第三章网络与通信.ppt

第三章网络与通信 第三章网络与通信 数据通信基础 通信 信息的传递 由一地向另一地进行信息的传输与交换数据 信息的外在表现形式 即信息的载体计算机数据的表现形式 二进制代码数据通信 不同计算机之间传送表示字母 数字 符号的二进制代码0 1比特序列的过程 数据通信基础 数据表现形式 模拟数据和数字数据模拟数据 Analogsignals 取值连续变化数字数据 Digitalsignals 数字数据的取值只有在有限个离散的点上取值数据通信方式 模拟通信 数字通信 数字数据 调制 解调 模拟数据 数字数据 数据通信基础 传输方式并行传输 串行传输 以成组形式多条并行信道传输速度快 不用检错适合短距离通信 以串行形式一条信道需要检错适合长距离通信 数据通信基础 数据通信按照信号传送方向与时间的关系 分为三种通信方式单工通信方式信号只能沿一个方向传输发送的只能发送 接收的只能接收 数据通信基础 数据通信方式半双工通信方式具有双向通信的能力任意时刻 信息只能单向传输 可切换方向的单工通信 数据通信基础 数据通信方式全双工通信方式可同时双向通信需要两个信道传送信号 数据通信基础 通路连接模式 数据交换技术数据经编码后在通信线路上进行传输 按数据传送技术划分可分为电路交换报文交换分组交换 电路交换 又称为线路交换 建立连接 数据传输 释放连接 电路交换 特点 数据传送前必须先设置一条专用通路 在线路释放前 通路具有独占性 优点 数据传输可靠 迅速 数据不会丢失且保持原来的序列缺点 在某些情况下 电路空闲时的信道容易被浪费 在短时间数据传输时电路建立和拆除所用的时间得不偿失 报文交换 又称信息交换 其数据传输单位是报文 报文就是站点一次性要发送的数据块 其长度不限且可变 当一个站要发送报文时 它将一个目的地址附加到报文上 网络节点根据报文上的目的地址信息 把报文发送到下一个节点 一直逐个节点地转送到目的节点 报文交换 特点1 报文采用 存储 转发 的方式 在传送报文时 一个时刻仅占用一段通道2 在交换节点中需要缓冲存储 报文需要排队 故报文交换不能满足实时通信的要求优点1 电路利用率高 2 通信量大时仍然可以接收报文 但传送延迟会增加3 报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地4 报文交换网络可以进行速度和代码的转换缺点1 不能满足实时或交互式的通信要求2 发出的报文会不按顺序到达目的地 电路交换与报文交换的比较 分组交换 分组交换是报文交换的一种改进 过程 将用户传送的数据分成若干个分组 每个分组包含必要的控制信息构成首部 用于指明该分组的目的地址由于各分组所走路径不一定相同 因此不能保证各个数据报按顺序到达目的地 有的数据报甚至会中途丢失 三种数据交换技术的比较 1 电路交换 适合于较轻和间接式负载使用租用的线路进行通信 2 报文交换 不适合于交互式通信 不能满足实时通信的要求3 分组交换 分组交换技术是在数据网中最广泛使用的一种交换技术 适用于交换中等或大量数据的情况 第三章网络与通信 计算机网络技术概述 将地理位置不同的 功能独立的多个计算机系统 通过通信设备和线路连接起来 以功能完善的网络软件 即网络通信协议 数据交换方式 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 计算机网络 资源子网 通信子网资源子网 主机Host 终端Terminal通信子网 通信设备和通信线路组成网络硬件 网络服务器 网络工作站 网络交换互联设备等外部设备网络软件分为网络协议 网络系统软件和网络应用软件 计算机网络体系 网络协议 Protocol 为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则 标准或约定的集合网络协议的三个要素 1 语义 Semantics 构成协议元素的含义2 语法 Syntax 数据或控制信息的格式或结构形式3 时序 Timing 事件执行的顺序及其详细说明 计算机网络体系 网络体系结构 计算机网络各层次及其协议的集合OSI参考模型TCP IP模型 n层是n 1层的用户 又是n 1层的服务提供者 OIS参考模型 开放系统互连 OpenSystemInterconnection 基本参考模型是由国际标准化组织 ISO 制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型 又称ISO RM参考模型 提供了一个开放系统互连的概念上和功能上的体系结构 规定了开放系统中各层提供的服务和通信时需要遵守的协议 OIS参考模型 OIS参考模型 数据的实际传递过程在发送方从上到下逐层传递的过程中 每层都要加上适当的控制信息 即图中和H7 H6 H1 统称为报头 OIS参考模型 物理层 为设备间数据通信提供传输媒体及互连设备 其作用是使原始的数据比特流能在物理媒体上传输 数据链路层 比特流被组织成数据链路协议数据单元 通常称为帧 并以其为单位进行传输 数据链路层的主要作用 数据链路的建立 维护和释放 以及对数据的检错 纠错 网络层 数据以网络协议数据单元 分组 为单位进行传输 其主要作用 路由选择 流量控制等 OIS参考模型 传输层 运输层提供的端到端的透明数据运输服务 可传送报文 可进行差错恢复 流量控制等 会话层 是进程 进程的层次 其主要功能是组织和同步不同的主机上各种进程间的通信 也称为对话 表示层 表示层 为上层用户提供共同的数据或信息的语法表示变换应用层是开放系统互连环境的最高层 可向应用层序提供各种服务 OIS协议实现起来过分复杂 且运行效率很低 2 标准制定周期太长 按此生产的设备无法及时进入市场3 层次划分不太合理 有些功能在多个层次中重复出现 TCP IP参考模型 TCP IP协议是美国的国防部高级计划研究局DARPA为实现ARPANET 后来发展为Internet 互联网而开发的 也是很多大学及研究所多年的研究及商业化的结果 目前 众多的网络产品厂家都支持TCP IP协议 TCP IP已成为一个事实上的工业标准 TCP IP参考模型 TCP IP是一组协议的代名词 它还包括许多别的协议 组成了TCP IP协议簇 其中最主要的是 TCP Transmissioncontrolprotocol 传输控制协议 通过序列化应答和必要时重发数据包 为应用程序提供了可靠的传输流和虚拟链接服务IP Internetprtocol 网际协议 核心功能是寻址和路由选择 TCP IP参考模型 负责通过网络发送和接收IP数据报 支持文件传输 电子邮件 远程登录等 流量控制和可靠传输 负责寻径 第三章网络与通信 局域网 局域网的概念 LocalAreaNetwork 简称LAN 即计算机局部区域网 在一个局部地区范围内 把各种计算机 外围设备 数据库等相互连接起来组成的计算机通信网 其特点 资源共享 快速通信 分布处理 传输速率高 误码率低 局域网的拓扑结构局域网协议 局域网的拓扑结构 拓扑结构 网络中的通信线路和各节点之间的连接构型与几何排列 用于表示网络的物理布局 可以形象地描述网络的安排和配置反映了各个节点间的结构关系 常见拓扑结构有 星型结构 环形结构 总线型结构和混合型结构 局域网的拓扑结构 星型结构 优点 容易实现 节点扩展 移动方便 维护容易 采用广播信息传送方式 传输数据速度快缺点 中央节点负担较重 形成瓶颈 局域网的拓扑结构 环型结构 用于令牌网优点 易于实现 投资小 传输速度较快缺点 维护困难 扩展性能差 局域网的拓扑结构 总线型结构 采用单根传输线作为总线 所有工作站都共用该线 优点 组网费用低 带宽共享 扩展较灵活 维护较容易缺点 传输距离有限 故障诊断困难 不保证信息及时传送 不具实时功能 局域网的拓扑结构 混合型结构 将星型结构和总线型结构 或环型结构和星型结构结合在一起的网络结构 第三章网络与通信 广域网 WideAreaNetwork 简称WAN 也称远程网 跨接很大的物理范围 能提供远距离通信 形成国际性的远程网络 通信子网采用分组交换技术 利用分组交换网 卫星通信网和无线分组交换网将分布在不同地区的局域网或计算机系统互联起来 实现资源的共享 广域网是互联网的核心 互联网 Internet 即广域网 局域网及单机按照一定的通信协议组成的国际计算机网络 互联网至少包含三个方面的内容 网上的主机都需要有地址 这些主机必须按照共同的规则 协议 连接在一起 基于TCP IP协议 第三章网络与通信 无线网络 无线网络 既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络 也包括近距离无线