计算机网络应用基础.ppt

1、计算机网络应用基础,作者：陈一飞,第一章计算机网络基础知识,1、1计算机网络概述1、1、1计算机网络的形成和发展1、面向终端的计算机通信网2、分组交换网3、网络体系结构的形成4、Internet的普及与高速网络技术的发展,第一章计算机网络基础知识,1、1、2计算机网络的定义和功能1、计算机网络的定义计算机网络是由多个具有自主功能的计算机系统，通过各种通信手段相互连接，进行信息交流、资源共享和协同工作的集合。,计算机网络的功能,资源共享数据通信提高可靠性协同处理分散负荷,第一章计算机网络基础知识,1、1、3计算机网络的组成1、广域网的二级网络结构计算机网络从逻辑功能上要完成资源的提供(即数据处理

2、)和计算以及数据通信这两大任务。与此对应，计算机网络也就分为两大部分：资源子网和通信子网。,计算机网络构成,通信子网,通信子网包括专门负责通信处理的通信控制处理机、通信线路和其他通信设备。它的主要任务是完成数据的传输、转发和通信控制。在通信子网中的连接设备被称为网络结点。,资源子网,资源子网主要包括拥有各种软、硬件资源的主机系统，终端设备和终端控制器。资源子网负责全网的数据处理和计算，向网络用户提供各种网络资源和网络服务，以最大限度的共享全网资源为目标。,网络硬件,传输介质网络连接设备主机和终端设备其它网络硬件,网络软件,网络操作系统通信控制软件和网络管理软件客户端软件其它软件,1、1、4计算

3、机网络的分类,按照网络的覆盖范围分类1、局域网2、城域网3、广域网按其他方法分类1、按信息传播方式分2、按网络的拓扑结构分类3、按网络的数据传输速率分类4、按运营方式分类5、按传输介质分类,1、2计算机网络的拓扑结构,拓扑学是几何学的一个分支，是从图论演变而来。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究了点、线、面之间的关系;计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系;计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型;拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。,1、2、1基本术语,结点：为方便对网络

4、中的设备的连接结构进行研究，就把这些设备抽象成一个点，称为结点。链路：是两个结点之间承载数据流的线路或通道。通路：是指端结点之间的物理通道，在两个端结点之间的通路上可能包括一连串的网络结点和结点间的链路。,1、2、2星型结构,特点是结构简单，控制简单，某个结点出现故障易于隔离。系统的可靠性主要取决于中央结点，一旦中央结点发生故障，则导致全网瘫痪。,1、2、3环型结构,采用令牌控制的环型网在轻负载时的效率比较低，但在重负载时各结点的机会比较平等，效率比较高，网络的吞吐量比较大故障诊断比较困难，需要对每个结点进行检测；某段线路出现故障会引起全网的故障。,1、2、4网状结构,通信的控制功能分散在各个

5、结点上，通信控制比较复杂；由于在端结点之间存在多条通路，中间结点必须采用路由选择算法选择路径。网状结构的可靠性比较高，当某些结点或链路发生故障时，仍有其他通路畅通，从而保证通信不受影响。,1、2、5总线型结构,是一种一对多点的结构优点是结构简单，是无源元件，可靠性好；各结点共用总线，使用的电缆数量少；总线型结构的可扩充性好，增减结点比较容易；在网络负载较轻时，可以随时发送信息，有比较高的效率缺点是总线的长度不能太长，网络的地理范围较小；通信控制采用分散策略，故障诊断困难；网络负载较重时，由于冲突迅速增加，使得网络的吞吐量明显下降,1、2、6点对点结构的网络和一对多点结构的网络,点对点结构的网络

6、：往往要进行存储转发和路由选择等工作一对多点结构的网络：也叫广播式传输网络，在某一时刻只允许一台计算机发送数据。,1、3数据通信基础,1、3、1基本概念数据和信息：数据是一种适合人类或自动化方法进行通信、解释或处理的，按正规方式表示的实体、概念或指令。信息是按特定方式组织起来的能够对接收者行为产生影响的数据,模拟信号和数字信号模拟信号的幅度随时间连续变化，是连续变化的电磁波；数字信号在时间和幅度上都是不连续的，是一串离散的脉冲。模拟数据与数字数据模拟数据是以某个区间内的连续值的形式出现的数据；数字数据是以离散值形式出现的数据。比特(bit)计算机中的数据都用二进制表示，一个二进制位叫一个比特,

7、信道为了充分利用物理线路，往往采用多路复用技术，在一条物理线路中同时传输多路信号，从而提高线路的整体传输能力。用于每路信号传输的通道，称为信道。带宽信道所能传送信号的频率范围称为信道的带宽。显然，频率的上限越高，允许的信号频率也越高，数据的传输速率就越高数据传输速率传输系统每秒传输的二进制数据的位数就是该传输系统的数据传输速率。单位是bps.或b/s,延时（Delay）是指数据从发送端发出，到接收端收到所经过的时间。一般由发送延时、传播延时和处理延时组成。面向连接与无连接面向连接的通信服务由三个过程组成：建立连接、传输数据和撤销连接。无连接是指在传输数据之前不需要在数据源与目的地之间建立联系，

8、发送方可以随时发送数据，但数据中要携带目的地地址，网络按照目的地地址把数据传送到目的地。,1、3、2信息的传输方式1、通信方式,单工通信：信息只能向一个方向传输半双工通信：每一方都可以接受和发送信息，但是接收和发送不能同时进行。全双工通信：是指通信双方可以在两个方向上同时进行通信。,2、传输方式,串行传输：把每个字符中的每个二进制位，即比特，按顺序排列成串，形成比特流，逐位在信道上传输。串行传输只需要一条信道，减少了设备成本，易于实现。与并行传输相比，串行传输效率低，必须要进行字符同步。并行传输：把多个比特以成组的方式在多个并行的信道上同时传输。通常一次传输8个比特。并行传输的传输速率高，设备

9、成本也高；并行线路之间存在相互干扰，不适合长距离通信。,3、同步方法,同步是指通信的收发双方发送和接收数据在时间基准上必须保持一致。同步方法分为异步方式和同步方式。异步传输方式：在发送的两个字符之间，不需要进行同步；在收到字符的起始位时才启动接收时钟，以便实现同步；在收到字符的截止位时，就结束同步，为接收下一个字符做准备。,同步传输方式：同步传输方式是以固定的时钟节拍来串行发送数据信号的一种方法。在这种方式中以一串比特流或一组字符形成的数据块为一个整体传送。,1、3、3传输介质,1、双绞线：由两根相互绝缘的铜线按一定的扭距扭绞而成，扭绞的目的是降低两根导线之间的电磁干扰。价格便宜，抗干扰能力差

10、。,1、3、3传输介质,2、同轴电缆：铜导线的外边包有一层绝缘层，在绝缘层外是金属屏蔽层，在屏蔽层之外有一层保护层，抗干扰能力比较强；缺点是价格高。常被用于传统总线型局域网中。,光纤：是一根直径很细（一般在几微米到一百多微米之间）的可弯曲的导光介质。光纤可用超纯的玻璃、塑料或硅材料制成。按照光束在光纤中传播的不同模式，可把光纤分为多模光纤和单模光纤两种。优点很多。带宽高、速度快、可靠性高、信号衰减少、安全性好、重量轻、体积小。缺点是成本高、分支比较困难、维修困难,无线介质常用的无线介质有无线电波、微波和红外线等。,1、3、4基带传输与频带传输,1、基带传输基带信号是数字信号，基带传输就是在数字

11、信道上直接传送基带信号。数字数据的编码有以下几种*不归零码*差分不归零码*曼彻斯特编码*差分曼彻斯特编码,数字数据编码方法,频带传输利用电话网进行数据通信是一种正在普遍使用的通信手段，这种用模拟信道传输数字数据的方式叫做频带传输。频带传输中有三种调制技术：*幅移键控（ASK）*频移键控（FSK）*相移键控（PSK）,模拟数据编码方法,调制解调器的基本工作原理,在发送端将计算机中的数字信号转换成能在电话线上传输的模拟信号；在接收端将从电话线路上接收到的模拟信号还原成数字信号。,1、3、5差错控制,检错和纠错差错控制的基本方式一、向前纠错二、反馈重发1、停止等待方式2、连续工作方式,停止等待方式：

12、,连续工作方式：拉回方式选择重发方式,1、4广域网技术基础,1、4、1数据交换数据通过通信子网的传输过程可以分为：线路交换与存储转发交换报文与报文分组交换,线路交换是面向连接的服务；两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接；线路交换在数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放连接的三个阶段；线路交换方式的优点：通信实时性强，适用于交互式会话类通信；线路交换方式的缺点：对突发性通信不适应，系统效率低，系统没有存储数据的能力，不能平滑交通量。,线路交换方式的工作原理,存储转发交换方式,存储转发交换方式与线路交换方式的主要区别：发送的数据与目的地址、源地

13、址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元（报文或报文分组）进入通信子网；通信子网中的结点是通信控制处理机，它负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选和转发功能。,存储转发交换方式分类：,数据通过通信子网传输时可以有报文（message）与报文分组（packet）两种方式；报文传输：不管发送数据的长度是多少，都把它当作一个逻辑单元发送；报文分组传输：限制一次传输数据的最大长度，如果传输数据超过规定的最大长度，发送结点就将它分成多个报文分组发送。,报文和报文分组结构,由于分组长度较短，在传输出错时，检错容易并且重发花费的时间较少；限定分组最大数据长度，有利于提高存储转发结点的存储空间利用率与传

14、输效率；公用数据网采用的是分组交换技术。,存储转发方式的优点,由于通信子网中的通信控制处理机可以存储分组，多个分组可以共享通信信道，线路利用率高；通信子网中通信控制处理机具有路选功能，可以动态选择报文分组通过通信子网的最佳路径；可以平滑通信量，提高系统效率；分组在通过通信子网中的每个通信控制处理机时，均要进行差错检查与纠错处理，因此可以减少传输错误，提高系统可靠性；通过通信控制处理机可以对不同通信速率的线路进行转换，也可以对不同的数据代码格式进行变换。,2.8.3数据报方式,数据报是分组存储转发的一种形式；在数据报方式中，分组传送之间不需要预先在源主机与目的主机之间建立“线路连接”；源主机所发

15、送的每一个分组都可以独立地选择一条传输路径；每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路径到达目的主机。,数据报方式的工作原理,数据报方式的特点,同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网；同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象；每个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址；数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。,2.8.4虚电路方式,虚电路方式试图将数据报方式与线路交换方式结合起来，充分发挥两种方法的优点，以达到最佳的数据交换效果;数据报方式在分组发送之前，发送方与接收方之间不需要预先建立连接。虚电路方式在分组发送之前，需要在

16、发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路;虚电路方式与线路交换方式相同，整个通信过程分为以下三个阶段：虚电路建立、数据传输与虚电路释放阶段。,虚电路方式的工作原理,虚电路方式的特点,在每次分组发送之前，必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接。这是因为不需要真正去建立一条物理链路，连接发送方与接收方的物理链路已经存在；一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象；分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要做差错检测，而不需要做路径选择；每个结点可以和任何结点建立多条虚电路连接。,1.4.2多路复用技术,1

17、、频分多路复用技术：在一条通信线路设计多路通信信道;每路信道的信号以不同的载波频率进行调制;各个载波频率是不重叠的,一条通信线路就可以同时独立地传输多路信号。,时分多路复用（TDM）,时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片；每个用户分得一个时间片；在每个用户占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽。,同步时分多路复用示意图,1、4、3ATM简介,ATM产生的背景异步传输的概念ATM的逻辑连接（虚路径和虚通道）信元的传输,ATM产生的背景,ATM(AsynchronousTransferMode)异步传输模式。ATM是一种快速分组交换技术，因为ATM中的分组称为信元，所以也叫信元

18、交换ATM技术结合电路交换实时性好和分组交换信道利用率高的特点，是一种适合于多媒体信息传输的快速交换技术。,异步传输的概念,ATM技术采用存储转发的方式，分组称为信元（Cell），每个信元的长度固定，只有53个字节。信元分两部分，信元的头部占5个字节，包括各种控制信息，后面的48个字节是用户数据部分，是要传送的各种信息。ATM不同于同步传输方式，在ATM中时隙不再固定分配给某个信号源，而是按先到先服务的原则按需分配，区分信道的方法不是通过复用帧中时隙的位置，而是按照信元头部的标识，ATM交换设备根据这个标识可以知道一个信元属于哪个信道，应该送到哪里。可见，链路的传输能力是动态分配的，这就提高了

19、信道的利用率。,ATM的逻辑连接（虚路径和虚通道）,信元交换类似于分组交换中的虚电路方式，发送端在发送数据之前，发出建立连接的请求，ATM交换机根据网络状况建立一条虚连接的通路，发送数据时，数据被分割成若干信元，每个信元的头部没有目的地址和源地址，取而代之的是虚连接的标识。在数据传输过程中，只要知道每个信元该用哪个虚连接的通路传输就可以了。数据传输完毕，还要撤销虚连接。,ATM可在两个层次上建立虚连接，建立的通路分别叫做虚路径（VP）和虚通道（VC）。在每条链路上存在多个虚路径，每个虚路径包括一条或多条虚通道。,信元的传输,因为信元是在一条物理链路上按时分复用的方法依次传送的，为使ATM交换机

20、知道某个信元属于哪个虚路径和虚通道，信元的头部都含有VPI（虚路径标识）和VCI（虚通道标识）。具有相同VPI和VCI的信元在同一个虚路径中的虚通道中传输，信元中的VPI和VCI在每段链路上可以是不同的。,ATM的特点,采用53字节固定长度的分组信元作为传输的基本单元；由于信元很短，减少了处理时间。ATM技术结合电路交换和分组交换的优点，可以动态分配链路的带宽，最大限度的利用了已有带宽，传输效率比较高使用虚路径和虚通道的概念，把共享相同路径上的连接（即虚通道连接VCC）组成一个组（即虚路径），抑制了为传输控制付出的开销，管理动作可以仅仅作用于为数较少的虚路径，而不作用于每个虚通道连接，在存在的

21、虚路径上增加虚通道只需很少的处理。由于信元很短，处理相对简单，可用硬件实现，这样加快了处理速度，适用于传输多媒体信息,1、5网络体系结构,1、5、1网络协议与体系结构的概念为了正确、协调地交换数据，在通信过程中必须遵守事先规定的规则，在这些规则中必须规定传输数据的格式、顺序、控制信息的内容。这种事先规定的规则就是网络协议（Protocol）。由语法、语义、时序三个要素组成计算机网络的各层及其协议的集合，构成网络的体系结构。它体现了网络的逻辑构造、功能分配和协议体系，但与如何具体实现这些功能无关。,1、5网络体系结构,1、网络体系结构的基本概念网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准；网

22、络协议的三要素：语义、语法与时序；语义：用于解释比特流的每一部分的意义；语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义；时序：事件实现顺序的详细说明。,1、5、2协议的层次化,协议、层次、接口与体系结构的概念层次（layer）协议（protocol）接口（interface）体系结构（architecture）,层次（layer）,层次是人们对复杂问题处理的基本方法；将总体要实现的很多功能分配在不同层次中；对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定；不同的系统分成相同的层次；不同系统的最低层之间存在着“物理”通信；不同系统的对等层次之间存在着“虚拟”通信；对不同系统的对

23、等层之间的通信有明确的通信规定；高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法。,接口（interface）,接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点;同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口，低层向高层通过接口提供服务;只要接口条件不变、低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。,网络体系结构（networkarchitecture）,一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集;网络协议是按层次结构来组织的；网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构；网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义；体系结构是抽象的，而实现

24、是指能够运行的一些硬件和软件。,1、5、3开放系统互连,ISO划分七层结构的基本原则：网中各结点都具有相同的层次；不同结点的同等层具有相同的功能；同一结点内相邻层之间通过接口通信；每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。,OSI参考模型的结构,3.2.3OSI参考模型各层的功能,物理层的主要功能：利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接；实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；物理层的数据传输单元是比特。,数据链路层的主要功能：在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接；传输以“帧”为单

25、位的数据包；采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。网络层的主要功能：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径；为数据在结点之间传输创建逻辑链路；实现拥塞控制、网络互连等功能。,传输层的主要功能：向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务；处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题；传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。会话层的主要功能：负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点-点传输不中断；管理数据交换。,表示层的主要功能：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式；数据格式变换；数据加密与解密；数据压

26、缩与恢复。应用层的主要功能:为应用程序提供了网络服务;应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步;建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。,3.2.4OSI环境中的数据传输过程OSI环境（OSIenvironment）,OSI环境中的数据流,第二章局域网与城域网,2、1局域网的特点和拓扑结构广域网面临的主要问题是如何充分有效的利用通信线路和通信设备，大多采用无规则的网状拓扑结构。局域网使用总线、环型等共享信道的拓扑结构以及星型结构。,局域网的技术特点,局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园等有限范围内的计算机连网的需求；局域网提供高数据传输速率（10

27、100Mbps）、低误码率的数据传输环境局域网采用多种传输介质，针对不同的介质有不同的低层协议传输控制比较简单，不需要转接与和路径选择拓扑结构简单，低层协议也比较简单采用了多种介质访问控制技术。,2、2局域网参考模型,2、2、1局域网的体系结构IEEE802参考模型与OSI参考模型的关系,2、2、2IEEE802标准,2、3局域网的硬件组成,网络服务器网络工作站网卡集线器交换机,网卡,网卡既连接局域网中的计算机，又连接局域网中的传输介质。网卡的功能,网卡的分类方法,按网卡支持的计算机种类，可以分为两类：标准以太网卡与PCMCIA网卡；按网卡支持的传输速率大小，可以分为四类：10Mbps网卡、1

28、00Mbps网卡、10/100Mbps自适应网卡与1000Mbps网卡；按网卡支持的传输介质类型，可以分为四类：双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡与光纤网卡。按网卡所支持的总线类型，可以分为两类：ISA网卡与PCI网卡。,集线器,用集线器（Hub）作为以太网的中心连接设备时，所有的结点通过非屏蔽双绞线与集线器连接；以太网从物理结构上看是星型结构，但在逻辑上仍是总线型结构，并且MAC层仍然采用CSMA/CD介质访问控制方法；当集线器接收到某个结点发送的帧时，立即将数据帧通过广播方式转发到其他连接端口；普通的集线器都提供两类端口：用于连接结点的RJ-45端口，用于扩展的向上连接端口。,集线器的分类方法

29、,按集线器支持的传输速率，可以分为三类：10Mbps集线器、100Mbps集线器与10/100Mbps自适应集线器；按集线器是否能够堆叠，可以分为两类：普通集线器、可堆叠式集线器；按集线器是否支持网管功能，可以分为两类：简单集线器、带网管功能的智能集线器。,局域网交换机,交换式局域网的核心是局域网交换机，它也被称为交换式集线器；局域网交换机支持交换机端口之间的多个并发连接，实现多个结点之间数据的并发传输；以太网交换机可以有多个端口，每个端口可以单独与一个结点连接，也可以与一个以太网集线器连接；交换机的端口类型可以分为两类：半双工端口与全双工端口。,局域网交换机的分类方法,简单的10Mbps局域

30、网交换机10/100Mbps自适应的局域网交换机大型的局域网交换机,2、4以太网技术,2、4、1以太网的介质访问控制方式以太网采用的介质访问控制方式是带有冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD），这是一种随机争用的访问控制方式CSMA/CD的发送流程可以概括为：1、先听后发2、边听边发3、冲突停止4、延迟重发CSMA/CD的特点,2、4、2同轴电缆以太网,粗缆连接细缆连接以太网的扩展,2、4、3双绞线以太网,双绞线以太网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构双绞线以太网的组网方式1、单集线器结构2、多单集线器结构,2、4、4快速以太网和千兆位以太网,快速以太网是指数据传输速率为100Mbps的以太网

31、千兆位以太网是指数据传输速率为1000Mbps的以太网,2.5令牌环和令牌总线的工作原理,2、5、1令牌环的工作原理具体地说，令牌环中主要有下面的操作截获令牌并且发送数据帧。接收与转发数据帧取消数据帧并且重发令牌。,令牌环网的特点,TokenRing方式的优点：环中结点访问延迟确定，不存在发送冲突可以用于多点传输适用于重负载环境支持优先级服务TokenRing方式的缺点：环维护工作复杂实现比较困难,2、5、2令牌总线的工作原理,令牌总线采用总线拓扑结构，但用传递令牌的机制来进行介质的访问控制，所以令牌总线在物理上是总线型网，在逻辑上是环型网。P62第二段与CSMA/CD控制方式相比，令牌总线不

32、存在冲突，重负载下具有较高的吞吐量，轻负载下效率比较低,共享介质与交换局域网工作原理的区别,局域网产品类型与相互之间的关系,2、6交换式局域网与虚拟局域网,2、6、1交换式局域网1、交换的概念2、局域网交换机3、以太网交换机的交换方式4、交换式以太网,局域网交换机的工作原理,2、6、2虚拟局域网,1、虚拟网络的概念虚拟网络建立在局域网交换机之上;以软件方式实现对逻辑工作组的划分与管理;逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制;一个逻辑工作组的结点可以分布在不同的物理网段上，但它们之间的通信就像在同一个物理网段上一样,虚拟局域网的实现方法,用交换机端口号定义虚拟局域网用MAC地址定义虚拟局域网用网

33、络层地址定义虚拟局域网协议规则虚拟局域网,2、7光纤分布数据接口（FDDI）,2、7、1FDDI的结构和特点FDDI的基本结构是两个信息流向相反的环结构传输速率高传输距离长、覆盖范围大可靠性高安全性好可以动态分配传输能力,2、7、2FDDI的工作原理,在FDDI中，发送数据的站点再截获令牌后，可以发送一个多个数据帧，当数据发送完毕，或规定的时间用完，则立即释放令牌，而不管发出的数据帧是否绕行一周回到发送站点。这样，在数据帧还没有回到发送它的站点且被清除之前，其他站点有可能截获令牌，并且发送数据帧。所以，在FDDI的环路中可能同时有多个站点发出的数据帧在流动，这就提高了信道的利用率，增加了系统的

34、吞吐量,2、7、3FDDI的组网结构,常用的FDDI物理拓扑有：双环结构、集中器树结构双环树结构,FDDI互连多个局域网,2、8客户/服务器模式,2、8、1网络计算模式的发展早期集中式的计算模式资源共享模式客户/服务器模式,C/S模式是一个逻辑概念，而不是指计算机设备，应用被分为前端和后端两部分。客户端程序运行在客户机上，提供一个与用户交互的界面，完成在这个应用中由客户方完成的工作；在应用中需要用服务器完成的部分，则通过网络发出请求，服务器方收到请求后，按照要求完成预定的操作，把结果通过网络传送给客户方,2、8、2客户/服务器模式的特点,充分利用客户端计算机和作为服务器的计算机双方的计算能力，

35、组成一个分布式的网络应用环境。与集中的计算模式相比，C/S模式把具体的应用处理放到客户端进行，减轻了服务器端的负担，利用了客户端的计算能力，与资源共享方式相比，在网络中只传输数据处理的结果，而不是传输整个文件，因而减少了网络流量；数据的处理集中在服务器端完成，充分利用了服务器的处理能力由于网络流量减少，数据处理在功能强大的服务器上完成，使得响应时间缩短可把数据与应用程序隔离，保证数据的独立性、完整性和安全性。,2、8、2客户/服务器模式的特点,2、8、3客户/服务器的三层结构,客户端只管理与用户的交互界面，减轻了客户端的负担，有利于提供一种统一的操作界面。应用服务器完成的工作是：实现系统的应用

36、逻辑；代理客户对后端资源的访问，为资源访问提供一层安全保护；协调系统资源，对业务处理进行管理；管理到后端系统的连接数据库服务器的作用是管理应用程序所使用的数据，进行数据的维护；按应用服务器的请求检索数据库，并且返回结果。,2、9局域网结构化布线系统,典型的建筑物综合布线系统结构,2、9、2结构化布线系统的组成,完整的结构化布线系统包括：户外系统垂直竖井系统平面楼层系统用户端子区机房子系统布线配线系统,2、10城域网简介,目标是在一个城市的范围（几十千米到一百千米传输距离）内，实现各种多媒体信息的高速传输，克服传统局域网在带宽和传输距离上的不足。实现城域网的标准和技术很多，如FDDI、ATM、D

37、QDB（分布式队列双总线）。,期中考试题,什么是计算机网络？计算机网络的主要功能有哪些？简述环型拓扑结构的特点常用的有线传输介质有哪些？简述各自的特点？请画出11010010的不归零码，差分不归零码，曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。,请说明分组交换中数据报方式和虚电路方式各自的特点OSI参考模型共分为7层，请简述各层的作用局域网和广域网的主要区别是什么简述CSMA/CD的工作原理,简述令牌总线的工作原理FDDI是如何保证可靠性的？采用C/S计算模式有哪些优点？结构化布线系统包含哪些子系统？,第3章网络互连与Internet技术,3.1网络互连的概念与互连设备网络互连（Internetworki

38、ng）是指将分布在不同地理位置的计算机网络用网络互连设备连接起来，以构成更大规模的互连网络系统，实现更大范围的资源共享和数据通信；互连的网络和设备可以是同种类型的网络、不同类型的网络，以及运行不同网络协议的设备与系统。,网络互连的目的,充分、有效的利用已有的网络资源改善网络性能提高网络的可靠性和安全性,网络互连的功能,基本功能基本功能是指网络互连所必需的功能，包括不同网络之间传送数据时的寻址与路由功能选择等功能；扩展功能扩展功能是指当互连的网络提供不同的服务类型时所需的功能，包括协议转换、分组长度变换、分组重新排序及差错检测等功能。,3、1、2网络互连的类型与方式,1网络互连的类型局域网-局域

39、网互连局域网-广域网互连局域网-广域网-局域网互连广域网-广域网互连,2、网络互连的方式,根据网络层次的结构模型，网络互连的方式可以分为：物理层互连物理层互连的设备是中继器数据链路层互连数据链路层互连的设备是网桥（Bridge）；网络层互连网络层互连的设备是路由器（Router）；高层互连传输层及以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连，高层互连的设备是网关（Gateway）。,3、1、3中继器,中继器是工作在物理层上的设备，可以连接数据链路层以及以上各层相同的网段。这些网段的传输介质可以相同，也可以不同中继器的主要作用是放大信号。它没有过滤功能,3.1.4网桥,网桥的应用环境：一个单位的

40、多个部门局域网的互连；办公楼之间局域网的互连；将数千台计算机按地理位置或组织关系划分为多个子网的互连；超过单个局域网的最大覆盖范围的多个局域网互连；企业中部门的信息对安全、保密方面要求不同的局域网互连。,网桥的工作原理,网桥可以在数据链路层进行存储转发。数据链路层的数据传输单元是帧，网桥可以从一个局域网上接收数据帧，然后判断帧中的目的地址，以便决定是否转发帧，以及在网桥的哪个端口转发。网桥可以起到一定的过滤作用也具有隔离作用,网桥的基本特征,网桥在数据链路层上实现局域网互连；网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络；网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互连

41、的网络之间的通信；网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议；网桥可以分隔两个网络之间的广播通信量，有利于改善互连网络的性能与安全性。,网桥与广播风暴,网桥的分类,透明网桥透明网桥由各网桥自己来决定路由选择，局域网上的各结点不负责路由选择；源路选网桥源路选网桥由发送帧的源结点负责路由选择。封装网桥封装网桥主要用于通过另一个网络连接两个相同局域网的场合。转换网桥,3、1、5路由器,路由器是在网络层上实现多个网络互连的设备；局域网的数据链路层与物理层可以是不同的，但数据链路层以上的高层要采用相同的协议；路由器可以有效地隔离多个局域网的广播通信量，每一个局域网都是独立的子网。,路由器的基本功能

42、,路径选择协议转换实现网络层的一些功能网络管理和安全多协议路由选择,路由器的工作原理,3、1、6网关,网关的基本类型,网关通过使用适当的硬件与软件实现不同网络协议之间的转换功能；硬件提供不同网络的接口，软件实现不同互连网协议之间的转换。,网关实现协议转换的方法,1、网关直接将输入网络的信息包的格式转换成输出网络信息包的格式；2、首先制定一种标准的网间信息包格式，网关在输入端将输入网络信息包格式转换成标准网间信息包格式，在输出端再将标准网间信息包格式转换成输出网络信息包格式。,3、2Internet概述,3、2、1Internet的形成和发展1、Internet的形成A、形成阶段B、实用阶段C、

43、商业化阶段2、Internet的发展3、Internet的应用信息交流、教育、医疗、政府工作、商业领域、娱乐等方面,3、2、2Internet的特点和结构,1、Internet的特点2、Internet的逻辑结构3、Internet的协议结构Internet采用的协议结构是TCP/IP协议。TCP/IP协议分为4层：网络接口层、网间网络层、传输层、应用层,Internet的逻辑结构,3、2、3Internet在中国的发展,中国科技网（CSTNET）中国公用计算机互联网（CHINANET）中国教育与科研网（CERNET）中国金桥信息网（CGBNET）其它互联网,3、3TCP/IP协议体系和域名系

44、统,TCP/IP协议是Internet中计算机之间通信所必须共同遵循的一种通信规定；TCP/IP协议的主要特点是：提供了重传确认与流量控制机制；提供了端到端连接的控制功能；适用于不同类型的计算机与网络之间的互联。,3、3、1TCP/IP的分层结构,网络接口层网间网络层传输层应用层,3、3、2IP地址,IP地址是Internet地址的一种表示形式；IP地址由网络号与主机号两部分组成，网络号标识一个逻辑网络，主机号标识网络中一台主机；一台Internet主机至少有一个IP地址，而且这个IP地址是全网唯一的。,IP地址的编址方案和分类,IP地址长度为32位，采用x.x.x.x的格式来表示，每个x为8

45、位。例如，19，每个x的值为0255。这种格式的地址被称为点分十进制地址；根据不同的取值范围，IP地址可以分为五类。IP地址中前5位用于标识IP地址的类别，A类地址的第一位为“0”，B类地址的前两位为“10”，C类地址的前三位为“110”，D类地址的前四位为“1110”，E类地址的前五位为“11110”。其中，A类、B类与C类地址为基本的IP地址。,IP地址的编址方案和分类,特殊的IP地址,网络地址后缀地址全为0的IP地址表示网络地址广播地址后缀地址全为1的IP地址表示指定网络的广播地址，它是指定网络内所有主机的共有地址。其它一些保留地址,子网地址,为了避免IP地址的浪

46、费，可把一个网络多余的主机地址拿出来作为子网的地址来分配，这样就可以充分利用IP地址资源。,网络掩码,网络掩码的格式与IP地址的格式相同，但是网络地址（包括子网地址）部分全部为1，主机地址部分全为0。其作用是在选择路由时，只保留IP地址中的网络地址部分，屏蔽主机地址部分,3、3、3IP协议和TCP协议,1、IP协议IP协议在TCP/IP协议簇中处于中心位置，数据的传输必须使用IP协议。IP协议的基本作用是“尽力”传送每个IP数据报。IP协议的主要功能包括：A、封装IP数据报B、转发IP数据报C、分段与重组,TCP协议,TCP协议是传输层的主要协议。它提供面向连接的服务，以全双工方式通信，主要责任是提供发送端主机到接收端主机的可靠性。,3、3、4域名机制,如果WWW服务器地址IP地址用点分十进制表示，例如为22，那么用户很难记住；如果告诉用户WWW服务器地址用字符表示为，每个字符都有一定的意义，并且书写有一定的规律，这样地址用户就容易理解，又容易记忆，因此提出了域名的概念；Internet的域名结构是由TCP/IP协议集的域名系统（DNS）定义的；域名系统也与IP地址的结构一样，采用的是典型的层次结构；,域名系统将整个Internet划分为多