计算机网络应用基础.ppt
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1、2023/3/8,-精品-,1,计算机网络应用基础,2023/3/8,-精品-,网络基础知识,2023/3/8,-精品-,1.1 计算机网络概述,定义,发展,计算机网络概述,2023/3/8,-精品-,计算机网络是计算机技术与通信技术发展的结晶,并在用户需求(应用)的促进下得到进一步地发展。,1.1.1 计算机网络的定义,计算机网络是将分散在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统,利用通信设备和线路相互连接起来,在网络协议和软件的支持下进行数据通信,实现资源共享的计算机系统的集合。,2023/3/8,-精品-,1.1.1 计算机网络的定义,含义:网络要有两台以上的独立自制的计算机,地理位置不限
2、,机型不限。需要有一条通道以及必要的通信设备。要有网络软件(通信协议软件、网络操作系统)。计算机网络的目的就是共享网络中的所有硬件、软件和数据资源。,2023/3/8,-精品-,网络实验室逻辑拓扑连接图,实验RACK区域,8组,连接到校园网,到学生机区域,RCMS01,RCMS08,2023/3/8,-精品-,1.1.2 计算机网络的发展,宽带化、综合化、数字化网络,第一代,第二代,第三代,第四代,Network History,计算机计算机网络,开 放 式 标 准 化 网 络,面向终端的计算机网络,2023/3/8,-精品-,第一代计算机网络面向终端的计算机网络,特点:以单台计算机为中心将地
3、理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上终端都不具备自主处理能力存在问题:中心计算机负担重,通信费用高,2023/3/8,-精品-,第二代计算机网络计算机计算机网络,多台计算机通过通信线路连接起来没有主从关系。典型是ARPAnet网。与第一代的区别:这里的多台计算机都具有自主 处理能力。缺点:没有统一的网络体系结构,无法实现更大 范围的信息交换和共享。,2023/3/8,-精品-,第三代计算机网络是开放式标准化网络,它具有统一的网络体系结构,遵循国际标准化协议,标准化使得不同的计算机网络能方便地互联在一起。,第三代计算机网络开放式标准化网络,特点:网络体系结构的形成和网络协议的标准
4、化。典型代表:Internet。,2023/3/8,-精品-,第四代计算机网络宽带化、综合化、数字化网络,计算机的发展已进入以网络为中心的时代。发展前景:高速化多媒体网络技术宽带网络技术智能化(电话被叫寻呼)标准化,电话被叫寻呼的特征是:当使用该业务的电话(包括固定电话和小灵通)无人接听时,该呼叫信息(包括主叫、被叫、呼叫时间等)将被以短信的形式发送到用户指定的移动终端(手机或小灵通)上。,2023/3/8,-精品-,NGN,2023/3/8,-精品-,操作系统,地理覆盖范围,传输介质,拓扑结构,传输速率,1.1.3 计算机网络分类,2023/3/8,-精品-,按地理覆盖范围分类,LAN,城域
5、网,MAN,广域网,WAN,Internet,1.1.3 计算机网络分类,2023/3/8,-精品-,局域网(LAN),2023/3/8,-精品-,城域网(MAN),2023/3/8,-精品-,广域网(WAN),2023/3/8,-精品-,有线网:采用同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质来传输数据的网络,按传输介质分类,无线网:采用卫星、微波、光波等无线形式传输数据的网络,1.1.3 计算机网络分类,2023/3/8,-精品-,有线传输介质,双绞线,2023/3/8,-精品-,微波通信示例,2023/3/8,-精品-,按网络的拓扑结构分类,拓扑结构,1.1.3 计算机网络分类,2023/3/8,-
6、精品-,计算机网络的拓扑结构,拓扑(Topology)是从图论演变而来的,是一种研究与大小形状无关的点、线、面特点的方法。在计算机网络中抛开网络中的具体设备,把工作站、服务器等网络单元抽象为“点”,把网络中的电缆等通信介质抽象为“线”,这样计算机网络结构就抽象为点和线组成的几何图形,人们称之为网络的拓扑结构。,网络拓扑结构对整个网络的设计、功能、可靠性、费用等方面有着重要的影响。,2023/3/8,-精品-,常见的网络拓扑结构图,2023/3/8,-精品-,1、总线型网络,将网上的设备均连接在一条总线上,任何两台计算机之间不再单独连接。,2023/3/8,-精品-,总线型结构工作方式 采用单根
7、传输线作为传输介质,网上计算机共享总线,任意时刻只有一台计算机发送信息(广播式),其他计算机处于接收状态,总线结构是局域网最常用的结构。,总线型结构特点 优点:结构简单、易于安装、易于扩充使用电缆少,设备相对简单 缺点:总线故障全网瘫痪,故障诊断困难站点增加网络效率降低,2023/3/8,-精品-,2、星型网络,将多台计算机连在一个中心节点(集线器或交换机)上,各计算机之间通信必须通过中心节点。,2023/3/8,-精品-,星型结构特点优点:便于管理扩展容易容易检查、隔离故障缺点:中心结点是全网的瓶颈,出现故障全网瘫痪每个站点直接与中央节点相连,需要大量电缆,费用较高,2023/3/8,-精品
8、-,3、环型网络,将网上计算机连接成一个封闭的环,网上计算机共享通信介质,任意时刻只有一个计算机发送信息,信号沿环单向传递经过每一台计算机,每台计算机都接收信号,经再生放大后传给下一台计算机。,2023/3/8,-精品-,环型结构的特点:优点:结构简单,能很好的避免冲突,电缆长度短 缺点:结点较多时,性能下降,但没有总线网那样严重不便于扩充一台计算机故障会影响全网。故障诊断困难,2023/3/8,-精品-,4、树型网络,树型网络是从总线拓扑演变过来的,形状象一棵倒置的树,顶端有一个带有分支的根,每个分支还可延伸出子分支。,2023/3/8,-精品-,形状象一棵倒置的树,顶端有一个带有分支的根,
9、每个分 支还可延伸出子分支。树型拓扑是一种分层的结构,适用于分级管理和控制系统。这种拓扑与其它拓扑的主要区别在于其根的存在。当下面的分支节点发送数据时,根接收该信号,然后再重新广播发送到全网。这种结构不需要中继器。与星型拓扑相比,由于通信线路总长度较短,故它的成本低,易推广,但结构较星型复杂。,树型结构特点:,2023/3/8,-精品-,网状型网络是一种不规则的连接,通常一台计算机与其他计算机有两条以上的通路。,5、网型网络,2023/3/8,-精品-,容错能力强,一条通路故障,可以经其它通路连接目的计算机。费用高、布线困难。,网型结构的特点,2023/3/8,-精品-,6、混合型网络拓扑结构
10、,2023/3/8,-精品-,按网络的传输速率分类,传输速率,10M网,100M网,1000M网,2023/3/8,-精品-,按网络的操作系统分类,操作系统,Windows NT网,UNIX网,LINUX网,2023/3/8,-精品-,1.1.4 计算机网络的功能,1数据通信(1)传输文件(2)使用电子邮件(E-mail)2资源共享(1)共享硬件资源(2)共享软件资源(3)共享数据资源。3分布与协同处理 4提高计算机系统的可靠性和可用性,2023/3/8,-精品-,1.1.5 计算机网络的应用,-健康保健:远程医疗、紧急医疗响应支持-教育:远程教育、数字图书馆-科学研究:能源、地理系统、气象、
11、生物-国家安全:高性能全球通信、先进的信息传播-环境:监测、预测、警告、响应-政府:传递政府服务和信息给公民和企业-突发事件:灾难响应、危机管理-设计和制造:制造工程-经济活动:电子商务,2023/3/8,-精品-,1.2 计算机网络的组成与结构,计算机网络的基本组成,资源子网和通信子网,2023/3/8,-精品-,提供各种连接技术和信息交换技术,包括网卡、传输介质、网络互连设备,为网络内的其他计算机提供共享资源,如:服务器、工作站,为网络用户提供数据通讯与资源共享服务,包括网络协议、网络操作系统、网络通信软件、网络管理软件等,1.2.1 计算机网络的基本组成,计算机系统,数据通信系统,网络软
12、件及协议,一个典型的计算机网络主要是由计算机系统、数据通信系统、网络软件及协议三大部分组成。,2023/3/8,-精品-,按照计算机网络的系统功能分类,1.2.2 资源子网和通信子网,2023/3/8,-精品-,2023/3/8,-精品-,包括主机、终端、连网外设、外部设备及各种软件资源等。主机:提供接入服务、信息服务的计算机。早期主要由大型机、中型机、小型机承担,现在也用高档微机。终端:用户访问网络的一些设备,可以是哑终端或智能终端。,资源子网,2023/3/8,-精品-,通信子网,由通信处理机、通信线路和其它通信设备组成。通信处理机:一方面作为与资源子网的主机、终端连接的接口,将主机和终端
13、连入网内;另一方面作为通信子网中的分组存储转发结点。通信线路:连接主机、通信处理机,为它们之间传输数据提供通道。,在局域网中,资源子网主要是由网络的服务器和工作站组成,通信子网主要是由传输介质、集线器、网卡等组成。,2023/3/8,-精品-,1.3 计算机网络的体系结构,2023/3/8,-精品-,1.3.1 计算机体系结构的基本概念,生活中常遇到的几种现象:打电话时,接电话的一方先说:“喂”,然后打电话的 一方说:“我找。”,如此反复地来回交谈。当你开车的时候,必须注意红绿灯,必须遵守交通规则。在超市,人们在结帐时都是依次排好队。,2023/3/8,-精品-,在20世纪80年代末和九十年代
14、初,网络的规模和数量都得到了迅猛的增长。但是许多网络都是基于不同的硬件和软件而实现的,这使得它们之间互不兼容,而且很难在使用标准的网络之间进行通信。,1、网络的发展过程中遇到的问题,例如,把一台IBM公司生产的计算机接入该公司的SNA网是可以的,但把一台HP公司生产的计算机接入SNA网就不是一件容易的事。,这种情况限制了网络及信息社会的日益发展。,2023/3/8,-精品-,网络之间采用统一的“语言”进行交流。,2、如何来确保不同类型的网络之间具有更好的兼 容性和互操作性呢?,从前面的例子我们可以得出这样的结论:,网络上的“语言”就是协议。协议确保了网络通信更加有效地进行信息交流。,2023/
15、3/8,-精品-,3、网络协议的定义,计算机网络是各类计算机通过通信线路连接起来的一个复杂的系统,在这个系统中,由于计算机型号不一、类型各异,并且连接方式、同步方式、通信方式、线路类型等都有可能不一样,这就给网络通信带来了一定的困难。要做到各设备之间有条不紊地交换数据,所有设备必须遵守共同的规则,这些规则明确地规定了数据交换时的格式和时序。这些为进行网络中数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议(Protocol)。,2023/3/8,-精品-,4、网络协议的组成,网络协议由语法、语意、时序三个部分组成。语法:数据与控制信息的格式。语意:需要发出何种控制信息,完成何种动作及 做出何种应答。
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