计算机通信网课件

计算机通信网

计算机通信网是计算机技术与通信技术日益发展并相互结合的产物，它是由信息收集、传输、存储及处理多个过程组成的一个系统。

计算机通信网计算机通信网是计算机技术与通信技术日益发展并相1计篡机网络的组成通信子网和资源子网计篡机网络的组成通信子网和资源子网2计算机网络的功能资源共享分布式处理可靠性高实行集中控制计算机网络的功能资源共享3计算机网络的拓扑结构星型、树型、环型、总线型、星环型计算机网络的拓扑结构星型、树型、环型、总线型、星环型4网络通信协议现代计算机网络的设计，是按高度结构化方式进行的。为了减少协议设计的复杂性，多数网络都按层或级的方式来组织。不同网络，其层的数量、各层名称、内容及功能都不尽相同。在所有网络中，每—层的目的都是为它的上一层提供一定的服务，而这种服务如何实现则对上层加以屏蔽。网络通信协议现代计算机网络的设计，是按高度结构化方式进行的。5通信协议的概念在计算机通信网络中各种通信实体共同遵守的约定。分为两部分：面向应用处理——高层协议面向通信功能——低层协议计算机网络的各层及协议的集合，称为网络体系结构。通信协议的概念在计算机通信网络中各种通信实体共同遵守的约定。6开放系统互连(OSI)参考模型

由国际标准化组织(ISO)提出。开放系统互连(OSI)参考模型由国际标准化组织(ISO)提7OSI参考模型功能物理层：在通信信道上传输原始比特。资源子网与通信子网接口的机械及电气特性。数据链路层：把数据分装在数据帧中，按顺序发送数据帧。信息流量调节。网络层：确定从源端到目的端的路径选择。异种网络间是互换。OSI参考模型功能物理层：8OSI参考模型功能传输层源端机与目的机间的程序，利用报头和控制报文进行对话会话层：允许不同机器上的用户之间建立会话关系。表示层：关心的是所传送信息的语法、语义以及数据压缩、加密等。应用层：向终端用户提供直接服务，提供与应用及系统管理有关的分布式信息服务。OSI参考模型功能传输层9ISO参考模型的数据传输ISO参考模型的数据传输10存取控制技术决定计算机网络特性的三个主要因素：用以传输数据的传输介质；用以连接各种设备的拓扑结构；用以共享资源的介质访问控制方法。介质访问控制实现方法：载波监听/冲突检测(CSMA与CSMA/CD)令牌总线(TokenBus)令牌环(tokenring)存取控制技术决定计算机网络特性的三个主要因素：11争用协议载波监听多路访问CSMA：每个站都能在发送前监听信道介质上是否有发送帧存在。如果有，这个站就暂时不发送信息，从而减小发生冲突的可能。载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)当总线上有两个站点监听总线上没有信号存在而发送帧时，将产生冲突。每个站在发送帧期间，同时有检测冲突的能力。一旦检测到冲突就立即停止发送，并向总线上发送一串阻塞信号，通知总线上各站冲突已发生。Ethernet就是采用CSMA/CD协议。在低负载时，要发送帧的站点能立即发送；在重负载时，仍能保证系统稳定。争用协议载波监听多路访问CSMA：12令牌总线(TokenBus)把物理上的总线结构的网，设想成逻辑上的环网，令牌沿逻辑环顺序发送（令牌是一组特定的代码，例如，011111100）。一个站只有持有令牌后，才能向逻辑总线发送数据帧。每个站保留令牌的时间是有规定的，如果时间超过，令牌就继续往下传。当令牌为某站拥有时，该站即有权发送一个或多个信息分组，发送完毕，令牌传给下一站。在此过程中各站部依次获得公平使用信道轮流发送的权利。令牌总线(TokenBus)把物理上的总线结构的网，设想13令牌总线(TokenBus)数据等待时间——关键的参数：根据需求，选定网中的站点数及最大的报文长度，从而保证在限定的时间内，任一站点可以取得令牌。令牌总线访问控制还提供了不同的服务级别，即不同的优先级。令牌总线网络的功能：上述正常操作。初始化功能：生成一个顺序访问次序。故障恢复功能：网络中令牌丢失或出现多个令牌。将不活动站点从环中除去，将新活动站点加入逻辑环。令牌总线(TokenBus)数据等待时间——关键的参数：14令牌环(tokenring)在许多方面与令牌总线方式相同，不同点在于帧信息直接由一个站点传到另一个站点，而不是以广播方式传输。令牌绕环而行，若没有站要求发送，也没有站要求接收，则令牌在环上循环不止。这种令牌称为“空闲令牌”。若A站准备向C站发送数据，则当令牌到达站A后，先将“空闲”令牌改为忙令牌，然后在发出忙令牌后，紧跟着发送数据帧。当数据帧沿环经过各站时，每个站接口必须识别数据帧的目标地址是否指向本站。如果不是指向本站，该站只简单地转发数据帧到下一站。如果指向本站，则该站复制数据帧到接口缓冲器，然后进行检验，同时还在该数据帧的应答位标上“1”，表示已正确接收，并继续转发至下一站。令牌环(tokenring)在许多方面与令牌总线方式相同15令牌环(tokenring)当该帧返回到A站时，发送站见数据帧已正确接收，便将数据帧删除掉，并产生一个新的空闲令牌。若一个数据帧绕环运行，经过目标站，而目标站没有接收，则数据帧应答位仍为“0”。当该帧再返回到发送站时，发送站见到应答位字段是“0”，知道该帧没有被目标站接收，将再向目标站发送该数据帧。若经过多次发送，目标站总是在应答位标“0”，则说明目标站有故障，应按故障处理。在轻负载时，由于存在等待令牌的时间，故效率较低。在重负载时，对各站公平，效率也高。令牌环(tokenring)当该帧返回到A站时，发送站见数16令牌环(tokenring)数据和令牌相同时：用位插入的方法区分。令牌出错时：种是环中无令牌循环，或一直是忙令牌在循环。可在环中设置一个监控站，当检测到长时间没有令牌，即令牌丢失的情况。在每个站设置一个限定时间，当某站有数据要发送且等待令牌的时间超过定时，则认为令牌已经丢失。令牌环(tokenring)数据和令牌相同时：用位插入的方17网络互连实现网络互连的要求：首先必须在网路之间提供一条链路，至少需要一条物理通道和控制链路；其次在不同的网络进程间提供路径选择功能和传递数据功能；提供各用户使用网络的记录和保持状态信息。在提供以上功能时，不能改变原有网络结构，能够协调各种网络的不同特性。网络互连的功能可分为两类：基本功能：网络互连必须有的功能。扩展功能：互连网络提供各种服务级别时所需的功能，包括协议的转换、分组分段、组合和重复率以及差错检测等。网络互连实现网络互连的要求：18网络互连不同网络之间的差异性：有不同的编址方案——每个网络都有不同的端点名字，编址的方法和目录保持方案。不同的网络访问机制——对不同网络上多个站点、站点和网络之间的访问机制往往是不相同的。不同的分组方案不同的超时连接和无连接服务不同网络之间的差错恢复、状态报告、路径选择技术也不相同网络互连不同网络之间的差异性：19网络互连结构方案DCE：数据通信设备DTE：通信终端设备DTE级DCE级网对网协议转换器X-75端对端网间协议（IP）桥根据网络互连是接DCE还是DTE，传送的服务是端到端还是网络对网络，可分为四种类型：网络互连结构方案DCE：数据通信设备DTE级DCE级网对网协20桥(Bridge)桥一般用来连接类型相同的LAN。它属于端到端DCE级的连接，主要在数据链路层实现互连。桥接收到帧后，送到数据链路层进行差错校验，然后送至物理层，通过物理层传输介质传到另一个子网。在转发帧以前，桥对帧的内容和格式不作修改或只做少量修改。应有足够缓冲区，以满足高峰负载的要求。必须具有寻址和路径选择功能：当桥收到帧时，要决定正确的路径，将该帧送到目的网络的站点上。桥(Bridge)桥一般用来连接类型相同的LAN。它属于端21X-75协议X-25规定主机（DTE）和DCE之间的接口，包括低三层协议，允许建立、保持和结束两个DTE之间的虚电路。X-75规定单个终端设备STE之间的协议。STE的作用是连接两个X-25网络的DCE级。X-75将一些虚电路串接起来，提供一条DTE至DTE的虚电路，其中包括从DCE到STE，或从STE到DCE的网内连接。每一段都具有分开的虚电路，分开的流控制和差错控制等不同实体。X-75协议X-25规定主机（DTE）和DCE之间的接口，包22网间协议IP

IP主要用于不同网络上两个主机之间发送数据，主机上的IP模块构成一个带有全局网络地址的数据报。所谓IP模块就是在IP数据报上加一个报头，然后将它送至网间连接器。网间连接器再将分组拆开，恢复原数据报，分析IP头，从而决定该数据报的控制信息，还原数据。如果是数据，网间连接器还必须进行路径选择。在发送数据前，网间连接器将数据分段，每个段成为独立的IP数据报，然后将它们排成队列进行发送。目的主机将相应头除去，恢复成IP数据报，将它们缓存起来，然后重新组装成原始的数据，最后传递至更高的协议层处理，由更高协议负责数据报流排序，端到端差错控制和流控。从上述的IP操作过程看，IP主要解决一个问题：寻址、路径选择、分段和重新组装。网间协议IPIP主要用于不同网络上两个主机之间发送数据，主23网间协议IP

IP是英国DOD和NBS制定的网络互连协议。协议分成三部分：与较高层的接口，规定IP提供的服务；规定主机和网间连接器之间的交互作用；与较低层的接口，规定IP需要的服务。网间协议IPIP是英国DOD和NBS制定的网络互连协议。协24协议转换协议转换器用来连接具有不同协议的网络，是网络对网络的DTE级结构。连接不同类的网络需要不同的协议转换器。例如，连接N个不同类型的网络，需要协议转换器个数为：N×(N一1)/2，采用专用协议转换器的结构是不可取的。协议转换协议转换器用来连接具有不同协议的网络，是网络对网络的25计算机网络的应用在资源共享、分布式控制、办公自动化、远程教育、财政、金融、贸易等各方面都已经有广泛的应用。管理信息系统（MIS）对信息进行收集、传递、贮存、加工、维护和使用。实测企业的各种运行情况，利用过去的数据预测未来，从全局出发辅助企业决策，利用信息控制企业行为，辅助企业实现规划目标。企业规模较大，数据比较分散，只有通过计算机网络，才可能实现信息收集和处理。计算机网络的应用在资源共享、分布式控制、办公自动化、远程教育26火电厂MIS功能结构图

火电厂管理信息系统

领导查询

实时系统

燃料管理

生产计划

劳动人事

物资管理

后勤管理

生产分场

办公管理

汽机运行情况

锅炉运行情况

电气运行情况

燃煤运行情况

燃油运行情况

生产技术日报

各种指标台帐

上报各种报表

生产计划管理

劳动人事管理

社会保险管理

运行分场管理

除灰分场管理

燃料分场管理

热工分场管理

电气分场管理

化学分场管理

汽机分场管理

锅炉分场管理

火电厂MIS功能结构图火电厂管理信息系统领导查询实时27计算机通信网

计算机通信网是计算机技术与通信技术日益发展并相互结合的产物，它是由信息收集、传输、存储及处理多个过程组成的一个系统。

计算机通信网计算机通信网是计算机技术与通信技术日益发展并相28计篡机网络的组成通信子网和资源子网计篡机网络的组成通信子网和资源子网29计算机网络的功能资源共享分布式处理可靠性高实行集中控制计算机网络的功能资源共享30计算机网络的拓扑结构星型、树型、环型、总线型、星环型计算机网络的拓扑结构星型、树型、环型、总线型、星环型31网络通信协议现代计算机网络的设计，是按高度结构化方式进行的。为了减少协议设计的复杂性，多数网络都按层或级的方式来组织。不同网络，其层的数量、各层名称、内容及功能都不尽相同。在所有网络中，每—层的目的都是为它的上一层提供一定的服务，而这种服务如何实现则对上层加以屏蔽。网络通信协议现代计算机网络的设计，是按高度结构化方式进行的。32通信协议的概念在计算机通信网络中各种通信实体共同遵守的约定。分为两部分：面向应用处理——高层协议面向通信功能——低层协议计算机网络的各层及协议的集合，称为网络体系结构。通信协议的概念在计算机通信网络中各种通信实体共同遵守的约定。33开放系统互连(OSI)参考模型

由国际标准化组织(ISO)提出。开放系统互连(OSI)参考模型由国际标准化组织(ISO)提34OSI参考模型功能物理层：在通信信道上传输原始比特。资源子网与通信子网接口的机械及电气特性。数据链路层：把数据分装在数据帧中，按顺序发送数据帧。信息流量调节。网络层：确定从源端到目的端的路径选择。异种网络间是互换。OSI参考模型功能物理层：35OSI参考模型功能传输层源端机与目的机间的程序，利用报头和控制报文进行对话会话层：允许不同机器上的用户之间建立会话关系。表示层：关心的是所传送信息的语法、语义以及数据压缩、加密等。应用层：向终端用户提供直接服务，提供与应用及系统管理有关的分布式信息服务。OSI参考模型功能传输层36ISO参考模型的数据传输ISO参考模型的数据传输37存取控制技术决定计算机网络特性的三个主要因素：用以传输数据的传输介质；用以连接各种设备的拓扑结构；用以共享资源的介质访问控制方法。介质访问控制实现方法：载波监听/冲突检测(CSMA与CSMA/CD)令牌总线(TokenBus)令牌环(tokenring)存取控制技术决定计算机网络特性的三个主要因素：38争用协议载波监听多路访问CSMA：每个站都能在发送前监听信道介质上是否有发送帧存在。如果有，这个站就暂时不发送信息，从而减小发生冲突的可能。载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)当总线上有两个站点监听总线上没有信号存在而发送帧时，将产生冲突。每个站在发送帧期间，同时有检测冲突的能力。一旦检测到冲突就立即停止发送，并向总线上发送一串阻塞信号，通知总线上各站冲突已发生。Ethernet就是采用CSMA/CD协议。在低负载时，要发送帧的站点能立即发送；在重负载时，仍能保证系统稳定。争用协议载波监听多路访问CSMA：39令牌总线(TokenBus)把物理上的总线结构的网，设想成逻辑上的环网，令牌沿逻辑环顺序发送（令牌是一组特定的代码，例如，011111100）。一个站只有持有令牌后，才能向逻辑总线发送数据帧。每个站保留令牌的时间是有规定的，如果时间超过，令牌就继续往下传。当令牌为某站拥有时，该站即有权发送一个或多个信息分组，发送完毕，令牌传给下一站。在此过程中各站部依次获得公平使用信道轮流发送的权利。令牌总线(TokenBus)把物理上的总线结构的网，设想40令牌总线(TokenBus)数据等待时间——关键的参数：根据需求，选定网中的站点数及最大的报文长度，从而保证在限定的时间内，任一站点可以取得令牌。令牌总线访问控制还提供了不同的服务级别，即不同的优先级。令牌总线网络的功能：上述正常操作。初始化功能：生成一个顺序访问次序。故障恢复功能：网络中令牌丢失或出现多个令牌。将不活动站点从环中除去，将新活动站点加入逻辑环。令牌总线(TokenBus)数据等待时间——关键的参数：41令牌环(tokenring)在许多方面与令牌总线方式相同，不同点在于帧信息直接由一个站点传到另一个站点，而不是以广播方式传输。令牌绕环而行，若没有站要求发送，也没有站要求接收，则令牌在环上循环不止。这种令牌称为“空闲令牌”。若A站准备向C站发送数据，则当令牌到达站A后，先将“空闲”令牌改为忙令牌，然后在发出忙令牌后，紧跟着发送数据帧。当数据帧沿环经过各站时，每个站接口必须识别数据帧的目标地址是否指向本站。如果不是指向本站，该站只简单地转发数据帧到下一站。如果指向本站，则该站复制数据帧到接口缓冲器，然后进行检验，同时还在该数据帧的应答位标上“1”，表示已正确接收，并继续转发至下一站。令牌环(tokenring)在许多方面与令牌总线方式相同42令牌环(tokenring)当该帧返回到A站时，发送站见数据帧已正确接收，便将数据帧删除掉，并产生一个新的空闲令牌。若一个数据帧绕环运行，经过目标站，而目标站没有接收，则数据帧应答位仍为“0”。当该帧再返回到发送站时，发送站见到应答位字段是“0”，知道该帧没有被目标站接收，将再向目标站发送该数据帧。若经过多次发送，目标站总是在应答位标“0”，则说明目标站有故障，应按故障处理。在轻负载时，由于存在等待令牌的时间，故效率较低。在重负载时，对各站公平，效率也高。令牌环(tokenring)当该帧返回到A站时，发送站见数43令牌环(tokenring)数据和令牌相同时：用位插入的方法区分。令牌出错时：种是环中无令牌循环，或一直是忙令牌在循环。可在环中设置一个监控站，当检测到长时间没有令牌，即令牌丢失的情况。在每个站设置一个限定时间，当某站有数据要发送且等待令牌的时间超过定时，则认为令牌已经丢失。令牌环(tokenring)数据和令牌相同时：用位插入的方44网络互连实现网络互连的要求：首先必须在网路之间提供一条链路，至少需要一条物理通道和控制链路；其次在不同的网络进程间提供路径选择功能和传递数据功能；提供各用户使用网络的记录和保持状态信息。在提供以上功能时，不能改变原有网络结构，能够协调各种网络的不同特性。网络互连的功能可分为两类：基本功能：网络互连必须有的功能。扩展功能：互连网络提供各种服务级别时所需的功能，包括协议的转换、分组分段、组合和重复率以及差错检测等。网络互连实现网络互连的要求：45网络互连不同网络之间的差异性：有不同的编址方案——每个网络都有不同的端点名字，编址的方法和目录保持方案。不同的网络访问机制——对不同网络上多个站点、站点和网络之间的访问机制往往是不相同的。不同的分组方案不同的超时连接和无连接服务不同网络之间的差错恢复、状态报告、路径选择技术也不相同网络互连不同网络之间的差异性：46网络互连结构方案DCE：数据通信设备DTE：通信终端设备DTE级DCE级网对网协议转换器X-75端对端网间协议（IP）桥根据网络互连是接DCE还是DTE，传送的服务是端到端还是网络对网络，可分为四种类型：网络互连结构方案DCE：数据通信设备DTE级DCE级网对网协47桥(Bridge)桥一般用来连接类型相同的LAN。它属于端到端DCE级的连接，主要在数据链路层实现互连。桥接收到帧后，送到数据链路层进行差错校验，然后送至物理层，通过物理层传输介质传到另一个子网。在转发帧以前，桥对帧的内容和格式不作修改或只做少量修改。应有足够缓冲区，以满足高峰负载的要求。必须具有寻址和路径选择功能：当桥收到帧时，要决定正确的路径，将该帧送到目的网络的站点上。桥(Bridge)桥一般用来连接类型相同的LAN。它属于端48X-75协议X-25规定主机（DTE）和DCE之间的接口，包括低三层协议，允许建立、保持和结束两个DTE之间的虚电路。X-75规定单个终端设备STE之间的协议。STE的作用是连接两个X-25网络的DCE级。X-75将一些虚电路串接起来，提供一条DTE至DTE的虚电路，其中包括从DCE到STE，或从STE到DCE的网内连接。每一段都具有分开的虚电路，分开的流控制和差错控制等不同实体。X-75协议X-25规定主机（DTE）和DCE之间的接口，包49网间协议IP

IP主要用于不同网络上两个主机之间发送数据，主机上的IP模块构成一个带有全局网络地址的数据报。所谓IP模块就是在IP数据报上加一个报头，然后将它送至网间连接器。网间连接器再将分组拆开，恢复原数据报，分析IP头，从而决定该数据报的控制信息，还原数据。如果是数据，网间连接器还必须进行路径选择。在发送数据前，网间连接器将数据分段，每个段成为独立的IP数据报，然后将它们排成队列进行发送。