、图 调制解调器：调制解调器：由于计算机和远程终端发出的信号都是由于计算机和远程终端发出的信号都是数字信号，而公用电话线路只能传输模拟信号，所以在传输数字信号，而公用电话线路只能传输模拟信号，所以在传输钱必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话钱必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话线上传送的模拟信号线上传送的模拟信号, ,传输后再将模拟信号转换成数字信号。传输后再将模拟信号转换成数字信号。利用调制解调器的结构如下图所示。利用调制解调器的结构如下图所示。1.1.1计算机网络的形成与发展终端终端ModemLCModem公用电话网公用电话网主机主机81.1.1计算机网络的形成与
9、发展 集线器结构：集线器结构：把终端发来的信息收集起来，并把用户的把终端发来的信息收集起来，并把用户的作业信息存人集中器中作业信息存人集中器中, ,然后再用高速线路将数据信息传给前端然后再用高速线路将数据信息传给前端处理机，最后提交给主机。处理机，最后提交给主机。 远程联机系统的特点是系统中只有一个计算机处理中心，远程联机系统的特点是系统中只有一个计算机处理中心，各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源，因此，各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源，因此，主计算机负担过重，终端独占线路，资源利用率低。主计算机负担过重，终端独占线路，资源利用率低。利用利用集线器的结构示意图集线器的
10、结构示意图集线器集线器CCPCCP或或FEPFEP主机主机公用电话网公用电话网9计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因此在逻辑结构上可以将其分成两部分：此在逻辑结构上可以将其分成两部分：资源子网和通信子网资源子网和通信子网。1.1.1计算机网络的形成与发展 (1)(1)资源子网：资源子网：是计算是计算机网络的外层，它由提供机网络的外层，它由提供资源的主机和请求资源的资源的主机和请求资源的终端组成。资源子网的任终端组成。资源子网的任务是负责全网的信息处理务是负责全网的信息处理。 (2)(2)通信子网：通信子网：是计算是计算机网络的内层
11、，它的主要机网络的内层，它的主要任务是将各种计算机互连任务是将各种计算机互连起来完成数据传输、交换起来完成数据传输、交换和通信处理。和通信处理。CCPCCPCCPCCPCCP通信子网通信子网资源子网资源子网主机主机主机主机主机主机主机主机图图 1-2 1-2 资源子网和通信子网示意图资源子网和通信子网示意图101.1.1计算机网络的形成与发展ISOISO于于19771977年成立年成立了专门的机构来了专门的机构来研究该问题，并研究该问题，并且在且在19841984年正式年正式颁布了颁布了“开放系开放系统互联基本参考统互联基本参考模型模型” 的国际标的国际标准准OSI,OSI,这就产生这就产生了
12、第三代计算机了第三代计算机网络。网络。 2020世纪世纪7070年代，计年代，计算机网络大都采用算机网络大都采用直接通信方式。直接通信方式。19721972年后，以太网年后，以太网LANLAN、MANMAN、WANWAN迅迅速发展，各个计算速发展，各个计算机生产商纷纷发展机生产商纷纷发展各自的网络系统，各自的网络系统，制定自己的网络技制定自己的网络技术标准。术标准。19741974年年,IBM,IBM公司公司公布了它研制的公布了它研制的系统网络体系结系统网络体系结构构。随后随后DGEDGE公司公司宣布了自己的数宣布了自己的数字网络体系结构字网络体系结构,1976,1976年年UNIVACUNI
13、VAC宣宣布了该公司的分布了该公司的分布式通信体系结布式通信体系结构。构。111.1.1计算机网络的形成与发展 进入进入2020世纪世纪9090年代年代, ,计算机技术计算机技术、通信技术以及建立在互通信技术以及建立在互联计算机网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发联计算机网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。特别是展。特别是19931993年美国宣布建立国家信息基础设施年美国宣布建立国家信息基础设施（National Information InfrastructureNational Information Infrastructure，NIINII）后，全世）后，全世界许
14、多国家纷纷制订和建立本国的界许多国家纷纷制订和建立本国的NII,NII,从而极大的推动了计从而极大的推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入一个崭新的阶段，算机网络技术的发展，使计算机网络进入一个崭新的阶段，这就是计算机网络互联与高速网络阶段。这就是计算机网络互联与高速网络阶段。 目前，全球以目前，全球以InternetInternet为核心的高速计算机互联网络已为核心的高速计算机互联网络已经形成，经形成，InternetInternet已经成人类最重要的、最大的知识宝库。已经成人类最重要的、最大的知识宝库。网络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。网络互联和高速计算机网络就成为第四
15、代计算机网络。 121.1.1计算机网络的形成与发展 图图 1-3 1-3 现代计算机网络逻辑结构示意图现代计算机网络逻辑结构示意图以太网以太网以太网以太网以太网以太网以太网以太网路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器通信子网通信子网13 到目前为止到目前为止, 计算机网络并没有一个确切的定义。其实，计算机网络并没有一个确切的定义。其实，我们可以简单地描述为：我们可以简单地描述为：计算机网络是通过通信线路连接起计算机网络是通过通信线路连接起来的自治的计算机集合。来的自治的计算机集合。该描述包括了该描述包括了3个方面的含义：个方面的含义： 必须有两台或两台以上、
16、具有独立功能的计算机系统必须有两台或两台以上、具有独立功能的计算机系统相互连接起来，以达到共享资源为目的；相互连接起来，以达到共享资源为目的； 计算机互相通信交换信息，必须有一条通道。这条通计算机互相通信交换信息，必须有一条通道。这条通道的连接是物理的，由物理介质来实现（例如铜线、光纤、道的连接是物理的，由物理介质来实现（例如铜线、光纤、微波、卫星等）；微波、卫星等）； 计算机系统之间的信息交换，必须要遵守某种约定和计算机系统之间的信息交换，必须要遵守某种约定和规则。规则。 以上从三个方面概括了计算机网络的基本内涵。因此，以上从三个方面概括了计算机网络的基本内涵。因此，我们可以把计算机网络定义为：我们可以把计算机网络定义为： 1.1.2计算机网络的定义14 计算机网络是把分布在不同地点，并具有独立功能的多个计算机网络是把分布在不同地点，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。 由多台计算机组成
