第5章计算机网络基础

1,第5章计算机网络基础,2,第5章计算机网络基础,了解计算机网络的概念和历史，理解其功能和分类理解计算机体系结构的组成，识记相关的概念理解、识记相关的局域网技术,3,5.1计算机网络概述,4,5.1.1计算机网络的定义,计算机网络是利用通信线路和通信设备，把地理上分散的、并具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，按照网络协议进行数据通信，用功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。,5,5.1计算机网络概述,6,5.1.2计算机网络的产生与发展(1),计算机网络的发展过程可分为4个阶段：,7,5.1.2计算机网络的产生与发展(2),1.面向终端的计算机通信网络主从式结构,8,5.1.2计算机网络的产生与发展(3),2.分组交换网采用分组交换技术,9,5.1.2计算机网络的产生与发展(4),3.体系结构标准化的计算机网络系统网络体系结构SNA(SystemNetworkArchitecture)分布式网络体系结构DNA(DistributingNetworkArchitecture)开放式系统互联参考模型OSI/RM(OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel)4.Internet时代高效、互联、高速、智能化应用。,10,5.1计算机网络概述,11,5.1.3计算机网络系统的组成和功能(1),计算机网络系统的组成计算机系统通信线路及通信设备网络协议网络软件,12,5.1.3计算机网络系统的组成和功能(2),计算机网络的功能：,13,5.1计算机网络概述,14,5.1.4计算机网络的结构与分类(1),1.网络拓扑结构,将一个复杂的计算机网络系统，抽象成为由节点和链路组成的几何图形，我们称这种图形为网络的拓扑结构(Topology)。,15,5.1.4计算机网络的结构与分类(2),(a)网络拓扑结构图,(b)抽象为节点和链路的网络拓扑结构图,16,2.网络的通信方式(2种),5.1.4计算机网络的结构与分类(3),点对点通信方式,广播式通信方式,17,3.按网络的拓扑结构分类,5.1.4计算机网络的分类(4),总线拓扑结构总线拓扑结构简单，增删节点容易。网络中任何节点的故障都会造成全网的瘫痪，可靠性不高。,18,5.1.4计算机网络的分类(5),星型拓扑结构一台计算机及其接口故障不会影响到整个网络，扩展性好，配置灵活，网络易于管理和维护。,19,环型拓扑结构环型拓扑结构传输路径固定，无路径选择问题，故实现简单。但任何节点的故障都会导致全网瘫痪，可靠性较差。,5.1.4计算机网络的分类(6),20,5.1.4计算机网络的分类(7),树型结构它是一种集中分层的管理形式，但各工作部之间很少有信息流通，共享资源的能力较差。,21,5.1.4计算机网络的分类(8),网状拓扑结构网状拓扑结构网络的容错能力强，如果网络中一个节点或一段链路发生故障，信息可通过其他节点和链路到达目的节点，故可靠性高。,22,5.1.4计算机网络的分类(9),蜂窝型拓扑结构优点:用户使用网络方便，网络建设时间短，网络易于扩展缺点:信号易受干扰，受地理和距离的影响，传输速率低，投资成本较高,23,5.1.4计算机网络的分类(10),4.按覆盖的地理范围分类,广域网（WideAreaNetwork，WAN）局域网（LocalAreaNetwork，LAN）城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）,24,5.2计算机网络体系结构,25,5.2.1基本概念(1),协议在计算机网络中用于规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规则、标准或约定称为网络协议（networkprotocol），简称协议。协议组成的3个要素是语法、语义和同步：语法：数据与控制信息的结构或格式语义：控制信息的含义，它定义了发送者或接收者所要完成的工作及响应同步：规定操作的执行顺序,26,数据封装封装就是在用户数据前面加上网络协议规定头部和尾部。在网络通信中，数据往往是多层次封装的。,5.2.1基本概念(2),27,网络协议的分层是指按照信息的流动过程将网络的整体功能划分为多个不同的功能层计算机网络中不同功能层之间的通信规约称为接口,5.2.1基本概念(3),28,协议分层实例,29,5.2.1基本概念(4),网络体系结构,网络体系结构是指计算机网络协议的分层分方法及其协议层与层之间接口的总和。,30,5.2计算机网络体系结构,31,是由ISO为了把这些计算机网络互连起来，达到相互交换信息、资源共享、分布应用的目的而提出的网络参考模型，简称为OSI/RM。,5.2.2开放系统互连参考模型(1),32,5.2.2开放系统互连参考模型(2),33,5.2计算机网络体系结构,34,5.2.3TCP/IP协议(1),TCP/IP网络体系结构,应用层,网络接口层,35,5.2.3TCP/IP协议(2),36,思考？,37,5.3局域网技术,38,5.3.1局域网概述(1),局域网的组成,网络硬件：提供一条物理信道和实现局域网间的资源共享,局域网的组成：用于控制并具体实现信息的传送和网络资源的分配与共享,两部分互相依赖、共同完成局域网的通信功能,39,5.3.1局域网概述(2),40,5.3.1局域网概述(3),局域网的类型,Ethernet(以太网)TokenRing(令牌环)网FDDI(光纤分布式数据接口)网ATM(异步传输模式)网等,41,5.3.1局域网概述(4),CSMA/CD协议,即载波监听多点访问/冲突检测协议,42,CSMA/CD协议的工作原理：发前先侦听空闲即发送边发边检测冲突时退避,5.3.1局域网概述(5),43,5.3局域网技术,44,5.3.2IEEE802.3以太网(1),IEEE802.3系列标准目前局域网使用最为广泛的是IEEE802.3以太网标准、IEEE802.11无线局域网标准,45,5.3.2IEEE802.3以太网(2),IEEE802.3以太网参考模型,只相当于OSI/RM的最低两层,46,在以太网中，每一个网络中的主机都有一个硬件地址，硬件地址又称为物理地址或MAC地址。,5.3.2IEEE802.3以太网(3),MAC地址,Ipconfig命令执行结果,47,以太网的特性,5.3.2IEEE802.3以太网(4),以太网是基带网，它采用基带传输技术。以太网的标准是IEEE802.3，它使用CSMA/CD介质访问控制方法，对单一信道的访问进行控制、分配介质的访问权，以保证同一时间只有一对网络站点使用信道，避免发生冲突。以太网是一种共享型网络，网络上的所有站点共享传输介质和带宽。,48,5.3.2IEEE802.3以太网(5),以太网所构成的拓扑结构主要是总线状和星状。逻辑结构属于总线状的局域网，在物理结构上也可以看成是星状的。有多种以太标准，它们支持不同的传输速率（10Mbps,100Mbps和1000Mbps），最高可达1Gbps。以太网技术先进、成熟，但很简单；价格低廉、容易扩展、易维护、易管理。,49,5.3局域网技术,50,5.3.3网络设备(1),51,网络适配器,5.3.3网络设备(2),网络适配器又称为网络接口卡（NetworkInterfaceCard,NIC），简称为网卡。它是插入到主板总线插槽上的一个硬件设备，用于将用户计算机与网络相连，属于数据链路层设备。,52,5.3.3网络设备(3),集线器,集线器（Hub），属于网络物理层互联设备，分为切换式、共享式和可堆叠共享式3种。,集线器的连接方式,53,5.3.3网络设备(4),交换机,交换机（Switch）属于数据链路层互联设备，可看做是多端口的网桥（MultiPortBridge）。