汽车课件第九讲

信息科学与工程学院2012.8第5章

计算机网络第九讲信息技术和计算机概述主要教学内容计算机网络概念1OSI网络模型2网络的分类3小结4学习目标1理解计算机网络的概念。2了解OSI网络分层模型，及各层的功能和层间的相互关系。3了解常见的网络分类方法和各种常见网络类型。重点与难点网络的拓扑与OSI模型是本讲的重点；OSI模型中各层的作用是本讲的难点。1.引入计算机技术通信技术计算机网络2.计算机网络概念什么是计算机网络?计算机网络是利用通信线路将地理位置分散，功能独立的多台计算机连接起来，按照相关协议实现数据通信与资源共享的系统。2个目的、功能3个要素主机(Host)网络节点(NetworkNode)传输介质(Media)集线器（HUB）路由器(Router)计算机(Computer)网络操作系统Windows、UNIX、Linux…通信协议TCP/IP、SPX/IPX、NetBEUI、HTTP…通信软件、网络应用软件拔号软件、Socekt、IE、QQ、迅雷…网络硬件网络软件2.计算机网络概念OSI参考模型你好，我是小鱼儿。你好，我是小鱼儿。汉字内码：C4E3BAC3…二进制码流：1100010011100011…传输信号：数据：“你好，我是小鱼儿。”数据包：目的地（地址），内容：“你好，我是小鱼儿。”传输介质：电缆、光纤、电磁波…OSI参考模型系统A系统B物理层1345672比特流帧分组报文报文报文报文物理层应用层协议表示层协议网络层协议传输层协议会话层协议数据链路层协议物理层协议数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层用户用户传输介质OSI参考模型–各层功能物理层：最底层，在通信传输物理介质上传输比特流。物理层(PhysicalLayer)是整个OSI参考模型的最低层，它提供机械特性（物理连接器的尺寸、形状、规格）、电气特性（信号电平、脉冲宽度、频率、数据传送速率、最大传送距离等）、功能特性（接口引脚的功能与作用）规程特性（信号时序、应答关系、操作过程）及功能的手段来激活和保持系统间的物理链路。这一层使用的物理介质有双绞线，同轴电缆和光纤等。2.1OSI参考模型–各层功能数据链路层(DataLinkLayer)提供了跨越介质的物理传输过程，提供帧（数据块）错误检测，在某些情况下提供纠错、网络拓扑和流量控制。这一层使用介质访问控制地址（MAC），这种地址也称为物理地址或硬件地址。链路：指一条无源的点到点的无任何中间交换节点的物理线路；数据链路：将实现数据传输控制过程的硬件和软件加到链路上；物理链路、逻辑链路。典型硬件设备：普通网络交换机、HUB等联网设备。2.1OSI参考模型–各层功能网络层：网络层的主要功能是提供路由，并沿路径传送数据包。消除网络拥塞，进行流量控制和拥塞控制，实现差错检测与恢复。

传输层：为源端主机到目的端主机提供可靠的数据传输服务，屏蔽了各类通信子网的差异，使上层不受通信子网技术变化的影响。进行数据分段并组装成报文，提供面向连接（虚电路）和无连接（数据报）两种服务，实现传输差错校验与差错恢复，实现信息流量控制，防止数据传输过载。典型协议：TCP、UDP、SPX。功能：为典型硬件设备：路由器、三层交换机等数据典型协议：IP、IPX计算机基础科学系2.1OSI参考模型–各层功能

表示层：表示层在网络中实现被传送数据的表示问题，即信息的语法和语义。

功能：多种数据表示格式之间进行转换；对数据的加密与解密；数据压缩与数据解压缩等。会话层：建立、管理和中止不同机器上的应用程序之间的会话；会话：指为完成一项任务而进行的一系列相关的信息交换。活动：相对独立的一组相关操作。计算机基础科学系2.1OSI参考模型–各层功能应用层：应用层为用户提供访问网络的接口，它直接面对用户的具体应用。

功能：为用户的应用程序提供网络通信服务，识别并证实目标通信方的可用性，使协同工作的应用程序之间进行同步，判断是否为通信过程申请了足够的资源等等。计算机基础科学系2.1OSI参考模型–举例假如信件内容如下：DearRoseNicetomeetyouagainbyletter.IamsoexcitedtotellyousomethingaboutmyvacationonMaydayholiday.…………IsincerelytoinvitedyoutoShanghaiandgothereagain.Ipromisethatitwillgiveyouahappyexperience!BestWishes,yourlike计算机基础科学系2.1OSI参考模型–举例将该邮件发送到目标机器的过程如下：用户需启动应用程序编辑邮件，且利用应用邮件发送协议访问网络。把数据传送给表示层。表示层把上述数据表示成网络可输的数据，且完成数据的加密与压缩，把数据送往会话层。会话层建立源主机与目标主机之间应用会话，且完成会的维护与管理，同时把数据送往传输层。2.1OSI参考模型–举例传输层把数据打包使数据能用于网络的传输，确保E-mail系统两端的主机能可靠通信。网络层把传输层送来的数据放入分组，分组中包含了源主机与目标主机的逻辑地址的报头。然后，网络设备沿着一条选定的路径在网络上发送这些分组。每个网络设备在数据链路层把分组放入帧内，以连接到链路上下一台直连的网络设备。选定的网络路径上的每台设备都需通过成帧来连接下一台设备。请记住，路由器是第三层设备，它使用地址来选择分组到达目的地必须经过的路径。路由器选择一条路径后，通常是把分组从它的一个有MAC地址的第2层接口发住另一台路由器的的MAC地址。2.1OSI参考模型–举例在物理层，帧必须转换可以在介质中传输的“1”和“0”模式，时钟功能使得设备能区分在介质中传输的比特。所选路径中的物理网络介质可能不同，只是Bit的物理表示不同而已。数据进入目标机器后，从下而上传输给目标应用。3.网络的分类MAN-MetropolisAreaNetwork网络覆盖整个城市。LAN-LocalAreaNetwork网络覆盖范围较小，一个校园、一间宿舍、一栋大楼、一个公司…WAN-WideAreaNetwork网络跨接范围大，几十至几千公里，连接多个城市或国家、横跨大洲。局域网城域网广域网4.网络拓扑分类局域网拓扑结构总线型星型环型局域网(LAN)：通过传输介质连接起来的计算机及其外围设备的组合。

网络拓扑结构(NetworkTopology)：网络中各节点的连接方式。

4.1总线型局域网终结器总线（BUS）终结器优点：结构简单、容易实现；组网灵活，使用线缆最短，增减结点方便。缺点：传输效率低，容易出现瓶颈，安全性低；线路故障导致整个网络瘫痪，结点数量对网络性能有影响。此处要分析通信方式4.2星型局域网集线器（HUB）交换机（Switch）优点：结构简单、容易实现；结点增减方便，易于维护；某一线路故障不影响整个网络正常工作。缺点：中央结点可靠性要求高；组网所需结缆长。是最见的一种局域网拓扑结构此处要分析通信方式4.3环型局域网环型链路信息流（单向流动）优点：结构简单、容易实现；信息在网络内的延时固定，每结点通信机会均等。缺点：建成后增减结点困难；环形线路或结点故障导致整个网络瘫痪。此处要分析通信方式5.城域网(MAN)6.广域网(WAN)通信卫星微波无线链路小结计算机网络的定义，３个要素（通信线路、计算机和协议），两大功能（数据通