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第三章 网络技术基础3.1 计算机网络的定义、分类、拓扑结构3.2 网络体系OSI、TCP/IP模型3.3 接入技术3.4 互联网应用技术主讲：李高锋主讲：李高锋主讲：李高锋主讲：李高锋小组成员：小组成员：小组成员：小组成员：李高锋李高锋李高锋李高锋 王云锋王云锋王云锋王云锋许金峰许金峰许金峰许金峰 丁冬钰丁冬钰丁冬钰丁冬钰王王王王 辉辉辉辉 王帅康王帅康王帅康王帅康刘刘刘刘 翔翔翔翔Page 23.1.1计算机网络定义：在定义上非常简单在定义上非常简单网络就是一群通过一定形式连接起来的计算机。网络就是一群通过一定形式连接起来的计算机。其他外设打印机Page 3n21世纪信息时代的核心：网络n网络特征：数字化、网络化、信息化n三网：电信、有线电视、计算机n课本定义：利用通信设备和线路按不同的拓扑结构将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统连接起来，实现资源共享。重要词汇通信设备：计算机和通信线路之间按通信协议传输数据的设备。拓扑：通信线路的连接方式。资源：软、硬件，数据等线路：同轴电缆，双绞线，光纤、无线的微波、卫星Page 43.1.2计算机网络分类 1 按覆盖区域分类 局域网（LAN）、城域网(MAN)、广域网（WAN）局域网（LAN）：将有限范围内的各种计算机、终端与外部设备互连成网。范围：方圆数千米 城域网（MAN）：城市地区网络，实现多个局域网的互连，以实现大量用户之间数据、语音、图形与视频等多种信息传播。范围：同城市内不同地点 广域网（WAN）：又称远程网，将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到共享资源的目的。范围：跨越几十公里甚至几千公里，连接多个国家和地区Page 52、按传输介质分类n有线网和无线网双绞线光纤Page 6卫星红外线短波3 按服务方式分类C/S、B/SPage 74 按网络应用方式互联网、内联网、外联网互联网：Internet，指将两台计算机或两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息手段互联的结果外联网：指将互联网、内联网技术使企业与其客户和其他企业相连完成其共同目标的合作网络3.1.3 3.1.3 计算机的拓扑结构计算机的拓扑结构五大拓扑结构：星型、环型、总线型、树型、网络型Page 8星形拓扑星形拓扑特点：特点：通信协议简单通信协议简单对外围站点要求不高对外围站点要求不高单个站点故障不会影响全网单个站点故障不会影响全网电路利用率低，路利用率低，连线费用大用大网网络性能依性能依赖中央中央结点点每个站点需要有一个每个站点需要有一个专用用链路路Page 9环形拓扑结构环形拓扑结构特点：特点：传输速率高，传输距离远传输速率高，传输距离远各节点的地位和作用相同各节点的地位和作用相同各节点传输信息的时间固定各节点传输信息的时间固定容易实现分布式控制容易实现分布式控制站点的故障会形起整个网络的站点的故障会形起整个网络的崩溃崩溃Page 10总线形拓扑结构总线形拓扑结构 特点特点：结构简单，可靠性高结构简单，可靠性高布线容易，连线总长度小于星布线容易，连线总长度小于星形结构形结构对站点扩充和删除容易对站点扩充和删除容易总线任务重，易产生瓶颈问题总线任务重，易产生瓶颈问题Page 11树形拓扑结构树形拓扑结构 特点特点：信息交换在上、下节点信息交换在上、下节点之间进行之间进行通信线路连接简单，网通信线路连接简单，网络管理软件也不复杂，络管理软件也不复杂，维护方便维护方便资源共享能力差，可靠资源共享能力差，可靠性低性低Page 12网状拓扑结构组成：一般又分有规则和无规则型特点：各节点都有冗余链路，可靠性高可选择最佳路径改善流量管理复杂线路成本高适用于大型广域网Page 133.2 网络体系结构n3.2.1 OSI参考模型 OSI 体系结构将网络的不同功能划分为7 层Page 14Page 15 数据链路层重点帧起始字段帧起始字段地址字段地址字段长度长度/类型类型控制字段控制字段数据字段数据字段帧校验列字帧校验列字段段帧结束字段帧结束字段帧结构网络层 1、为传输层供服务 2、组包与拆包 3、路由选择 4、流量控制传输层 传输层是两台计算机经网络传输数据时第一个端到端的层次。功能：与数据连链路层和网络层一样，保证数据可靠地从发送节点 到发送目标节点。Page 16TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型Page 17分层分层功能功能网络接口层TCP/IP软件最低层，接受IP数据并发送之或从网络接受物理帧，抽取IP数据，交给IP层网际层1、处理来自传输层的分组发送请求2、处理输入数据报3处理路径、流控、拥塞等传输层1、格式化信息流 2、提供可靠传输应用层提供常用的应用程序Page 18OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较1、OSI参考模型与TCP/IP 参考模型的对照关系nTCP/IP参考模型的网络接口层并没有 真正的意义，而OSI参考模型分了两层；nTCP/IP的互连层相当于OSI网络层的 无连结网络服务；nTCP/IP参考模型与OSI参考模型的传 输层基本类似；不同的事，TCP/IP传 输层是建立在互连层的，所以面向连 结功能完全在TCP协议中实现。nTCP/IP参考模型中没有会话层和表示层。Page 192、OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较nOSI参考模型的抽象能力高，适合于各种网络，但它是先定义，后去定义每个层协议的。由于定义模型的时候对某些情况预计不足，造成了协议和模型脱节的情况，TCP/IP反之。nOSI参考模型的概念划分清晰，TCP/IP在服务、接口和协议的区别不大清楚；nTCP/IP的网络接口并不是真正的一层，事实证明是需要认真划分的。OSI的缺点是层次过多，事实证明会话层和表示层划分意义不大，反而增加了复杂性Page 203.3 接入技术n3.3.1公共电话交换网PSTN技术：利用公共电话交换网通过调制解调器拨号实现用户接入的方式。优点：拨号接入方式成本低，安装方便，非常适合家庭个人用户、很小的局域网使用。缺点：稳定性和带宽具有局限性，不适合中大规模网络与互联网连接发展趋势：即将被淘汰。Page 213.3.2、综合业务数字网nISDN 数字交换和数字传输的结合，可提供目前各种网络中出现的业务。n分类：基本速率（BRI）和基群速率（PRI）：n优点：迅2速、准确、经济，全数字的网络，可将语音、文字、数据、图像转化为数字信号，与传统电话网络相比，传输质量大大提高。发展趋势：N-ISDN作为一种窄带接入 方式的过渡，相比于技术逐渐成熟，价格逐渐下降的xDSL宽带接入方 式，逐渐退出历史舞台。Page 223.3.3、非对称数据用户线（ADSL）nADSL包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL等等，统称为xDSL，均属于数据用户线路（DSL）的成员，它们之间的主要区别是信号传输速度和距离的不同，上/下行速率对称性的不同。nADSL：非对称传输方式，是一种打电话与上网互不影响的接入技术。nADSL利用数字编码技术从铜质电话线上获取大量数据，同时不影响同一条线上的常规语音服务。Page 233.3.4 公共分组交换网X.25是公用数据网以分组方式工作的数据终端设备DTE数据电路设备之间的接口。X.25对应OSI参考模型的物理层，数据链路层和网络层。发展趋势：随着调制解调器的出现，X.25哦那功能的的优势逐渐消失，最终导致帧中继的出现，帧中继是带有差错自动修正功能的X.253.3.5 帧中继 帧中继是在OSI模型第二层上简化的数据传输和交换数据单元的一种网络互联技术。Page 243.3.6 异步传输模式nATM通信网即宽带综合业务数字网，是建立在ISDN基础上的新型网络n异步移动模式（ATM）移动：指数据在网络中的传输、交换 异步：指连续和用户带宽分配的方式 ATM 网络的节点上信息交换的工具：虚电路 ATM 优点：对各种业务的高吞吐量，低延迟，独立传输，能支持现行业务和未来业务，按需分配虚电路带宽。Page 253.3.7 数字数据网（DDN）n数字数据网：以数字交叉连接为核心的技术，包括数据通信技术，数据通信技术，光纤技术等，利用数字信道传输数据的一种数据接入业务网络。nDDN特点：专线信道分配固定、传输质量高、网络可靠性强、时延小、不用拨号、每天二十四小时永久链接。nDDN网络结构可分为一级干线网（省、自治区、直辖市节点），二级干线网（省内节点），本地网络三级（省内发达城市）。分类标准：按网络的组建，运营、管理和维护的的地理区域划分。Page 263.3.8 电缆调制解调器（CM）n电缆调制解调器：是在有线电视网络上用来上网的设备，它串联在用户家的有线电视电缆插座和上网设备之间，通过有线电视网络接入互联网。n优势：高传输速率；线路始终通畅；多用户使用一条线路；不占用公用电话线；提供真正的多媒体功能。Page 273.3.9 无线网（WLAN）n无线网：是利用无线通讯技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统局域网LAN的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。n优点：易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。Page 283.4 互联网应用技术n3.4.1 互联网、内联网、外联网n1.互联网：是一个以TCP/IP网络协议连接各个国家、地区、机构的计算机网络的数据通信网。n互联网组成：通信线路、路由器、终端设备、计算机网络n互联网特点：全球最大的、开放性、互联网络众多n核心：开放性。n实现互连网络连接性和互操作性的关键：TCP/IP协议n2.内联网：是一种基于互联网的TCP/IP协议，使用万维网工具，采用防止外界侵入的安全措施，为企业内部服务并有连接互联网功能的企业内连网络。n内联网组成：主要由服务器群、远程访问系统和安全系统。n优势：开放性、通用性、简易性。Page 29n3.外联网：是一个使用公共通信设施和互联网技术的私有网，也是一个能够使其用户和其他相关企业相连接已完成共同目标的交互式合作网络。Page 303.4.2 IP地址及其分类n1.IPv4是互联网的第四版，也是第一个被广泛使用的，构成现今互联网技术的基石的协议。nIPv4中 规定的IP长度为32。n2.IPv6是IETF设计的用于替代现行版本IP协议的下一代IP的协议。nIPv6的传播地址单播地址、任播地址、多播地址。Page 313.4.3 域名n域名：一般采用更容易记忆ASCII串符号来指代IP地址，这种特殊用途的ASCII串被称为域名。n域名空间：“域名+空间网站”二者的统称。n域名申请步骤：1.准备申请资料；2.寻找域名注册网站；3.查询域名；4.正式申请；5申请成功。Page 323.4.4 互联网服务n1.万维网服务n 万维网：是互联网上发展最快同事又使用最多的一项服务，他可以提供包括文本、图形、声音和视频等在内的多媒体信息的浏览。nWeb的基本概念：万维网有遍布互联网中的被称为万维网服务器的计算机组成。n万维网服务的实现过程：万维网以客户/服务器的模式进行工作。Page 33n2.搜索引擎n搜索引擎：用户连接上一些站点后通过一定的索引规则，可以方便地查找到所需要信息的存放位置的网站。n互联网搜素引擎的组成：基本上都是由信息提取系统、信息管理系统和信息检索系统组成。n3.网站论坛(BBS)nBBS：公告板服务，即在互联网上为人们开辟了一块类似公告板形式的公共场所，用以彼此交流信息；这种交流信息的方式是公开的，轻松的，没有保密性。n基本功能：传递信息、邮件服务、在线交谈、文件传输、网上游戏。Page 34n4.电子邮件服务(E-mail)n 电子邮件服务：是一种通过计算机网络与其他用户进行联系的快速、简便、高效、廉价的现代化通信手段。n电子邮件的格式：有信封和内容两大部分组成，即邮件头和邮件主题两部分。n5.文件传输服务(FTP)nFTP：互联网上使用最广泛的文件传输协议。nFTP服务器进程组成：一个主进程，负责接收新的请求；若干个从属进程，负责处理单个请求。Page 35n6.互联网中的其他服务n(1)IP电话和VoIPnIP电话是IP网上通过TCP/IP协议实时传输语音信息的应用。n(2)网络新闻n网络新闻系统：是由新闻稿、新闻组、新闻服务器及新闻阅读软件组成的；新闻组和新闻稿统称为网络新闻。n(3)电子出版物n电子出版物：是指能够在计算机上阅读的刊物，包括图书、杂志、刊物等。Page 36课后问题n一、例举TCP/IP参考模型典型的物理设备？n二、TCP/IP参考模型的各层协议？n三、主要的拓扑结构有哪些，各自的特点？我校机房内的电脑间的拓扑结构属于哪一种？n四、列举出新兴的一些网络技术，并简述你对其这一技术的理解。