第1-2节计算机网络的基本概念

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第1-2节计算机网络的基本概念

第 1 章 计算机网络的基本概念 教学目标

通过本章的学习，掌握计算机网络的定义，理解协议与分层、 ISO/OSI参考模型、TCP/IP体系结构的基本概念，了解的计算机网络的发展、分类，为后续内容的学习打下基础。 教学内容

1、计算机网络的基本概念； 2、局域网、城域网和广域网的特点；

3、ISO/OSI参考模型的层次结构和各层的功能； 4、TCP/IP体系结构的各层功能。 教学的重点和难点 1、什么是计算机网络？

2、为什么计算机网络采用分层次结构？

3、ISO/OSI参考模型、TCP/IP体系结构中如何划分层次结构？ 4、TCP/IP中的协议栈。 学习指导

1、学生应该明确什么是计算机网络，为什么计算机网络采用分层次结构。 2、学生应该理解TCP/IP体系结构的层次划分，熟悉TCP/IP协议栈。 1.1 计算机网络的基本概念

计算机网络 是 计算机技术 和 通信技术 的结合。 1.1.1 什么是计算机网络

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定义：利用通信线路将具有独立功能的计算机连接起来而形成的计算机集合，计算机间可以借助通信线路传递信息，共享软件、硬件和数据等资源。图 1.1 为计算机网络的简单示意图。

目的：数据通信、资源共享。

图 1.1 计算机网络的简单示意图

1.1.2 计算机网络的功能 1、共享硬件资源

在网络环境下，人们可以坐在自己的计算机前，像使用本地计算机一样使用安装在其它计算机上的设备，工作变得更加快捷和方便。图 1-2 为多用户共享打印机示意图。

2、共享数据资源

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网络用户可以直接共享几乎所有类型的数据，将纸页和软盘的传递量降到最低。图 1-3 为多用户共享数据库示意图。

3、共享应用程序

计算机可以通过网络共享彼此的应用程序。例如： A 计算机通过网络从远程执行 B 计算机上的应用程序， B 计算机再将执行结果返回 A 计算机。共享应用程序（例如字处理软件）不仅可以减少软件费用的开支，而且可以保证网络用户使用的应用程序的版本、配置等是完全一致的。完全一致的应用程序的使用不但可以简化维护、培训等过程，而且可以保证数据的一致性。例如，通过使用统一的、版本号相同的字处理软件，一个用户在一台计算机中编辑的文档，可以保证另一用户在另一台计算机中顺利打开并使用。

另外，计算机网络可以为我们提供高效、快捷的通信手段。这些手段改变了人们的生活方式，为企业创造惊人的经济效益。电子邮件（ E-mail ）就是利用网络进行高效通信的一个典型实例。

1.1.3 计算机网络的发展

计算机网络发展的速度可以用 “迅猛”两字来形容。二十多年前，很少有人接触过网络。但现在，计算机网络、计算机互连网已成为老幼皆知的名词，计算机网络已成为社会结构的一个重要组成部分。机关、厂矿、学校、部队基本上都拥有自己的网络。计算机网络已遍布各个领域，在广告宣传、生产运输、会计电算化、教育教学等方面得到广泛的应用。 计算机网络发展的推动力是资源共享。 计算机网络的发展大致分四个阶段 ：

1、以单个计算机为中心的远程连机系统，构成 面向终端的计算机网络 ；

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2、多个主机互连，各主机相互独立， 无主从关系的计算机网络 ； 3、具有统一的网络体系结构，遵循 国际标准化协议的计算机网络 ； 4、网络互联与高速网络 。 1.1.4 计算机网络的分类

按照其覆盖的地理范围，计算机网络可以分为广域网（ WAN,wide area network ）、城域网（ MAN,metropolitan area network ）和局域网（ LAN ， local area network ）。 1、 广域网：

广域网也称为远程网，为规模最大的网络。它所覆盖的地理范围从几十公理到几千公理。可以覆盖一个国家、一个地区或横跨几个洲，形成国际性的计算机网络。广域网通常可以利用公用网络（如公用数据网、公用电话网、卫星通信多等）进行组建，将分布在不同国家和地区的计算机系统连接起来，达到资源共享的目的。例如：大型企业在全球各城市都设立分公司，各分公司的局域网相互连接，即形成广域网，广域网的连线距离极长，连接速度通常低于局域网或城域网，使用的设备也相当昂贵。 2、 城域网：

城域网的设计目的是满足几十公里范围内的大型企业、机关、公司共享资源的需要，从而可以使大量用户之间进行高效的数据、语音、图形图像以及视频等多种信息的传输。城域网可视为数个局域网相连而成。例如：一所大学的各个校区分布在城市各处，将这些网络相互连接起来，便形成一个城域网。 3、 局域网：

局域网用于将有限范围内（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互联成网。根据采用的技术和协议标准的不同，局域网分为共享式局域网与交换式局域网。局域网技术的应用十分广泛，是计算机网络中最活跃的领域之一。

三种网络类型的比较

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1.2 协议与分层 1.2.1 协议的基本概念

为了使不同厂商、不同结构的系统能够顺利进行通信，通信双方必须遵守共同一致的规则和约定，如通信过程的同步方式、数据格式、编码方式等，否则通信是毫无意义的。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为 网络协议 。

网络协议通常由语义、语法和定时关系 3 部分组成。 语义 定义做什么， 语法 定义怎么做，而 定时 关系定义何时做。

为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题，协议之间可以共享数据和信息。 1.2.2 网络的层次结构

分层 概念是计算机网络系统的一个重要概念。由于通信功能是分层实现的，因而进行通信的两个系统就必须具有相同的层次结构，两个不同系统上的相同层称为同等层或对等层。通信在对等层的实体之间进行。双方实现第 N 层功能所遵守的共同规则。 1、划分原则

层内功能内聚、层间耦合松散 2、优越性

（ 1 ）各层之间相互独立。 （ 2 ）灵活性好。

（ 3 ）每层都可以采用最合适的实现技术。 （ 4 ）易于实现和维护。 （ 5 ）有利于网络标准化。