第1章 计算机网络与Internet基础
本章学习目标
1.了解和掌握计算机网络的产生与发展、定义、组成、分类及计算机网络的主要功能和应用;2.了解数据通信的基本知识、常用传输介质、数据传输技术和数据交换技术;3.了解计算机网络体系结构,熟悉OSI参考模型;4.熟悉Internet概念与组成,了解WWW服务的原理;5.掌握TCP/IP协议模型,掌握IP地址的使用;6.了解Internet的接入方式.
主要内容1.1计算机网络概述1.2数据通信基础知识1.3计算机网络体系结构1.4 Internet1.5 TCP/IP协议族1.6 Internet的接入方式
1.1计算机网络概述
1.1.1 计算机网络的产生与发展
计算机网络是通信技术和计算机技术相结合的产物,它的发展经历了从简单到复杂,从单机到多机的演变过程.其发展过程大致可分为5个阶段:具有通信功能的单机系统、具有通信功能的多机系统、计算机-计算机网络阶段、开放式标准化计算机网络阶段、高速智能的计算机网络阶段.
具有通信功能的单机系统
该系统又称为终端-计算机网络,是早期计算机网络的主要形式.它是由一台中央主计算机连接大量的地理上处于分散位置的终端,如图1.1所示.终端一般只有输入输出功能,不具备独立的数据处理能力.这类简单的"终端-通信线路-计算机"远程联机系统是计算机网络的雏形,其结构特点是单主机多终端,所以从严格意义上讲,并不属于计算机网络范畴.
具有通信功能的多机系统
在简单的"终端-通信线路-计算机"这样的单机系统中,主计算机负担较重,既要进行数据处理,又要承担通信功能.为了减轻主计算机负担,20世纪60年代出现了在主计算机和通信线路之间设置通信控制处理机(或称为前端处理机,简称前端机)的方案,前端机专门负责通信控制的功能.此外,在终端聚集处设置多路器(或称集中器),组成终端群-低速通信线路-集中器-高速通信线路-前端机-主计算机结构,如图1.2所示.
以共享资源为主要目的计算机网络阶段
计算机-计算机网络是20 世纪60 年代中期发展起来的,它是由若干台计算机相互连接起来的系统,即利用通信线路将多台计算机连接起来,实现了计算机与计算机之间的通信,如图1.3所示.
开放式标准化计算机网络阶段
为了使不同网络产品、不同体系结构的计算机都能互连,国际标准化组织(International Standard Organization)于1984年正式颁布了一个能使各种计算机在世界范围内互连成网的国际标准ISO 7498,即开放系统互连参考模型(OSI/RM).OSI/RM的提出,开创了计算机网络的新时代,也使计算机网络进入了标准化网络阶段.只有标准的才是开放的,OSI参考模型的提出引导着计算机网络走向开放的、标准化的道路,同时也标志着计算机网络的发展步入了成熟的阶段.
高速、智能的计算机网络阶段
近年来,随着通信技术,尤其是光纤通信技术的发展,计算机网络技术得到了迅猛的发展.光纤作为一种高速率、高带宽、高可靠性的传输介质,在各国的信息基础建设中使用越来越广泛,这为建立高速的网络铺垫了基础.千兆位乃至万兆位传输速率的以太网已经被越来越多地用于局域网和城域网中,而基于光纤的广域网链路的主干带宽也已达到10Gb/s数量级.网络带宽的不断提高,更加刺激了网络应用的多样化和复杂化,多媒体应用在计算机网络中所占的份额越来越高.同时,用户不仅对网络的传输带宽提出越来越高的要求,对网络的可靠性、安全性和可用性等也提出了新的要求.为了向用户提供更高的网络服务质量,网络管理也逐渐进入了智能化阶段,包括网络的配置管理、故障管理、计费管理、性能管理和安全管理等在内的网络管理任务都可以通过智能化程度很高的网络管理软件来实现.计算机网络已经进入了高速、智能化的发展阶段.
1.1.2 计算机网络的定义和组成
计算机网络的定义
计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物,是随社会对信息共享和信息传递的要求而发展起来的.所谓计算机网络就是利用通信线路和通信设备将不同地理位置的、具有独立功能的多台计算机系统互联起来,配以功能完善的网络软件,以实现资源共享、信息传递和分布式处理的系统.首先,计算机网络是计算机的一个群体,是由多台计算机组成的;其次,它们之间是互连的,即它们之间能彼此交换信息.其基本思想是:通过网络环境实现计算机相互之间的通信和资源共享(包括硬件资源、软件资源和数据信息资源).
计算机网络的组成
从资源构成的角度讲,计算机网络是由硬件和软件组成的.硬件包括一系列终端(包括计算机)、具有信息处理与交换功能的结点及结点间的传输线路;软件则由各种系统程序和应用程序以及大量的数据资源组成.从计算机网络提供的功能上看,可以将计算机网络从逻辑上划分为两个子网:通信子网和资源子网,如图1.4所示.

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