计算机网络课件 第一章 计算机网络技术基础

第一章计算机网络概述，1.1计算机网络的产生和发展，第一代面向终端的计算机网络(50年代初)，图1-1第一代计算机网络示意图，图1-2具有通信功能的单机和多机系统，共享资源的第二代计算机通信网络(60年代中期)，图1-3第二代计算机网络示意图，第三代现代计算机网络(70年代)，图1-4现代计算机网络示意图，1.2计算机网络的功能和应用， 概念：通过将多台计算机与通信媒体连接而形成的计算机系统功能：用于通信和娱乐的企业和商业机构的科研和教育的资源共享和通信应用：1.3计算机网络的分类，局域网(LAN)范围：在方圆的同一建筑物或几公里内的传输技术：广播拓扑：总线类型和环形类型特征：高传输速率和低误码率； 城域网范围：城市传输技术：广播拓扑：分布式队列双总线，广域网范围：国家或州的传输技术：点对点拓扑：星形、环形、树形和网状特征：低传输速率：带主机和通信子网的无线网络互联网；总线特点：结构简单灵活，安装方便，成本低，易扩展，共享能力强，广播传输响应速度快，但负载重：性能下降快；局部站点故障不影响整体，可靠性高。如果总线出现故障，将会影响整个网络的拓扑结构，1.4计算机网络的环形特征：工作站之间没有主从关系，结构简单的信息流在网络中沿环形单向传输，延迟固定，两个节点之间有一条实时性好的唯一路径，简化了路径选择，但可扩展性差，可靠性差， 任何线路或节点故障都可能导致整个网络故障，并且故障检测困难，呈星形特点：结构简单，便于管理和维护，易于实现结构化布线通信线路的特殊用途，高电缆成本由中心节点控制和管理，中心节点的可靠性基本上决定了整个网络的可靠性，中心节点负担重，容易成为信息传输的瓶颈， 中心节点的故障会导致整个网络瘫痪，而树状结构的特点是：容易扩展，容易隔离故障，可靠性高，对根节点依赖性大，一旦根节点发生故障，整个网络就会瘫痪，网状结构的特点是：结构复杂，管理维护困难，可靠性高，线路成本高，适用于多路径的大型广域网， 因此，可以选择最佳路径来减少时间延迟，改善流量分配和提高网络性能，但是路径选择更复杂，1.5计算机网络的基本组成，1.2网络节点，2传输链路，3 .网络软件(网络协议)，网络节点端节点中继节点，交换节点路由节点，以及，传输链路双绞线，同轴电缆，光缆，网络协议协议是指通信双方必须共同遵守的协议和通信规则。 这是沟通双方就如何开展沟通达成共识的三个要素。语法、语义和时序协议分层体系结构：指计算机通信网络的分层，即各层之间的协议和接口的集合，即准确定义通信网络及其组件应该执行的功能的分层体系结构的基本思想：将整个协议系统分成小块(层)，就像结构化编程中的子程序模块一样。下层为上层提供服务，每一层的功能都与下层提供的服务相叠加，这样最高一层就可以为用户提供一套完整的服务来实现通信或分布式应用。分层的基本原则：定义每一层提供给下一层的服务，以确保每一层的功能相互独立，但不指定如何完成这些服务，从而允许每一层改变其实现指定服务的方法。然而，所需的服务将是下层通过接口为上层提供服务，换句话说，上层通过接口使用下层提供的服务，上层调用服务的用户，下层调用服务提供者。服务的用户和提供者通过服务接入点直接联系服务原语。服务不是一个非常抽象的概念，它通常由一系列服务原语来描述。所谓的原始意味着它不能被细分。在接口的服务访问点，服务消费者只看到几个简单的原语。协议数据单元，PDU)服务数据单元，SDU)，也称为接口数据单元，IDU)，图表：层次、协议、接口和服务等概念。服务和协议服务由一系列服务原语组成，这些原语位于层次结构的接口，指示下层向上层提供哪些操作功能，但是没有关于如何实现这些操作的规定。协议是一套规则。它是一组关于相同级别对等实体之间协议数据单元的格式、含义和控制的规则。实体使用协议来实现它们的服务定义。只要每一层不改变它所提供的服务，它就可以根据需要选择和改变该层中使用的协议，而不会影响更高层的软件实现。面向连接的服务和无连接的服务面向连接的服务就像打电话一样。有一个明显的拨号、通话和挂断电话的过程。也就是说，面向连接的服务提供商必须建立连接、维护连接和拆除连接。这种服务的最大优点是它的高可靠性和顺序数据传输的保证。无连接服务就像电报。你不能在电报发出后立即确认对方已经收到。无连接服务不需要维护连接的开销，但可靠性低，数据传输顺序无法保证。1.6、计算机网络层次、通信子网和资源子网资源子网(用户子网)主机终端资源子网负责整个网络的数据处理服务，为网络用户提供各种网络资源和网络服务。通信子网由通信控制处理器、通信线路和其他通信设备组成，以完成通信处理任务，例如网络数据传输和转发。OSI参考模型的成功之处：明确区分服务、接口和协议三个混淆的概念，七层框架，物理层：数据链路层和物理传输介质之间的逻辑接口，数据链路层：通信链路的激活、维护和终止，数据的错误检测和纠正，网络层：提供交换和路由功能，传输层：向用户提供可靠透明的端到端数据传输，错误控制和流量控制会话层：建立， 组织和协调双方的交互表示层：为异构主机通信提供一个通用语言应用层：为应用进程、TCP/IP参考模型、TCP/IP、OSI提供服务，比较OSI参考模型和TCP/IP参考模型OSI的优缺点：概念清晰，通用性好； 然而，它过于复杂，难以实施，效率低下。协议的优点和缺点：实用性强，对现有协议有描述；然而，功能描述和实现细节是混合在一起的。OSI模型的数据传输、数据、用户数据、发送过程、接收过程、APDU、NPDU、DPDU、PPDU、PPDU、SPDU、TPDU、PDU:协议数据单元、封装：在发送节点从上到下逐层添加报头(尾部)信息，在目的节点从下到上逐层翻转(尾部)信息的过程称为封装。IDU:接口数据单元SDU:服务数