计算机网络第一章概述1ppt课件

教师个人介绍,姓名 ：杨文元 办公室：励志楼 206 TelQQ:539869678,计算机网络（第六版）,谢希仁 编著,成绩评定方法,70期末考试 + 30平时 = 总成绩,理论课考勤5 ：迟到3分钟扣1分， 15分钟以上扣2分 作业10：1次没按时完成上交扣2分 实验(考勤、报告)15 ：1次没按时完成上交扣2分,平时成绩,实验简介（七个实验）,实验一：网线制作 Windows server 2000下的： 实验二：基本操作设置(IP地址、资源共享) 实验三：域服务器 实验四：DHCP服务器 实验五：DNS服务器 实验六：软路由 实验七：IIS服务器、FTP服务器,基本常用图例,交换机,计算机(PC),路由器,因特网,课程 的 任务、目的、基本要求,了解 计算机网络 的 基本概念 掌握 计算机网络 各层协议 的 基本工作原理及其 采用的技术 对典型计算机网络 特点和具体实现有基本印象 为 以后 计算机网络及其应用 的 专题学习 和 研究 打下 基础,第一章,概述 P1P16,1.1 计算机网络的作用,21世纪的一些重要特征：数字化、网络化、信息化 21世纪 是 - 信息时代 实现 信息化 必须 依靠 的是完善的 网络 网络 现已成为： 网络 是指 “三网”：,以 网络 为 核心 的,信息社会 的 命脉 发展知识经济 的 重要基础,电信 网络 有线电视 网络 计算机 网络,1.1 计算机网络的作用,发展最快 并起到 核心作用 的是 计算机网络 20 世纪 90 年代以后，以 因特网 为代表的 计算机网络 得到了 飞速发展。 因特网 已从 最初的 教育科研网络 逐步发展成为 商业网络。 成为 仅次 于 全球电话网 的世界 第二大网络 网络融合：随着技术的发展，电信网络 和 有线电视网络 逐渐 融入 现代计算机网络 的技术,三网融合,1.1 计算机网络的作用,计算机网络向 用户 提供的 2个 最重要 功能： 连通性 (好像用户的计算机都可以彼此直接连通一样) 共享 (信息共享、软件共享、硬件共享), 计算机网络 使 上网用户 之间,都可以 交换信息。, 即 资源共享。,1.2因特网概述 1.2.1 网络的网络 1.2.2 因特网发展的三个阶段 1.2.3 因特网的标准化工作,20 世纪 90 年代以后，以 因特网 为代表的 计算机网络 得到了 飞速发展。 （1.1节）,1.2.1 网络的网络,基本概念： 什么是 “ 网络 ” 什么是 “ 互联网 ” 什么是 “ 因特网 ”,1.2.1 网络的网络,基本概念： 什么是“ 网络 ” 本书中的 网络，指的是 计算机网络 网络：由若干结点和连接这些结点的链路组成 结点：可以是计算机，也可以是交换机、路由器、集线器 等网络设备 链路：点到点的物理线路段，中间没有任何其它的结点 (补充),1.2.1 网络的网络,基本概念： 什么是“ 互联网 ” 网络 和 网络 可以 通过 路由器 互连 起来 互联网 可 泛指 由多个计算机网络 相互连接而成 一个 大型网络（1.2.2） 计算机网络 的 代表 是 因特网 互联网 是 网络的网络,1.2.1 网络的网络,基本概念： 什么是“ 因特网 ” 世界上 最大 的 互联网络 常常用一朵云来表示 主机：习惯上称呼 连接 在 因特网上 的 计算机,1.2.1 网络的网络,互联网 因特网 区别 以小写字母 i 开始的 internet（互联网 或互连网），是一个 通用名词 它泛指由多个 计算机网络 互连而成的 网络 以大写字母 I 开始的的 Internet（因特网)是一个专用名词 当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族 作为 通信的规则，前身是美国的阿帕网 (ARPANET)。,1.2.1 网络的网络,概念总结 网络 把 许多 计算机 连接 在一起 因特网 把 许多 网络 连接 在一起 本书中的 网络，指的是 计算机网络 网络互连 并非 将计算机 简单的在 物理上连接 隐含表示，这些 计算机 上已 安装 相应软件，才可使得计算机之间可通过网络交换信息。,1.2.2 因特网发展3阶段,第一阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。 第二阶段：特点是建成了三级结构的因特网。 第三阶段：特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。,1.2.2 因特网发展3阶段,第一阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。 1969创建的ARPANET起初是单个的网络。 20世纪70年代，单独的网络无法满足所有通信问题。 1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。,这使得 所有使用TCP/IP协议的计算,机都可利用互联网相互通信。,（ 1983 年作为因特网的诞生时间）,（开始 研究 网络互联 问题）,1.2.2 因特网发展3阶段,第二阶段：特点是建成了三级结构的因特网。 1985年起，美国国家科学基金会NSF围绕6个大型计算机中心建设计算机网络。 范围：覆盖全美主要大学和研究所。 由美国政府资助。 三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。,主机到主机的通信可能要经过多种网络。,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,1.2.2 因特网发展3阶段,1.2.2 因特网发展3阶段,第二阶段 第三阶段 之间 许多大公司接入因特网，通信量剧增。 现有因特网无法满足需求 美国政府 将 因特网主干网 转交 私人公司经营,1.2.2 因特网发展3阶段,第三阶段：特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。 1993年开始，NSFNET逐渐被若干商用因特网主干网替代。 ISP：因特网服务提供者 (因特网服务提供商) IP地址管理机构将一批IP地址有偿分配给ISP,1.2.2 因特网发展3阶段,第三阶段：特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。 根据提供服务的覆盖面积、IP地址的数目，ISP分为不同的层次（主干、地区、本地ISP）,大公司,公司,本地 ISP,A,B,主机A 本地 ISP 地区 ISP 主干 ISP 地区 ISP 本地 ISP 主机B,本地 ISP,主干 ISP,本地 ISP,本地 ISP,地区 ISP,主干 ISP,主干 ISP,地区 ISP,地区 ISP,地区 ISP,本地 ISP,本地 ISP,IXP,本地 ISP,校园网,校园网,三层 ISP 结构的因特网的概念示意图,IXP：因特网交换点,1.2.2 因特网发展3阶段,第三阶段：特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。 20世纪90年代 万维网WWW 被开发 后 广泛使用在 因特网 上。 大大方便了非网络专业人员对网络的使用，成为因特网指数级增长的主要驱动力。,1.2.2 因特网发展3阶段,第三阶段：特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。,1.2.2 因特网发展3阶段,第三阶段：特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。 现有因特网存在技术、功能上的不足，且用户数量猛增，现有因特网不堪重负。 1996年美国的NGI计划（下一代因特网计划）,1.3,1.3 因特网的组成,从 因特网的 工作方式 上看 可划分为 两大块： 边缘部分（资源子网） 由 所有连接 在 因特网上 的 主机 组成。 由用户直接使用，用来进行通信（传送数据、音频、视频）和资源共享。 核心部分（通信子网） 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。 为边缘部分提供服务（提供 连通性 和 交换）,1.3 因特网的组成,因特网的核心部分,因特网的边缘部分,主机,网络,路由器,1.3.1 因特网的边缘部分,处在因特网边缘的部分 就是 连接在因特网上的所有的主机（这些主机又称为端系统） “主机 A 和主机 B 进行通信” 实际上是指：“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。 即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。,简称为“计算机之间通信”,在网络边缘 的 端系统 中 运行的 程序之间 的 通信,1.3.1 因特网的边缘部分,在网络边缘 的 端系统 中 运行的程序之间 的 通信方式 通常 可划分为 两大类： 客户服务器方式 （C/S 方式） 对等方式 （P2P 方式）,1.3.1 因特网的边缘部分,客户服务器方式 （C/S 方式） 客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。 客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。,运行 客户 程序,网络边缘,网络核心,运行 服务器 程序,A,B,客户,服务器,客户 A 向服务器 B 发出请求服务， 而服务器 B 向客户 A 提供服务。,1.3.1 因特网的边缘部分,对等方式 （P2P 方式） 对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。 只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P 软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。 本质上看仍然是使用客户服务器方式 eg:双方都可下载对方已经存储在硬盘中的共享文档,1.3.2 因特网的核心部分,网络核心部分是因特网中最复杂的部分。 网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信。 在网络核心部分起特殊作用的是路由器 路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能,电路交换,两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来,电路交换,5 部电话机两两相连，需 10 对电线 N 部电话机两两相连，需 N(N 1)/2 对电线。,电路交换,当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务,交换机,电路交换,“交换”的含义 在这里，“交换”(switching)的含义就是转接：把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。 从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。,电路交换,电路交换 的 特点 电路交换必定是面向连接的。 电路交换 的 三个阶段： 建立连接 通信 释放连接,电路交换,A 和 B 通话经过四个交换机 通话在 A 到 B 的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,电路交换,C 和 D 通话只经过一个本地交换机 通话在 C 到 D 的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,电路交换,计算机数据具有突发性 电路交换 传送 计算机数据 效率低,分组交换,分组交换 采用 储存转发 通常将要发送的整块数据 称为 报文 在发送端，先把较长的 报文 划分 成 较短的、固定长度 的 数据段。 每一个数据段 前面 加上 首部 构成 “ 分组 ”,分组交换,数 据,数 据,数 据,首部,首部,首部,分组交换,分组交换网 以 “分组” 作为 数据传输单元。 依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。,分组交换,每一个分组的 首部 都含有 地址 等 控制信息。 分组交换网中的结点交换机 根据 收到的分组 首部中的 地址信息，把分组 转发 到下一个结点交换机。 用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。,分组交换,接收端 收到 分组后 ，剥去 首部 还原 成 报文,数 据,首部,数 据,首部,数 据,首部,收到的数据：,分组交换,这样，在 接收端 把 收到的数据 恢复 成为 原来的报文。 这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。,因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。 在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。 主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的。,1.3.2 因特网的核心部分,分组交换的优点： 高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组。 可靠 保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。,1.3.2 因特网的核心部分,存储转发 原理 并非 完全 新 的 概念 ： 在 20 世纪 40 年代，