计算机通信工程(一)计算机网络专业知识.ppt

吉林通信行业职业技能鉴定中心,计算机通信工程,第一章 计算机网络专业知识,吉林通信行业职业技能鉴定中心,教 学 内 容,自测训练题,吉林通信行业职业技能鉴定中心,第一节 计算机网络原理,第二节 计算机局域网、广域网和Internet,吉林通信行业职业技能鉴定中心,计算机网络计算机通信 计算机网络将处于不同地理位置、能独立运行的多台计算机设备用通信线路连接起来，并配置相应的软件，以达到计算机资源（含计算机硬件、软件和数据）共享目的通信系统。 计算机网络具有信息传递、资源共享、系统可靠性和分布处理的功能。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,第一节 计算机通信网络原理,一、网络的分类,二、网络协议与网络体系结构,三、常见的网络构件,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（1）局域网LAN （LAN）是计算机在比较小的范围内通过通信线路组成的网络。,1、按网络地址范围分类,（2）城域网（MANMetropolitan Area Network）是指局限在一座城市的范围内，覆盖的范围在十几公里至几十公里。,（3）广域网（WANWide Area Network）是指将分布范围在几百公里至几千公里范围内的计算机连接起来的网络，其典型的代表是国际互联网。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（1）总线形网络 网络中所有的点都连接在同一条通信线路上。 特点：是组网简单、费用低廉、不易扩充、网络安全性和稳定性较差。故障诊断和隔离困难。,2、按网络拓扑结构分类,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（2）星形网络 每个计算机站点都通过通信线路与中心计算机相连。 特点：组网简单、易扩充、易监控网络、网络安全性和稳定性较好。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（3）树形网络 计算机网络中每台计算机都仅与一个以上一级计算机相连，但可以与多台下一级计算机相连，该连接方法可以看为总线形网络和星形网络综合的结果。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（4）环形网络 计算机网络中所有计算机首尾相连形成一个封闭的环形，环形网络容易安装和监控，但容量有限且增加新站点较困难。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,在计算机网络中要做到有条不紊的交换、传递数据，就必须遵守一些事先约定好的数据格式、同步问题等，我们把这些在计算机之间实现通信要遵守的有关规则称为计算机网络协议。 网络协议具有层次特性，大多数网络按层（layer）或级（level）的方式组织。,二、网络协议与网络体系结构,吉林通信行业职业技能鉴定中心,网络体系结构 是指计算机网络的各层及协议的集合，也是指计算机网络所应完成的功能集合。 目前的计算机体系结构主要有 OSI体系结构； TCP/IP体系结构；,吉林通信行业职业技能鉴定中心,OSI开放系统互连参考模型,将整个网络的通信功能划分成七个层次，每个层次完成不同的功能。这七层由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,TCP/IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）是指传输控制协议（TCP协议）/网际协议（IP协议）。 TCP/IP协议已成为国际互联网标准协议。 TCP/IP体系结构共有四层。,TCP/IP体系结构,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1、应用层 应用层有着许多著名的协议，如邮件传输协议（SMTP）、文件传输协议（FTP）和远程登陆协议（Telnet）等。 2、运输层 运输层又称主机到主机层协议，该层传输的数据单位是报文（Message）或数据流（Stream），可使用的协议有传输控制协议（TCP）和用户数据协议（UDP）。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,3、网际层 网际层的主要功能是使主机能把数据报文独立传向目标（可能经不同网络），主要协议使网际协议IP，该层传输的是分组（Packet）。 4、网络接口层 该层内容较少，主要是与其他网络的接口协议。TCP/IP协议集如表11所示。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,表11 TCP协议集,吉林通信行业职业技能鉴定中心,TCP协议属于运输层的协议，使用广泛，功能强大，可提供面向连接的、可靠的服务。 数据从应用层以字节流的形式传递给TCP，当字节流积累到足够多的时候，TCP将它们组成报文段，然后再发送。再发送之前TCP先与接收方建立连接。,TCP协议,吉林通信行业职业技能鉴定中心,IP协议是网络的主要协议。 功能是无连接数据报传输、路由选择和差错控制。 数据报是IP协议中传输的数据单元。无连接数据报传输是指在数据报传输前并不与目标端建立连接即可将数据报传输。 路由选择给出一个从源到目标的IP地址序列，要求数据报在传输时严格按制定的路径传输。,IP协议,吉林通信行业职业技能鉴定中心,IP地址（Internet Protocol Address） 用于标识接入国际互联网的每台主机。 由32位二进制表示，采用分段地址方式，将地址分为4段，每段8位，段与段之间用圆点分开。 IP地址的表示法为：用十进制表示每段的值。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,IP地址结构,吉林通信行业职业技能鉴定中心,假若用AAA.BBB.CCC.DDD表示地址 当AAA的取值为1127之间时，代表网络号，表示主机所在的网络为大型网络即A类网，后3段（BBB.CCC.DDD）代表主机号； 当AAA的取值在128191时，表示主机所在的网络为中型网，即B类网，AAA.BBB代表网络号，后两段（CCC.DDD）表示其主机； 当AAA的取值为192223时，表示主机所在的网络为小型网络，即C类网，AAA.BBB.CCC代表网络号，DDD表示主机号。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,表1-2 特殊的IP地址,吉林通信行业职业技能鉴定中心,TCP/IP就是用IP地址来标识源地址和目标地址，但源主机和目标主机却位于某个网络中，故源地址和目标地址都由网络号和主机号组成。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1、网络服务器 是一台功能较强的计算机，一般用高档微型机或专用服务器作为网络服务器。 服务器要求运算速度快、存储容量大，而且要求提供数据保护手段和良好的稳定性、可靠性。是网络高速、稳定的保证。 2、网络工作站 网络工作站一般是指用户直接使用入网的计算机。只要计算机装置有网卡并配置好相应的网络软件就可以入网。,三、常见的网络构件,吉林通信行业职业技能鉴定中心,3、传输介质 常用的传输介质有同轴电缆、双绞线、光缆等。 同轴电缆，早期局域网中使用。常用的同轴电缆主要有75电缆和50电缆两种。 双绞线，目前最常用的介质。常用的双绞线是五类或超五类线。由四对线组成，其中每对由两根带绝缘层的导线以螺旋形绞合在一起，这两条线使用时作一条通信线路。 光缆，光缆纤维作为信号传输介质，传输信号时先把电信号转换成光信号，接收时再把光信号转化为电信号。特点是传输距离远、抗干扰能力强、传输信息量大且信号不失真，但价格较贵，常用于广域网。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,常规双绞线接法,错线双绞线接法,同轴电缆,吉林通信行业职业技能鉴定中心,4、网络设备,（1）网卡（Net Card） 主要功能是并行数据与串行数据的转换、数据包的装配和拆装、网络的存取控制、数据传输和数据传输后的缓存、网络信号的产生等。 （2）集线器（Hub） 作用是将信号再生转发。可以改善网络的管理和维护，提高网络的稳定性和可靠性。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,三种结构： 独立式（Stand alone）： 固定端口配置，扩充时用级连的方法 堆叠式（Stackable）： 固定配置，用堆叠方法进行扩充堆叠连接在一起的HUB在逻辑相当于一台单独的HUB，可统一管理 模块化（Module）： 又称机箱式，由一台带有底板、电源的机箱和若干块多端口的接口卡（线卡）组成。可灵活按需配置，通过插入不同的插卡满足需求（如插入交换卡、路由卡、加密卡等）,吉林通信行业职业技能鉴定中心,用集线器搭建简单的网络,NIC,PC机,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（3）中继器（Repeater） 中继器是最简单的网络互连设备，位于OSI物理层。主要完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。解决同轴电缆信号传输距离的问题，放大信号。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,交换式以太网数据包的目的地址将以太包从源端口送至目的端口，向不同的目的端口 发送以太包时，就可以同时传送这些以太包，达到提高网络实际吞吐量的效果，主要用于连接Hub、Server或分散式主干网。,（4） 网络交换机Switch,吉林通信行业职业技能鉴定中心,共享信道LAN的缺点： 多个站点同时发送会造成冲突； 网络中站点越多，冲突现象越严重； 每个站点的平均拥有带宽为W/n； 解决的方法： 网段分割减少每个网段中站点的数量 网段分割后网络总体带宽增加,吉林通信行业职业技能鉴定中心,实现网段分割的设备网络交换机 网络交换机和网桥属同一类设备，工作在数据链路层上。但网络交换机的端口数多，并且速度快。又称为多端口的高速网桥。 工作原理 构造：端口-地址表、端口缓冲器、交换矩阵 学习源地址（构造端口-地址表） 过滤本网段帧（隔离冲突域） 转发异网段帧（交换） 广播未知帧（寻找目的站点）,吉林通信行业职业技能鉴定中心,使用网络交换机带来的好处 分割冲突（碰撞）域减少了冲突 允许建立多个连接提高了网络总体带宽 减少每个网段中的站点数提高了站点平均拥有带宽 允许全双工连接提高带宽,吉林通信行业职业技能鉴定中心,网桥是连接两个使用相同协议 、传输介质和寻址方式的网络设备，是用于连接两个相同的网络。网桥位于OSI的链路层。,（5）网桥,吉林通信行业职业技能鉴定中心,路由器是用于将局域网与广域网连接设备，它具有判断网络地址和选择传输路径及(传输流量控制)等功能。路由器位于OSI的网络层。,（6） 路由器Router,吉林通信行业职业技能鉴定中心,工作在第三层（网络层）上。 在网络之间转发网络分组。 能够提供按最佳路由转发网络分组。 实现子网隔离，限制广播风暴。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,路由器的结构,控制部件（CPU、RAM、OS） 路由表 协议软件 网络接口（LAN、WAN、CONSOLE）,吉林通信行业职业技能鉴定中心,用路由器进行网络互联,吉林通信行业职业技能鉴定中心,工作原理 采用存储转发的方法： 接收并缓存IP数据分组，提取分组中的目的IP地址，然后查路由表决定转发路径。如果未查到，则丢弃该分组。 交换机也用查表的方法决定转发路径，但交换机的表是“端口-MAC地址”表，存放的是端口与目的MAC地址之间的关系，要用帧中的MAC地址查表； 而路由器中的路由表是“端口-网络地址”表，存放的是端口与目的网络地址之间的关系，故要从分组中提取IP地址，并解析出其中的网络地址部分来查表。,路由表用于存放到达其他网络的路由信息。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,路由表的基本内容,吉林通信行业职业技能鉴定中心,注意： 路由器是根据网络号来转发IP数据包的，所以路由表中存放的是目的网络号，而不是目的主机号。 这样做的优点：路由表小，节省路由器的存储空间，路由表的路由更新速度快。 路由表的维护有两种基本方式： 静态路由由人工预先设置好，只适用于 小型网络 动态路由路由器运行过程中根据网络情 况自动地动态维护,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（7）网关（Gateway） 网关用于完全不同的网络之间的连接。它为网间提供协议转换，使得不同协议的网络可以通过网关相连。网关使用了OSI协议的全部七层。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,网络互连设备的选择 若选择物理层协议作为互连协议，则用中继器、集线器； 若选择数据链路层协议作为互连协议则选择网桥； 若选择网络层协议作为互连协议则选择路由器； 若选择传输层以上的协议作为互连协议则选择网关。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,第二节 局域网、广域网和Internet技术,一、局域网,二、广域网,三、Internet网,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1、局域网的特点 （1）覆盖一个小的地理位置，从一个办公室到一幢大楼，几公里的地理覆盖范围。为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。所有站点之间有较高的传输速率。 （2）局域网是一种通信网络，具有较小的时延和较低的误码率。 （3）各站点之间形成平等关系而不是主从关系。 （4）能进行广播或组播。 城域网（MAN）的地理位置比局域网大，并具有中速度到高速度的通信信道，其误码率和时延一般高于局域网。,一、局域网,吉林通信行业职业技能鉴定中心,2、局域网协议,（1）IPX/SPX协议由IPX和SPX协议组成 IPX是网络层的协议，全称为互联网报文交换协议，它提供无连接的数据报文服务。负责互联网的路由选择和维护网络的逻辑地址。SPX是IPX的扩展。 （2）NetBEUI协议 NetBEUI协议是微软公司开发的运输层协议，是微软网络的基本输入/输出系统的扩充。具有比较小、易于实现、传输快的特点，是目前应用于Windows NT的最快运输层协议。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,3、局域网规划,局域网的组网技术大致可以分为四个阶段： 首先根据具体的网络环境选择网络拓扑结构； 其次选择网卡和传输介质； 再次考虑是否还需要其它网络设备如中继器、集线器、接头等，再制作网线和安装； 最后装入网络操作系统和应用软件。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,吉林通信行业职业技能鉴定中心,广域网由节点交换机以及连接这些交换机的链路组成。节点交换机执行分组存储转发的功能。 广域网与局域网的区别不仅在距离长短，而且从层次上看，局域网使用的协议主要在数据链路层上，而广域网使用的协议主要在网络层上。 局域网通过广域网实现与另一个距离较远的局域网进行通信。,二、广域网,吉林通信行业职业技能鉴定中心,吉林通信行业职业技能鉴定中心,广域网中的核心技术是路由选择，解决分组在各交换机中如何进行转发，即通过哪条通路将数据从源主机传送到要通信的目的主机。 路由器是一种特殊用途的计算机，路由器既属于局域网也属于广域网。 路由器的主要功能如下： 选择转发数据的路径，均衡网络负载； 利用协议本身的流量控制功能控制数据的传输； 具有判断是否具有转发数据分组的功能，对于不该转发的信息进行过滤； 根据局域网的网络地址、协议类型、网间地址、主机地址和数据类型（如电子邮件、文件传输等），把一个大网络划分为若干个路由。,吉林通信行业职业技能鉴定中心,Internet，中文正式译名为因特网，又叫国际互联网。 Internet是一个开放管理、形式自由的网络集合。 Internet的网络资源可以为所有用户共享，同时用户也可以把自己的资源发送到网络中去。 Internet提供了种类繁多的网络服务和不断扩展的网络服务功能。,三、Internet网,吉林通信行业职业技能鉴定中心,自测训练题,吉林通信行业职业技能鉴定中心,1、目前的计算机体系结构主要有OSI, TCP/IP和（ ）三种。 2、网卡安置在计算机内，其主要功能是（ ）与串行数据的转换、数据包的装配和拆装、网络的存取控制、数据传输和数据传输后的缓存、网络信号的产生等。 3、路由器是用于将局域网与广域网连接设备，它具有判断网络地址和选择传输路径及（ ）等功能。 4、广域网由（ ）以及连接这些交换机的（ ）组成。 5、网关用于完全不同的网络之间的连接。它为网间提供（ ），使得使用不同协议的网络可以通过网关相连。 6、（ ）是指局限在一座城市的范围内，覆盖的范围在十几公里至几十公里。 7、（ ）是指将分布范围在几百公里至几千公里范围内的计算机连接起来的网络，其典型的代表是国际互联网。 8、广域网中一个突出的核心技术是（ ），解决分组在各交换机中如何进行转发，即通过哪条通路将数据从源主机传送到要通信的目的主机。 9、常用的同轴电缆主要有（ ）电缆和（ ）电缆两种。 10、网络集线器的作用是将信号（ ），使用集线器可以改善网络的管理和维护，提高网络的稳定性和可靠性。 11、（ ）是计算机在比较小的范围内通过通信线路组成的网络。,一、填空题,吉林通信行业职业技能鉴定中心,二、单项选择题,1、城域网是指局限在一座城市的范围内，覆盖的地理范围在（ ）。 A、十几公里 B、几十公里 C、几百公里 D、十几公里至几十公里内 2、网络中所有的点都连接在同一条通信线路上属于（ ）网络。 A、总线形网络 B、星形网络 C、树形网络 D、环形网络 3、广域网是指将分布范围在（ ）范围内的计算机连接起来的网络，其典型代表是国际互联网。 A、几十公里 B、几百公里 C、几百公里至几千公里 D、几千公里 4、每个计算机站点都通过通信线路与中心计算机相连属于（ ）网络。 A、总线形网络 B、星形网络 C、树形网络 D、环形网络,吉林通信行业职业技能鉴定中心,5、网桥是连接两个使用（ ）、传输介质和寻址方式的网络设备，是用于连接两个相同的网络。 A、相同协议 B、不同协议 C、同一路由 D、相同网络 6、IP地址是指用于标识接入国际互联网的每台主机，它由（ ）位二进制表示，采用分段地址方式，段与段之间用圆点分开。 A、8 B、16 C、32 D、64 7、计算机网络中所有计算机首尾相连形成一个封闭的属于（ ）网络。 A、总线形网络 B、星形网络 C、树形网络 D、环形网络 8、网关使应用不同协议的网络可以通过网关相连，网关使用了OSI协议的全部（ ）。 A、四层 B、五层 C、六层 D、七层 9、计算机网络中每台计算机都仅与一个以上一级计算机相连，但可以与多台下一级计算机相连，该连接方法属于（ ）网络。 A、总线形网络 B、星形网络 C、树形网络 D、环形网络,吉林通信行业职业技能鉴定中心,三、多项选择题,A、总线型网络 B、星型网络 C、树型网络 D、环形网络 2、计算机网络（ ）具有的功能。 A、信息传递 B、资源共享 C、系统可靠性 D、分布处理 3、计算机网络中网络构件包括（ ）等。 A、网络服务器 B、网络工作站 C、传输介质 D、网络设备 4、下面协议中属于传输层协议的是（ ）。 A、 UDP B、 Telnet C、 TCP D、 http 5、网络设备是指网络连接所需的设备或部件，包括（ ）、网桥、路由器和网关等。 A、网卡 B、集线器 C、中继器 D、交换器,吉林通信行业职业技能鉴定中心,6、URL包括（ ），必要时要加端口号码。 A、所用的传输协议 B、服务器名称 C、文件的完整路径名 D、路由器名 7、局域网是一种计算机通信网络，具有（ ）特点。 A、覆盖一个小的地理位置 B、具有较小的时延和较低的误码率 C、各站点之间形成平等关系 D、进行广播或组播 8、计算机网络具有（ ）的功能。 A、信息传递 B、资源共享 C、系统可靠性 D、分布处理 9、下面协议中属于应用层协议的是（ ）。 A、 DNS B、 SMTP C、 FTP D、 ICMP 10、下面协议中属于网络层协议的是（ ）。 A、 Gopher B、 ARP C、 RARP D、 IP,吉林通信行业职业技能鉴定中心,（ ）1、TCP/IP是指传输控制协测网际协议，因两个主要TCP协议和IP协议而得名，它已成为国际互联网与所有网络进行交流的语言，是国际互联网标准连接协议。 （ ）2、网络工作站一般指用户直接使用的入网计算机,现在的网络对入网的计算机没有特殊的要求，一般的计算机都可以入网。只要计算机装置有网卡并配置好相应网络软件就可以入网。 （ ）3、计算机网络中的TCP协议属于运输层的协议，可提供面向连接的、可靠的服务。 （ ）4、OSI开放系统互连参考模型将整个网络的通信功能划分成七个层次，每个层次完成不同的功能。这七层由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。 （ ）5、网络工作