第四章计算机网络基础知识课件.ppt
1、第四章第四章 计算机网络计算机网络第一节第一节 计算机网络概述计算机网络概述一、计算机网络一、计算机网络计算机网络由主计算机系统、终端设备、通信设备、通信线路四大部分组成。计算机网络由主计算机系统、终端设备、通信设备、通信线路四大部分组成。定义:定义:通过通信线路,包括有线和无线,将多台地理上分散且独立工作的通过通信线路,包括有线和无线,将多台地理上分散且独立工作的计算机互连起来,以达到通信和共享资源的目的,这种松散结合的系统叫计算机互连起来,以达到通信和共享资源的目的,这种松散结合的系统叫做计算机网络。做计算机网络。如图如图基本属性:基本属性:1)带宽:窄带、宽带)带宽:窄带、宽带 2)传输
2、范围:局域网、广域网)传输范围:局域网、广域网 3)使用范围:专用网、公用网)使用范围:专用网、公用网1.定义及基本属性定义及基本属性2.2.网络传输速率网络传输速率 网络数据的传输速率是指每秒钟能够传输数据代码的位数。网络数据的传输速率是指每秒钟能够传输数据代码的位数。单位:比特单位:比特/秒秒 (bit/s)bps(bit per second)最常用的传输介质最常用的传输介质 1)双绞线)双绞线 传输率:传输率:1.510 Mbps 传输距离可达几百米,在局域网中应用很普遍。传输距离可达几百米,在局域网中应用很普遍。3 3)光缆)光缆 传输率:传输率:10010010106 6 Mbps
3、 可实现远距离高速传输,一般用在网络通信的可实现远距离高速传输,一般用在网络通信的主干线主干线。2 2)同轴电缆)同轴电缆 传输率:传输率:1010100 100 Mbps 传输距离可达几公里,在计算机网络中被广泛采用。传输距离可达几公里,在计算机网络中被广泛采用。4 4)微波)微波 传输率:传输率:1200 1200 Mbps 微波是直线传播,因此传输距离过长,需要借助中继站微波是直线传播,因此传输距离过长,需要借助中继站5 5)卫星通信)卫星通信 传输率:传输率:1.2 1.2 Gbps 具有一发多收的传输功能,具有一发多收的传输功能,覆盖面积大覆盖面积大,传输距离远。,传输距离远。二、数
4、据交换技术二、数据交换技术1.数据交换数据交换 从发送端发出的数据要通过网络的从发送端发出的数据要通过网络的中间结点中间结点,这些中间结点作为交换,这些中间结点作为交换设备将数据从一个结点传到另一个结点,直至达到接收端。设备将数据从一个结点传到另一个结点,直至达到接收端。2.中间结点(交换设备)中间结点(交换设备)不关心被传输的数据内容,仅执行交换的动作,起数据交换的功能,不关心被传输的数据内容,仅执行交换的动作,起数据交换的功能,将数据从一个端口交换到另一端口,继而传输到另一台中间结点,直将数据从一个端口交换到另一端口,继而传输到另一台中间结点,直至目的地。整个数据传输的过程被称为至目的地。
5、整个数据传输的过程被称为数据交换过程数据交换过程。结点:用于数据交换的中间设备。结点:用于数据交换的中间设备。站点:发送和接收数据的终端设备。站点:发送和接收数据的终端设备。二、数据交换技术二、数据交换技术3.数据交换方式数据交换方式 1)线路交换)线路交换(电路交换)(电路交换)工作原理:交换设备在通信双方找出一条工作原理:交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路实际的物理线路的过程。的过程。2)报文交换)报文交换工作原理:将整个报文作为一个整体一起发送,在交换过程中,交换设工作原理:将整个报文作为一个整体一起发送,在交换过程中,交换设备将接收到的报文先备将接收到的报文先存储存储,待信道空闲
6、时再,待信道空闲时再转发转发出去,一级一级中转,出去,一级一级中转,直到目的地。直到目的地。优点:建立连接后,传输延迟小。优点:建立连接后,传输延迟小。缺点:建立连接的时间长;独占线路,线路利用率低;无纠错机制。缺点:建立连接的时间长;独占线路,线路利用率低;无纠错机制。2 2)报文交换)报文交换 3)分组交换)分组交换 工作原理工作原理:将报文划分为若干个大小相等的分组:将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。进行存储转发。报文交换的优点:报文交换的优点:1)不独占线路,多个用户的数据可以通过存储和排队共享一条线路;)不独占线路,多个用户的数据可以通过存储和排队共享一条
7、线路;2)无线路建立的过程,提高了线路的利用率;)无线路建立的过程,提高了线路的利用率;3)一个报文可同时传输给多个用户)一个报文可同时传输给多个用户报文交换的不足之处:报文交换的不足之处:1 1)由于)由于“存储转发存储转发”和排队,增加了数据传输的延迟;和排队,增加了数据传输的延迟;2 2)报文交换难以支持)报文交换难以支持实时通信和交互式通信实时通信和交互式通信的要求。的要求。这种方式是目前计算机网络通信中采用的这种方式是目前计算机网络通信中采用的主要交换技术主要交换技术。特点:传输速度快;延迟小,适用于交互式通信;效率高;可靠性高;特点:传输速度快;延迟小,适用于交互式通信;效率高;可
8、靠性高;有强大的纠错机制。有强大的纠错机制。三种交换方式的事件顺序三种交换方式的事件顺序三、网络体系结构与协议三、网络体系结构与协议1.网络体系结构网络体系结构应用层应用层表示层表示层对话层对话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层对话层对话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用协议应用协议表示协议表示协议对话协议对话协议传输协议传输协议网络协议网络协议链路协议链路协议物理协议物理协议开放系统开放系统A开放系统开放系统B信道(物理介质)信道(物理介质)开放式系统互联模型(开放式系统互联模型(Open Systems Inter
9、connection,OSI)通过物理介质传送和通过物理介质传送和接收原始的位流。接收原始的位流。将位流分解为数据包,向网络将位流分解为数据包,向网络层提供报文分组的发送和接收层提供报文分组的发送和接收服务。服务。根据报文分组中的地址,提根据报文分组中的地址,提供联结和路径选择。供联结和路径选择。提供计算机之间的提供计算机之间的通信联系。通信联系。负责建立、管理和拆除负责建立、管理和拆除进程之间的联接。进程之间的联接。负责处理不同数据表达方式的负责处理不同数据表达方式的差异,并提供相互转换。差异,并提供相互转换。直接和用户进行交互。直接和用户进行交互。International Referen
10、ce Model for Linking Different Types of Computers&Networks 传输过程传输过程应用层应用层表示层表示层对话层对话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层对话层对话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层发送方发送方应用层应用层表示层表示层对话层对话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层接收方接收方中间节点中间节点资源子网资源子网通信子网通信子网2.2.网络协议网络协议网络协议网络协议是指网络内部数据传递关系的一种事先约定,网络传递双方按是指网络内部数据传递关系
11、的一种事先约定,网络传递双方按这种事先约定来识别数据信号。这种事先约定来识别数据信号。SNA协议(协议(System Network Architecture)DNA协议(协议(Digital Network Architecture)IPX/SPX协议协议 IPX(全称(全称Internet work Packet Exchange 网间数据包交换)网间数据包交换)SPX(全称(全称Sequences Packet Exchange 顺序包交换)顺序包交换)TCP/IP TCP/IP协议(传输控制协议协议(传输控制协议/网际协议)网际协议)如图如图2.2.广播式广播式1.1.点到点式点到点式
12、 星型结构:各站点都与中央控制机连接,各站点之间不直接连接。星型结构:各站点都与中央控制机连接,各站点之间不直接连接。环型结构:通过信号转发器将各站点连成一个闭环。环型结构:通过信号转发器将各站点连成一个闭环。树型结构:是星型结构按层次展开而成的,最高层有一主机,不同分树型结构:是星型结构按层次展开而成的,最高层有一主机,不同分 支可以有自己的次主机,各用户之间不形成回路。支可以有自己的次主机,各用户之间不形成回路。总线结构:网络中各站点都经电缆接口连在一条电缆,即总线上。总线结构:网络中各站点都经电缆接口连在一条电缆,即总线上。卫星和无线电式卫星和无线电式 每个节点都有自己发送和接收信息的天
13、线,用以接收来自卫星的信息。每个节点都有自己发送和接收信息的天线,用以接收来自卫星的信息。适用于地理范围广阔的部门之间进行通信。适用于地理范围广阔的部门之间进行通信。优点:建立通信容易,发送站点无须知道接收站点的位置。优点:建立通信容易,发送站点无须知道接收站点的位置。优点:简单、扩展性好、可靠性高。优点:简单、扩展性好、可靠性高。使用最为广泛。使用最为广泛。四、网络的拓扑结构四、网络的拓扑结构网络的拓扑结构指网络上各个站点的连接形式。网络的拓扑结构指网络上各个站点的连接形式。第二节第二节 局域网和广域网局域网和广域网一、局域网一、局域网(Local Area Network,LAN)1.1.
14、概念概念局域网:是将小区域内的各种通信设备互连在一起的网络。局域网:是将小区域内的各种通信设备互连在一起的网络。1)高数据传输速率和低的传输误码率。)高数据传输速率和低的传输误码率。2)网络覆盖范围小()网络覆盖范围小(25公里以内)。公里以内)。3)成本低,便于安装和维护。)成本低,便于安装和维护。2.2.特点特点二、广域网(二、广域网(Wide Area Network,WAN)定义定义广域网:能够将地理位置相距较远的多个计算机系统通过通信线路联接广域网:能够将地理位置相距较远的多个计算机系统通过通信线路联接起来实现数据通信的计算机网络。也可以说是将分散于各地的局域网互起来实现数据通信的计
15、算机网络。也可以说是将分散于各地的局域网互联而形成的跨越地区的大型网络。联而形成的跨越地区的大型网络。如图如图3.Internet 常用的术语:常用的术语:1 1)WWW2 2)浏览器()浏览器(BrowserBrowser):几种常用的几种常用的WEBWEB浏览器浏览器3 3)BBSBBS(Bulletin Board SystemBulletin Board System)4 4)HTTPHTTP(Hypertext Transfer ProtocolHypertext Transfer Protocol)1)主要提供面向通信的服务,支持用户使用计算机进行远距离的信息交换;)主要提供面向通
16、信的服务,支持用户使用计算机进行远距离的信息交换;2)覆盖范围广,通信的距离远,需要考虑的因素增多,如媒体的成本、线)覆盖范围广,通信的距离远,需要考虑的因素增多,如媒体的成本、线 路的冗余、媒体带宽的利用和差错处理等;路的冗余、媒体带宽的利用和差错处理等;3)由电信部门或公司负责组建、管理和维护,并向全社会提供面向通信的)由电信部门或公司负责组建、管理和维护,并向全社会提供面向通信的 有偿服务、流量统计和计费等。有偿服务、流量统计和计费等。2.广域网的特点广域网的特点 Internet Internet 是全球最大的、开放的、由众多网络互联而成的计算机网络。是全球最大的、开放的、由众多网络互
17、联而成的计算机网络。第二节第二节 局域网和广域网局域网和广域网 Internet Internet的基本功能:的基本功能:1 1)通信交流)通信交流 连接连接InternetInternet方法:方法:2 2)远程主机登录)远程主机登录(Telnet:Telecommunication Network)3 3)信息检索)信息检索4 4)WWW多媒体信息服务多媒体信息服务5 5)网络在线服务)网络在线服务网上话谈(网上话谈(Chatting)电子邮件电子邮件(E-mail:Electronic Mail)网上专题组或新闻组网上专题组或新闻组 (UseNet:Usenet Newsgroups)拨
18、号接入、局域网接入以及无线接入等。拨号接入、局域网接入以及无线接入等。如图如图第二节第二节 局域网和广域网局域网和广域网第二节第二节 局域网和广域网局域网和广域网三、三、Intranet(内部网)(内部网)Intranet是传统的企业网与是传统的企业网与Internet相结合的新型企业网。相结合的新型企业网。特点:特点:1)采用)采用TCP/IP协议协议 2)是小型化的)是小型化的Web,可以对外发布企业信息,可以对外发布企业信息 3)采用统一的浏览界面,方便、迅速的查询企业内部各种网上资源)采用统一的浏览界面,方便、迅速的查询企业内部各种网上资源 4)通过编程技术,利用各种数据库生成动态)通
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