第7章计算机网络基础.ppt

1、计算机网络的基础，第7章，教育目标把握计算机网络的概念把握计算机网络的功能，分类和网络硬件的构成理解OSI参考模型和数据通信的基本概念把握简单的局域网的构筑和管理，7.1计算机网络的概要， 7.1.1计算机网络的概念、地理范围：十几千米规模小，硬件设备比较简单，是当前计算机网络发展中最活跃的分支点：局域网、城域网、广域网、 互联网范围：数十到数千米的传输速度比较低，错误率也采用比较复杂的控制机制，连接同一大陆或同一地区范围内的多个国家，互联网(互联网)是世界上最大的互联网。7.1修正计算机网络的概要、7.1.2修正计算机网络的分类、资源共享是修正计算机网络的目的，也是修正计算机网络的最核心的功

2、能。 网络中各单位资源有无相互运用、分工合作，可以大幅度提高系统资源的利用效率。 分布式数据处理和数据传输是纠错功能网络的最基本功能，是实现其他功能的基础。 主要完成网络中各节点之间的通信。 分散处理是指，将分散在各个修正机系统中的资源进行集中控制和管理，将复杂的问题交给多个修正机，分别同时进行处理，使生产率提高。 利用计算机网络，通过将负担大的计算机处理的任务交给空闲的计算机来执行，能够平衡各个计算机的负荷，提高处理问题的实时性。 数据传输、资源共享、平衡负载、7.1计算机网络概述、7.1.3计算机网络功能、1、3、4、5、6同位素：既可以用作客户端也可以用作服务器的计算机。7.1计算机网络

3、概述、7.1.4计算机网络的物理配置、2、3、4、5、6、7、8、1、共享，并且，在不经由主机的情况下直接连接到网络本地域网络中的工作站可以像使用本地打印机一样使用SP。7.1计算机网络概述、7.1.4计算机网络的物理配置、3、2、4、5、6、7、8、1、NICNIC网络连接的计算机插入机箱的扩展槽中，并连接到通信线路网卡主要将计算机数据转换为可以通过媒体传输的信号。7.1计算机网络概述、7.1.4计算机网络的物理配置、4、2、3、5、6、7、8、1、调制解调器的功能是将计算机输出的数字信号转换为模拟信号，以便可以通过电话线路传输也可以将线路上传的模拟信号转换为数字信号，使计算机能够接收。 调

4、制解调器分为内置式和外置式两种，7.1计算机网络的概要、7.1.4计算机网络的物理结构、5、2、3、4、6、7、8、8它们支持不同的网络类型，并且传输速率不同、7.1计算机网络概述、7.1.4计算机网络的物理配置、6、2、3、4、5、7、8、1、通信设备这些设备主要用于延长传输距离和简化网络布线。中继器还再现和放大数字信号，并且提高网络传输速率。7.1计算机网络概述、7.1.4计算机网络的物理配置、7、2、3、4、5、6、8、1、网络互连典型互连设备包括桥接器、路由器、门、7.1计算机网络概述、7.1.4计算机网络的物理配置、8、2、3、4、5、6、7、1、网络软件网络软件通常是网络原型1 .

5、网络协议软件。 该协议规定了在网络上的所有订正机通信设备之间的数据传输的格式和传输方式，可以在网络上的订正机之间正确且可靠地进行数据传输2 .网络通信软件。 网络通信软件的目的是使得用户能够容易地控制应用程序并与多个站点通信，而无需详细了解通信控制过程，以及处理大量的通信数据。 3 .网络操作系统。 整个网络的资源和运行必须由网络操作系统管理。 这是一个实现系统资源共享和管理用户对不同资源的访问的应用程序。 目前主流的网络操作系统包括Windows NT、windows 2000服务器、NetWare和UNIX。7.1修正计算机网络的概要、7.1.4修正计算机网络的物理结构、网络内的各节点相互

6、连接的方法和形式称为网络拓扑。1总线拓扑、7.1计算机网络概述、7.1.5网络拓扑、总线拓扑的主要特征：所有节点都通过网卡直接连接到作为共同传输介质的总线上。 总线通常采用同轴电缆或双绞线缆作为传输介质。 所有节点都可以通过总线发送和接收数据，但只有一个节点可以使用总线发送数据一段时间。 总线拓扑的优点是结构简单、成本低、易于扩展。 缺点是故障诊断困难，在一个地方发生问题会产生很大的影响。 总线拓扑适用于家庭网络、小型办公室网络、游戏网络等计算机数量少、布线密集的单位。例如：7.1修正计算机网络概述、7.1.5网络拓扑、2环拓扑、7.1.5修正计算机网络概述、7.1.5网络拓扑、环拓扑的主要特

7、征：节点通过对应的网卡使用令牌传递。 令牌沿着网络传递，令牌的控制权站点可以传输数据。 环形拓扑的优点是结构简单、传输延迟确定、电缆长度短、抗故障性强。 缺点是节点故障会导致整个网络的故障，故障诊断也很困难，难以重新配置网络。 7.1计算机网络概述，7.1.5网络拓扑，3起始拓扑，7.1计算机网络概述，7.1.5网络拓扑，起始拓扑的主要特征：每个站点是单独的电缆，电缆是星型拓扑的优点是易于实现、易于检测和隔离故障以及易于维护。 缺点是，网络的中心节点是所有网络的可靠性瓶颈，中心节点的故障可能会使所有网络瘫痪，每个站点都通过中心节点连接，需要大量的网络电缆。 7.1计算机网络概述、7.1.5网络

8、拓扑、4网状拓扑、7.1计算机网络概述、7.1.5网络拓扑、网状拓扑可提供最高级别的容错能力随着站点数的增加，在实际的应用中，大多与其他网络拓扑一起构成混合网络拓扑。 网状拓扑的优点在于，节点间的路径较多，冲突和阻塞大幅减少，局部故障不影响网络整体的正常动作，并且可靠性较高的网络扩展和主体加入相对灵活简单。缺点是网络关系复杂，安装和维护困难，冗馀链路增加了成本。 在广域网中一般使用网格结构。7.1计算机网络概述、7.1.5网络拓扑、通信是将消息从一个位置传递到另一个位置。 信息是信息的表现形式，也是信息的载体。通信、7.2数据通信的基础、7.2.1数据通信的基本概念、信号、信号是消息的具体的表

9、现形式。 在通信系统中，信号分为数字信号和模拟信号。 这里，数字信号是离散的变化，例如，作为用于表现在计算机中产生的“0”和“1”的电压脉冲的模拟信号，是通过电话线路传输的信号等随时间连续变化的7.2数据通信的基础、7.2.1数据通信的基本概念、 1 .源是消息的源，其职责是将各种可能的消息转换为原始电信号2 .宿是消息的接收机，其职责是恢复原始信号并将原始信号转换为对应的消息3 .信道是信号传输的信道。 数据通信的基础，7.2.1数据通信的基本概念，信道带宽，数据速率和错误率，以及1 .信道带宽是信道所占据的频率范围，即信道所采用的信号的最高频率和最低频率之间的差。 如果信道可以传递的信号的

10、最高频率是5 000Hz并且最低频率是500Hz，则信道带宽是4 500Hz。 2 .数据速率是指数据通信中数据的每单位时间的传输量，单位为位/秒(b/s或bps )。 3 .错误编码率是在传输系统中错误地传输数据的概率，并且是测量数据传输中的可靠性的指标。 差错率近似可用下式表示。 要发送差错率的比特数/总传输的比特数、7.2数据通信基础、7.2.1数据通信基本概念、要发送的数据的生成，并且转换器的功能将从源输出的数据信号转换为适于信道传输的信号，并且将该信号发送到各个信道。 接收侧的反转换器可以将信号转换为相应的原始信号。 通信系统的性能指标是通信系统的重要组成部分，涉及通信系统的多个方面

11、，但从通信的目的和任务来看，主要的指标是传输的有效性和可靠性。 有效性是在给定信道中传输的信息量的多少，即数据速率的可靠性是接收信息的精度。 在数字通信系统中，有效性和可靠性实际上通过数据速率和错误率来表示。7.2数据通信基础、7.2.2通信系统结构、单任务方式表示在接收侧与发送侧之间只能进行单向信息传输。 例如，传统的无线电广播。单工方式、发送接收、7.2数据通信的基础、7.2.3通信方式、半双工方式只要使用同一传输线路，就可以作为输入线或输出线，数据线能够在两个方向上传输，但是通信双方不能同时发送接收数据。 例如对讲机。 所谓半双工方式、发送、接收、发送、接收、7.2数据通信的基础、7.2

12、.3通信方式、全双工方式，在数据的接收和发送分别利用两个不同的传输线路进行传输的情况下，通信双方都能够同时进行数据的发送接收。半双工方式、发信、接收、发信、接收、7.2数据通信基础、7.2.3通信方式、另外，在数据通信中，数字信号的排列顺序能够分为残奥电平传输和串行传输这两种。 1 .残奥电平传输是指数据的各位同时进行传输。 2 .串行传输是指数据按顺序逐位传输。7.2数据通信基础、7.2.3通信方式、1984年，国际标准化组织(ISO )发布了未来网络协议指南模型，该模型被称为开放系统互参模型(OSI )。 只要符合OSI标准，一个系统就可以与世界上任何其他系统进行通信。 OSI参考模型定义

13、了开发系统的层次结构、层次结构之间的相互关系以及每层可能的服务。 这是作为框架协调组织各层协议的制定，也是网络内部结构最精细的摘要和记述。7.3计算机网络体系结构，7.3.1 OSI参考模型的基本概念，7.3计算机网络体系结构，7.3.2 OSI参考模型的体系结构，7.3计算机网络体系结构例如，远程登录Telnet、简单邮件传输协议SMTP、文件传输协议FTP、域名系统DNS、超文本传输协议HTTP等。 应用程序协议负责将网络传输的内容转换为可识别的信息。 2 .传输层。 提供端到端的通信。 传输层提供TCP协议和用户数据协议(UDP )。 7.3计算机网络体系结构，7.3.3 TCP/IP参

14、考模型和协议，3 .互联网层。 也称为互联网层，负责不同网络或同一网络内的计算机之间的通信。 主要处理数据报和路由。 互联网层的核心是IP协议。 4 .网络接口层。 负责与物理网络的连接。 包括所有当前的网络接入标准，如以太网、ATM、X.25等。 TCP/IP与OSI模型不同，OSI模型来自标准化组织，TCP/IP源于互联网的研究与应用实践。7.3计算机网络架构、7.3.3 TCP/IP参考模型和协议、计算机局域网概述、功能上的局域网是指PC和其他设备的集合，在物理地址上相互在技术上，局域网是一种将特定类型的传输介质(电缆、光缆、无线介质等)与网络适配器(网卡)相互连接并由网络操作系统监视的