《计算机基础讲义》jc06-1网络基础.ppt
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1、计算机网络基础和计算机网络基础和计算机网络基础和计算机网络基础和InternetInternet授课教师:刘克强1计算机网络基础计算机网络基础网络体系结构和网络协议网络体系结构和网络协议 InternetInternet网络网络InternetInternet的连接的连接计算机网络基础和计算机网络基础和InternetInternetInternet的基本服务的基本服务2一、计算机网络基础一、计算机网络基础31.计算机网络的概念 计算机网络是计算机技术与通信技术相互结合的产物*。计算机网络的根本目的是为了计算机之间能够相互通信*。在结构上可从逻辑功能上划分为两大组成部分:通信子网通信子网:数据
2、通信系统。资源子网资源子网:数据处理系统。计计算算机机网网络络:就是将地理不同、具有独立功能的数台计算机系统,通过通信设备和传输介质相互物理连接,在网络软件的控制下,按照网络协议进行数据通信以实现资源共享*的信息系统。4通信子网通信子网:由通信控制处理机CCP、通信线路和其他通信设备组成。1.计算机网络的概念资资源源子子网网:由主计算机系统、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成。负负责责全全网网数数据据处处理理和和向向网网络络用用户户提提供供网网络络资资源源和和网网络服务工作。络服务工作。负负担担全全网网数数据据传传输输、转发等通信处理工作转发等通信处理工作。通信子网通信子网资源子
3、网资源子网52.计算机网络的形成与发展计算机网络从形成、发展到应用广泛大致划分为:面面向向终终端端阶阶段段、计计算算机机网网络络阶阶段段、网网络络体体系系标标准准化化阶段阶段和Internet阶段阶段。1.面向终端的计算机网面向终端的计算机网 一台主机和多台终端组成。所有控制和管理功能由主机完成。所有通信协议都是系统专用的。采用电路交换。不能提供相互的资源共享。62.计算机网络阶段计算机网络阶段 由通信子网和用户资源子网构成,实现了资源共享。采用层次式的网络结构、分组交换方式、分布式控制。网络中的通信双方都是具有自主处理能力的计算机。此阶段以资源共享为主,而不是以数据通信为主。2.计算机网络的
4、形成与发展通信子网通信子网73.网络体系结构的标准化网络体系结构的标准化 为了解决不同体系结构的网络设备的互联,国际标准化组织(ISO)对网络体系结构的标准化进行了研究,并颁布了:开放系统互联基本参考模型(OSI)。2.计算机网络的形成与发展4.因特网阶段因特网阶段 因特网的建立,把分散在全世界各地的网络互联起来。万 维 网 技 术,使Internet飞速发展。83.计算机网络的功能计算机网络的主要功能:资源共享、数据通信或数据传送和分布式处理。资源共享资源共享*包括硬件、软件、数据资源。数据通信数据通信 实现计算机间传送各种信息。分布式处理分布式处理 将一项负责的任务划分成许多部分,由网络内
5、各计算机分别完成有关的部分。提高效率,降低成本。94.计算机网络的类型按网络的规模或距离的远近可将计算机网络分为:局域网局域网LAN、城域网城域网MAN、广域网广域网WAN*。局域网局域网 LAN(Local area network)局域网覆盖范围为几百米到几公里。适用于一个建筑物(办公楼)或相邻的大楼内属于一个部门或者单位组建的专用网络,如公司或高校的校园内部网络。大多数局域网是采用IEEE802网络协议的以太网。局局域域网网的的特特点点:传输速率较高,可达到10Mb/s1Gb/s。误码率较低,结构简单,容易实现。10城域网城域网MAN(Metropolitan Area Network)
6、城域网是一种大型的局域网,因此使用类似于局域网的技术,它可能覆盖一个城市。传输速率通常在10Mbps以上,覆盖范围为几十公里到上百公里。广域网广域网WAN(Wide Area Network)广域网是一种跨度大的地域网络,通常覆盖一个国家或州。联网的计算机之间的距离一般在几百到几千公里以上。广域网由通信子网和资源子网组成。网络上的计算机称为主机(host),通过通信子网(communication sub net)连接,实现资源子网中的资源共享。4.计算机网络的类型11按照网络的数据交换方式分类:电电路路交交换换、报报文文交交换换、分组交换分组交换。电路交换电路交换(Circuit Switc
7、hing)建立连接的两端设备独占这条线路进行数据传输,直至该连接被拆除。包括:连接建立、数据传送和连接拆除3个过程。线路利用率不高。4.计算机网络的类型12报文交换报文交换(Message Switching)信息被分成一个个独立的报文,采用存储/转发*方式发送。网络中每个节点要将报文完整地接收并存储下来,进行必要的错误检查,然后转发到下一个节点。报文传输出错、需要重发时,必须重发整个报文*。4.计算机网络的类型13分组交换分组交换(Packet Switching)采用存储转发*的交换方式。以短的、标准的分组作为传输的基本单位。每个分组都带有自己的源地址和目的地址,可以不按顺序、不走同样的转
8、发路径,网络中的中间节点收到一个分组后就可以转发,而不必等所有分组都到齐后再转发,从而提高交换速度、线路的有效利用率*。传输出错只需重发出错的分组*。4.计算机网络的类型14分组交换与电路交换相比,分组交分组交换与电路交换相比,分组交换的线路利用率高,但实时性差换的线路利用率高,但实时性差*。15计算机网络拓扑的定义:计算机网络拓扑的定义:是指将网络单元抽象为节点,通信线路抽象为链路,计算机网络由一组节点和连接节点的链路组成。5.计算机网络的拓扑结构基基本本拓拓扑扑结结构构的的类类型型:总总线线型型、环环型型、星星型型、树树型型、网状型网状型。目前在局域网中主要采用的网络拓朴结构是总线型、环型
9、、星型*。也就是指计算机网络中计算机物理连接的抽象表现形式*。决定网络使用性能的关键是网络的拓扑结构*。16特点:特点:连网简单、布线容易、可靠性高、便于网络扩充、成本较低故障检测比较困难效率较低,不适于构造大型网络(1)总线型(BUS)所有计算机及辅设均通过相应的硬件接口连在一根网线上。5.计算机网络的拓扑结构17特点:特点:信息分段、单向传送效率较高信号逐级放大抗干扰性高,网络半径较大可靠性高,但单结点故障,将影响全网成本较高5.计算机网络的拓扑结构(2)环型(RING)所有计算机及辅设均通过网络接口设备(中继器)连在一个环路上。中继器中继器*:对接收信号进行再生和发送,扩大一个网络的作用
10、范围。18(3)星型(STAR)所有计算机及辅设均连在一中心设备上。任何两个节点之间要进行信号的传送必须通过中央节点,由发送端发出,经过中央节点后转发到接收端。中央结点是一种信息开关和 通用数据处理设备*。特点:特点:可靠性较高,单结点故 障不影响其它结点可以有较高的速度布线稍难,成本略高5.计算机网络的拓扑结构19(4 4)树型 在树型拓扑结构中所有节点是按照一定的层次关系排列而成的,就像一棵倒立着的树,与总线结构的主要区别在于树型中有“根”,如下图所示特点:特点:易于扩展和故障隔离对根结点依赖性太大5.计算机网络的拓扑结构20(5)网状型 网状型网络是一种不规则的网络结构,节点之间的连接是
11、任意的。特点:特点:容错能力强,可靠性高结构复杂、必须采用路由算法和信息流量控制5.计算机网络的拓扑结构Internet采用的是这种拓扑结构*。216.计算机网络的组成-硬件网网络络服服务务器器(Server):在计算机网络中承担数据处理和网络控制的工作,是网络的主要资源。由具有较高性能的计算机或专门用作服务器的产品担任。服务器视其具体功能的不同,可分为文件服务器、数据库服务器、打印服务器、邮件服务器和Web服务器等。网络服务器和一般微机的一个重要区别是硬盘容量大*。网络中的服务器运行网络操作系统,负责对网络的管理和控制,提供网络的服务功能,提供网络的共享资源。22网络工作站网络工作站(Wor
12、kstation):一般是指个人计算机。是用户直接进行操作和使用的设备,通过工作站来访问服务器。网络工作站是通过网络接口连接到网络上的个人计算机,它保持原有计算机的功能,作为独立的个人计算机系统为用户服务,同时又可以按照被授予的一定权限访问服务器。网络工作站的主要功能是不仅可以访问服务器,而且工作站之间可以相互通信和资源共享。6.计算机网络的组成-硬件23网卡网卡(Network Interface Carle,NIC):网络接口卡,是计算机与通信介质的接口,是构成网络的基础部件。其主要功能*:是实现网络数据格式与计算机数据格式转换,网络数据的接收与发送等。网卡是局域网中的通信设备,负责执行局
13、域网的通信协议。每台网络服务器和工作站都至少配有一块网卡,通过通信介质将它们连接到网络上。网卡插在计算机或服务器PCI扩展槽中。选择网卡的主要依据是网络的拓扑结构、网络传输速度、计算机系统总线的类型,以及使用的传输介质的类型*。6.计算机网络的组成-硬件24传输介质:传输介质:在网络中作为传输的媒体,是物理连接通道,有以下几种:双绞线双绞线6.计算机网络的组成-硬件25双绞线双绞线,俗称:10 BASE-T或100 BASE-T*。10是指传输速率10M bps而言。Base是基频,即基本的频宽,在这里就是宽频的意思。T就是指双绞线。双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。双
14、绞线依据品质的高低又可分为:3类,4类,5类,超5类。双绞线与RJ45头的连接:直连接:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。级连接:13换、26换。6.计算机网络的组成-硬件26双绞线的特点双绞线的特点:采用直流信号。其优点:单位长度价格最低;其缺点:是抗高频干扰能力较低。6.计算机网络的组成-硬件27同同轴轴电电缆缆:是由内导体、外导体、绝缘层及外部保护层组成。内导体是一根芯线,外导体是一系列以内导体为轴的金属细丝组成的圆柱编织面,内外导体之间由填充物支持以保持同轴。常用的同轴电缆有:电阻是50和电阻是75(宽带同轴电缆*)。一般用于总线型网络拓扑结构。细缆之间,以及细缆和计算机之间采用
15、T型头(T型BNC接口)连接,总线的两端需安装终端电阻器。6.计算机网络的组成-硬件28同轴电缆的特点:同轴电缆的特点:采用直流信号;抗干扰能力强;其综合性能介于双绞线和光缆之间。6.计算机网络的组成-硬件29光纤光纤:又称为光缆。横截面为圆形,分纤芯和包层两部分。光纤芯是光纤的导体部分,它是光波的通道。包层的折射率与玻璃纤维的折射率不同,包层将光线反射回纤维内部,同时避免来自其他光源的干扰。6.计算机网络的组成-硬件光纤是利用折射率的差别采用全内反射来传输经过信号编码的光束。一根或多根光导纤维组合在一起形成光缆。30光纤分类:单模光纤:若光纤的直径减小到只有一个光的波长,则光纤就像一根波导一
16、样,可使得光线一直向前传播,而不会有多次反射,这样的光纤就称为单模光纤。采用激光源作为发射源。多模光纤:在光纤中,只要射到光纤表面的光线的入射角大于某一个临界角度,就可以产生全反射。有许多不同角度入射的光线在一条光纤中传输,这种光纤就称为多模光纤。采用发光二极管作为发射源。6.计算机网络的组成-硬件31光纤的特点光纤的特点:频带宽;传输距离远;传输容量大;抗电磁场干扰能力强。6.计算机网络的组成-硬件32无线传输无线传输:微波、红外线、卫星。6.计算机网络的组成-硬件微波接力通信:通信信道容量很大,传输质量较高,可靠性较高,隐蔽性和保密性较差。卫星通信:是在地球地面站之间利用位于36000km
17、高空的人造同步地球卫星作为中继器的一种微波接力通信。33网络互联设备 网络互联是指局域网与局域网,局域网与广域网之间的连接。常见的网络互连设备有:网桥集线器交换机路由器网关6.计算机网络的组成-硬件34网桥网桥(Bridge):用来实现局域网互联的常用的技术。网桥属于数据链路层的存储转发设备。它独立于高层协议。可用于同构局域网之间连的设备*。其作用:在一个大型局域网中,网桥被用来将局域网分成即独立又能相互通信的多个子网,从而可以改善各个子网的性能与安全性。两个不同类型局域网的互连也可以通过网桥实现*。其工作原理:它能够建立、保存和维护一张地址表,该表将网桥的端口与所连接的设备地址对应起来。6.
18、计算机网络的组成-硬件35集线器集线器6.计算机网络的组成-硬件36集集线线器器(HUB):又称集中器,是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备,是对网络进行集中管理的最小单元。集线器有多个用户端口,所有网络站点都连接到一个中心点,此中心点称作网络集线器。集线器主要提供信号放大和中转功能,它把一个端口的全部信号向所有端口发出去,每个端口的带宽平均分配其总带宽,即共享带宽。6.计算机网络的组成-硬件集线器集线器有4端口、8端口、16端口和32端口等不同规格。优点:价格低廉、安装简单、稳定性好、可靠性高、适用性广等特点。376.计算机网络的组成-硬件交换机交换机38交交换换机机(Switc
19、h):专门为计算机之间能够相互高速通信且独享带宽而设计的一种包交换的网络设备。其工作原理:交换机内部拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵,其所有的端口都挂接在这条背部总线上。控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC的网卡挂接在那个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口:若目的MAC不存在,则广播到所有的端口,若接收端口回应后,交换机将“学习”新地址,并把它加入到内部地址表中。6.计算机网络的组成-硬件39路由器路由器6.计算机网络的组成-硬件40路由器路由器(Router):用于将局域网与局域网、局域网与广域网和广域网与广域网互联设备。它属于OS
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