计算机网络第一章 计算机网络体系结构

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第1章

计算机网络体系结构

1.1 计算机网络概述 是计算机技术和通信技术紧密结合的产物

对信息产业的发展有着至关重要的影响 成为人们日常生活中不可缺少的工具 衡量一个国家综合国力、科技水平和社会 信息化的重要标志

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1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

1. 计算机网络的定义 计算机网络是利用通信线路将地理位置分 散的、具有独立功能的许多计算机系统连 接起来，按照某种协议进行数据通信，以 实现资源共享的信息系统。

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1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

2. 计算机网络的组成 赖以存在的基础是网络软件系统和网络硬 件系统– 网络软件则是挖掘网络潜力的工具 协调系统资源，系统需要通过软件工具对网络资 源进行全面的管理、调度和分配 网络软件是实现网络功能不可缺少的各种程序

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1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

2. 计算机网络的组成– 网络软件包括以下几种: 网络协议和通信软件 网络操作系统 网络管理及网络应用软件

– 网络软件最重要的特征 网络软件所研究的重点不是在网络中所互联的各 个独立的计算机本身的功能方面，而是在如何实 现网络特有的功能方面

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1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

2. 计算机网络的组成 硬件对网络的选择起着决定性作用– 网络硬件是计算机网络系统的物质基础。 – 构成一个计算机网络系统，首先要将计算机 及其附属硬件设备与网络中的其它计算机系 统连接起来。 – 随着计算机技术和网络技术的发展，网络硬 件日趋多样化，功能更加强大，更加复杂。

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1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

逻辑功能上，计算机网络系统由通信子网 和资源子网两层构成 通信子网负责网络的数据传输、交换及通信 控制等通信处理工作 资源子网则负责网络的数据处理业务，向网 络用户提供各种网络资源和网络服务

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1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

T T NC HOST T NC NC T

NC

NC 通信子网 HOST

T

T

HOST 资源子网 T

NC:通信处理机

粗线：高速线路 细线：低速线路

图1.1 计算机网络逻辑结构图 8CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

3.计算机网络的功能– 数据通信 计算机网络最基本的功能。计

算机网络联网之后， 便可以相互传输数据，进行通信

– 资源共享 计算机网络的主要目的是共享资源。计算机网络 突破了地域范围的限制，在网络上的计算机无论 远近彼此之间都可以实现资源共享

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1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

3.计算机网络的功能– 集中管理 管理信息系统(MIS)、办公自动化系统(OA)等 将分散的信息与对象进行集中控制和管理

– 实现分布式处理 科学计算和信息处理，可采用适当的算法，把任 务分散到不同的计算机上进行处理，然后再集中 起来，解决问题

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1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

3.计算机网络的功能– 负荷均衡 负荷均衡是指工作被均匀的分配给网络上的多台 计算机系统。网络控制中心负责分配和检测，当 某台计算机负荷过重时，系统会自动转移负荷到 较轻的计算机系统去处理

– 提高计算机可用性 网络中的计算机彼此可以互为备用，如果计算机 网络中有单个部件或少量计算机失效发生，网络 可通过不同路由来访问这些资源，不影响用户对 同类资源的访问。11CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

1.1.2 计算机网络的分类

1. 按照网络的覆盖范围分类– 局域网(LAN,Local Area Network ) 局域网是一种在小范围内实现的计算机网络，一 般在一个建筑物内，或一个工厂、一个事业单位 内部，为单位独有 局域网有三个不同的特征：范围、传输技术、拓 扑结构。 传输技术方面局域网主要使用的技术：所有的机 器都连接到同一根电缆上，运行速度在10Mbit/s ~10Gbit/s,采用广播式传输方式。广播式局域 网的两种主要的拓扑结构是总线型和环型。12CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

1.1.2 计算机网络的分类

电缆

计算机 (a) (b)

图1.2 两种广播式网络13CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

1.1.2 计算机网络的分类

– 城域网(MAN,Metropolitan Area Network) 城域网是在一个城市内部组建的计算机信息网络， 提供全市的信息服务。城域网的范围在WAN与 LAN之间，其运行方式与LAN相似。大多数广域网中，子网是由两个独立的部分组成 的：传输线和交换单位。传输线用于在机器之间 传送数据位。它们可以是由铜线、光纤、甚至无 线电链路构成的。交换单元是一种特殊的计算机， 它们连接了三条或者更多条传输线。当数据在一 条路线上到达的时候，交换单位必须选择一条出 线，以便将数据转发出去。14CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

– 广域网(WAN,Wide Area Network)

1.1.2

计算机网络的分类

子网

路由器

局域网

图1.3 LAN上的主机和子网之间的关系15CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

1.1.2 计算机网络的分类

2.按照网络的通信介质分类– 有线网： 采用如同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质来传 输数据的网络 采用卫星、微波等无线形式来传输数据的网络。

– 无线网：

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1.1.2 计算机网络的分类

3.按照网络的使用范围分类– 公用网： 公用网又称为公众网, 一般是指电信公司建造的 公用网络

– 专用网： 专门为一个或几个部门所拥有，它只为拥有者提 供服务，这种网络不向拥有者以外的人提供服务

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1.1.2 计算机网络的分类

4.按照网络的传输技术分类– 点对点网络： 以点对点的连接方式把各个计算机连接起来的网 络。主要拓扑结构有星形、树形、环形、网状。

– 广播式网络： 用一个共同的传播介质把各个计算机连接起来的 网络，主要有以同轴电缆连接起来的共享总线网 络和以无线、微波、卫星方式传播的广播网。18CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

1.1.2 计算机网络的分类

5.按照数据的交换方式分类– 线路交换网络(CS,Circuit Switching): 线路交换最早出现在电话系统中，早期的计算机 网络就是采用此方式来传输数据的，数字信号经 过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。 整个通信过程必须经过“建立连接--通信--释放 连接”三个过程。 使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传 输效率往往很低19CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

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