计算思维计算机网络PPT课件.pptx

重庆尼小程教育科技有限公司 计算思维 计算机网络 主讲人 倪伟 2018 8 2019 12 31 1 即时通讯 QQ MSN 论坛灌水 聊天室 直播平台交友 还能使用搜索引擎 电子邮件 博客和微博 视频点播 音视频通话和文件传输和下载 FTP 计算机网络是什么 应用场景 计算机网络 计算机网络 两个关键信息 1 计算机网络是通信技术与计算机技术的结合产物2 数据交换为基础 资源共享为目的 计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的 功能独立的多个计算机系统互连起来 以功能完善的网络软件 即网络通信协议 信息交换方式 网络操作系统等 实现网络中资源共享和信息传递的系统 计算机网络定义 第一代1954年单个主机为中心 面向终端 计算机网络发展史 单个主计算机为中心的网络 Terminal 终端设备 Host 主计算机 联机终端网络缺点 主机负担重 通信费用高 1960年SABRE I联机终端订票系统 计算机网络的雏形 第二代1969年ARPA网 Internet的前身 分组交换多处理中心形成了通信子网和资源子网的网络结构 缺点 对用户不是透明的 计算机网络发展史 多计算机为中心的网络 Terminal 终端设备 Host 主计算机 计算机网络的形成与发展阶段 第三代1974年发布OSI模型 开放系统互联OpenSystemInterconnection 1983年正式批准使用 计算机网络发展史 网络体系结构的形成和网络协议的标准化建立全网统一的通信规则使计算机网络对用户提供透明服务 计算机网络的成熟阶段 第四代Internet的建立 信息高速公路 计算机网络发展史 该阶段始于上世纪80年代末 相继出现了快速以太网 光纤分布式数字接口 FDDI 快速分组交换技术 包括帧中继 ATM 千兆以太网 B ISDN等一系列新型网络技术 这就是高速与综合化计算机网络阶段 计算机网络的继续发展阶段 计算机网络的功能 1 实现计算机系统的资源共享是计算机网络最基本的功能之一 软件共享 硬件共享 局域网打印机 云打印机 网络摄像头 局域网计算机软件或数据共享云盘 视频资源网 计算机网络的功能 2 实现数据信息的快速传递计算机网络是现代通信技术与计算机技术结合的产物 计算机网络的功能 3 提高可靠性 多点备份 计算机网络的功能 3 提高可靠性 多点备份 腾讯云金融两地三中心架构示意图 计算机网络的功能 4 提供负载均衡与分布式处理能力在全球多个地方放置相同内容的服务器 就近访问 1 按计算机网络的覆盖范围由于网络覆盖范围和计算机之间互连距离不同 采用的网络结构和传输技术也不同 因而形成不同的计算机网络 一般可以分为局域网 LAN 城域网 MAN 广域网 WAN 三类 计算机网络的分类 15 计算机网络的分类 1 按计算机网络的覆盖范围 因特网是最大的广域网万维网是因特网的一种服务广域网 因特网 万维网 16 计算机网络的分类 2 按交换方式可分为线路交换网络 CircurtSwitching 报文交换网络 MessageSwitching 和分组交换网络 PacketSwitching 3 按网络拓扑结构可分为星形拓扑 总线形拓扑 环形拓扑 树形拓扑 网状结构 蜂窝 混合型结构等 家庭多采用星形拓扑 17 计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的 1 网络软件主要包括网络通信协议 网络操作系统和各类网络应用系统 1 服务器操作系统网络操作系统 NOS 是多任务 多用户的操作系统 安装在网络服务器上 提供网络操作的基本环境 计算机网络的系统组成 NovellNetware 2 工作站操作系统 3 网络通信协议 4 设备驱动程序 网卡驱动程序 5 网络管理系统软件 6 网络安全软件 防火墙软件 7 网络应用软件 网络浏览器软件 计算机网络的系统组成 1 网络软件主要包括网络通信协议 网络操作系统和各类网络应用系统 计算机网络的系统组成 2 网络硬件系统是指构成计算机网络的硬件设备 包括各种计算机系统 终端及通信设备 常见的网络硬件有 1 主机系统 服务器和工作站服务器 工作站 计算机网络的系统组成 2 终端 termination 网络与最终用户接触用以实现网络应用的各种设备 3 传输介质 是指在网络中传输信息的载体 常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类 有线传输介质 双绞线 同轴电缆 光纤 计算机网络的系统组成 无线传输介质 蓝牙 目前可用于通信的电磁波频谱有无线电波 红外 可见光等 WIFI 红外 ZigBee RFID 计算机网络的系统组成 4 网络适配器 网卡 网卡通过总线与计算机设备接口相连 另一方面又通过电缆接口与网络传输媒介相连 5 调制解调器 Modem 俗称猫 一种通过公用电话网连接计算机的设备 实现模拟信号和数字信号的转换 计算机通过公用电话网 有线电视网连接互联网一般都需要用到Modem 电话网 Modem Modem 模拟信号 数字信号 数字信号 将数字信息转换成模拟形式称调制将模拟形式转换回数字信息称解调 计算机网络的系统组成 5 调制解调器 Modem 俗称猫 计算机网络的系统组成 电信光猫 6 交换机 计算机网络的系统组成 交换机是局域网的重要设备 最常见的交换机是以太网交换机 工业交换机 家用交换机 2019 12 31 27 7 路由器 计算机网络的系统组成 连接多个网络或网段的网络设备 在OSI模型的网络层上实现互连 不同网络之间数据格式转换和转发维护和更新路由表寻找一条最佳传输路径网络控制和管理 工业路由器 7 路由器 计算机网络的系统组成 家用路由器 网桥 中继器 网关 集线器略 计算机网络的系统组成 家庭网络拓扑 简单的公司网络拓扑 谢谢 重庆尼小程教育科技有限公司QQ群 399322606 尼可 2019 12 31 33 重庆尼小程教育科技有限公司 计算思维 计算机网络 主讲人 倪伟 2018 8 2019 12 31 34 计算机网络 蜘蛛网交通网络电力网络水利网络城市下水道管网物流网络 生活中的网络 复杂的城市交通 铁路中心 交通网络 路如何设计 38 活动描述 一座还未铺上道路的城市 在下雨之后道路变得泥泞 无法走路 需要铺设道路 但要满足两个条件 1 必须铺设足够的道路 让每个人都能从他的家里沿着铺好的道路到达别人的房子 2 所花费的经费越少越好 假如你是市长 经费有限 请用最少费用将将房子连接起来 泥泞城市铺路 问题 39 假设一这座城市仅有3栋房子和3条路 为了连接所有的房子 且要使用最少的石砖 哪些道路是必须铺砖的 在两栋房子之间的道路上铺上的石砖数代表了铺路所需要的费用 泥泞城市铺路 问题 40 假设一这座城市仅有3栋房子和3条路 为了连接所有的房子 且要使用最少的石砖 哪些道路是必须铺砖的 在两栋房子之间的道路上铺上的石砖数代表了铺路所需要的费用 泥泞城市铺路 问题 41 提示 若有循环路线则不是最优 假设二现在有5栋房子和7条路 为了连接所有的房子 且要使用最少的石砖 哪些道路是必须铺砖的 在两栋房子之间的道路上铺上的石砖数代表了铺路所需要的费用 泥泞城市铺路 问题 42 假设二可能铺设的情况如图两种 泥泞城市铺路 问题 1 2 43 使用最少的标记找到连接全部房子的最佳路径 更复杂的城市 44 刚才的活动设计了路径总和最短的网络 被称为最小生成树问题 最小 要求拥有最少的石砖总数 网络连接的总长度 生成树 每一栋房子和另外一栋连接起来 最终得到的连接形状像一颗树 若从任一栋房子出发 都会有一条或多条路从这里分叉 而分叉后的分支稍后又会有其他分支 但是两条分支永远无法回指或相交 最小生成树问题 45 城市中的道路问题可以抽象为计算机科学里的 图 gragh 图是由若干给定的点及连接两点的线所构成的图形 这种图形通常用来描述某些事物之间的某种特定关系 用点代表事物 用连接两点的线表示相应两个事物间具有这种关系 在图中 活动中圆圈代表的房子称为 节点 node 节点之间的道路称为 线 line 线上的数字称为 权值 weight 图 46 算法实现过程 1 将图中所有的边的长度排序 选择当前最短的边AD 权值5 kruskal算法 克鲁斯卡尔算法 一种求加权连通图的最小生成树的算法 2 在剩下的边中找到CE 权值也是5 47 算法实现过程 3 依次类推找到6 7 7 kruskal算法 克鲁斯卡尔算法 4 排除BC EF 尽管权值为8 最后连通EG prim算法 普里姆算法 也是最小生成树的算法之一 48 路由器 Router 是互联网络的枢纽 交通警察 工作在网络层 计算机网络中路由选择 局域网 因特网 错综复杂的网络结构 路由器如何选择路由 路由是指路由器从一个接口上收到数据包 根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程 如何寻路 49 路由算法是路由选择的核心 按照网络的通信量或拓扑自适应调整变化来划分 计算机网络中路由选择 静态路由 由网络管理员在路由器上手工添加路由信息来实现路由 动态路由 根据网络结构或流量的变化 路由协议会自动调整路由信息来实现路由 50 动态路由一般有以跳数为衡量标准距离矢量路由协议 RIP 链路状态路由协议 OSPF等