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第1章计算机网络基础

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1、主编史建军制作赵魁德电子工业出版社Internet应用(第3版)中等职业学校电子信息类教材（计算机技术专业）电子教案第章计算机网络基础一第一章计算机网络基础计算机网络是计算机技术与通信技术的结合，是当今计算机科学与工程中迅速发展的新兴技术之一，也是计算机应用中一个空前活跃的领域。人们可以借助计算机网络实现信息的交换和共享。如今，网络技术已经深入到人们日常工作、生活的每个角落，随处都可以看到网络的存在，随处都可以享受到网络给我们生活带来的便利。第章计算机网络基础一第一节计算机网络概述一、网络的概念所谓计算机网络是指利用通讯手段，把地理上分散的、能够以相互共享资源（硬件、软件和数据等）的方式有机地连接起来的、而又各自具备独立功能的计算机系统的集合。计算机网络各种各样，小到办公室、实验室里几台计算机的连接，大到数家公司乃至多个国家的众多计算机连网。Internet 就是一个连接着世界各地数百万台计算机的大型网络系统。第章计算机网络基础一第一节计算机网络概述计算机网络都应包含三个主要组成部分：若干台主机（Host）、一个通

2、讯子网和一系列的通信协议。主机（Host）：用来向用户提供服务的各种计算机。通讯子网：用于进行数据通信的通信链路和结点交换机。通信协议：这是通信双方事先约定好的也是必须遵守的规则，这种约定保证了主机与主机、主机与通信子网以及通信子网中各节点之间的通信。第章计算机网络基础一第一节计算机网络概述二、网络的功能和服务计算机网络的功能数据通信。资源共享。可提高系统的可靠性。能进行分布处理。可以集中控制、管理和分配网络中的软件、硬件资源。第章计算机网络基础一第一节计算机网络概述计算机网络的服务文件与打印服务应用服务消息服务数据库服务第章计算机网络基础一第一节计算机网络概述三、计算机网络的应用办公自动化工厂自动化校园网计算机协同工作技术第章计算机网络基础一第一节计算机网络概述四、计算机网络技术的发展目前，计算机网络正处于高速发展阶段。在这一阶段中，计算机网络发展的特点是：Internet的广泛应用与高速网络技术的迅速发展。 1993年9月，美国宣布了国家信息基础设施（NII， National Information Infras

3、tructure）建设计划，NII被形象地称为信息高速公路。建设信息高速公路就是为了满足人们在未来随时随地对信息交换的需要，在此基础上人们相应地提出了个人通信与个人通信网的概念。在现有电话交换网、公共数据网、广播电视网的基础上，利用无线通信、卫星移动通信、有线电视网等通信手段，可以使任何人在任何地方、任何时间，都能使用各种通信服务，并最终走向“ 全球一网”。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类一、计算机网络的组成计算机网络主要由网络硬件和网络软件组成。网络硬件包括拓扑结构、网络服务器、网络工作站、传输介质和网络设备等。网络服务器是网络的核心，它为使用者提供了主要的网络资源。网络软件包括网络操作系统、通信软件和通信协议等。目前计算机网络操作系统有三大主流：UNIX、 Netware及Windows NT系列。网络操作系统的主要部分存放在服务器上，其主要功能是服务器管理及通信管理。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类二、网络的分类计算机网络根据不同的分类原则，可以分为多种不同类型的计算机网络。按覆盖范围分类，有局

4、域网、城域网和广域网；按网络的拓扑结构分类，有星型网、环型网、总线型网、树型网等；按传输带宽分类，有基带网和宽带网；按网络结构分类，有以太网和令牌环网；按信息传输介质分类，有无线网、有线网和光纤网；按使用的传输技术分类，有广播式网络和点对点式网络。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类局域网（Local Area Network，缩写为LAN），就是在一个有限的区域内将数台计算机或其它外围设备以某种网络结构连接起来，实现彼此连通、互相传输数据并共享信息资源的目的。城域网（Metropolitan Area Network，缩写为MAN），是介于局域网与广域网之间的一种高速网络。广域网（Wide Area Network，缩写为WAN）是指计算机主机（多指大、中型计算机）间所构成的网络，它的连线范围不再局限于某一区域，而可能是跨越数千公里的远距离通信，它通常利用公共通信设施（如电信局的交换机和通信线路）来作为通信的介质。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类城域网（Metropolitan Area Network，缩写为MAN

5、），是介于局域网与广域网之间的一种高速网络。城域网能有效地工作于多种环境，其主要特性有：地理覆盖范围可达100km；数据传输速率为45150Mbps；工作站数大于500个；差错率小于10-9；传输介质主要是光纤；既可用于专用网，又可用于公用网。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类广域网最根本的特点就是机器分布范围广，一般从数千米到数千千米，因此网络所涉及的范围可以为市、省、国家，乃至世界范围，其中最著名的就是Internet。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类1.2 计算机网络的组成和分类计算机网络的拓扑（Topology）结构，是指网络中的通信线路和各节点计算机之间的几何排列，它用以表示网络的整体结构外貌，同时也反映了各个模块之间的结构关系。它影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等方面，是研究计算机网络的主要环节之一。常见的网络拓扑结构有星型、总线型、树型、环型等。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类在星型拓扑结构中，节点通过点到点通信线路与中心节点连接。中心节点控制全网的通信，任何两节点之间的

6、通信都要通过中心节点。星型拓扑结构简单，易于实现，便于管理，但是网络的中心节点是全网可靠性的瓶颈，中心节点的故障将造成全网瘫痪。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类总线型结构是用一条电缆作为公共总线，入网的节点通过相应接口连接到线路上。网络中的任何节点，可以把自己要发送的信息送入总线，使信息在总线上传播，供目的节点接收。网上每个节点，既可接收其它节点的信息，又可发送信息到其它节点，它们处于平等的通信地位。在这种网络结构中，节点的插入或拆卸是非常方便的，易于网络的扩充。但可靠性不高，如果总线出了问题，则整个网络都不能工作，网络中断后查找故障点也比较困难。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类树型拓扑结构中，节点按层次进行连接，信息交换主要在上下节点之间进行，相邻及同层节点之间一般不进行数据交换。树型拓扑结构的各个中心节点之间很少有信息流通, 各个中心节点均能处理业务，但最上面的主节点有统管整个网络的能力。树型结构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。缺点是资源共享能力差，可靠性低，如中心节点出现故障，

7、则和该中心节点连接的节点均不能工作。第章计算机网络基础一第二节计算机网络的组成和分类环型拓扑结构是节点通过点到点通信线路连接成闭合环路。环中数据将沿一个方向逐站传送。环型拓扑结构简单，控制简便，结构对称性好，传输速率高，应用较为广泛。但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会转为网络可靠性的瓶颈，环中任何一个节点出现线路故障，都可能造成网络瘫痪。为保证环的正常工作，需要较复杂的环维护处理，环中节点的加入和撤出过程都比较复杂。第章计算机网络基础一第三节数据通信基础一、数据传输数据通信数据通信是指通过适当的传输线路将数据信息从一台设备传送到另一台设备的全过程（这里所说的设备可以是计算机、终端设备或其它任何通信设备）。数据通信包含了数据处理和数据传输两方面的内容。在计算机网络中，数据处理主要由计算机系统来完成，而数据传输则依靠数据通信系统来实现。第章计算机网络基础一第三节数据通信基础一、数据传输信号类型模拟信号模拟信号是波形圆滑、且连续变化的信号。数据可以通过改变模拟信号的频率、幅度或相位来运载。传统的通信技术主要是传输

8、模拟信号，如电话线传输的语音信号。数字信号数字信号是一种按时间间隔取值的离散信号，取值为有限个0或1这样的数字。数字信号利用编码来反映数据信息。计算机所能处理的信号都是数字信号。第章计算机网络基础一第三节数据通信基础二、数据传输介质双绞线双绞线由按规则螺旋结构排列的两根、四根或八根绝缘导线组成。为了降低信号的干扰程度，每一对双绞线一般由两根绝缘铜导线相互缠绕而成，每根铜导线的绝缘层上分别涂有不同的颜色，便于区别。最常见的双绞线应用是电话系统，而局域网布线中最常用的传输介质也是双绞线。双绞线既能传输模拟信号，又能传输数字信号。双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（ STP）两大类。非屏蔽双绞线电缆外面只有一层绝缘胶皮，因而重量轻、易弯曲、易安装，组网灵活，非常适用于结构化布线。所以，在无特殊要求的计算机网络布线中，常使用非屏蔽双绞线电缆。第章计算机网络基础一第三节数据通信基础二、数据传输介质同轴电缆同轴电缆由内外两个导体构成，内导体是一根铜质导线或多股铜线，外导体是圆柱形铜箔或用细铜丝编织的圆柱形网，内外导体之间用绝缘物充填，最

9、外层是保护性塑料外壳。同轴电缆按阻抗特性主要分为75电缆和50电缆。75电缆适用于宽带传输，主要用在有线电视网中； 50电缆适用于基带传输，一般用在计算机网络中。50电缆根据直径又分为粗同轴电缆（粗缆）和细同轴电缆（细缆）两种。粗同轴电缆直径为10mm，在传输速率为10Mbps时，传输距离可达500米。细同轴电缆直径为5mm，在传输速率为10Mbps时，传输距离可达185米。第章计算机网络基础一第三节数据通信基础二、数据传输介质光纤光纤又称光缆，应用光束传输信号,光纤是一种直径为50100m的柔软、能传导光束的传输介质,其中使用超高纯度石英玻璃纤维制作的光纤可以得到最低的传输损耗。光纤具有圆柱形的形状，主要由三个同心部分组成：光纤芯、包层和护套。根据传输点模数的不同，光纤分为单模光纤和多模光纤两种。光纤明显具有其它传输介质所无法比拟的优点：传输信号的频带宽，通信容量大；信号衰减小，传输距离长；抗干扰能力强，应用范围广；抗化学腐蚀能力强，适用于一些特殊环境下的布线；原材料资源丰富。第章计算机网络基础一第三节数据通信基础三、网络通信协议网络协议要做到有条不紊地交换数据，每个节点都必须遵守一些事先约定好的规则。这些为网络数据交换而制定的规则与标准被称为网络协议。网络协议是计算机彼此交流的一种“语言”，是网络通信的基础。网络中不同类型的计算机必须使用相同的协议才能进行通信。第章计算机网络基础一第三节数据通信基础四、 TCP/IP协议TCP/IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol，传输控制协议网际协议）最初是为美国 ARPA网设计的，目的是使不同厂家生产的计算机能在共同的网络环境下运行。后来发展成为Internet采用的一种网络协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一台主机与另一台主机的数据往来格式以及传送方式。 T

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