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    计算机基础知识 第六章计算机网络概述35.pptx

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    计算机基础知识 第六章计算机网络概述35.pptx

    ,第六章计算机网络概述,计算机网络的概念及组成,一,6.1计算机网络的概念及组成计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。通过把计算机网络划分为通信子网和资源子网,如图6-1所示。,6.1.2计算机网络的主要功能计算机网络的功能是实现计算机之间的资源共享、网络通信和对计算机的集中管理。除此之外还有负荷均衡、分布处理、提高系统安全与可靠性等功能。1.资源共享(1)硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备,如彩色打印机、静电绘图仪等。(2)软件资源:包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。,(3)数据资源:包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企业生产报表等。(4)信道资源:通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。2.网络通信通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等多媒体信息。3.分布处理把要处理的任务分散到各个计算机上运行,而不是集中在一台大型计算机上。这样,不仅可以降低软件设计的复杂性,而且还可以提高工作效率和降低成本。,4.集中管理计算机在没有联网的条件下,每台计算机都是一个“信息孤岛”。在管理这些计算机时,必须分别管理。而计算机联网后,可以在某个中心位置实现对整个网络的管理。如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。5.均衡负荷当网络中某台计算机的任务负荷太重时,通过网络和应用程序的控制和管理,将作业分散到网络中的其他计算机中,由多台计算机共同完成。,6.1.3计算机网络的特点1.可靠性在一个网络系统中,当一台计算机出现故障时,可立即由系统中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样,当网络的一条链路出了故障时,可选择其他的通信链路进行连接。2.高效性计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性,并且信息传递迅速,系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够相互传送数据信息,使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据。,3.独立性网络系统中各相连的计算机是相对独立的,它们之间的关系是既互相联系,又相互独立。4.扩充性在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的计算机,从而达到扩充网络系统功能的目的。5.廉价性计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体现了网络系统的“群体”优势,能节省投资和降低成本。,6.分布性计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互连,可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。7.易操作性对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型计算机的技术简单。,6.1.4计算机网络系统的组成一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。网络硬件一般指网络的计算机、传输介质、网络连接设备等;网络软件一般指网络操作系统、网络通信协议等。,计算机网络的分类,二,6.2计算机网络的分类由于计算机网络自身的特点,其分类方法有多种。根据不同的分类原则,可以得到不同类型的计算机网络。1.按覆盖范围分按网络覆盖范围可分为局域网(LocalAreaNetware,简称LAN)、广域网(WideAreaNetware,简称WAN)和城域网(MetropolitanAreaNetware,简称MAN)。(1)局域网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,一个工厂、一个企事业单位内部,为单位独有。局域网距离可在十几千米以内,使用专用的高速通信线路,信道传输速率很高,结构简单,布线容易。(2)广域网广域网范围很广,可以分布在一个省、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低,结构比较复杂。(3)城域网城域网作用范围在广域网和局域网之间,例如,在一个城市内部组建计算机信息网络,来提供全市的信息服务。城域网的信道传输速率也相当高,目前,我国许多城市正在建设城域网。,2.按拓扑结构分按网络拓扑结构可分为总线型网络、星型网络、环型网络、树型网络和网状网络。网络中各台计算机连接的形式和方法称为网络的拓扑结构。(1)总线型网络总线型网络采用单一电缆作为传输介质(称为总线),所有站点通过专门的连接器连到这条电缆上,任何一个站点发送的信号都沿着介质传输,并且能够被总线上其他站点接收到,如图-2所示。它是一种广播网,但在同一时刻只能一个结点占用总线通信。总线型网络的优点是结构简单,易实现、易维护、易扩充;缺点是故障检测比较困难。局域网技术中的以太网是总线型网络的一个实例。,(2)星型网络星型网络中各结点都与中心结点连接,呈辐射状,排列在中心结点周围,如图-3所示。网络中任意两个结点的通信都要通过中心结点转接。星型网络的优点是结构简单,控制处理简便,易扩充,单个结点的故障不会影响到网络的其他部分;缺点是中心结点的故障会导致整个网络的瘫痪。,(3)环型网络环型网络中各结点连接到闭环上,如图-4所示。环中的数据沿着一个方向绕环逐站传输,链路大多数是单方向的,即数据在环上只沿一个方向传输。环路中各结点的地位和作用是相同的,因此容易实现分布式控制。环型网络的优点是结构简单,成本低;缺点是网络中的任意一个结点或一条传输介质出现故障都将导致整个网络的故障。局域网技术中的令牌环网是环型网的一个实例。,(4)树型网络树型网络是星型网络的一种变体,结点按层次进行连接,如图-5所示。像星型网络一样,网络结点都连接到控制网络的中央结点上。但并不是所有的设备都直接接入中央结点,绝大多数结点是先连接到次级中央结点上再连到中央结点上。树型网络的优点是通信线路连接简单,网络管理软件也不复杂,维护方便,易于扩展;缺点是资源共享能力差,可靠性低,任何一个工作站或链路的故障都会影响整个网络的运行。,(5)网状网络网状型网络的每一个结点都与其他结点有一条专用线路相连。这种网络的可靠性和稳定性较好,一般用于通信业务量大或需重点保证的部门或系统。例如,军事战略通信网采用网状网络,可以有效地保证军事信息传递及指挥的可靠性。网络的分类还有其他一些分法。例如,按交换方式可分为线路交换网络(CircuitSwitching),报文交换网络(MessageSwitching)和分组交换网络(PacketSwitching);按网络的使用性质可分为公用网和专用网;按信号频带占用方式可分为基带网和宽带网。,3.按服务方式分按服务方式可分为对等网和基于客服机、服务器模式的网络。(1)对等网在对等网中,所有的计算机的地位是平等的,没有专用的服务器。每台计算机既作为服务器,又作为客户机;既为别人提供服务,也从别人那里获得服务。由于对等网没有专用的服务器,所以在管理对等网时,只能分别管理,不能统一管理,管理起来很不方便。对等网一般应用于计算机较少、安全性不高的小型局域网。(2)基于客户机/服务器模式的网络在这种网络中,两种角色的计算机,一种是服务器,一种是客服机。,服务器:服务器一方面负责保存网络的配置信息,另一方面也负责为客户机提供各种各样的服务。因为整个网络的关键配置都保存在服务器中,所以管理员在管理网络时只需要修改服务器的配置,就可以实现对整个网络的管理。同时,客户机需要获得某种服务时,会向服务器发送请求,服务器接到请求后,会向客户机提供相应服务。服务器的种类很多,有邮件服务器、Web服务器、目录服务器等,不同的服务器可以为客户提供不同的服务。我们在构建网络时,一般选择配置较好的计算机,在其上安装相关服务,它就成了服务器。客户机:主要用于向服务器发送请求,获得相关服务。如客户机向打印服务器请求打印服务,向Web服务器请求Web页面等。,4.按传播方式分按传播方式可分为广播式网络和点对点式网络两大类。(1)广播式网络广播式网络是指网络中的计算机或者设备使用一个共享的通信介质进行数据传播,网络中的所有结点都能收到任一结点发出的数据信息。目前,广播式网络的传输方式有三种:单播:采用一对一的发送形式将数据发送给网络所有目的节点。组播:采用一对一组的发送形式,将数据发送给网络中的某一组主机。广播:采用一对所有的发送形式,将数据发送给网络中所有目的节点。,(2)点对点式网络(Point-to-pointNetwork)点对点式网络是指两个结点之间的通信方式是点对点的。如果两台计算机之间没有直接连接的线路,那么它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储、转发,直至目的结点。点对点传播方式主要应用于WAN中,通常采用的拓扑结构有星型、环型、树型、网状型等。5.按传输介质分按传输介质可分为有线网和无线网。(1)有线网(WiredNetwork)双绞线:比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一般,广泛应用于局域网中。同轴电缆:俗称细缆,现在逐渐被淘汰。光纤电缆:光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强,是高安全性网络的理想选择。,(2)无线网(WirelessNetwork)无线电话网:是一种很有发展前途的连网方式。语音广播网:价格低廉、使用方便,但安全性差。无线电视网:普及率高,但无法在一个频道上和用户进行实时交互。微波通信网:通信保密性和安全性较好。卫星通信网:能进行远距离通信,但价格昂贵。,网络数据通信的主要性能指标,三,6.3网络数据通信的主要性能指标网络数据通信的性能使用主要由以下指标来衡量:1.信道容量信道允许的最大数据传输速率,与采用的传输介质、信号的调制方法、交换器性能等密切相关,是数据通信的主要性能参数之一。2.数据传输速率简称数据率(datarate)。指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进制位数,通常使用“千位秒”(Kbs)或“兆位秒”(Mbs)或“千兆位秒”(Gbs)作为计量单位。3.误码率(errorrate)数据传输中出错数据占被传输数据总数的比例。,常用网络设备及传输介质,四,6.4常用网络设备及传输介质1.网络连接组件:网卡(网络适配器NIC)网卡是连接计算机与网络的基本硬件设备。网卡插在计算机或服务器扩展槽中,通过网络线(如双绞线、同轴电缆、光纤等)与网络交换数据、共享资源。网卡是组建局域网的核心设备。2.网络设备(1)集线器(HUB)集线器是目前使用较广泛的网络设备之一,主要用来组建星型拓扑的网络。在网络中,集线器是一个集中点,通过众多的端口将网络中的计算机连接起来,使不同计算机能够相互通信。,(2)交换机(Switch)交换机也是目前使用较广泛的网络设备之一,同样用来组建星型拓扑的网络。从外观上看,交换机与集线器几乎一样,其端口与连接方式和集线器几乎也是一样,但是,由于交换机采用了交换技术,其性能优于集线器。(3)路由器(Router)路由器并不是组建局域网所必需的设备,但随着企业网规模的不断扩大和企业网接入互联网的需求,使路由器的使用率越来越高。路由器是工作在网络层的设备,主要用于不同类型的网络的互联。,(4)调制解调器(Modem)调制解调器(Modem),俗称“猫”,其功能是将电脑中表示数据的数字信号在模拟电话线上传输,从而达到数据通信的目的,主要由两部分功能构成:调制和解调。调制是将数字信号转换成适合于在电话线上传输的模拟信号进行传输;解调则是将电话线上的模拟信号转换成数字信号,由电脑接收并处理。(5)网桥网桥是同种类型局域网间的连接设备,将一个网的帧格式转换为另一个网的帧格式。分本地网桥和远程网桥。(6)网关网关具有路由器的全部功能,可连接两个不同协议或结构的网络,网关可以是设备或软件。,3.传输介质传输介质是指通信中实际传送信息的载体,在网络中是连接、收发双方的物理通路;常用的传输介质分为有线介质和无线介质。有线介质指可传输模拟信号和数字信号,如双绞线、细/粗同轴电缆、光纤等;无线介质大多传输数字信号,如微波、卫星通信、无线电波、红外、激光等。(1)双绞线双绞线是两条相互绝缘的导线按一定距离绞合若干次,使得外部的电磁干扰降到最低限度,以保护信息和数据。,双绞线的广泛应用比同轴电缆要迟得多,但由于它提供了更高的性能价格比,而且组网方便,成为现在应用最广泛的铜基传输媒体。缺点是传输距离受限。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。屏蔽双绞线外护套加金属材料,减少辐射,防止信息窃听,性能优于非屏蔽双绞线,但价格较高。而且安装比非屏蔽双绞线复杂。所以,在组建局域网时通常使用非屏蔽双绞线。但如果是室外使用,屏蔽线要好些。(2)同轴电缆同轴电缆的核心部分是一根导线,导线外有一层起绝缘作用的塑性材料,再包上一层金属网,用于屏蔽外界的干扰,最外面是起保护作用的塑性外套。同轴电缆的抗干扰特性强于双绞线,传输速率与双绞线类似,但它的价格接近双绞线的两倍。,(3)光缆光缆是由一组光导纤维组成,用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。与其他传输介质相比较,光缆的电磁绝缘性能好,信号衰变小,频带较宽,传输距离较长。光缆主要是在要求传输距离较长,布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。光缆通信由光发送机产生光束,将电信号转变为光信号,再把光信号导入光纤,在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再处理。(4)无线传输无线传输指在空间中采用无线频段、红外线、激光等进行传输,不需要使用线缆传输。不受固定位置的限制,可以全方位实现三维立体通信和移动通信。目前主要用于通信的有无线电波、微波、红外、激光等。传输距离远、传输速度快,是局域网中传输介质的佼佼者。,习题1.计算机网络是相结合的产物()A.计算机技术与通信技术B.计算机技术与信息技术C.计算机技术与电子技术D.信息技术与通信技术2.下列关于计算机网络的叙述中,错误的是()A.利用互联网可以使用远程的超级计算中心的计算机资源B.计算机网络是在通信协议控制下实现的计算机互联C.建立计算机网络的最主要目的是实现资源共享D.按接入的计算机的数量可以将网络划分为广域网、城域网和局域网3.最早的(第一阶段)计算机网络系统,有主机()A.1台B.2台C.10台D.几十台,4.被认为是Internet的前身()A.万维网B.ARPANETC.HTTPD.APPLE5.当前普遍使用的InternetIP版本是()A.IPv6B.IPv3C.IPv4D.IPv56.按划分,计算机网络分为局域网、城域网和广域网()A.用途B.连接方式C.覆盖范围D.以上均不是7.按划分,计算机网络分为公用网和专用网()A.使用范围B.连接方式C.覆盖范围D.以上均不是,8.不同城市的用户的计算机互相通信,它们组成的网络属于()A.局域网B.城域网C.广域网D.互联网9.Internet主要由四部分组成,包括路由器、主机、信息资源和()A.数据库B.管理员C.销售商D.通信线路10.支持局域网与广域网互联的设备称为()A.转发器B.以太网交换机C.路由器D.网桥11.Internet网属于()A.校园网B.局域网C.广域网D.WindowsNT网,12.下列不属于网络拓扑结构的是()A.总线型B.星型C.开放型D.环型13.通过一根传输线路将网络中所有结点(即计算机)连接起来,这种拓扑结构是()A.总线拓扑结构B.星型拓扑结构C.环型拓扑结构D.以上均不是14.目前存在的广域网(如因特网等)主要采用拓扑结构()A.总线型B.星型C.网状型D.环型15.在局域网中,用户共享文件夹时,下列说法中,不正确的是()A.能读取和复制文件夹中的文件B.可以复制文件夹中的文件C.可以更改文件夹中的文件D.不能读取文件夹中的文件第,

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