計算機網絡技術主講：耿凱峰單位：計算機網絡中心電話要參考教材張思卿等編著華中科技大學出版社2013這門課的上法？可以這么上……*&;@`$‘~#=“|+?!這門課怎么學…也可以這么上……希望我們在課上能集體討論，不希望課堂是我一個人的活動場所。你有一個蘋果，我有一個蘋果，交換后我們各自有一個蘋果；你有一種思想，我有一種思想，交換后我們各有兩種思想了

頭腦風暴法考核方法：平時成績（點名+平時作業+…）+學期結束考核幾點要求：1、有事請假（班干部上課前將請假條交給我）。2、課堂不要大聲喧嘩，以免影響他人學習。3、希望大家學完這門課都能夠有所收獲。4、理論+技術雙豐收。第1章計算機網絡概述了解計算機網絡的形成與發展過程掌握計算機網絡的定義了解計算機網絡的功能和典型應用掌握計算機網絡的分類掌握計算機網絡的組成結構了解計算機網絡的基本拓撲結構類型了解計算機網絡的應用了解網絡標準化意義1.1 計算機網絡概述

計算機網絡是計算機和通信技術這兩大現代技術密切結合的產物。它代表了當代計算機體系結構發展的一個極其重要的方向。計算機網絡技術包括了硬件、軟件、網絡體系結構和通信等多種技術。可以將計算機網絡的形成與發展進程分為以下4代：1.1.1 計算機網絡的形成與發展

1.第1代：面向終端的計算機網絡第1代計算機網絡的發展階段是從20世紀50年代中期至60年代末期，計算機技術與通信技術初步結合，形成了計算機網絡的雛形。面向終端的網絡1.1.1 計算機網絡的形成與發展2.第2代：初級計算機網絡第2代計算機網絡從20世紀60年代末期至70年代中后期開始，以美國ARPAnet與分組交換技術開始，也被稱為“計算機-計算機”網絡。這是以通信子網為中心，用戶共享的資源子網則在通信子網的外圍。理論基礎為分組交換技術。

分組交換也稱包交換，它是將用戶傳送的數據劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組。在每個分組的前面加上一個分組頭，用以指明該分組發往何地址，然后由交換機根據每個分組的地址標志，將他們轉發至目的地，這一過程稱為分組交換。進行分組交換的通信網稱為分組交換網。何為分組交換？1.1.1 計算機網絡的形成與發展3. 第3代：開放式的標準化計算機網絡第3代是指從20世紀70年代初期至90年代中期的發展階段。在這個階段中，ISO（國際標準化組織）提出了開放系統互連參考模型，即OSI（開放式系統互連）體系結構。該體系結構與TCP/IP體系結構共存。1.1.1 計算機網絡的形成與發展4. 第4代：新一代的計綜合性、智能化、寬帶、無線等高速安全網絡第4代是指20世紀90年代中期至21世紀初期這個階段，計算機網絡與Internet（即因特網）向著全面互連、高速、智能化發展，并得到了廣泛地應用。1.1.2 計算機網絡的定義對“計算機網絡”做如下定義：為了實現計算機之間的通信交往、資源共享和協同工作，利用通信設備和線路將地理位置分散的、各自具備自主功能的一組計算機有機地聯系起來，并且由功能完善的網絡操作系統和通信協議進行管理的計算機復合系統就是計算機網絡。1.1.2 計算機網絡的定義計算機網絡涉及到以下3個要點。1. 自主性一個計算機網絡可以包含有多臺具有“自主”功能的計算機。所謂的“自主”是指這些計算機離開計算機網絡之后，也能獨立地工作和運行。1.1.2 計算機網絡的定義通信手段有機連接人們構成計算機網絡時需要采用通信的手段，把有關的計算機（節點）“有機地”連接起來。所謂的“有機”地連接是指連接時彼此必須遵循所規定的約定和規則。1.1.2 計算機網絡的定義網絡組建的3個目的建立計算機網絡的主要目的是為了實現通信的交往、信息資源的交流、計算機分布資源的共享，或者是協同工作。一般將計算機資源共享作為網絡的最基本特征。1.1.3 計算機網絡的功能和應用1. 計算機網絡的功能計算機之間和計算機用戶之間的相互通信交往。資源共享，包含計算機硬件資源、軟件資源和數據與信息資源共享。計算機之間或計算機用戶之間的協同工作。1.5 計算機網絡應用

計算機網絡在資源共享和信息交換方面所具有的功能，是其它系統所不能替代的。計算機網絡所具有的高可靠性、高性能價格比和易擴充性等優點，使得它在工業、農業、交通運輸、郵電通信、文化教育、商業、國防以及科學研究等各個領域、各個行業獲得了越來越廣泛的應用。

我國有關部門也已制訂了"金橋"、"金關

"和"金卡"三大工程，以及其它的一些金字號工程，這些工程都是以計算機網絡為基礎設施，為促使國民經濟早日實現信息化的主干工程，也是計算機網絡的具體應用。計算機網絡的應用范圍實在太廣泛，本節僅能涉及一些帶有普遍意義和典型意義的應用領域。

（1）辦公自動化OA（OfficeAutomation）（2）電子數據交換EDI（ElectronicDataInterchange）（3）遠程交換（Telecommuting）（4）遠程教育（DistanceEducation）（5）電子銀行（6）電子公告板系統BBS（BulletinBoardSystem）（7）證券及期貨交易

（8）校園網（CampusNetwork）…

…1.2 計算機網絡的分類

對計算機網絡進行分類的標準很多。例如：按拓撲結構分類，按網絡協議分類，按信道訪問方式分類，按數據的傳輸方式分類等等。本書按網絡中各個節點分布距離的長短，可以將計算機網絡分為三類，它們的特征參數見參表1-1。

表1-1各類計算機網絡的特征參數網絡分類 縮寫 分布距離大約 網絡中的物理設備 傳輸速率范圍局域網 LAN 10m 房間 10Mb/s～10Gb/s

100m 建筑物

1km 校園 城域網 MAN 10km 城市56Kb/s～10Gb/s廣域網 WAN 100~1000km 國家 56Kb/s～2Gb/s

1.局域網（localareanetwork，LAN）局域網就是局部區域內通過高速線路互連而成的較小區域內的計算機網絡。在局域網中，所有的計算機及其他互連設備的分布范圍一般在有限的地理范圍內，因此，局域網的本質特征是分布距離短、數據傳輸速度快。目前，應用最多的是“共享式局域網”和“交換式局域網”兩種類型。1.2 計算機網絡的分類1、共享式以太網是總線型拓撲，多臺計算機共享單一的傳輸介質。當一臺計算機向另一臺計算機傳輸幀時，其他所有計算機必須等待。交換式以太網的核心設備是以太網交換機，2、交換式局域網它可以有端口，每個端口可以單獨與一個節點連接，也可以與一個以太網集線器連接。對于的共享介質以太網來說，當連接到集線器中的一個節點發送數據時，它將用廣播方式將數據傳送到集線器的每個端口。交換式以太網從根本上改變了“共享介質”的工作方式，它通過以太網交換機端口與節點之間的多個并發連接，多節點之間數據的并發傳輸。

共享式局域網和交換式局域網的區別是什么？因此，交換式以太網可以增加網絡帶寬，改善局域網的服務質量。共享式局域網是在同一時間內點對多點傳輸，而交換式局域網是在同一時間內點對點傳輸。

2.城域網（metropolitanareanetwork，MAN）城域網覆蓋的地理范圍可以從幾十公里到幾百公里。人們通常使用WAN的技術去構建與MAN目標范圍、大小相當的網絡。1.2 計算機網絡的分類

3.廣域網（wideareanetwork，WAN）廣域網又稱“遠程網”。廣域網覆蓋的地理范圍可以從幾十公里到上千公里，甚至是上萬公里，因此，可跨越城市、地區、國家甚至幾個大洲。廣域網的通信子網可以利用各種公共網絡。1.2 計算機網絡的分類1.3 計算機網絡結構我們可以從“傳統計算機網絡結構”和“現代計算機網絡結構”兩個層面去認識計算機網絡的結構。1.3 計算機網絡結構1.3.1 傳統的計算機網絡結構計算機網絡技術是計算機處理技術和通信技術的結合。因此，從傳統觀點看計算機網絡的基本結構按照邏輯功能可以劃分為數據處理與數據通信兩大部分；即分為“資源子網”和“通信子網”兩部分，如圖1-1表示了傳統計算機網絡結構。1.3 計算機網絡結構1.3.1.1 計算機資源子網資源子網的組成如圖1-1所示，“資源子網”由擁有資源的主機系統、請求資源與服務的用戶終端、終端控制器、通信子網的接口設備、軟件資源、硬件共享資源和數據資源等組成。圖1-1傳統計算機網絡的基本結構1.3.1.1 計算機資源子網

（1） 主機（host）在計算機網絡中的“主機”可以是大型機、中型機、小型機、工作站或者微型機（PC）。（2） 終端（terminal）（3） 網絡中的共享設備1.3.1.1 計算機資源子網

2. 資源子網的基本功能資源子網負責全網的數據處理業務，并向網絡客戶提供各種網絡資源和網絡服務。1.3.1.2 計算機通信子網

1.通信子網的組成通信子網從硬件角度看，通信子網由路由器、通信線路和其他通信設備組成。（1） 通信控制處理機（communicationcontrolprocessor，CCP）（2） 通信線路（3） 信號變換設備1.3.1.2 計算機通信子網

2.通信子網的基本功能通信子網提供網絡通信功能，完成全網主機之間的數據傳輸、交換、控制和變換等通信任務。負責全網的數據傳輸、轉發及通信處理等工作。1.3.1.3 計算機網絡的結構

早期的計算機網絡結構如圖1-1所示；但是，隨著計算機技術的飛速發展，更多的用戶是通過局域網接入廣域網，進而接入Internet；而不是通過大型主機接入廣域網，因此，實際的計算機網絡結構如圖1-2所示，計算機網絡的實際結構，依然由通信子網和資源子網組成。

圖1-2計算機網絡的實際結構

1.3.2 現代計算機網絡結構隨著微型計算機的廣泛應用，大量的個人計算機通過局域網、電話網、電視網、電力網或無線網等連入廣域網，進而接入Interent。在Internet中，各種網絡之間的互聯。逐級連接后，就形成了如圖1-3所示的，由路由器和TCP/IP協議互聯而成的大型、層次結構的Internet網絡結構。圖1-3現代計算機網絡的基本結構

1.3.2 現代計算機網絡結構現代的網絡結構主要指Internet網絡的物理結構。Internet又稱“網絡的網絡”，它是由各種類型的網絡通過路由器，以及統一的TCP/IP協議互聯而成的世界范圍內的公用網絡。在現代網絡的網絡結構的支撐下，為了實現全面互聯，共享信息資源，近期的目標就是“三網”互聯，又稱“三網合一”。1.4 計算機網絡拓撲結構1.4.1 計算機網絡拓撲的定義1. 拓撲結構拓撲結構先把實體抽象為與其大小、形狀無關的“點”，并將連接實體的線路抽象為“線”，進而研究點、線、面之間的圖形關系。1.4 計算機網絡拓撲結構2. 計算機網絡拓撲的定義我們將通信子網中的通信處理機和其他通信設備抽象為節點；通信線路抽象為線路，而將節點和線路連接而成的幾何圖形稱為網絡的拓撲結構。1.4 計算機網絡拓撲結構3. 網絡拓撲的用途網絡拓撲的設計選型是計算機網絡設計的第一步。網絡拓撲結構的選擇將直接關系到網絡的性能、系統可靠性、通訊和投資費用等因素。1.4.2 通信子網信道類型和網絡拓撲結構的分類1. 通信子網的分類（1） 廣播式的通信子網采用廣播式通信子網的常見拓撲構型有：總線型、無線通信型與衛星通信型等。（2） 點-點式的通信子網1.4.2 通信子網信道類型和網絡拓撲結構的分類基本拓撲結構類型常見的基本拓撲結構有：總線型、星型、環型、樹型和網狀型等，如圖1-4所示。圖1-4計算機網絡基本拓撲結構基本拓撲結構類型

（1）總線型拓撲結構：圖1-4（a）所示。（2）環型拓撲結構：如圖1-4（b）所示。（3）星型拓撲結構：如圖1-4（c）所示。（4）樹型拓撲結構：如圖1-4（d）所示。（5）網狀型拓撲結構：如