第七章-计算机网络和Internet要点.ppt

计算机网络与Internet,主要内容,计算机网络概述数据通信的基本概念计算机网络的组成计算机网络的拓扑结构计算机的网络类型局域网技术Internet概述Windows的网络功能,计算机网络的产生与发展计算机网络是指将地理位置不同、具有独立功能的多个计算机系统，通过各种通信介质和互联设备相互连接起来，配以完整的网络软件，以实现信息交换和资源共享的系统。20世纪60年代末，美国国防部的高级研究计划局（ARPA）开始研制ARPANET。这是最早的计算机网络。,计算机网络概述,计算机网络的产生与发展20世纪70年代，制定若干计算机网络标准。为计算机走向正规化和标准化奠定了坚实的基础。20世纪80年代，局域网诞生。20世纪80年代中期，美国建立了基于TCP/IP协议的全国性计算机网络NSFNET。1986年，NSFNET取代了ARPANET成为今天的Internet基础。,计算机网络的功能与应用1、计算机网络的功能交换信息共享资源分布处理负载均衡提高可靠性,数据通信的基本概念,信号:是数据在传输过程中的表示形式.根据数据表示方式的不同,可以把信号分为数字信号和模拟信号.(1)数字信号:是一种离散的电信号.(2)模拟信号:是一种连续变化的电信号.,带宽与数据传输率,1.信道带宽信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差。带宽越大，所能达到的传输速率就越大，所以通道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。,2.数据传输率数据传输率是指单位时间信道内传输的信息量，即比特率，单位为比特/秒。一般来说，数据传输率的高低由传输每一位数据所占时间决定，如果每一位所占时间越小，则速率越高。,数据传输方式,1.并行传输一次同时传输若干比特的数据.2.串行传输一次只能传输1比特的数据.,串行通信与并行通信,1.异步传输方式所谓异步传输方式就是在被传送的字符前后加起止位,实现定时的传输方式.这种传输方式是以一个字符为单位进行数据传输的,并且在每个字符代码的前后附加上起始位和停止位(这些标记数据起止的位又称为成帧信息).,数据传输方式,异步传输方式,工作过程如下:平时在线路上没有信号时,线路上处于空号状态即高电平状态;一旦接收端检测到传输线路从高电平跳向低电平,也即接收端收到起始位,说明发送端已经开始传输数据.那么接收端利用传输线的这种电平跳变,启动内部时钟,使其对准接收信息的每一位进行采样,以确保正确的接收.当接收端收到停止位时,标志着传输结束.,12,2.同步传输方式在传输过程中，大的数据块一起发送，在数据块的前后附加一些特殊的字符作为成帧信息。这些成帧信息使得发送端和接收端建立起一个同步的传输过程，另外，它们还用来区分和间隔连续传输的数据块。由于同步传输是以数据块的方式传输的因而线路的使用效率较高，但也加重了DEC的负担。,数据交换技术,线路交换报文交换分组交换,线路交换,线路交换（也称电路交换）在线路交换方式中，通过网络节点（交换设备）在工作站之间建立专用的通信通道，即在两个工作站之间建立实际的物理连接。一旦通信线路建立，这对端点就独占该条物理通道，直至通信线路被取消。,线路交换的主要优点是实时性好，由于信道专用，通信速率较高；缺点是线路利用率低，不能连接不同类型的线路组成链路，通信的双方必须同时工作。线路交换必定是面向连接的，电话系统就是这种方式。线路交换的三个阶段：线路建立阶段数据传输阶段拆除线路阶段,报文交换,报文是一个带有目的端信息和控制信息的数据包。报文交换采取的是“存储转发”（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的两个节点之间建立专用的物理线路。报文交换的主要缺点是网络的延时较长且变化比较大，因而不宜用于实时通信或交互式的应用场合。,在20世纪40年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(messageswitching)。报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在，报文交换已经很少有人使用了。,分组交换,分组交换也称包交换，它是报文交换的一种改进，也属于存储-转发交换方式，但它不是以报文为单位，而是以长度受到限制的报文分组（Packet）为单位进行传输交换的。分组也叫做信息包，分组交换有时也称为包交换。分组在网络中传输，还可以分为两种不同的方式：数据报和虚电路。,计算机网络的组成,计算机网络：网络硬件，网络软件网络硬件：计算机系统，传输介质，网络连接设备网络软件：网络操作系统，网络协议等,2020/6/12,20,网络连接设备调制解调器,集成了调制和解调功能的设备一般是指用于电话网络的模拟调制解调器目前的调制解调器在自适应、数据压缩和网络编码调制技术等方面已非常成熟，每个话路的数据传输速率可高达56kb/s，已基本接近电话线路的最大理论速率。,2020/6/12,21,网络连接设备网卡,网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备每台主机都应配置一个或多个网卡每个网卡都有一个或多个网络接口不能独立工作，必须依赖于宿主主机连接不同的局域网需要使用不同的网卡以太网卡令牌环网卡FDDI网卡ATM网卡,2020/6/12,集线器（HUB）,多端口的中继器，工作在物理层功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备特点：具有与中继器同样的特点可改变网络物理拓扑形式：总线连接星形连接逻辑上仍是一个总线型共享介质网络端口数：8，12，16，24,2020/6/12,23,网桥,存储转发设备用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络具有唯一的网络地址,路由器,用来实现多个网络互联的设备。用于对数据进行转发，并负担着数据包的寻址功能。,网关,完成不同网络协议的局域网之间的关联，除了路由器的全部功能外，还能实现不同网络之间的协议转换，所有也叫协议转换器。,网络传输介质,可以使用双绞线，光纤电缆，同轴电缆等，还可以使用无线传输方式，如微波，红外线等。,计算机网络的OSI模型物理层：提供机械、电气功能和构成特性。数据链路层：实现数据的无差错传送。网络层：处理网络间路由选择，确保数据及时传送。传输层：提供建立、维护和取消传输连接功能，负责可靠地传输数据。会话层：允许在不同机器上的用户建立会话关系。表示层：提供格式化的数据表示和转换服务。应用层：提供网络与用户应用软件之间的接口服务。,网络协议,拓扑的含义拓扑结构是指网络中的线路和结点的几何排列，反映网络的整体结构及各模块间的组合关系。拓扑的类型,计算机网络的拓扑结构,总线形拓扑,按网络跨越范围分：广域网、局域网和城域网。按应用范围分：公用网和专用网。按信号传输速率分：低速网、中速网和高速网。,计算机网络的类型,局域网是一种在小范围内实现的计算机网络，一般在一个建筑物内，或一个工厂、一个事业单位内部，为单位独有。局域网距离可在十几公里以内，信道传输速率可达120Mbps，结构简单，布线容易。广域网范围很广，可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低，一般小于0.1Mbps，结构比较复杂。城域网是在一个城市内部组建的计算机信息网络，提供全市的信息服务。目前，我国许多城市正在建设城域网。,局域网技术,局域网协议协议是计算机交换数据时遵循的一系列规则和过程。局域网中最常用的协议是以太网和令牌环,以太网协议以太网协议由施乐公司开发，基于总线型拓扑，连线时可以通过集线器连接成星型。总线中某一个节点发送数据，其他所有节点都可以收到。网络中的所有节点都可以利用总线发送数据为了避免发送数据冲突，采用了带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）：先听后发，边听边发，冲突停止，随即延后重发标准以太网网速为10Mbps，快速以太网为100Mbps,千兆以太网为1000Mbps.,令牌环协议对网络的访问控制是通过在网络设备之间共享或者传递一个叫做令牌的特殊信号来实现的。在网络中只有获得空闲令牌的网络设备才可以传输数据，因此确保了每一时刻只有一台计算机能够传输数据。令牌环协议基于环形拓扑结构。,局域网类型,根据计算机在网络使用中的作用，局域网可以分为：对等网和客户/服务器网。对等网用双绞线或同轴电缆连接少于10台的计算机。网络中的每台计算机地位相等客户机/服务器网络,Intranet技术,所谓Intranet技术，是指利用Internet技术简历的企业内部信息网络Intranet一般都有与Internet的连接，但是该连接往往是受到防火墙的监控的。防火墙，是指一种硬件与软件的集合，用于限制网络上的数据和信息访问，因此企业可以使用防火墙确保Intranet上的保密信息不被外部用户访问，同时限制Intranet上的用户访问非工作相关的Internet内容。,1、TCP/IP协议网络是由不同部门和单位组建的，要把各种不同的网络互联并实现通信，必须有统一的通信语言，称为网络协议。Internet使用的网络协议是TCP/IP。TCP/IP包含两个协议：传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）。传输控制协议的作用是表达信息，并确保该信息能够被另一台计算机所理解，网际协议的作用是将信息从一台计算机传送到另一台计算机。,Internet概述,2、IP地址连接到采用TCP/IP的网络的每个设备（计算机或其他网络设备）都必须有惟一的地址，这就是IP地址，一个网络设备的IP地址在全球是惟一的。IP地址是一个4字节（32位）的二进制数，每字节可对应一个小于256的十进制整数，字节间用小数点分隔，形如xxx.xxx.xxx.xxx，如雅虎站点的IP地址是204.71.200.75。,TCP/IP协议与OSI参考模型的对应关系,Internet的工作方式,当一个用户想给其他用户发送一个文件时，TCP先把该文件分成一个个小数据包，并加上一些特定的信息（可以看成是装箱单），以便接收方的机器确认传输是正确无误的，然后IP再在数据包上标上地址信息，形成可在Internet上传输的TCP/IP数据包。,当TCP/IP数据包到达目的地后，计算机首先去掉地址标志，利用TCP的装箱单检查数据在传输中是否有损失，如果接收方发现有损坏的数据包，就要求发送端重新发送被损坏的数据包，确