计算机网络概述课件

计算机网络原理关于计算机网络是计算机技术和通信技术相结合而形成的交叉科学是当今计算机科学与技术学科中发展最为迅速的领域之一是计算机应用领域中最为热门的技术之一关于考试国考课对能力层次要求：“识记”为15%，“领会”为35%，“简单应用”为30%，“综合应用”为20%。难易程度比例：易:较易:较难:难=2:3:3:2主要题型：填空题、选择题、简答题、计算题、应用题已经考过4次一、单项选择题(共24小题，每小题1分，共24分)二、填空题(共15小题。每小题1分，共15分)三、简答题(共4小题，每小题5分，共20分)四、计算题(共4小题，每小题5分，共20分)五、应用题(共3小题，每小题7分，共21分)考试内容本课程考试内容覆盖到章。其中，重点章节为第三、四、五、六、八章，考核分数约占65%；次重点章节为第二、七、九章，考核分数约占25%；一般章节为第一章，考核分数约占10%。第一章计算机网络概述本章介绍计算机网络的演变发展阶段和未来网络发展趋势，计算机网络的基本概念、定义、组成和它的功能及应用，计算机网络的分类，计算机网络标准的制定。1.1计算机网络的发展1.2计算机网络的基本概念1.3计算机网络的分类1.4计算机网络的标准化学习目的与要求要求了解计算机网络的几个发展阶段和未来网络发展趋势了解三大网络的基本知识理解计算机网络的定义和两大组成部分；了解计算机网络的功能、分类及应用理解星形、总线形、环形等网络拓扑结构的特征、性能指标和优、缺点，并了解树形、混合形和网形等网络拓扑结构的特征；了解ISO、ITU以及IEIF等标准制定和管理机构。1.1计算机网络的发展课程内容与考核知识点（1）计算机网络的四个发展阶段。（2）三大网络：计算机网、电信业务网、广播电视网络。（3）网络发展趋势：宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络、下一代网络。考核要求识记：计算机网络的四个发展阶段，计算机网络、电信业务网络及广播电视网络三大网络的基本知识，宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络以及下一代网络的未来发展趋势。1.1.1计算机网络的产生和发展在计算机网络出现以前，信息的交换是通过磁盘等介质进行的。面向终端的计算机网络20世纪50年代，以单个计算机为中心的远程联机系统终端设备都没有自主处理能力数字信号与模拟信号之间的转换单计算机为中心的远程联机系统几个名词：前端处理机FEP（FrontEndProcessor）通信控制器CCU（CommunicationControlUnit）调制解调器（Modem）计算机—计算机网络由若干计算机互连，多处理中心60年代ARPANET标志着计算机网络的兴起ARPANET是计算机网络技术发展中的一个里程碑，为Internet的形成奠定了基础。开放式标准化网络1984年ISO颁布的OSI参考模型（OSI七层模型）开创了具有统一网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络新时代大大促进了网络技术的标准化工作，为网络的普及奠定了良好的基础开放系统互连基本参考模型OSI/RM(OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel)因特网广泛应用和高速网络技术发展20世纪90年代INTERNET作为世界性的信息网络发挥着越来越重要的作用高速网络技术发展表现在宽带综合业务数字网B-ISDN、异步传输模式ATM、高速局域网、交换局域网与虚拟局域网中国互联网络信息中心数据2012年第29次中国互联网调查报告网民数量 5.13亿人宽带网民数 3.92亿人手机上网用户3.56亿人网站数 775万个，CN域名353万个国际出口带宽数 1,389,529MbpsIPv4 3.3亿个计算机网络的四个发展阶段（识记）面向终端的计算机网络（20世纪50年代，以单个计算机为中心的远程联机系统构成）计算机—计算机网络（20世纪60年代ARPA网标志着其兴起）开放式标准化网络（1984年ISO颁布的OSI7498七层模型开创了具有统一网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络新时代）因特网广泛应用和高速网络技术发展（20世纪90年代INTERNET作为世界性的信息网络发挥着越来越重要的作用）四个阶段。1.1.2三大网络介绍（识记）电信业务网1电话交换网（PSTN）由本地网络、干线、交换局三个主要部件构成。有ADSL和VDSL方式，电话双绞线上网的主流速率为56Kbps，物理极限64Kbps;2数字数据网(DDN),提供固定或半永久连接的电路交换业务,适于传输实时多媒体通信业务;3帧中继网(FR),以统计复用技术为基础,进行包传输、包交换、速率在64Kbps至2.048MKbps,适合传输非实时多媒体通信业务;4异步传输模式ATM网,是支持高速数据网建设、运行的关键设备，25Mbps至4Gbps，不仅传话音、而且传数据、图像，包括高速数据和活动图像。另外还有X.25公共数据网、综合服务数字网ISDN、CHINANET网等。广播电视网主要是有线电视网（CATV），靠同轴电缆传送宽带双向的点播电视（VOD）及通过CATV网接入因特网进行电视点播、CATV通话等是CATV网的发展方向最终目的是使用CATV网走向宽带双向的多媒体通信网。计算机网初期主要是局域网（LAN）CHINANET网是我国Internet的主平网主要提供的业务是：文件共享、信息浏览、电子邮件、网络电话、视频点播、FTP文件下载和网上会议等。三网合一：把现有的传统电信网、广播电视网和计算机网互相融合，逐渐形成一个统一的网络系统，由一个全数字化的网络设施来支持包括数据、话音和图像在内的所有业务的通信。信息通信网的发展过程

——“三网合一，三网融合”＝》“NGI&NGN”电信网公用数据网无线网有线电视网计算机局域网因特网1835年电报网1876年模拟电话网3.4KHz1960年程控电话网64Kb/s1988年ISDN192Kb/s-2Mb/s1992年B-ISDN155Mb/s-622Mb/s1976年分组交换网9.6Kb/s-64Kb/s1990年帧中继网2~45Mb/s80年代模拟移动90年代GSM2000年IMT-2000W-CDMA70年代CATV1994年HFC70年代10BASE-510Mb/s80年代FDDI100Mb/s90年代初

100BASE-T100Mb/s90年代中ATM-LANIPOA,MPOA97年GBE1000Mb/s1969年ARPA1982年TCP/IP1992年IPv6，RTPRSVP1996年第3,4层交换1998年IPOVERSDHIPOVERWDM因特网2000年光交换网Gb/s-Tb/s450MHz60ch.模拟TV750MHz~1GHz200ch。数字TVcablemodem相关名词PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork)：电话交换网ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine):非对称用户环路DDN(DigitalDataNetwork):数字数据网Frame

Relay，FR(Frame):帧中继ATM(AsynchronousTransferMode):异步传输模式ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork):综合业务数字网VOD(videoondemand):电视点播WAN(wideareanetwork):广域网LAN(localareanetwork):局域网MAN(metropolitanareanetwork):城域网1.1.3未来网络发展趋势（识记）网络发展趋势：宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络、下一代网络。必须有足够的带宽、很好的服务质量与完善的安全机制宽带网络宽带网络宽带骨干网(核心交换网)基于光纤通信传输速率达至2Gbps的骨干网称为宽带网。宽带接入网接入网技术可根据所使用的传输介质的不同分为光纤接入、铜线接入、光纤同轴电缆混合接入和无线接入等多种类型，而宽带无线接入技术已成为一种新的不可忽视的宽带接入发展趋势。全光网络（AON）是以光节点取代现有网络的电节点，并用光纤将光节点互连成网、采用光波完成信号的传输、交换等功能克服了现有网络在传输和交换时的瓶颈、减少信息传输的拥塞、延迟、提高网络的吞吐量。全光网已被认为是未来通信网向宽带、大容量发展的优选方案。多媒体网络是指能够传输多媒体数据的通信网络。主要表现在：1高传输带宽要求；2不同类型的数据对传输要求也不同语音—实时性强带宽要求不高；视频—实时性带宽要求高；多媒体—误码率要求不同；3对多媒体传输有连续性与实时性的要求；4对多媒体传输有同步的要求；5具有多方参与通信的特点；传统网络对多媒体应用的不适应及解决的思路

改进传统网络的方法主要是：

—增大带宽；

—改进协议。增大带宽的主要方法是：

—增大传输介质的带宽；

—提高路由器性能。改进协议：改进协议最直接有效的方法是支持IP多播通信；支持多媒体网络QoS的协议之一是资源预留协议(resourcereservationprotocol，RSVP)；差分服务DiffServ是根据每一类服务进行控制；多协议标识交换(MultiProtocolLabelSwitching，MPLS)技术的提出主要是为了更好地将IP协议与ATM高速交换技术结合起来，实现IP分组的快速交换；移动网络涉及的主要技术有：蜂窝式数字分组数据通信平台（CDPD）无线局域网（WLAN）Adhoc网络无线应用协议（WAP）下一代网络下一代网络NGN（NextGenerationNetwork）：是一个基于分组的核心网络（有别于先前的时分复用网络）。能够提供包括电信业务在内的多种业务，支持多种宽带能力和具有按需求的服务质量进行传送的技术，实现与业务相关的功能与底层传送技术的独立。1.2计算机网络的基本概念课程内容与考核知识点（1）计算机网络的定义。（2）计算机网络的两大组成部分。（3）网络的功能：硬/软件共享、信息交换。（4）计算机网络的典型应用。考核要求（1）识记：计算机网络的功能：硬/软件共享、信息交换，计算机网络的典型应用。（2）领会：计算机网络的定义，计算机网络的两大组成部分。1.2.1计算机网络的定义（领会）计算机网络概念：利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。(1)建立在通信网络的基础之上(2)建立计算机网络的目的：资源共享信息传递多个独立计算机，互连，交换信息，网络软件1.2.2计算机网络的组成（领会）计算机网络的组成资源子网：负责信息处理通信子网：负责全网中的信息传递提供资源的主机HOST请求资源的终端T是信息传输的源节点或宿节点，有时也统称为端节点网络节点通信链路作用是控制信息的传输和在端节点之间转发信息传输信息的信道局域网LAN一般采用广播传输方式广域网WAN一般采用“存储-转发”传输方式资源子网和通信子网两个部分的结构示意图由路由器互联的大型、层次结构的互联网络示意图1.2.3计算机网络的功能与应用计算机网络的功能（识记）硬件资源共享软件资源共享用户间信息交换计算机网络的应用（识记）办公自动化OA（OfficeAutomation）远程教育电子银行证券及期货交易校园网企业网络智能大厦和结构化综合布线系统。1.3计算机网络的分类课程内容与考核知识点按拓扑类型分类：总线形、环形、星形、树形、网形、混合形。按网络交换方式分类：电路交换网、报文交换网和分组交换网。按网络的覆盖范围分类：广域网、局域网和城域网。按网络传输技术分类：广播方式、点对点方式。考核要求（1）识记：按拓扑结构分类；按网络交换方式分类；按网络的覆盖范围分类；按网络传输技术分类方式。（2）领会：星形、总线形、环形拓扑结构的特征、性能指标和优、缺点。1.3.1按拓扑类型分类网络拓扑是指网络的形状，或者是它在物理上的连通性。按拓扑类型分类：总线形、环形、星形、树形、网形、混合形。(识记)选择网络拓扑结构考虑的主要因素：可靠性费用灵活性响应时间和吞吐量按通信子网中通信信道类型分类

通信信道类型：广播信道点-点线路广播信道的特点：一个公共的通信信道被多个网络结点共享；广播信道通信子网4种基本拓扑构型：总线型;环型;树型;无线通信与卫星通信型点-点线路的特点：每条物理线路连接一对结点。点-点线路的通信子网4种基本拓扑构型：星型； 环型；树型；网状型。星形拓扑特征（领会）：由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各站点组成，中央节点往往是一个集线器。中央节点采用集中式通信控制策略。星形拓扑的优缺点（领会）优点：①控制简单；②故障诊断和隔离容易；③方便服务；缺点：①电缆长度和安装工作量可观；②中央节点的负担较重，形成瓶颈；③各站点的分布处理能力较低。总线拓扑特征（领会）：采用一个广播信道作为传输介质，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输介质上，该公共传输介质即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输介质传播，而且能被所有其它站所接收。一次只能有一个设备传输信号。采用分布式控制策略。总线拓扑的优缺点（领会）优点：①总线结构所需求的电缆数量少；②结构简单，是无源工作，有较高的可靠性；③易于扩充，增加或减少用户比较方便；缺点：①总线的传输距离有限，通信范围受到限制；②故障诊断和隔离较困难；③分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能，大业务量降低了网络速度环形拓扑特征（领会）：由站点和连接站点的链路组成一个闭合环。每个站点能够接受从一条链路传来的数据，并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一条链路上。用分布控制策略来控制。环形拓扑的优缺点（领会）优点：①电缆长度短；②可使用光纤；③所有计算机都能公平地访问网络的其它部分，网络性能稳定；缺点：①节点的故障会引起全网故障；②环节点的加入和撤出过程较复杂；③环形拓扑结构的介质访问控制协议都采用令牌传递方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说就比较低。树形拓扑树型结构是总线和星形结构的扩展，树型网络是分层结构网络，具有根节点和分支节点。优点：1易于扩展；2故障隔离较容易；缺点：各个节点对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。混合形拓扑优点：故障诊断和隔离较为方便；易于扩展；安装方便；缺点：需要选用带智能的集中器；像星形拓扑结构一样，集中器到各个站点的电缆安装长度会增加。网形拓扑在广域网中得到了广泛的应用它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响缺点：结构比较复杂，成本比较高，网络协议也较复杂1.3.2按网络交换方式分类（识记）按网络交换方式分类：电路交换网必须事先申请信道，通信期间始终占用该信道报文交换网采用存储-转发原理报文中含有目的地址，每个中间节点要为报文选择合适的路径分组交换网也称包交换方式，ARPANet首先使用发送端将数据划分为等长的单位（分组）中间节点采用存储-转发方式进行传输电路交换举例A和B通话经过四个交换机通话在A到B的连接上进行((((交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA分组交换网的示意图H1A分组交换网BDECH5H6H4H2H3H1向H5

发送分组H2向H6

发送分组注意分组路径的变化！结点交换机主机1.3.3按网络的覆盖范围分类（识记）按网络的覆盖范围分类：广域网WAN(wideareanetwork)分布范围可达数百至数千公里，可覆盖一个国家或几个洲局域网LAN(localareanetwork)覆盖有限的地理范围；提供高数据传输速率、低误码率的高质量数据传输环境。城域网MAN(metropolitanareanetwork)覆盖范围介于局域网和广域网之间，其目的是在一个较大的地理区域内提供数据、声音和图像的传输。计算机网络的传输范围广域网、城域网、局域网的关系城域网城域网接入网接入网接入网接入网接入网接入网广域网局域网局域网校园网企业网……1.3.4按网络传输技术分类（识记）广播式网络所有联网计算机都共享一个公共信道3类目的地址：单播地址、多播地址和广播地址点对点式网络每条物理线路连接一对计算机采用分组存储转发和路由选择机制1.4计算机网络的标准化课程内容与考核知识点（1）国际标准化组织（2）其它标准化机构（3）Internet的组织机构考核要求识记：计算机网络的主要标准制定机构：ISO、ITU、IETF。计算机网络的主要标准制定机构（识记）国际标准化组织（ISO）OSI(OpenSystemInterconnect)七层模型其它标准化机构国际电信联盟（ITU）ITU(internationaltelecommunicationunion)有关通信标准的研究和制定美国国家标准局（NBS）美国国家标准学会（ANSI）欧洲计算机制