《计算机网络教程PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络教程PPT课件（220页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 计算机网络实用教程刘四清编写 清华大学出版社2006年4月 第1章计算机网络基础 本章主要介绍的内容有 计算机网络的基本概念计算机网络的产生与发展计算机网络的功能与应用计算机网络的基本组成计算机网络的拓扑结构与分类 1 1计算机网络概述 1 1 1什么是计算机网络计算机网络是将若干立的计算机通过传输介质相互物理连接 并通过网络软件逻辑地相互联系到一起而实现信息交换 资源共享 协同工作和在线处理等功能的计算机系统 网络 主要包含连接对象 即元件 连接介质 连接的控制机制 如约定 协议 软件 和连接的方式与结构四个方面 1 1计算机网络概述 1 1 2计算机网络的功能1 共享硬件与软件2 共享信
2、息3 通信电子邮件 网络聊天 IP电话和网络会议等 4 负荷均衡与分布处理5 系统的安全与可靠性能 1 1计算机网络概述 1 1 3计算机网络的应用在科研和教育中的应用在企事业单位中的应用在商业上的应用在通信与娱乐上的应用 1 2计算机网络的产生与发展 计算机网络最早出现于20世纪50年代 计算机网络也经历了从简单到复杂 从单机到多机的发展过程 其演变过程主要可分为以下四个阶段 即 面向终端的计算机网络 计算机通信网络 计算机互联网络 高速互联网络 1 2计算机网络的产生与发展 1 2 1面向终端的计算机网络 1 2计算机网络的产生与发展 1 2 2计算机通信网络 1 2计算机网络的产生与发展
3、 1 2 2计算机通信网络计算机通信网络在逻辑上可分为两大部分 通信子网 CommunicationSubnet 资源子网资源子网由主计算机系统 终端 终端控制器 连网外设 各种软件资源与信息资源组成 资源子网负责全网的数据处理业务 向网络用户提供各种网络资源与网络服务 通信子网由通信控制处理机 CommunicationControlProcessor CCP 通信线路和其他通信设备组成 完成网络数据传输 转发等通信处理任务 1 2计算机网络的产生与发展 1 2 3计算机互联网络 1 2计算机网络的产生与发展 1 2 4高速互联网络基于传统电信网络为信息载体的计算机互联网络不能满足人们对网络
4、速度的要求 促使网络由低速向高速 由共享到交换 由窄带向宽带方向迅速发展 即由传统的计算机互联网络向高速互联网络发展 以IP技术为核心的计算机网络 信息网络 也称高速互联网络 将成为网络 计算机网络和电信网络 的主体 信息传输 数据传输将成为网络的主要业务 一些传统的电信业务也将在信息网络上开通 但其业务量只占信息业务的很小一部分 1 3计算机网络的基本组成 计算机网络的主要由四部分组成 1 计算机系统2 通信线路和通信设备通信设备指网络连接设备 网络互联设备 包括 网卡 集线器 中继器 交换机 网桥和路由器以及调制解调器等其他的通信设备 3 网络协议如TCP IP协议 NetBEUI协议 I
5、PX SPX协议 4 网络软件网络软件可分为网络系统软件和网络应用软件两大类型 1 4计算机网络拓扑结构 网络拓扑结构是计算机网络节点和通信链路所组成的几何形状 计算机网络有很多种拓扑结构 最常用的网络拓扑结构有 总线型结构 环型结构 星型结构 树型结构 网状结构和混合型结构 1 4计算机网络拓扑结构 1 4 1总线型结构总线型结构采用一条单根的总线为公共的传输通道 所有的节点都通过相应的接口直接连接到总线上 并通过总线进行数据传输 1 4计算机网络拓扑结构 1 4 2环型结构环型结构是各个网络节点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中 每个节点设备只能与它相邻的一个或两个节点设备直接
6、通信 1 4计算机网络拓扑结构 1 4 3星型结构星型结构的每个节点都由一条点到点链路与中心节点 公用中心交换设备 如 交换机 集线器等 相连 1 4计算机网络拓扑结构 1 4 4树型结构树型结构是从总线型和星型结构演变来的 网络中的节点设备都连接到一个中央设备如集线器上 但并不是所有的节点都直接连接到中央集线器 大多数的节点首先连接到一个次级集线器 次级集线器再与中央集线器连接 树型结构有两种类型 一种是由总线型拓扑结构派生出来的 它由多条总线连接而成 另一种是星型结构的变种 各节点按一定的层次连接起来 形状像一棵倒置的树 故得名树型结构 1 4计算机网络拓扑结构 1 4 4树型结构 1 4
7、计算机网络拓扑结构 1 4 5网状结构与混合型结构网状结构是指将各网络节点与通信线路互联成不规则的形状 每个节点至少与其他两个节点相连 或者说每个节点至少有两条链路与其他节点相连 1 5计算机网络的分类 计算机网络可以有不同的分类方法 如 按网络覆盖的地理范围分类 按网络控制方式分类 按网络的拓扑结构分类 按网络协议分类 按传输介质分类 按所使用的网络操作系统分类 按传输技术分类和按使用范围分类等 1 5计算机网络的分类 1 5 1局域网 城域网和广域网按照网络覆盖的地理范围的大小 可以将网络分为 局域网 城域网和广域网三种类型 1 局域网 1 5计算机网络的分类 2 城域网 1 5计算机网络
8、的分类 3 广域网 1 5计算机网络的分类 1 5 2广播式网络与点到点网络根据所使用的传输技术 可以将网络分为 广播式网络点到点网络 1 5计算机网络的分类 1 5 3公用网与专用网1 公用网公用网又称公用数据通信网 通常 公用数据通信网是由政府的电信部门建立和管理的 这也是区别于其他网络的主要标志之一 2 专用网专用网络根据网络环境又可细分为部门网络 企业网络和校园网络三种 第2章数据通信基础 本章主要介绍的内容有 数据通信的基本概念数据通信方式数据通信传输介质数据编码技术数据传输速率传输介质数据网简介 2 1数据通信的基本概念 数据通信是指在计算机之间 计算机与终端以及终端与终端之间传送
9、表示字符 数字 语音 图像的二进制代码0 1比特序列的过程 信号 Signal 是数据的电磁波表示形式 按照在传输介质上传输的信号类型 可以分为 模拟信号数字信号两类相应地将数据通信系统分为 模拟通信系统数字通信系统两种 2 1数据通信的基本概念 2 1 1数据 信息与信号1 信息和数据数据是信息的载体 信息则是数据的具体内容和解释 有具体含义 表示信息的形式可以是数值 文字 图形 声音 图像及动画等 信息涉及数据所表示的内涵 而数据涉及信息的表现形式 它可以是数字 文字 语音 图形或图像等 数据是通信双方交换的具体内容 2 1数据通信的基本概念 2 1 1数据 信息与信号2 信号在数据通信中
10、 信息被转换为适合在通信信道上传输的电磁波编码 这种在信道上传输的电磁波编码叫做信号 Signal 信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式 2 1数据通信的基本概念 2 1 1数据 信息与信号下图分别表示模拟信号和数字信号 2 1数据通信的基本概念 2 1 2数据通信系统信息传输信系统由三个主要部分组成 信源 发送机 信宿 接收机 和信道 2 1数据通信的基本概念 2 1 2数据通信系统计算机网络中数据通信图示说明 2 2数据通信方式 2 2 1并行传输与串行传输 2 2数据通信方式 2 2 2异步传输与同步传输下图为异步传输 2 2数据通信方式 2 2 3数据传输方向 2 2数据通信方式
11、2 2 4连接方式下图分别为点到点连接方式和多点连接方式 2 2数据通信方式 2 2 5基带传输与频带传输数据信号的基本传输方式有两种 即 基带传输频带传输除此之外 在前两种数据信号基本传输方式的基础上演化而来还有 宽带传输数字数据传输 2 3数据编码技术 数据通信的数据编码方式分为两类 模拟数据编码与数字数据编码 2 3数据编码技术 2 3 1模拟数据编码方法 2 3数据编码技术 2 3 2数字数据编码方法 2 3数据编码技术 2 3 3脉冲编码调制方法 2 4数据传输速率 1 信道带宽信道上传输的是电磁波信号 某个信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽 2 数据传输速率与信道最大
12、传输速率数据传输速率是指信道每秒所能传输的二进制比特数 信道的最大传输速率是与信道带宽有直接联系的 即信道带宽越宽 数据传输速率越高 所以人们可以用 带宽 去取代 速率 2 4数据传输速率 3误码率误码率是衡量通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标 误码率是指二进制码元在传输过程中被传错的概率 4传输延迟 利用率和抖动传输延迟是指计算机系统的发送和接收处理之间的时间 利用率是吞吐量和最大数据传输速率之比 延迟不是固定不变的 它的实时变化叫做抖动 Jitter 2 5传输介质 传输介质是指数据通信系统中发送器和接收器之间的物理路径 它是传输数据的物理基础 传输介质分为有线和无线两大类 有线传输
13、介质包括双绞线 同轴电缆和光缆 无线传输介质是指利用大气和外层空间作为传播电磁波的通路 现在比较流行的使用方式为 局域网由双绞线连接到桌面 光缆作为通信干线 卫星用于跨国界传输 2 5传输介质 2 5 1双绞线双绞线通常有非屏蔽式和屏蔽式两种 下图是非屏蔽双绞线UTP 2 5传输介质 2 5 2同轴电缆同轴电缆有粗缆和细缆之分 下图所示为细同轴电缆段 2 5传输介质 2 5 3光纤 2 5传输介质 2 5 4无线传输介质无线传输主要包括 无线电波 微波 红外线和激光等 各种无线传输对应的电磁波谱范围如下图所示 2 5传输介质 1 地面微波通信 2 5传输介质 2 卫星微波通信卫星微波通信 简称
14、卫星通信 实际上是使用人造地球卫星作为中继器来转发信号的 2 6数据通信网简介 计算机网络 主要指广域网和城域网 有时需要借助电信部门的公用数据通信网络系统作为它的通信链路进行网络通信 通信网的基础是电信技术和计算机技术的结合 而完成计算机之间 计算机与终端以及终端与终端之间的信息传递的通信方式和通信业务就是数据通信 2 6数据通信网简介 常见的数据通信网有 1 电话拨号网2 公用分组交换网X 253 数字数据网DDN4 帧中继5 综合业务数字网ISDN6 非对称数字用户环路ADSL7 微波无线网8 卫星通信网 第3章计算机网络体系结构与协议 本章主要介绍的内容有 网络体系结构概述与相关概念O
15、SI参考模型TCP IP参考模型OSI参考模型与TCP IP参考模型NovellNetWare参考模型局域网协议举例 3 1基本概念 计算机网络是一个复杂的计算机及通信系统的集合 在其发展过程中逐步形成了一些公认的通用的建立网络体系的模式 可将其视为是建立网络体系通用的蓝图 称之为网络体系结构 NetworkArchitecture 用以指导网络的设计和实现 3 1基本概念 1 网络体系结构为了便于理解计算机网络体系结构 以两大城市 如广州和大连 邮寄信件的工作过程为例来说明 3 1网络体系结构与协议概述 2 网络协议人们常把国际互联网络叫做信息高速公路 要想在上面实现共享资源 交换信息 必须
16、遵循一些事先制定好的规则标准 这就是协议 Protocol 协议有三个要素 即 语法 语义 时序 3 1网络体系结构与协议概述 3 协议分层 3 1网络体系结构与协议概述 4 网络服务网络服务是指彼此相邻的两层间下层为上层提供通信能力或操作而屏蔽其细节的过程 上层可看成是下层的用户 下层是上层的服务提供者 从通信角度看 各层所提供的服务有两种形式 面向连接的服务和无连接的服务 3 2OSI参考模型 网络参考模型是为了规范和设计网络体系结构提出的抽象模型 3 2 1OSI参考模型描述国际标准化组织 InternationalStandardOrganization ISO 于20世纪80年代初提出了OSI参考模型 也称OSI RM OpenSystemInterconnectionReferenceModel OSI RM 这个关于网络体系结构的标准定义了网络互连的基本参考模型 OSI参考模型是具有七个层次的框架 如下图所示 自底向上的七个层次分别是物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层和应用层 3 2OSI参考模型 3 2 1OSI参考模型描述 3 2OSI参考模型 3
