大学计算机网络技术应用-杨继-大学教学资料课件PPT
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大学计算机网络技术应用-杨继-大学教学资料课件PPT,大学计算机,网络技术,应用,利用,运用,大学,教学,资料,课件,ppt
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计算机网络技术 应用教程,杨 继 主 编,中国水利水电出版社,21世纪高等院校规划教材,课程设置 总学时44理论16实验 总成绩70试卷30平时 要求 教材简介,目 录,第一章 计算机网络概述 第二章 局域网技术 第三章 Internet基础知识与应用 第四章 Internet服务及网站组建 第五章 Internet常用软件 第六章 网页设计基础 第七章 计算机网络安全 第八章 实验指导,本章要点： 计算机网络的基本概念与各阶段发展的特点 计算机网络的组成和功能 计算机网络的拓扑结构及工作模式 计算机网络体系结构的基本概念，OSI参考模型 数据通信的概念和数据交换技术,计算机网络是计算机技术与现代通信技术相结合的产物。随着计算机技术的高速发展，计算机应用日益普及，计算机技术尤其是网络技术正在对人类经济生活、社会生活等各方面产生巨大的影响。电子商务、网上银行、远程教育等与人们的联系越来越紧密。有理由相信，在不远的将来，人们将过上真正意义上的数字化生活。掌握计算机及网络的基础知识，已经成为人们通向成功所必备的基本素质。,计算机网络的定义,定义,计算机网络是将分散在不同物理位置具有独立功能的计算机系统，利用通信设备和线路相互连接起来，在网络协议和软件的支持下进行数据通信，实现资源共享的计算机系统的集合。,理解计算机网络定义,理解网络定义需要注意的问题 两台或两台以上且具有独立的“自治计算机” 网络协议是基础（TCP/IP协议族） 联网的目的：数据通信和实现资源共享,计算机网络的发展各个阶段,50年代 计算机-终端,多机系统,第一代计算机网络具有通信功能的单机系统,典型代表ARPANET,第二代计算机网络共享资源的计算机网络,20世纪 60年代,计算机网络的发展各个阶段,70年代中期 局域网,第三代计算机网络标准化的计算机网络,OSI 七层模型,1984年，ISO正式颁布了一个开放系统互连参考模型，简称OSI/RM或OSI。该模型被公认为是新一代计算机网络体系结构的基础，对网络理论体系的形成与网络技术的发展起到了重要的作用。,计算机网络的发展各个阶段,第四代计算机网络国际化 计 算 机 网络,特点：互联、高速和更为广泛的应用,ARPAnet,TCP/IP,NSFnet,是Internet的 一个里程碑,80年代局域网迅速发展,计算机网络的发展各个阶段,计算机网络的发展趋势,三网合一,有线电视网络,电信网络,计算机网络,发展走向,基于TCP/IP,Anyone,Anywhere,Anytime,Anyinformation,5A世界,AnyMedia,计算机网络的组成,一个典型的计算机网络是由:,计算机系统,数据通信系统,网络软件及协议,计算机网络,计算机系统主要完成： 数据信息的收集、存储、处理等任务，并提供各种网络资源。,计算机系统根据网络中的用途可分为： 服务器和工作站,负责数据处理和网络控制,是负责用户进行网络操作和进行人机交互的工具,计算机网络的组成计算机系统,数据通信系统的组成:,计算机网络的组成数据通信系统,通信控制处理机,负责主机与网络的信息传输控制。 具体功能：线路传输控制、差错检测与恢复、代码转换以及数据帧的装配和拆装等,网络协议,网络应用软件,网络服务器软件,网络管理软件,网络操作系统,负责整个网络的软硬件资源管理、网络通信和任务的调度，并提供用户和网络之间的接口。如：UNIX、WindowNT/2000、NetWare等。,计算机网络的组成网络软件,网络协议,网络应用软件,网络服务器软件,网络管理软件,网络操作系统,能够进行对网络节点的网络配置，对网络信息的收集、管理等工作，以保障网络可靠、正常运行。如：网吧收费系统。,计算机网络的组成网络软件,网络协议,网络应用软件,网络服务器软件,网络管理软件,网络操作系统,运行于特定的操作系统之下，提供网络服务的软件。如：IIS提供www服务、ftp服务和smtp服务。,计算机网络的组成网络软件,网络协议,网络应用软件,网络服务器软件,网络管理软件,网络操作系统,能够与服务器进行通信，直接为用户提供网络服务的软件。如：IE浏览器、CuteFTP等。,计算机网络的组成网络软件,网络协议,网络应用软件,网络服务器软件,网络管理软件,网络操作系统,是网络中数据通信和资源共享的一组规则和约定,由三个部分组成：语法、语义、和同步。,计算机网络的组成网络软件,计算机网络的逻辑组成,负责数据处理、向网络用户提供各种网络资源、各种网络服务等,负责全网的数据传输和转发等。,给你发E-mail,计算机网络的功能,打印文件mail,共享资源,数据通信,分布处理,我的东西 丢失了！,提高计算机 可靠性,没关系！,均衡负载,计算机网络与分布式计算机系统的区别,分布式计算机系统,应用程序 #1：从服务器读文件 #2：数学计算 #3：修改数据库 #4：打印,#3,打印服务器,文件服务器,#1,#2,打印机,数据库,定义：分布式操作系统以全局方式管理系统资源，它能自动地为用户调度所需资源。多个互连的计算机系统对用户来说是“透明”的。,相同点：都是建立在计算机网络之上的，有相同的物理结构； 不同点：结构、工作方式以及功能是不同的。 网：要求用户在使用网络资源时，必须首 先了解网络资源的分布情况。 分：以全局方式管理系统资源，它能自动地为用户调度所需资源,计算机网络与分布式计算机系统的区别,采用局域网，传输速率较高，误码率较低。组网方便，技术简单。,传输距离远，传输速率较低，误码率较高。机制复杂。,按地理覆盖范围分类,INTERNET,按网络拓扑结构分类,总线型,树型,星型,环型,拓扑结构是指网络的通信线路与各站点之间的几何排列形式。,按网络拓扑结构分类,网状结构,按其它分类,按服务提供方式分类 对等网（不使用专用的服务器，各站点既是网络服务器又是工作站） 客户端/服务器网络（至少要有一台专用服务器来管理和控制网络的运行。 按协议分类 以太网（采用的介质访问是CSMA/CD,符合IEEE802.3协议） 令牌环网（缺点：环维护复杂，实现较困难） 令牌总线网(访问延迟确定，适用于重负载环境，支持优先级服务) 按通信介质分类 有线网（同轴电缆、双绞线、光缆等） 无线网（卫星、微波、激光等） 按网络的传输速率分类 10M 100M 1000M,1.4 计算机 网络工作模式,C/S网络结构,定义：具有服务器和客户机的网络被称为C/S网。负责网络运行管理、控制以及提供某些网络服务的计算机称为服务器，而其上的程序称为服务器程序；网络中其他计算机我们称为客户机，其上的程序为客户程序。 服务器的功能：文件共享、安全控制、用户管理、访问权限设置、身份验证、资源调度、打印机服务器管理以及提供其它网络服务。,Client/Server网络常用的操作系统： Windows NT Server Windows 2000Server NetWare Linux Unix Client/Server网的特点： 使网络系统更稳定 信息管理更强 能减轻单个主机的负载 信息访问更加方便灵活 使网络管理更加规范和便利 只适用于局域网 客户端需要安装专用的客户端软件,1.4 计算机 网络工作模式,C/S网络结构,1.4 计算机 网络工作模式,B/S网络结构,B/S结构（Brower/Server）即浏览器/服务器模式客户机上只要安装一个浏览器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer，服务器安装Oracle、Sybase、Informix或SQL Server等数据库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。 在B/S结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现,Internet,浏览器,WWW服务器,1.4 计算机 网络工作模式,B/S网络结构,优点,不用安装任何专门的软件,系统的扩展非常容易,可以在线申请,1.4 计算机 网络工作模式,对等式网络结构,对等网的定义： 所谓对”等网”就是网络中的每一台计算机在提供 和访问网络资源、进行信息交换等方面，它们的地位都是平等的，没有主从之分。 它们都在平等地为其他网络用户提供着自己可以用来共享的资源，也都平等地享受着网络用户所提供的资源。 简单地说：对等网就是不需要专用服务器的网，对等网中的每一台计算机可以同时是客户机和服务器。 对等网的特点： 对等网的优势：组建较容易、组网成本低、不需要专门的网络操作系统、易于维护和管理。 对等网的缺点：网络服务与管理繁重、数据的保密性差、不能适应大范围、大流量的信息交换及对数据信息保密性需要比较高的场合、增加了网络用户查找数据信息的难度、共享资源依赖多台计算机。,计算机网络的体系结构,1、计算机网络协议：为数据交换而制定的规则、约定和标准。,1.5计算机网络 的体系结构,出错了， 请重发！,喂，请用中文, 慢一点！,打印文件mail,发E-mail,语 法,信息种类及动作和响应,语义,时 序,数据与信息的结构与格式,事件实现顺序,协议三要素,计算机网络的体系结构,2、网络体系结构 我们把网络协议以及各层功能和相邻层接口协议规范的集合称为计算机网络体系结构。,大、难问题,1,2,3,4,多个小的、简单的问题在计算机网络中称为层次，层次体现在“分而治之”。,1,2,提交 结果,把前一问题向后一小问题提交处理结果的交接点称为“接口”或定义为同一节点内相邻层之间交换信息的结合点。,1.5计算机网络 的体系结构,划分层次结构要遵循5个原则,1、每个功能层都有自己的通信协议规范，这些协议有着相对独立性，其自身的修改不会影响其他层次的协议。 2、层次之间的接口必须清晰，上下层之间有协议规范，跨越借口的信息要尽量少。 3、两主机间建立在同等称之间的通信会话应该有相同的协议规范。 4、n层通过接口向n-1层提出请求，n-1层通过接口向n层提供服务。 5、层数应适中，一般为47层。,1.5计算机网络 的体系结构,OSI参考模型,传输介质,比特流,帧,报文包,报文,报文,报文,1.5 计算机网络 的体系结构,报文,主机A,主机B,将整个网络的通信功能划分为7个层次,1.5 计算机网络 的体系结构,物理层是最底层，是提供网内两系统间的物理接口，利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的传输。,是OSI模型的第2层，它把物理层提供的数据打包成帧，并负责帧在计算机之间的无差错传递。,是OSI模型的第3层，它主要工作是将数据分成一定长度的分组（或称包），并通过路由选择算法，为分组选择最适当的路径。主要功能包括：路由选择、拥塞控制和网络互连等。,是OSI模型的第4层，从该层起向上均称为“高层协议”，它们所使用的数据单位统称为报文。该层为主机间提供端到端的传输服务，透明的传送报文。,是OSI模型的第5层，它是面向信息处理的OSI高层和面向数据通信的OSI底层的接口。主要任务是维护节点之间两个进程间的通信，并对数据传输进行管理。,是OSI模型的第6层，又称表达层，它主要为应用进程之间传送的信息提供表示方式的服务，主要包括数据格式变换、数据加密与解密等,它是OSI模型的第7层，直接面向用户，是计算机网络与最终用户的接口。 负责两个应用进程之间的通信，提供网络应用服务。,通信子网,资源子网,衔接作用,OSI参考模型,1.5 计算机网络 的体系结构,OSI参考模型中数据的传输过程,控制报头,数据通信基础,1.6.1 数据通信的概念 1.信息、数据与信号 信息：是人们对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识。如：文字、图形、声音等。 数据：是把事件的某些属性规范化后的表现形式，是装载信息的实体，信息是数据的内在含义或解释。 信号：是数据的具体物理表现，有着确定的物理描述。如：电压、磁场强度等。其分模拟和数字两种信号。 2.数据通信的定义 数据通信：就是把数据以信号的形式从一处（发送端）传送到另一处（接收端）的过程。 三要素：信源、通信信道和信宿。信源是信息的发源地；通信信道是信息传输过程中承载信息的传输媒体；信宿是接收信息的目的地。,1.6数据 通信基础,数据通信举例,声音,A/D,D/A,电话系统,数据,信号,传输,信号,数据,信源,信宿,通信信道,数据通信基础,1.6数据 通信基础,1.有线信道： 双绞线（局域网中双绞线最大传输距离是100m） 由若干对螺旋结构排列的有绝缘保护的铜导线组成。一对线可以作为一条通信线路，各线对排列目的是使电磁干扰小。,通信信道,1.6 数据 通信基础,通信信道,1.6 数据 通信基础,分为屏蔽(STP)和非屏蔽(UTP)两种 标准：TIA/EIA568 UTP的类别 1类（2对，20kb/s） 2类（4对，4Mb/s） 3类（4对，10Mb/s） 4类（ 4对，16Mb/s） 5类（4对，100Mb/s） 超5类（ 4对，155Mb/s） 6类（4对，200Mb/s） 7类 特点 抗干扰性能弱于基带同轴电缆，通信距离也有限制 布线容易，良好的性价比，使其广泛用于局域网中,1.有线信道： 同轴电缆： 由内外两个导体组成，内导体是一根实心铜线，用于传输信号，外导体被织成网状，主要用于屏蔽电磁干扰和辐射；分粗缆和细缆，粗缆传输距离远，一般为500m，细缆的传输距离近，一般为185m。,通信信道,1.6 数据 通信基础,1.有线信道： 光纤： 全称光导纤维，是当前网络传输介质中性能最好、应用前途最广的一种。直径为50100m的柔软而能传导光导光波的介质。特点是频带极宽、传输速率高、抗干扰能力强等。分单模和多模两种，单模是指光纤的光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单光线传输；多模是指光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光线传输。,通信信道,1.6 数据 通信基础,2.无线信道： 微波信道： 频率在100MHz10GHz的信号叫微波信号，对应波长在3cm3m之间。特点是：只能进行视距传输，传输质量比较稳定。,通信信道,1.6 数据 通信基础,2.无线信道： 红外线和激光信道： 和微波一样有很强的方向性，不同之处是红外线和激光通信把要传输的信号转换为红外线信号和激光信号，直接在空间传播。,通信信道,1.6 数据 通信基础,2.无线信道： 卫星信道： 以人造地球卫星为微波中继站，属于散射式通信，是微波信道的特殊形式。 特点：覆盖范围广、带宽宽、容量大、传输距离远、不受地理条件的限制、可进行多址通信和移动通信等优点，但投资大，传播延时时间长。,通信信道,1.6 数据 通信基础,1.数据传输率：指的是单位时间内在传输介质上所传送的数据量。 2.信道容量：指信道能够传输信息的最大能力，以每秒钟能传输的比特数为单位，表示为b/s。 3.误码率：是衡量数据传输系统在正常工作状态下，传输可靠性的指标。它的定义是：码元（二进制位）被传输出错的概率。,1.6.3 数据通信的主要指标,1.6 数据 通信基础,按照字节使用的信道数分： 串行通信: 将表示字符的8位二进制数，按照从低到高的顺序，依次传输。传输过程中，收发双方只需建立一条通信信道。特点是传输速率较低，但造价便宜，适用于远距离传输。 并行通信： 将8位二进制术通过8条 通信信道同时传送的方式。 特点是传输速率高，但造价 高。,1.6.4 数据传输方式,1.6 数据 通信基础,按照通信信号的传输方向与时间的关系分： 单工: 半双工 全工 按照数据在通信信道上是否经过了调制变形处理分： 基带传输：在数字通信信道上直接传送基带信号的方法。 基带信号：在数据通信中，表示计算机中的二进制比特序列的数字信号是典型的矩形脉冲信号。人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基本频带，这种矩形脉冲信号就称基带信号。 频带传输：就是指将数字信号变换成一定频率范围内的模拟信号，在某一频带内传送的方式。,1.6.4 数据传输方式,1.6 数据 通信基础,多路复用技术：在一条物理通信线路上建立多条通信信道的技术。,1.6.5 多路复用技术,1.6 数据 通信基础,多 路 转 换 器,多 路 转 换 器,一条线路多个信道,1.6.5 多路复用技术,1.6 数据 通信基础,频分多路复用(FDM)：将信道的可用频带划分为若干个互不重叠的频带。多用于连续的模拟信号传输。,多 路 复 用 器,多 路 解 复 用 器,数据1 数据2 数据3 数据4,数据1 数据2 数据3 数据4,f1 f2 f3 f4,信道带宽f,信道频谱,模拟 信道,1.6.5 多路复用技术,1.6 数据 通信基础,时分多路复用：以信道传输时间作为分割对象，将物理信道按时间分成若干互不重叠的时间片。多用于时间离散的数字信号传输。,多 路 复 用 器,多 路 解 复 用 器,数据1 数据2 数据3 数据4,数据1 数据2 数据3 数据4,t1 t2 t3 t4,信号的帧,数字 信道,01010011,11000110,11110000,01010000,时间 t,电路交换：通过网络中的节点，在两个终端之间建立一条专用的通信线路。 报文交换：信息的交换是以报文（message）为单位的，通信的双方之间无须建立专用通道。 分组交换：将用户的大报文分割成若干个具有固定长度的报文分组（称为包，packet）。以报文分组为单位，在网络中按照类似于流水线的方式进行传输，从而可以使各个交换器处于并行操作状态，很显然，这样一来便可以大大缩短报文的传输时间。 高速交换：ATM（异步传输模式）和同步光纤网结合，实现高速、宽带、综合业务的B-ISDN（宽带综合业务数字网）。,1.6.6 数据交换技术,1.6 数据 通信基础,电路交换举例,A,E,F,C,D,B,a,a,a,a,a,独占信道,S
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