第1章 计算机网络概述

第1章计算机⽹络概述第1章计算机⽹络概述1.1 计算机⽹络的定义和发展历史1.1.1计算机⽹络的定义计算机⽹络是由计算机技术和通信技术的紧密结合形成的。

计算机⽹络就是将分布在不同地理位置、具有独⽴功能的多台计算机及其外部设备，⽤通信设备和通信链路链接起来，在⽹络操作系统和通信协议及⽹络管理软件的协调下实现“资源共享和信息传递”的系统。

所谓的⽹络资源包括硬件资源（⼒图⼤容量磁盘、光盘阵列、打印机等），软件资源（例如⼯具软件、应⽤软件等）和数据资源（例如数据⽂件和数据库等）。

1.1.2 计算机⽹络的发展历史发展历史的四个阶段远程终端联机阶段、计算机⽹络阶段、计算机⽹络互联阶段、Internet与信息⾼速公路阶段。

在计算机发展的早期阶段，计算机所采⽤的操作系统多为分时系统，分时系统将主机时间分成⽚，给⽤户分配⼀定的时间⽚。

1969年12⽉，Internet的前⾝--美国的ARPA NET 投⼊运⾏，它标志着我们常称的计算机⽹络的诞⽣。

20世纪80年代初，随着微机应⽤的推⼴，微机联⽹的需求也随之增⼤，各种基于微机互联的局域⽹纷纷出台。

国际标准化组织（iso）在1984年正式颁布了开放系统互联参考模型（osi/rm），使计算机⽹络体系结构实现了标准化。

1993年美国宣布建⽴国家信息基础设施（NII）后，全世界许多国家纷纷制定和建⽴本国的NII，从⽽极⼤地推动⼒计算机⽹络技术的发展，使计算机⽹络进⼊了⼀个崭新的阶段。

1.2 计算机⽹络的功能和应⽤1.2.1计算机⽹络的功能实现计算机系统的资源共享、实现数据信息的快速传递、提⾼可靠性、提供负载均衡与分布式处理能⼒、集中管理、综合性息服务1.2.2 计算机⽹络的应⽤办公⾃动化、管理信息系统、过程控制、Internet应⽤（电⼦邮件（Email）、信息发布、电⼦商务（ECommerce）、远程⾳频、视频应⽤）1.3 计算机⽹络的系统组成计算机⽹络是由⽹络硬件系统和⽹络软件系统组成的。

计算机网络技术（复习资料）李新宇第一章：计算机网络概述名词解释：【计算机网络】：将分布在不同地理位置、具有独立功能的多台计算机及其外部设备、用通信设备和通信线路连接起来，在网络操作系统和通信协议及网络管理软件的管理协调下，实现资源共享、信息传递的系统。

【访问节点】：又称端节点，是指拥有计算机资源的用户设备，主要起信源和信宿的作用。

【转接节点】：又称中间节点，直至那些在网络通信中起数据交换和转接作用的网络节点，这些节点拥有通信资源，具有通信功能。

【混合节点】：也称为全功能节点，是指那些既可以作为访问节点又可以作为转接节点的网络节点。

【通信链路】：是指两个网络节点之间传输信息和数据的线路。

【物理链路】：是一条点到点的物理线路，中间没有任何交换节点。

【逻辑链路】：是具备数据传输控制能力，在逻辑上起作用的物理链路。

【资源子网】：提供访问网络和处理数据的能力，由主机系统、终端控制器和终端组成。

【通信子网】：是计算机网络中负责数据通信的部分，主要完成数据的传输、交换以及通信控制。

它由网络节点、通信链路组成。

【网络硬件系统】：是指构成计算机网络的硬件设备，包括各种计算机系统、终端及通信设备。

【对等网】：在计算机网络中，倘若每台计算机的地位平等，都可以平等地使用其他计算机内部的资源，每台计算机磁盘上的空间和文件都为公共资源，这种网络就称为对等网。

填空题：1、1969年12月，Internet的前身――――美国的ARPANET 投入运行，标志着我妈常称的计算机网络的诞生、这个计算机互联的网络系统是一种分组交换网。

2、计算机网络是现代通信技术与计算机技术结合的产物。

3、计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的。

从拓扑结构看计算机网络是由网络节点和通信链路构成的；从逻辑功能上看，计算机网络则是由资源子网和通信子网组成的。

4、计算机网络中的节点由称网络单元，一般可分为三类：访问节点、转接节点和混合节点5、通信链路分为物理链路和逻辑链路两类。

第一章计算机网络概述教学内容：1．1 计算机网络的发展1．2 计算机网络的定义与组成1．3 计算机网络的功能和应用1．4 计算机网络的拓扑结构1．5 计算机网络的分类教学重点：计算机网络的拓扑结构计算机网络的功能和应用教学难点：计算机网络的功能和应用教学时间：4学时课程性质：计算机网络技术，以及相关的基础内容。

基本理念：网络技术主要是以硬件和协议分析，以及相关的通信技术，网络互连和数据安全等各个方面的学习。

教学思路：基础知识主要是以讲解为主，并通过例子加深对相关知识的理解和运用。

内容目标：本章是要通过学习，使学生了解网络的发展和定义，以及相关功能和拓扑结构的掌握。

实践分析：通过讲解和相似的例子比较分析，让学生能生动掌握相关知识。

问题思考：对一些重要的内容，对学生提出问题，使他们能够自己思考理解。

具体问题：1、计算机网络的功能是什么？2、常见的网络拓扑结构有哪些？3、计算机网络的分类方式有哪些？4、谈谈网络对你生活的影响。

第一章概述【以公路交通网络为例子，简单说明计算机网络工作的特点】第一节计算机网络的发展过程计算机网络就像在计算机与计算机之间建起的一条条高速公路，使得各种信息在上面快速传递，这种信息高速公路网遍及世界各地，使得信息无所不在。

现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开计算机网络，已渗透到人类生活的各个领域。

以因特网(Internet)为代表的计算机网络发展迅猛，计算机网络在现代信息社会中起到了越来越重要的作用，它突破了时空的限制，使人们能够轻松进行全球范围内的电子信息通信。

现代计算机网络的概念，以及计算机网络概念的发展。

通信与计算机的结合计算机网络的产生。

计算机网络涉及到通信与计算机两个领域。

计算机与通信日益紧密的结合，已对人类社会的进步做出了极大的贡献。

计算机与通信的相互结合主要有两个方面：一方面，通信网络为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段；另一方面，数字计算技术的发展渗透到通信技术中，又提高了通信网络的各种性能。

第一章计算机网络概述本章要点本章主要讲述计算机网络的定义、分类及OSI参考模型。

学习目标9了解计算机网络的发展9掌握计算机网络的定义9掌握计算机网络的分类9了解OSI参考模型关键概念计算机网络定义；局域网；城域网；广域网；总线型；星型，环型；协议；网络的体系结构；OSI参考模型1．1计算机网络的定义与发展计算机网络是现代高科技的重要组成部分，是计算机技术与通信技术紧密结合的产物，计算机网络综合了计算机与通信两方面的新技术，涉及面宽，应用范围广。

对信息技术的发展有着深刻的影响。

离开计算机网络就谈不上信息化社会，任何企事业单位的信息管理系统、办公自动化系统、商业自动化系统、生产科研系统、金融系统等都离不开计算机网络。

计算机网络出现的历史不长，但发展很快，经历了一个从简单到复杂的演变过程。

世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生时，计算机和通信并没有什么关系。

当时的计算机数量极少，而且价格十分昂贵，用户只能到计算机房去使用计算机。

这显然是很不方便的。

1954年终端器诞生后，人们才逐渐把终端与计算机连接起来。

几十年来计算机网络的发展经历了三个主要阶段；以单机为中心的通信系统，多个计算机互连的计算机网络及国际标准化的计算机网络。

1．1．1 计算机网络的产生与发展１．以单机为中心的通信系统以单机为中心的通信系统称为第一代计算机网络。

这样的系统中除了一台中心计算机，其余终端不具备自主处理功能。

这里的单机指一个系统中只有一台主机，也称面向终端的计算机网络。

面向终端的计算机网络在结构上有三种形式：第一种是计算机经通信线路与若干终端直接相连，如图1-1(a)所示。

当通信线路增加时，费用增大，于是出现了若干终端共享通信线路的第二种结构，如图1-1(b)所示。

当多个终端共享一条通信线路时，突出的矛盾是若多个终端同时要求与主机通信时，主机选择哪一个终端通信？为解决这一问题，主机需增加相应的设备和软件，完成相应的通信协议转换，使得主机工作负荷加重。

x ＋ h = L若信道误码率为P，则分组传输正确的概率（只考虑分组中位误码的情况）为P s =（1 - P e）x＋h分组传输错误要求重发的概率为（1-P s），在考虑到可能多次连续传输错误的情况下，可以得到最佳分组长度L opt为L opt=最高信道利用率可以表示为ηmax =（1 -）2三、计算机网络的主要性能指标[领会]1.速率与带宽速率是指网络单位时间内传送的数据量，用以推述网络传输数据的快慢。

也称为数据传输速率或数据速率.计算机网络传输的数据是以位为信息单位的二进制数据，速率的基本单位是bit/s（位每秒）也称速率为比特率，同时也会用“带宽”这术语描述速率。

在通信或信号处理领城中，带宽原本是指信号具有的频带宽度，即信号成分的最高频率与最低频率之差，单位为Hz（赫兹）。

在计算机网络中，当描述一条链路或信道的数据传输能力时，经常使用“带宽”一词表示链路或信道的最高数据速率，单位也是bit/s。

2.时延时延是指数据从网络中的一个结点（主机或交换设备等）到达另结点所需要的时间。

分组的每跳传输过程主要产生四类时间延迟:每个分组到达交换结点时，交换设备通道可能需要验证分组是否有差错，根据分组携带的信息检索发表，确定如何转发该分组，还有可能修改分组的部分控制信息等。

（1）结点处理时延。

每个分组到达交换结点时，交换设备通常可能需要验证分组是否有差错，根据分组携带的信息检素转发表，确定如何转发该分组，还有可能修改分组的部分控制信息等。

针对分组进行这些操作所消耗的时间总和，构成了结点处理时延，记为d c。

结点处理时延通常很小，并且对不同分组的结点处理时延变化也非常小，因此，在讨论网络总时间延迟时常常被忽略。

（2）排队时延。

当一个分组到达交换结点，经过处理并明确需要从哪个输出链路进行转发后，分组需要在交换结点内被交换到输出链路，等待从输出链路发送到下一个交换结点（或目的主机）。

此时，在该分组之前很有可能还有其他分组正在或等待交换到相同的输出链路，或者交换到输出链路后在该分组之前还有其他分组在等待通过输出链路进行发送。