计算机网络的形成与发展ppt课件

计算机网络概述,计算机网络的形成与发展,1计算机网络的定义,计算机网络是指在一定的地理范围内在地理上互相分散、功能上相互独立的若干台计算机通过通信线路和通信设备相互联接在一起，在相应的网络操作系统和协议软件支持下，彼此实现资源共享并能够相互通信的系统。,2计算机网络的形成与发展,大致可以将其发展过程划分为如下4个阶段：,面向终端的计算机通信网络初级计算机网络阶段开放式的标准化计算机网络综合性智能化宽带高速网络,计算机网络的形成与发展,1按传输技术分类,（1）点对点传播方式网在点对点传播方式网络中，每条物理线路都连接着两台计算机。,计算机网络的分类,（2）广播式传播方式网在广播式传播方式网络中，所有的计算机都使用一个公共的通信信道。,2按数据组织形式分类,（1）集中式计算机网络系统对资源进行统一管理。,计算机网络的分类,（2）分布式计算机网络整个系统对系统资源统一管理，但计算机工作站上的资源则由工作站来管理和分配。,（3）分布集中式计算机网络,3按网络区域范围分类,（1）局域网,计算机网络的分类,（2）城域网,（3）广域网,4其他分类方式,（1）按传输的物理信道分类有线网、无线网,计算机网络的分类,（2）按使用权来分类公用网、专用网,（3）按网络的拓扑结构分类环型网、星型网、总线网、树型网、交叉环型网,1计算机网络的基本组成,（1）网络硬件独立工作的计算机,网络服务器工作站,计算机网络的组成,网络设备,网卡集线器中继器网桥路由器网关调制解调器,网络硬件,通信设备,通信处理机通信线路,网络硬件,外围设备,计算机网络外围设备一般是指除了本地计算机基本的I/O设备（如键盘、鼠标等）之外的设备。,（2）网络软件,网络操作系统,计算机网络的基本组成,UNIXNetWareWindowsNT,协议软件,TCP/IP协议来源于业界，是目前事实上的工业标准。它的特点是标准化和可路由性。TCP/IP协议与网络的物理特性无关，是一个高度抽象的概念，将任何一个能传输数据分组的通信系统都看做网络。TCP/IP协议一般包括四层：应用层、传输层、网际网层和网络接口层。,网络管理和网络应用软件,2计算机网络的拓扑结构,（1）总线型结构如图3-2所示：,计算机网络的组成,图3-2总线型网络的拓扑结构图,从一个节点发出的信号到达总线后，沿总线向两个方向同时传送。所有节点都可以检测到总线上的信号，并根据数据信号中的地址信息来确定是否接收。,（2）环型拓扑结构如图3-3所示：,计算机网络的拓扑结构,图3-3环型网络的拓扑结构图,环型拓扑构型中，节点通过点到点通信线路连接成闭合环路。环中数据将沿一个方向逐站传送。环型拓扑结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的瓶颈。,（3）星型拓扑结构如图3-4所示：,计算机网络的拓扑结构,图3-4星型网络的拓扑结构图,星型网络拓扑结构简单，易于实现，便于管理，但是网络的中心节点是全网可靠性的瓶颈，中心节点的故障可能造成全网瘫痪。,（4）树型拓扑结构如图3-5所示：,计算机网络的拓扑结构,图3-5树型网络的拓扑结构图,在树型拓扑构型中，节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行，相邻及同层节点之间一般不进行数据交换或数据交换量很小。树型拓扑网络适用于汇集信息的应用要求。,（5）网状拓扑结构如图3-6所示：,计算机网络的拓扑结构,图3-6网状网络的拓扑结构图,3计算机网络的系统结构,（1）早期计算机网络的系统结构如图3-7所示：,计机网络的组成,图3-7早期计算机网络的系统结构图,资源子网,资源子网由主计算机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务,早期计算机网络系统结构,通信子网由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备等组成，完成网络数据传输、转发等通信任务。,早期计算机网络系统结构,通信子网,（2）现代计算机网络的系统结构如图3-8所示：,计算机网络的系统结构,图3-8现代计算机网络的系统结构图,1计算机网络的基本功能,（1）有效地共享资源（2）快捷地传递信息（3）提高资源的可靠性（4）提高系统的性价比（5）资源的可扩充性（6）实现任务分布处理,计算机网络的功能与应用,2计算机网络的应用,（1）计算机网络的应用（2）计算机网络快速发展及应用带来的社会问题,计算机网络的功能与应用,1计算机网络的标准化现状,（1）网络标准化的重要意义（2）国际网络标准化组织,计算机网络的标准化及发展现状和趋势,美国国家标准协会（ANSI）电子工业联盟（EIA）电气与电子工程师协会（IEEE）国际标准化组织（ISO）国际电信同盟（ITU）,2计算机网络的发展现状与趋势,（1）计算机网络的发展现状宽带网络的建设全光网络的研究与应用（2）计算机网络的未来发展趋势,计算机网络的标准化及发展现状和趋势,数据通信基础知识,数据通信的基本概念,1信息、数据与信号,信息可表示为文字、语音、图形和图像等数据可以分为模拟数据和数字数据两种信号是数据在传输过程中电编码、电磁编码（或光编码）的表示形式。分为模拟信号和数字信号两种,4模拟传输与数字传输,（1）模拟数据以模拟信号表示。（2）模拟数据以数字信号表示。（3）数字数据以模拟信号表示。（4）数字数据以数字信号表示。（5）模拟传输。（6）数字传输。,数据通信的基本概念,5数据传输率,（1）信号传输速率。信号传输速率是指每秒信道传输的码元数。（2）数据传输速率。数据传输速率是指每秒能传输的二进制位数。,数据通信的基本概念,6并行通信和串行通信,（1）并行通信。并行通信一般以与字长位数相等的并行线路同时传输整个字长的二进制比特位。,数据通信的基本概念,并行数据,图3-12（a）并行通信,（2）串行通信。串行通信是以二进制比特位为单位在一根信号线上将数据一位一位地传送，如图3-12（b）所示。,并行通信和串行通信,图3-12（b）串行通信,串行数据,根据传递信息的方向不同，串行通信又可以分为3类：单工通信、半双工通信和全双工通信。,串行通信,单工通信收、发双方只能在一个固定的方向上进行通信。,单向通信,应答,图3-13（a）单工通信,串行通信,半双工通信收、发双方能在同一信道上接收或发送数据，但在时间分配上不允许双方在某一时刻同时发送数据，如图3-13（b）所示。,图3-13（b）半双工通信,双向通信,串行通信,全双工通信收、发双方在同一时间内沿着各自的信道进行数据传输，如图3-13（c）所示。,图3-13（c）全双工通信,双向通信,7异步通信和同步通信,（1）异步通信。异步通信用一个起始位表示字符的开始，接着是字符编码，最后是表示字符结束的停止位。,数据通信的基本概念,（2）同步通信。同步通信不是以字符为单位发送，而是将若干字符组成一个数据块，在每个数据块的前后加上定界标志，实现收发双方的同步。,计算机传输介质的分类如图3-14所示。,数据通信的传输介质,图3-14传输介质的分类,1双绞线双绞线又可分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），如图3-15所示。,数据通信的传输介质,图3-15双绞线,2同轴电缆由一个圆筒形网状导体层，内绕一个内芯线导体，中间隔一层绝缘层，最外层另有一绝缘层。如图3-16所示。,数据通信的传输介质,图3-16同轴电缆,3光纤光纤通信就是利用光导纤维传递光脉冲信号来进行通信的传输介质，光缆的结构和同轴电缆相似，如图3-17所示。,数据通信的传输介质,图3-17光纤结构,4无线电传输介质微波通信红外线和激光卫星通信,数据通信的传输介质,局域网,局域网概述,1局域网的特点,覆盖的地理范围有限具有高数据传输速率和低误码率传输介质较多侧重共享信息的处理主要技术要素是网络拓扑结构、传输介质和介质访问控制方法可以分为共享介质局域网和交换式局域网两类能进行广播和组播,局域网概述,2虚拟局域网（VLAN）,（1）虚拟局域网的基本概念虚拟局域网从本质上讲是一个由任意一组以线速度通信的局域网网段所组成的一个广播域，是取代路由器实现广播的一种解决方法。,虚拟局域网,（2）虚拟局域网的实现技术,基于交换机端口的虚拟局域网基于单个交换机端口的虚拟局域网,图3-18基于单个交换机端口的虚拟局域网,基于交换机端口的虚拟局域网,基于多个交换机端口的虚拟局域网,图3-19基于多个交换机端口的虚拟局域网,虚拟局域网,（2）虚拟局域网的实现技术,基于MAC地址的虚拟局域网此方法是用节点的MAC地址来定义虚拟局域网。基于第三层的虚拟局域网基于IP多播组的虚拟局域网,局域网概述,3局域网硬件,（1）网络服务器（Server）（2）工作站（Workstation）（3）网络设备（4）传输介质（TransmissionMedium）,局域网概述,4局域网软件,（1）网卡驱动程序（2）网络操作系统,局域网体系结构与标准系列,1局域网体系结构,IEEE802标准把数据链路层划分成了MAC和LLC两个子层。,图3-20局域网体系结构与OSI/RM的对应关系,MAC子层提供标准的OSI数据链路层服务，管理多个源链路和多个目的链路的功能。LLC子层向高层提供一个或多个访问服务点SAP，完成帧的接收、发送功能。,局域网体系结构与标准系列,2IEEE802标准系列,局域网标准如图3-22所示,图3-22IEEE802标准间的结构关系,计算机局域网结构化布线技术,1智能大厦的概念,智能建筑是通过对建筑物的4个基本要素（结构、系统、服务和管理）以及它们之间内在联系的优化，来提供一个投资合理、高效、舒适的环境。,计算机局域网结构化布线技术,2智能大厦的基本组成,楼宇自动化系统的基本组成信息自动化系统办公自动化系统,计算机局域网结构化布线技术,3结构化布线,（1）结构化布线的产生与发展（2）结构化布线的概念先按建筑物的结构，将建筑物中所有可能放置计算机及外部设备的位置都先布好线，然后再根据实际所连接的设备情况，通过调整内部跳线装置，将所有计算机及外部设备连接起来。,结构化布线,实用性灵活性开放性模块化扩展性经济性,（3）结构化布线系统的特点,结构化布线,建筑群主干子系统设备子系统垂直主干子系统管理子系统水平支干线子系统工作区子系统,（4）结构化布线系统的构成,图3-23各子系统之间的关系,计算机局域网结构化布线技术,4结构化布线的应用,（1）建筑物综合布线系统（2）智能大楼布线系统（3）工业布线系统,局域网专用服务器结构,2客户机/服务器（C/S）结构,（1）C/S概述（2）C/S的特点,功能分离位置透明共享资源服务封装可扩展性,局域网专用服务器结构,2客户机/服务器（C/S）结构,（3）C/S系统的基本组成,客户,服务器,（4）C/S模式中连接件,3网络计算初步与B/S结构,局域网组网示例,1硬件的准备,（1）安装网卡,（2）安装网卡驱动程序,2安装硬件,（3）安装集线器,（4）制作网线,3标识计算机,4协议设置,5设置网络共享资源,6网络的连通性测试,网络互联与广域网,网络互联概述,1网络互联的目的,实现网络之间的通信实现高级的用户服务,2网络互联的要求,网络互联与广域网,网络互联设备,1物理层的介质互联设备,实现网络之间的通信实现高级的用户服务,2链路层互联设备,交换机网桥,网络互联与广域网,网络互联设备,3网络层互联设备,路由器网络路由交换机,4高层互联设备,5路由器/集线器/交换式互联设备,网络互联与广域网,广域网上的通信技术,1广域网的结构及与其他通信网的关系,图3-29广域网结构示意图,网络互联与广域网,广域网上的通信技术,2分组交换网（PDN）,3帧中继（FrameRelay）,4数字数据网（DDN）,5综合业务数字网（ISDN）,6ATM技术,网络互联与广域网,广域网上的通信技术,7ADSL(非对称数字用户线)技术ADSL的组成包括用户端话音数据分离器和用户端设备。它的局端部分则由数字接入复用器，局端话音数据分离器组成。ADSL可在一对双绞线上进行双向不对称数据传输。,广域网上的通信技术,超高速数字用户线VDSL,VDSL是对ADSL概念的扩展，既可以对称传输，又可实现非对称传输。是DSL系列产品中传输速率最高的一种。,9光纤接入技术,常用网络测试工具,1Ping命令,命令格式：pingIP地址或主机名-t-a-ncount-lsize,参数含义：-t不停地向目标主机发送数据。-a以IP地址格式来显示目标主机的网络地址。-ncount指定要Ping多少次，具体次数由count来指定。-lsize指定发送到目标主机的数据包的大小。,常用网络测试工具,2Tracert命令,命令格式：tracertIP地址或主机名-d-hmaximumhops-jhost_list-wtimeout,参数含义：-d不解析目标主机的名字。-hmaximumhops指定搜到目标地址的最大跳数。-jhost_list按照主机列表中的地址释放源路由。-wtimeout指定超时时间间隔。,常用网络测试工具,3Netstat命令,命令格式：netstat-r-s-n-a,参数含义：-r显示本机路由表的