计算机网络课件

计算机网络

computernetworks1教材张浩军主编，计算机网络实训教程(第二版)，高等教育出版社，2008.3授课环节教学：32学时实验：16学时2《计算机网络》谢希仁编著电子工业出版社2005.2《计算机网络实用技术教程》李冬等清华大学出版社2006.11教学参考资料3交流渠道沟通渠道：E-mail

电话:班级信箱E-mail：口令:information4课程目标:本课程的教学目标是使学生理解计算机网络的基本概念和原理，并掌握运用所学知识建设、配置、管理和维护网络的技能，以及培养学生在网络上获取、加工、发布信息的能力。5第1章

计算机网络概述6教学内容与要求主要内容

网络概念与发展

(掌握)

网络组成与分类

(掌握)

网络的功能与应用(掌握)

数据通信基础(了解)71.1

计算机网络的概念与发展网络的定义和演进过程8人类信息传播的四大媒体9看下列图片大家在干什么？10信息化社会对网络的依赖11信息化社会对网络的依赖12CNNIC25次中国互联网统计报告13中国互联网普及状态14部分国家互联网普及状态15网络支撑着我们的生活方式Internet正以令人难以置信的速度成为我们日常生活中不可或缺的一部分.16网络支撑着我们的学习方式17网络支撑着我们的工作方式18网络支撑着我们的娱乐方式19二十一世纪是网络化世纪、数字化世纪！网络通世界，计算晓天下，存储知古今201.1.1计算机网络概念什么是网络PSTNGSMCDMAINTRANENTINTERNET两个概念：互联和自主211.1.2计算机网络的产生和发展第一代计算机网络的诞生1946年产生第一台数字计算机1954年收发器终端的产生60年代初，由多重线路控制器参与组成的网络，被称为第一代计算机网络ModemModemModemModem22第二代计算机网络的诞生1964年，Baran提出存储转发概念DABCdata暂存，查找转发表，转发到相应的端口1.1.2计算机网络的产生和发展23分组首部分组首部分组首部第二代计算机网络的诞生1964年，Baran提出存储转发概念1966年，David提出分组概念1969年，DARPA的计算机分组交换网ARPANET投入运行1.1.2计算机网络的产生和发展241977年OSI参考模型的提出，标志着计算机网络进入到第三个阶段。1.1.2计算机网络的产生和发展2540年代中期60年代初期70年代初期80年代初期90年代初期90年代末期21世纪网络概念萌芽阶段提出分组交换概念稳步发展与应用提出OSI参考模型体系结构成熟发展Internet广泛应用后TCP/IP模型时代网络体系的演变过程26发展方向形成未来复杂信息网络的三个主要趋势是:移动用户数量不断增加具备网络功能的设备急剧增加服务范围不断扩大27

第一代计算机网络由多重线路控制器参与组成的网络面向终端的通信网－－计算机是网络的控制中心第二代计算机网络以资源子网为中心ARPANET的成功运行第三代计算机网络OSI参考模型出现阶段总结281.1.3计算机网络的应用(课后检索)291.2

计算机网络的组成与分类301.2.1计算机网络的组成设备和介质是网络的物理要素，即硬件介质

31服务和过程是网络设备上运行的通信程序，称为软件。32终端设备包括:计算机（工作站、笔记本电脑、文件服务器、Web服务器）网络打印机VoIP

电话安全摄像头移动手持设备（如无线条码扫描仪、PDA）33中间设备及其在网络中的作用这些设备将每台主机连接到网络，并且可以将多个独立的网络连接成网际网络。中间网络设备包括:网络接入设备（集线器、交换机和无线接入点）网间设备（路由器）通信服务器和调制解调器安全设备（防火墙）34有线介质双绞线光纤无线介质无线电微波激光红外线传输介质分类35双绞线TP是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质。由两根绝缘铜导线相互缠绕组成，以减少对邻近线对的电气干扰。由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP。Cat5eUTPCat5eSTP36有线网——光纤光导纤维简称光纤，是一种能高质量传导光信号的玻璃纤维;光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器驱动器光源光检测器放大器电信号电信号光信号光纤超细玻璃熔硅纤维发光二极管激光二极管光电二极管37光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理光纤分为多模光纤和单模光纤多模光纤单模光纤输入脉冲输出脉冲输入脉冲输出脉冲

光信号在光纤中的传输38无线电就是利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与地面的多次反射而到达接收端的一种远距离通信方式传播距离远，容易穿过建筑物，全方向传播无线电波的传播特性与频率有关在低频上，无线电波能轻易地绕过一般障碍物，但其能量随着传播距离的增大而急剧递减在高频上，无线电波趋于直线传播并易受障碍物的阻挡，还会被雨水吸收质量不稳定，容易受到其他电子设备的各种电磁干扰地球表面电离层地球表面地面波无线电39微波是能量集中于一点并沿直线传播，且频率在1GHz以上的无线电波微波通信是利用无线电波在对流层的视距范围内进行信息传输的一种通信方式使用频率范围一般在1GHz至20GHz左右需要使用中继站延长传输距离成本低，常用于长途通信缺点是保密性不如电缆和光缆好微波40传输介质成本传输距离传输速率抗噪性可扩展性施工难易优点总结缺点总结双绞线低<100m高STP较好UTP一般好易价格便宜，使用广泛，技术成熟，安装简单易受电磁干扰和窃听，传输距离短光缆高<70km高优好难传输速率高，传输距离远，不易受电磁干扰，保密性强，使用范围正在逐步扩大成本较高，安装较难无线电/微波高可达数百公里较高差好较易几乎不受传输距离的限制，适合于复杂地形衰减大，造价较高，保密性差，抗干扰能力差，有时需要申请使用频段各种传输介质总结41计算机网络通常由三个部分组成，它们是资源子网、通信子网和通信协议。功能角度划分42网络表示方式需要牢记的重要术语包括:网络接口卡物理端口接口431.2.2计算机网络的分类按技术分

广播式网络

点到点网络

按规模分

局域网城域网广域网互联网按传输介质分有线网无线网按拓扑结构分

总线

环形网状星形

按网络组件关系分类

对等网基于服务器网络44为家庭、建筑或园区提供服务的网络视为局域网网络基础架构在以下方面可能存在巨大差异:

覆盖的区域大小连接的用户数量可用的服务数量和类型局域网（LAN）45城域网(MAN)城域网覆盖范围介于LAN和WAN之间;城域网划分为城域网城域部分和城域网接入部分;46分布于不同地区的局域网由称为广域网的网络连接在一起广域网(WAN)47TheInternet–由多个网络组成的网络internet由相互连接的网络组成.LANs和WANs可连接成网际网络.481.3

计算机网络的功能491.3.1计算机网络的基本功能

计算机网络主要的功能包括：数据通信资源共享分布式处理提高可靠性等负载均衡硬件和软件资源共享集中处理综合信息服务(图像,语音,动画等)50计算机网络

多台自主计算机的互联系统；用户必须指定网络中哪一台计算机来完成什么样的操作；51分布式系统

虚拟计算机，可能是多台计算机的有机组合；用户向虚拟计算机提交一个任务后，由操作系统来安排任务的完成；分布系统通常也基于自主计算机的互联，但由操作系统统一管理，对用户而言，具有高度的整体性和透明性；52Internet是世界范围内计算机网络的集合，这些网络之间共同协作，使用通用标准来交换信息。Internet用户可通过电话线、光缆、无线传输和卫星链路，以各种形式交换信息。1.3.2Internet53ARPAnetInternetTCP/IPNSFnetANSnetInternet的发展历史1984年，美国国家科学基金会（NSF）决定组建NSFNET1992年,美国IBM、MCI、MERIT三家公司联合组建了一个高级网络服务公司(ANS),建立了一个新的网络70‘，美国国防部高级研究计划管理局建立的只有4个结点，加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学的4台大型计算机54Internet服务提供商（ISP）任何想要连接到Internet的家庭、企业或组织都必须使用Internet服务提供商(ISP)。ISP是为Internet接入提供连接与支持的公司。ISP为接入Internet提供了基本服务。要想接入Internet，用户必须拥有主机计算机和ISP。55连接到ISP的方法ISP提供的连接Internet的方法多种多样，每种Internet接入技术都会使用网络接入设备（由ISP提供）来连接到ISP。56Internet文件传输FTP远程登录Telnet信息检索文件检索WWW检索WorldWideWed电子邮件E-mailInternet资源57WorldWideWeb:是一种图文并茂的超文本信息检索工具，通常借助浏览软件检索网络信息常用的浏览软件有：InternetExplorerNetscape万维网58超文本链接HTTP浏览器地址连接请求服务客户端服务器万维网常用技术术语59向我发送“计算机历史”客户端向运行Web服务器程序的计算机发送HTTP消息并请求文档。Web服务器向客户端发送超媒体HTML文档。

您最终在您的计算机屏幕上看到该文档。Web事务处理的步骤：选择超链接连接到服务器地址服务器为请求提供服务Web事务60可以实现以下功能：传输文件共享软件FTP的优点速度快成本低可选范围广文件传输协议（FTP）61电子邮件的优点速度快多媒体成本低电子邮件的缺点只能发送到具有电子邮件ID的用户不能发送任何有形的物质，如：现金、书籍或软盘包括两部分：邮件地址邮件正文从一台计算机向另一台计算机发送邮件的方法电子邮件62邮政地址 JohnSmith先生 阳光公寓101号 公爵大街，伦敦，英国电话号码0016099519638电子邮件地址

电子邮件地址与邮政地址或电话号码相似美国的国家代码地区代码普林斯顿的城市代码实际的电话号码密歇根技术大学教育机构邮件服务器地址用户帐户63

URL(UniformResourceLocator)来标志万维网上的各种文档。

一般格式：protocol://computer_name:port/document_name举例

统一资源定位符64随着Internet的出现和广泛使用，许多新的通信形式也应运而生，它们使个人能够创建全球各地的人们都可以访问的信息。即时消息实时2人或多人之间以文本的形式网络日志（博客）基于Web页个人形式播客基于站点提供音频文件下载

65课后思考：

IPv6的现状与发展

认识无线传感器网络物联网的现状与发展问题:以你自己的亲身体会说明计算机网络的应用及由网络应用带来的社会问题。661.4

数据通信基础67通信要素使用许多不同的通信方式来交流数据信息三个共同的要素

消息来源

通道

消息的目的地址1.4.1数据通信的基本概念68通信是把信息从一个地方传送到另一个地方的过程，用来实现通信过程的系统被称为通信系统。数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0和1比特序列的过程。数据通信包括数据传输和数据在传输前后的处理。数据通信系统一般由数据传输设备、传输控制设备和传输控制规程及通信软件组成。69通信系统实例70信息、数据和信号模拟信号和数字信号信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识模拟信号是信号参数（幅度、频率等）的大小连续变化的电磁波，可以按不同的频率在媒体上传输

数据是用于描述事物的某些属性的具体量值信号是信息传递的媒介数字信号是不连续的物理量，信号参数也不连续变化什么是信号71频率和带宽数据传输速率和比特率频率是指在一固定时间段内信号幅度变化的次数值。用每秒周期数或者Hz（赫兹）表示带宽指信号在信道中传输可使用的最高频率与最低频率之差，单位为Hz（赫兹）“带宽”也用来描述指定网络介质或协议的额定吞吐能力，所指的其实是数据传输率，通常是以“字节/秒”为单位数据传输速率是指设备在某种网络协议标准下的数据发送和接收的能力

比特率表示单位时间（每秒）内传输实际信息的比特数，单位为比特／秒信号的指标72噪声和衰减在信号的传输、处理过程中设备自身、环境干扰等原因而产生的、与输入信号无关的信号信噪比（S/N）指信号中原有成份与噪声的比例，常常用分贝数（dB）表示信号的衰减，即随着信号的传播，能量逐渐减少数字信号的优点：1、抗干扰能力强2、远距离传输仍能保证质量

信号在传输过程中产生的失真731.4.2数据的传输方式信道的通信方式信号在通信线路上传输是有