第1章计算机网络基础(浙教版高中).ppt

网络技术应用 选修 浙教版 第一章计算机网络基础 1 初识计算机网络 组成 功能 类型 2 计算机网络体系结构 通信协议 OSI 3 网络中的信息载体 通信线路和连接设备 交换和复用 一 初识计算机网络 计算机网络组成 地理上分散分布的多台独立自主的计算机遵循约定的通信协议 通过软 硬件设备互连 来实现资源共享和信息交换的系统 计算机网络是一组能够相互通信的计算机 谈一谈你所了解的计算机网络 计算机网络所用的通信方式称为 三要素 两注意 数据通信 计算机网络的功能 主要功能 资源共享 共享资源包括硬件 软件 数据等 信息交换 电子邮件 其他功能分布处理式计算 新技术 网格计算GridComputing P3 离散分布型污水处理系统 讨论与探究 讨论 1 网络聊天2 网络游戏3 网上下载4 网上学习5 网上诊断 分别体现什么功能 问题1 在处理神舟飞船升空及飞行这一问题时 网络中的所有计算机都协作完成一部分的数据处理任务 体现了网络的 功能 问题2 教师将教案和学习资料发布在BLOG上 所有学生都可以阅读和下载 这体现了网络的 功能 问题3 某同学经常用msn和QQ和远方的朋友交流 体现了网络的 功能 A 数据通信B 资源共享C 分布处理和负载均衡D 提高计算机的可靠性和可用性 C B A 计算机网络的类型按覆盖的地理范围进行分类 计算机网络可以分为以下三类 校园网属于哪一类 什么是服务器 局域网中 一种运行管理软件以控制对网络或网络资源 磁盘驱动器 打印机等 进行访问的计算机 并能够为在网络上的计算机提供资源使其犹如工作站那样地进行操作 城域网MAN 讨论与探究 案例1 学校的信息技术老师在同一个办公室 他们人手一台计算机 可是只有周老师的计算机是安装了打印机的 有一次 蔡老师想打印一份论文 他在编辑好的WORD文档中按下 打印 命令 并放张纸进打印机 一会儿便见打印机 哗哗 地 打印出来一份文字来 案例2 在印度洋海啸救援工作进行之际 互联网成为协调救援努力 筹集捐款的重要工具 在香港 人们设立了一个网站 让在海啸中失踪者的家属张贴照片 以便更快捷的寻找失踪的家人 如果有任何的相似特征 这些信息将会通过电子邮件发送给相关的家人 以便核实是否是他们寻找的人 案例3 2004年全省首个 家校通 在汕头开通了 9月1日新学年开学的第一天 市区东厦中学的同学们一进校门做的第一件事便是 走到教室门口的一部 绿匣子 前 掏出一张磁卡 轻轻一刷 嘀嘀嘀 三声过后 平安到校 的信息便第一时间传送到爸爸妈妈的电脑或小灵通上 挂念着孩子是否安全上学的家长们也随着报安信息的到来消除了担忧 案例4 中国南方航空公司的售票网点分布在国内的许多大中城市 人们可以随时随地地在各个网点进行查询 订票 退票等操作 王先生想从东莞乘坐大巴到深圳谈一笔生意 并在第二天从深圳坐飞机前往上海 他担心到时误点 便通过南方航空公司的售票联机系统进行查询 并向南航在深圳的网点预定好了第二天前往上海的机票 案例5 阿富汗战争中 美军刻意试验网络中心战 所谓网络中心战 其核心就是实现海 陆 空横向一体化协同作战 通过信息网络平台 各作战单位共享情报资源 信息畅通无阻 实现实时指挥和控制 阿富汗战争期间 美军首次试验网络中心战取得了一些成果 比如 从阿拉伯海航空母舰上起飞的舰载机 有80 以上事先并不知道要去战区的什么地方 攻击什么样的目标 只是在起飞以后的飞行途中才接到指挥系统发来的最新任务指令 这时飞行员便可在指挥系统的引导下 选择最佳路径和方式对目标进行攻击 注 1 作用描述有A 信息交换 B 资源共享 C 分布式计算2 网络类型有A 局域网 B 城域网 C 广域网 你还知道其他标准的分类情况吗 B A A A C A AB C ABC C B A 计算机网络的拓扑结构 总线结构优点 结构简单 成本较低 缺点 任何时候只允许一台计算机发送信息 当有两台以上计算机要进行通信时就会发生冲突 网络的拓扑结构是指网络中各节点 包括计算机和其他设备 之间的相互连接关系 常用的拓扑结构主要有总线结构 环型结构和星型结构 星形结构优点 单独相连 若某个节点出现故障 不会影响其他设备 缺点 需大量网线 当中央节点发生故障时 整个网络瘫痪 环形结构优点 传输速率高 节省传输介质和连接设备 缺点 环中任何一个节点出现故障都可能造成瘫痪 节点的加入和撤除 环路维护都比较困难 综合结构 计算机网络的分类方法 根据数据传输方式分类 广播网络和点对点网络根据网络组建的关系分类 对等网和基于服务器的网站根据信息交换方式分类 电路交换网 报文交换网 报文分组交换网等按传输介质分类 双绞线网 同轴电缆网 光纤网 无线网等 问题1 根据网络覆盖范围划分 学校机房属于哪类网络 A LANB MANC WAND Internet问题2 学校网络是什么拓扑结构 A 总线型结构B 星型结构C 环型结构D 混合型拓扑结构 A B 问题3 我们熟悉的学校校园网属于哪类网络 A 局域网B 城域网C 广域网D 因特网问题4 在互联网 Internet 深入应用的今天 它几乎是我们每天都要与之打交道的一种网络 那么Internet属于哪类网络 A 局域网B 城域网C 广域网D 因特网 A C 问题5 不同拓扑结构的局域网采用的信号技术 协议以及所能达到的网络性能 往往有很大的差别 下列哪种结构 会出现只要有两台计算机要发送信息时就会发生 冲突 A 总线型结构B 星型结构C 环型结构D 混合型拓扑结构 A 6 如图所示的网络拓扑结构是 A 星形B 树形C 总线形D 环形7 小明设计了如下的网络拓扑结构图 则该网络拓扑结构图属于 A 树型B 星型C 环型D 总线型8 下面所示的网络拓扑图 采用的网络拓扑结构是 A 总线形结构B 星形结构C 环形结构D 网状形结构 A C A 二 计算机网络体系结构 计算机网络体系结构是一种关于计算机网络基础架构的描述和规定 它包括硬件 功能层 接口和协议 用于建立通信 并确保信息的可靠传输 计算机网络上的通信协议 计算机网络通信协议是用来定义并实现网络通信的一组规则和参数 打电话的例子 内容 语言和传输 开放系统互连参考模型OSI OSI参考模型 OSI RM 的全称是开放系统互连参考模型 它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型 分层的好处 一 每一层都相对独立 分别实现不同的功能 容易管理 二 各层可相对独立地制定规则而不影响其它层的规则 1 2 3 7 5 4 6 9 信件的旅程 8 用户 写信人 邮政局 运输部门 用户 收信人 邮政局 运输部门 用户 邮局约定 邮局 运输部门约定 甲地 乙地 运输子系统 用户子系统 邮局子系统 用户间约定 邮政局间约定 运输部门间约定 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 物理传输信道 系统 系统 处理相互交换的信息 处理文本格式化 显示代码转换 数据的压缩与恢复 加密与解密 建立 维持 协调通信 确保数据正确发送 流量控制 避免拥挤 决定传输路由 处理信息传递 流量控制 计费 编码 编址 传输 管理硬件连接 开放系统互连参考模型 OSI模型 OpenSystemInterconnection 实例分析 qq之间通信 下面以同学们经常使用的即时通信工具QQ之间的通信为例 介绍从主机A发送QQ数据后 是如何被远方主机B的QQ所接受的 整个发送 接收过程如图所示 1 发送方 1 首先主机A的QQ发送用户数据 如 加油中国 交给本地的OSI的应用层 应用层对该用户数据进行处理 将应用层的相关标识信息 报头 和用户数据合并成一个新的数据包 然后传送给表示层 2 在表示层中 将对传送过来的 加油中国 信息进行加密 压缩处理 现在QQ消息为了保证安全 腾讯公司都要进行加密的 如果在QQ里还发送一张图片 为了传送快捷 还要将图片重新编码压缩 然后将表示层的相关信息填入报头中 生成新的数据包传送给会话层 3 在会话层中 将会为A地和B地的QQ应用程序建立连接 形成通路 接着会话层数据包交给传输层处理 4 在传输层中 将相应的标识信息添加为报头 这样来保证主机A发送的用户数据包能被主机B的QQ所接受 5 当传输层数据包到达网络层后 再为其添加一个头部 报头 报头信息中包含网络进程所使用的网络协议 以及主机A和主机B的网络地址等 6 数据链路层为网络层数据包分别添加一个头部和尾部 把数据包封装成帧 头部和尾部中包含使用的协议 主机A和主机B网卡的MAC地址错误校检等信息 然后就把帧交给物理层 7 物理层 形成二进制数据 交给通信媒体进行传输 2 接收方 1 当二进制数据流到达主机B后 首先交给物理层 将这些数据流信息重新组合成帧 交给数据链路层 数据链路层接着将帧数据解封提取出网络层数据包 并把数据包交给网络层 2 主机B的用户数据处理过程正好和主机A相反 依次经过物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层和应用层的处理 并且每层中的处理过程也正好和主机A相应层的处理相反 它们是将主机A的相应数据包进行解封 提出上层所需要的数据信息 最后应用层将 加油中国 信息交给主机B的QQ应用程序 3 这就是一次完整的传输过程 应用数据包在主机A的处理和在主机B的处理正好是一个相反的过程 协议与接口 协议是两个系统对等的层之间一组约定 接口是一个系统内部两个相邻层的一组约定 反映了相邻层之间的关系 计算机网络通信协议的几个概念 计算机网络协议通常由语义 语法 交换规则三部分组成 报文 每个协议所要传输的信息 可分为控制报文和数据报文 帧 物理层和数据链路层上的报文 返回 练习 1 OSI参考模型中 网络层 数据链路层和物理层传输的协议数据单元 PDU 分别称为 A 报文 message 帧 frame 比特 bit B 分组 packet 报文 message 比特 bit C 分组 packet 帧 frame 比特 bit D 数据报 datagram 帧 frame 比特 bit C 2关于OSI参考模型 下列说法中不正确的是 A OSI参考模型是开放系统互联参考模型B OSI参考模型定义了开放系统的层次结构C 在OSI参考模型中 每层可以使用上层提供的服务D OSI参考模型是一个在制定标准时使用的概念性的框架 C 3不同结点的同等层通过 来实现对等层之间的通信 A接口B原语C协议D程序 C 4OSI参考模型的数据链路层的功能包括 A控制报文通过网络的路由选择B提供用户与网络系统之间的接口C处理信号通过物理介质的传输D保证数据的正确顺序 无差错和完整性 D 5 在OSI中 同层对等实体间进行信息交换时必须遵守的规则称为 A 协议B 接口C 服务D 会话6 在OSI中 相邻层间进行信息交换时必须遵守的规则称为 A 协议B 接口C 服务D 会话 A B 7 是指为网络数据交换而制定的规则 约定与标准 A接口B体系结构C层次D网络协议 D 三 信息载体 通信线路和连接设备 一 信息载体电磁波 电力波 声波 无线声波 微波 红外线 可见光 紫外线 X射线 伽马射线等 激光 高度高 只向一个方向发射 发散度极小 颜色单纯 频率稳定 闪光时间短 调制解调器的作用 一是把计算机要发送的数据转换成载波信号 送到电话线路上传送 称为调制 二是把从电话线路上接收到的载波信号转换成数字信号 送入计算机中处理 称为解调 网络中的信息载体 UTP 5双绞线RJ 45接头传输距离一般不超过100米 通信线路 双绞线 同轴电缆 传输距离一般可达500米 价格比双绞线高 由钢丝网组成的屏蔽层能防止电磁干扰 减少信息在传输过程中的损失 特点 信号在传输过程中基本上没损耗 直接传输距离可达几十公里 而且信号不会受到电磁干扰 价格昂贵 安装费用远高于材料费用 光导纤维 1 微波就是频率较高的电磁波 微波通信有两种方式 地面微波通信和卫星微波通信 微波在空间主要是直线传播 在地面远距离传播信号时 必须通过中继站之间的传递才能将信号传到目的地 2 红外线通讯是一种廉价 近距离 无线 低功耗 保密性强的通讯方式 不少笔记本都有红外线接口 使用红外线来传递计算机数据 红外线也用于无线网络接入和近程遥控 无线电波 蓝牙技术的应用 所谓蓝牙 Bluetooth 技术 实际上是一种短距离无线通信技术 利用 蓝牙 技术 能够有效地简化掌上电脑 笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信 也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信 从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效 为无线通信拓宽道路 说得通俗一点 就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备 不必借助电缆就能联网 并且能够实现无线上因特网 其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品 消费电子产品和汽车等信息家电 组成一个巨大的无线通信网络 无线传输介质 计算机网络中的连接设备 计算机网络中的连接设备 网卡 网络接口卡NIC NetworkInterfaceCard 简称网卡 网卡的主要技术指标是传输速度 网卡作用 1 接收网络上传过来的数据2 把计算机中的数据送入网络 网卡分 RJ 45接口 连接双绞线 BNC接口 连接细同轴电缆 AUI接口 连接粗同轴电缆 光缆接口 计算机网络中的连接设备 计算机网络中的连接设备 网卡 集线器 交换机 集线器 HUB 通常被作为局域网的中心连接点 采用集线器连接的网络 当某条线路或某端口出现故障时 不会影响网上其它端口节点的正常工作 采用集线器的网络数据传输效率低 容易造成网络堵塞 还可能会出现一些数据传输过程中的安全隐患 选用集线器作为连接设备是组建一个小型局域网比较经济的方案 交换机是一种用于在大型网络中管理带宽的互连设备 交换机接收与存储某端口上的数据包 经处理后 将数据包传送到目的端口 而不是广播到所有端口 使用交换机提高了网络的实际传输效率 数据传输安全性得到了提高 由于交换机的性能较好 价格适中 人们在实际组网中往往是采用交换机取代集线器 计算机网络中的连接设备 计算机网络中的连接设备 网卡 集线器 交换机 中继器 作用是将经过长距离传输后衰减的数据信号 整形恢复成原样后继续传输 是远距离传输数据时必需的设备 计算机网络中的连接设备 计算机网络中的连接设备 网卡 集线器 交换机 中继器 网桥 作用将两个局域网连接 计算机网络中的连接设备 计算机网络中的连接设备 网卡 集线器 交换机 中继器 网桥 路由器 用于不同网络之间的连接 例如 局域网与城域网 局域网 城域网与广域网 校园网通过什么连接到因特网 返回 复用和交换技术 提高通信线路使用效率的两种技术 多路复用 一种在一条通信线路上允许同时传输多种信号的技术 频分复用FDM时分复用TDM波分复用WDM 1 问题提出问题 假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场 现有三种方案 专列专线 专列非专线 非专列非专线 现要求大家一起讨论这三种方案的优劣 前提条件 假设使用每一线路所需费用均相等 线路分析 具体分析 参考 甲线 专门使用一列火车来运输火箭 并使用专线 其他车次不得占用 乙线 专门使用一列火车来运输火箭 但不使用专线 该火车按照正常的火车时刻表 服从铁路部门的调度 如 现按照正常的车次进入第一个站点停靠 听候调度 有合适的火车头和线路才能继续往下一站点 如此循环 直至将火箭运到目的地 与甲线相比 使用乙线的优点 缺点有哪些 大家一起来分析 速度 比甲线慢 费用 由于与其他火车共用一条线 可降低费用 对火车头的依赖 火箭整体总量较大 需要较大功率的火车头才能推动 所以对火车头的依赖较大 丙线 不使用专门的火车来运输 而是将火箭进行拆分 拆分之后火箭与普通货物一样进行运输 可见这是在乙线运输方案的基础上进行的改进 由于火箭拆分之后可看成与普通货物同等对待 对火车头的依赖较小 可挂靠在任一火车头上 一来可以有效地提高运输速度 二来可以提高铁路的利用率 与其他货物均担费用 降低了运输火箭的费用 由此可见 相对于乙线 丙线的方式更加灵活 但相比之下它也有个缺点 运输前后需要对火箭进行拆分和组装 网络中数据交换方式 线路交换 报文交换 分组交换 包交换 打电话 邮局寄信 电话 知识扩展 电话 IP电话是国际互连网协议 INTERNETPOTOCOL 的简称 IP电话是按国际互连网协议规定的网络技术内容开通的电话业务 中文翻译为网络电话或互连网电话 它是利用国际互连网Internet为语音传输媒介 从而实现语音通信的一种全新的通信技术 由于其通信费用的低廉 所以也