第5章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課件

第5章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

5.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述5.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)5.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)5.4計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的組成

第5章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述15.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述5.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展5.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與分類5.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述5.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展25.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

1.什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一群具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)。通過通信設(shè)備及傳輸媒體互連起來，在通信軟件支持下，實(shí)現(xiàn)資源共享、信息交換。其他外設(shè)打印機(jī)產(chǎn)生計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本條件:

通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合5.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?32.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

5.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

從體系結(jié)構(gòu)來觀察，其發(fā)展可分為4個(gè)階段：面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)綜合化、高速化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

5.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展45.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與分類

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

數(shù)據(jù)通信

資源共享

分布式處理分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，提高可靠性均衡負(fù)載，協(xié)同工作，提高系統(tǒng)性價(jià)比，擴(kuò)展靈活5.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與分類1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能55.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與分類2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的常用分類按網(wǎng)絡(luò)地理范圍分局域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)按傳輸介質(zhì)分有線網(wǎng)光纖網(wǎng)無線網(wǎng)5.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與分類2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的常用分類6覆蓋范圍為幾百米到幾公里，局域網(wǎng)內(nèi)傳輸速率較高，誤碼率低，結(jié)構(gòu)簡單容易實(shí)現(xiàn)。局域網(wǎng)LAN覆蓋范圍為幾百米到幾公里，局域網(wǎng)內(nèi)傳輸速率較高，誤碼率低，結(jié)7通常是使用高速光纖的網(wǎng)絡(luò)，在一個(gè)特定的范圍內(nèi)（例如校園、社區(qū)或城市）將不同的局域網(wǎng)連接起來，構(gòu)成一個(gè)覆蓋該區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)，其傳輸速率比局域網(wǎng)高。

城域網(wǎng)MAN通常是使用高速光纖的網(wǎng)絡(luò)，在一個(gè)特定的范圍內(nèi)（例如校園、社區(qū)8廣域網(wǎng)WAN一般是在不同城市之間的LAN或者M(jìn)AN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，地理范圍通常為幾十公里到幾千公里，它的通信傳輸裝置和媒體一般由電信部門提供。廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)主要使用分組交換技術(shù)，它可以使用公用分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線分組交換網(wǎng)。廣域網(wǎng)WAN一般是在不同城市之間的LAN或者M(jìn)AN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，9

按交換方式分線路交換報(bào)文交換分組交換按邏輯結(jié)構(gòu)分通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)按交換方式分10星形拓?fù)涮攸c(diǎn)：通信協(xié)議簡單對(duì)外圍站點(diǎn)要求不高單個(gè)站點(diǎn)故障不會(huì)影響全網(wǎng)電路利用率低，連線費(fèi)用大網(wǎng)絡(luò)性能依賴中央結(jié)點(diǎn)每個(gè)站點(diǎn)需要有一個(gè)專用鏈路5.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高布線容易，連線總長度小于星形結(jié)構(gòu)對(duì)站點(diǎn)擴(kuò)充和刪除容易總線任務(wù)重，易產(chǎn)生瓶頸問題星形拓?fù)涮攸c(diǎn)：5.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線形拓?fù)?1特點(diǎn)：傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)各節(jié)點(diǎn)的地位和作用相同各節(jié)點(diǎn)傳輸信息的時(shí)間固定容易實(shí)現(xiàn)分布式控制站點(diǎn)的故障會(huì)形起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的崩潰環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：信息交換在上、下節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信線路連接簡單，網(wǎng)絡(luò)管理軟件也不復(fù)雜，維護(hù)方便資源共享能力差，可靠性低樹形拓?fù)涮攸c(diǎn)：環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：樹形拓?fù)?2全互連型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：通信速度快，可靠性高各節(jié)點(diǎn)均有直接線路相連適合用于對(duì)可靠性有特殊要求的場(chǎng)合組建網(wǎng)絡(luò)投資巨大，靈活性差全互連型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：13混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合方式比較常見的有星型/總線拓?fù)浜托切铜h(huán)拓?fù)湫切?總線拓?fù)涮攸c(diǎn)：綜合了星型拓?fù)浜涂偩€拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)，它用一條或多條總線把多組設(shè)備連接起來，而這相連的每組設(shè)備本身又呈星型分布。對(duì)于星型/總線拓?fù)?，用戶很容易配置和重新配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

星型環(huán)拓?fù)涮攸c(diǎn)：星型環(huán)拓?fù)渲皇俏锢碜呔€安排成星型連接，星型環(huán)拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)：故障診斷方便而且隔離容易；網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展簡便；電纜安裝方便。

混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合方式比較常見的有星型/總線拓?fù)浜托切铜h(huán)拓?fù)?4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D分析:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D分析:15ServerCorporateRouterHubPCsSwitch例：ServerCorporateRouterHubPCsSw16Internet拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Internet網(wǎng)是當(dāng)今世界上規(guī)模最大、用戶最多、影響最廣泛的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。Internet網(wǎng)上聯(lián)有大大小小成千上萬個(gè)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。因此，Internet網(wǎng)本身的拓?fù)渲皇且环N虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無固定形式。Internet拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Internet網(wǎng)是當(dāng)今世界上規(guī)模最17例：說出由哪些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成？例：說出由哪些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成？185.2數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)5.2.1數(shù)據(jù)通信基本概念5.2.2數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)5.2.3信息交換技術(shù)5.2數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)5.2.1數(shù)據(jù)通信基本概念195.2.1數(shù)據(jù)通信基本概念數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是定義為有意義的實(shí)體，是表征事物的信號(hào)信號(hào)信號(hào)是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼。信號(hào)在通信系統(tǒng)中可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，例如文字、聲音和圖像等。數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信就是將數(shù)據(jù)信息通過適當(dāng)?shù)膫鬏斁€路從一臺(tái)機(jī)器傳送到另一臺(tái)機(jī)器。5.2.1數(shù)據(jù)通信基本概念數(shù)據(jù)205.2.1數(shù)據(jù)通信基本概念信道信道是用來表示向某一個(gè)方向傳送信息的媒體。一條通信線路至少包含兩條信道：發(fā)送和接收。帶寬帶寬是指信道能傳送的信號(hào)的頻率寬度，即可傳送信號(hào)的最高頻率與最低頻率之差。例如，一條傳輸線可以接受從300到3000Hz的信號(hào)，則在這條傳輸線的帶寬就是2700Hz5.2.1數(shù)據(jù)通信基本概念信道215.2.2信息交換技術(shù)電路交換 是一種直接交換方式。發(fā)送點(diǎn)與接收點(diǎn)之間構(gòu)成一條實(shí)際連接的專用物理線路。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換報(bào)文交換 以報(bào)文為交換單位，臨時(shí)選擇通信網(wǎng)絡(luò)中的一條線路傳送數(shù)據(jù)。分組交換 將報(bào)文劃分成一個(gè)個(gè)平均大小保持不變的小組作為交換單位，稱為分組，其他與報(bào)文交換相同。5.2.2信息交換技術(shù)電路交換22同軸電纜衛(wèi)星通信微波雙絞線光纖5.2.2數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)同軸電纜衛(wèi)星通信微波雙絞線光纖5.2.2數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)23雙絞線非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）組網(wǎng)方便，價(jià)格最便宜，應(yīng)用廣泛

五類雙絞線最大傳輸率為100Mbps傳輸距離小于100米同軸電纜基帶同軸電纜：速率10Mb/s，傳輸距離1000m寬帶同軸電纜：速率20Mb/s，傳輸距離100km它是有線電視系統(tǒng)CATV中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜雙絞線同軸電纜24光纖光纜的芯線是由光導(dǎo)纖維做成，它傳輸光脈沖數(shù)字信號(hào)。多模光纖：由發(fā)光二極管產(chǎn)生用于傳輸?shù)墓饷}沖，通過內(nèi)部的多次反射沿芯線傳輸?？梢源嬖诙鄺l不同入射角的光線在一條光纖中傳輸。單模光纖：使用激光，光線與芯軸平行，損耗小，傳輸距離遠(yuǎn)，具有很高的帶寬，但價(jià)格更高。在2.5Gb/s的高速率下，單模光纖不必采用中繼器可傳輸數(shù)十公里。光纖和光端設(shè)備光纖光纜的芯線是由光導(dǎo)纖維做成，它傳輸光脈沖數(shù)字信號(hào)。光纖和25無線介質(zhì)

包括無線頻段、紅外線、激光等。目前可用于通信的電磁波頻譜有無線電波、微波、紅外、可見光。地面微波通信衛(wèi)星微波通信無線介質(zhì)包括無線頻段、紅外線、激光等。地面微波通信衛(wèi)星微波265.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)5.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層原理5.3.2通訊協(xié)議5.3.3OSI參考模型5.3.4TCP/IP參考模型5.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)5.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層原理275.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層原理1.引例2.網(wǎng)絡(luò)分層5.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層原理1.引例285.3.2通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的作用常見的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的選擇5.3.2通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的作用29語義發(fā)E-mail打印文件mail喂，請(qǐng)用中文,慢一點(diǎn)！出錯(cuò)了，請(qǐng)重發(fā)！協(xié)議是指通信雙方必須遵循的控制信息交換的規(guī)則之集合。語法定時(shí)規(guī)則通信協(xié)議的作用語義發(fā)E-mail打印文件mail喂，請(qǐng)用中文,出錯(cuò)了，協(xié)議30通信協(xié)議：通信雙方關(guān)于如何進(jìn)行通信而達(dá)成的一致，我們可以把它看作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或一組規(guī)則。協(xié)議決定了計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，以及數(shù)據(jù)如何封裝和尋址，到達(dá)目的計(jì)算機(jī)。通信協(xié)議：通信雙方關(guān)于如何進(jìn)行通信而達(dá)成的一致，我們可以把它31常見的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議NETBEUI協(xié)議IPX/SPX兼容協(xié)議TCP/IP協(xié)議常見的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議NETBEUI協(xié)議32NetBEUINetBIOSExtendedUserInterface,用戶擴(kuò)展接口IBM開發(fā)優(yōu)點(diǎn)：體積小、速度快、效率高缺點(diǎn)：不支持路由，一般用于微軟產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)上，只用于單網(wǎng)段適用于：小型局域網(wǎng)NetBEUINetBIOSExtendedUserI33IPX/SPX用于NovellNetwork優(yōu)點(diǎn)：靈活性強(qiáng)、支持路由，但范圍有限缺點(diǎn)：所占空間較大，過多的廣播，IPX/SPX兼容性協(xié)議(MicrosoftVersion)用于Microsoft系統(tǒng)與NETWARE系統(tǒng)進(jìn)行通訊，也用于游戲網(wǎng)的組建場(chǎng)合中。適用于：不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的計(jì)算機(jī)訪問NovellNetworkIPX/SPX用于NovellNetwork34TCP/IP用于任何規(guī)格的網(wǎng)絡(luò)，是因特網(wǎng)的母語優(yōu)點(diǎn)：靈活性強(qiáng)、支持路由，適用范圍非常廣缺點(diǎn)：所占空間大，需要配置，速度慢是Microsoft的眾多協(xié)議中最受歡迎的一個(gè)適用于：大型網(wǎng)絡(luò)，InternetTCP/IP用于任何規(guī)格的網(wǎng)絡(luò)，是因特網(wǎng)的母語35三個(gè)協(xié)議的比較NetBEUI:

不可路由，靈活性差，用于小型單網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)，占用空間小，但速度快;IPX/SPX:

可進(jìn)行路由，靈活性較強(qiáng)，但范圍有限，占用空間大，速度較快；TCP/IP:

路由效果好，靈活性強(qiáng)，范圍廣，支持任意網(wǎng)絡(luò)，但速度慢可比作可比作可比作三個(gè)協(xié)議的比較NetBEUI:不可路由，靈活性差，用于小型36網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇原則：可靠性是否需要路由或多網(wǎng)段占用空間對(duì)方計(jì)算機(jī)所采用的協(xié)議一臺(tái)計(jì)算機(jī)盡可能少選用協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇原則：371物理層2數(shù)據(jù)鏈路層3網(wǎng)絡(luò)層4傳輸層5會(huì)話層6表示層7應(yīng)用層OSI7層參考模型物理層：是設(shè)備之間的物理接口數(shù)據(jù)鏈路層：提高物理層的傳輸可靠性網(wǎng)絡(luò)層：提供通信支持傳輸層：接收會(huì)話層的數(shù)據(jù)會(huì)話層：提供遠(yuǎn)程地址，建立雙方連接表示層：為應(yīng)用層提供解釋所交換數(shù)據(jù)的意義應(yīng)用層：為通信提供專用的應(yīng)用程序包5.3.3OSI7層參考模型1物理層2數(shù)據(jù)鏈路層3網(wǎng)絡(luò)層4傳輸層5會(huì)話層6表示層7應(yīng)用層385.3.3OSI7層參考模型5.3.3OSI7層參考模型395.3.4TCP/IP參考模型5.3.4TCP/IP參考模型405.4計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的組成5.4.1構(gòu)成局域網(wǎng)的主體設(shè)備5.4.2網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備5.4.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)5.4.4局域網(wǎng)的組建實(shí)例5.4計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的組成5.4.1構(gòu)成局域網(wǎng)的主415.4.1構(gòu)成局域網(wǎng)的主體設(shè)備局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器工作站通信設(shè)備通信協(xié)議常用服務(wù)器：文件服務(wù)器域名服務(wù)器打印服務(wù)器通信服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)成局域網(wǎng)的主體設(shè)備5.4.1構(gòu)成局域網(wǎng)的主體設(shè)備局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器常用服務(wù)器：421.網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)互連模型互連方式全球網(wǎng)絡(luò)互連5.4.2網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備

1.網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)5.4.2網(wǎng)絡(luò)的連435.4.2網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)適配器和中繼器集線器（Hub）：用于星型組網(wǎng)的設(shè)備網(wǎng)橋（連接兩個(gè)同類網(wǎng)絡(luò)）路由器（連接兩個(gè)以上的同類網(wǎng)絡(luò)），具有路徑選擇功能網(wǎng)關(guān)（連接異種網(wǎng)絡(luò)）2.網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備5.4.2網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備網(wǎng)絡(luò)適配器和中繼器2.網(wǎng)絡(luò)的445.4.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：具有網(wǎng)絡(luò)功能的操作系統(tǒng)特點(diǎn)復(fù)雜性——要對(duì)全網(wǎng)資源進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的資源共享。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間通信與同步。并行性——每個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)上的程序都可以并行執(zhí)行，一個(gè)作業(yè)可以分配到本地的節(jié)點(diǎn)機(jī)上，也可以分配到遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)機(jī)上。安全性——可對(duì)不同用戶規(guī)定不同的權(quán)限；提供身份驗(yàn)證機(jī)制；保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩捅Ｃ?。提供高效可靠的網(wǎng)絡(luò)通信能力提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能5.4.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：具有網(wǎng)絡(luò)功能的操作系45對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)客戶機(jī)/服