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2017-2018学年第二学期






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第七课 认识计算机网络
 
学习目的:了解计算机网络的主要功能、分类、传输介质、连接设备、拓扑结构等。
学习重难点能理解以上知识点。
教学方式:教师讲授、引导、提问;学生观察、思考、理解、归纳。

学习内容:

一、什么是计算机网络
  生活中我们接触到各种“网络”,如电话网络、电视网络等等。我们通过因特网浏览网页、收发电子邮件、到BBS论坛参加讨论,通过网络共享文件,实现文件传送,通过网上商店进行购物等。那么什么是计算机网络、计算机网络由什么组成呢?计算机网络分为哪几类呢?

计算机网络——
·计算机网络的三大功能:资源共享、数据通信、分布控制与分布处理。
·计算机网络是多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过传输介质和通信设备连接,使用网络软件相互联系,实现数据通信和资源共享的系统。

  
二、计算机网络的组成

(1)多台地理上分散的独立计算机系统;
(2)通信协议;
(3)传输介质与网络设备。
实现资源共享与数据通信,这是计算机网络的基本功能。
  
三、计算机网络的分类

根据计算机网络的覆盖范围可以分为局域网、城域网、广域网等

  局域网:(Local Area Network)LAN 是指将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络,覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。 局域网一般指分布于几公里范围内的网络,局域网的特点是:距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。目前我国常见的局域网类型包括:以太网(Ethernet)、异步传输模式(ATM,Asynchronous Transfer Mode)等,它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网—— 一种总线结构的LAN,是目前发展最迅速、也最经济的局域网。
  城域网:(Metropolitan Area Network)MAN 的覆盖范围就是城市区域,一般是在方圆10km--60km范围内,最大不超过100km。它的规模介于局域网与广域网之间,但在更多的方面较接近于局域网,因此又有一种说法是:城域网实质上是一个大型的局域网,或者说是整个城市的局域网。
  广域网:(Wide Area Network)WAN 连接地理范围较大,一般跨度超过100km,常常是一个国家或是一个洲。中国公用分组交换网(CHINAPAC)、中国公用数字数据网(CHINADDN),以及中的国家教育和科研网(CERnet), CHINANET等都属于广域网。Internet就是全球最大的广域网。

  
四、网络连接的方式

  根据网络连接的用户数量、计算机数量和这些用户所要求提供的服务等要求,网络连接通常有两种:
  ·对等网;
  ·服务器-客户机网络。

  1、对等网(peer--to--peer networking)
如果网络连接的用户数比较少,且要共享的数据、资源不多,用对等网就可以了。所谓对等网就是:在网络中,计算机是同等的,计算机能够访问网络中其他用户所提供的资源,也能为网络中其他计算机提供资源。对等网络常被称为工作组(workgroup)。

  对等网的优 、缺点及支持对等网的操作系统(见课本第7页)

  2、服务器--客户机网络(server-Client networking)
网络连接的第二种方式是服务器--客户机网络。与对等网相比较,服务器--客户机网络可以提供组建大型网络的能力,它能向用户提供更大量的资源和网络服务。

   服务器:实际上是一台处理能力比较强的计算机,服务器上运行的是网络操作系统(简称NOS),网络中可以包含不同类型的、具有专门用途的服务器,如WEB服务器、打印服务器、邮件服务器等。
  客户机:网络中,能够享用服务器所提供服务的计算机。
服务器--客户机网络的优点在于网络提供了对资源的集中控制,它能使用户更容易找到资源。所付出的代价是需要有专用的服务器和在其上运行的网络操作系统。

 

五、网络的传输介质
  传输介质是计算机网络的组成部分。它们就像是交通系统中的公路,是信息数据运输的通道。网络中的计算机就是通过这些传输介质实现相互之间的通信。
  各种传输介质特性是不同的,它直接影响通信的质量指标,如:传输速率、通信距离和线路费用等。用户可以根据自己对网络传输的要求和用户的位置情况,选择适合的介质。
1、有线传输介质
  (1)双绞线 可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)

 
非屏蔽双绞线(UTP)         屏蔽双绞线(STP)

  (2)同轴电缆 根据直径大小不同,分为细缆和粗缆两种。

 
同轴电缆示意图            细缆和粗缆

  (3)光缆

 
光缆

  ◎ 不同的传输介质相应的连接器也不同

  
  RJ45连接器        BNC连接器         光纤尾线接头
(适用于“双绞线”)     (适用于“同轴电缆”)    (适用于“光缆”) 

  ◎ 网络接口适配器(俗称“网卡”),根据不同的连接器,网络接口适配器也不同。

  
网卡-RJ45连接器     网卡-BNC连接器     网卡-光纤尾线接头

2、无线传输介质
  无线传输介质包括微波、红外线、无线电波、激光等。
  (1)微波
  就是频率较高的电磁波。微波在空间主要是直线传播。微波通信有两种主要的通信方式:地面微波通信和卫星微波通信。
  (2)红外线
  红外线通讯是一种廉价、近距离、无线、低功能、保密性强的通讯方式。
  (3)蓝牙通讯
  蓝牙(Bluetooth)通讯技术是一种在有效通讯半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输。(详见课本第11页)

  
无线网卡              无线AP
  
六、网络中的连接设备
  如果要将同一房间中的两台计算机连成网络,可以简单地用点到点的对等网连接,如果两台计算机分散在一个城市或者一个国家的不同地区,可以使用调制解调器(modem)实现连接。

  如果要实现三台或三台以上的计算机组网,那要用一些网络连接设备把它们连接起来。常用的网络连接设备有:

1、中继器
  中继器接收网络传输介质中的数据信号,复制再生这些信号、继续传输。它保持了数据信号的完整性,使得数据信号能在超出传输介质最大应用距离情况下传输。

  
   中继器           无线网络中继器

2、集线器(HUB)
  采用集线器连接的网络,当某条线路或某端口节点出现故障时,不会影响网上其他端口节点的的正常工作。集线器是一种共享传输介质的设备,所有传到集线器的数据均被广播到所有端口。采用集线器的网络数据传输效率低,容易造成网络堵塞,还可能会出现一些数据传输过程中的安全隐患。
常用于局域网。
  
3、交换机
  交换机是一种用于大型网络中管理带宽的互连设备。交换机接收与存储某端口上的数据包,经处理后,将数据包传送到目的端口,而不是广播到所有端口。使用交换机提高了网络的实际传输效率,数据传输安全性得到了提高。
4、路由器
  路由器的主要用途是实现不同网络之间的互连。路由器综合使用了硬件和软件,将数据从源点“路由”到目的点,即为数据指明从源点到目的点的一条该走的道路。
  

  
七、网络的拓扑结构

  计算机网络中,网络设备之间的连接方式称为网络拓朴(network topology)。 网络拓朴图中忽略了网络连线的长度,只考虑结点的顺序和位置,是网络的一种简化描述。根据计算机网络的拓扑(Topology)结构可以分为总线形结构、星形结构、环形结构、树结构、网状形结构等

·总线型结构
总线形结构采用单线传输(或称总线)作为公共的传输通道,所有的节点都通过相应的硬件接口直接连到总线上,总线两端安装了终结器。任何一个节点发送的信息都可以沿着总线向两个方向传输,而且传输的任何信息都可以被所有连接到总线上的节点接收到。

总线形结构网络拓扑示意图

·星形结构星形结构要求网络有中央节点,网络中的所有端节点都有各自的专用线路拉入中央节点,形成辐射形网络构型,各节点之间必须经过中央节点才能互相通信。

星形结构网络拓扑示意图

·环形结构环形结构是网络中各个节点通过环路连接在一条首尾相接的闭合的环形通信线路中。

环形结构网络拓扑示意图

·网状形结构网状形结构没有特别的连接形式,它是最一般化的网络构型,上述三种拓朴可以认为是它的几个特例。网状拓扑是大型网络的基本构型。

下面是两个学校的校园网拓朴结构图,请对比来理解校园网的构成:




八、自由提问。


* 课堂测试 *


* 友情提示:本文档只供本校师生上课时辅助使用,不是正规的教学设计或教案。


 

 

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