计算机等级考试三级网络技术课件——1网络基础知识.ppt

1、Internet 技术及实用软件 学习内容 1。计算机网络基本概念 2。TCP/IP协议层简介 3。局域网相关内容 4。应用篇（包括：IIS5.0等软件使用，如何组建局域网）,考试方式： 1。平时练习。30% 2。闭卷考试。70%,课堂要求： 1。按时上课，积极互动。 2。简单作笔记。,联系方式：,计算机网络概述,基本内容: 1.1 计算机网络的发展 1.2 计算机网络的定义与分类 1.3 计算机网络的功能 1.4 计算机网络的体系结构与设计 1.5 计算机网络的协议与参考模型 1.6 计算机网络的硬件与软件 1.7 计算机网络的应用 学习任务: 建立有关计算机网络的基本概念、基本结构、基本协

2、议、基本技术、基本组成和基本应用,1.1计算机网络的发展,四个发展阶段 ： 联机终端系统 共用一个主机的多个输入输出终端系统,可省去,通信子网和资源子网 信息传输和资源服务分开 层次化标准体系结构网 化整为零、彼此兼容、无缝连接、大一统 宽带综合业务数字网 各种通信业务、资源服务、多媒体信息，统统完全数字化合而为一,1.2计算机网络的定义与分类,计算机网络定义 计算机网络是利用通信手段，把地理上分散的、能够以相互共享资源（硬件、软件和数据等）的方式有机地连接起来的、而各自又具备独立功能的自主计算机系统的集合。 与计算机网络类似的系统：终端分时系统、多机系统和分布式系统 计算机网络的三个主要组成

3、部分：若干个主机 、一个通信子网和一系列的通信协议 计算机网络的分类：(从不同角度认识和理解网络 ) 交换功能 、拓扑结构 、作用范围 、介质访问控制方式 、网络协议 、网络应用 计算机网络的间的差别表现 硬件上：交换功能 、拓扑结构 、作用范围 、介质 软件上：操作系统、网络协议、网络应用,1.3计算机网络的功能,计算机网络至少应具有下列功能： 数据通信(Communication Medium) 资源共享(Resource Sharing) 分布式的信息处理(Distribution Processing) 提高计算机系统的可靠性(High Reliability)和可用性 网络管理(Ne

4、twork Management) 节省投资(Save Money),1.4计算机网络的体系结构与设计,网络的体系结构是网络技术的一个重要概念，但在不同的使用场合，所指的意义往往不同。网络的体系结构广义而言，可用来表示如下三种含义： (1)网络的功能体系 这是面向网络内部的，描述网络功能的内部实现机制的一种概念。也是网络体系结构最常用的含义。它把计算机网络的功能划分成有明确定义的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。将这些同层次进程通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。这是最常用的网络体系结构概念，可看作是狭义的网络体系结构。 (2)网络的服务体系 这是面向用户的，描

5、述计算机网络提供资源服务方式的一种概念。它将计算机网络中的节点分为服务提供方和服务需求方，规定了服务供方和需方之间的连接关系，供方向需方提供服务的方式和过程约定等。 (3)网络的拓扑结构 这是面向网络构成的，描述组成网络的节点之间的物理连接关系的一种概念。它根据节点连接形成的平面图形的形状，来定义网络的连接类型。如总线型、环形、星型、树型、网型等。,1.4计算机网络的体系结构与设计,网络的功能体系结构 将复杂的网络功能“化整为零，分而治之” 向用户提供简单透明的最终服务，即向用户屏蔽网络为实现网络用户的最终目的而进行的内部过程。 层次的划分应满足： 具有一定的层次，每层实现独立完整的功能；层次

6、之间呈单向依赖关系，上层依赖下层，下层向上层提供服务 ；上层对下层起着隐藏细节和统一差异的作用，并可弥补下层的缺陷和不足 ；能够适应网络功能的深化和扩展 ；层次边界要选得合理，使层次之间用于控制、交流的额外的信息流量最小。,功能体系结构形成的必要,1.4计算机网络的体系结构与设计,层次结构方法要解决的问题： 1.网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能） 2.各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口） 3.通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议）,1.4计算机网络的体系结构与设计,网络层次结构中的一些重要概念 ： 1. 系统、子系统、N层与实体 系统：网络中有自治

7、能力的计算机或交换设备; 子系统：对每一个开放系统均可以有N个划分，每一划分称为一个子系统; N层：指N个划分中，除去顶层和底层的任一层; 对等层：在所有的开放系统中，位于同一水平（同层）上的子系统; 实体：开放系统中，能够发送和接收信息的软件（如进程）和硬件（如智能I/O芯片） 2. 协议、协议栈、网络体系结构 协议：计算机网络中对等实体之间有关通信规则约定的集合(=语义+语法+规则); 协议栈（Protocol Stack）：特定系统中所有层次的协议的列表; 网络体系结构（Network Architecture）：是指层次结构与协议的集合.,1.4计算机网络的体系结构与设计,3. 接口、

8、服务、访问点 接口：相邻两层之间的边界; 访问点：同一系统中相邻两层实体进行信息交换的地方; 服务访问点SAP（Service Access Point）. 4. 服务原语 :服务用户（N+1实体）与服务提供者（N实体）之间进行交互时，所交换的必要信息。请求（Request） 、指示（Indication） 、响应（Response） 、确认（Confirm）。,1.4计算机网络的体系结构与设计,5. 数据单元: 网络中不同实体间交换的一个信息数据单位。 服务数据单元（SDU）：相邻层实体间传送的数据单元； 协议数据单元（PDU）：对等实体之间传送的数据单元； 接口数据单元（IDU）：相邻层实

9、体间通过层间服务访问点一次交互信息的数据单元 。 6. 对等实体间的数据交换方式 不在同一节点的两个同层实体间传递数据的方式有两种：面向连接的服务和无连接的服务 面向连接的服务：两个同层实体在开始传递数据之前，先在彼此间建立连接关系； 无连接的服务：两个同层实体间的数据传输，由发方实体直接发起，立刻进行，无须预先彼此建立连接。,1.4计算机网络的体系结构与设计,除了最低层，任何对等层都不会直接通信，而是向其直邻的下层发送数据并从该下层获得其对等层的数据。（N）协议规定对等实体的通信，它并不表明对等层实体直接通信，而是表明任意实体只能处理其对等层实体的数据。因此，相邻两层之间的接口是高层通信所必

10、须的。,1.4计算机网络的体系结构与设计,网络的服务体系结构 网络的服务体系结构是指网络为用户提供的资源共享方式，它实际上是网络功能分层中，应用层的一种服务方式约定 。网络的服务方式有四种 ： 主机/终端型（H/T） 用户通过与主机相连的字符终端在主机操作系统的管理下共享主机的内存、外存、中央处理器、输入/输出设备等资源，用户的所有工作皆由主机完成，用户所在的终端只是一个用户与系统的会话界面，完成人机交互功能。 工作站/文件服务器型（W/F） 工作站用户可以通过磁盘映像，象使用本机磁盘一样使用文件服务器上的硬盘，网上传递的只是文件。应用程序的所有功能仍是在工作站上完成。 客户机/服务器型（C/

11、S） 用户的工作不再全由用户所在的工作站完成，而是分一部分由服务器完成，也即用户的工作由工作站和服务器共同协作完成。 对等服务型（P/P） 没有专用服务器，网络上的用户节点统称为工作站，每个工作站既可起客户机的作用，提出服务请求；也可起服务器的作用，为其它工作站的用户提供服务。,1.4计算机网络的体系结构与设计,网络的拓扑结构 网络的拓扑结构是网络节点布局呈现的几何形状,它是物理的、可见的。网络的拓扑结构通常有总线型、星型、环形和网型四种基本形状。,1.5计算机网络的协议与参考模型,网络协议 所谓网络协议就是网络中的通信双方或服务供需双方为了实现通信和服务，所要共同遵循的规则约定。 网络协议的

12、三个组成要素： 语义：协议元素的含义。 语法：协议元素的结构与格式。 规则(时序)：协议事件执行顺序。 网络协议一定是作用于不在同一个节点位置的双方的 ，即是建立在通信的基础上的，所以网络协议又被称作为通信协议。,1.5计算机网络的协议与参考模型,OSI/RM 国际标准化组织（ISO）于80年代初提出了计算机网络开放式系统互连参考模型(OSI/RM)，并据此制定了一系列网络协议规范。 ISO制定OSI/RM的目的，主要是为了解决网络数据通信过程中的下列问题： (1) 网络设备相互间如何联系，如果这些设备使用不同的语言，那么相互之间怎样沟通； (2) 网络设备怎样判断何时发送数据、何时不发送数据

13、； (3) 怎样确保网络传输被正确接收； (4) 怎样布置和连接物理传输介质； (5) 怎样使网络设备保持正确的数据传输速率； (6) 二进制位在网络媒体中以何种方式表示。,上一个,OSI/RM发展与失败,1.5计算机网络的协议与参考模型,ISO提出了七层结构的OSI/RM，这七个层次为：物理层链路层网络层传输层会话层表示层应用层 物理层、链路层、网络层称为低层，传输层、会话层、表示层和应用层称为高层。高层协议偏重于处理用户服务和各种应用请求。低层协议偏重于处理实际的信息传输。对应前面所述的网络三大基本功能，则是物理层和链路层实现数据的可靠通信（点-点之间），网络层实现资源的可靠定位（路径正确

14、），传输层、会话层、表示层和应用层则共同实现资源的可靠传输、可靠分配、准确表达和应用（端端之间）。 应用层：做什么？ 表示层：对方看起来像什么？ 会话层：轮到谁讲话和从何处讲？ 传输层：对方在何处？ 网络层：以怎样的速率，走哪条路可以到达该处？ 链路层：每一步应该怎么走？ 物理层：怎样利用物理介质？,1.5计算机网络的协议与参考模型,1.5计算机网络的协议与参考模型,OSI模型的分层概述 应用层: 将与网络有关的应用命令或数据标准化 表示层：将不同信息表示规范成统一网络标准形式 会话层：控制不同应用程序之间通信关系的建立、管理和撤销 传输层：控制端到端数据的可靠传输及差错控制河流控制 网络层：

15、控制数据在网络中的有效交换 数据链路层：控制数据在两两节点间的可靠传输 物理层：规范节点间物理连接的方式、规则、特性等,1.5计算机网络的协议与参考模型,1.5计算机网络的协议与参考模型,从逻辑上讲，两个站点的对等层直接通信。而实际上，每一层都只与相邻的上下两层直接通信。当程序需要发送信息时，它把数据交给应用层。应用层对数据进行加工处理后，传给表示层。再经过一次加工后，数据被送到会话层。这一过程一直继续到物理层接收数据后进行实际的传输。在另一端，顺序刚好相反。物理层接收比特流后把数据传给数据链路层。后者执行某一特定功能后，把数据送往网络层。这一过程一直继续到应用层最终得到数据，并送给接收程序。

16、这两个程序，还有网络节点中的各个对等层，都好象是在直接进行通信。事实上，所有的数据都被分解为比特流，并由物理层实现传输。,1.5计算机网络的协议与参考模型,OSI模型的应用 OSI模型中的每个功能层，从应用层开始，到物理层终止，都对它将处理的数据添加一些控制、格式化或地址信息。接收系统再进行反向过程，即将从物理层数据传递到应用层时，将解释和使用添加的信息。在初始的软件请求和网络电缆之间，随着积累愈来愈多的处理信息，数据块变得愈来愈大。,1.5计算机网络的协议与参考模型,协议的目的在于把各种特定的功能分离开来，并使其实现对其他层次来说是透明的。这种分层结构使各个层次的设计和测试相对独立。 注意“

17、服务”和“功能”这两个名词，它们有着完全不同的概念。“服务”是对高一层而言的，属于外观的表现，而“功能”则是本层内部的活动，是为了实现对外服务而从事的活动。,1.5计算机网络的协议与参考模型,其它网络协议及与OSI/RM的关系 ISO的OSI/RM是独立于任何网络实体的一个抽象的、概念化的网络功能体系，它不针对任何具体网络，它是适应所有网络的一种结构描述，它是开放的、发展的，具体表现为它的每一层的协议内容除实现功能基本不变，其实现方法、与上下层联络方法都是可以增加和修改的。也就是网络的层次结构是稳定的，结构中的每个层次的内容是可变的。 任何协议的分层都可以找到它和ISO的网络功能层次OSI/R

18、M之间的关系，但不一定存在严格一一对应的关系。ISO的网络功能层次，是对各种现实网络功能的概括。网络协议则是根据网络的实际需要而制定的节点相互通信的规则，它是具体的、实践的，且是多样的。因为相同的网络功能，可以通过采取不同的方式，制定不同的规则来实现。由于网络协议是网络功能的具体体现，所以也有人直接根据协议分层来化分网络的层次，每一协议层，视作为网络的一个层次。,1.5计算机网络的协议与参考模型,目前，应用较为广泛的网络协议有TCP/IP，X.25，IEEE802和FDDI（光纤分布式数据接口）等。这几个协议各自定义了自己的分层，这些协议分层与ISO/OSI RM七层结构具有一定的相互对应关系

19、，其中有些层是完全对应的。,1.5计算机网络的协议与参考模型,1.5计算机网络的协议与参考模型,TCP/IP模型 TCP/IP是随Internet的产生发展而伴生出来的网间网通讯协议。它包含四个层次，分别是：应用层，传输层，网际层和网络接口层 . TCP/IP协议的核心是传输层和网际层，TCP和IP是两个独立且紧密结合的协议，负责管理和引导数据报文在Internet上的传输。 TCP/IP的传输层协议有两个。一个是提供可靠流服务的面向连接的传输控制协议TCP；一个是提供高效率服务的面向无连接的用户数据报协议UDP。TCP/IP的网际层协议为IP，IP内还包含两个子协议ARP/RARP，它们是地

20、址解析协议和反向地址解析协议。 TCP/IP的应用层协议也有很多，分成两大类，一类是建立在传输控制协议TCP上的可靠服务，如：FTP，TELNET，SMTP，DNS等；一类是建立在用户数据报协议UDP上的不可靠服务，如：SNMP，TFTP，RPC，BOOTP等。 TCP/IP的网络接口层包括用于物理连接、传输的所有功能。OSI模型把这一层功能分为两层：物理层和数据链路层。TCP/IP参考模型把两层合在一起，是因为各种TCP/IP协议中止于网际层。,1.5计算机网络的协议与参考模型,TCP/IP的协议组 虽然一般标识为“TCP/IP”，但实质上在TCP/IP协议组件内，几乎对应每个功能层都有好多

21、不同的协议。各层典型的协议包括： 应用层：Telnet远程等录协议、FTP文件传输协议、SMTP简单邮件传输协议、HTTP超文本传输协议、SNMP简单网络管理协议等等。 传输层：TCP可靠的端到端协议；UDP尽力转发的端到端协议；以及开发中的T/TCP事务/传输控制协议等。 网际层：IP网际层协议；RIP、OSPF路由协议；IGP、BGP和BGP几个网关协议；ARP地址解析协议；RARP反向地址解析协议；ICMP在IP网络内为控制、测试、管理功能而设计的Internet控制报文协议；IGMPInternet组管理协议等。 网络接口层：SLIP串行链路协议；PPP点到点协议；802.X各种局域网

22、协议等。,1.5计算机网络的协议与参考模型,TCP/IP是一个稳定的、构造优良的、富有竞争性的协议族。TCP/IP使跨平台，或称为异构的网络互联成为可能。TCP/IP具有如下的优点特性： （1）健壮性。具有良好的破坏恢复机制。 （2）灵活性。能够在不中断现有服务的情况下动态加入或离开网络。 （3）可靠性。具有高效的错误率处理能力。 （3）通用性。平台无关性。 （4）实用性。低数据开销。,1.6 计算机网络的硬件与软件,计算机网络硬件 计算机网络的硬件包括三大组成部分： 端节点系统设备：计算机网络的端节点是指那些构成计算机资源子网的节点。端节点硬件系统包括三个组成部分：计算机（Computer）、网卡（Network Interface Card）和调制解调器（Modem）。 转接节点系统设备：转接节点是指那些构成计算机通信子网的节点。转接节点系统设备是计算机网络硬件系统中的基础设备，是构成通信子网的基础。包括中继器(Relay)、网桥（Bridge）、集线器(HUB)、网关(Gate)、路由器（Router）、交换机（Switch）、通信处理机(Communicati