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计算机网络 第1章 计算机网络概述 计算机网络是计算机技术和通信技术紧密相结合的产物，始于20世纪50年代，在信息社会起着举足轻重的作用。其发展不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术的水平，同时也是衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。 本章主要讲述计算机网络的基础知识、网络类型与特点、网络拓扑结构及网络通信协议。 1．1 计算机网络的基础知识 1．1．1 计算机网络的发展 经历了三个阶段： 1. 具有通信功能的批处理系统。 2. 具有通信功能的多机系统。 3. 计算机网络系统。 1．1．2 计算机网络的定义 凡将地理位置不同，并具有独立功能的多台计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现在网络中资源共享的系统，称之为计算机网络系统。 1．1．3 计算机网络系统的组成 计算机网络系统由网络硬件和网络软件两部分组成。 1.硬件设备 （1）服务器 （2）网络工作站 （3）网络接口卡 （4）通信介质 2.网络软件 （1）网络操作系统 （2）网络协议软件 1．1．4 计算机网络的主要用途 （1）共享资源 （2）数据通信 （3）分步式数据处理 1．2 计算机网络的类型与特点 1．2．1 计算机网络的类型 按信息传输距离的长短划分：局域网、广域网 按配置划分：同类网、单服务器网、混合网 按对数据组织方式划分：分步式网络系统、集中式网络系统、分布集中式网络系统 按通信传播方式划分：点对点传播方式网、广播式传播结构网 1．2．2 计算机网络的特点 1.数据通信 2.自治性 3.建网周期短 4.成本低 5.对技术要求不高 1．3 计算机网络拓扑结构 1．3．1 拓扑的概念 拓扑——抛开网络的具体设备，把工作站、服务器等网络单元抽象为“点”，把网络中的传输介质抽象为：“线”。这样从拓扑学的观点看计算机网络系统，从几何图形中抽象出网络系统的具体结构。采用这种方法抽象出的网络结构为计算机网络的拓扑结构。 1．3．2 基本术语 1.节点：节点就是网络单元，是网络系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。 2.链路：链路是两个节点间的连线。 3.通路：通路是从出发信息的节点到接收信息的节点之间的一串节点和链路。 1．3．3 常见的网络拓扑结构 1.总线结构 2.环型结构 3.星型结构 4.网状结构 1．4 计算机网络通信协议 1．4．1 协议的定义与组成 1.协议的定义：协议指连网和通信技术中正式规定的技术规范，它定义了数据发送和接收工作中必须的过程。协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。 2.协议的组成：网络协议主要由语法、语义和同步3个要素组成。 3.协议的特点：网络系统的体系结构是有层次的，通信协议也被分为多个层次，在每个层次内又可分成若干子层次，协议各层次有高低之分。 1．4．2 开放式系统互连参考模型OSI 1. OSI的分层结构 OSI参考模型定义了不同计算机互连标准的框架结构，得到国际上的承认。在OSI 模型中，下一层为上一层提供服务，而各层内部的工作与相邻层是无关的。 2．OSI模型各层之间的关系 (1) 物理层：物理层是OSI 模型的最低层，是建立在通信介质基础上的，实现设备之间的物理接口。 (2) 数据链路层：数据链路层负责从网络向物理层发送数据帧，数据帧是存放数据的有组织的逻辑结构。在接收端，将来自物理层的比特流打包为数据帧。 (3) 网络层：负责信息寻址和将逻辑地址和名字转换为物理地址。 (4) 传输层：传输层确保报文无差错、有序、不丢失、无重复地传输。传输层提供数据流控制和错误处理，以及与报文传输和接收有关的故障处理。 (5) 会话层：会话层允许不同计算机上的两个应用程序建立、使用和结束会话连接。会话层也执行以安全性等功能，允许两个应用程序跨网络通信。 (6) 表示层：确定计算机之间交换数据的格式，可称其为网络转化器。 (7) 应用层：应用层为OSI模型的最高层，是应用程序访问网络服务的窗口。应用层处理一般的网络访问、流量控制和错误恢复。 1．5 计算机网络的主要性能指标 1．5．1 带宽 带宽的本来意思是指某个信号具有的频带宽度，单位是Hz、KHz、MHz，相当于频率的概念。对于数字信道，带宽是指在一个信道上能够传送的数字信号的速率，即数据率或比特率，有时也叫吞吐量。所用带宽的单位是比特每秒（bit/s）。常见的带宽的单位有Kbit/s、Mbit/s、Gbit/s、Tbit/s。 1．5．2 时延 时延（Delay 或Latency）是指一个报文或分组从网络的一端传送到另一端所需要的时间。它由传播时延、发送时延、排队时延组成。 1．5．3 服务质量 服务质量的英文全称为“Quality of