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第8章 网络技术 大学计算机基础 本章主要内容 8.1 计算机网络基础知识 8.2 计算机网络协议与体系结构 8.3 计算机网络互联设备 8.4 计算机网络操作系统 8.5 局域网技术 8.6 因特网技术 8.7 计算机网络安全管理 8.1 计算机网络基础知识8.1.1 计算机网络的产生和发展 产生形成 （1）50年代初期，计算机和通信技术相结合的首次尝试。 （2）60年代，建立了著名的远程网络APRANET。 （3）70年代，国际标准化组织ISO于1977年制定了世界范围内网络互联的参考标准OSI模型。 （4）90年代，称为国际互联网时代。 （5）当前，基于光纤通信技术的宽带网络技术，以及移动计算网络、网络多媒体技术等正在成为研究热点。 发展阶段 （1）第一代：面向终端的计算机通信网络 （2）第二代：初级计算机网络 （3）第三代：开放式的标准化计算机网络 （4）第四代：新一代综合性、智能化、宽带高速网络 8.1.2 计算机网络定义 计算机网络：将地理位置不同具有独立功能的多个计算机系统通过通信线路和通信设备相互连接在一起，由网络操作系统和协议软件进行管理，实现资源共享的系统称为计算机网络。 8.1.3 计算机网络的组成 计算机网络由硬件和软件两部分组成。 硬件组成：计算机系统和终端、通信处理机、通信线路和通信设备 结构示意图如下： 软件组成： 网络操作系统（NOS）、协议软件、网络管理和网络应用软件 8.1.4 实现功能： 1．资源共享 资源共享是计算机网络最主要的功能。“资源”是指网络中所有的软件、硬件和数据资源。“共享”是指网络中的用户都能够部分或全部使用网络上的这些资源。 2．快速传输信息 数据通信是计算机网络最基本的功能。它用来快速传递计算机与终端、计算机之间的各种信息，包括文本文件、新闻消息、咨询信息、图片资料、流式媒体等。 实现功能 3．实现任务分布处理 对于大型综合性问题，可以将问题分部分交给不同的计算机分头处理，充分利用网络资源，扩大计算机的处理能力。 4．提高资源的可用性和可靠性 5．提高性能价格比 8.1.5 计算机网络的分类 其分类方法有很多种，其中按网络的地理覆盖范围从大到小可分为： (1) 广域网（WAN，Wide Area Network） 广域网也称远程网。计算机广域网一般是指将分布在不同国家、地域、甚至全球范围内的各种局域网、计算机、终端等互联而成的大型计算机通信网络。覆盖的地理范围可以从几十公里直到成百上千、甚至上万公里，跨越城市、地区、国家甚至全球。 (2) 城域网（MAN，Metropolitan Area Network） 城域网一般是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络，覆盖的地理范围可以从几十公里到几百公里。 分类 (3) 局域网（LAN，Local Area Network） 局域网就是局部区域通过高速线路互连而成的较小区域内的计算机网络。它的分布范围一般在几公里以内，最大距离不超过10km。 这里所称的局部区域，可以是一个建筑物、一个校园、一个工厂，或者大至几十公里直径的一个区域。 局域网是目前计算机网络技术中，发展最快也是最活跃的一个分支。 8.1.6 计算机网络拓扑结构 借用拓扑学的概念，将计算机网络组成中的通信处理机部分统称为节点，将通信线路统称为链路，将节点和链路连接的几何构型即称为网络的拓扑结构。 1 网络拓扑结构示意图： 2 常用拓扑实际模型示意图： 总线型拓扑特点： ① 总线形拓扑结构中只有一条双向通路，便于进行广播式传送信息； ② 总线形拓扑结构属于分布式控制，无需中央处理器，故结构比较简单； ③ 节点的增、删和位置的变动较容易，变动中不影响网络的正常运行，系统扩充性能好； ④ 节点的接口通常采用无源线路，系统可靠性高； ⑤ 设备少，价格低，安装使用方便； ⑥ 由于电气信号通路多，干扰较大，因此对信号的质量要求高。负载重时，线路的利用率较低。网上的信息延迟时间不确定，故障隔离和检测困难。 星型拓扑 星型拓扑特点 ① 维护管理容易，重新配置灵活； ② 故障隔离和检测容易； ③ 网络延迟时间短； ④ 各节点与中央交换单元直接连通，各节点之间通信必须经过中央单元转换； ⑤ 网络共享能力差； ⑥ 线路利用率低，中央单元负荷重。 环型拓扑实际模型 环型拓扑特点： ① 环形网中信息的流动方向是固定的，两个节点仅有一条通路，路径控制简单； ② 有旁路设备，节点一旦发生故障，系统自动旁路，可靠性高； ③ 信息要串行穿过多个节点，在网中节点过多时传输效率低，系统响应速度慢； ④ 由于环路封闭，扩充较难。 8.1.7 数据通信基础知识 在计算机网络中，通信的目的是两台计算机之间的数据交换，