第一章计算机网络基础..ppt

1、第一章 计算机网络基础,1.1 计算机网络发展、分类和特点 1.2 计算机网络拓扑结构 1.3 计算机网络通信协议 1.4 局域网 1.5 网络互联 1.6 网络规划与设计方法,1.1.1 计算机网络的形成与发展,1. 面向终端的计算机网络,图 1-1单机联机系统,图 1-2多机系统,2、现代计算机网络 真正意义上的计算机网络应该是计算机与计算机的互联，称之为计算机-计算机网络，简称为计算机网络。 计算机网络在逻辑上可分为两大部分，一为通信子网；二为资源子网，二者合一构成以通信子网为核心，以资源共享为目的的计算机网络。 现代计算机网络的最初代表是美国国防部高级研究计划局开发的ARPANET。它

2、也是如今Internet的雏形。,3、计算机网络标准化阶段 “开放系统互联参考模型”,共分七层 物理层 数据链路层 网络层 传输层 表示层 会话层 应用层,4、新一代计算机网络宽带综合业务数字网 进入90年代后，计算机网络的发展更加迅速，计算机网络已向着宽带综合业务数字网发展。 新一代计算机网络在技术上最主要的特点是综合化和高速化。 中国互联网络信息中心（CNNIC）：截止到2003年6月30日，我国大陆地区互联网络的国际出口带宽已达18599M,中国互联网用户分析（点击查看）,1.1.2 计算机网络的分类,一、广域网(WAN)、局域网(LAN)和城域网(MAN) 按网络的覆盖范围和计算机互联

3、的距离 二、专用网和公用网 按网络的数据传输和系统的拥有者分类,1.1.3 计算机网络的特点,数据通信 最基本的功能，是其他功能的基础 资源共享 试图解除“地理上的束缚”，实现资源共享 均衡负载 工作负荷被均匀分配给网络中各计算机系统 分布处理 提高计算机的可靠性 硬件双工备份 软件和数据库备份,1.1.4 计算机网络的应用,网络在科研和教育中的应用 网络在企事业单位中的应用 网络在商业上的应用 远程咨询、远程诊断、电子图书馆、电子出版物、电子银行、网上影院,1.1.5 计算机网络与多用户系统,一、计算机网络的定义,计算机网络是将处于不同地理位置的相互独立的计算机，通过通信设备和线路按一定的通

4、信协议连接起来的，以达到共享资源为目的的计算机互联系统。,二、计算机网络与多用户系统 多用户系统：仅用作用户的输入/输出设备，数据处理在主机完成。 计算机网络：使用微机作为终端 ，数据处理在本机上完成,1.1.6 计算机网络的组成,一、通信子网 通信子网由结点计算机、通信设备和通信线路组成独立的数据通信系统。 二、资源子网 资源子网包括主计算机、终端、通信子网接口设备及软件等。,1.2 计算机网络拓扑结构,计算机网络拓扑是通过网中节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。拓扑设计是建设计算机网络的首步，也是实现各种网络协议的基础，它对网络性能、系统可靠性与通信费

5、用都有重大影响。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。,什么是网络拓扑结构,计算机网络拓扑结构类型,1.2.1 总线形网络拓扑,所有结点都通过同一条线路进行信息传输，信道利用率高 缺点：对信道故障敏感，任何通讯线路故障都会使整个网络瘫痪,总线,1.2.2 星形网络拓扑,有一中心结点，其他所有结点都与其相连接。可使用集线器（HUB）和交换机（Switch） 缺点：中心结点负担重，线路利用率低,Hub或Switch,1.2.3 环形网络拓扑,连接转发器，转发器通过通信线路连成一个封闭环路。环形网中信息流向是单向的。 实时性高、组网容易、可靠性差、灵活性差。,1.2.4 树形网络拓扑,树形结构是

6、一种分级结构，可看成是多级星形结构的组合。 容易扩展，故障容易分离处理。,1.2.5 其它类型的网络拓扑,全互联结构 任意两个结点直接相连，可靠性最高，但是路由算法复杂。 不规则结构 ：Internet网络 各结点地理位置分散，网络组成是典型的两级网络。典型例子是Internet。,1.3 计算机网络通信协议 1.3.1 网络通信协议概述,在计算机网络中将计算机之间通信所必需遵守的规则、标准或是某些约定统称为网络协议,什么是网络协议,计算机网络的各层和层间协议的集合被称为网络体系结构。,什么是网络体系结构,人类交流协议和计算机网络协议之间的对比：,1.3.2 ISO与OSI参考模型,采用自上而

7、下逐步求精的方法，OSI开放系统模型包括七个层次即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。,物理层（Physical Layer） 物理链路的建立和释放 定义各种传输媒体及接口标准 提供透明的二进制比特的发送和接收 向上一层提供服务,数据链路层（Data Link Layer） 在物理链路上实现可靠的数据传输，网络层来说显现为一条无错线路 提供物理寻址 (MAC 地址) 数据传输的单位是帧 流量控制，防止高速端“淹没”低速端,网络层（Network Layer） 负责网络连接的建立、维持和释放 提供主机之间的路由选择 报文的拆分和重组,传输层（Transport Layer

8、） 建立端-端的连接 报文的正确传送 是资源子网与通信子网的接口层 传输的基本单位是报文 信息的流量控制,会话层（Session Layer） 对不同开放系统中进程通信进行管理和协调 对数据传输进行管理.,表示层（Presentation Layer） 将不同系统的不同表示方法转换成标准形式，确保发送的数据能够被对方所识别 字符转换，各类数据转换或者数据的压缩与恢复等等,应用层（Application Layer） 用户访问网络的接口层，是直接面向用户的 为用户提供各种网络服务，例如电子邮件、文件传输、远程登录等等,OSI参考模型,各层的网络设备 物理层：中继器（Repeater）、集线器（H

9、ub） 数据链路层：网桥（Bridge）、交换机（Switch） 网络层：路由器（Router） 高层：网关（Gateway）,1.3.3 TCP/IP协议,这是因为OSI体系结构虽然从理论上讲比较完整，是国际公认的标准，但它还远远没有商品化，真正市场上流行的网络很少有完全符合OSI各层协议的。而由于Internet所采用的网络协议中，最著名的就是传输层的TCP协议和网络层的IP协议，因此，人们也常用TCP/IP表示Internet所使用的体系结构 。,TCP/IP 与OSI结构对比,1.3.4 IPX与SPX,IPX/SPX是Novell NetWare体系结构中最重要的协议,1.4 局域网

10、,局域网LAN（Local Area Network）是计算机网络的一种，是指那些分布距离有限、传输速率较高的计算机网络系统。 决定LAN性能的主要技术有：传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法。,局域网组网技术,一个局域网主要有网络硬件和网络软件组成。 以下就以太网组网技术做一些简单介绍,以太网,以太网是由美国Xerox（施乐）公司和Stanford（斯坦福）大学联合开发并于1975年推出的，后来由DEC、Intel和Xerox公司合作，于1980年月第一次正式公布了以太网的物理层和数据链路层的详细技术规范，成为世界上第一个局域网的工业标准。,以太网技术性能,拓扑结构：总线形和星形 传输媒体：

11、50欧同轴电缆和双绞线 传输速率：10Mb/s 或更高 媒体访问控制方法：CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测技术）,10Base-2细缆以太网,10表示传输速率未10Mb/s，Base表示基带传输，2表示细同轴电缆和最大长度为200m,10Base-5粗缆以太网,10表示传输速率未10Mb/s，Base表示基带传输，5表示粗同轴电缆和最大长度为500m,10Base-T双绞线以太网,T表示双绞线星形网,网卡适配器,RJ45头,双绞线,可以采用屏蔽和非屏蔽的双绞线 目前最常用是5类8芯4对双绞线 1 2 3 4 5 6 7 8 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕 连接时只使用1、2、

12、3、6线,使用HUB的星形网,使用Switch的树形网,1.4.5 局域网操作系统,主要任务：有效地管理系统资源和提供良好的用户接口。 目前流行的网络操作系统：Unix，windows2000，Linux,局域网操作系统的基本功能,网络通信 文件管理 设备共享 网络的安全和容错 网络管理 提供网络服务 网络互联 提供网络接口,局域网的系统结构,对等式网络系统结构（Peer-to-Peer） 专用服务器系统结构(Server-Based) 客户机/服务器系统结构(Client/Server) 浏览器/服务器系统结构(Browse/Server)JAVA技术和Microsoft.NET,1.5 网络互联,局域网与局域网互联 局域网与广域网互联 广域网与广域网互联 利用网间连接实现网络互联