计算机网络定义及分类ppt课件.pptx

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1、计算机网络定义及 要素几乎无处不在的计算机网络家/宿舍办公室/机场/酒店汽车/火车/飞机户外用户上网设备什么是计算机网络计算机网络是由若干地理上分散的、计算机网络是由若干地理上分散的、 具有独立功能的计算机系具有独立功能的计算机系统统(用户终用户终 端端)利用各种通信系统互相连接起来利用各种通信系统互相连接起来 而形成的计算机系统集合。而形成的计算机系统集合。计算机网络的发展历程是计算机 技术和通信技术逐步结合的过程， 计算机网络是计算机和通信技术计算机网络是计算机和通信技术 相结合的产物相结合的产物。通信系通信系统统理解计算机网络的关键点用户终端包括台式机、笔记本、平板电脑、智能手机 主机终

2、端计算机网络示意图计算机必须在地理上是分计算机必须在地理上是分 散散的的计算机必须具备独立计算计算机必须具备独立计算 能力能力所有计算机通过一个通信所有计算机通过一个通信 系统连接在一起系统连接在一起提供多种资源的共享为用户提供信息交流手段通信系统：提供通信服务通信系统：提供通信服务电话网络电话网络电视网络电视网络卫星系统卫星系统计算机网络计算机网络通信系通信系 统统理解计算机网络的关键点计算机(用户终端)必须在 地理上是分散的计算机必须具备独立计算 能力所有计算机通过一个通信 系统连接在一起提供多种资源共享提供多种资源共享为用户提供信息交流手为用户提供信息交流手段段计算机网络示意图资源：硬件

3、、软件、信息资源：硬件、软件、信息文件文件/邮件邮件/网页网页 服务服务视频视频/游戏服务游戏服务即时通信服务即时通信服务。交流：用户交流交流：用户交流即时通信即时通信异步通信异步通信文本文本音视频音视频通通信信系系 统统主机：包括用户终端和各种提供网络服务的服务器计算机网络的五大基本元素主机(用户终端/服务器)交换节点通信链路拓扑结构通信软件通通信信系系 统统主机交换节点交换节点通信链路通信链路通信软件通信软件拓扑结构：指计算机网络的物理布局，包括节点的摆放位置和线路的走向。用用户终户终端端服服务务器器交交换节换节点点网络节点网络节点多种形式的网络如何表述家/宿舍办公室/机场/酒店汽车/火车

4、/飞机户外用户上网设备计算机网络的公共特性按按照网照网络络覆覆盖盖地理地理 范范围大围大小小加加以以区区分分覆盖覆盖 范围范围按按照网照网络络传传输输数数 据据方方式式加加以以区区分分传输传输 方式方式按按照网照网络络交交换换数数据据 技技术加术加以以区区分分交换交换 技术技术计算计算机网机网络络的共的共同同特性特性计算机网络分类方法 概述按网络覆盖范围分类通信系通信系 统统网络覆盖范围网络覆盖范围越来越大越来越大个域网个域网局域网局域网城域网城域网广广域网域网地地理上理上分分散散独独立计立计算算能能力力通通信系信系统统多多种种资资源源共共享享信信息交息交流流手手段段关键关键点点主机主机通通信

5、链信链路路交交换节换节点点拓拓扑结扑结构构通通信软信软件件基本基本元素元素按网络传输技术分类通通信信系系 统统数据传输技术数据传输技术越来越复杂越来越复杂广播发广播发送送点点- -点传点传输输地地理上理上分分散散独独立计立计算算能能力力通通信系信系统统多多种种资资源源共共享享信信息交息交流流手手段段关键关键点点主机主机通通信链信链路路交交换节换节点点拓拓扑结扑结构构通通信软信软件件基本基本元素元素按数据交换技术分类通信系通信系 统统数据交换效率数据交换效率越来越高越来越高电路交电路交换换包交换包交换地地理上理上分分散散独独立计立计算算能能力力通通信系信系统统多多种种资资源源共共享享信信息交息交

6、流流手手段段关键关键点点主机主机通通信链信链路路交交换节换节点点拓拓扑结扑结构构通通信软信软件件基本基本元素元素按传输介质分类通信系通信系 统统信道访问技术信道访问技术越来越难越来越难有线网有线网络络无线网无线网络络地地理上理上分分散散独独立计立计算算能能力力通通信系信系统统多多种种资资源源共共享享信信息交息交流流手手段段关键关键点点主机主机通通信链信链路路交交换节换节点点拓拓扑结扑结构构通通信软信软件件基本基本元素元素基于网络覆盖范围的 分类个域网（PAPANN）个域网个域网(PAN)：覆覆盖盖的地理范围通的地理范围通常围常围绕绕着一个人通信用的设备。着一个人通信用的设备。主节点PAN: P

7、ersonal Area Network蓝牙蓝牙(IEEE 802.15.4)：一种短距离无线：一种短距离无线通信标准。通信标准。组网方式组网方式：一一个节点作个节点作为主为主 设备连接设备连接多个多个从设备，从设备，从设从设 备之间可备之间可以通以通信信。Bluetooth: 蓝牙局域网络有线局域网局域局域网网(LAN): 覆盖的地理范围通常为覆盖的地理范围通常为 一个办公室、一个楼层、一座建筑物、一个办公室、一个楼层、一座建筑物、 一个园区、一个企业一个园区、一个企业LAN: Local Area Network组网方式组网方式：所：所有主机都有主机都连接连接 到一个网到一个网络专络专用用

8、设备，设备，以竞以竞 争的方式争的方式使用使用信道信道。集线器集线器交换机交换机因特网因特网以太以太网网(对应于对应于IEEE 802.3)：一种局域网：一种局域网通信标准。通信标准。局域网络无线局域网组网方式组网方式：所：所有有用户终用户终端通过端通过 无线介质无线介质连接到连接到一一个提个提供无线供无线 接入功能接入功能的网的网络专用设络专用设备。备。无线局域网无线局域网(WLAN)：通常用在一：通常用在一个个 办公区域、居家环境、机场办公区域、居家环境、机场/车站车站/咖咖 啡馆等公共区域。啡馆等公共区域。WLAN: Wireless Local Area Network无线无线 接入点

9、接入点因特网因特网WiFi(对应于对应于IEEE 802.11)：一种无线：一种无线局局域网通信标准。域网通信标准。城域网(MAN)(MAN)城域网城域网(MAN):覆盖的地理覆盖的地理 范围通常为一座城市。范围通常为一座城市。MAN： Metropolitan Area NetworkWiMa18x（全球微波互联接入）：Worldwide Interoperability for Microwave Access因特网因特网有线电视系统有线电视系统WiMax（IEEE 802.16）：提供超高速网络）：提供超高速网络 连接，数据传输距离可连接，数据传输距离可达达几十几十公公里。里。组网方式组

10、网方式：用用户户终端通终端通过无过无 线介质连线介质连接到接到一一个提供个提供无线无线 接入功能接入功能的高的高性能基站性能基站。广域网(W(WA AN)N)广域网广域网(WAN)覆盖的地理范围非常大，覆盖的地理范围非常大，可可 达数百公里或数千公里。达数百公里或数千公里。组组网方式网方式：节：节点点之间通之间通过过点点- -点点 链路连接链路连接成一成一定定拓扑结拓扑结构的网构的网 状形式。状形式。蜂窝蜂窝卫星卫星WAN：Wide Area Network基于网络传输技术的 分类广播网络广播网广播网络络只有一只有一个个通信信通信信道道(共共享享 介质介质)，网网络上络上所所有有的的主主机机/

11、节节点共点共 享该信道进行数据通信。享该信道进行数据通信。注意：本讲把发送的数据/信息统称为的消息。通常用总线型表示广播网络通常用总线型表示广播网络这是一对一的通信模式。这是一对一的通信模式。发送者将消息发给指定的某个发送者将消息发给指定的某个接收者。接收者。单播单播这是一对全部的通信模式。这是一对全部的通信模式。广广播播 发发送者送者将将消消息息发发给给网络网络上上的的全全部部用用 户户，即，即用用户户要要接接收收全部全部的的广广播播消消息息。这是一对多个的通信模式。这是一对多个的通信模式。发送者将消息发给网络上符合发送者将消息发给网络上符合 某种特性的一组用户。某种特性的一组用户。组组播播

12、广播网络单播单播特点单播特点节节点点必须有必须有标标识自识自己己的标识的标识符符(ID)发送发送消息时消息时必必须指须指定定接收接收方方ID接接收收消息时消息时必必须检须检查查消息的消息的接接收收方方ID注意：即使消息已经被接收，它依然要走遍所有节点(图中H4仍然能看到该消息)单播通信H1H2H3H4图图例：主机例：主机H1H1给主机给主机H3H3发送一个消息发送一个消息消息单播（单播（unicast）：一对一的通信模式，）：一对一的通信模式， 发送者将消息发给指定的某个接收者。发送者将消息发给指定的某个接收者。一般节点标识符(ID)就是该节点所在层 次上的地址(例如网卡地址、IP地址等)广播

13、网络广播广播特点广播特点每个每个节点有节点有标标识自识自己己的的ID网络网络必须有必须有标标识全识全体体接收者的接收者的ID消息消息的目的的目的地地是全是全体体接收接收者者IDH1H2H3H4图例：主图例：主机机H1H1给所有主机发送一个消息给所有主机发送一个消息广播通信用一个地用一个地址表址表示全体主示全体主机可机可以节以节省省 消息时标消息时标识接识接收者所需收者所需要的要的空间空间。广播地址：用来标识全体节点的标广播地址：用来标识全体节点的标识识 符。符。广播（广播（broadcast）：一对全部的通信）：一对全部的通信 模式，发送者将消息发给网络上的全模式，发送者将消息发给网络上的全体

14、体 节点。节点。消息广播网络组播H1H2H3H4图例：主机图例：主机H1H1给主机给主机H2H2和和H4H4发送一个消息发送一个消息组播特点组播特点节点节点有标识有标识自自己己的的ID网络网络必须有必须有标标识某识某个个组成员组成员的的ID消息消息的目的的目的地地是某是某个个组的组的组组ID组播通信组播地址：用来标识一组节点的地组播地址：用来标识一组节点的地址址 组成员：通常具有某种共同的特组成员：通常具有某种共同的特性性消息组播（组播（multicast）：一对多的通信模式，一对多的通信模式， 发送者将消息发给网络上具备某种公共发送者将消息发给网络上具备某种公共特性的节点。特性的节点。用一个

15、地用一个地址表址表示示一些主一些主机可机可简化简化操操 作，但同作，但同时增时增加了组管加了组管理的理的复杂性复杂性。广播网络共享介质注意：以后将用这种总线型结构来标识共享介质H1H2H3H4共享介质共享介质共享介质：所有主机发送和接收共享介质：所有主机发送和接收消消 息都通过同一个介质进行。息都通过同一个介质进行。 谁可以用谁可以用这这个公共信道个公共信道 如果多个如果多个人想人想用怎么用怎么办办 会不会会不会“打打”起起来来？广播网络信道分配静态分配静态分配 固定分配模式固定分配模式 控制算法简单控制算法简单 资源利用率低资源利用率低动态分配动态分配 按需分配模式按需分配模式 控制算法复杂

16、控制算法复杂 资源利用率高资源利用率高介质访问控制介质访问控制（MAC）：负责）：负责共共 享信道带宽享信道带宽的的分配和管理。分配和管理。H1H2H3H4共享介质共享介质MAC：Media Access Control示例：主机示例：主机H1H1给主给主机机H3H3发送一个消息发送一个消息. .所所有共有共享享该该介介质质的的主机主机都都能能看看到到该该消消息息只只有有H3H3会接会接收收该该消消息息H3H3接接收收消息消息不不妨妨碍碍该消该消息息沿沿介介质质传传播播到到H4H4例如：给每个节 点分配1/4信道 容量。例如：只有当节 点需要发送时才 分配所需要的信 道容量。点点网络拓扑结构点

17、点-点网络：由许多一对点网络：由许多一对对对 计算机之间的链路组成。计算机之间的链路组成。拓扑结构：拓扑结构：指指计算机网络计算机网络 的物理布局。的物理布局。星型星型环环型型树型树型全连通全连通点点网络单播单播通信当两点之当两点之间非间非直直接相连接相连时，时， 如何找到如何找到对方对方，以及如以及如何何 传递报文？传递报文？消息H1H2H3H4考虑两种考虑两种情况：情况：H1H1给给H2H2发送消息发送消息H1H1给给H3H3发送消息发送消息点点- -点链路点链路点点- -点链路点链路消息只能沿着点消息只能沿着点- -点链路的这头点链路的这头 发到那头。发到那头。点点网络多跳传输多跳传输：

18、指消息的传递需要借助多跳传输：指消息的传递需要借助 恰当的其他节点辅助才能完成发送。恰当的其他节点辅助才能完成发送。H1H3H4H2单播单播H1H4H2组组播播H3 如何找到如何找到消息的消息的接接收收方方 如何转发如何转发消息消息到接收到接收方方？示例：示例：H1H1给给H3H3发送一个消息发送一个消息消息示例：示例：H1H1给给H4H4发送一个消息发送一个消息广播网络 vs.vs.点点网络小型、地小型、地理位置理位置集集中的中的网络多网络多采采用广用广播形式播形式大型、地大型、地理位理位置分散的置分散的网络网络通常采用通常采用点到点到点方点方式式点点- -点网络点网络H1H2H3H4广播网

19、络广播网络H1H2H3H4该消息能被所该消息能被所 有主机看到。有主机看到。消息该消息只被到该消息只被到达达H2H2。计算机网络的一般 形式因特网一般形式因特网因特网( (I In nt te er rn ne et t) )网络核心区域网络核心区域居家区域居家区域办公办公/ /公共区域公共区域公路公路/ /街道区域街道区域户外区域户外区域用户终端用户终端用户终端用户终端课程展开的主要内容网络核心网络核心网络接入网络接入网络接入网络接入云端服务云端服务计算机网络的核心技术计算机网络的核心技术1接入网有哪些技术接入网有哪些技术2接接入网有哪些技术入网有哪些技术2在不在不同网同网络中主机通信络中主

20、机通信4在同一网在同一网络络中主机通信中主机通信3在不同主机上进程通信在不同主机上进程通信5网络服务网络服务/ /安全怎么做安全怎么做6本课程的内容组织计算机网络计算机网络原理原理网网络协络协议议上上 向向 底底 自自网络接网络接 入与访入与访 问问网络互网络互 联与路联与路 由由传输与传输与 服务质服务质 量量应用与应用与安全安全网络与网络与 通信概通信概 述述 计计算机算机网网络络概概论论 数数据通据通信信基基础础 网络接入点网络接入点-点点协协议议 共共享介享介质质访访问问控控制制 案例学习：案例学习：以以太太网网, WiFi 网网络结络结构构与与互互联联 数数据报据报传传递递与与路路由由算算法法 案例学习案例学习：IPv4/v6 端端-端数据传输端数据传输 面面向连向连接接与与可可靠靠性性 案例学习案例学习：TCP,UDP 网网络应络应用用和和服服务务质量质量 信信息安息安全全用用户户认认证证和数和数字字签签名名 案例学习案例学习：RTP/RTCP, IPSec, SSL应应用用层层传传输输层层 网网络络层层 主机主机-网络网络