第二章 计算机网络技术.ppt
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1、天津电子信息职业技术学院天津电子信息职业技术学院第二章第二章计算机网络技术计算机网络技术 2.1 计算机网络技术概述计算机网络技术概述2.1.1什么是计算机网络什么是计算机网络(Network)a a计算机网络的基本要求计算机网络的基本要求计算机网络的基本要求计算机网络的基本要求 未连网前的计算机系统未连网前的计算机系统未连网前的计算机系统未连网前的计算机系统“信息孤岛信息孤岛信息孤岛信息孤岛”。传输要求传输要求传输要求传输要求:必须将信息送到正确的目标设备。:必须将信息送到正确的目标设备。:必须将信息送到正确的目标设备。:必须将信息送到正确的目标设备。信息必须由且只能由指定设备(用户)接收。
2、信息必须由且只能由指定设备(用户)接收。信息必须由且只能由指定设备(用户)接收。信息必须由且只能由指定设备(用户)接收。精度要求精度要求精度要求精度要求:必须保证信息传输的准确性。:必须保证信息传输的准确性。:必须保证信息传输的准确性。:必须保证信息传输的准确性。在传输后被改变、出现错误的信息是不可用的在传输后被改变、出现错误的信息是不可用的在传输后被改变、出现错误的信息是不可用的在传输后被改变、出现错误的信息是不可用的信息。信息。信息。信息。时间要求时间要求时间要求时间要求:必须保证信息传输的时间性。:必须保证信息传输的时间性。:必须保证信息传输的时间性。:必须保证信息传输的时间性。迟到的信
3、息是无用的信息。迟到的信息是无用的信息。迟到的信息是无用的信息。迟到的信息是无用的信息。对于视频、音频之类实时传输,还要求保证信对于视频、音频之类实时传输,还要求保证信对于视频、音频之类实时传输,还要求保证信对于视频、音频之类实时传输,还要求保证信息传输的顺序。息传输的顺序。息传输的顺序。息传输的顺序。b、计算机网络的基本组成计算机网络的基本组成一个用于计算机连网通信的系统一般由六个部分组成:一个用于计算机连网通信的系统一般由六个部分组成:一个用于计算机连网通信的系统一般由六个部分组成:一个用于计算机连网通信的系统一般由六个部分组成:l l信息(信息(信息(信息(messagemessagem
4、essagemessage)文字、数值、图形、声音、图像等文字、数值、图形、声音、图像等文字、数值、图形、声音、图像等文字、数值、图形、声音、图像等l l发送设备发送设备发送设备发送设备 各种信息处理设备(计算机等)各种信息处理设备(计算机等)各种信息处理设备(计算机等)各种信息处理设备(计算机等)l l接收设备接收设备接收设备接收设备 各种信息处理设备(计算机等)各种信息处理设备(计算机等)各种信息处理设备(计算机等)各种信息处理设备(计算机等)l l通信设备通信设备通信设备通信设备 负责主机间的通信控制和通信处理负责主机间的通信控制和通信处理负责主机间的通信控制和通信处理负责主机间的通信控
5、制和通信处理l l传输媒介传输媒介传输媒介传输媒介 各种电缆、光缆、无线电波等各种电缆、光缆、无线电波等各种电缆、光缆、无线电波等各种电缆、光缆、无线电波等l l通信协议通信协议通信协议通信协议 通信规则(无协议的两台设备可以连接但无法通信规则(无协议的两台设备可以连接但无法通信规则(无协议的两台设备可以连接但无法通信规则(无协议的两台设备可以连接但无法通信,如同讲不同语言的两人无法对讲)通信,如同讲不同语言的两人无法对讲)通信,如同讲不同语言的两人无法对讲)通信,如同讲不同语言的两人无法对讲)主机(host)c、计算机网络的定义计算机网络的定义(参考参考)计算机网络是计算机技术和数据通信技术
6、紧密结合的产物。所谓“计算机网络”,是指独立自治、相互连接的计算机集合。通俗地讲,就是将地理位置不同的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来,以功能完善的网络软件(“在协议控制下”)实现网络中资源共享和数据交换的系统。未来通信和网络的目标5W:任何人(whoever)任何时间(whenever)任何地方(wherever)和任何人(whomever)任何信息(whatever)d计算机网络的组成计算机网络的组成 网络网络=资源子网资源子网+通信子网通信子网资源子网硬件资源(主机、终端、I/O设备等)、软件资源、数据资源等,负责全网数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源和网络服务 通信子网传
7、输介质(电缆、光纤、无线电波等)、通信设备(交换机等),承担全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作 通信子网资源子网 计算机网络的功能和应用计算机网络的功能和应用计算机网络的功能和应用计算机网络的功能和应用 资源共享资源共享资源共享资源共享 从成本上看从成本上看从成本上看从成本上看 软、硬件资源共享(硬盘打印机软件包软、硬件资源共享(硬盘打印机软件包软、硬件资源共享(硬盘打印机软件包软、硬件资源共享(硬盘打印机软件包)数据交换数据交换数据交换数据交换 从效率上看从效率上看从效率上看从效率上看 即时(动态)数据交换(股市行情军事生即时(动态)数据交换(股市行情军事生即时(动态)数据交换(
8、股市行情军事生即时(动态)数据交换(股市行情军事生产管理订票系统电子邮件产管理订票系统电子邮件产管理订票系统电子邮件产管理订票系统电子邮件)网络桥梁网络桥梁网络桥梁网络桥梁 使世界变小使世界变小使世界变小使世界变小可靠性和安全性可靠性和安全性可靠性和安全性可靠性和安全性 如如如如:通过网络备份存放提高信息可靠性通过网络备份存放提高信息可靠性通过网络备份存放提高信息可靠性通过网络备份存放提高信息可靠性 使用网络访问权限控制提高信息安全性使用网络访问权限控制提高信息安全性使用网络访问权限控制提高信息安全性使用网络访问权限控制提高信息安全性2.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类l按拓扑结构l按
9、介质访问方式l按交换方式l按数据传输率l按网络协议l按覆盖范围按覆盖范围分按覆盖范围分按覆盖范围分按覆盖范围分分布距离分布距离分布距离分布距离覆盖范围覆盖范围覆盖范围覆盖范围网络种类网络种类网络种类网络种类1010米米米米房间房间房间房间100100米米米米建筑物建筑物建筑物建筑物局域网局域网局域网局域网1 1公里公里公里公里校园校园校园校园1010公里公里公里公里城市城市城市城市城域网城域网城域网城域网100100公里公里公里公里国家国家国家国家广域网广域网广域网广域网10001000公里公里公里公里洲或洲际洲或洲际洲或洲际洲或洲际互联网互联网互联网互联网2.1.3 网络拓扑结构网络拓扑结构
10、2.1.3 网络拓扑结构网络拓扑结构l总线型总线型拓扑结构总线型拓扑结构总线型拓扑结构总线型拓扑结构l l总线型局域网的介质访问控制方法采用的是总线型局域网的介质访问控制方法采用的是总线型局域网的介质访问控制方法采用的是总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共共共共享介质享介质享介质享介质”方式;方式;方式;方式;l l所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上;上;上;上;l l总线传输介质通常采用同轴电缆;总线传输介质通常采用同轴电缆;总线传输介质通常采用同轴电
11、缆;总线传输介质通常采用同轴电缆;l l所有结点可以通过总线以所有结点可以通过总线以所有结点可以通过总线以所有结点可以通过总线以“广播广播广播广播”方式发送或接方式发送或接方式发送或接方式发送或接收数据,因此出现收数据,因此出现收数据,因此出现收数据,因此出现“冲突冲突冲突冲突”不可避免;不可避免;不可避免;不可避免;l l“冲突冲突冲突冲突”会造成传输失败;会造成传输失败;会造成传输失败;会造成传输失败;l l必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(MACMACMACMAC
12、,Medium Access Control Medium Access Control Medium Access Control Medium Access Control)问题。问题。问题。问题。总线型拓扑的优点总线型拓扑的优点总线型拓扑的优点总线型拓扑的优点:l l结构简单,实现容易;结构简单,实现容易;结构简单,实现容易;结构简单,实现容易;l l易于扩展,可靠性较好易于扩展,可靠性较好易于扩展,可靠性较好易于扩展,可靠性较好总线型局域网中的总线型局域网中的“冲突冲突”l星型星型拓扑结构星型拓扑结构l l任意结点通信要通过中心结点。任意结点通信要通过中心结点。任意结点通信要通过中心结
13、点。任意结点通信要通过中心结点。l l中心结点控制全网通信中心结点控制全网通信中心结点控制全网通信中心结点控制全网通信.为全网可靠性的瓶颈。为全网可靠性的瓶颈。为全网可靠性的瓶颈。为全网可靠性的瓶颈。l l中心结点结构简单便于管理中心结点结构简单便于管理中心结点结构简单便于管理中心结点结构简单便于管理.l l在局域网中,由于使用中央设备的不同,局域网在局域网中,由于使用中央设备的不同,局域网在局域网中,由于使用中央设备的不同,局域网在局域网中,由于使用中央设备的不同,局域网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不同。的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不同。的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不同。的物理拓扑结构和逻辑
14、拓扑结构不同。使用集线器连接所有计算机时,是一种具有星使用集线器连接所有计算机时,是一种具有星使用集线器连接所有计算机时,是一种具有星使用集线器连接所有计算机时,是一种具有星型物理连接的总线型拓扑结构;型物理连接的总线型拓扑结构;型物理连接的总线型拓扑结构;型物理连接的总线型拓扑结构;使用交换机时,是真正的星型拓扑结构。使用交换机时,是真正的星型拓扑结构。使用交换机时,是真正的星型拓扑结构。使用交换机时,是真正的星型拓扑结构。l环型环型拓扑结构环型拓扑结构l l闭合的物理环型结构;闭合的物理环型结构;闭合的物理环型结构;闭合的物理环型结构;l l环中数据沿着一个方向绕环逐站传输;环中数据沿着一
15、个方向绕环逐站传输;环中数据沿着一个方向绕环逐站传输;环中数据沿着一个方向绕环逐站传输;环路的维环路的维环路的维环路的维护和控制一般采用某种分布式控制方法,环中每护和控制一般采用某种分布式控制方法,环中每护和控制一般采用某种分布式控制方法,环中每护和控制一般采用某种分布式控制方法,环中每个节点都具有相应的控制功能。个节点都具有相应的控制功能。个节点都具有相应的控制功能。个节点都具有相应的控制功能。l l多个结点共享一条环通路;多个结点共享一条环通路;多个结点共享一条环通路;多个结点共享一条环通路;l l环建立、维护、结点的插入与撤出复杂。环建立、维护、结点的插入与撤出复杂。环建立、维护、结点的
16、插入与撤出复杂。环建立、维护、结点的插入与撤出复杂。树型拓扑树型拓扑树型拓扑树型拓扑树型拓扑主要特点:树型拓扑主要特点:树型拓扑主要特点:树型拓扑主要特点:结点按层次进行连接结点按层次进行连接结点按层次进行连接结点按层次进行连接对根的依赖性太大对根的依赖性太大对根的依赖性太大对根的依赖性太大信息交换主要是上下结点间交换,相邻及同层结点信息交换主要是上下结点间交换,相邻及同层结点信息交换主要是上下结点间交换,相邻及同层结点信息交换主要是上下结点间交换,相邻及同层结点之间一般不进行数据交换或交换量很少之间一般不进行数据交换或交换量很少之间一般不进行数据交换或交换量很少之间一般不进行数据交换或交换量
17、很少适用于汇集信息的应用适用于汇集信息的应用适用于汇集信息的应用适用于汇集信息的应用 全互连型l这种网络通信速度快、这种网络通信速度快、可靠性高,但是构建可靠性高,但是构建网络时投资大、灵活网络时投资大、灵活性差,不易扩展,主性差,不易扩展,主要应用在节点少、可要应用在节点少、可靠性要求较高的军事靠性要求较高的军事或工业控制等场合。或工业控制等场合。不规则型不规则型l l网络中各节点的连接没有网络中各节点的连接没有网络中各节点的连接没有网络中各节点的连接没有一定的规则,一般节点地一定的规则,一般节点地一定的规则,一般节点地一定的规则,一般节点地理未知分散。因此,通信理未知分散。因此,通信理未知
18、分散。因此,通信理未知分散。因此,通信线路作为设计中的主要考线路作为设计中的主要考线路作为设计中的主要考线路作为设计中的主要考虑因素时,多采用不规则虑因素时,多采用不规则虑因素时,多采用不规则虑因素时,多采用不规则型的网络。其主要缺点时型的网络。其主要缺点时型的网络。其主要缺点时型的网络。其主要缺点时通信的算法实现起来比较通信的算法实现起来比较通信的算法实现起来比较通信的算法实现起来比较复杂。复杂。复杂。复杂。混合型混合型2.2 OSI模型模型我们怎样才能正常通信?我们怎样才能正常通信?!l l网络实体之间相互通信的一组规则和标准网络实体之间相互通信的一组规则和标准网络实体之间相互通信的一组规
19、则和标准网络实体之间相互通信的一组规则和标准即即即即网络协议。网络协议。网络协议。网络协议。常见标准协议栈如下常见标准协议栈如下常见标准协议栈如下常见标准协议栈如下:IPX/SPX协议栈Apple Talk协议栈TCP/IP协议栈TCP/IP协议协议不不通通!TCP/IP协议协议IPX/SPX协议协议通通!常见的几种协议lTCP/IP协议:协议:Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/国际网络协议,是Internet和WWW上的基本协议。lIPX/SPX协议:协议:Internet分组交换/序列分组交换协议,为NetWare
20、公司独有常见的几种协议l Apple Talk协议:协议:Apple公司为Macintosh计算机开发的计算机体系结构l NETBEUI协议:协议:一种基于广播方式的非路由协议,小型而有效。为什么需要分层的网络模型为什么需要分层的网络模型l l简化相关的网络操作简化相关的网络操作简化相关的网络操作简化相关的网络操作l l提供即插即用的兼容性和不同厂商之间集成的标提供即插即用的兼容性和不同厂商之间集成的标提供即插即用的兼容性和不同厂商之间集成的标提供即插即用的兼容性和不同厂商之间集成的标准接口准接口准接口准接口l l使工程师们能专注于设计和优化不同网络互联设使工程师们能专注于设计和优化不同网络互
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