计算机网络技术基础立体化第1章计算机网络基础ppt课件.ppt

第1章计算机网络基础 学习目的与要求 计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物 网络技术对信息产业的发展有着深远的影响 本章在介绍网络形成与发展历史的基础上 对网络的定义 分类与拓扑构型等问题进行系统的讨论 并以典型的计算机网络与数据通信服务为例 对网络在企业 机关信息管理与个人信息服务中的各种应用进行探讨 以帮助读者对计算机网络技术及应用有一个全面和准确的认识 1 1计算机网络概述 1 1 1计算机网络的发展1 1 2计算机网络的定义1 1 3计算机网络的功能 1 1 1计算机网络的发展 1 面向终端的计算机通信网络 1 1 1计算机网络的发展 2 多台计算机互联的初级计算机网络 1 1 1计算机网络的发展 3 开放式的标准化计算机网络第三阶段的计算机网络可以从20世纪70年代后期算起 它具有统一的网络体系结构 遵循国际标准化协议 标准化的目的是使得不同计算机及计算机网络能方便地互联起来 4 新一代的综合性 智能化 宽带高速计算机网络第四阶段的计算机网络要从20世纪90年代开始 计算机网络向全面互连 高速和智能化发展 这个阶段最具有挑战性的话题是Internet 高速通信网络技术 接入网 网络与信息安全技术 1 1 2计算机网络的定义 资源共享观点将计算机网络定义为 以能够共享资源的方式互联起来的相互独立的计算机系统的集合 资源共享观点的定义符合目前计算机网络的基本特征 这主要表现在以下几个方面 1 计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享 2 互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的计算机 3 联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议 1 1 3计算机网络的功能 计算机网络的功能可归纳为资源共享 提供人际通信手段 提高可靠性 节省费用 便于扩充 分组负荷及协同处理等方面 这些方面的功能本身也是相辅相成的 1 2计算机网络的组成与结构 1 2 1计算机资源子网1 2 2计算机通信子网1 2 3计算机网络的拓扑结构 1 2 1计算机资源子网 1 资源子网的组成1 主计算机2 终端3 网络中的共享设备2 资源子网的基本功能 1 2 2计算机通信子网 1 通信子网的组成1 通信控制处理机2 通信线路3 信号变换设备2 通信子网的基本功能通信子网提供网络通信功能 完成全网主机之间的数据传输 交换 控制和变换等通信任务 负责全网的数据传输 转发及通信处理等工作 1 2 3计算机网络的拓扑结构 1 计算机网络拓扑的定义1 拓扑结构与计算机网络拓扑2 网络拓扑的定义3 网络拓扑的用途 1 2 3计算机网络的拓扑结构 2 网络拓扑的分类与基本网络拓扑结构的类型1 网络拓扑分类 广播式的通信子网 点对点式的通信子网 1 2 3计算机网络的拓扑结构 2 基本网络拓扑结构类型图例 1 2 3计算机网络的拓扑结构 2 基本网络拓扑结构类型 总线型网络拓扑结构 星型拓扑 环型拓扑 树型拓扑 网状型拓扑 卫星通信网络的拓扑构型 1 3计算机网络的分类 1 3 1按网络传输技术进行分类1 3 2按网络分布距离范围进行分类1 3 3按传输介质分类 1 3 1按网络传输技术进行分类 1 广播式网络在广播通信信道中 多个结点共享一个通信信道 一个结点广播信息 其他结点必须接收信息 2 点对点式网络点对点通信信道中 一条通信线路只能连接一对结点 如果两个结点之间没有直接连接的线路 那么它们只能通过中间结点转接 1 3 2按网络分布距离范围进行分类 1 局域网 LocalAreaNetwork LAN 2 城域网 MetropolitanAreaNetwork MAN 3 广域网 WideAreaNetwork WAN 1 3 3按传输介质分类 根据网络的传输介质 可以将网络分为有线网和无线网 有线网根据线路的不同分为同轴电缆网 双绞线网和光纤网 还有最新的全光网络 无线网有卫星无线网和使用其他无线通信设备的网络 1 4组成网络的设备 1 4 1网络接口卡1 4 2中继器1 4 3集线器1 4 4网桥1 4 5交换机1 4 6路由器1 4 7网关 1 4 1网络接口卡 网络接口卡 NetworkInterfaceCard NIC 简称网卡 又叫网络适配器 是计算机与传输介质的接口 1 4 2中继器 中继器是工作在OSI模型物理层的互联设备 实现两个网络之间的电气连接 因此 中继器只能用于连接两个相同的局域网 其作用是把一个局域网中传输的电信号增强后再传送到另一个局域网上 中继器要求网络是同类型的 而且采用相同的协议和速率 且起到了维持通过局域网的信号电平 从而扩展了局域网段的长度 1 4 3集线器 集线器 Hub 一般认为工作在OSI模型的物理层 是将局域网中节点的线缆集中在一起的设备 主要作为网络连接的中心点 通常联网的节点通过非屏蔽双绞线与集线器连接 使用集线器连接网络的特点是 当网络中某条线路或某个节点出现故障时 不会影响网络上其他节点的正常工作 1 4 3集线器 1 4 4网桥 网桥 Bridge 是工作在OSI模型数据链路层的互联设备 数据链路层包括MAC子层及LLC子层 因此网桥也分为MAC子层网桥和LLC子层网桥 网桥的每个端口连接一个局域网网段 监听与它连接的每个网段上传输的数据 当传输的数据帧的目的地址和源地址是在同一个网段中 则网桥丢弃该数据帧 如果目的地址和源地址在两个不同的网段 网桥将该帧转发到与目标网段相连的端口上 1 4 5交换机 交换机 Switch 是交换式局域网的核心设备 属于OSI模型中的数据链路层设备 用交换机互联可以带来下列好处 1 交换机允许各个网段之间的通信 同时每个网段是独立的广播域 2 可以互联不同速度和类型的网段 且对网络的大小没有限制 3 交换机各端口独享交换机的带宽 可实现全双工通信 例如 l台100Mb s的24口交换机 其每个端口理论上均可同时达到lOOMb s的速率 1 4 5交换机 1 交换机性能指标主要是MPPS和背板带宽 MPPS是MillionPacketPerSecond的缩写 即每秒可转发多少个百万数据包 其值越大 交换机的交换处理速度也就越快 2 交换机分类从外观形态和功能上可分为模块式交换机和固定端口交换机 从应用规模上可分为企业级交换机 部门级交换机 工作组级交换机等 从实用角度上可分为低端固定交换机 低端可变端口交换机 中型交换机和高端交换机等 1 4 5交换机 3 交换机工作方式交换机的工作方式是存储转发 它将某个端口发送的数据帧先存储在该端口的缓冲区 通过解析数据帧 获得目的MAC地址 然后在交换机的MAC地址与端口对应地址表中 检索该目的主机所连接到的交换机端口 找到后就将数据帧从源端口直接复制到目的端口缓冲区中 转发到该网段或主机 1 4 6路由器 路由器 Router 是一种能连通不同的网络或网段的互联设备 工作在OSI模型的网络层 是目前用来构建Internet骨干网的核心互联设备 路由器有多个端口 路由器的每个端口可以连接不同的网络或子网 或者连接另一台路由器 路由器作为不同网络之间互相连接的枢纽 构成了Internet的骨架 1 4 6路由器 1 路由器的结构从体系结构上看 路由器可以分为 第一代单总线单CPU结构路由器 第二代单总线主从CPU结构路由器 第三代单总线对称式多CPU结构路由器 第四代多总线多CPU结构路由器 第五代共享内存式结构路由器 第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器 1 4 6路由器 2 路由器的组成一个通用的路由器由4部分组成 输入端口 交换结构 选路处理器和输出端口 1 4 6路由器 3 路由器的特点 1 寻址能力 2 路由选择 3 分段和重组 4 存储 转发 5 数据包过滤 1 4 6路由器 4 路由器的功能 1 网络互联路由器支持各种局域网和广域网接口 主要用于互联局域网和广域网 实现不同类型网络互相通信 2 数据处理提供数据包的过滤 数据包的寻址和转发 优先级 复用 加密 压缩和防火墙等功能 3 网络管理路由器提供包括配置管理 性能管理 容错管理和流量控制等功能 1 4 6路由器 5 路由器的工作原理 1 4 7网关 网关实现不同网络协议之间的转换是通过使用适当的硬件与软件 硬件提供不同网络的端口 软件实现不同互联网协议之间的转换 网关实现协议转换的方法主要有两种 1 直接将输入网络信息包的格式转换成输出网络信息包的格式2 将输入网络信息包的格式转换成一种统一的标准网问信息包的格式 1 5计算机网络应用问题 计算机网络的广泛应用已经对经济 文化 教育 科学的发展及人类生活质量的提高产生了重要影响 同时也不可避免地带来一些新的社会 道德 政治与法律问题 Intemet可以为科学研究人员 学生 企事业工作人员提供很多宝贵的信息 可以使得人与人的交流不受时间 地域的限制 1 6小结 本章主要讲述了以下一些内容 1 计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物 网络技术对信息产业的发展有着深远的影响 2 计算机网络发展的四个阶段分别是 面向终端的计算机通信网络 初级计算机网络 开放式的标准化计算机网络 新一代的计算机综合性 智能化 宽带高速网络 3 资源共享观点将计算机网络定义为 以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合 4 计算机网络的功能可归纳为资源共享 提供人际通信手段 提高可靠性 节省费用 便于扩充 分组负荷及协同处理等方面 1 6小结 5 按网络传输技术进行分类 可将网络分为 广播式网络和点对点式网络 按网络覆盖范围进行分类 可将网络分为 局域网 城域网 广域网 按网络应用管理范围进行分类 可将网络分为 Internet Intranet和Extranet 6 从计算机网络组成的角度看 典型的计算机网络按其逻辑功能可以分为 资源子网 和 通信子网 两部分 它们分别完成数据通信与数据处理两大功能 7 采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有4种 总线型 树型 环型 无线通信与卫星通信型 采用点对点线路的通信子网的基本拓扑构型有4类 星型 环型 树型与网状型 1 7本章实训 实训题目 利用Visio绘制网络拓扑结构图一 实训目的通过本次实训 让学生学会使用Visio绘图软件绘制网络拓扑结构图 二 知识要点Visio系列软件是微软公司开发的高级绘图软件 可以绘制流程图 网络拓扑结构图等 功能强大 易于使用 三 实训任务 1 学会Visio软件的使用 2 用Visio绘制网络拓扑结构图 3 分析网络拓扑结构图 确定拓扑类型 网络类型 1 7本章实训 四 实训环境准备安装了Visio2007版本软件的计算机机房 熟悉Visio软件界面的基本操作 五 实训内容1 学会Visio2007软件的使用步骤l 单击 开始 选择 程序 单击 MicrosoftVisio 启动Visio