第8章+計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).ppt

1、1,第8章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),8.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 8.2 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò) 8.3 Internet 8.4 Internet應(yīng)用,2,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義及功能,定義：所謂計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就是把地理上分散的、具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用通訊設(shè)備和線路互相連接，并配以相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)軟件，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。,功能：,數(shù)據(jù)傳送和通信,提高計(jì)算機(jī)的可靠性與可用性-均衡各計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān),3,8.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,1第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 以主機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)終端網(wǎng)絡(luò) 聯(lián)機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)與多處理機(jī)網(wǎng)絡(luò)相比較有如下缺點(diǎn)。 主機(jī)負(fù)荷較重，既要承擔(dān)通信工作，又要承擔(dān)數(shù)據(jù)處理，主機(jī)的效率低。 通信線路的利用率低，尤其

2、在遠(yuǎn)距離時(shí)，分散的終端都要單獨(dú)占用一條通信線路，費(fèi)用貴。解決的方法是在終端聚集的地方采用遠(yuǎn)程線路集中器，以降低通信費(fèi)用。 這種結(jié)構(gòu)屬集中控制方式，可靠性低。,4,第一代網(wǎng)絡(luò)：,5,第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),這一階段是在20世紀(jì)的6070年代之間，這一階段是以通信子網(wǎng)為中心，通過(guò)公用通信子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的通信。 典型代表：ARPAnet 以通信子網(wǎng)為中心，實(shí)現(xiàn)了“計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)”的通信。 采用“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制，大大提高了通信線路的利用率 將網(wǎng)絡(luò)劃分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)都相對(duì)容易 缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；同一網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)必須是相同類型的。 ARPA NET的出現(xiàn)，為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)

3、準(zhǔn)化建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。,返回,6,第二代：計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),7,第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò),返回,從20世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)入了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)代。 典型代表：Internet 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的要求更為迫切。 制定出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)OSI參考模型 隨著Internet的發(fā)展，TCP/IP協(xié)議族的廣泛應(yīng)用。 局域網(wǎng)的全面發(fā)展。 所謂“開(kāi)放”，即網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是公開(kāi)的，免費(fèi)使用的、統(tǒng)一的。,8,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)示意圖,9,第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)寬帶化、綜合化、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò),返回,進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始向?qū)拵Щ⒕C合化、數(shù)字化方向發(fā)展。目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正處于第4個(gè)發(fā)展階段，這是一個(gè)

4、智能化、全球化、高速化、個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。,10,Internet示意圖,11,8.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能,1資源共享 數(shù)據(jù)通信 分布式處理 提高計(jì)算機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性,12,8.1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)組成,13,資源子網(wǎng),由主機(jī)、終端、連網(wǎng)外設(shè)各種軟件資源和信息資源組成。 主機(jī)：提供接入服務(wù)、信息服務(wù)的計(jì)算機(jī)。早期主要由大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)承擔(dān)，現(xiàn)在也用高檔微機(jī)。 終端：是用戶訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)。 軟件： 數(shù)據(jù)：,14,通信子網(wǎng),由通信處理機(jī)、通信線路、通信設(shè)備組成。 通信處理機(jī)（IMP）：如路由器、交換機(jī)等。一方面作為與資源子網(wǎng)的主機(jī)、終端連接的接口，

5、另一方面作為通信子網(wǎng)中的分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)。 通信線路：連接主機(jī)、通信處理機(jī)，為它們之間傳輸數(shù)據(jù)提供通道。,15,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu),1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 定義：是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由3個(gè)要素組成。 （1）語(yǔ)法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式（即“怎么講”）。 （2）語(yǔ)義：控制信息的含義，需要做出的動(dòng)作及響應(yīng)（即“講什么”）。 （3）時(shí)序：規(guī)定了操作的執(zhí)行順序（即“什么時(shí)候講”）。,16,3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)-OSI和TCP/IP參考模型,1OSI參考模型 OSI（Open System Interconnection，開(kāi)放系統(tǒng)互連）參考模型分為七層， 1984年

6、由ISO所公布，如圖所示。各層功能簡(jiǎn)述如下。 （7）應(yīng)用層： （6）表示層： （5）會(huì)話層： （4）傳輸層： （3）網(wǎng)絡(luò)層： （2）數(shù)據(jù)鏈路層： （1）物理層：,17,18,物理層(Physical),實(shí)現(xiàn)在物理媒體上透明地傳送原始比特流。 定義了激活、維護(hù)和關(guān)閉終端用戶之間機(jī)械的、電氣的、過(guò)程的和功能的特性 機(jī)械特性：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格 電氣特性：信號(hào)電平，脈沖寬度，頻率，數(shù) 據(jù)傳送速率，最大傳送距離等 功能特性：接口引腳的功能作用 過(guò)程特性：信號(hào)時(shí)序，應(yīng)答關(guān)系，操作過(guò)程,返回,19,數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link),把從物理層來(lái)的原始數(shù)據(jù)打包成幀。負(fù)責(zé)幀在計(jì)算機(jī)之間的無(wú)差錯(cuò)傳遞，

7、使相鄰結(jié)點(diǎn)間的鏈路對(duì)網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無(wú)差錯(cuò)的鏈路 幀是放置數(shù)據(jù)的、邏輯的、結(jié)構(gòu)化的包。 所關(guān)心的問(wèn)題包括： 物理地址、鏈路維護(hù)； 組幀：把數(shù)據(jù)封裝在幀中, 按順序傳送； 定界與同步：產(chǎn)生/識(shí)別幀邊界； 差錯(cuò)恢復(fù)：采用重傳（ARQ）的方法； 流量控制：收發(fā)雙方傳輸速率的匹配。 典型協(xié)議：多路訪問(wèn)控制協(xié)議(MAC，Multiple Access Control protocol),返回,20,網(wǎng)絡(luò)層,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中兩主機(jī)間的數(shù)據(jù)交換。由于通信的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)間可能要經(jīng)過(guò)許多個(gè)節(jié)點(diǎn),也可能經(jīng)過(guò)多個(gè)通信子網(wǎng),故網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)是： 選擇合適的路徑將信息送到目的站,這就是所謂的路由選擇。 進(jìn)行流量控制,以防止網(wǎng)絡(luò)擁

8、塞引起的網(wǎng)絡(luò)功能下降。 網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)男畔⒁詧?bào)文分組為單位。 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議最著名的協(xié)議是國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)CCITT的X.25協(xié)議,對(duì)應(yīng)OSI的下三層，相當(dāng)于ISO8473/8348標(biāo)準(zhǔn)，提供數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種類型的接口。,21,傳輸層(Transport),傳輸層是資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的接口層。 進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并組裝成報(bào)文流；傳輸單位為：報(bào)文 提供端到端的服務(wù) 提供“面向連接”（虛電路）和“無(wú)連接”（數(shù)據(jù)報(bào)）兩種服務(wù)； 傳輸差錯(cuò)校驗(yàn)與恢復(fù)；,22,會(huì)話層（Session） 對(duì)不同開(kāi)放系統(tǒng)中兩個(gè)進(jìn)程間通信的過(guò)程進(jìn)行管理和協(xié)調(diào) 不參與數(shù)據(jù)傳輸，主要進(jìn)行對(duì)話的管理 表示層（Presentation）

9、向應(yīng)用進(jìn)程提供資料表示，如信息編碼、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等。,返回,23,應(yīng)用層(Application),為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù) 識(shí)別并證實(shí)目的通信方的可用性 使協(xié)同工作的應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)同步 判斷是否為通信過(guò)程申請(qǐng)了足夠的資源 處理被傳送數(shù)據(jù)的表示問(wèn)題，即信息的語(yǔ)義。 應(yīng)用層協(xié)議的例子： 遠(yuǎn)程登錄協(xié)議Telnet、文件傳輸協(xié)議FTP、 超文本傳輸協(xié)議HTTP、域名服務(wù)DNS、 簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議SMTP、郵局協(xié)議POP3等,24,2TCP/IP參考模型,圖4-5 OSI參考模型和TCP/IP參考模型的對(duì)比,25,TCP/IP參考模型所定義的5個(gè)層次如下 （1）應(yīng)用層： （2）傳

10、輸層： （3）網(wǎng)絡(luò)層： （4）數(shù)據(jù)鏈路層和物理層1：,26,數(shù)據(jù)的封裝和拆封的過(guò)程,3數(shù)據(jù)封裝,27,8.1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類,1按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍分類 按照連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)之間的距離和網(wǎng)絡(luò)覆蓋地域范圍的不同，網(wǎng)絡(luò)可分為以下幾種類型。 （1）局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）： （2）廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）： （3）城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，MAN）：,28,傳輸距離有限，一般在10公里以內(nèi) 傳輸速率高，可達(dá)10Mbps以上 誤碼率低 一般用專線連接,局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network）,29,用于

11、連接幾十公里內(nèi)的企業(yè)、機(jī)關(guān)的局域網(wǎng) 介于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間。,城域網(wǎng)(MAN, Metropolitan Area Network),30,廣域網(wǎng)(WAN, Wide Area Network),傳輸距離廣，一般在幾十公里以上，覆蓋一個(gè)地區(qū)、國(guó)家、甚至是整個(gè)世界。Internet是其典型代表 傳輸速率相對(duì)較低 一般租用公共通信線路 廣域網(wǎng)主要采用分組交換技術(shù),返回,31,因特網(wǎng)（Internet）,也稱為互聯(lián)網(wǎng)，分布在世界各地，是一個(gè)規(guī)?？涨暗某?jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),32,（1）星型網(wǎng) （2）總線型網(wǎng) （3）環(huán)型網(wǎng) （4）網(wǎng)狀型網(wǎng) （5）樹(shù)型網(wǎng),2按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類,33,網(wǎng)絡(luò)的分類按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分,計(jì)算機(jī)網(wǎng)

12、絡(luò)的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),34,總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),總線型拓?fù)洌翰捎靡粭l公共總線作為通信線路，所有工作站都共用這條通信線路。 優(yōu)點(diǎn)：1）不需中間的連接設(shè)備，成本低； 2）節(jié)約電纜； 缺點(diǎn)：1）網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較差，當(dāng)某一接頭接觸不良時(shí)會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的通信；2）排除故障比較困難；3）僅適合連接較少的計(jì)算機(jī) ；,35,星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),缺點(diǎn)： 1）過(guò)分依賴中央節(jié)點(diǎn)，一旦中央節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障即會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓； 2）線路總長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，成本高。,36,環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),工作站,工作站,工作站,工作站,工作站,工作站,37,樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),工作站,工作站,工作站,工作站,38,網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),工作站,工作站,工作站,工作站,工

13、作站,工作站,39,混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),40,網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備,1、網(wǎng)卡 計(jì)算機(jī)主要通過(guò)網(wǎng)卡接入局域網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)卡除了起到物理接口作用外，還有控制數(shù)據(jù)傳送（數(shù)據(jù)打包、解包）的功能。,41,USB接口的無(wú)線網(wǎng)卡,42,網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備,2、傳輸介質(zhì)：用于連接網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn) 同軸電纜： 雙絞線： 光纖： 無(wú)線：,43,44,網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備,3、中繼設(shè)備： 包括集線器、交換機(jī)、路由器等,交換機(jī)示意圖,45,8.1.7 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的主體，其功能為處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、分配網(wǎng)絡(luò)資源、提供用戶服務(wù)等。常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Unix, Windows NT、Windows 2000 S

14、erver，Windows 2003 Server ，Netware（NOVELL公司），Linux（開(kāi)源軟件）等。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。,46,XP的網(wǎng)絡(luò)功能,網(wǎng)卡的禁用與啟動(dòng) 局域網(wǎng)的連接與設(shè)置 配置TCP/IP協(xié)議 設(shè)置共享資源 打印機(jī)的共享與使用,47,8.2 Internet基礎(chǔ),Internet是由美國(guó)國(guó)防部所資助的ARPANET網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來(lái)，它也被稱為國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)或因特網(wǎng)。Internet使用的通信協(xié)議是TCP/IP。,48,8.2.1 Internet概述,Internet是由成千上萬(wàn)的不同類型、不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和成千上萬(wàn)個(gè)共同工作、共享

15、信息的計(jì)算設(shè)備組成的世界范圍的巨大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 Internet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種松散的層次結(jié)構(gòu)。 從信息服務(wù)的角度看，Internet又是一個(gè)世界規(guī)模的巨大的信息和服務(wù)資源網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樗軌驗(yàn)槊恳粋€(gè)入網(wǎng)的用戶提供有價(jià)值的信息和其他相關(guān)的服務(wù)。,49,Internet數(shù)據(jù)傳輸,將Internet中大大小小、各種各樣網(wǎng)絡(luò)連接在一起的“粘結(jié)劑”是稱為TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。這個(gè)協(xié)議使得各種各樣不同類型的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)都能連入Internet，互通信息。 TCP/IP是一個(gè)協(xié)議簇，它本身是一組通信協(xié)議的代名詞，常用的協(xié)議如圖所示。TCP/IP這個(gè)名字就是來(lái)自于這組通信協(xié)議中最重要的兩個(gè)協(xié)議：TCP和

16、IP。TCP/IP組成了Internet世界的通用語(yǔ)言，連入Internet的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都能理解這個(gè)協(xié)議，并且依據(jù)它來(lái)與Internet中的其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。,50,圖 TCP/IP協(xié)議簇常用協(xié)議,51,8.2.3 IP地址,IP地址就是給每個(gè)連接在Internet上的主機(jī)分配的一個(gè)在全世界范圍內(nèi)惟一的標(biāo)識(shí)符，相當(dāng)于通信時(shí)每個(gè)計(jì)算機(jī)的名字。 目前在Internet上使用的IP地址主要采用的是IPv4，即第4代版本。 IP地址又是一種層次性的地址，分為網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩個(gè)部分。,52,IP地址分為5類：A類、B類、C類、D類和E類。其中A、B、C類地址是主類地址，D類地址為組播（Multi

17、cast）地址，E類地址保留給將來(lái)使用，如圖所示。,2IP地址的分類,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類地址,host-id 16 b

18、it,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,A 類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段 net-id 為 1 字節(jié)，而主機(jī)號(hào)為3個(gè)字節(jié),net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,B 類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段 net-id 為 2 字節(jié)，而主機(jī)號(hào)為2個(gè)字節(jié),net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1