第5章计算机网络基础课件

第5章网络基础

5.1

计算机网络概述5.2数据通信的基础知识5.3网络体系结构5.4计算机局域网的组成

第5章网络基础5.1计算机网络概述15.1计算机网络概述5.1.1计算机网络的发展5.1.2计算机网络的功能与分类5.1.3计算机网络的拓扑结构5.1计算机网络概述5.1.1计算机网络的发展25.1.1计算机网络的发展

1.什么是计算机网络?计算机网络是一群具有独立功能的计算机组成的系统。通过通信设备及传输媒体互连起来，在通信软件支持下，实现资源共享、信息交换。其他外设打印机产生计算机网络的基本条件:

通信技术与计算机技术的结合5.1.1计算机网络的发展1.什么是计算机网络?32.计算机网络的发展

5.1.1计算机网络的发展

从体系结构来观察，其发展可分为4个阶段：面向终端的计算机网络计算机——计算机网络开放式标准化网络综合化、高速化计算机网络2.计算机网络的发展

5.1.1计算机网络的发展45.1.2计算机网络的功能与分类

1.计算机网络的功能

数据通信

资源共享

分布式处理分担风险，提高可靠性均衡负载，协同工作，提高系统性价比，扩展灵活5.1.2计算机网络的功能与分类1.计算机网络的功能55.1.2计算机网络的功能与分类2.计算机网络的常用分类按网络地理范围分局域网城域网广域网按传输介质分有线网光纤网无线网5.1.2计算机网络的功能与分类2.计算机网络的常用分类6覆盖范围为几百米到几公里，局域网内传输速率较高，误码率低，结构简单容易实现。局域网LAN覆盖范围为几百米到几公里，局域网内传输速率较高，误码率低，结7通常是使用高速光纤的网络，在一个特定的范围内（例如校园、社区或城市）将不同的局域网连接起来，构成一个覆盖该区域的网络，其传输速率比局域网高。

城域网MAN通常是使用高速光纤的网络，在一个特定的范围内（例如校园、社区8广域网WAN一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围通常为几十公里到几千公里，它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。广域网的通信子网主要使用分组交换技术，它可以使用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网。广域网WAN一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，9

按交换方式分线路交换报文交换分组交换按逻辑结构分通信子网资源子网按交换方式分10星形拓扑特点：通信协议简单对外围站点要求不高单个站点故障不会影响全网电路利用率低，连线费用大网络性能依赖中央结点每个站点需要有一个专用链路5.1.3计算机网络的拓扑结构

总线形拓扑结构

特点：结构简单，可靠性高布线容易，连线总长度小于星形结构对站点扩充和删除容易总线任务重，易产生瓶颈问题星形拓扑特点：5.1.3计算机网络的拓扑结构总线形拓扑11特点：传输速率高，传输距离远各节点的地位和作用相同各节点传输信息的时间固定容易实现分布式控制站点的故障会形起整个网络的崩溃环形拓扑结构特点：信息交换在上、下节点之间进行通信线路连接简单，网络管理软件也不复杂，维护方便资源共享能力差，可靠性低树形拓扑特点：环形拓扑结构特点：树形拓扑12全互连型拓扑结构特点：通信速度快，可靠性高各节点均有直接线路相连适合用于对可靠性有特殊要求的场合组建网络投资巨大，灵活性差全互连型拓扑结构特点：13混合型拓扑结构混合方式比较常见的有星型/总线拓扑和星型环拓扑星型/总线拓扑特点：综合了星型拓扑和总线拓扑的优点，它用一条或多条总线把多组设备连接起来，而这相连的每组设备本身又呈星型分布。对于星型/总线拓扑，用户很容易配置和重新配置网络设备。

星型环拓扑特点：星型环拓扑只是物理走线安排成星型连接，星型环拓扑的优点：故障诊断方便而且隔离容易；网络扩展简便；电缆安装方便。

混合型拓扑结构混合方式比较常见的有星型/总线拓扑和星型环拓扑14网络拓扑图分析:网络拓扑图分析:15ServerCorporateRouterHubPCsSwitch例：ServerCorporateRouterHubPCsSw16Internet拓扑结构Internet网是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联网络。Internet网上联有大大小小成千上万个不同拓扑结构的局域网、城域网和广域网。因此，Internet网本身的拓扑只是一种虚拟拓扑结构，无固定形式。Internet拓扑结构Internet网是当今世界上规模最17例：说出由哪些拓扑结构组成？例：说出由哪些拓扑结构组成？185.2数据通信基础知识5.2.1数据通信基本概念5.2.2数据传输介质5.2.3信息交换技术5.2数据通信基础知识5.2.1数据通信基本概念195.2.1数据通信基本概念数据数据是定义为有意义的实体，是表征事物的信号信号信号是数据的电磁或电子编码。信号在通信系统中可分为模拟信号和数字信号，例如文字、声音和图像等。数据通信数据通信就是将数据信息通过适当的传输线路从一台机器传送到另一台机器。5.2.1数据通信基本概念数据205.2.1数据通信基本概念信道信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。一条通信线路至少包含两条信道：发送和接收。带宽带宽是指信道能传送的信号的频率宽度，即可传送信号的最高频率与最低频率之差。例如，一条传输线可以接受从300到3000Hz的信号，则在这条传输线的带宽就是2700Hz5.2.1数据通信基本概念信道215.2.2信息交换技术电路交换 是一种直接交换方式。发送点与接收点之间构成一条实际连接的专用物理线路。存储转发交换报文交换 以报文为交换单位，临时选择通信网络中的一条线路传送数据。分组交换 将报文划分成一个个平均大小保持不变的小组作为交换单位，称为分组，其他与报文交换相同。5.2.2信息交换技术电路交换22同轴电缆卫星通信微波双绞线光纤5.2.2数据传输介质同轴电缆卫星通信微波双绞线光纤5.2.2数据传输介质23双绞线非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）组网方便，价格最便宜，应用广泛

五类双绞线最大传输率为100Mbps传输距离小于100米同轴电缆基带同轴电缆：速率10Mb/s，传输距离1000m宽带同轴电缆：速率20Mb/s，传输距离100km它是有线电视系统CATV中的标准传输电缆双绞线同轴电缆24光纤光缆的芯线是由光导纤维做成，它传输光脉冲数字信号。多模光纤：由发光二极管产生用于传输的光脉冲，通过内部的多次反射沿芯线传输。可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输。单模光纤：使用激光，光线与芯轴平行，损耗小，传输距离远，具有很高的带宽，但价格更高。在2.5Gb/s的高速率下，单模光纤不必采用中继器可传输数十公里。光纤和光端设备光纤光缆的芯线是由光导纤维做成，它传输光脉冲数字信号。光纤和25无线介质

包括无线频段、红外线、激光等。目前可用于通信的电磁波频谱有无线电波、微波、红外、可见光。地面微波通信卫星微波通信无线介质包括无线频段、红外线、激光等。地面微波通信卫星微波265.3网络体系结构5.3.1网络体系结构分层原理5.3.2通讯协议5.3.3OSI参考模型5.3.4TCP/IP参考模型5.3网络体系结构5.3.1网络体系结构分层原理275.3.1网络体系结构分层原理1.引例2.网络分层5.3.1网络体系结构分层原理1.引例285.3.2通讯协议网络通讯协议的作用常见的网络通讯协议网络通讯协议的选择5.3.2通讯协议网络通讯协议的作用29语义发E-mail打印文件mail喂，请用中文,慢一点！出错了，请重发！协议是指通信双方必须遵循的控制信息交换的规则之集合。语法定时规则通信协议的作用语义发E-mail打印文件mail喂，请用中文,出错了，协议30通信协议：通信双方关于如何进行通信而达成的一致，我们可以把它看作一个标准或一组规则。协议决定了计算机之间数据如何在网络中进行传输，以及数据如何封装和寻址，到达目的计算机。通信协议：通信双方关于如何进行通信而达成的一致，我们可以把它31常见的网络通信协议NETBEUI协议IPX/SPX兼容协议TCP/IP协议常见的网络通信协议NETBEUI协议32NetBEUINetBIOSExtendedUserInterface,用户扩展接口IBM开发优点：体积小、速度快、效率高缺点：不支持路由，一般用于微软产品的网络上，只用于单网段适用于：小型局域网NetBEUINetBIOSExtendedUserI33IPX/SPX用于NovellNetwork优点：灵活性强、支持路由，但范围有限缺点：所占空间较大，过多的广播，IPX/SPX兼容性协议(MicrosoftVersion)用于Microsoft系统与NETWARE系统进行通讯，也用于游戏网的组建场合中。适用于：不同网络协议的计算机访问NovellNetworkIPX/SPX用于NovellNetwork34TCP/IP用于任何规格的网络，是因特网的母语优点：灵活性强、支持路由，适用范围非常广缺点：所占空间大，需要配置，速度慢是Microsoft的众多协议中最受欢迎的一个适用于：大型网络，InternetTCP/IP用于任何规格的网络，是因特网的母语35三个协议的比较NetBEUI:

不可路由，灵活性差，用于小型单网段网络，占用空间小，但速度快;IPX/SPX:

可进行路由，灵活性较强，但范围有限，占用空间大，速度较快；TCP/IP:

路由效果好，灵活性强，范围广，支持任意网络，但速度慢可比作可比作可比作三个协议的比较NetBEUI:不可路由，灵活性差，用于小型36网络通信协议的选择原则：可靠性是否需要路由或多网段占用空间对方计算机所采用的协议一台计算机尽可能少选用协议网络通信协议的选择原则：371物理层2数据链路层3网络层4传输层5会话层6表示层7应用层OSI7层参考模型物理层：是设备之间的物理接口数据链路层：提高物理层的传输可靠性网络层：提供通信支持传输层：接收会话层的数据会话层：提供远程地址，建立双方连接表示层：为应用层提供解释所交换数据的意义应用层：为通信提供专用的应用程序包5.3.3OSI7层参考模型1物理层2数据链路层3网络层4传输层5会话层6表示层7应用层385.3.3OSI7层参考模型5.3.3OSI7层参考模型395.3.4TCP/IP参考模型5.3.4TCP/IP参考模型405.4计算机局域网的组成5.4.1构成局域网的主体设备5.4.2网络的连接设备5.4.3网络操作系统5.4.4局域网的组建实例5.4计算机局域网的组成5.4.1构成局域网的主415.4.1构成局域网的主体设备局域网网络服务器工作站通信设备通信协议常用服务器：文件服务器域名服务器打印服务器通信服务器数据库服务器构成局域网的主体设备5.4.1构成局域网的主体设备局域网网络服务器常用服务器：421.网络互连技术基础网络互连技术互连模型互连方式全球网络互连5.4.2网络的连接设备

1.网络互连技术基础网络互连技术5.4.2网络的连435.4.2网络的连接设备

网络适配器和中继器集线器（Hub）：用于星型组网的设备网桥（连接两个同类网络）路由器（连接两个以上的同类网络），具有路径选择功能网关（连接异种网络）2.网络的连接设备5.4.2网络的连接设备网络适配器和中继器2.网络的445.4.3网络操作系统

网络操作系统：具有网络功能的操作系统特点复杂性——要对全网资源进行管理，以实现整个系统的资源共享。实现计算机之间通信与同步。并行性——每个节点机上的程序都可以并行执行，一个作业可以分配到本地的节点机上，也可以分配到远程节点机上。安全性——可对不同用户规定不同的权限；提供身份验证机制；保证数据传输的安全和保密。提供高效可靠的网络通信能力提供多种网络服务功能5.4.3网络操作系统网络操作系统：具有网络功能的操作系45对等式网络操作系统客户机/服