淮安信息技校计算机应用基础课件计算机网络基础

第7章计算机网络基础 7 1计算机网络概述7 2计算机网络的组成7 3局域网7 4广域网7 5Internet及其应用7 6常用网页制作软件简介 计算机网络的发展计算机网络的定义 组成及其功能计算机网络的分类数据通信基础计算机网络协议和体系结构 7 1计算机网络概述 7 1 1计算机网络的发展 1 远程终端联机阶段 一台主机和若干终端通过通信线路连接起来的 它是由远程终端向主机传送信息 计算机把所有用户的任务行批处理 然后再将结果通过通信线路送回终端 这种以单个主机为中心的星形网功能有限 效率不高 2 计算机网络阶段多个计算机连接起来的用于传输信息的计算机群 将美国的ARPANET 1969年建 作为现代计算机网络诞生的标志 ARPANET是第一个以资源共享为目的的计算机网络 7 1 1计算机网络的发展 3 计算机网络互联阶段国际标准化组织ISO于1977年提出了一个使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架 即 开放系统互联参考模型 简称为OSI RM 以实现更大范围的计算机资源共享 7 1 1计算机网络的发展 4 信息高速公路阶段1993年美国宣布建立国家信息基础设施NII后 全世界许多国家纷纷制定和建立本国的NII 从而极大地推动了计算机网络技术的发展 NII NationalInformationInfrastructure 7 1 1计算机网络的发展 1 计算机网络的定义计算机网络是计算机技术和通讯技术相结合的产物 它是利用通信设备和通信线路 把地理上分散而各自具有独立工作能力的许多计算机 及其他智能设备 相互连接起来 在网络软件的支持下 实现彼此之间的数据通讯和资源共享 硬件 软件和数据等 的一个系统 7 1 2计算机网络的定义 组成及其功能 计算机网络 互连网 互联网 计算机网络 一些相互连接的计算机的集合 互连网 一些相互连接的计算机网络的集合 网络的网络 互联网 就是互连网的同义词 互连网 互联网 2 计算机网络的组成 3个部分 1 具有独立功能的若干个主机 host 各种类型的计算机 用来向用户提供服务 2 一个通信子网一些通信链路和节点交换机 用于数据通信 3 一系列通信协议 通信规则 及相关的网络软件通信协议是为确保网络中的计算机相互之间能交换信息而建立的规则 标准或约定 通信协议由网络软件和硬件实现 3 计算机网络的主要功能 1 数据通信数据通信是计算机网络最基本的功能例如 访问其他计算机的文件使用电子邮件进行通信利用网络收发传真 打电话 网上聊天以及召开视频会议等 3 实现分布式的信息处理许多大型信息处理问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成 解决单机无法完成的信息处理任务 2 资源共享资源共享使网络中的所有资源 硬件 软件 数据 能够互通有无 分工协作 从而大大提高系统资源的利用率 例如 利用网上民航售票系统 可查询各地航班信息 并可订购需要的机票 WEB浏览信息等 3 计算机网络的主要功能 IP网络 路由器 4 提高计算机系统的可靠性和可用性计算机网络中的计算机互为后备机 3 计算机网络的主要功能 7 1 3计算机网络的分类 1 按照网络的使用性质分类 1 公用网 一般是国家的电信部门建造的网络 公用网也可称为公众网 例 中国公用计算机互联网 CHINANET 中国金桥信息网 CHINAGBN 2 专用网 是某个部门为本系统的特殊业务工作的需要而建造的网络 例 中国科技网 CSTNET 中国教育和科研计算机网 CERNET 2 按照网络的拓扑结构分类星形网总线形网环形网树形网网状网混合网 7 1 3计算机网络的分类 3 按照网络的覆盖范围分类局域网 LocalAreaNetwork 简称LAN 广域网 WideAreaNetwork 简称WAN 城域网 MetropolitanAreaNetwork 简称MAN 7 1 3计算机网络的分类 局域网 LocalAreaNetwork LAN 覆盖范围在10公里以内的计算机网络 通常用于连接一幢或几幢大楼 特点 传输距离短 传输速率较高 目前一般可达到10Mb s和100Mb s 高速局域网可达到1000Mb s 1Gb s 传输可靠 误码率低 结构简单容易实现 7 1 3计算机网络的分类 广域网 WideAreaNetwork WAN 也称远程网 覆盖范围通常为几十到几千公里 它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供 广域网可以实现跨越地区和国家的计算机联网 城域网 MetropolitanAreaNetwork MAN 覆盖范围介于局域网和广域网之间 它的覆盖距离约为5 50公里 7 1 3计算机网络的分类 城域网 城域网 接入网 接入网 接入网 接入网 接入网 接入网 广域网 局域网 局域网 校园网 企业网 7 1 3计算机网络的分类 4 按通信传播方式分类 广播方式网络 仅有一条通道 由网络上所有的计算机共享 点对点传播方式的网络 由一对对机器间的多条链路构成 这种网络上的报文分组在信源和信宿之间需通过一台和多台中间设备进行传播 一般来说 局域性网络使用广播方式 广域性网络使用点对点方式 7 1 3计算机网络的分类 5 按网络的服务方式分类 1 客户机 服务器网络 Client Server 服务器是指专门提供服务的高性能计算机或专用设备 客户机是用户计算机 客户机向服务务器发出请求并获得服务 多台客户机可以共享服务器提供的各种资源 2 对等网 Peer To Peer 每台客户机都可以与其他每台客户机对话 共享彼此的信息资源和硬件资源 客户 服务器模式和对等模式是局域网目前流行的两种工作模式 7 1 3计算机网络的分类 从网络的使用范围和对象可分为 企业网政府网校园网金融网等 7 1 3计算机网络的分类 一 数据通信和数据通信系统1 数据通信 指通过计算机技术与通信技术相结合 来实现信息的传输 交换 存储和处理并及时 准确地向对方提供数据的通信技术 7 1 4数据通信基础 数据通信模型 2 数据通信系统 1 数据传输系统 通信子系统或通信子网 其主要任务是实现不同数据终端设备 DTE 之间的数据传输 2 数据处理系统 资源子系统或资源子网 由许多数据终端设备 如PC机 服务器 大型计算机 工作站 组成 是网络中信息传输的信源或信宿 负责提供信息 接收信息与处理信息 二 调制解调器实现数字信号和模拟信号的转换的设备 由发送端的数据终端设备 计算机 所发出的数据是数字信号 通常并不以其原有形式直接进行传送 而是被转换成适合于传输的电磁信号 称为调制 该信号在传输到目标数据终端设备之前 也需要再把它转换成为适合数据终端设备 计算机 接收的数字信号 称为解调 调制和解调总是成对使用的 调制解调器就是用来实现上述转换功能的 三 多路复用技术 1 定义 在一条物理信道上 同时传输多路信号 如声音 数据等 2 目的 提高传输线路的利用率 减少费用 3 采用设备 多路复用器 它将多个信源发出的信号有序地纳入一条物理信道中进行传输 到达目的地后 再将物理信道中的多路信号分别送入对应的目标数据终端设备 4 多路复用四种方式 频率 时间 B C D B C D B C D B C D TDM帧 TDM帧 TDM帧 TDM帧 TDM帧 时分多路复用TDM 频分多路复用FDMA 频率 时间 频率1 频率2 频率3 频率4 频率5 波分复用WDMA码分复用CDMA 四 数据交换技术 1 交换的引入 中转节点参与的通信现象 称为交换 中转的节点称为交换节点 2 计算机网络中使用的交换技术可分电路交换和存储转发交换两大类 常用以下三种方法 1 电路交换 2 报文交换 3 分组交换 1 电路交换 A 电路交换概念 又叫线路交换 CircuitSwitching 它是一种在发送端和接收端之间实际建立一条物理信道的交换方式 B 工作过程 依据用户的请求 被叫用户应答后 在两个用户站点之间建立直接的物理连接 C 电路交换的三个阶段 建立连接通信释放连接 使用的设备及操作比较简单适合于远距离成批传输 建立一次连接就可以传送大量数据线路是专用的 因此线路利用率非常低 通信成本高 电信网 D 电路交换方式的优缺点 2 报文交换 A 报文交换 MessageSwitching 基本原理 把报文当作一个整体 逐节点的进行存储转发 B 报文 在通信技术中 把要发送的数据与发出地 目的地等有关控制信息结合在一起组成 个报文 C 报文交换技术 采用存储 转发技术 D 报文交换方式的优点有 线路利用率较高 收发双方不需同时工作 E 缺点是 延时长 不宜用于实时通信或交互通信 报文交换方式产生较大延时的主要原因 报文在交换器要进行排队报文传输是按串行方式进行的 3 分组交换 A 分组交换工作方式与报文交换一样 采用存储转发B 与报文交换的区别 报文交换以整个报文为信息交换单位分组交换将发送的数据划分为一个个平均大小的小组作为传送的基本单位 五 数据通信系统的性能指标 1 数据传输速率 简称数据率 也称为吞吐率指单位时间内传送的二进制数据位数 计量单位 千位 秒 Kb s 兆位 秒 Mb s 2 信道带宽 信道容量 信道允许的最大数据传输速率 是数据通信信道的主要性能参数之一 描述带宽也常常把 比特 秒 省略秒 例如 带宽是10M 实际上是10Mb s 这里的M是106 注意换算单位 3 误码率 指数据传输中出错数据占被传输数据总数的比例 也是通信信道的主要性能参数 4 端 端延迟 指数据从信源 源计算机 传送到信宿 目的计算机 所花费的时间 延迟包括主机处理延迟和网络传输延迟 五 数据通信系统的性能指标 7 1 5计算机网络协议和体系结构 1 计算机网络协议在计算机网络中 为使各计算机之间或计算机与终端之间能正确地传送信息 必须对关于信息传输顺序 信息格式和信息内容等方面有一组约定或规则 即所谓的网络协议 没有协议 设备可以连接 但没有办法通信 2 计算机网络协议的内容 语法用来规定数据与控制信息的结构或格式 例如 一个简单协议规定 一个数据的前8位是发送器的地址 第二个8位是接受器的地址 其余的是消息内容 语义语义确定通信双方之间 讲什么 即每一部分的位表示什么信息 比如上述的地址位表明了传输的路径或消息的最终目的地 同步用来确定事件的顺序以及速度匹配 排序 比如 一个发送器产生的数据为100Mb s而接受器的处理速度为1Mb s 则传输过载 数据将因为不匹配而损失 人的协议和网络协议之间的对比 Hi Hi TCPconnectionreq 什么是协议 协议 在计算机网络中 协议 protocol 是通信双方必须严格遵守的规则 协议也就是网络协议 协议精确地规定在网络通信中使用的各种控制信息的格式 意义以及各种事件出现的先后顺序 协议在计算机网络中起着非常重要的作用 3 网络体系结构 计算机网络的层次划分及其各层协议的集合 即关于计算机网络应设置哪几层 每个层次又应提供哪些功能的精确定义 化整为零 分而治之 不同的计算机网络体系结构可以用不同的硬件和软件实现 1974年IBM公司的SNA SystemNetworkArchitecture 1975年DEC公司的DNA digitalNetworkArchitecture HP公司的DSN DistrubutedSystemNetwork SperryUnivac公司的DDABorroughts公司的DNSHoneywell公司的DSA日本富士通公司的FNA等 3 网络体系结构 4 开放系统互连参考模型 OSI RM 开放系统互连参考模型把整个网络的通信功能划分为7个层次 每个层次完成各自的功能 通过各层间的接口和功能的组合与其相邻层连接 从而实现不同系统之间 不同节点之间的信息传输 低层协议为相邻的高层协议提供相应服务 高层协议作为低层协议的用户而存在 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 主机B 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 主机A 互连物理传输媒体 通信子网 资源子网 TCP IP协议是目前网络互连中使用最为广泛的协议 它是一个协议族 TCP IP协议包括100多个不同功能的协议 主要是TCP协议和IP协议 是Internet中使用的基本网络协议 TCP IP协议 事实上的互联网协议标准 5 TCP IP协议的分层结构 TCP IP协议包含四层 应用层传输层网络互连层网络接口层核心在传输层和网络互连层 5 TCP IP协议的分层结构 OSI 参考模型 TCP IP 模型 信息格式 应用层 表示层 会话层 传输层 传输层 TCP UDP 协议 分组 网络层 网络互连层 IP 协议 IP 数据报 数据链路层 物理层 应用层 各种应用层