2第二章 计算机网络技术电子课件.ppt
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1、第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 1/99合肥工业大学管理学院合肥工业大学管理学院第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 2第一节第一节 计算机网络定义及功能计算机网络定义及功能第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构第三节第三节 局域网与广域网局域网与广域网第四节第四节 互联网与无线移动网络互联网与无线移动网络第五节第五节 网络应用体系结构网络应用体系结构第六节第六节 案例分析案例分析本章内容第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术一、计算机网络定义一、计算机网络定义计算机网络是连接多台计算机进行通信的系统。计算机网络是连接多台计算机进行通信的系统。一般而言,计算机网络是利
2、用通信线路将地理一般而言,计算机网络是利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来,以功能完善的网设备按不同的形式连接起来,以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。第一节第一节 计算机网络定义及功能计算机网络定义及功能 3第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术二、计算机网络分类二、计算机网络分类(1)按地域范围分类:局域网()按地域范围分类:局域网(LAN)、城域网)、城域网(MAN)、广域网()、广域网(WAN)等。)等。(2)按拓扑结构分类:星型网、环
3、型网、总线型网等。)按拓扑结构分类:星型网、环型网、总线型网等。(3)按信息传输交换方式分类:电路交换网、分组交换)按信息传输交换方式分类:电路交换网、分组交换网和混合交换网络。其中混合交换是指在一个网络中网和混合交换网络。其中混合交换是指在一个网络中同时使用电路交换和分组交换。同时使用电路交换和分组交换。(4)按网络组建属性分类:分为公用网和专用网两类。)按网络组建属性分类:分为公用网和专用网两类。(5)按传输介质划分:划分为有线网、光纤网和无线网。)按传输介质划分:划分为有线网、光纤网和无线网。第一节第一节 计算机网络定义及功能计算机网络定义及功能 4第二章第二章 计算机网络技术计算机网络
4、技术 5三、计算机网络功能三、计算机网络功能1资源共享资源共享资源共享是指网上的用户能部分或全部地享用资源共享是指网上的用户能部分或全部地享用系统的资源,从而大大提高系统资源利用率。系统的资源,从而大大提高系统资源利用率。共享的资源包括软件资源、硬件资源、数据资共享的资源包括软件资源、硬件资源、数据资源以及信道资源。源以及信道资源。第一节第一节 计算机网络定义及功能计算机网络定义及功能第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 6三、计算机网络功能三、计算机网络功能2数据通信数据通信数据通信是计算机网络的基本功能之一,它可数据通信是计算机网络的基本功能之一,它可以为网络用户提供强有力的通信手段
5、,建设计以为网络用户提供强有力的通信手段,建设计算机网络的主要目的就是让分布在不同地理位算机网络的主要目的就是让分布在不同地理位置的计算机用户能够相互通信、交流信息。置的计算机用户能够相互通信、交流信息。第一节第一节 计算机网络定义及功能计算机网络定义及功能第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 7三、计算机网络功能三、计算机网络功能3系统可靠性系统可靠性系统的可靠性对于军事、金融和工业过程控制系统的可靠性对于军事、金融和工业过程控制等部门的应用特别重要。计算机通过网络中的等部门的应用特别重要。计算机通过网络中的冗余部件可大大提高可靠性。冗余部件可大大提高可靠性。例如,在工作过程中,一台机
6、器出了故障,可例如,在工作过程中,一台机器出了故障,可以使用网络中的另一台机器;网络中一条通信以使用网络中的另一台机器;网络中一条通信线路出了故障,可以取道另一条线路,从而提线路出了故障,可以取道另一条线路,从而提高了网络整体系统的可靠性。高了网络整体系统的可靠性。第一节第一节 计算机网络定义及功能计算机网络定义及功能第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 8四、计算机网络组成四、计算机网络组成1硬件系统硬件系统计算机网络的硬件系统主要有由计算机(服务计算机网络的硬件系统主要有由计算机(服务器、客户机)、通信处理机(交换机、路由器器、客户机)、通信处理机(交换机、路由器等)、通信线路(双绞
7、线、光纤等)等构成。等)、通信线路(双绞线、光纤等)等构成。第一节第一节 计算机网络定义及功能计算机网络定义及功能第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术四、计算机网络组成四、计算机网络组成2软件系统软件系统软件系统主要包括:软件系统主要包括:网络操作系统网络操作系统网络协议网络协议网络管理软件网络管理软件网络通信软件网络通信软件网络应用软件。网络应用软件。第一节第一节 计算机网络定义及功能计算机网络定义及功能 9第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 10一、计算机网络拓扑结构一、计算机网络拓扑结构网络中节点相互连接的方式和形式称为网络拓网络中节点相互连接的方式和形式称为网络拓扑。扑。
8、所谓节点即网络中起到信息转换或信息访问作所谓节点即网络中起到信息转换或信息访问作用的设备,起信息转换作用的节点如集中器、用的设备,起信息转换作用的节点如集中器、交换中心等;起信息访问作用的节点如终端、交换中心等;起信息访问作用的节点如终端、微机等。微机等。常用的网络拓扑结构有星形、环形、总线形、常用的网络拓扑结构有星形、环形、总线形、树形和网络拓扑。树形和网络拓扑。第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 11一、计算机网络拓扑结构一、计算机网络拓扑结构第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构1星型结构星型结构星型结构是以中央节点为中心,将其他多个
9、节点通过点星型结构是以中央节点为中心,将其他多个节点通过点到点的线路连接到中央节点上。到点的线路连接到中央节点上。优点是结构简单、延迟小,容易进行节点扩充;优点是结构简单、延迟小,容易进行节点扩充;缺点是可靠性差,一旦中央节点出故障,则整个网络系缺点是可靠性差,一旦中央节点出故障,则整个网络系统瘫痪,此外每段线路为一个非中央节点专用,线路使统瘫痪,此外每段线路为一个非中央节点专用,线路使用量大,利用率不高。用量大,利用率不高。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 12一、计算机网络拓扑结构一、计算机网络拓扑结构第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构2环型结构环型结构多个节点彼此串接并
10、首尾相连,形成闭合环形。多个节点彼此串接并首尾相连,形成闭合环形。优点是网络管理简单、通信线路节省;优点是网络管理简单、通信线路节省;缺点是一旦一个节点出故障,则由于环的断开,造成全缺点是一旦一个节点出故障,则由于环的断开,造成全网不能工作,另外当环中的节点过多时,传输效率降低、网不能工作,另外当环中的节点过多时,传输效率降低、响应时间长。响应时间长。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 13一、计算机网络拓扑结构一、计算机网络拓扑结构第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构3总线型结构总线型结构多个节点都连接在一条公共的总线上。多个节点都连接在一条公共的总线上。优点是节点增加和拆卸十
11、分方便,便于网络的调整或扩优点是节点增加和拆卸十分方便,便于网络的调整或扩充,所需线路很少、布线容易,可靠性高、某节点发生充,所需线路很少、布线容易,可靠性高、某节点发生故障对整个系统的影响很小、响应速度快、共享资源能故障对整个系统的影响很小、响应速度快、共享资源能力强;力强;缺点是故障隔离困难,如果线路发生故障,则整个总线缺点是故障隔离困难,如果线路发生故障,则整个总线断开,不能正常工作。断开,不能正常工作。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 14一、计算机网络拓扑结构一、计算机网络拓扑结构第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构4树型结构树型结构树型拓扑是根据计算机处理能力的树型
12、拓扑是根据计算机处理能力的不同,将它们组合在不同的组织层不同,将它们组合在不同的组织层次中。次中。与星型拓扑相比,树型拓扑能对网与星型拓扑相比,树型拓扑能对网络进行更多的控制,且成本更低。络进行更多的控制,且成本更低。它的缺点是网络扩容可能造成问题,它的缺点是网络扩容可能造成问题,并且在概况和高级节点上可能会出并且在概况和高级节点上可能会出现交通拥堵。现交通拥堵。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 15一、计算机网络拓扑结构一、计算机网络拓扑结构第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构4总线型结构总线型结构网状结构分为全连接网状和不完全连接网状两种形式。网状结构分为全连接网状和不完全
13、连接网状两种形式。全连接网状中,每一个节点和网中其它节点均有链路连全连接网状中,每一个节点和网中其它节点均有链路连接。不完全连接网中,两节点之间不一定有直接链路连接。不完全连接网中,两节点之间不一定有直接链路连接,它们之间的通信,依靠其它节点转接。接,它们之间的通信,依靠其它节点转接。优点是节点间路径多,碰撞和阻塞可大大减少,局部的优点是节点间路径多,碰撞和阻塞可大大减少,局部的故障不会影响整个网络的正常工作,可靠性高;网络扩故障不会影响整个网络的正常工作,可靠性高;网络扩充和主机入网比较灵活、简单。但这种网络关系复杂,充和主机入网比较灵活、简单。但这种网络关系复杂,建网不易,网络控制机制复杂
14、。广域网中一般用不完全建网不易,网络控制机制复杂。广域网中一般用不完全连接的网状结构。连接的网状结构。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 16二、计算机网络体系结构二、计算机网络体系结构计算机之间仅仅通过彼此的物理连接来发送和接收信号计算机之间仅仅通过彼此的物理连接来发送和接收信号是不够的,要使其能协调工作以实现信息交换和资源共是不够的,要使其能协调工作以实现信息交换和资源共享,它们之间必须具有共同的语言。交流什么、怎样交享,它们之间必须具有共同的语言。交流什么、怎样交流及何时交流,都必须遵循某种互相都能接受的规则。流及何时交流,都必须遵循某种互相都能接受的规则。这些为计算机网络中进行
15、数据交换而建立的规则、标准这些为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为网络协议(或约定的集合就称为网络协议(Protocol)。)。计算机网络的各层次结构模型及其协议的集合,称为网计算机网络的各层次结构模型及其协议的集合,称为网络体系结构。计算机网络两种典型的体系结构是络体系结构。计算机网络两种典型的体系结构是OSI/RM参考模型和参考模型和TCP/IP模型。模型。第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 17二、计算机网络体系结构二、计算机网络体系结构第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构1 OSI/RM参考模型参考模型国
16、际标准化组织(国际标准化组织(International Standard Organization,ISO)在)在1977年成立一个分委员会专门研究网络通信的年成立一个分委员会专门研究网络通信的体系结构问题,并于体系结构问题,并于1983年提出了开放系统互连参考模年提出了开放系统互连参考模型型OSI/RM(Reference Model of Open System Interconnection),它是一个定义异种计算机连接标准),它是一个定义异种计算机连接标准的框架结构。的框架结构。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 18二、计算机网络体系结构二、计算机网络体系结构第二节第二节
17、计算机网络结构计算机网络结构1 OSI/RM参考模型参考模型OSI参考模型将网络结构划分为七层,由低层至高层分参考模型将网络结构划分为七层,由低层至高层分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。表示层、应用层。OSI/RM为研究、设计与实现网络通信系统提供了概念为研究、设计与实现网络通信系统提供了概念上和功能上的框架结构,但它本身并非是一个国际标准,上和功能上的框架结构,但它本身并非是一个国际标准,至少至今尚未出台严格按照至少至今尚未出台严格按照OSI/RM定义的网络协议及定义的网络协议及国际标准。国际标准。第二章第二章
18、计算机网络技术计算机网络技术 19二、计算机网络体系结构二、计算机网络体系结构第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构2 TCP/IP模型模型TCP/IP是现在广泛使用的是现在广泛使用的Internet的体系结构。的体系结构。Internet的前身是美国国防高级研究计划署(的前身是美国国防高级研究计划署(DARPA)于于1969年建立的分组交换网年建立的分组交换网ARPANET,研究和开发异,研究和开发异构网之间互联与互通技术,实现资源共享。并与构网之间互联与互通技术,实现资源共享。并与1977-1979年间,年间,DARPA推出了推出了TCP/IP体系结构和协议规范。体系结构和协议规范。T
19、CP/IP体系结构中,网络模型被划分为应用层、传输体系结构中,网络模型被划分为应用层、传输层、网际层和网络接口层层、网际层和网络接口层4个层次。个层次。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 20三、传输媒体三、传输媒体传输媒体传输媒体(Transmission Medium) 也称传输介质或传输也称传输介质或传输媒介,它就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的媒介,它就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路。物理通路。双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆光纤光纤无线传输媒体无线传输媒体第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 21三、传输媒体三
20、、传输媒体第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构1. 双绞线双绞线TCP/IP是现在广泛使用的是现在广泛使用的Internet的体系结构。的体系结构。Internet的前身是美国国防高级研究计划署(的前身是美国国防高级研究计划署(DARPA)于于1969年建立的分组交换网年建立的分组交换网ARPANET,研究和开发异,研究和开发异构网之间互联与互通技术,实现资源共享。并与构网之间互联与互通技术,实现资源共享。并与1977-1979年间,年间,DARPA推出了推出了TCP/IP体系结构和协议规范。体系结构和协议规范。TCP/IP体系结构中,网络模型被划分为应用层、传输体系结构中,网络模型被划
21、分为应用层、传输层、网际层和网络接口层层、网际层和网络接口层4个层次。个层次。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 22三、传输媒体三、传输媒体第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构2. 同轴电缆同轴电缆同轴电缆(同轴电缆(Coaxial Cable)常用于设备与设备之间的连)常用于设备与设备之间的连接,或应用在总线型网络拓扑中。同轴电缆中心轴线是接,或应用在总线型网络拓扑中。同轴电缆中心轴线是一条铜导线,外加一层绝缘材料,在这层绝缘材料外边一条铜导线,外加一层绝缘材料,在这层绝缘材料外边是由一根空心的圆柱网状铜导体包裹,最外一层是绝缘是由一根空心的圆柱网状铜导体包裹,最外一层是绝缘
22、层。它与双绞线相比,同轴电缆的抗干扰能力强、屏蔽层。它与双绞线相比,同轴电缆的抗干扰能力强、屏蔽性能好、传输数据稳定、价格也便宜,而且它不用连接性能好、传输数据稳定、价格也便宜,而且它不用连接在集线器或交换机上即可使用。在集线器或交换机上即可使用。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 23三、传输媒体三、传输媒体第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构3. 光缆光缆光缆(光缆(Optical Fiber Cable)主要是由光纤和塑料保护)主要是由光纤和塑料保护套管及塑料外皮构成。光缆是一定数量的光纤按照一定套管及塑料外皮构成。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心,外包有护套,有的
23、还包覆外护层,用以方式组成缆心,外包有护套,有的还包覆外护层,用以实现光信号传输的一种通信线路。即:由光纤经过一定实现光信号传输的一种通信线路。即:由光纤经过一定的工艺而形成的线缆。光缆的基本结构一般是由缆芯、的工艺而形成的线缆。光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成,另外根据需要加强钢丝、填充物和护套等几部分组成,另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 24三、传输媒体三、传输媒体第二节第二节 计算机网络结构计算机网络结构4. 无线传输媒体无线传输媒体无线传输媒体不需要架设
24、或铺埋电缆或光纤,而通过大气无线传输媒体不需要架设或铺埋电缆或光纤,而通过大气传输,目前主要有微波、红外线和激光三种类型。微波通传输,目前主要有微波、红外线和激光三种类型。微波通信是把微波作为载波信号,用被传输的模拟信号或数字信信是把微波作为载波信号,用被传输的模拟信号或数字信号来调制它。它既可传输模拟信号,又可传输数字信号。号来调制它。它既可传输模拟信号,又可传输数字信号。利用红外线只能传输数字信号,在发送端设有红外线发送利用红外线只能传输数字信号,在发送端设有红外线发送器,接收端有红外线接收器。发送器和接收器中间不允许器,接收端有红外线接收器。发送器和接收器中间不允许有障碍物。有障碍物。利
25、用激光束来传输信号,即将激光束调制成光脉冲,以传利用激光束来传输信号,即将激光束调制成光脉冲,以传输数据,因此激光通信是全数字的,不能传输模拟信号。输数据,因此激光通信是全数字的,不能传输模拟信号。第二章第二章 计算机网络技术计算机网络技术 25一、局域网一、局域网第三节第三节 局域网与广域网局域网与广域网1. 定义定义局域网(局域网(Local Area Network,LAN)是在一个局部的地)是在一个局部的地理范围内(如一个学校、企业和政府部门),一般是方圆理范围内(如一个学校、企业和政府部门),一般是方圆几千米以内,将各种计算机,外部设备和数据库等互相联几千米以内,将各种计算机,外部设
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