山东专升本计算机文化基础第七版PPT课件_石油大学出版社第7章.ppt

1、1，第7章计算机网络基础，2020/7/21，2，第7章计算机网络基础，7.1计算机网络概述7.2计算机网络硬件和软件组成7.3 Windows XP网络功能，2020/7/21，3，7.1计算机网络概述，7.1.1计算机网络的产生和发展7.1.2计算机网络的组成7.1.3计算机网络的功能7.1.4计算机网络的分类7.1.5计算机网络的协议和体系结构，2020/7/7计算机网络的定义计算机网络是指一组具有独立功能的计算机通过通信设备和传输介质相互连接，并在通信软件的支持下，实现计算机之间的资源共享、信息交换或协同工作的系统。计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物。两者的迅速发展和相互渗

2、透形成了计算机网络技术。2020/7/21，5，7.1.1，计算机网络的出现和发展，2。计算机网络的发展历史1)以数据通信为主的第一代计算机网络2)以资源共享为主的第二代计算机网络3)标准化体系结构的第三代计算机网络4)以互联网为核心的第四代计算机网络2020/7/21 1954年， 美军半自动地面防空系统将远程雷达和测控仪器探测到的信息收集到某基地的IBM计算机上进行集中信息处理，然后通过通信线路将处理后的数据发送回各自的终端设备。 严格地说，这种以单台计算机为中心、面向终端设备的网络结构是一个在线系统，它只是计算机网络的雏形，我们一般称之为第一代计算机网络。惠惠，2020年7月21日，基于

3、资源共享的第二代计算机网络由美国国防部高级研究计划局(ARPA)于1968年开发，ARPA网络由分散在不同地区的四台计算机在第二年连接而成。到1972年，已有50多所大学和研究所与ARPA网络相连，1983年，已有100多台计算机与该网络相连。ARPA网络的建立标志着计算机网络的发展进入了第二代，也是互联网的前身。2020/7/21/8，第二代计算机网络主要基于资源共享。第二代计算机网络是以分组交换网络为中心的计算机网络。它与第一代计算机网络的区别在于：第一，网络中的通信方是具有独立处理能力的计算机，而不是终端；其次，计算机网络的功能主要是基于资源共享，而不是数据通信。2020/7/21/9，

4、具有标准化架构的第三代计算机网络。由于ARPA网络的成功，许多公司在20世纪70年代推出了自己的网络架构。最著名的是IBM和DEC的DNA(数字网络架构)。随着社会的发展，不同架构的网络需要互联。然而，由于不同体系结构的网络很难互联，国际标准化组织在1977年成立了一个小组委员会来研究网络通信的体系结构。1983年，委员会提出的开放系统互连(OSI-RM)协议被批准为国际标准，为网络的发展提供了共同的规则。从此，计算机网络的发展走上了标准化的道路。因此，我们将标准化架构的计算机网络称为第三代计算机网络，追溯到2020年7月21日10时，以互联网为核心的第四代计算机网络进入了20世纪90年代，互

5、联网的建立将分散在世界各地的计算机与各种网络连接起来，形成了一个覆盖全球的大型网络。随着信息高速公路计划的提出和实施，互联网发展迅速，将世界带入了以网络为核心的信息时代。目前，现阶段计算机网络发展的特点是：高速互联、智能化和更广泛的应用，以及2020年7月21日、11日和7月1日计算机网络的组成。就物理连接而言，计算机网络c计算机系统执行各种数据处理，通信链路和网络节点提供通信功能。从逻辑功能上看，计算机网络可以分为两个子网：通信子网和资源子网。惠惠，2020年7月21日，计算机系统，计算机网络中的计算机系统主要负责数据处理。它可以是功能强大的大型计算机或微型计算机，其任务是收集、存储和处理信

6、息。返回，2020年7月21日，网络节点，主要负责在网络中发送、接收和转发信息。网络节点是计算机和网络之间的接口。计算机通过网络节点向其他计算机发送信息，并识别和接收其他计算机发送的信息。在大型网络中，网络节点通常由通信处理器或通信控制器接管。此时，网络节点还具有存储转发和路径选择功能。局域网中使用的网络适配器也属于网络节点。通信链路，通信链路是连接两个节点的通信信道，通信信道包括通信线路和相关的通信设备。通信线路可以是有线介质，如双绞线、同轴电缆和光纤，也可以是无线介质，如微波和红外线。相关通信设备包括中继器和调制解调器等。中继器用于放大数字信号，而调制解调器可以将数字信号转换成模拟信号，这

7、样数字信号就可以通过只能传输模拟信号的线路传输。return，2020/7/21/15，通信子网，它提供计算机网络的通信功能，由网络节点和通信链路组成。通信子网是由节点处理器和通信链路组成的独立的数据通信系统。return，2020/7/21/16，资源子网，提供访问网络和处理数据的能力，由主机、终端控制器和终端组成。主机负责本地或整个网络的数据处理，运行各种应用程序或大型数据库系统，为网络用户提供各种软硬件资源和网络服务；终端控制器用于将一组终端连接到通信子网，并负责控制终端信息的接收和发送。终端控制器可以直接连接到网络节点，而无需主机。当然，有些设备也可以直接连接到节点，而无需主机，如打印

8、机和大型存储设备。2020/7/21，17，7.1.3计算机网络的功能，共享数据通信资源和分布式处理提高系统可靠性，2020/7/21，18，数据通信是计算机网络的基本功能之一，用于实现计算机之间的信息传输。例如，发送和接收电子邮件、发布新闻消息、开展电子商务、远程教育和远程医疗，以及传输文字、图像、声音和视频等信息。资源共享，计算机资源主要指计算机硬件、软件和数据资源。共享硬件资源可以避免重复购买昂贵的硬件设备，提高硬件设备的利用率；共享软件资源可以避免软件开发的重复劳动和大规模软件的重复购买，进而实现分布式计算的目标；共享数据资源可以促进人们相互交流，充分利用信息资源。惠惠，2020/7/

9、21/20，分布式处理。对于综合性的大规模科学计算和信息处理问题，可以采用一定的算法将任务分配给网络中的不同计算机，从而达到网络资源的均衡利用和分布式处理的目的。2020/7/21，21，以提高系统的可靠性。在计算机网络系统中，大型和复杂的任务可以通过结构化和模块化设计分配给多台计算机进行处理，并且可以由多台计算机提供冗余以大大提高其可靠性。当一台计算机出现故障时，不会影响整个系统中其他计算机的正常运行，从而使受损的数据和信息得以恢复。计算机网络分类：局域网、城域网、广域网和因特网。根据网络的拓扑结构，分为总线网络、星形网络、环形网络、树形网络和混合网络。按传输介质划分：有线网络和无线网络按网

10、络使用性质划分：公共网络和专用网络。惠惠，2020/7/21/23，局域网(LAN)，通常由微型计算机通过高速通信线路连接，覆盖范围从几百米到几公里，通常用于覆盖房间、楼层或建筑物。局域网传输速率高，可靠性好，适用于各种传输介质，建设成本低。城域网是建立在城市内部的计算机通信网络。它通常使用类似于局域网的技术，但是对于媒体访问控制有不同的实现方法。它通常可以连接同一城市不同地方的主机、数据库和局域网。2020/7/21/24，广域网和因特网，广域网用于连接不同城市之间的局域网或城域网。广域网的通信子网主要采用分组交换技术，经常借用传统的公共传输网络(如电话网)，使得广域网的数据传输相对较慢，传

11、输误码率也较高。随着光纤通信网的建设，广域网的速度将大大提高。广域网可以覆盖一个地区或国家。互联网，也称为互联网，是覆盖全球最大的计算机网络，但它不是一种特定的网络技术。互联网将世界范围内的广域网和局域网互连为一体，实现了全球范围内的数据通信和资源共享。2020/7/21/25，网络拓扑，将网络中的计算机和其他设备抽象为点，将网络中的通信媒体抽象为线，从而形成由点和线组成的几何图形，即通过拓扑方法抽象出的网络结构，我们称之为网络拓扑。回送，2020/7/21，26，总线网络，回送，2020/7/21，27，星形网络，回送，2020/7/21，28，环形网络，回送，2020/7/21，29，树形

12、网络通过双绞线和同轴电缆连接的网络既经济又易于安装，但传输距离相对较短。以光纤为介质的网络具有传输距离长、传输速率高、抗干扰能力强、安全易用等优点，但成本稍高。无线网络主要使用无线电波或红外线作为传输介质，组网方式灵活方便，但组网成本略高，可靠性和安全性有待提高。此外，还有一个卫星数据通信网络，通过卫星传送数据。回归，2020年7月21日，公网和专网，公网，是一种付费网络，属于运营网络，由商家建设和维护，由消费者付费。专用网(Private Network)是一个部门根据系统的特殊业务需求而建立的网络，一般不提供外部服务。例如，军事、银行、电力和其他系统的网络属于私有网络。2020/7/21，

13、34，7.1.5计算机网络协议和体系结构，协议分层网络体系结构的概念1)OSI参考模型2)TCP/IP参考模型，2020/7/21，35，网络协议，数据交换和资源共享是计算机网络的最终目标。为确保有序的数据交换和资源的合理共享，独立的计算机系统必须达成默契，并严格遵守事先商定的一套通信规则，包括对交换的数据格式、控制信息和控制功能的格式以及通信过程中事件执行的顺序的严格规定。这些通信协议被称为网络协议。2020/7/21，36，网络协议的三要素，主要由以下三个要素组成：(1)语法，即用户数据和控制信息的结构或格式。(2)语义，即需要发送什么样的控制信息，以及完成的动作和做出的响应。(3)时序是

14、对事件顺序的详细描述。，2020/7/21/37，协议分层，网络协议是计算机网络不可缺少的，一个功能齐全的计算机网络需要制定一套复杂的协议集。对于复杂的网络协议，最好的组织方式是分层结构。计算机网络的协议是分层的，各层相对独立。每一层执行特定的功能，每一层为上层提供某些服务，而最高层为用户提供网络服务，如文件传输、电子邮件和打印。回，2020/7/21/38，协议分层，协议分层的原因如下：(1)分层有利于网络的实现和维护。(2)分层有利于技术发展。(3)分层有助于网络产品的生产。(4)分层可以促进标准化。2020年7月21日，网络架构和计算机网络协议按照分层结构模型进行组织。我们称网络分层结构

15、模型和计算机网络协议的集合为网络体系结构或参考模型。世界上第一个网络体系结构是由IBM在1974年提出的，被称为“系统网络体系结构”。此后，许多公司提出了自己的网络架构，如DEC的“数字网络架构DNA”和霍尼韦尔的“分布式系统架构DSA”。2020/7/21/40，这些网络体系结构的共同点是它们都采用分层技术，但是层的划分、功能的分布以及采用的技术术语都不同，这就导致了不同网络之间互连的困难。1977年，国际标准化组织提出了开放系统互连的概念，并于1984年10月正式发布了一套完整的开放系统互连国际标准。网络架构，2020/7/21，41，现场视察参考模型，将网络功能分为七层：物理层、数据链路

16、层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。如图所示。图7-2现场视察参考模型，2020/7/21，42，物理层，位于现场视察参考模型的底部，提供物理连接，传输数据的单位为位。其功能是屏蔽传输介质之间的差异，提供比特流传输服务。也就是说，在物理层、数据链路层和更高层不需要考虑使用什么传输介质，无论是双绞线、光纤还是微波，它都被视为比特流流水线。return，2020/7/21/43，数据链路层，负责在相邻节点之间的线路上以帧为单位无错误地传输数据。每个帧包括一定量的数据和一些必要的控制信息。它的功能是检查物理层传输的比特流，并使用错误检测和重传等技术，使可能出错的数据链路成为无错误的数据链路，从而向上层提供无错误的数据传输。换句话说，网络层及以上不再需要考虑传输中的错误问题，因此他们