计算机网络教程课件(第二版)谢希仁第1章

计算机网络教程课件(第二版)谢希仁第1章目录计算机网络概述物理层数据链路层网络层传输层应用层01计算机网络概述计算机网络是由一组自主的计算机互联而成的系统，这些计算机可以通过网络交换信息、共享资源。定义从ARPANET到Internet，计算机网络经历了从局域网到广域网、从单一数据通信到多媒体通信的发展历程。发展历程计算机网络的定义与发展分类根据网络覆盖范围和传输技术，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。拓扑结构常见的计算机网络拓扑结构包括星型、环型、总线型、树型和网状型等。计算机网络的分类与拓扑结构计算机网络协议是计算机之间通信的规则和约定，包括语法、语义和时序三个要素。计算机网络的体系结构是指网络协议层次和协议的集合，常见的体系结构有OSI七层模型和TCP/IP四层模型。计算机网络协议与体系结构体系结构协议02物理层

物理层的基本概念物理层的定义物理层是计算机网络体系结构中的最低层，它负责在传输介质上实现无结构比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务。物理层的主要功能物理层的主要功能包括物理连接的建立、维持和释放，以及物理层数据传输服务。物理层协议物理层协议规定了与传输介质接口的机械、电气、功能和规程特性。数据通信的基本概念数据通信的基本概念包括信息、数据、信号和码元等。数据通信的主要指标数据通信的主要指标包括数据传输速率、误码率和信道容量等。数据通信系统的基本模型数据通信系统由信源、信宿和信道三部分组成，其中信道是传输信号的通路，信源和信宿分别是信息的发送者和接收者。数据通信基础知识物理层设备物理层设备主要包括中继器、集线器等，它们用于扩展网络的传输距离和范围。物理层技术物理层技术主要包括传输介质、编码与调制技术等。传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有重大影响。编码与调制技术则是将数据转换为适合在传输介质上传输的信号的过程。物理层设备与技术03数据链路层数据链路层是OSI七层模型中的第二层，负责在物理层提供的比特流的基础上，建立可靠的数据传输链路，实现相邻节点间的数据传输。数据链路层的定义数据链路层的主要功能包括链路管理、帧同步、差错控制、流量控制等，以确保数据的可靠传输。数据链路层的功能数据链路层的设备主要包括网卡、网桥和交换机等。数据链路层的设备数据链路层的基本概念差错控制是数据链路层的重要功能之一，它通过采用各种差错检测算法（如奇偶校验、CRC校验等）对传输的数据进行检错和纠错，以确保数据的正确传输。差错控制流量控制是为了防止发送方发送数据的速率超过接收方的处理能力而引发数据丢失或拥塞的一种机制。数据链路层通常采用滑动窗口协议等机制来实现流量控制。流量控制差错控制与流量控制数据链路层协议数据链路层协议规定了相邻节点间进行数据传输时所遵循的规则和约定。常见的数据链路层协议包括PPP协议、HDLC协议、Ethernet协议等。数据链路层设备数据链路层的设备主要包括网卡、网桥和交换机等。其中，网卡是计算机与局域网相互连接的接口，网桥用于连接两个或多个局域网段，交换机则具有更高的性能和更丰富的功能，可以实现不同局域网之间的连接和通信。数据链路层协议与设备04网络层网络层的功能网络层是OSI参考模型中的第三层，负责在网络中传输数据。它的主要功能是路由选择和拥塞控制，确保数据能够可靠地从一个网络节点传输到另一个网络节点。网络层的协议网络层协议定义了在网络中传输数据的规则和标准。常见的网络层协议包括IP（InternetProtocol）、ICMP（InternetControlMessageProtocol）和IGMP（InternetGroupManagementProtocol）等。网络层的设备网络层设备主要包括路由器和交换机。路由器负责在不同网络之间传输数据，而交换机则用于在同一网络内传输数据。网络层的基本概念路由选择算法路由选择算法是网络层的核心，它决定了数据在网络中的传输路径。常见的路由选择算法包括最短路径算法、洪泛算法和距离矢量算法等。拥塞控制机制拥塞控制机制用于防止网络中的数据拥塞，确保数据的可靠传输。常见的拥塞控制机制包括慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复等。路由协议路由协议是用于路由器之间交换路由信息的协议。常见的路由协议包括RIP（RoutingInformationProtocol）、OSPF（OpenShortestPathFirst）和BGP（BorderGatewayProtocol）等。路由选择与拥塞控制IP协议是网络层的核心协议，它负责在网络上传输数据报。IP协议具有无连接、不可靠的特点，不保证数据的可靠传输。IP协议ICMP协议用于在IP主机和路由器之间传递控制消息，如报告错误、进行诊断等。ICMP协议IGMP协议用于IPv4网络中的多播组成员资格管理，实现多播数据的传输。IGMP协议路由器是网络层的核心设备，负责在不同网络之间传输数据。交换机则用于在同一网络内传输数据，提高网络传输效率。路由器与交换机网络层协议与设备05传输层传输层的功能传输层是计算机网络体系结构中承上启下的一层，它负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。传输层的主要功能包括复用/分用、端到端数据传输、连接控制、流量控制和差错控制等。传输层协议传输层主要有两个协议，分别是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。TCP提供面向连接的、可靠的数据传输服务，而UDP提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务。端口号端口号是传输层协议用来标识不同应用程序的，它使得运行在同一台主机上的多个应用程序可以共享同一传输层连接。传输层的基本概念TCP协议TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在TCP连接建立过程中，需要经历三次握手过程；在数据传输过程中，TCP采用滑动窗口机制进行流量控制和拥塞控制；在连接释放过程中，需要经历四次挥手过程。UDP是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的传输层通信协议。UDP在传输数据前不需要建立连接，而是直接发送数据报；同时，UDP也不提供确认和重传机制，因此可能会出现数据丢失或乱序的情况。端口号用于标识运行在同一台主机上的不同应用程序，以便传输层能够正确地将数据交付给相应的应用程序。常见的端口号有HTTP的80端口、HTTPS的443端口等。UDP协议端口号的作用传输层协议与端口号可靠传输是指数据在传输过程中不会丢失、不会被篡改，并且能够按照发送顺序正确到达接收端。为了实现可靠传输，TCP采用了确认和重传机制、滑动窗口机制等。可靠传输拥塞控制是指网络中的路由器或交换机在出现拥塞时采取的一系列措施，以避免网络崩溃或性能下降。常见的拥塞控制算法有慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复等。这些算法通过调整发送速率或丢弃部分数据来缓解网络拥塞。拥塞控制可靠传输与拥塞控制06应用层应用层是计算机网络体系结构中的最高层，负责为用户提供各种网络服务，如电子邮件、远程登录、文件传输等。它通过应用层协议来实现这些服务。应用层的功能应用层协议定义了网络应用程序之间通信的规则和格式。常见的应用层协议有HTTP、FTP、SMTP、DNS等。应用层协议在应用层中，通常采用客户端/服务器模型进行通信。客户端发送请求，服务器响应请求并提供相应的服务。客户端/服务器模型应用层的基本概念域名系统（DNS）DNS是一个分布式数据库，用于将用户可读的域名转换为计算机可读的IP地址。它采用层次化结构，通过域名服务器之间的协作来完成域名解析。远程登录（Telnet）Telnet是一种远程登录协议，允许用户通过网络连接到远程计算机上，并在远程计算机上执行命令。它采用明文传输方式，存在安全隐患。SSH（安全外壳协议）SSH是一种加密的远程登录协议，用于在不安全的网络上安全地进行远程登录和文件传输。它提供了身份验证、加密和压缩等功能。010203域名系统与远程登录VSFTP是一种用于在网络上传输文件的协议。它支持上传和下载文件，以及创建、删除和重命名文件