项目二 网络的分类（课件）-《网络技术与配置》（江苏凤凰教育出版社）同步精品课堂

网络技术与配置 -第2课时- 江苏凤凰教育出版社 网络的分类 教学目标 掌握常见的计算机网络性能指标 能利用性能指标区分网络性能的好坏 能根据不同的分类标准进行网络划分 教学重难点 计算机网络按覆盖范围、拓扑结构等分类的特点 常见计算机网络性能指标的概念 理解不同拓扑结构对网络性能、可靠性与通信费用的影响 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 同学们，在我们的日常生活中，网络无处不在。 今天就让我们一起走进计算机网络的分类和性能指标的世界。 不同的网络有着怎样的特点和区别呢？我们又该如何衡量一个网络的好坏呢？ 新知讲授 生活中可从不同视角对群体对象分类，如对全班同学按性别、身高、兴趣爱好等分类。 网络的分类——分类依据 计算机网络也有多种分类方法，常见的是按覆盖范围和拓扑结构分类。 新知讲授 按覆盖范围划分类 - 局域网 局域网（LAN）是局部范围内的网络，覆盖范围小，通常几百米到几千米，多采用有线连接（也有无线）。 局域网定义与范围 用户少、组建易、连接速率高，常见于家庭、建筑物或单位。 局域网特点 新知讲授 按覆盖范围划分类 - 城域网 城域网概述 为城市范围内的企业、政府机构和教育单位提供高效稳定的网络服务，支撑智慧城市建设和数字化经济发展，是现代城市信息基础设施的关键组成部分。 应用价值 城域网（MAN）在一座城市范围内组建，覆盖10-100km区域，是连接城市内多个局域网的重要网络架构，其覆盖范围和连接规模介于局域网与广域网之间。 城域网定义 网络组成特点 由城市内多个局域网通过高速通信链路互联而成，支持的计算机连接数量显著多于单一局域网，能够实现跨区域的数据交换和资源共享。 新知讲授 按覆盖范围划分类 - 广域网 广域网（WAN）连接距离长，从几十千米到几千千米甚至更远，通常覆盖一个国家或全球。数据传输速率比城域网和局域网慢，因特网是典型的广域网。 广域网的覆盖范围 新知讲授 按拓扑结构划分类 - 概念 主要拓扑类型 拓扑结构的基本概念 把计算机网络中的设备抽象为“点”，传输介质抽象为“线”，组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。 按拓扑结构，网络可分为总线型网、环型网、星型网、树型网和网状型网。 计算机网络的拓扑结构 新知讲授 按拓扑结构划分类 - 总线型拓扑结构 所有设备通过公共总线连接，通信时信息广播式传输，只有地址相符的设备接收。 总线拓扑结构 但节点多易拥堵。 局限说明 安装与扩展容易，节点故障不致全网瘫痪。 优点分析 新知讲授 按拓扑结构划分类 - 环型拓扑结构 所有设备通过传输介质连接形成闭合环路，采用广播式信息传输方式，每个网络节点都参与数据转发过程。 总线拓扑结构 当环网中任一节点发生故障时，会导致整个网络通信中断；同时网络扩展性较差，增加新设备时需要重新配置整个环形结构。 局限说明 环形拓扑具有结构简单、易于部署实施的优点，能够有效实现网络通信功能。 优点分析 新知讲授 按拓扑结构划分类 - 星型拓扑结构 中央节点连接方式 用一台设备作为中央节点连接其他设备，所有通信经过中央节点，这种集中式架构便于统一管理和控制数据流向。 结构优势分析 该结构简单易实现和扩展，布线清晰且维护成本低，适合中小型网络部署场景。 故障影响机制 非中央节点故障不影响网络整体运行，但中央节点作为核心枢纽一旦故障会导致全网通信瘫痪。 可靠性改进方向 可通过部署冗余中央节点或采用分布式架构提升系统容错能力，确保网络服务的连续性。 新知讲授 按拓扑结构划分类 - 树型拓扑结构 结构定义 分层次构是星型结构的层级扩展形式，通过多级连接形成树状拓扑，具有清晰的层级关系和可控的扩展性。 结构优势 该结构部署灵活且易于扩展，能够根据实际需求逐级增加或调整节点，适应不同规模的组织架构。 故障影响分析 当子节点发生故障时，仅影响该节点以下的层级网络；若根节点出现故障，则会导致整个网络系统瘫痪。 适用场景 分层次构特别适用于需要分级管理、分层控制的系统，如企业信息系统、校园网络及政府专网等。 新知讲授 按拓扑结构划分类 - 网状型拓扑结构 网络中每个节点与其他节点直接相连，形成全连接网络。 网络结构特征 链路或节点故障不影响整个网络，传输信息需路由选择，结构灵活可靠、容错能力强。 容错性能优势 全连接网络投资高、管理难，需要综合考虑成本与可靠性平衡。 实施挑战 新知讲授 按计算机在网络中所处的地位划分类 采用客户机/服务器架构，由专用服务器集中存储和管理共享资源，向客户机分发文件和信息，提供更高安全性和管理效率，适合中大型组织网络需求。 计算机以平等地位直接通信，每台设备既是客户端也是服务器，共享资源无需中央服务器，适用于小型网络环境，实现简单但安全性较低。 对等网络 基于服务器的网络 新知讲授 其他分类方法 分为广播式网络（如树型网、总线型网等用共同传输介质连接）和点到点网络（如树型网、星型网等以点对点方式连接）。 分为公用网和专用网。公用网由电信运营商出资建设，为公众提供通信服务；专用网则有特定的使用范围和用户群体。 分为有线网（用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质）和无线网（用激光、卫星、红外线等无线介质）。 按传输介质分类 按传播方式分类 按网络所有权分类 新知讲授 其他分类方法 分为宽带网和基带网。宽带网传输能力强、带宽大，能满足高速数据传输需求。 分为内联网、外联网和 Internet。内联网是企业内部网络，外联网是企业与合作伙伴等的网络连接，Internet 是全球范围的网络。 分为分布式（如网状型网）和集中式（如树型网、星型网）。分布式网络各节点相对独立，集中式网络依赖中央节点控制。 按网络控制方式 按传输能力和带宽 按公司管理和企业 新知讲授 网络性能指标 网络有哪些性能指标？它们的衡量标准是什么？ 新知讲授 网络性能指标 速率是网络性能指标之一，指计算机发出数字信号的数据传送速率，以二进制数为基础，使用比特（bit）作为信息量单位，单位包括bit/s、Kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s等，速率越大代表数据传输能力越强。 速率概念 带宽原指信号频带宽度，在计算机网络中表示通信线路传送数据的能力，即网络可通过的最高数据率，单位与速率相同，但平时说的带宽单位Mbps换算成字节时需要除以8，以准确反映实际数据传输容量。 带宽概念 新知讲授 网络性能指标 - 吞吐量 吞吐量定义 吞吐量表示单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量，是实际测量值，受网络带宽或额定速率限制。 吞吐量特征 吞吐量作为网络性能的关键指标，直接反映数据传输效率，其数值受物理带宽、网络拥塞、设备性能及协议开销等因素制约，实际吞吐量通常低于理论最大值。 吞吐量应用场景 在网络规划、性能优化和故障诊断中，吞吐量测量有助于评估网络实际承载能力，为带宽扩容、服务质量调整提供数据支撑，确保网络高效稳定运行。 1 2 3 新知讲授 网络性能指标 - 时延 时延指数据从网络一端传送到另一端所需时间，包括发送时延、传播时延、处理时延、排队时延。网络抖动可评价网络稳定性，抖动越小越稳定。 发送时延 由数据帧长度和发送速率决定。 传播时延 由信道长度和电磁波传播速率决定。 处理时延 中间节点存储转发分组时信息处理花费的时间。 排队时延 分组在中间节点队列排队等待处理的时间，分组丢失时排队时延为无穷大。 新知讲授 网络性能指标 - 利用率 当网络或信道利用率升高时，数据包等待时间增加，网络时延显著增大；为保障性能，主干网络通常将信道利用率控制在50%以下以避免拥堵。 利用率与网络性能的关系 新知讲授 网络性能测试工具 网络性能测试工具用于评估和监控计算机网络性能，如traceroute和ping等，这些工具能够检测网络延迟、丢包率和路径状况，帮助管理员诊断网络问题并优化性能。 网络性能测试工具概述 目前可利用可视化工具如speedtest进行简单的性能测试，这类工具提供直观的图形界面，用户可快速测量下载速度、上传速度和延迟，适用于日常网络健康检查。 可视化测试工具应用 能力训练 序号 操作步骤 操作方法及说明 操作标准 1 利用speedtest测网速 利用测速网站测试互联网速度 能测试出互联网实际速度 2 默认测试 用ping测试网络的连通性，用 traceroute进行网络诊断 能测试出网络的连通性和延迟时间 3 更换测速点 用可视化工具测试不同地理位置 的互联网速度 能正确测试出两个以上不同位置的 网络速度 4 设备、工位复位 整理工具、设备复位 严格执行6S标准 操作条件 设备包括学校网络实训室及相关网络设备，工具需配备电脑和相应测试软件，确保实训环境完备可靠。 安全及注意事项 需严格遵守实训室日常管理条例和设备操作规范，穿着工作服并做好安全防护，同时对实训室执行6S管理工作流程。 随堂检测1 简述计算机网络按覆盖范围分类的三种类型及其特点。 答案：按覆盖范围分为局域网（覆盖范围小，用户少、组建易、速率高）、城域网（覆盖一座城市，由多个局域网互联）、广域网（连接距离长，传输速率慢，如因特网）。 计算机网络性能指标中，带宽和速率有什么区别？ 答案：速率是数据的传送速率，单位是 bit/s；带宽在计算机网络中表示通信线路所能传送数据的能力，即每秒最高多少比特。 练一练 随堂检测2 为什么要控制网络的利用率？ 答案：利用率越高，时延就越大，为了保证网络的性能和数据传输的及时性，一些主干网络将信道利用率控制在 50% 以下。 简述时延的组成部分分为____、____、____、____。 答案：时延包括发送时延、传播时延、处理时延、排队时延。 练一练 随堂检测3 答案：C 解析：星型拓扑结构中所有通信都要经过中央节点，中央节点故障会使全网瘫痪。 练一练 下列哪种网络拓扑结构中，中央节点故障会导致整个网络瘫痪？（ ） A. 总线型 B. 环型 C. 星型 D. 网状型 随堂检测4 答案：A 解析：吞吐量是网络中实际测量值，受网络带宽或网络的额定速率限制。 练一练 计算机网络中，吞吐量受（ ）限制。 A. 带宽或额定速率 B. 速率 C. 时延 D. 利用率 师生互动 请分组讨论在实际应用中，如何根据不同的需求选择合适的网络拓扑结构和网络类型，并举例说明。 课程小结 1. 按覆盖范围划分类 网络的分类 2. 按拓扑结构划分类 总线型拓扑结构 环型拓扑结构 星型拓扑结构 树型拓扑结构 网状型拓扑结构 局域网 城域网 广域网 速率 带宽 吞吐量 时延 利用率 3. 其他分类方法 4. 网络性能指标 谢谢观看 THANKS Lavf58.46.101 $