第十章通信與網(wǎng)絡(luò).ppt

1、牙齒講座內(nèi)容，1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述2數(shù)據(jù)更換技術(shù)3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4 TCP/IP協(xié)議5網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部網(wǎng)和Intranet 6網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)模型，1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)生成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是20世紀(jì)60年代美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期的產(chǎn)物。60年代初，美國(guó)國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)人的非研究計(jì)劃局高級(jí)研究項(xiàng)目代理(ARPA)提出開(kāi)發(fā)具有很強(qiáng)生存性的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的電路交換電信網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)茄子缺點(diǎn)。如果正在通信的某個(gè)電路的開(kāi)關(guān)或鏈路被炸毀，整個(gè)通信電路將中斷。要代替其他迂回電路使用，必須再次打電話(huà)建立連接。這很快就會(huì)耽誤一些時(shí)間。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)生成新網(wǎng)絡(luò)基本特征網(wǎng)絡(luò)電腦之間的資料傳輸，撥號(hào)。網(wǎng)絡(luò)可以徐璐連接其他類(lèi)型的電

2、腦，不限于單一類(lèi)型的電腦。所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都同等重要，網(wǎng)絡(luò)生存性大大提高。計(jì)算機(jī)通信時(shí)必須有冗馀路徑。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能簡(jiǎn)單，并且能夠非常可靠地傳輸數(shù)據(jù)。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)生成1969年十二月，互聯(lián)網(wǎng)的前身美國(guó)ARPA網(wǎng)啟動(dòng)，象征我們經(jīng)常調(diào)用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)生成。牙齒計(jì)算機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種分組交換網(wǎng)絡(luò)。分組交換技術(shù)給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念、結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)帶來(lái)了根本性的變化，并為以后的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念1970年美國(guó)信息處理協(xié)會(huì)舉行的電腦聯(lián)合會(huì)議上，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義是“通過(guò)共享資源(硬件、軟件、數(shù)據(jù)等)的方式連接的，每個(gè)都是具有獨(dú)立功能的電腦系統(tǒng)的集合

3、”。牙齒書(shū)的定義：“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信線(xiàn)路連接地理上分散的、具有獨(dú)立功能的大量電腦系統(tǒng)，根據(jù)任何協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)?！弊詈?jiǎn)單的兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)電腦互連，復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是連接全世界電腦的網(wǎng)絡(luò)。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)物理跨度范圍內(nèi)的局域網(wǎng)局域網(wǎng)城域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)(WAN)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)中的廣播網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)：1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置為便于分析，根據(jù)數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理功能，通常從邏輯上網(wǎng)絡(luò)分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分。通信子網(wǎng)由通信控制處理器(CCP)、通信線(xiàn)路和其他通信設(shè)備組成，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)資料傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。資源子網(wǎng)包括主機(jī)系統(tǒng)、終端、網(wǎng)絡(luò)外圍

4、設(shè)備、各種軟件資源和信息資源。資源子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)(包括多種硬件和軟件配置)的面向應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)資源共享。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述、1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述、1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能數(shù)據(jù)通信資源孔劉可靠性增強(qiáng)系統(tǒng)處理能力、1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述、1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫負(fù)浣Y(jié)構(gòu)通常表示點(diǎn)和線(xiàn)的幾何體陣列或構(gòu)造幾何圖形。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)通信鏈路和節(jié)點(diǎn)的幾何體陣列或物理布局圖形。網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)浒ǎ嚎偩€(xiàn)結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)，1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆成洌?1)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，(2)星型結(jié)構(gòu)，(3)環(huán)形結(jié)構(gòu)，(4)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，1.6通信介質(zhì)通信，有線(xiàn)介質(zhì)包括雙絞線(xiàn)、同軸電纜和光纖其中雙線(xiàn)和同軸電纜用

5、金屬導(dǎo)體利用導(dǎo)線(xiàn)電流傳輸數(shù)據(jù)。光纖通過(guò)光波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。衛(wèi)星通信、紅外通信、激光通信和微波通信使用無(wú)線(xiàn)通訊范疇、電磁波傳輸數(shù)據(jù)。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，1.6通信介質(zhì)雙絞線(xiàn)(TP)是當(dāng)前使用最廣泛、相對(duì)便宜的價(jià)錢(qián)傳輸介質(zhì)。雙絞線(xiàn)有兩種茄子類(lèi)型：屏蔽雙絞線(xiàn)和非屏蔽雙絞線(xiàn)。屏蔽雙絞線(xiàn)的金屬屏蔽層能很好地承受外部電磁干擾，但價(jià)錢(qián)費(fèi)用高，目前使用少。未屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP)由塑料夾克包圍，內(nèi)部有4對(duì)不同顏色的線(xiàn)。UTP的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)錢(qián)價(jià)格低廉，使用簡(jiǎn)單。許多局域網(wǎng)技術(shù)都采用了高級(jí)UTP電纜，如5類(lèi)、5類(lèi)UTP等。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述和1.6通信媒體同軸電纜同軸電纜的材質(zhì)是同軸的。外部導(dǎo)體是用鐵絲編織的圓形公館，內(nèi)部導(dǎo)

6、體是圓形的金屬芯線(xiàn)。內(nèi)部芯和外部導(dǎo)體通常使用銅或鋁材料，內(nèi)部和外部導(dǎo)體之間有絕緣介質(zhì)。同軸電纜是總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，通信可靠性牙齒不好，在網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)很少被采用。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述，1.6通信介質(zhì)光纖(Fiber)是光纖或光纖電纜。光纖的中心包含一條或多條玻璃光纖，通過(guò)激光或發(fā)光二極管光波傳輸數(shù)據(jù)。中心外是具有不同屬性的玻璃層。它像一面鏡子，反射光線(xiàn)回到中心，反射方法取決于傳輸模式。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述、1.6通信媒體無(wú)線(xiàn)通訊無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)最近取得了很大進(jìn)展。目前，筆記型電腦內(nèi)置了IEEE802.11無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，許多PDA產(chǎn)品和手機(jī)也支持藍(lán)牙技術(shù)。應(yīng)用無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的方法有很多，包括無(wú)線(xiàn)電波、微波、衛(wèi)星、紅外、

7、激光等。有線(xiàn)傳輸不僅需要鋪設(shè)傳輸線(xiàn)，而且連接在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備也不能自由移動(dòng)。使用無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)，無(wú)需安裝傳輸線(xiàn)路，可以在一定范圍內(nèi)移動(dòng)設(shè)備，適用于線(xiàn)路安裝困難的地區(qū)，并為接收大量筆記型電腦提供了條件。網(wǎng)絡(luò)硬件、(1)通信介質(zhì)。常用的網(wǎng)絡(luò)電纜包括雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纖電纜等，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也使用無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)(包括微波、紅外線(xiàn)、激光)、衛(wèi)星線(xiàn)等傳輸介質(zhì)。(2)網(wǎng)絡(luò)接口。網(wǎng)卡。集線(xiàn)器、交換機(jī)。中繼器。橋牌。路由器。網(wǎng)關(guān)。(3)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。(4)網(wǎng)絡(luò)電腦工作站。牙齒課程內(nèi)容，1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述2數(shù)據(jù)更換技術(shù)3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4 TCP/IP協(xié)議5網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部網(wǎng)和Intranet 6網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)模式，2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，通

8、信子網(wǎng)必須能夠?yàn)樗袀魅霐?shù)據(jù)流提供從源節(jié)點(diǎn)到主機(jī)節(jié)點(diǎn)的路徑。實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)路徑的技術(shù)稱(chēng)為數(shù)據(jù)更換技術(shù)。從通信資源分配的角度來(lái)看，“更換”是以某種方式動(dòng)態(tài)分配傳輸線(xiàn)路的資源。網(wǎng)絡(luò)更換技術(shù)都經(jīng)歷了四個(gè)茄子發(fā)展階段：電路交換技術(shù)、消息更換技術(shù)、分組交換技術(shù)、綜合業(yè)務(wù)更換技術(shù)目前通信網(wǎng)絡(luò)中使用的交換技術(shù)主要是線(xiàn)路交換和數(shù)據(jù)包交換。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.1電路交換技術(shù)電路交換電腦終端之間的通信，一方開(kāi)始通話(huà)，交換機(jī)連續(xù)完成，對(duì)方收到發(fā)起方的信號(hào)，雙方就可以通信。整個(gè)通信過(guò)程中，雙方一直牙齒電路占有。特性包括實(shí)時(shí)性能、減少延遲、降低交換設(shè)備成本。但是也有線(xiàn)路利用率低、電路連接時(shí)間長(zhǎng)、通信效率低、每種終端用戶(hù)類(lèi)

9、型無(wú)法通信的缺點(diǎn)。電路交換比較適用于信息量大、消息長(zhǎng)、經(jīng)常使用的固定用戶(hù)之間的通信。電話(huà)更換系統(tǒng)就是采用這種更換方式。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)分組交換存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。將來(lái)自用戶(hù)端的數(shù)據(jù)暫存到交換機(jī)的內(nèi)存中，然后在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳遞。要發(fā)送的消息分為多個(gè)小組。識(shí)別每個(gè)分組后，在一條物理線(xiàn)路上使用動(dòng)態(tài)重用技術(shù)同時(shí)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)分組。與分組交換相比，電路交換電路利用率高。消息、2數(shù)據(jù)更換技術(shù)、2.2分組交換技術(shù)在發(fā)送方中首先將長(zhǎng)消息分為短、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)在每個(gè)數(shù)據(jù)段之前添加第一個(gè)配置分組。數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，第一，第一，第一，注意：左側(cè)是“前”，2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.

10、2分組交換技術(shù)分組交換網(wǎng)絡(luò)使用“分組”作為資料傳輸單位。將每個(gè)組依次發(fā)送到接收方(假定接收方在左側(cè))。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)每個(gè)組的第一部分包含地址等控制信息。分組交換網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)接收到的分組的第一地址信息，將分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點(diǎn)交換機(jī)。使用這種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方法，可以將分組發(fā)送到最終目的地。7.2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)接收方在收到分組后剝離了第一條還原信息。數(shù)據(jù)，第一，數(shù)據(jù)，第一，數(shù)據(jù)，第一，接收的數(shù)據(jù)，2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)，最后，將接收端接收的數(shù)據(jù)還原為原始消息。這里假設(shè)分組在傳輸過(guò)程中沒(méi)有錯(cuò)誤，在傳輸時(shí)沒(méi)有丟棄。數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.

11、2分組交換技術(shù)，H1，A，分組交換網(wǎng)絡(luò)，b，d，節(jié)點(diǎn)交換機(jī)處理分組的過(guò)程首先將接收到的分組放入緩存(臨時(shí)存儲(chǔ))。查找轉(zhuǎn)發(fā)表以查找應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)地址的端口。將分組發(fā)送到適當(dāng)?shù)亩丝凇?數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)分組交換優(yōu)勢(shì)效率：動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，逐段占用通信鏈路。靈活性：分組到傳輸單元并查找路徑?？焖伲嚎梢詫⒎纸M發(fā)送到其他主機(jī)，而無(wú)需先建立連接。充分利用鏈路的帶寬?？煽啃裕和暾木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議自適應(yīng)路由協(xié)議可提供網(wǎng)絡(luò)生存性。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)分組交換缺點(diǎn)組，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)傳遞時(shí)需要排隊(duì)，因此可能會(huì)導(dǎo)致延遲。分組必須攜帶的第一個(gè)(里面有必要的控制信息)也造成了一些開(kāi)銷(xiāo)。內(nèi)容、1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

12、概述2數(shù)據(jù)更換技術(shù)3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4 TCP/IP協(xié)議5網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)6網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)模型、3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換都必須遵守事先約定的規(guī)則。這些規(guī)則明確指定了正在交換的數(shù)據(jù)的格式和相關(guān)同步問(wèn)題(同步具有時(shí)序意義)。為在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而設(shè)置的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，簡(jiǎn)稱(chēng)協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層及其協(xié)議的集合。3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是分層結(jié)構(gòu)。分層的好處每個(gè)層都是獨(dú)立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可以劃分。易于實(shí)施和維護(hù)?？梢源龠M(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。，3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，3.1 OSI/RM參考模型國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO宣布了開(kāi)放式系統(tǒng)互連(OSI)參考模型，它是網(wǎng)絡(luò)互連的七

13、層框架。開(kāi)放系統(tǒng)是允許具有不同底層體系結(jié)構(gòu)的兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行通信的一組協(xié)議。OSI模型定義了開(kāi)放系統(tǒng)的層、層之間的關(guān)系以及每個(gè)層可能包含的服務(wù)。7.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型，7.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型(1)物理層：與通過(guò)通信通道傳輸物理層相關(guān)的遠(yuǎn)視數(shù)據(jù)位(0和1)物理層特定作業(yè)接口和介質(zhì)的物理特性位表示：編碼類(lèi)型數(shù)據(jù)速率：位特定于數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是“幀：拆分幀”和“組幀”。物理尋址：將發(fā)送者的物理地址和目標(biāo)地址添加到幀中。流量控制：如果數(shù)據(jù)接收速率小于傳輸速率，則使用流量控制機(jī)制防止接收過(guò)載。錯(cuò)誤控制：檢測(cè)損壞的幀，重新發(fā)送或丟棄幀。訪(fǎng)問(wèn)控制：確定

14、在特定時(shí)間點(diǎn)控制鏈接的設(shè)備。7.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型(3)網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層控制子網(wǎng)中的操作進(jìn)程，該子網(wǎng)將分組從源地址傳遞到目標(biāo)地址。網(wǎng)絡(luò)層特定作業(yè)邏輯尋址：通過(guò)完成數(shù)據(jù)鏈路層物理尋址處理牙齒尋址問(wèn)題。將頭添加到上一層的包中，包括發(fā)件人和收件人的邏輯地址。路由：當(dāng)某些獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)連接形成一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，連接設(shè)備(路由器或網(wǎng)關(guān))將數(shù)據(jù)包發(fā)送到最終目的地。擁塞控制、7.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、7.3.1 OSI/RM參考模型(4)傳輸層：負(fù)責(zé)從源到目標(biāo)的完整消息傳遞過(guò)程。它保證了整份報(bào)紙沒(méi)有錯(cuò)誤，按順序到達(dá)目的地。傳輸層特定作業(yè)通信端口尋址：將整個(gè)消息傳遞給指定計(jì)算機(jī)上的指定進(jìn)程。段和裝配：將消息分為可傳輸段，然后添加序列號(hào)，以便正確裝配消息。連接控制：可以是無(wú)傳輸層連接或面向連接。流控制：牙齒層中的流控制位于端到端。錯(cuò)誤控制：牙齒層的錯(cuò)誤控制是端到端的。7.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型(5)會(huì)話(huà)層：會(huì)話(huà)層是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)話(huà)框控制器，通過(guò)該控制器可以在徐璐其他系統(tǒng)的用戶(hù)之間建立會(huì)話(huà)，這是設(shè)置和維護(hù)以及并發(fā)通信系統(tǒng)交互的用戶(hù)導(dǎo)向。7.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型(6)表示層：包含兩個(gè)系統(tǒng)在表示層時(shí)交換信息的含義和語(yǔ)法