【正文】 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 制作人：巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)系 盛凱 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 2 計(jì)算機(jī)是 20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一 ， 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為提高信息社會的生產(chǎn)力提供了一種全社會的 、 經(jīng)濟(jì)的 、 快速的存取信息的手段 。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物 ， 它涉及通信與計(jì)算機(jī)兩個領(lǐng)域 。 由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò) ， 已成為各個國家經(jīng)濟(jì)競爭的戰(zhàn)略武器 ， 我國也把建設(shè)國家信息基礎(chǔ)設(shè)施做為基本國策 ， 積極發(fā)展和建設(shè)國家經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)絡(luò) 。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚墓ぞ? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 一般來講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可分為 4各階段 第一階段：計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形。 第二階段：在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，完成網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議的研究，形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 第三階段：在解決計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化問題的背景下，提出開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型與協(xié)議，促進(jìn)了符合國際標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。 第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向互聯(lián)、高速、智能化方向發(fā)展，并獲得廣泛的應(yīng)用。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 4 第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) – 20世紀(jì) 50年代中后期 – 地理上分散的多個終端 – 通過通信線路 – 連接到一臺中心計(jì)算機(jī)上 以傳輸信息為目的而連接起來，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息處理或進(jìn)一步達(dá)到資源共享 通信線路 終端 主機(jī) 通信裝置 通信裝置 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 5 第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) – 20世紀(jì) 60年代后期 – 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程資源共享 – 以通信子網(wǎng)為中心 – 分組交換網(wǎng)絡(luò) – 分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 – 1969年出現(xiàn)的 ARPA是第一個現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 以能夠相互共享資源為目的，互連起來具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)的集合體 互聯(lián)設(shè)備 工作站 NOS 服務(wù)器 打印機(jī) 傳輸介質(zhì) 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 6 第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) – 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越廣泛、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大、通信更加復(fù)雜 – 各大計(jì)算機(jī)公司紛紛制定了自己的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) – 1977年， ISO開始制定開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 具有統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并遵循國際標(biāo)準(zhǔn)的開放式和標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò) 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 7 第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) – 20世紀(jì) 80年代末到現(xiàn)在 – 以互聯(lián)網(wǎng)為代表 – 以太網(wǎng)的高速發(fā)展 下一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) – 多種業(yè)務(wù)的融合 – 統(tǒng)一協(xié)議、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺、統(tǒng)一管理 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 8 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段 第一階段為面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，特點(diǎn)是由單個具有自主處理功能的計(jì)算機(jī)和多個沒有自主處理功能的終端組成網(wǎng)絡(luò)。第二階段為計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，特點(diǎn)是由具有自主處理功能的多個計(jì)算機(jī)組成獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。第三階段為開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)，特點(diǎn)是由多個計(jì)算機(jī)組成容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間互相連接的開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 9 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 辦公自動化 電子數(shù)據(jù)交換 電子教育 電子銀行 證券及期貨交易系統(tǒng) 信息檢索 IP電話 娛樂和在線游戲 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 10 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能和分類 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 一個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)構(gòu)成的。資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)信息處理，通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)中的信息傳遞。 通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)CCPCCPCCPCCPCCPCCP主機(jī) 主機(jī)主機(jī)終端終端終端巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 11 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（包括計(jì)算機(jī)和終端）、 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（通信處理機(jī)）和通信鏈路（通信線路和網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備）等網(wǎng)絡(luò)單元組成。從功能上可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。 1）通信子網(wǎng) 不同類型的網(wǎng)絡(luò)，其通信子網(wǎng)的物理組成各不相同。局 域網(wǎng)最簡單，它的通信子網(wǎng)由物理傳媒介質(zhì)和主機(jī)網(wǎng)絡(luò) 接板（網(wǎng)卡）組成。而廣域網(wǎng)，除物理傳媒介質(zhì)和主機(jī) 網(wǎng)絡(luò)接板（網(wǎng)卡）外，必須靠通信子網(wǎng)的轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)傳遞 信息。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 12 2）資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)一般由主機(jī)系統(tǒng)、終端、相關(guān)的外部設(shè)備和各種軟硬件資源、數(shù)據(jù)資源組成。 介紹常用的幾個網(wǎng)絡(luò)單元及其在網(wǎng)絡(luò)中的作用 (1)主計(jì)算機(jī) 主計(jì)算機(jī)是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以是單機(jī)系統(tǒng)，也可以是多機(jī)系統(tǒng)。 (2)通信處理機(jī) 通信處理機(jī)也稱節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)或前端處理機(jī)。它是主計(jì)算機(jī)與通信線路之間設(shè)置的計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)通信控制和通信處理工作。 (3)集中器 集中器設(shè)置在終端較集中的地方，它把若干終端用低 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 13 速線路先集中起來再與高速線路連接 ， 以提高通信 效率 ， 降低通信費(fèi)用 。 (4)調(diào)制解調(diào)器 調(diào)制解調(diào)器提供計(jì)算機(jī)等數(shù)字信號與話音頻帶線路 等模擬信號之間的轉(zhuǎn)換 。 (5)通信線路 通信線路主要用來連接網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn) 。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 14 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有如下主要特征： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是個互聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的群體，這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在物理上是分布的，可能在一個房間內(nèi)，在一個單位里的樓群里，一個或幾個城市里，甚至在全國乃至全球范圍。 這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是自治的，即每臺計(jì)算機(jī)是可以獨(dú)立工作的，它們是在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制下協(xié)同工作的。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是指為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、約定或標(biāo)準(zhǔn)。 系統(tǒng)互聯(lián)要通過通信設(shè)施（網(wǎng)）來實(shí)現(xiàn)。通信設(shè)施一般都由通信線路、傳輸、交換設(shè)備等組成。 系統(tǒng)通過通信設(shè)施執(zhí)行信息交換、資源共享、互操作和協(xié)作處理，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用要求。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 15 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 數(shù)據(jù)交換和通信 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)之間或計(jì)算機(jī)與終端之間，可以快速可靠地相互傳遞數(shù)據(jù)、程序或文件。例如：電子郵件、文件傳輸服務(wù)（ FTP）。 資源共享 充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中提供的資源（包括硬件、軟件和數(shù)據(jù)）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的主要目標(biāo)之一。資源共享即可以使用戶減少投資，又可以提高這些計(jì)算機(jī)資源的利用率。 提高系統(tǒng)的可靠性 在一些用于計(jì)算機(jī)實(shí)時控制和要求高可靠性的場合，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的備份技術(shù)可以提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)某一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時，可以立即由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的另一臺計(jì)算機(jī)來代替其完成所承擔(dān)的任務(wù)。 分布式網(wǎng)絡(luò)處理和負(fù)載均衡 對于大型的任務(wù)或當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某臺計(jì)算機(jī)的任務(wù)負(fù)荷太重時，可將任務(wù)分散到網(wǎng)絡(luò)中的其他計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，這樣即可以處理大型的任務(wù)，使得一臺計(jì)算機(jī)不會負(fù)擔(dān)過重，又提高了計(jì)算機(jī)的可用性，起到了分布式處理和均衡負(fù)荷的作用。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 16 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍分類 （ 1）局域網(wǎng)（ LAN） （ 2）城域網(wǎng)（ MAN） （ 3）廣域網(wǎng)（ WAN） 按網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)分類 （ 1）廣播式網(wǎng)絡(luò) 特點(diǎn)是僅有一條通信信息，網(wǎng)絡(luò)上的所有計(jì)算機(jī)都共享這個通信信息。當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)在信道上發(fā)送分組或數(shù)據(jù)時（分組和數(shù)據(jù)包實(shí)質(zhì)上就是一種短的信息，按照特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織而成），網(wǎng)絡(luò)中的每臺計(jì)算機(jī)都會接收到這個分組，并且將自己的地址與分組中的目的地址進(jìn)行比較，如果相同，則處理該分組，否則將它丟棄。 在廣播網(wǎng)絡(luò)中，若某個分組是發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的某些計(jì)算機(jī)，則被稱為多點(diǎn)播送或組播；若分組只發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的某一臺計(jì)算機(jī)，則稱為單播。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 17 （ 2）點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) 點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是，兩臺計(jì)算機(jī)之間通過一條物理線路連接，若兩臺計(jì)算機(jī)之間沒有直接連接的線路，分組可能要通過一個或多個中間結(jié)點(diǎn)的接收、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)，才能將分組從信源發(fā)送到目的地。由于連接多臺計(jì)算機(jī)之間的線路結(jié)構(gòu)可能非常復(fù)雜，存在著多條路由。因此。在點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中如何選擇最佳路徑顯得特別重要。 按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍分類 （ 1）公用網(wǎng) 公用網(wǎng)由電信部門組建，一般由政府電信部門管理和控制，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸和交換裝置可提供給任何部門和單位使用。公用網(wǎng)分為公共電話交換網(wǎng)（ PSTN），數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（ DDN），綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN）等。 （ 2）專用網(wǎng) 專用網(wǎng)事由某個單位或部門組建的，不允許其他部門或單位使用。如：金融、軍隊(duì)、鐵路等行業(yè)都有自己的專用網(wǎng)。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 18 按傳輸介質(zhì)分類 （ 1）有線網(wǎng) 有線網(wǎng)是指采用雙絞線、同軸電纜以及光纖作為傳輸介質(zhì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 （ 2）無線網(wǎng) 無線網(wǎng)是指使用電磁波作為傳輸介質(zhì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它可以傳送無線電波和衛(wèi)星信號，無線網(wǎng)包括如下幾種： 無線電話網(wǎng)：通過手機(jī)上網(wǎng)已成為新的熱點(diǎn)，目前這種聯(lián)網(wǎng)方式費(fèi)用較高、速率不高、但聯(lián)網(wǎng)方式靈活方便。 語音廣播網(wǎng)：價格低廉、使用方便，但保密性和安全性差。 無線電視網(wǎng) :普及率高，但無法再一個頻道上和用戶進(jìn)行實(shí)時交互。 微波通信網(wǎng)：通信保密性和安全性較好。 衛(wèi)星通信網(wǎng)：能進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，但價格昂貴。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 19 按網(wǎng)絡(luò)作用范圍分類 （ 1）內(nèi)聯(lián)網(wǎng) （ 2）外聯(lián)網(wǎng) （ 3） Inter 按網(wǎng)絡(luò)的交換功能分類 （ 1）電路交換：在數(shù)據(jù)傳輸期間，源（發(fā)送點(diǎn)）與目的（接收點(diǎn)）之間構(gòu)成一條實(shí)際連接的專用物理線路。 （ 2）報(bào)文交換：不需要建立一條專用物理線路，信息分成報(bào)文一站一站地從源地址送到目的地址。即存儲 轉(zhuǎn)發(fā)方式。報(bào)文長度不固定，有點(diǎn)像寄出一封信傳送方式一樣。 （ 3）分組交換：同樣不需要建立一條專用物理線路，不過信息傳送的單位不是報(bào)文，而是分組。特征是其最大長度比報(bào)文短很多?；驹砼c報(bào)文交換相同。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 20 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜腕w系結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞磻?yīng)了網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。拓?fù)湓O(shè)計(jì)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第一步，也是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，它對網(wǎng)絡(luò)的性能、系統(tǒng)可靠性、通信費(fèi)用等都有重大影響。 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 21 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)： 總線結(jié)構(gòu)需要的電纜數(shù)量少，費(fèi)用低。 總線結(jié)構(gòu)簡單，又是無源工作，有較高的可靠性。 易于擴(kuò)充，數(shù)據(jù)端用戶入網(wǎng)靈活。 缺點(diǎn)： 總線的傳輸距離有限，通信范圍受限制。 當(dāng)接口發(fā)生故障時，將影響全網(wǎng)，且診斷和隔離較困難。 一次僅能由一個端用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，其他端用戶必須等待，直到獲得發(fā)送權(quán)，因此媒體訪問的控制機(jī)制復(fù)雜。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 22 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 目前使用最普遍的以太網(wǎng)星型結(jié)構(gòu)，其交換方式為報(bào)文交換，處于中心位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為集線器（ Hub ），目前集線器逐漸被以太網(wǎng)交換機(jī)代替。 優(yōu)點(diǎn)： 控制簡單。 故障診斷和隔離容易。 方便服務(wù)。 缺點(diǎn)： 電纜長度和安裝工作量大。 中央結(jié)點(diǎn)的負(fù)荷較重，形成信息傳輸速率的瓶頸。 對中央結(jié)點(diǎn)的可靠性和冗余度要求較高。中央結(jié)點(diǎn)一旦發(fā)生故障，將使全網(wǎng)癱瘓。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 23 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)通過環(huán)路接口連在一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路