計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)剖析

計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)剖析認(rèn)識計算機網(wǎng)絡(luò)世界2024/9/92024/9/91.1計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與功能1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1.4網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容2024/9/9計算機網(wǎng)絡(luò)是將地理位置不同，且有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)利用通信設(shè)備和線路互相連接起來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)的定義最簡單的定義：計算機網(wǎng)絡(luò)是一些自主計算機的互連集合。

計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展2024/9/9計算機網(wǎng)絡(luò)的形成具有遠(yuǎn)程通信功能的單機系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程通信功能的多機系統(tǒng)具有統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)、國際化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的計算機網(wǎng)絡(luò)具有遠(yuǎn)程通信功能的單機系統(tǒng)

其基本思想是在計算機內(nèi)增加一個通信裝置，使主機具備通信功能。將遠(yuǎn)程用戶的輸入輸出裝置通過通信線路與計算機的通信裝置相連。這樣，用戶就可以在遠(yuǎn)程終端上鍵入自己的程序和數(shù)據(jù)，再由主機進行處理，處理結(jié)果通過主機的通信裝置，經(jīng)由通信線路返回給用戶終端。2024/9/9具有遠(yuǎn)程通信功能的多機系統(tǒng)在主機前設(shè)置一臺通信處理機，專門負(fù)責(zé)與終端的通信工作。可以協(xié)助主機對信息進行預(yù)處理，讓主機的時間全部花在數(shù)據(jù)處理上。這樣就顯著地提高了主機進行數(shù)據(jù)處理的效率。在用戶終端較集中的區(qū)域設(shè)置線路集中器。大量終端先通過低速線路連到集中器上，集中器按照某種策略分別響應(yīng)各個終端，并把終端送來的信息按一定格式匯集起來，再通過高速傳輸線路一起送給前端處理機。2024/9/9具有統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)、國際化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的計算機網(wǎng)絡(luò)

將分布在不同地理位置上的、具有獨立功能的計算機及其外部設(shè)備，通過通信線路和通信設(shè)備連接起來，按照某種事先約定的規(guī)則（通信協(xié)議）進行信息交換，以實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)稱為計算機網(wǎng)絡(luò)。2024/9/9計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展20世紀(jì)60年代初：面向終端的以單計算機為中心的聯(lián)機系統(tǒng)20世紀(jì)60年代末期：計算機——計算機網(wǎng)絡(luò)及分組交換網(wǎng)階段20世紀(jì)70年代：計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化與局域網(wǎng)研發(fā)階段

20世紀(jì)80年代：局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展階段

20世紀(jì)90年代：Internet蓬勃發(fā)展階段2024/9/92024/9/91.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與功能從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為以下的兩大塊：(1)邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信和資源共享。(2)核心部分由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。計算機網(wǎng)絡(luò)的組成計算機網(wǎng)絡(luò)的組成2024/9/9網(wǎng)絡(luò)能做什么？計算機網(wǎng)絡(luò)的功能信息交換共享資源數(shù)據(jù)通信分布式處理2024/9/91.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍劃分

廣域網(wǎng)WAN、城域網(wǎng)MAN、局域網(wǎng)LAN、個人區(qū)域網(wǎng)PAN按網(wǎng)絡(luò)的使用者劃分

公用網(wǎng)、專用網(wǎng)2024/9/9廣域網(wǎng)WAN（WideAreaNetwork）廣域網(wǎng)的特點：分布范圍廣（通常幾十到幾千公里）。數(shù)據(jù)傳輸率低。可靠性不高。使用光纖較好。廣域網(wǎng)常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng)（網(wǎng)等）來實現(xiàn)。因為單獨建造一個廣域網(wǎng)極其昂貴。2024/9/9

城域網(wǎng)MAN

（MetropolitanAreaNetwork）城域網(wǎng)的特點：其作用范圍一般是一個城市（距離約為5到50km）。是規(guī)模介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的一種較大范圍的高速網(wǎng)絡(luò)。2024/9/9局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）局域網(wǎng)的特點：分布范圍有限（1km左右）。有較高的通信帶寬，數(shù)據(jù)傳輸率高。數(shù)據(jù)傳輸可靠，誤碼率低。通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)

2024/9/9個人區(qū)域網(wǎng)PAN

（PersonalAreaNetwork）個人區(qū)域網(wǎng)的特點：作用范圍大約在10m左右。在個人工作的地方把屬于個人使用的電子設(shè)備（如便攜式電腦等）用無線技術(shù)連接起來的網(wǎng)絡(luò)。2024/9/91.4網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點（主機或通信設(shè)備）和通信鏈路所組成的幾何形狀。聯(lián)網(wǎng)的計算機之所以能與網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機通信，是因為該計算機與網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機具有物理上（或邏輯上）直接或間接的連接，不同的連接方式形成不同的計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也決定計算機網(wǎng)絡(luò)使用不同的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。2024/9/9計算機網(wǎng)絡(luò)中常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2024/9/9網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2024/9/9總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，各個節(jié)點使用一條公共信道作為傳輸數(shù)據(jù)的通道。一個節(jié)點發(fā)出的信息可以被其他所有節(jié)點接收，為了防止多個發(fā)送方同時發(fā)送信息出現(xiàn)的沖突，必須采取一定的策略分配信道。這一結(jié)構(gòu)簡單靈活，易于擴充，便于安裝，成本低。但是，總線上的任意一點的故障會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。2024/9/9環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點連在一條首尾相接的閉合環(huán)型通信線路中，如圖1-5所示，這種結(jié)構(gòu)使公共傳輸電纜組成環(huán)型連接。環(huán)型結(jié)構(gòu)有單環(huán)結(jié)構(gòu)（如令牌環(huán)TokenRing）與雙環(huán)結(jié)構(gòu)（如光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI）兩種。環(huán)中的數(shù)據(jù)都是沿一個方向逐站傳輸。這種結(jié)構(gòu)各站無主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單。數(shù)據(jù)傳輸延遲固定，實時性好。但任何線路或結(jié)點的故障，都會引起全網(wǎng)故障，而且擴充性差。2024/9/9星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每一結(jié)點都通過點到點的鏈路與中心結(jié)點相連。中心結(jié)點可以是中心交換設(shè)備、主機等。數(shù)據(jù)的傳輸通過中心結(jié)點的存儲轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)各結(jié)點的信息通信。該結(jié)構(gòu)簡單，易于擴充，便于維護和管理。但網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)與可靠性都集中在中心結(jié)點上，屬于集中控制，一旦中心節(jié)點出現(xiàn)故障，會引起整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，另外中心節(jié)點也容易稱為數(shù)據(jù)交換的瓶頸。2024/9/9樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點形成了層次化的結(jié)構(gòu)，形狀如一棵倒置的樹。通常，高層的節(jié)點具有管理和協(xié)調(diào)的功能，底層的節(jié)點實現(xiàn)具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理。這種結(jié)構(gòu)簡單，傳輸延遲固定。但是對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的添加、退出以及線路的維護和管理都比較復(fù)雜，需要從高層到底層逐層完成，而且分層不能過多，以