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第1章计算机网络概述

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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。从拓扑结构看计算机⽹络是由⼀些⽹络节点和链接这些⽹络节点的通信链路组成的。1.3.1 ⽹络节点和通信链路1. ⽹络节点计算机⽹络中的节点⼜称⽹络单元，⼀般分为3种：访问节点、转接节点、混合节点，⼀般情况下，⽹络节点具有双重性既可以作为访问⼜可以做转接。2. 通信链路通信链路是指两个⽹络节点之间传输信息和数据的线路。链路可⽤各种传输介质实现，例如：双绞线、同轴电缆、光纤、微波等。通信链路⼜分为物理链路和逻辑链路：物理链路是由介质组成的，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。只有在逻辑链路上可以传输数据，⽽物理链路是逻辑链路形成的基础。1.3.2 资源⼦⽹和通信⼦⽹从逻辑功能上可以分为两个⼦⽹：资源⼦⽹和通信⼦⽹。1. 资源⼦⽹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。2. 通信⼦⽹资源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。通信⼦⽹有两种类型：公⽤⽹、专⽤⽹。1.3.3 ⽹络硬件系统和⽹络软件系统计算机⽹络系统是由计算机⽹络硬件系统和⽹络软件系统组成的。1. ⽹络硬件系统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。常见的⽹络硬件有以下⼏种。1. 主机系统：主机系统是计算机⽹络的主体。按其在⽹络中的⽤途和功能的不同，可分为⼯作站和服务器两⼤类。服务器是通过⽹络操作系统为⽹上⼯作站提供服务及共享资源的计算机设备。⼤多数服务器都是专⽤的，⼤多数服务器在⽹络中⽤途的不同可分为⽂件服务器、数据库服务器、邮件服务器、打印服务器等。服务器是⽹络中最重要的资源，配只要有较⾼。⼯作站是⽹络中⽤户使⽤的计算机设备，⼜称客户机。⼯作站是⽹络数据主要的发⽣场所。⽤户主要是通过⼯作站来利⽤⽹络资源并完成⾃⼰的⼯作。⼯作站本⾝具有独⽴的功能，具有本地处理能⼒。⼯作站的配置要求较低，⼀般由普通违纪担任。2. 终端：终端不具备本地处理能⼒，不能直接连接到⽹络上，只能通过⽹络上的猪基于⽹络相连发挥作⽤。3. 传输介质：传输介质的作⽤是在⽹络设备之间构成物理链路，以便实现信息的交换。最常见的阐述介质类型是同轴电缆、双绞线和光纤。4. ⽹卡：⽹卡是提供传输介质与⽹络主机的接⼝电路，实现数据缓冲器的管理、数据链路的管理、编码和译码。5. 集线器：集线器是计算机⽹络中连接多个计算机或其他设备的连接设备，是对⽹络进⾏集中管理的最⼩单元。集线器的主要功能是放⼤和中转信号，他把⼀个端⼝接收的全部信号向所有端⼝分发出去。6. 路由器：路由器是⽹络层的互连设备，路由器可以实现不同⼦⽹之间的通信，是⼤型⽹络提⾼效率、增加灵活性的关键设备。2. ⽹络软件系统⽹络软件系统包括⽹络操作系统、⽹络通信协议和各类⽹络应⽤系统。1. 服务器操作系统：就是通常所说的⽹络操作系统（NOS），都是多任务、多⽤户的操作系统。它安装在⽹络服务器上，提供⽹络操作的基本环境。除具备常规操作系统的五⼤管理功能之外，⽹络操作系统还具有⽹络⽤户管理、⽹络资源管理、⽹络运⾏状况统计、⽹络安全性的建⽴、⽹络通信等其他⽹络服务管理功能。2. ⼯作站操作系统：由于⽹络中的⼯作站多为微机，所以⼯作站操作系统就是⼀般的微机操作系统。3. ⽹络通信协议：⽹络中计算机与计算机之间、⽹络设备与⽹络设备之间、计算机与⽹络设备之间进⾏通信时，双⽅只有遵循相同的通信协议才能实现连接，进⾏数据的传输，完成信息的交换。⽹络通信协议就是实现⽹络协议规则和功能的软件，⽹间包交换协议（IPX）、传输控制协议/⽹际协议（TCP/IP）和以太⽹协议。4. 设备驱动程序：设备驱动程序是计算机系统专门⽤于控制特定外部设备的软件，它是操作系统与外部设备之间的接⼝。⽹卡的驱动程序控制⽹卡的运⾏，并且为操作系统提供接⼝。5. ⽹络管理系统软件：⽹络管理系统软件（Network Management System，NMS）简称⽹管软件。简单⽹络管理协议（SNMP）是TCP/IP协议族中提供管理功能的协议，snmp通常作为⼀个组织⽹络管理的基础。6. ⽹络安全软件：数据在⽹络上传输常常暴露在各种危险之中，为抵御这些威胁，保证⽹络安全运⾏，系统管理员必须检验和评估各种可选择的⽹络安群措置。7. ⽹络应⽤软件：是指在⽹络环境下开发出来的供⽤户在⽹络上使⽤的应⽤软件。1.4 计算机⽹络的分类

1.4.1 按计算机⽹络覆盖范围分类由于⽹络覆盖范围和计算机之间互联距离不同，所采⽤的⽹络结构和传输技术也不同。1. 局域⽹（Locate Area Network，LAN）,局域⽹组⽹⽅便、灵活、传输速率较⾼。2. ⼴域⽹（Wide Area Network,WAN），因特⽹就是典型的⼴域⽹。3. 城域⽹（Metropolitan Area Network, MAN）。1.4.2 按计算机⽹络拓扑结构分类星状⽹、环状⽹、总线型⽹、树状⽹、⽹状⽹1.4.3 按⽹络的所有权利分公⽤⽹、专⽤⽹1.4.4 按照⽹络中计算机所处的地位划分1. 对等⽹络在计算机⽹络中，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成为公共资源，这种⽹络就称为对等局域⽹（Peer to Peer LAN），简称对等⽹。2. 客户机/服务器模式这种⽹络称为客户机/服务器（Client/Server）

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第1章计算机网络工程设计概述(教案)

第1章计算机网络工程设计概述(教案)

苏州市职业大学

网络工程设计

课 程 教 案

单 位 计算机工程系

姓 名 刘 昭 斌

课程名称 网络工程设计

授课班级 09网络技术1、2、班

2009 - 2010 学年 第 二 学期

第一课 课程名称 第1章计算机网络工程设计概述 学时 2

课程内容 1.1计算机网络工程设计基础，1.2 网络工程设计基本知识。1.3计算机网络工程集成的体系结构系统集成有一个基本的、全貌性的介绍。

教

学

目

的 掌握计算机网络工程设计的基本的一般概念

掌握计算机网络工程体系结构

培养学生掌握了解网络系统集成的内容，掌握网络系统集成的方法和步骤。

教

材

分

析 重点 计算机网络工程体系结构

网络系统集成的方法和步骤

难点 网络工程体系结构

教

学

方

法 讲授

教学手段 PPT演示教学

教学过程 导入：

对学生提问：1一个单位或部门建设计算机网络系统有其自己的目的。也就是说要选用什么样的网络技术、网络产品和网络应用系统，来解决什么样的问题，以达到什么样的目标。2、网络工程设计的技术指标对网络建设的评价有何影响。

正式讲解内容：

1.1 计算机网络工程设计基础

1.2 网络工程设计基本知识

1.3 计算机网络工程集成的体系结构

后记 需要将过程控制贯穿到整个系统集成工程的各个环节中去。而对过程控制的最好方法是将其标准化。这种标准化的主要表现形式是工程是对技术实体的分析、设计、建造、验证和管理。

第二课 课程名称 第1章计算机网络工程设计概述 学时 2

课程内容 1. 4 计算机网络工程设计过程模型，1.5 网络工程的组织

教

学

目

的 熟悉网络系统集成的原则和方法、网络系统集成的方法、网络工程设计过程模型与网络工程的组织。

教

材

分

析 重点 网络工程设计过程模型

网络系统集成的层次

系统工程集成的实施步骤

网络工程的组织

难点 网络工程设计过程模型

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 练习

1． 1969年．美国国防部高级计划研究局提出了多台计算机相互连接的课题。建立了多台独立的计算机相互连接，并且它们之间能够通信和共享硬件资源与信息资源的计算机网络。这个网络称为ARPANET，它是Internet的前身，是计算机网络发展史上的里程碑。

2． 所谓局域网，就是在局部范围内的计算机网络，一般为一个单位或部门所拥有。它最主要的特征是通信线路为用户自备线路，不需要租用电信公司的通信线路，而且线路带宽不受电信公司的限制，网络数据传输速率高，更易于网络硬件资源和软件资源的共享。

3． 计算机网络是利用通信线路和通信设备将多个具有独立功能的计算机系统连接起来，按照网络通信协议实现资源共享和信息传递的系统。

4． 在这个关于计算机网络的定义中包含了四个方面的问题：一是网络中的计算机需要利用通信线路和通信设备来连接；二是网络中的计算机都是具有独立功能的计算机系统，计算机没有对网络的依赖性；三是网络中的计算机都要遵守网络中的通信协议，使用支持网络通信协议的网络通信软件；四是计算机网络的目的是实现资源共享和信息传递。

5． 在APRANET中，网络上要由两部分组成：一是负责数据存储和数据处理的计算机和终端设备及信息资源，二是负责通信控制的报文处理机和通信线路。因此。把计算机网络划分成两部分:资源子网和通信子网。

6． 资源子网中包括各种计算机、终端、打印机等硬件资源、软件资源及信息资源(其中，计算机也称作主机。主机的名称来源于计算机和数据终端组成的系统。现在这两个名词已经没有区别了)；通信子网包括通信控制设备、通信传输设备、交换机、路由器及通信线路等。

7． 通信就是信息的传递。在日常生活中，人与人之间的语言交流、书信往来都是通信。无论哪种形式的通信，通信双方都必须遵守一定的规则。通信双方为实现通信而制定的规则、约定与标准就是通信协议。

8． 在计算机网络中，通信的双方是计算机。为了使计算机之间能正确地通信,必须制定严格的通信规则、约定和标准，准确地规定传输数据的格式与时序。这些规则、约定与标就是网络通信协议。

第1章计算机网络安全概述

第1章计算机网络安全概述

寒水教研

1 《网络安全》教案（第1章）

教学内容 第1章 计算机网络安全概述 教材章节 1

教学周次 教学课时 3

授课对象 网络工程专业 教学环境 多媒体教室

教学目标 了解威胁网络安全的因素及来源；理解为什么要研究网络的安全问题；

掌握我国及国外网络安全的立法情况；网络安全橙皮书的内容；掌握网络安全的基本概念和相关术语；

教学内容 1.网络安全概念及目标。

2.网络面临的主要威胁。

3.网络安全体系结构。

4.网络安全管理和评估标准。

教学重点 1.网络安全体系结构。

2.网络安全的基本概念及相关术语。

3.网络面临的主要威胁。

教学难点 1.网络安全体系结构。

2.网络安全评估标准。

教学过程 本章分1次讲述，共3学时，讲授思路和过程如下：

第1次：

1.介绍网络基本概念。

2.提出问题，问题内容为：网络面临哪些威胁？主要原因是什么？

3.组织学生讨论。

4.总结网络面临的主要安全威胁。

第2次：

1.分析目前网络的安全需求，给出网络安全的目标和网络安全体系结构。

2.分析由管理问题引发的安全问题，介绍网络安全管理的重要性和内容。

3.介绍网络安全评估标准的发展过程及主要内容。

作业与要求 作业内容：

1.课后习题

2..从网上查找2007年以来因物理安全问题引发的网络攻击事件 要求：

1.整理所查资料。

2.撰写并提交总结报告。

备注 本提交文档内容与次序与实际讲课内容与次序有不一致的地方。 寒水教研

2 第1章 计算机网络安全概述

1.1 网络安全的定义

一提到网络安全，不少人心里首先想到的应该是“某网站的主页被黑了”、“我的QQ号码或电子邮件地址被别人盗用”之类的网络信息安全事件，其实这些仅仅是属于其中的一类远程攻击。还有很多网络安全事件从表面上看没有发生的迹象，可是机密数据却被入侵者偷偷地读取或修改，这才是最严重的，它可能造成不可弥补的损失。网络安全的含义应该超出我们认为的范畴。那么，什么是网络安全呢？

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

学习目标

了解计算机网络的产生和发展历史；

理解计算机网络的组成、分类；

掌握常见网络通信介质的特点；

掌握常见网络拓扑结构的特点。

1.1 计算机网络的发展历史

1.1.1 计算机网络的产生

计算机网络是指将地理位置不同且功能相对独立的多个计算机系统通过网络设备和通信线路相互连接在一起，由协议规定其工作方式和工作过程的系统。

组建计算机网络的根本目的是为了实现数据传输和资源共享。20世纪60年代中后期，美国国防部高级研究计划局（ARPA，Advanced Research Project Agency）建成了著名的远程分组交换式网络——ARPA网。ARPA网采用了当时先进的分组交换技术，由主机和子网组成，由协议和软件支持其工作，在概念、结构和网络设计方面都为后继的计算机网络打下了基础，开创了“计算机——计算机”通信的时代，标志着计算机网络的产生。

1.1 计算机网络的发展历史

1.1.2 计算机网络的发展

1.以单主机为中心的网络

2.以分组交换为中心的多主机网络

3.标准化的开放性网络

1.1.3 计算机网络的现状

目前，我国已建立了四大公用数据通信网：

（1）中国公用分组交换数据通信网（ChinaPAC）。

（2）中国公用数字数据网（ChinaDDN）。

（3）中国公用帧中继网（ChinaFRN）。

（4）中国公用计算机互联网（ChinaNet）。

并陆续建造了和因特网互联的10个全国范围的公用计算机网络：

（1）中国公用计算机互联网（CHINANET）。

（2）中国科技网（CSTNET）。

（3）中国教育和科研计算机网（CERNET）。

（4）中国金桥信息网（CHINAGBN）。

（5）中国联通互联网（UNINET）。

（6）中国网通公用互联网（CNCNET）。

（7）中国移动互联网（CMNET）。

（8）中国国际经济贸易互联网（CIETNET）。

（9）中国长城互联网（CGWNET）。