计算机网络的概念与功能行车调度自动控制课件

计算机网络的概念与功能《行车调度自动控制》主讲人：韦成杰概述01.OSI标准网络体系结构02.局域网的体系结构03.网络互联及其设备05.目录Contents因特网的体系结构04.一、概述定义功能网络基础分类概述组成一、概述——计算机网络的定义计算机网络的五大要素实现共享资源的目的5功能独立2按照网络协议交换信息4地理上分散1用通信设备和线路连接3一、概述——计算机网络的功能所谓资源包括计算机硬件、软件，被传输和处理的数据。资源共享是计算机网络产生的最初目的，显然那时共享的主要是硬件资源，以避免设备的重复投资。当然可也包括软件共享、信息的共享，随着信息时代的到来，信息的重要性越来越突出。资源共享

网络之所以能够提高可靠性，是基于两点认识：提高可靠性一、单机故障是必然发生的；二、备用是提高可靠性的基本方法。一、概述——计算机网络的功能

网络通过均衡负载（或负载均衡）的方式，提供了更高程度的可用性，用较低等级的设备解决了难度较大的问题。均衡负载

网络的分布式处理功能，实际是处理能力的均衡负载。但是由于其在系统设计时即把运算处理能力按分布式考虑，因此在系统架构上有特殊处理，系统对网络的依赖性不言而喻，所以单列为一种网络功能。应用有：小行星运行轨迹的计算，人类基因谱的分析等分布式处理一、概述——计算机网络的功能利用网络实现远程数据传输在现代社会中越来越显的重要，除了是电子邮件、办公或娱乐信息、系统间协同工作以外，甚至广播、电视都可以上网收听收看，电话电报都是通过计算机网络传递信息的。数据传输一、概述——计算机网络的组成计算机网络由终端设备、传输通道和交换设备组成。计算机网络中的终端设备又叫数据通信终端，是网络上信息流的源点和终点，其主要功能是将输入信息变换成易于在网络信道中传送的信号。传输通道是连接网络节点的传输媒介和两端的各种通信装置。传输媒介有很多：电缆、双绞线、光纤、微波等。通信装置是信号的变换和反变换装置，完成波形变换、调制解调、多路复用、发信与收信等工作。交换设备，就是交换机或集线器。其基本功能是交换、管理控制、执行。交换功能就是根据数据终端的要求与传输链路的转接能力，完成信源与信宿之间的接续转换；控制管理功能就是依据网络中通信流量的状态，合理地选择中继路由，以及进行流量控制和差错恢复等；执行功能是指实现各种通信业务的通信与交换等。一、概述——计算机网络的组成资源子网的主要作用是负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。主要包括计算机、终端、终端控制器、外设、软件资源、数据资源等。资源子网一般由使用人员或资源提供单位负责维护。资源子网实现全网的信息传输、交换和通信控制，达到快速、可靠、安全地通信的目的。通信子网主要包括传输介质和各种通信设备。常用的通信设备有：交换机、集线器、复用器、网关，一般情况下，通信子网由网络通信人员负责维护。通信子网一、概述——计算机网络的分类按运营方式公网、专网按服务和使用范围网际网、主干网、本地网、接入网按传输技术广播网、点对点网按交换技术线路交换、分组交换、信元交换按覆盖范围广域网、局域网、城域网、网际网按拓扑结构星型网、树型网、环型网、总线型网、分布式网（网型网）二、OSI标准网络体系结构OSI标准网络体系结构二、OSI标准网络体系结构OSI层名称该层功能信息单元地址类型网络互联设备应用层为用户提供操作功能应用程序数据网关（协议转换器）表示层提供字符表示、数据压缩和安全性等方面的功能字符和单词网关（协议转换器）会话层建立、管理和结束会话网关（协议转换器）传输层在应用程序进程之间传输信息信息字节流应用程序进程地址（端口）网关（协议转换器）网络层通过网络发送单个的数据包数据包（数据报）网络地址路由器，三层交换机数据链路层将数据帧发送到目的节点帧网卡地址网桥，交换机物理层通过物理介质传输表示比特的信息比特线缆，无线信道（无线电，红外线和微波等），连接器，中继器和集线器等三、局域网的体系结构

局域网（LocalAreaNetwork），简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。由于局域网局限在某一区域内，因此不存在网络层寻址的问题，而流量控制、差错控制等功能也被放在数据链路层实现，因此局域网协议实际上被简化为两层：物理层和数据链路层。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。四、因特网的体系结构在Internet没有形成之前，由各种类型的服务器、用户终端、通信线路、网络设备等等组成了大量的局域网，为了将它们连接起来，实现资源的共享，1974年两个美国人提出了TCP/IP协议，成功地解决了不同网络硬件设备、不同厂商、不同操作系统互联的问题。随着因特网的迅速普及，TCP/IP协议成为了事实上的工业标准。TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议）协议是Internet最基本的协议，简单地说，就是由底层的IP协议和TCP协议组成的。四、因特网的体系结构因特网的体系结构TCP/IP整体构架概述

TCP/IP中的协议TCP和UDP的端口结构“”TCP/IP分为链路层、网络层、运输层和应用层。四、因特网的体系结构TCP/IP整体构架概述

应用程序间沟通的层。应用层在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。传输层四、因特网的体系结构负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。互连网络层对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、SerialLine等）来传送数据。网络接口层TCP/IP整体构架概述

四、因特网的体系结构TCP/IP中的协议IP协议IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。TCP如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。四、因特网的体系结构TCP/IP中的协议UDPUDP与TCP位于同一层，主要用于那些面向查询---应答的服务ICMPICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。四、因特网的体系结构TCP和UDP的端口结构TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系，例如，一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态，等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出响应，客户程序读出响应并