2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 1
第 1章 计算机网络基础 —— 概论
杜 煜
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 3
本章主要内容
? 计算机网络的形成与发展；
? 计算机网络的定义与功能 ；
? 计算机网络的组成 ；
? 计算机网络的分类 ；
? 计算机网络的拓扑结构 ；
? 标准化组织 ；
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 4
以单计算机为中心的联机终端系统
? 由单用户独占一个系统发展到分时多
用户系统，即多个终端用户分时占用
主机上的资源，这种结构被称为 第一
代网络 。
? 每一个分散的终端都要单独占用一条
通信线路，线路利用率低。
? 主机既要承担通信工作，又要承担数
据处理，因此主机的负荷较重，且效
率低。
? 为了提高通信线路的利用率并减轻主
机的负担，使用了 多点通信线路, 通
信控制处理机 以及 集中器 。
主 机
终 端
主 机
终 端
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 5
多处理机的联机终端系统
? 通信控制处理机
? 完成全部的通信任务，让主机专门进行数据的处理，
提高数据处理的效率 ；
? 集中器
? 负责从终端到主机的数据集中以及从主机到终端的
数据分发。
主 机
终 端
通 信 控 制 器
集
中
器
高 速 线 路
低 速 线 路
高 速 线 路
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计算机 — 计算机网络
? 随着计算机技术和通信技术的进步，将多个单处理机联机终端网络
互相连接起来，形成了以多处理机为中心的网络。利用通信线路将
多台主机连接起来，为用户提供服务。
? 有两种连接形式：
主 机
终 端
主 机 主 机
终 端
终 端
A
主 机
终 端
C C P
主 机
主 机
终 端终 端
B
C C P
C C P
主 机
终 端
主 机 主 机
终 端
终 端
A
主 机
终 端
C C P
主 机
主 机
终 端终 端
B
C C P
C C P
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分组交换技术产生的背景
? 早期的通信系统中，应用最广泛的是电话交换系
统（线路交换），但利用电话线路传送计算机或
终端的数据也会出现的问题。
? 由于计算机与各种终端的传送速率不同，在采用
线路交换时，不同类型、不同规格、不同速率的
终端很难相互进行通信，必须采用一些措施来解
决这个问题。
? 计算机通信应采取有效的差错控制技术，可靠并
准确无误地传送每一个比特，因此需要研究开发
出适用于计算机通信的交换技术。
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分组交换技术的诞生
? 美国国防部高级研究计划局 ARPA早期研究的项
目,分组交换的基本概念与理论。
? 分组交换的概念最初是在 1964年提出来的,1969年 12
月美国第一个使用分组交换技术的 ARPANET投入运行，
当时仅有 4个节点，但它对分组交换技术的研究起了重
要作用。
? 到 20世纪 70年代后期,ARPA网络节点超过 60个，主
机 100多台，地域范围跨越了美洲大陆，连通了美国东
部和西部的许多大学和研究机构，而且通过通信卫星
与夏威夷和欧洲等地区的计算机网络相互连通。
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分组交换技术出现的意义
? 采用分组交换技术的网络试验成功，使计算机网
络的概念发生了巨大的变化。早期的联机终端系
统是以单个主机为中心，各终端通过通信线路共
享主机的硬件和软件资源。而分组交换网以 通信
子网 为中心，主机和终端构成了用户 资源子网 。
用户不仅共享通信子网的资源，而且还可共享用
户资源子网的许多硬件和软件资源。这种以通信
子网为中心的计算机网络被称为 第二代计算机网
络,它比面向终端的第一代计算机网络的功能扩
大了很多。
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计算机网络体系结构的形成
? 经过 20世纪 60年代和 70年代前期的发展，人们对
网络技术、方法和理论的研究日趋成熟。为了促
进网络产品的开发，各大计算机公司纷纷制定自
己的网络技术标准，最终促成国际标准的制定，
遵循网络体系结构标准建成的网络称为第三代网
络；
? 标准化建设经历了两个阶段：
? 各计算机制造厂商网络结构标准化；
? 国际网络体系结构标准化；
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 11
各计算机制造厂商网络结构标准化
? 各厂商的标准化体系
? IBM公司,SNA（系统网络体系结构）
? DEC公司,DNA（数字网络系统结构）
? UNIVAC公司,DCA（数据通信体系结构）
? Burroughs公司,BNA（宝来网络体系结构）
? 只在一个公司范围内有效，也就是说，遵从某种
标准的、能够互联的网络通信产品，也只限于同
一公司生产的同构型设备。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 12
国际网络体系结构标准化
? 国际标准化组织（ ISO）为适应网络向标准化发展的需
要，成立了 TC97（计算机与信息处理标准化委员会）
下属的 SC16（开放系统互联分技术委员会），在研究、
吸收各计算机制造厂家的网络体系结构标准化经验的基
础上，开始着手制定开放系统互联的一系列标准，旨在
方便异种计算机互联，该委员会制定了“开放系统互联
参考模型”（ OSI/RM），简称为 OSI ；
? OSI规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议，遵
从 OSI协议的网络通信产品都是所谓的开放系统，而符
合 OSI标准的网络也被称为 第三代计算机网络 。
? 目前，几乎所有网络产品厂商都在生产符合国际标准的
产品，而这种统一的、标准化的产品互相竞争市场，也
给网络技术的发展带来了更大的繁荣。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 13
Internet的产生
1,60年代开始，美国国防部的高级研究计划局 ARPA
（ Advance Research Projects Agency）建立阿帕网
ARPANet，向美国国内大学和一些公司提供经费，以促
进计算机网络和分组交换技术的研究。
2,1969年 12月,ARPANet投入运行，建成了一个实验性
的由 4个节点连接的网络。到 1983年,ARPANET已连接
了三百多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。
3,1983年,ARPANet分为 ARPANet和军用 MILNET
（ Military Network），两个网络之间可以进行通信和资
源共享。由于这两个网络都是由许多网络互连而成的，
因此它们都被称为 Internet,ARPANet就是 Internet的
前身。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 14
Internet的产生
4,1986年,NSF（美国国家科学基金会,National
Science Foundation）建立了自己的计算机通信网络。
NSFnet将美国各地的科研人员连接到分布在美国不同地
区的超级计算机中心，并将按地区划分的计算机广域网
与超级计算机中心相连（实际上它是一个三级计算机网
络，分为主干网、地区网和校园网，覆盖了全美国主要
的大学和研究所 ）。
5,最初,NSFNet的主干网的速率不高，仅为 56kbps。在
1989～ 1990年,NSFNet主干网的速率提高到
1.544Mbps，并且成为 Internet中的主要部分。
6,NSFnet逐渐取代了 ARPANet在 Internet的地位，到了
1990年，鉴于 ARPANet的实验任务已经完成，在历史上
起过重要作用的 ARPANet就正式宣布关闭。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 15
Internet的发展
? 随着 NSFnet的建设和开放，网络节点数和用户数
迅速增长。以美国为中心的 Internet网络互联也
迅速向全球发展，世界上的许多国家纷纷接入到
Internet，使网络上的通信量急剧增大。
? 1992年,Internet上的主机超过 1百万台。 1993
年,Internet主干网的速率提高到 45Mbps。到
1996年速率为 155Mbps的主干网建成。 1999年
MCI和 WorldCom公司将美国的 Internet主干网
速率提高到 2.5Gbps。到 1999年底,Internet上
注册的主机已超过 1千万台。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 16
Internet的发展
? Internet的迅猛发展始于 20世纪 90年代。由欧洲原子核研
究组织 CERN开发的万维网 WWW被广泛使用在 Internet
上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成
为 Internet发展的指数级增长的主要驱动力。
? WWW的站点数目也急剧增长,1993年底只有 627个，
1994年底就超过 1万个,1996年底超过 60万个,1997年
底超过 160万个，而 1999年底则超过了 950万个，上网用
户数则超过 2亿。 Internet上的数据通信量每月约增加
10%,Internet的发展非常迅速，据预测，到 2002年，全
球 Internet的用户将达到 4.5亿。以我国 Internet的发展为
例，截止到 2001年 7月，上网计算机数已达到约 1002万台，
上网用户人数约 2650万人，仅 CN下注册的域名数已达到
近 13万个，而 WWW站点已达到 24万个。
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Internet的应用与高速网络技术的发展
? Internet 是一个大型广域计算机网络，对推动世界科学、
文化、经济和社会的发展有着不可估量的作用。
? 在 Internet飞速发展与广泛应用的同时，高速网络的发展
也引起了人们越来越多的注意。高速网络技术发展主要表
现在高速局域网、交换局域网与虚拟网络、宽带综合业务
数据网 B-ISDN和异步传输模式 ATM。
? 进入 90年代以来，世界经济已经进入了一个全新的发展
阶段。世界经济的发展推动着信息产业的发展，信息技术
与网络的应用已成为衡量 21世纪综合国力与企业竞争力
的重要标准。人们开始认识到信息技术的应用与信息产业
的发展将会对各国经济发展产生重要的作用，很多国家纷
纷开始制定各自的信息高速公路的建设计划。
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Internet的应用与高速网络技术的发展
? 建设信息高速公路就是为了满足人们在未来随时随地对信
息交换的需要，在此基础上人们相应地提出了个人通信与
个人通信网的概念，它将最终实现全球有线网、无线网的
互连，邮电通信网与电视通信网的互连，固定通信与移动
通信的结合。在现有电话交换网 PSTN、公共数据网 PDN、
广播电视网,B-ISDN的基础上，利用无线通信、蜂窝移
动电话、卫星移动通信、有线电视网等通信手段，最终实
现,任何人在任何地方，在任何的时间里，使用任一种通
信方式，实现任何业务的通信,。
? 以 ATM为代表的高速网络技术发展迅速。目前，世界上
很多发达国家都组建了各自的 ATM网络。在我国电信部
门的骨干网和一些商业网上也广泛采用了 ATM技术。
ATM已经成为 21世纪电信网的关键技术。
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计算机网络的定义
? 定义,
? 简单定义：,互联起来的独立自主的计算机集合”；
? 完整的定义：, 利用通信设备和线路，将分布在不同
地理位置的、功能独立的多个计算机系统连接起来，
以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系
统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统” ；
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计算机网络的功能
? 数据交换和通信
? 计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可
靠地相互传递数据、程序或文件。
? 资源共享
? 充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）
是计算机网络组网的主要目标之一。
? 提高系统的可靠性
? 在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算
机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。
? 分布式网络处理和负载均衡
? 对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可
将任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空
闲的计算机分担负荷。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 21
计算机网络的组成
? 计算机网络的系统组成
? 计算机网络完成数据处理与数据通信两大基本功能：
负责数据处理的计算机与终端；负责数据通信的通信
控制处理机 CCP 与通信线路。
? 资源子网；
? 通信子网 ；
? 计算机网络的软件
? 网络协议软件,网络通信软件,网络操作系统,网
络管理软件和网络应用软件 ；
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 22
资源子网和通信子网
? 资源子网
? 资源子网由 主机, 终端,
终端控制器, 连网外设,
各种软件资源 与 信息资源
组成。资源子网负责全网
的数据处理业务，向网络
用户提供各种网络资源与
网络服务。
? 通信子网
? 通信子网由 通信控制处理
机, 通信线路 与 其它通信
设备 组成，完成网络数据
传输、转发等通信处理任
务。
主 机
终 端
主 机
终 端
主 机
主 机
主 机
通 信 子 网
资 源 子 网
终 端
终 端
网 络
节 点
通 信 线 路
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资源子网的组成
? 主机
? 大型机、中型机、小型机、工作站或微机。主机是资源子网的主
要组成单元，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机
相连接。普通用户终端通过主机连入网内。主机要为本地用户访
问网络其它主机设备与资源提供服务，同时要为网中远程用户共
享本地资源提供服务。
? 终端 /终端控制器
? 终端控制器连接一组终端，负责这些终端和主计算机的信息通信，
或直接作为网络节点。终端是直接面向用户的交互设备，可以是
由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。
? 连网外设
? 网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘
图仪等。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 24
通信子网的组成
? 通信控制处理机
? 又被称为网络节点。一方面作为与资源子网的主机、终端连接的
接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中的
分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，
实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。
? 通信线路
? 计算机网络采用了多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、
光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。一般在大型网络
中和相距较远的两结点之间的通信链路，都利用现有的公共数据
通信线路。
? 信号变换设备
? 对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。比如，将计算机输
出的数字信号变换为电话线上传送的模拟信号的调制解调器、无
线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 25
计算机网络的软件
? 网络协议软件
? 实现网络协议功能，比如 TCP/IP,IPX/SPX等。
? 网络通信软件
? 用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件。
? 网络操作系统
? 实现系统资源共享，管理用户的应用程序对不同资源的访问。典
型的操作系统有 NT,Netware,UNIX等。
? 网络管理软件和网络应用软件
? 网管软件是用来对网络资源进行管理，对网络进行维护的软件。
网络应用软件是为网络用户提供服务的，是网络用户在网络上解
决实际问题的软件。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 26
计算机网络的分类
? 按网络的作用范围：
? 局域网；
? 城域网；
? 广域网；
? 按网络的传输技术：
? 广播式网络 ；
? 点到点网络 ；
? 按网络的使用范围：
? 公用网；
? 专用网；
? 按通信介质：
? 有线网；
? 无线网；
? 按企业管理分类,
? 内联网 ；
? 外联网 ；
? 因特网 ；
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局域网（ Local Area Network）
? LAN通常安装在一个建筑物或
校园（园区）中，覆盖的地理
范围从几十米至数公里。
? 例如，一个实验室、
一栋大楼、一个校园
或一个单位。
? LAN是计算机通过高速线路相
连组成的网络，网上传输速率
较高，从 10Mbps～
100Mbps～ 1000Mbps。
? 通过 LAN，各种计算机可以共
享资源 ;
? 例如，共享打印机和
数据库。
路 由 器
路 由 器
计 算 机
计 算 机
计 算 机
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 28
城域网（ Metropolitan Area Network）
? MAN规模局限在一座城市的范围内，覆盖的地理范围从
几十公里至数百公里。
? MAN是对局域网的延伸，用来连接局域网，在传输介质
和布线结构方面牵涉范围较广。
城 域 网 络 ( 公 用 网 )
路 由 器
路 由 器
路 由 器
路 由 器
计 算 机
计 算 机
计 算 机
计 算 机
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广域网（ Wide Area Network）
? WAN覆盖的地理范围从数百公里至数千公里，甚至上万公里。可
以是一个地区或一个国家，甚至世界几大洲，故称远程网。
? WAN在采用的技术、应用范围和协议标准方面有所不同。在 WAN
中，通常是利用邮电部门提供的各种公用交换网，将分布在不同
地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。
? 广域网使用的主要技术为存储转发技术。
公 用 交 换 网
( P S T N, I S D N, P D N,
A T M, F R )
L A N
M A N
M A N
L A N
公 用 交 换 网
( P S T N, I S D N, P D N,
A T M, F R )
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 30
广播式网络 （ Broadcast Network）
? 广播式网络仅有一条通信信道，网络上的所有计算机都共享这个通
信信道。当一台计算机在信道上发送分组或数据包时，网络中的每
台计算机都会接收到这个分组，并且将自己的地址与分组中的目的
地址进行比较，如果相同，则处理该分组，否则将它丢弃。
? 在广播式网络中，若某个分组发出以后，网络上的每一台机器都接
收并处理它，则称这种方式 广播（ Broadcasting）,若分组是发
送给网络中的某些计算机，则被称为多点播送或 组播
（ Multicasting）,若分组只发送给网络中的某一台计算机，则称
为 单播 (Unicasting)。
城 域 网 络 ( 公 用 网 )
路 由 器
路 由 器
路 由 器
路 由 器
计 算 机
计 算 机
计 算 机
计 算 机
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 31
点到点网络 （ Point-to-Point Network）
? 在点到点网络中，两台计算机之间通过一条物理线路连接。
若两台计算机之间没有直接连接的线路，分组可能要通过
一个或多个中间节点的接收、存储、转发，才能将分组能
从信源发送到目的地。由于连接多台计算机之间的线路结
构可能非常复杂，存在着多条路由，因此在点到点的网络
中如何选择最佳路径显得特别重要。
源 节 点 A
交 换 节 点 1 交 换 节 点 6
电
路
建
立
阶
段
数
据
传
输
阶
段
电
路
拆
除
阶
段
1
2
3
4
5
6
呼 叫 请 求
呼 叫 应 答
数 据
数 据
释 放 请 求
释 放 应 答
目 的 节 点 B
源 节 点 A
目 的 节 点 B
公 用 电 话 交 换 网
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 32
公用网和专用网
? 公用网
? 由电信部门组建，一般由政府电信部门管理和控制，
网络内的传输和交换装置可提供（如租用）给任何部
门和单位使用，例如公共电话交换网 PSTN、数字数
据网 DDN、综合业务数字网 ISDN等。
? 专用网
? 由某个单位或部门组建，不允许其他部门或单位使用，
例如金融、石油、铁路等行业都有自己的专网。专用
网可以租用电信部门的传输线路，也可以自己铺设线
路，但后者的成本非常高。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 33
有线网
? 有线网是指采用双绞线、同轴电缆、光纤连接的计算机网
络。有线网的传输介质包括：
? 双绞线：双绞线网是目前最常见的连网方式，它比较经济，
安装方便，传输率和抗干扰能力一般，广泛应用于局域网中。
还可以通过电话线上网，通过现有电力网导线建网；
? 同轴电缆：可以通过专用的粗电缆或细电缆组网。此外，还
可通过有线电视电缆，使用电缆调制解调器（ Cable
Modem）上网；
? 光纤：光纤网采用光导纤维作传输介质。光纤传输距离长，
传输率高，可达每秒数千兆比特，抗干扰性强，不会受到电
子监听设备的监听，是高安全性网络的理想选择。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 34
无线网
? 无线网使用电磁波传播数据，它可以传送无线电
波和卫星信号。无线网包括：
? 无线电话：通过手机上网已成为新的热点。目前联网
费用较高，速率不高。但由于联网方式灵活方便，是
一种很有发展前途的连网方式；
? 无线电视网：普及率高，但无法在一个频道上和用户
进行实时交互；
? 微波通信网：通信保密性和安全性较好；
? 卫星通信网：能进行远距离通信，但价格昂贵。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 35
内联网（ Intranet）
? 内联网
? Intranet是指企业的内部网，是由企业内部原有的各种
网络环境和软件平台组成的，例如，传统的客户机 /服
务器模式，逐步改造、过渡、统一到像 Internet那样使
用方便，即使用 Internet上的浏览器 /服务器模式。在内
部网络上采用通用的 TCP/IP作为通信协议，利用
Internet的 WWW技术，以 Web模型作为标准平台。一
般具备自己的 Intranet Web服务器和安全防护系统，为
企业内部服务。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 36
外联网（ Extranet）
? 外联网
? 相对企业内部网,Extranet是泛指企业之外，需要扩
展连接到与自己相关的其他企业网。采用 Internet技术，
又有自己的 WWW服务器，但不一定与 Internet直接进
行连接的网络。同时必须建立防火墙把内联网与
Internet隔离开，以确保企业内部信息的安全。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 37
因特网（ Internet）
? 因特网
? Internet是目前最流行的一种国际互连网。 Internet起源
于美国，自 1995年开始启用，发展非常迅速，特别是
随着 Web浏览器的普遍应用,Internet已在全世界范围
得到应用。利用在全球性的各种通信系统基础上，像
一个无法比拟的巨大数据库，并结合多媒体的“声、
图、文”表现能力，不仅能处理一般数据和文本，而
且也能处理语音、静止图象、电视图像、动画和三维
图形等等。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 38
拓扑结构
? 拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，
将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、
面之间关系；
? 在计算机网络中，将主机和终端抽象为点，将通
信介质抽象为线，形成点和线组成的图形，使人
们对网络整体有明确的全貌印象；
? 计算机网络的拓扑结构就是网络中通信线路和站点
（计算机或设备）的几何排列形式。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 39
计算机网络的拓扑结构
星 形 拓 扑
树 型 拓 扑 总 线 型 拓 扑
环 型 拓 扑
网 状 型 拓 扑
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 40
星型拓扑网络
? 各节点通过点到点的链路与中
心节点相连，中心节点可以是
转接中心，起到连通的作用，
也可以是一台主机，此时就具
有数据处理和转接的功能。
? 优点：
? 很容易在网络中增加新的站点，
数据的安全性和优先级容易控制，
易实现网络监控。
? 缺点
? 属于集中控制，对中心节点的依
赖性大，一旦中心节点有故障会
引起整个网络瘫痪。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 41
树型拓扑网络
? 网络中的各节点形成了一个层次化
的结构，树中的各个节点都为计算
机。
? 树中低层计算机的功能和应用有关，
一般都具有明确定义的和专业化很
强的任务，如数据的采集和变换等，
而高层的计算机具备通用的功能，
以便协调系统的工作，如数据处理、
命令执行和综合处理等。
? 一般来说，层次结构的层不宜过多，
以免转接开销过大，使高层节点的
负荷过重。
ê÷Dí í?
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 42
总线型拓扑网络
? 网络中所有的站点共享一条数据通道，一个节点发出的信
息可以被网络上的多个节点接收。由于多个节点连接到一
条公用信道上，必须采取某种方法分配信道，以决定哪个
节点可以发送数据。
? 总线型网络结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，
成本低，某个站点自身的故障一般不会影响整个网络。因
此它是最普遍使用的一种网络。其缺点是实时性较差，总
线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。
×ü ?? Dí í?×
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 43
环型拓扑网络
? 在环行拓扑网络中，节点
通过点到点通信线路连接
成闭合环路。环中数据将
沿一个方向逐站传送。
? 环型拓扑网络结构简单，
传输延时确定，但是环中
每个节点与连接节点之间
的通信线路都会成为网络
可靠性的屏障。对于环型
网络，网络节点的加入、
退出、环路的维护和管理
都比较复杂。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 44
网状型拓扑网络
? 网状型拓扑网络中，节点
之间的连接是任意的，没
有规律。
? 主要优点是可靠性高，但
结构复杂，必须采用路由
选择算法和流量控制方法。
? 广域网基本上采用网状型
拓扑结构。 ?ì o? Dí í?
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 45
标准化组织 —— ISO
? ISO
? 国际标准化组织 ISO( International Standardization
Organization)，是一个全球性的非政府组织，是国际
标准化领域中一个十分重要的组织。
? ISO于 1947年 2月 23日正式成立，总部设在瑞士的日内
瓦。 ISO致力于开发科学、技术、经济领域里的广泛合
作，尤其在信息技术方面,ISO制定了网络通信的标准，
即开放系统互连 OSI。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 46
标准化组织 —— ITU
? 国际电信联盟（ ITU）
? 国际电信联盟（ ITU）是世界各国政府的电信主管部门之间协调电
信事务方面的一个国际组织，成立于 1865年 5月 17日。
? ITU的宗旨是维持和扩大国际合作，以改进和合理地使用电信资源、
提高电信业务的效率、扩大技术设施的用途、协调各国行动。
? ITU的原设机构有：国际电报、电话咨询委员会（ CCITT），国际
无线电咨询委员会（ CCIR），国际频率登记委员会（ IFRB）。
? 1993年 3月 1日 ITU第一次世界电信标准大会（ WTSC-93）在芬兰
召开，将原有的三个机构 CCITT,CCIR,IFRB进行了改组，取
而代之的是 电信标准部门 （ TSS，即 ITU-T）,无线电通信部门
（ RS，即 ITU-R）和 电信发展部门 （ TDS，即 ITU-D）。
? 在通信领域，最著名的 ITU-T标准有 V系列标准,例如 V.32,V.35、
V.42标准对使用电话线传输数据作了明确的说明； X系列标准,
例如 X.25,X.400,X.500为公用数字网上传输数据的标准； ITU-
T的标准还包括了电子邮件、目录服务、综合业务数字网 ISDN以
及宽带 ISDN等方面的内容。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 47
标准化组织 —— ANSI
? 美国国家标准学会 ANSI
? ANSI（ American National Standards Institute）成立于 1918年。
当时，美国的许多企业和专业技术团体，已开始了标准化工作，
但因彼此间没有协调，存在不少矛盾和问题。为了提高效率，制
订统一的通用标准,1918年，美国材料试验协会（ ASTM）、与
美国机械工程师协会（ ASME）、美国矿业与冶金工程师协会
（ ASMME）、美国土木工程师协会（ ASCE）、美国电气工程师
协会（ AIEE）等组织，共同成立了美国工程标准委员会
（ AESC）。
? 1928年，美国工程标准委员会改组为美国标准协会（ ASA）。为
致力于国际标准化事业和消费品方面的标准化,1966年 8月，
ASA又改组为美利坚合众国标准学会（ USASI）。 1969年 10月 6
日改为美国国家标准学会（ ANSI）。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 48
标准化组织 —— IEEE
? 电气和电子工程师学会 IEEE
? IEEE（ Institute of Electrical and Electronics
Engineers)于 1963年，由美国电气工程师学会（ AIEE）
和美国无线电工程师学会（ IRE）合并而成，是美国规
模最大的专业学会。
? IEEE的标准制定内容有电气与电子设备、试验方法、
原器件、符号、定义以及测试方法等。
? IEEE最大的成果是定义了局域网和城域网的标准，这
个标准被称为 802项目或 802系列标准。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 49
标准化组织 —— EIA
? 美国电子工业协会 EIA
? EIA创建于 1924年，它代表了设计生产电子元件、部件、
通信系统和设备的制造商以及工业界、政府和用户的
利益，在提高美国制造商的竞争力方面起到了重要的
作用。
? 在信息领域,EIA在定义数据通信设备的物理接口和电
气特性等方面做了巨大的贡献，尤其是数字设备之间
串行通信的接口标准，例如 EIA RS-232,EIA RS-449
和 EIA RS-530。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 50
标准化组织 —— IEC
? 国际电工委员会 IEC
? IEC成立于 1906年，是世界上最早的国际性电工标准
化机构，总部设在日内瓦。 IEC负责有关电工、电子领
域的国际标准化工作，其他领域则由 ISO负责。
? IEC的宗旨是促进电工、电子领域中标准化及有关方面
问题的国际合作，增进相互了解。为实现这一目的，
出版包括国际标准在内的各种出版物，并希望各国家
委员会在其本国条件许可的情况下，使用这些国际标
准。
? IEC的工作领域包括了电力、电子、电信和原子能方面
的电工技术。现已制订国际电工标准 3000多个。
第 1章 计算机网络基础 —— 概论
杜 煜
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 3
本章主要内容
? 计算机网络的形成与发展；
? 计算机网络的定义与功能 ；
? 计算机网络的组成 ；
? 计算机网络的分类 ；
? 计算机网络的拓扑结构 ；
? 标准化组织 ；
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 4
以单计算机为中心的联机终端系统
? 由单用户独占一个系统发展到分时多
用户系统，即多个终端用户分时占用
主机上的资源，这种结构被称为 第一
代网络 。
? 每一个分散的终端都要单独占用一条
通信线路，线路利用率低。
? 主机既要承担通信工作，又要承担数
据处理，因此主机的负荷较重，且效
率低。
? 为了提高通信线路的利用率并减轻主
机的负担，使用了 多点通信线路, 通
信控制处理机 以及 集中器 。
主 机
终 端
主 机
终 端
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 5
多处理机的联机终端系统
? 通信控制处理机
? 完成全部的通信任务，让主机专门进行数据的处理，
提高数据处理的效率 ；
? 集中器
? 负责从终端到主机的数据集中以及从主机到终端的
数据分发。
主 机
终 端
通 信 控 制 器
集
中
器
高 速 线 路
低 速 线 路
高 速 线 路
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 6
计算机 — 计算机网络
? 随着计算机技术和通信技术的进步，将多个单处理机联机终端网络
互相连接起来，形成了以多处理机为中心的网络。利用通信线路将
多台主机连接起来，为用户提供服务。
? 有两种连接形式：
主 机
终 端
主 机 主 机
终 端
终 端
A
主 机
终 端
C C P
主 机
主 机
终 端终 端
B
C C P
C C P
主 机
终 端
主 机 主 机
终 端
终 端
A
主 机
终 端
C C P
主 机
主 机
终 端终 端
B
C C P
C C P
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 7
分组交换技术产生的背景
? 早期的通信系统中，应用最广泛的是电话交换系
统（线路交换），但利用电话线路传送计算机或
终端的数据也会出现的问题。
? 由于计算机与各种终端的传送速率不同，在采用
线路交换时，不同类型、不同规格、不同速率的
终端很难相互进行通信，必须采用一些措施来解
决这个问题。
? 计算机通信应采取有效的差错控制技术，可靠并
准确无误地传送每一个比特，因此需要研究开发
出适用于计算机通信的交换技术。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 8
分组交换技术的诞生
? 美国国防部高级研究计划局 ARPA早期研究的项
目,分组交换的基本概念与理论。
? 分组交换的概念最初是在 1964年提出来的,1969年 12
月美国第一个使用分组交换技术的 ARPANET投入运行，
当时仅有 4个节点，但它对分组交换技术的研究起了重
要作用。
? 到 20世纪 70年代后期,ARPA网络节点超过 60个，主
机 100多台，地域范围跨越了美洲大陆，连通了美国东
部和西部的许多大学和研究机构，而且通过通信卫星
与夏威夷和欧洲等地区的计算机网络相互连通。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 9
分组交换技术出现的意义
? 采用分组交换技术的网络试验成功，使计算机网
络的概念发生了巨大的变化。早期的联机终端系
统是以单个主机为中心，各终端通过通信线路共
享主机的硬件和软件资源。而分组交换网以 通信
子网 为中心，主机和终端构成了用户 资源子网 。
用户不仅共享通信子网的资源，而且还可共享用
户资源子网的许多硬件和软件资源。这种以通信
子网为中心的计算机网络被称为 第二代计算机网
络,它比面向终端的第一代计算机网络的功能扩
大了很多。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 10
计算机网络体系结构的形成
? 经过 20世纪 60年代和 70年代前期的发展，人们对
网络技术、方法和理论的研究日趋成熟。为了促
进网络产品的开发，各大计算机公司纷纷制定自
己的网络技术标准，最终促成国际标准的制定，
遵循网络体系结构标准建成的网络称为第三代网
络；
? 标准化建设经历了两个阶段：
? 各计算机制造厂商网络结构标准化；
? 国际网络体系结构标准化；
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 11
各计算机制造厂商网络结构标准化
? 各厂商的标准化体系
? IBM公司,SNA（系统网络体系结构）
? DEC公司,DNA（数字网络系统结构）
? UNIVAC公司,DCA（数据通信体系结构）
? Burroughs公司,BNA（宝来网络体系结构）
? 只在一个公司范围内有效，也就是说，遵从某种
标准的、能够互联的网络通信产品，也只限于同
一公司生产的同构型设备。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 12
国际网络体系结构标准化
? 国际标准化组织（ ISO）为适应网络向标准化发展的需
要，成立了 TC97（计算机与信息处理标准化委员会）
下属的 SC16（开放系统互联分技术委员会），在研究、
吸收各计算机制造厂家的网络体系结构标准化经验的基
础上，开始着手制定开放系统互联的一系列标准，旨在
方便异种计算机互联，该委员会制定了“开放系统互联
参考模型”（ OSI/RM），简称为 OSI ；
? OSI规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议，遵
从 OSI协议的网络通信产品都是所谓的开放系统，而符
合 OSI标准的网络也被称为 第三代计算机网络 。
? 目前，几乎所有网络产品厂商都在生产符合国际标准的
产品，而这种统一的、标准化的产品互相竞争市场，也
给网络技术的发展带来了更大的繁荣。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 13
Internet的产生
1,60年代开始，美国国防部的高级研究计划局 ARPA
（ Advance Research Projects Agency）建立阿帕网
ARPANet，向美国国内大学和一些公司提供经费，以促
进计算机网络和分组交换技术的研究。
2,1969年 12月,ARPANet投入运行，建成了一个实验性
的由 4个节点连接的网络。到 1983年,ARPANET已连接
了三百多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。
3,1983年,ARPANet分为 ARPANet和军用 MILNET
（ Military Network），两个网络之间可以进行通信和资
源共享。由于这两个网络都是由许多网络互连而成的，
因此它们都被称为 Internet,ARPANet就是 Internet的
前身。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 14
Internet的产生
4,1986年,NSF（美国国家科学基金会,National
Science Foundation）建立了自己的计算机通信网络。
NSFnet将美国各地的科研人员连接到分布在美国不同地
区的超级计算机中心，并将按地区划分的计算机广域网
与超级计算机中心相连（实际上它是一个三级计算机网
络，分为主干网、地区网和校园网，覆盖了全美国主要
的大学和研究所 ）。
5,最初,NSFNet的主干网的速率不高，仅为 56kbps。在
1989～ 1990年,NSFNet主干网的速率提高到
1.544Mbps，并且成为 Internet中的主要部分。
6,NSFnet逐渐取代了 ARPANet在 Internet的地位，到了
1990年，鉴于 ARPANet的实验任务已经完成，在历史上
起过重要作用的 ARPANet就正式宣布关闭。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 15
Internet的发展
? 随着 NSFnet的建设和开放，网络节点数和用户数
迅速增长。以美国为中心的 Internet网络互联也
迅速向全球发展，世界上的许多国家纷纷接入到
Internet，使网络上的通信量急剧增大。
? 1992年,Internet上的主机超过 1百万台。 1993
年,Internet主干网的速率提高到 45Mbps。到
1996年速率为 155Mbps的主干网建成。 1999年
MCI和 WorldCom公司将美国的 Internet主干网
速率提高到 2.5Gbps。到 1999年底,Internet上
注册的主机已超过 1千万台。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 16
Internet的发展
? Internet的迅猛发展始于 20世纪 90年代。由欧洲原子核研
究组织 CERN开发的万维网 WWW被广泛使用在 Internet
上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成
为 Internet发展的指数级增长的主要驱动力。
? WWW的站点数目也急剧增长,1993年底只有 627个，
1994年底就超过 1万个,1996年底超过 60万个,1997年
底超过 160万个，而 1999年底则超过了 950万个，上网用
户数则超过 2亿。 Internet上的数据通信量每月约增加
10%,Internet的发展非常迅速，据预测，到 2002年，全
球 Internet的用户将达到 4.5亿。以我国 Internet的发展为
例，截止到 2001年 7月，上网计算机数已达到约 1002万台，
上网用户人数约 2650万人，仅 CN下注册的域名数已达到
近 13万个，而 WWW站点已达到 24万个。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 17
Internet的应用与高速网络技术的发展
? Internet 是一个大型广域计算机网络，对推动世界科学、
文化、经济和社会的发展有着不可估量的作用。
? 在 Internet飞速发展与广泛应用的同时，高速网络的发展
也引起了人们越来越多的注意。高速网络技术发展主要表
现在高速局域网、交换局域网与虚拟网络、宽带综合业务
数据网 B-ISDN和异步传输模式 ATM。
? 进入 90年代以来，世界经济已经进入了一个全新的发展
阶段。世界经济的发展推动着信息产业的发展，信息技术
与网络的应用已成为衡量 21世纪综合国力与企业竞争力
的重要标准。人们开始认识到信息技术的应用与信息产业
的发展将会对各国经济发展产生重要的作用，很多国家纷
纷开始制定各自的信息高速公路的建设计划。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 18
Internet的应用与高速网络技术的发展
? 建设信息高速公路就是为了满足人们在未来随时随地对信
息交换的需要，在此基础上人们相应地提出了个人通信与
个人通信网的概念，它将最终实现全球有线网、无线网的
互连，邮电通信网与电视通信网的互连，固定通信与移动
通信的结合。在现有电话交换网 PSTN、公共数据网 PDN、
广播电视网,B-ISDN的基础上，利用无线通信、蜂窝移
动电话、卫星移动通信、有线电视网等通信手段，最终实
现,任何人在任何地方，在任何的时间里，使用任一种通
信方式，实现任何业务的通信,。
? 以 ATM为代表的高速网络技术发展迅速。目前，世界上
很多发达国家都组建了各自的 ATM网络。在我国电信部
门的骨干网和一些商业网上也广泛采用了 ATM技术。
ATM已经成为 21世纪电信网的关键技术。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 19
计算机网络的定义
? 定义,
? 简单定义：,互联起来的独立自主的计算机集合”；
? 完整的定义：, 利用通信设备和线路，将分布在不同
地理位置的、功能独立的多个计算机系统连接起来，
以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系
统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统” ；
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 20
计算机网络的功能
? 数据交换和通信
? 计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可
靠地相互传递数据、程序或文件。
? 资源共享
? 充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）
是计算机网络组网的主要目标之一。
? 提高系统的可靠性
? 在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算
机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。
? 分布式网络处理和负载均衡
? 对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可
将任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空
闲的计算机分担负荷。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 21
计算机网络的组成
? 计算机网络的系统组成
? 计算机网络完成数据处理与数据通信两大基本功能：
负责数据处理的计算机与终端；负责数据通信的通信
控制处理机 CCP 与通信线路。
? 资源子网；
? 通信子网 ；
? 计算机网络的软件
? 网络协议软件,网络通信软件,网络操作系统,网
络管理软件和网络应用软件 ；
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 22
资源子网和通信子网
? 资源子网
? 资源子网由 主机, 终端,
终端控制器, 连网外设,
各种软件资源 与 信息资源
组成。资源子网负责全网
的数据处理业务，向网络
用户提供各种网络资源与
网络服务。
? 通信子网
? 通信子网由 通信控制处理
机, 通信线路 与 其它通信
设备 组成，完成网络数据
传输、转发等通信处理任
务。
主 机
终 端
主 机
终 端
主 机
主 机
主 机
通 信 子 网
资 源 子 网
终 端
终 端
网 络
节 点
通 信 线 路
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 23
资源子网的组成
? 主机
? 大型机、中型机、小型机、工作站或微机。主机是资源子网的主
要组成单元，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机
相连接。普通用户终端通过主机连入网内。主机要为本地用户访
问网络其它主机设备与资源提供服务，同时要为网中远程用户共
享本地资源提供服务。
? 终端 /终端控制器
? 终端控制器连接一组终端，负责这些终端和主计算机的信息通信，
或直接作为网络节点。终端是直接面向用户的交互设备，可以是
由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。
? 连网外设
? 网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘
图仪等。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 24
通信子网的组成
? 通信控制处理机
? 又被称为网络节点。一方面作为与资源子网的主机、终端连接的
接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中的
分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，
实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。
? 通信线路
? 计算机网络采用了多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、
光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。一般在大型网络
中和相距较远的两结点之间的通信链路，都利用现有的公共数据
通信线路。
? 信号变换设备
? 对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。比如，将计算机输
出的数字信号变换为电话线上传送的模拟信号的调制解调器、无
线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 25
计算机网络的软件
? 网络协议软件
? 实现网络协议功能，比如 TCP/IP,IPX/SPX等。
? 网络通信软件
? 用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件。
? 网络操作系统
? 实现系统资源共享，管理用户的应用程序对不同资源的访问。典
型的操作系统有 NT,Netware,UNIX等。
? 网络管理软件和网络应用软件
? 网管软件是用来对网络资源进行管理，对网络进行维护的软件。
网络应用软件是为网络用户提供服务的，是网络用户在网络上解
决实际问题的软件。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 26
计算机网络的分类
? 按网络的作用范围：
? 局域网；
? 城域网；
? 广域网；
? 按网络的传输技术：
? 广播式网络 ；
? 点到点网络 ；
? 按网络的使用范围：
? 公用网；
? 专用网；
? 按通信介质：
? 有线网；
? 无线网；
? 按企业管理分类,
? 内联网 ；
? 外联网 ；
? 因特网 ；
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 27
局域网（ Local Area Network）
? LAN通常安装在一个建筑物或
校园（园区）中，覆盖的地理
范围从几十米至数公里。
? 例如，一个实验室、
一栋大楼、一个校园
或一个单位。
? LAN是计算机通过高速线路相
连组成的网络，网上传输速率
较高，从 10Mbps～
100Mbps～ 1000Mbps。
? 通过 LAN，各种计算机可以共
享资源 ;
? 例如，共享打印机和
数据库。
路 由 器
路 由 器
计 算 机
计 算 机
计 算 机
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 28
城域网（ Metropolitan Area Network）
? MAN规模局限在一座城市的范围内，覆盖的地理范围从
几十公里至数百公里。
? MAN是对局域网的延伸，用来连接局域网，在传输介质
和布线结构方面牵涉范围较广。
城 域 网 络 ( 公 用 网 )
路 由 器
路 由 器
路 由 器
路 由 器
计 算 机
计 算 机
计 算 机
计 算 机
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 29
广域网（ Wide Area Network）
? WAN覆盖的地理范围从数百公里至数千公里，甚至上万公里。可
以是一个地区或一个国家，甚至世界几大洲，故称远程网。
? WAN在采用的技术、应用范围和协议标准方面有所不同。在 WAN
中，通常是利用邮电部门提供的各种公用交换网，将分布在不同
地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。
? 广域网使用的主要技术为存储转发技术。
公 用 交 换 网
( P S T N, I S D N, P D N,
A T M, F R )
L A N
M A N
M A N
L A N
公 用 交 换 网
( P S T N, I S D N, P D N,
A T M, F R )
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 30
广播式网络 （ Broadcast Network）
? 广播式网络仅有一条通信信道，网络上的所有计算机都共享这个通
信信道。当一台计算机在信道上发送分组或数据包时，网络中的每
台计算机都会接收到这个分组，并且将自己的地址与分组中的目的
地址进行比较，如果相同，则处理该分组，否则将它丢弃。
? 在广播式网络中，若某个分组发出以后，网络上的每一台机器都接
收并处理它，则称这种方式 广播（ Broadcasting）,若分组是发
送给网络中的某些计算机，则被称为多点播送或 组播
（ Multicasting）,若分组只发送给网络中的某一台计算机，则称
为 单播 (Unicasting)。
城 域 网 络 ( 公 用 网 )
路 由 器
路 由 器
路 由 器
路 由 器
计 算 机
计 算 机
计 算 机
计 算 机
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 31
点到点网络 （ Point-to-Point Network）
? 在点到点网络中，两台计算机之间通过一条物理线路连接。
若两台计算机之间没有直接连接的线路，分组可能要通过
一个或多个中间节点的接收、存储、转发，才能将分组能
从信源发送到目的地。由于连接多台计算机之间的线路结
构可能非常复杂，存在着多条路由，因此在点到点的网络
中如何选择最佳路径显得特别重要。
源 节 点 A
交 换 节 点 1 交 换 节 点 6
电
路
建
立
阶
段
数
据
传
输
阶
段
电
路
拆
除
阶
段
1
2
3
4
5
6
呼 叫 请 求
呼 叫 应 答
数 据
数 据
释 放 请 求
释 放 应 答
目 的 节 点 B
源 节 点 A
目 的 节 点 B
公 用 电 话 交 换 网
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 32
公用网和专用网
? 公用网
? 由电信部门组建，一般由政府电信部门管理和控制，
网络内的传输和交换装置可提供（如租用）给任何部
门和单位使用，例如公共电话交换网 PSTN、数字数
据网 DDN、综合业务数字网 ISDN等。
? 专用网
? 由某个单位或部门组建，不允许其他部门或单位使用，
例如金融、石油、铁路等行业都有自己的专网。专用
网可以租用电信部门的传输线路，也可以自己铺设线
路，但后者的成本非常高。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 33
有线网
? 有线网是指采用双绞线、同轴电缆、光纤连接的计算机网
络。有线网的传输介质包括：
? 双绞线：双绞线网是目前最常见的连网方式，它比较经济，
安装方便，传输率和抗干扰能力一般，广泛应用于局域网中。
还可以通过电话线上网，通过现有电力网导线建网；
? 同轴电缆：可以通过专用的粗电缆或细电缆组网。此外，还
可通过有线电视电缆，使用电缆调制解调器（ Cable
Modem）上网；
? 光纤：光纤网采用光导纤维作传输介质。光纤传输距离长，
传输率高，可达每秒数千兆比特，抗干扰性强，不会受到电
子监听设备的监听，是高安全性网络的理想选择。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 34
无线网
? 无线网使用电磁波传播数据，它可以传送无线电
波和卫星信号。无线网包括：
? 无线电话：通过手机上网已成为新的热点。目前联网
费用较高，速率不高。但由于联网方式灵活方便，是
一种很有发展前途的连网方式；
? 无线电视网：普及率高，但无法在一个频道上和用户
进行实时交互；
? 微波通信网：通信保密性和安全性较好；
? 卫星通信网：能进行远距离通信，但价格昂贵。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 35
内联网（ Intranet）
? 内联网
? Intranet是指企业的内部网，是由企业内部原有的各种
网络环境和软件平台组成的，例如，传统的客户机 /服
务器模式，逐步改造、过渡、统一到像 Internet那样使
用方便，即使用 Internet上的浏览器 /服务器模式。在内
部网络上采用通用的 TCP/IP作为通信协议，利用
Internet的 WWW技术，以 Web模型作为标准平台。一
般具备自己的 Intranet Web服务器和安全防护系统，为
企业内部服务。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 36
外联网（ Extranet）
? 外联网
? 相对企业内部网,Extranet是泛指企业之外，需要扩
展连接到与自己相关的其他企业网。采用 Internet技术，
又有自己的 WWW服务器，但不一定与 Internet直接进
行连接的网络。同时必须建立防火墙把内联网与
Internet隔离开，以确保企业内部信息的安全。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 37
因特网（ Internet）
? 因特网
? Internet是目前最流行的一种国际互连网。 Internet起源
于美国，自 1995年开始启用，发展非常迅速，特别是
随着 Web浏览器的普遍应用,Internet已在全世界范围
得到应用。利用在全球性的各种通信系统基础上，像
一个无法比拟的巨大数据库，并结合多媒体的“声、
图、文”表现能力，不仅能处理一般数据和文本，而
且也能处理语音、静止图象、电视图像、动画和三维
图形等等。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 38
拓扑结构
? 拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，
将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、
面之间关系；
? 在计算机网络中，将主机和终端抽象为点，将通
信介质抽象为线，形成点和线组成的图形，使人
们对网络整体有明确的全貌印象；
? 计算机网络的拓扑结构就是网络中通信线路和站点
（计算机或设备）的几何排列形式。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 39
计算机网络的拓扑结构
星 形 拓 扑
树 型 拓 扑 总 线 型 拓 扑
环 型 拓 扑
网 状 型 拓 扑
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 40
星型拓扑网络
? 各节点通过点到点的链路与中
心节点相连，中心节点可以是
转接中心，起到连通的作用，
也可以是一台主机，此时就具
有数据处理和转接的功能。
? 优点：
? 很容易在网络中增加新的站点，
数据的安全性和优先级容易控制，
易实现网络监控。
? 缺点
? 属于集中控制，对中心节点的依
赖性大，一旦中心节点有故障会
引起整个网络瘫痪。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 41
树型拓扑网络
? 网络中的各节点形成了一个层次化
的结构，树中的各个节点都为计算
机。
? 树中低层计算机的功能和应用有关，
一般都具有明确定义的和专业化很
强的任务，如数据的采集和变换等，
而高层的计算机具备通用的功能，
以便协调系统的工作，如数据处理、
命令执行和综合处理等。
? 一般来说，层次结构的层不宜过多，
以免转接开销过大，使高层节点的
负荷过重。
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2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 42
总线型拓扑网络
? 网络中所有的站点共享一条数据通道，一个节点发出的信
息可以被网络上的多个节点接收。由于多个节点连接到一
条公用信道上，必须采取某种方法分配信道，以决定哪个
节点可以发送数据。
? 总线型网络结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，
成本低，某个站点自身的故障一般不会影响整个网络。因
此它是最普遍使用的一种网络。其缺点是实时性较差，总
线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。
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2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 43
环型拓扑网络
? 在环行拓扑网络中，节点
通过点到点通信线路连接
成闭合环路。环中数据将
沿一个方向逐站传送。
? 环型拓扑网络结构简单，
传输延时确定，但是环中
每个节点与连接节点之间
的通信线路都会成为网络
可靠性的屏障。对于环型
网络，网络节点的加入、
退出、环路的维护和管理
都比较复杂。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 44
网状型拓扑网络
? 网状型拓扑网络中，节点
之间的连接是任意的，没
有规律。
? 主要优点是可靠性高，但
结构复杂，必须采用路由
选择算法和流量控制方法。
? 广域网基本上采用网状型
拓扑结构。 ?ì o? Dí í?
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 45
标准化组织 —— ISO
? ISO
? 国际标准化组织 ISO( International Standardization
Organization)，是一个全球性的非政府组织，是国际
标准化领域中一个十分重要的组织。
? ISO于 1947年 2月 23日正式成立，总部设在瑞士的日内
瓦。 ISO致力于开发科学、技术、经济领域里的广泛合
作，尤其在信息技术方面,ISO制定了网络通信的标准，
即开放系统互连 OSI。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 46
标准化组织 —— ITU
? 国际电信联盟（ ITU）
? 国际电信联盟（ ITU）是世界各国政府的电信主管部门之间协调电
信事务方面的一个国际组织，成立于 1865年 5月 17日。
? ITU的宗旨是维持和扩大国际合作，以改进和合理地使用电信资源、
提高电信业务的效率、扩大技术设施的用途、协调各国行动。
? ITU的原设机构有：国际电报、电话咨询委员会（ CCITT），国际
无线电咨询委员会（ CCIR），国际频率登记委员会（ IFRB）。
? 1993年 3月 1日 ITU第一次世界电信标准大会（ WTSC-93）在芬兰
召开，将原有的三个机构 CCITT,CCIR,IFRB进行了改组，取
而代之的是 电信标准部门 （ TSS，即 ITU-T）,无线电通信部门
（ RS，即 ITU-R）和 电信发展部门 （ TDS，即 ITU-D）。
? 在通信领域，最著名的 ITU-T标准有 V系列标准,例如 V.32,V.35、
V.42标准对使用电话线传输数据作了明确的说明； X系列标准,
例如 X.25,X.400,X.500为公用数字网上传输数据的标准； ITU-
T的标准还包括了电子邮件、目录服务、综合业务数字网 ISDN以
及宽带 ISDN等方面的内容。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 47
标准化组织 —— ANSI
? 美国国家标准学会 ANSI
? ANSI（ American National Standards Institute）成立于 1918年。
当时，美国的许多企业和专业技术团体，已开始了标准化工作，
但因彼此间没有协调，存在不少矛盾和问题。为了提高效率，制
订统一的通用标准,1918年，美国材料试验协会（ ASTM）、与
美国机械工程师协会（ ASME）、美国矿业与冶金工程师协会
（ ASMME）、美国土木工程师协会（ ASCE）、美国电气工程师
协会（ AIEE）等组织，共同成立了美国工程标准委员会
（ AESC）。
? 1928年，美国工程标准委员会改组为美国标准协会（ ASA）。为
致力于国际标准化事业和消费品方面的标准化,1966年 8月，
ASA又改组为美利坚合众国标准学会（ USASI）。 1969年 10月 6
日改为美国国家标准学会（ ANSI）。
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标准化组织 —— IEEE
? 电气和电子工程师学会 IEEE
? IEEE（ Institute of Electrical and Electronics
Engineers)于 1963年，由美国电气工程师学会（ AIEE）
和美国无线电工程师学会（ IRE）合并而成，是美国规
模最大的专业学会。
? IEEE的标准制定内容有电气与电子设备、试验方法、
原器件、符号、定义以及测试方法等。
? IEEE最大的成果是定义了局域网和城域网的标准，这
个标准被称为 802项目或 802系列标准。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 49
标准化组织 —— EIA
? 美国电子工业协会 EIA
? EIA创建于 1924年，它代表了设计生产电子元件、部件、
通信系统和设备的制造商以及工业界、政府和用户的
利益，在提高美国制造商的竞争力方面起到了重要的
作用。
? 在信息领域,EIA在定义数据通信设备的物理接口和电
气特性等方面做了巨大的贡献，尤其是数字设备之间
串行通信的接口标准，例如 EIA RS-232,EIA RS-449
和 EIA RS-530。
2010年 5月 计算机网络基础 杜煜 50
标准化组织 —— IEC
? 国际电工委员会 IEC
? IEC成立于 1906年，是世界上最早的国际性电工标准
化机构，总部设在日内瓦。 IEC负责有关电工、电子领
域的国际标准化工作，其他领域则由 ISO负责。
? IEC的宗旨是促进电工、电子领域中标准化及有关方面
问题的国际合作，增进相互了解。为实现这一目的，
出版包括国际标准在内的各种出版物，并希望各国家
委员会在其本国条件许可的情况下，使用这些国际标
准。
? IEC的工作领域包括了电力、电子、电信和原子能方面
的电工技术。现已制订国际电工标准 3000多个。
