计算机网络的工作原理

REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME计算机网络的工作原理演讲人：日期：目录CONTENTSREPORT计算机网络概述计算机网络体系结构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REPORT计算机网络的定义计算机网络是由多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过通信设备和线路连接起来，在相应软件支持下实现数据通信和资源共享的系统。计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，是信息社会的基础设施，其发展水平已成为衡量一个国家现代化程度的重要标志之一。123局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）按地理范围分类星型网络、环型网络、总线型网络、树型网络、网状型网络按拓扑结构分类有线网络、无线网络按传输介质分类计算机网络的分类第二季度第一季度第四季度第三季度第一代计算机网络第二代计算机网络第三代计算机网络第四代计算机网络计算机网络的发展历程面向终端的计算机网络，以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机通信网。多个主计算机通过通信线路互联起来，为用户提供服务。兴起于60年代后期，典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPANET。具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络，兴起于20世纪80年代后期。ISO于1984年颁布了OSIRM，该模型成为计算机网络的标准框架。从20世纪90年代开始，以ATM技术为代表，采用高速网络技术，综合业务数字网ISDN，宽带多媒体网络等。02计算机网络体系结构REPORT负责传输比特流，提供物理媒介接口和电气特性等。物理层负责将数据组合成数据帧，以及帧的发送和接收等。数据链路层负责将数据包从源地址发送到目的地址，包括路由选择和逻辑地址寻址等。网络层OSI七层模型提供端到端的通信服务，确保数据的可靠传输，如TCP协议。传输层会话层表示层应用层负责建立、管理和终止会话，同步对话双方的数据。负责数据的表示、转换和加密等，以确保数据在不同系统间的兼容性。提供应用程序使用的网络服务，如HTTP、FTP等协议。OSI七层模型网络接口层网络层传输层应用层TCP/IP四层模型对应于OSI的物理层和数据链路层，负责数据的传输和接收。提供端到端的通信服务，确保数据的可靠传输，如TCP和UDP协议。对应于OSI的网络层，负责将数据包从源地址发送到目的地址。提供应用程序使用的网络服务，如HTTP、FTP、SMTP等协议。物理层传输比特流，提供物理媒介接口和电气特性等。将数据组合成数据帧，以及帧的发送和接收等。将数据包从源地址发送到目的地址，包括路由选择和逻辑地址寻址等。提供端到端的通信服务，确保数据的可靠传输，如TCP和UDP协议。提供应用程序使用的网络服务，包括各种应用层协议如HTTP、FTP等。此外，该层还负责处理网络应用的相关问题，如数据格式转换、数据加密等。数据链路层传输层应用层网络层五层协议体系结构03物理层REPORT物理层的主要功能为数据端设备提供传送数据的通路；传输数据，物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。物理层的服务确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。物理层的定义物理层是计算机网络体系结构中的最底层，负责建立、管理和释放物理连接，实现比特流的透明传输。物理层的基本概念包括信源、信宿、信道、发送设备、接收设备等部分。数据通信系统的模型模拟信号是连续的，数字信号是不连续的。模拟信号与数字信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。调制与解调带宽是指信道中能够传送信号的最大频率范围，数据传输速率是指单位时间内传输的数据量。带宽与数据传输速率数据通信基础知识ABCD物理层设备中继器用于在两个网络实体之间按位传递信息，以延长网络的距离。网卡网络接口卡（NIC）是计算机与局域网相互连接的接口，用于将计算机接入局域网。集线器是一种多端口的中继器，可将多个双绞线或同轴电缆连接的设备连接在一起。调制解调器用于在模拟信道上进行数字信号的传输，实现数字信号与模拟信号之间的转换。04数据链路层REPORT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，通过建立数据链路连接，实现相邻节点间的可靠数据传输。数据链路层的主要功能包括链路管理、帧同步、流量控制、差错控制等，以确保数据的可靠传输。数据链路层的基本概念数据链路层的功能数据链路层的定义帧的定义帧是数据链路层的数据传输单位，由帧头、数据和帧尾三部分组成。帧头包含发送方和接收方的地址信息，用于标识数据的来源和目的地；数据部分包含要传输的实际数据；帧尾包含校验信息，用于检测数据传输过程中的错误。帧的组成帧的组成包括起始符、地址字段、控制字段、数据字段和结束符等。起始符用于标识帧的开始，地址字段用于标识发送方和接收方的地址，控制字段用于表示帧的类型和功能，数据字段用于传输实际数据，结束符用于标识帧的结束。帧的概念及组成差错控制的基本概念：差错控制是指在数据传输过程中，通过采用一定的技术和方法，检测和纠正数据传输中的错误，以确保数据的可靠传输。常见的差错控制方法：常见的差错控制方法包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）、海明码等。奇偶校验通过在数据中添加一个校验位，使得数据中1的个数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验），以检测数据传输过程中的单比特错误；循环冗余校验通过发送方和接收方约定一个生成多项式，对数据进行多项式除法运算并添加余数作为校验码，接收方通过同样的生成多项式对数据进行校验，以检测数据传输过程中的错误；海明码通过在数据中添加多个校验位，利用异或运算实现多位错误的检测和纠正。差错控制方法05网络层REPORT网络层的作用网络层是计算机网络体系结构中的第三层，主要负责数据包的路由和转发，实现不同网络之间的通信。网络层的设备路由器是网络层的主要设备，用于连接不同的网络，并根据路由表将数据包转发到目标网络。网络层的协议网络层的主要协议包括IP协议、ICMP协议、IGMP协议等，其中IP协议是网络层的核心协议。网络层的基本概念IP协议是网络层的核心协议，负责在因特网上传输数据报，实现不同主机之间的通信。IP协议的作用IP地址是IP协议中用于标识主机身份的一种地址，由32位二进制数组成，分为A、B、C、D、E五类地址。IP地址IP数据报是IP协议传输数据的基本单位，由报头和数据两部分组成，其中报头包含了目标地址、源地址等控制信息。IP数据报IP协议路由选择协议的作用01路由选择协议是网络层中用于确定数据包转发路径的一种协议，通过路由算法选择最佳路径，实现数据包的快速、准确传输。静态路由02静态路由是由管理员手动配置的路由信息，适用于简单、稳定的网络环境。动态路由03动态路由是通过路由选择协议自动学习和更新路由信息，适用于复杂、多变的网络环境。常见的动态路由选择协议包括RIP、OSPF、BGP等。路由选择协议06传输层REPORT传输层是计算机网络体系结构中的一个重要层次，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寻址与端口复用、连接控制、流量控制、差错控制等。传输层的功能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协议提供面向连接的、可靠的数据传输服务，而UDP协议则提供无连接的、不可靠的数据传输服务。传输层协议传输层的基本概念TCP协议TCP协议的特点TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。它在通信过程中管理数据段的顺序和流量控制，以避免网络拥塞和数据丢失。TCP协议的工作过程TCP协议通过三次握手建立连接，然后通过确认机制、重传机制、滑动窗口等机制保证数据的可靠传输，最后通过四次挥手释放连接。UDP协议是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的传输层通信协议。它不保证数据的可靠传输，但具有资源消耗小、处理速度快的优点。UDP协议的特点由于UDP协议不需要建立连接和进行确认等操作，因此适用于一些实时性要求高、可以容忍数据丢失的应用场景，如音视频通话、实时游戏等。UDP协议的应用场景UDP协议07应用层REPORT03常见的应用层协议有HTTP、FTP、SMTP、DNS等。01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。02应用层协议定义了网络应用进程间通信的规则和约定，包括消息格式、通信流程等。应用层的基本概念DNS系统DNS（DomainNameSystem，域名系统）是用于实现网络设备名称到IP地址映射的网络服务。DNS采用层次化的命名方式，将网络设备的名称划分为多个层次，便于管理和记忆。DNS服务器分为根域名服务器、顶级域名服务器和权威域名服务器，它们共同完成域名解析过程。FTP（FileTr