PPT48344-00龚沛曾-大基第7章

第7章计算机网络基础7.1计算机网络概述7.1.1计算机网络的定义7.1.2计算机网络的发展7.1.3计算机网络的分类7.1.4计算机网络体系结构7.2局域网技术,1,生活中接触的网络？,2,电信网络以语音通信为主要目的广播电视网络以发送电视信号为主要目的计算机互联网以数据通信为主要目的趋势：三网合一,一、计算机网络的定义,3,计算机网络的定义将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机，通过通信设备和通信线路连接起来，在网络软件的支持下，实现资源共享和数据通信的计算机系统。,4,是计算机网络吗？,蓝牙,802.11,5,2.计算机网络系统的组成,逻辑功能,资源构成,硬件系统：通信设备用户端设备,软件系统：网络操作系统网络应用软件网络协议数据资源,通信子网:(内层)主要由通信设备和通信线路及其软件组成负责全网的数据传输、加工和变换等通信处理工作。,资源子网：(外层)主要由主机、终端、附属设备及软件组成负责全网数据处理和向网络用户提供资源及网络服务。,3.计算机网络的功能,6,数据通信资源共享,计算机网络最基本的功能其他功能都是建筑数据通信基础上的,共享硬件、软件和数据资源数据是其中最重要的资源,资源共享,7,硬件资源共享,数据资源共享,软件资源共享,4.计算机网络的性能指标,8,速率：计算机在数字信道上传送数据的速率带宽（Bandwidth）：在单位时间内从计算机网络中的某一点到另一点所能通过的最高信息量。Kb/s，Mb/s。100M带宽指100Mb/s。反映通信线路所能传送数据的能力。,9,二、计算机网络的发展,第一代计算机网络：以单个主机为中心，将地理位置分散的多个终端通过通信线路与主机连接而形成。1954年半自动地面防空系统（SAGE）,从严格意义上来说，该阶段的计算机网络不是真正的计算机网络。,T终端设备，H主计算机,计算机网络？,10,第二代计算机网络：以分组交换网为中心1969年ARPANET,主机之间可以彼此通信，并实现与其他主机之间的资源共享。,T终端设备，H主计算机,11,第三代计算机网络体系结构标准化1984年OSI模型,把网络通信的工作分为7层，每层完成一定的功能。成为研究和制订新一代计算机网络标准的基础。,(OpenSystemInterconnect)开放式系统互联参考模型,各种不同的网络体系结构相继出现，如何实现互连？,解决：异种网络互连的兼容性问题不同类型的主机的数据传输,12,第四代计算机网络以网络互连为中心Internet,把分散的网络连接起来，在更大范围内实现资源共享,4.计算机网络的分类,13,从网络涉及的地理范围进行分类：,局域网(LocalAreaNetwork，LAN),特点：传输距离有限、传输速率高、用户数少、配置容易应用：以太网、无线局域网,城域网(MetropolitanAreaNetwork，MAN),特点：LAN的延伸，介于LAN和WAN之间应用：用于建骨干网,广域网(WideAreaNetwork，WAN),特点：覆盖范围大、传输速率低、传输误码率也较高。应用：通信设备和通信线路由电信部门提供，多采用光纤线路。,14,1.网络协议计算机网络中通信双方为了实现通信而设计的规则。如TCP/IP协议。协议是交流双方为了实现交流而设计的规则生活中的协议：人类的语言海洋航行中的旗语,四、网络体系结构,计算机网络的各个层次和在各层上使用的全部协议。分层：分而治之协议：如何实现本层功能服务：为上层提供的功能接口：如何使用下层服务常用的网络体系结构模型：OSI参考模型TCP/IP体系结构,2.网络体系结构,如何解决网络协议这个庞大而复杂的问题？,分层！,基于什么原则分层？上下层有什么关系？,相似的功能在同一层，对等层有相应的网络协议！服务！接口！协议！,15,信件寄送过程的实现,16,分层实现后的数据传输,3.OSI参考模型,17,通信子网,资源子网,各层的任务处理网络应用数据如何表示主机间的通信端到端的连接路由寻址介质访问接入比特流的传输,数据自上而下不断封装，到达物理层直接进行比特流的传送，到目的站点后，自下而上不断拆封。,18,在实际应用中，TCP/IP是OSI的简化TCP（TransmissionControlProtocol）用于保证被传送信息的完整性IP（InternetProtocol）负责将消息从一个地方传送到另一个地方。,是Internet所使用的体系结构，目的是网络互连。本模型本身并不非常有用，但是协议却被广泛使用开了。,4.TCP/IP体系结构,广泛应用且运行稳定，是一种既成事实的工业标准。,19,IP协议：为分组在互联网的发送、传输和接收制定的详细规则每一个分组独立选择路由后发可能先到忙时丢弃不管不能确保分组可靠交付,TCP协议：确保分组可靠交付,TCP/IP协议：是一组协议(包括上百个各种功能的协议)保证数据完整传输的两个基本的重要协议,7.2局域网技术7.2.1简单局域网组建案例7.2.2局域网的组成7.2.3局域网技术要素7.2.4常用局域网技术简介,1.构建局域网案例,例将3台计算机按对等网模型组成一个星形结构的简单局域网,对等网：每一台计算机既是服务器，又是客户机服务器：为整个网络提供共享资源和服务客户机：向网络提出服务请求,,,,交换机,网络线,中央设备,计算机,硬件设备网卡、交换机、网线安装网络协议和配置自动安装，配置IP设置对等网模式设置工作组连通性测试Ping自己或邻居网络邻居资源共享文件夹共享映射网络驱动器,交换机,8口,16口,（1）需要硬件一个交换机：购买每台电脑配置一块网卡：标配、内置或集成每台电脑配置一根网线：购买或DIY、双绞线,网卡(网络适配器),反接,双绞线,注意：三者的速率和匹配，以最低为准,接头：RJ-455类以上非屏蔽双绞线购买或DIY,正接,（2）安装网络协议,自动安装网卡驱动程序自动安装TCP/IP协议自动创建一个网络连接设置TCP/IP协议,（3）设置工作组,最常见最简单最普通的资源管理模式将电脑按功能分别列入不同的组中，以方便管理,（4）网络的连通性测试,方法1：网络,方法2：Ping命令,Ipconfig命令用法：Ipconfig/ALL,Ping命令检查本机情况Pingping本机的IP地址Pinglocalhostping本机计算机名检查相邻计算机是否连通Ping相邻计算机的IP地址或计算机名检查到缺省网关是否连通Ping缺省网关的IP地址检查到Internet是否连通Ping域名或IP地址,Internet,网关,服务器：,拼自己拼网关拼Internet上的任务一台服务器,（5）设置资源共享,共享文件夹共享打印机提供共享打印机端：共享使用共享打印机端：添加打印机,映射网络驱动器,（1）服务器/客户机,服务器（Server）：提供共享资源和服务硬件：速度快、容量大的特殊计算机Web服务器、FTP服务器、文件服务器客户机（Client）：使用共享资源，要求服务结构：对等网结构服务器/客户机结构工作方式：客户机/服务器模式（Client/Server，C/S）浏览器/服务器模式（Browser/Server，B/S）,2.局域网的组成,作用：将一些计算机连接起来组成一个局域网集线器带宽：10Mbps100Mbps1000Mbps自适应特点：各端口共享带宽每一个端口平均拥有带宽W/nW：集线器带宽n：端口数量每一个端口工作时都是这个带宽任何时刻，只能有一个端口可发送,（2）集线器(Hub)和交换机(Switch),交换机带宽：10Mbps100Mbps1000Mbps10Gbps自适应特点：各端口独享带宽每一个站点拥有相同的带宽,路由器,Internet,3个端口，3个账号,1个端口，3个账号,1个端口，1个账号,Internet,实现共享上网,路由器1,路由器主要功能：主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信路由功能：找到网络中数据传输最合适的路径,LAN2,WAN,LAN1,LAN使用路由器连接到WAN,路由器2,LAN2,LAN1,路由器,两人LAN使用路由器连接起来,网络,网络,网络,网络,网络,网络,网络,从路由器的角度看Internet,（3）传输媒体,双绞线：两条相互绝缘的导线扭绞而成，为什么扭绞：减少对外辐射和对内干扰双绞线分非屏蔽和屏蔽UnshieldedTwistedPair，UTPShieldedTwistedPair，STP网线：一般指5类UTPCAT5用在100Mbps4对8根双绞线，非屏蔽双绞线超5类UTP：改良CAT5E用在100Mbps6类UTP：改良CAT6用在1000Mbps,接线：,T568B,T568B,反接线两端连接的设备类型相同,正接线两端连接的设备类型不同,T568A,T568B,排线顺序,光纤前香港中文大学校长高锟和GeorgeA.Hockham高锟2009年获诺贝尔物理学奖用于：长距离的数据传输和网络的主干线以及高速局域网,纤芯涂层外套,无线传输媒体,将来只有两种通信：光纤的和无线的用于通信的电磁波：无线电波、微波、红外线、可见光无线局域网：用无线电波无线电波可达600Mbps，数十公里范围红外线主要用于室内短距离通信,无线AP,无线网卡标配,USB无线网卡,交换机,Internet,路由器,3.局域网技术要素,（1）网络的拓扑结构,总线形拓扑结构,优点：布线简单、节点增删容易、成本较低。缺点：竞用总线，容易引起冲突；如果节点数过多，则会降低网络的速度总线故障影响大且难以检测和排除。,环形拓扑结构,优点：结构简单、实时性强缺点：增删节点复杂；故障难以检测和排除。应用：早期的令牌环网和FDDI就是采用环型结构目前环型拓扑主要应用在光纤网中,星形/树形拓扑结构,优点：结构简单、组网容易、控制相对简单；故障影响小且容易检测和排除。缺点：电缆数量大，安装工作量可观；通信线路利用率低；中央节点可靠性要求高，若出现故障，则整个网络瘫痪。应用：以太网中,特点：无中心设备，因此也称为无规则型结构优点：系统可靠性高缺点：结构复杂、协议复杂、实现困难、不易扩充,网状拓扑结构,（2）介质访问控制方法,载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）载波侦听：发送数据前侦听总线上有没有数据传输若无数据传输，立即发送数据多路访问：共用一条总线，且广播式的冲突检测：两个或两个以上计算机同时发送数据先听后发、边听边发、冲突停止、延迟重发,（2）介质访问控制方法,令牌访问（TokenPassing）类似“击鼓传花”游戏，令牌是能否发送数据的权力象征，只需将网络中令牌设置为只有一个，则杜绝了环路上发生冲突的可能。,3.以太网（IEEE802.3）,局域网标准：IEEE802标准以太网：IEEE802.3标准无线局域网：IEEE802.11标准以太古希腊：青天或上层大气宇宙学：假想的充满宇宙的那种像空气一样的介质，而正是这种介质电磁波才得以传播计算机网络：采用共享总线型传输媒体方式的局域网,以太网有四种：标准以太网1975年10Mbps快速以太网（FastEthernet，FE）1995年100Mbps千兆以太网（GigabitEthernet，GE）1998年1000Mbps/1Gbps万兆以太网（10GigabitEthernet，10GE）2002