网络工程学习课件1资料

第1章概述1武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）主要内容计算机网络工程与信息系统集成计算机网络体系结构网络的拓扑结构2武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1计算机网络工程与信息系统集成计算机信息系统的结构信息系统的集成计算机网络工程的特点3武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.1计算机信息系统的结构计算机信息系统的结构图信息系统应用软件：OA、MIS、VOD、VOIP、电子商务、远程教育、电视会议等系统管理安全管理系统平台应用服务软件：DBMS、群件、开发工具、DNS、FTP、WWW、E-mail等传输平台系统软件：OS、TCP/IP协议栈等网络平台LAN、WAN、网络设备、Internet接入等综合布线系统、传输媒体等4武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.1计算机信息系统的结构计算机信息系统的结构图信息系统应用软件：OA、MIS、VOD、VOIP、电子商务、远程教育、电视会议等系统管理安全管理系统平台应用服务软件：DBMS、群件、开发工具、DNS、FTP、WWW、E-mail等传输平台系统软件：OS、TCP/IP协议栈等网络平台LAN、WAN、网络设备、Internet接入等综合布线系统、传输媒体等本课程的主要内容5武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.2信息系统的集成基本概念集成：把各个独立的部分组合成具有全新功能的、高效和统一的整体的过程系统集成：是指在系统工程学的指导下，提出系统的解决方案，将部件或子系统综合集成，形成一个满足设计要求的自治整体的过程6武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.2信息系统的集成信息系统的集成提供整体解决方案提供整套软硬件设备提供全面服务信息系统集成的对象图1-1中的部件和子系统7武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.2信息系统的集成系统集成的任务应用功能的集成支撑系统的集成技术集成产品集成8武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.2信息系统的集成系统集成的任务应用功能的集成将用户的实际需求和应用功能在同一系统中实现在系统需求分析、系统设计、应用软件开发等阶段完成通过应用软件和支撑环境来实现9武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.2信息系统的集成系统集成的任务支撑系统的集成为实现用户的应用需求和功能而必须建立的支撑环境的集成举例：远程查询服务解决远程访问的通信手段，建立供查询使用的查询信息库和相应的服务器系统应建立三个支持系统：网络平台、数据库平台和服务器平台，三个平台共同组成了远程查询服务的支撑平台10武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.2信息系统的集成系统集成的任务支撑系统的集成支撑环境两大部分：直接为应用软件的开发提供开发工具和环境的软件开发平台用于实现数据处理、数据传输和数据存储，即由以下平台共同构建的基础支撑平台服务器平台网络平台数据库平台11武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.2信息系统的集成系统集成的任务技术集成技术之间的集成是基础，是系统集成的核心局域网技术、广域网技术数据通信技术、多媒体通信技术10Mbps、100Mbps、1Gbps以太网技术交换以太网技术、ATM技术C/S为主的结构和B/S访问方式Unix、Linux、Windows等12武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.2信息系统的集成系统集成的任务产品集成系统集成最终、最直接的体现形式把不同类型、不同厂商，能实现不同应用目的的计算机设备和软件依照设计要求有机地组合在一起建立在上述三个层次集成的调查、设计的基础上；对所集成的设备或产品有深入、透彻的了解掌握各种厂商的产品的特点和能力，增强系统集成能力13武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.3计算机网络工程的特点计算机网络工程使用系统集成的方法，根据建设目标和设计原则将计算机网络的技术、功能、子系统集成在一起，为信息系统构建网络平台、传输平台和提供基本的网络应用服务网络工程是信息系统集成的一部分、基础，网络的集成技术是网络工程的核心技术计算机网络的建设涉及网络的需求分析、设计、施工、测试、维护和管理等方面网络设计是网络建设能否成功的关键14武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.3计算机网络工程的特点计算机网络工程计算机网络的子系统网络结构网络设备网络服务器网络工作站综合布线网络操作系统网络数据库15武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.1.3计算机网络工程的特点计算机网络工程设计目标指出网络系统需要达到的功能和性能网络能提供的服务以及服务形式网络的规模、站点数、覆盖范围等指出网络应采用的体系结构和协议栈，如TCP/IP模型等指定网络的正常运转要求，应达到的速度和处理的数据量等工程的近期目标和远期目标16武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2计算机网络体系结构网络的体系结构和协议OSI参考模型TCP/IP模型局域网参考模型17武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2计算机网络体系结构计算机网络计算机网络是由多台独立的计算机和各类终端通过传输媒体连接起来相互交换数据信息的复杂系统，相互通信的计算机系统必须高度协调地工作计算机网络体系结构从整体角度抽象定义计算机网络的构成及各个网络部件之间的逻辑关系和功能，给出协调工作的方法和计算机必须遵守的规则18武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.1网络的体系结构和协议结构化方式设计：分层层次，每一层次在逻辑上相互独立，且都具有特定的功能每一层的目的是向上一层提供一定的服务不同网络体系结构中层的数量、名字、功能均有所不同19武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.1网络的体系结构和协议实体（Entity）：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合（同层次间的通信）协议三要素：语法、语义、定时关系接口：相邻层次的通信20武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.2OSI参考模型ISO：国际标准化组织OSI/RM：开放系统互连参考模型开放：所谓开放就是指遵循OSI标准后，一个系统就可以和其它也遵循该标准的系统进行通信21武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.2OSI参考模型OSI的七层网络系统结构协议协议协议协议协议协议协议协议协议协议22武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.3TCP/IP模型OSI参考模型与TCP/IP模型之比较ApplicationApplicationPresentationSessionTransportTransportNetworkInternetDataLinkNetworkAccessPhysicalOSI/RMTCP/IPVOID23武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.3TCP/IP模型网络接口层（NetworkAccess）严格来说只是一个接口而不是一个层次TCP/IP在设计时考虑到要与具体的网络无关TCP/IP协议簇中也没有数据链路层和物理层的协议24武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.3TCP/IP模型网际层（Internet）负责将报文分组从源主机发送到目的主机，实现不同网络之间的报文转发IP协议传输层（Transport）负责在源端和目的端主机上的对等实体间建立的端到端的数据传输TCP协议和UDP协议思考：数据链路层负责谁与谁之间的数据传输？相邻主机的数据传输25武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.3TCP/IP模型协议簇协议栈ApplicationHTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP、POP3、MIME、SNMP、TFTP、BOOTP、RIP、OSPF、BGP、DHCP、ICQ、SIP等TransportTCP、UDPInternetIP、ICMP、IGMP、ARP、RARP等NetworkAccessEthernet、TokenRing、PPP、PPPoE等TCP/IP模型TCP/IP协议簇26武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型局域网（LAN）局域网是一种局限在较小范围内（通常在1000m内）提供通信服务的网络，采用适宜于小范围内信号传送的技术，能为计算机网络应用提供基本的数据传输服务局域网作为通信网络不涉及第三层以上的内容，底下两层也与OSI的有很大差别思考：计算机网络可以分为哪两个部分？通信子网和资源子网27武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型局域网参考模型与OSI参考模型的关系28武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型物理层用于物理连接以及按位在媒体上传输数据分为：描述与传输媒体有关的物理特性的较低子层描述与传输媒体无关的物理特性的较高子层物理特性机械特性电气特性功能特性规程特性29武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型数据链路层媒体接入控制（MediumAccessControl，MAC）子层逻辑链路控制（LogicalLinkControl，LLC）子层30武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型数据链路层MAC子层负责对物理媒体的使用进行控制主要功能将上层交下来的数据封装成帧进行发送（接收时进行相反的过程，将帧拆卸）实现和维护MAC协议（控制使用网络媒体的时间和方法、处理帧的控制信息）位差错的检测寻址（MAC地址）31武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型数据链路层LLC子层面向数据帧的传输控制层主要功能建立和释放数据链路层的逻辑连接提供与高层的接口差错控制给帧加上序号32武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型服务访问点（ServiceAccessPoint，SAP）局域网没有按照OSI的观点将网络的SAP设置在网络层，而是设置在LLC子层与高层的交界面上局域网不含网络层，不承担路由选择33武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型IEEE802委员会专门研究和制定有关局域网的各种标准网址：最初的IEEE802委员会共有6个分委员会，其编号分别为802.1～802.6目前已经有22个分委员会34武汉科技大学计算机学院《计算机网络工程》第1章概述（2007－2008学年第二学期）1.2.4局域网参考模型IEEE802委员会当前活跃的分委员会802.1、802.3、802.11、802.15、802.16802.17－容错性分组环网802.18－无线电调整技术指导小组802.19－共存技术指导小组802.20－移动宽带无线访问技术（MBWA）802.21－异种局域网切换802.2