项目1组建双机互联对等网络

1、LOGO项目项目1组建双机互联对等网络组建双机互联对等网络2项目项目1组建双机互联对等网络组建双机互联对等网络要点要点 了解计算机网络的产生和发展过程了解计算机网络的产生和发展过程 了解计算机网络的分类方法了解计算机网络的分类方法 掌握计算机网络的通信子网类型和拓扑结构掌握计算机网络的通信子网类型和拓扑结构 掌握计算机网络体系结构、分层原理等掌握计算机网络体系结构、分层原理等 掌握掌握OSI/RMOSI/RM、TCP/IPTCP/IP和和IEEE 802IEEE 802三种模型三种模型 3项目项目1组建双机互联对等网络组建双机互联对等网络目录目录1.1 1.1 计算机网络概述计算机网络概述1.

2、21.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构1.3 1.3 网络协议和标准化组织网络协议和标准化组织1.4 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 41.1 计算机网络概述计算机网络概述 计算机网络计算机网络(Computer Network)是是计算机技术计算机技术和和通信技术通信技术紧密结合的产物。紧密结合的产物。.1计算机网络的定义和演变计算机网络的定义和演变 1. 1. 计算机网络的定义计算机网络的定义 把分布在不同地理位置计算机、终端，通过通信设备和把分布在不同地理位置计算机、终端，通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件网络通信协议，信息线路连接起

3、来，以功能完善的网络软件网络通信协议，信息交换方式及网络操作系统等），实现互相通信及网络资源共交换方式及网络操作系统等），实现互相通信及网络资源共享的系统。享的系统。 IEEE IEEE高级委员会坦尼鲍姆博士给它的定义是高级委员会坦尼鲍姆博士给它的定义是“计算机网计算机网络是一组自治计算机互联的集合络是一组自治计算机互联的集合”。 l人的身体内部也有人的身体内部也有网络哟网络哟，如神经系如神经系统、消化系统网络。统、消化系统网络。 l生活中就存在许生活中就存在许多网络，例如电话多网络，例如电话网、铁路网等。网、铁路网等。 51.1 计算机网络概述计算机网络概述ExtranetI6第第1章章 计

4、算机网络概述计算机网络概述 ExtranetI71.1 计算机网络概述计算机网络概述 具有通信功能的多机系统具有通信功能的多机系统 局域网局域网 计算机网络计算机网络 面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络.1计算机网络的定义和演变计算机网络的定义和演变2. 2. 计算机网络的演变计算机网络的演变81.1 计算机网络概述计算机网络概述.1计算机网络的定义和演变计算机网络的定义和演变 3. 3. 网络发展的里程碑网络发展的里程碑 建立的建立的ARPAARPA网网196919697070年代年代8080年代年代1993199319931993出现局域网，特别是以太

5、网出现局域网，特别是以太网( (Ethernet)Ethernet)CCITTCCITT建立了传输声音数据的国际标准，建立了传输声音数据的国际标准，ISOISO制定了制定了OSI/RMOSI/RM。克林顿政府提出了克林顿政府提出了NIINIIIETFIETF成立了成立了Ipng(IPv6)Ipng(IPv6)工作组工作组19891989WebWeb技术的出现，使技术的出现，使InternetInternet得到了普及得到了普及19951995IPngIPng工作组完成工作组完成IPv6IPv6的协议文本的协议文本 91.1 计算机网络概述计算机网络概述.1计算机网络的定义和演变

6、计算机网络的定义和演变4. 4. 我国的网络发展我国的网络发展 19891989年年1111月月CNPACCNPAC建成运行。建成运行。19931993年建成年建成CHINAPACCHINAPAC。19931993年下半年开始规划实施年下半年开始规划实施“金桥金桥”、“金卡金卡”和和“金关金关”的三金工程。的三金工程。我我国国四大四大公用计算机网络（自治系统）公用计算机网络（自治系统）l中国公用计算机互联网（中国公用计算机互联网（CHINANETCHINANET） l中国金桥信息网（中国金桥信息网（CHINAGBNCHINAGBN） l中国教育和科研计算机网（中国教育和科研计算机网（CERNE

7、TCERNET） l中国科学技术网（中国科学技术网（CSTNETCSTNET） lGLOBALNETGLOBALNET、NCFCNCFC、UNINETUNINET、CNCNETCNCNET、CMNETCMNET、CIENETCIENET、CGWNETCGWNET、CSNETCSNET和利用军队资源的数据网等。和利用军队资源的数据网等。101.1 计算机网络概述计算机网络概述1.1.2 1.1.2 计算机网络的分类、组成和网络性能计算机网络的分类、组成和网络性能 1. 1. 计算机网络的分类计算机网络的分类 按覆盖范围分为：按覆盖范围分为：WANWAN、LANLAN、MANMAN 按通信速率分为

8、：低速网、中速网、高速网按通信速率分为：低速网、中速网、高速网 按带宽分为：基带网络、宽带网络按带宽分为：基带网络、宽带网络 其它分类方法其它分类方法: : 按网络协议分类按网络协议分类 按网络操作系统分类按网络操作系统分类 111.1 计算机网络概述计算机网络概述1.1.2 1.1.2 计算机网络的分类、组成和网络性能计算机网络的分类、组成和网络性能 2. 2. 计算机网络的组成计算机网络的组成 通信子网通信子网 通信子网提供网络通信功能，完成网络主机之通信子网提供网络通信功能，完成网络主机之间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信处理工作，由

9、通信控制处理机处理工作，由通信控制处理机CCPCCP、通信线路和其通信线路和其它通信设备组成的数据通信系统。它通信设备组成的数据通信系统。 资源子网资源子网 资源子网由主机系统、终端控制器、请求服务资源子网由主机系统、终端控制器、请求服务的用户终端、通信子网的接口设备、提供共享的软的用户终端、通信子网的接口设备、提供共享的软件资源和数据资源件资源和数据资源( (如数据库和应用程序如数据库和应用程序) )构成。构成。121.1 计算机网络概述计算机网络概述1.1.2 1.1.2 计算机网络的分类、组成和网络性能计算机网络的分类、组成和网络性能 3. 3. 网络性能网络性能 带宽（带宽（B Ban

10、dwidthandwidth） 是指网络上数据在一定时刻内从一个节点传输到任意是指网络上数据在一定时刻内从一个节点传输到任意节点的信息量。可以用链路每秒钟能传输的比特数表示，节点的信息量。可以用链路每秒钟能传输的比特数表示，如如1010MbpsMbps、100Mbps100Mbps和和1010GMbpsGMbps等。也可以用传输每个比特等。也可以用传输每个比特所花的时间长短来衡量，如所花的时间长短来衡量，如0.10.1ss。 延迟（延迟（D Delayelay）（平时说网络（平时说网络“超卡超卡”） 是指将一个比特从网络的一端传输到另一端所花费的是指将一个比特从网络的一端传输到另一端所花费的时

11、间。造成延迟的原因有：一是传输介质的传播延迟；二时间。造成延迟的原因有：一是传输介质的传播延迟；二是发送一个数据单元花费的时间，它和网络的带宽和数据是发送一个数据单元花费的时间，它和网络的带宽和数据分组的大小密切相关；三是网络内部延迟，因为交换机在分组的大小密切相关；三是网络内部延迟，因为交换机在将分组转发出去之前一般要将它存储一段时间。将分组转发出去之前一般要将它存储一段时间。131.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.1 1.2.1 网络拓扑的概念网络拓扑的概念 （重要概念重要概念）拓扑学中先将实体抽象为与大小、形状无关的拓扑学中先将实体抽象为与大小、形状无关的点，再将连接

12、实体的线路抽象为线，进而研究点、点，再将连接实体的线路抽象为线，进而研究点、线之间的特性，它是一种橡皮泥技术。线之间的特性，它是一种橡皮泥技术。而计算机网络的拓扑结构，是研究网络中各节而计算机网络的拓扑结构，是研究网络中各节点之间的连线（链路）的物理布局（点之间的连线（链路）的物理布局（只考虑节点的只考虑节点的位置关系而不考虑节点间的距离和大小位置关系而不考虑节点间的距离和大小）。网络拓）。网络拓扑结构将网络中的具体设备（计算机、交换机等网扑结构将网络中的具体设备（计算机、交换机等网络单元）抽象为节点，而把网络中的传输介质抽象络单元）抽象为节点，而把网络中的传输介质抽象为线。这样从拓扑学的角度

13、看计算机网络就变成了为线。这样从拓扑学的角度看计算机网络就变成了点和线组成的几何图形，即通信链路和节点的几何点和线组成的几何图形，即通信链路和节点的几何排列或物理图形布局。排列或物理图形布局。只考虑节点的位置只考虑节点的位置关系而不考虑节点间的关系而不考虑节点间的距离和大小距离和大小141.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 点到点式点到点式网络（网络（Point-to-Point NetworksPoint-to-Point Networks） 每条物理线路只连接一对设备（计算机或节点每条物理线路只连接一对设备（计算机或节点交换机），发送的数据在信道另一端只有惟一的一交换机），发送的

14、数据在信道另一端只有惟一的一个设备接收。个设备接收。 没有信道竞争，几乎不存在访问控制问题，但没有信道竞争，几乎不存在访问控制问题，但点到点信道浪费一些带宽。点到点信道浪费一些带宽。 广播式广播式网络（网络（Broad NetworksBroad Networks 也称也称多点共享多点共享，任何一个节点发送报文信息时，任何一个节点发送报文信息时，所有其它节点都会接收到该信息。所有其它节点都会接收到该信息。会引起争用信道而产生的介质访问冲突的问题。会引起争用信道而产生的介质访问冲突的问题。1.2.2 1.2.2 通信子网的信道类型通信子网的信道类型151.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结

15、构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 总线型结构总线型结构（广播式广播式）优点：优点：结构简单，价格低廉、安装使用方便结构简单，价格低廉、安装使用方便。 缺点：故缺点：故障诊断和隔离比较困难障诊断和隔离比较困难。161.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 环型结构环型结构（广播式广播式）优点：优点：简化了路径选择控制简化了路径选择控制，传输延迟固定传输延迟固定。实时实时性强性强，可靠性较高可靠性较高。 缺点：缺点：节点过多时，影响传输效率节点过多时，影响传输效率。环某处断开会环某处断开会导

16、致系统失效导致系统失效，节点的增删过程复杂节点的增删过程复杂。171.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 星型结构星型结构（点到点式点到点式）优点：优点：单点故障不影响全网，结构简单单点故障不影响全网，结构简单。增删节点及维护增删节点及维护管理容易；故障隔离和检测容易，延迟时间较短管理容易；故障隔离和检测容易，延迟时间较短。缺点：线路增加缺点：线路增加成本较高，线路利用率低；网络性能过于依成本较高，线路利用率低；网络性能过于依赖中心节点赖中心节点 。181.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.

17、3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 树型结构树型结构（点到点式点到点式）优点：优点：结构比较简单，成本低结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活扩充节点方便灵活。缺点：缺点：对根的依赖性大对根的依赖性大。191.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 网状结构网状结构（点到点式点到点式）优点：优点：具有较高的可靠性具有较高的可靠性。某一线路或节点有故障时，不会某一线路或节点有故障时，不会影响整个网络的工作影响整个网络的工作。缺点：缺点：结构复杂，需要路由选择和流控制功能，网络控制软结构复杂，需要路由选择和流控制功能，

18、网络控制软件复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。件复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。201.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构实际组建网络时，网络的拓扑结构通常是几实际组建网络时，网络的拓扑结构通常是几种拓扑结构的组合种拓扑结构的组合。在选择网络拓扑结构时，应考虑可靠性、费在选择网络拓扑结构时，应考虑可靠性、费用、灵活性、响应时间和吞吐量等因素用、灵活性、响应时间和吞吐量等因素。无线拓扑结构通过空气作为介质传输数据，无线拓扑结构通过空气作为介质传输数据，主要有微波红外线、卫星通信等形式。主要有微波红外线、卫星通信等形式

19、。 无线拓扑结构无线拓扑结构混合型拓扑混合型拓扑211.3 网络协议和标准化组织网络协议和标准化组织 网络协议就是指网络中计算机、设备之间相互网络协议就是指网络中计算机、设备之间相互通信和进行数据处理及数据交换而建立的规则（标通信和进行数据处理及数据交换而建立的规则（标准或约定）。准或约定）。 语法：语法： 如何讲如何讲 语义：语义： 讲什么讲什么 时序：时序： 讲话次序讲话次序 3.1 网络协议网络协议 OSI/RM、TCP/IP、IEEE802就是协议，就是协议，本课程以它们为主线，介绍计算本课程以它们为主线，介绍计算机网络知识。机网络知识。221.3 网络协议和标准化组织网

20、络协议和标准化组织 国际标准化组织国际标准化组织( (ISOISO) ) 国际电信联盟国际电信联盟- -电信标准化部电信标准化部（ITU-TITU-T），CCITTCCITT 美国国家标准化协会（美国国家标准化协会（ANSIANSI）电气电子工程师协会（电气电子工程师协会（IEEEIEEE） 电子工业协会（电子工业协会（EIA/TIAEIA/TIA） 贝尔（贝尔（BellBell）中心中心 国际电子技术委员会（国际电子技术委员会（IECIEC） 国家标准和技术协会（国家标准和技术协会（NISTNIST） InternetInternet标准化组织标准化组织 （IETFIETF）

21、3.1 标准化组织标准化组织 红色标记的重红色标记的重点记，并背出，点记，并背出，后面常用这种缩后面常用这种缩写。写。对网络发对网络发展起重要展起重要作用的组作用的组织和机构织和机构231.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.1 1.4.1 网络体系结构网络体系结构 计算机网络系统的设计采用结构化方法，计算机网络系统的设计采用结构化方法，将一个较为复杂的系统将一个较为复杂的系统分解为若干个容易处分解为若干个容易处理的子系统理的子系统，现代计算机网络都采用了层次，现代计算机网络都采用了层次化体系结构。化体系结构。分层及其协议的集合称为计算机网络体分层及其协议的集合称为计算机网络体系

22、结构系结构CNACNA，它是关于计算机网络系统应设，它是关于计算机网络系统应设置多少层，每个层能提供哪些功能的精确定置多少层，每个层能提供哪些功能的精确定义，以及层之间的关系和如何联系在一起的。义，以及层之间的关系和如何联系在一起的。 241.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.1 1.4.1 网络体系结构网络体系结构 1 1分层结构的优点分层结构的优点（1 1）分解为相对简单的若干层后，易于实现）分解为相对简单的若干层后，易于实现和维护。和维护。（2 2）各层功能明确，相对独立，下层为上层）各层功能明确，相对独立，下层为上层提供服务，上层通过接口调用下层功能。提供服务，上层通过

23、接口调用下层功能。不关心下层具体实现细节，各层都可以选择最不关心下层具体实现细节，各层都可以选择最合适的实现技术。合适的实现技术。（3 3）当某一层的功能需要更新或被替代时，）当某一层的功能需要更新或被替代时，只要它和上、下层的接口服务关系不变，则相邻层只要它和上、下层的接口服务关系不变，则相邻层都不受影响。都不受影响。（4 4）分层结构易于交流、理解和标准化。）分层结构易于交流、理解和标准化。251.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.1 1.4.1 网络体系结构网络体系结构 2 2分层原则分层原则网络体系结构分层原则：层数要适中，过多则结网络体系结构分层原则：层数要适中，过多

24、则结构过于复杂，各层组装困难，而过少则层间功能划分构过于复杂，各层组装困难，而过少则层间功能划分不明确，多种功能在同一层中，造成每层协议复杂；不明确，多种功能在同一层中，造成每层协议复杂；层间接口要清晰，跨越接口的信息量尽可能要少。层间接口要清晰，跨越接口的信息量尽可能要少。计算机系统分为计算机系统分为硬件系统硬件系统和和软件系统软件系统。计算机网络系统由计算机网络系统由通信子网通信子网和和资源子网组资源子网组成，成，如果只简单地分为这两部分，则功能划分如果只简单地分为这两部分，则功能划分不明。不明。261.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.1 1.4.1 网络体系结构网络体系

25、结构 3.3.常见的网络体系结构常见的网络体系结构 1.1.OSI/RMOSI/RM 国际标准、参考模型国际标准、参考模型2.2.TCP/IPTCP/IP 事实上的工业标准事实上的工业标准3.3.IEEE 802IEEE 802 局域网标准局域网标准271.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.2 1.4.2 OSIOSI七层参考模型七层参考模型 1. OSI1. OSI七层参考模型七层参考模型高三层高三层资源子网资源子网低三层低三层通信子网通信子网中间层中间层281.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.2 1.4.2 OSIOSI七层参考模型七层参考模型 2. 2.

26、 OSI/RMOSI/RM各层功能简介各层功能简介物理层物理层( (Physical LayerPhysical Layer，PH)PH) 数据链路层数据链路层( (Data Link LayerData Link Layer，DL)DL)网络层网络层( (Network LayerNetwork Layer，NL)NL)传输层传输层( (Transport LayerTransport Layer，TL)TL)会话层会话层( (Session LayerSession Layer，SL)SL)表示层表示层( (Presentation LayerPresentation Layer，PL)P

27、L)应用层应用层( (Application LayerApplication Layer，AL)AL)291.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.2 1.4.2 OSIOSI七层参考模型七层参考模型 3. 3. OSI/RMOSI/RM各层数据封装各层数据封装OSI/RMOSI/RM通信过程通信过程flashflash动画演示动画演示不能演示请修改链接路径；不能演示请修改链接路径；或安装或安装flashflash插件，插件，例如例如30应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层Physical应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层

28、网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层TCP头部数据IP头部应用数据帧头部IP数据包物理层物理层OSI/RM TCP/IP1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构数据传输过程数据传输过程311.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1. TCP/IP 1. TCP/IP概述概述 TCP/IP4.3 TCP/IP参考模型参考模型 TCP/IP主要考虑主要考虑异种网络互联异种网络互联问题，是网络史问题，是网络史上最为成功的通信协议。上最为成功的通信协议。TCP/IP是由一组通信协议是由一组通信协议所组成的协议簇，而所组成的协议簇，而TCP和和IP是其中的两个主要协是其中

29、的两个主要协议。议。1980年，年，ARPAnet的所有机器都使用的所有机器都使用TCP/IP协协议，并建立了议，并建立了Internet。为推广。为推广TCP/IP协议，协议，ARPA以低价出售以低价出售TCP/IP的使用权，还资助一些机构来开的使用权，还资助一些机构来开发应用于发应用于UNIX操作系统中的操作系统中的TCP/IP协议。协议。TCP/IP使用范围广，既可用于广域网，又可用使用范围广，既可用于广域网，又可用于局域网、内部网和外部网等各种网络中。于局域网、内部网和外部网等各种网络中。TCP/IP协议已成为事实上的国际标准和工业标准。协议已成为事实上的国际标准和工业标准。321.4

30、 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 2. 2. TCP/IPTCP/IP体系结构体系结构 网络接口层网络接口层（是各种网络，实际上（是各种网络，实际上TCP/IPTCP/IP没没定义它）定义它）EthernetEthernet、ATMATM、FDDIFDDI、X.25X.25、PPPPPP、Token-Ring Token-Ring 网际层网际层IPIP、ARPARP、RARPRARP、ICMPICMP、IGMP IGMP 传输层传输层TCPTCP、UDPUDP 应用层应用层 HTTPHTTP、FTPFTP、TFTPTFTP、SMTPSMTP、SNMPSNMP、TelnetTelnet、R

31、PCRPC、DNSDNS、PingPing TCP/IP4.3 TCP/IP参考模型参考模型 TCP/IPTCP/IP实际只定义了实际只定义了网际层、传输层和应网际层、传输层和应用层三层（用层三层（级级）。）。331.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 TCP/IPTCP/IP协议协议也也采用采用对等层通信的模式，封对等层通信的模式，封装和解除封装也在各层装和解除封装也在各层进行。进行。1.4.3 1.4.3 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型 3. 3. TCP/IPTCP/IP的数据封装的数据封装341.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 4. 4. TC

32、P/IP和和OSI/RM的比较的比较 1.4.3 1.4.3 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型OSI/RM理论性强，学术价值高理论性强，学术价值高，每层功能划分，每层功能划分清晰，适合于各种网络。缺点是层次过多，会话层清晰，适合于各种网络。缺点是层次过多，会话层和表示层划分意义不大，反而增加了复杂性。和表示层划分意义不大，反而增加了复杂性。TCP/IP已成了事实上的工业标准已成了事实上的工业标准。它是先有了。它是先有了实际网络后再总结出的参考模型，核心协议实际网络后再总结出的参考模型，核心协议IPIP和和TCPTCP是被仔细设计的。是被仔细设计的。 351.4 计算机网络体系结构计算机

33、网络体系结构 1.4.3 1.4.3 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型（1 1）OSI/RMOSI/RM结构严密，理论性强，学术价值高，结构严密，理论性强，学术价值高，各种网络、硬件设备和学术文献都参考它。而各种网络、硬件设备和学术文献都参考它。而TCP/IPTCP/IP相对简单，实用性更强。相对简单，实用性更强。（2 2）OSIOSI中高层只能调用和它相邻的低层所提中高层只能调用和它相邻的低层所提供的服务，而供的服务，而TCP/IPTCP/IP可以跨层调用，效率更高。可以跨层调用，效率更高。（3 3）ISOISO认识到认识到IPIP协议的重要性后，后来又在协议的重要性后，后来又在网络

34、层划分出一个子层来完成类似网络层划分出一个子层来完成类似IPIP的作用。的作用。（4 4）TCP/IPTCP/IP一开始就对面向连接服务和面向无一开始就对面向连接服务和面向无连接服务同样重视，而连接服务同样重视，而OSIOSI很晚才完善标准。很晚才完善标准。（5 5）OSIOSI强调可靠性，各层都要检测和处理错强调可靠性，各层都要检测和处理错误。误。TCP/IPTCP/IP的可靠性由主机来承担，这样效率很高。的可靠性由主机来承担，这样效率很高。361.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1. 1. IEEE 802IEEE 802局域网标准局域网标准 OSI/RM和和TCP/IP针对广域网制定的，而针对广域网制定的，而IEEE802针对的是局域网。针对的是局域网。IEEE802的发展不同的发展不同于广域网，局域网厂商一开始就按照标准化、互相于广域网，局域网厂商一开始就按照标准化、互相兼容的方向发展。局域网的拓扑结构非常简单，数兼容的方向发展。局域网的拓扑结构非常简