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1、计算机网络(大专)_ppt课件,周若鸿(南大计算机系01研),2/28/2020,1,课件说明,本课件主要依据中央电大给出的计算机网络(大专)课程考核说明，针对各章中的重点、难点进行讲解。以期配合郑纪蛟老师的录像资料，能获得较好的学习效果。观看时最好请用幻灯片放映模式播放。,2/28/2020,2,第1章 导论,1熟练掌握：,2掌握：,3了解：,计算机网络系统的基本构成。,计算机网络所提供共享的硬件、软件、信息三类资源。网络的基本拓扑结构。,计算机网络的发展历史，以及计算机网络和互连的技术新进展。,2/28/2020,3,计算机网络系统的基本构成：,由通信子网，网络高层和网上应用构成，如下图：
2、,用来保证整个计算机网络通信的基本传输的部分；由物理信道，信道链路的通信控制软件组成，并向高层提供尽力而为的通信支持。,应用非常广泛，几乎涉及所有的方方面面。其主要支撑环境由网络目录服务、网络域名服务、网络数据库服务等组成。,也提供传输服务，即网络节点到对方的网络节点之间的端到端的完整通信服务。其目的是彻底分开网上的应用和底层的数据通信。,2/28/2020,4,1）电路交换：它是一种直接的交换方式，它为一对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道，既可是物理通道又可是逻辑通道（使用时分或频分复用技术）。这条通道是由节点内部电路对节点间传输路径经过适当选择、连接而
3、完成的，是一条由多个节点和多条节点间传输路径组成的链路。,交换又称转接，是通信网中实现数据传输的一种方式。可以理解为从一条线路输入交换节点后选择另一条线路输出。常用的交换技术有：,交换的概念、交换的类型（电路交换和包交换）,电路交换,报文交换,2）报文交换：在报文交换网中，网络节点通常为一台专用计算机，备有足够的外存，以便在报文进入时，进行缓冲存储。节点接收到一个报文之后，报文暂时存放在存储设备之中，等输出电路空闲时，再根据报文中所指的目的地址转发到下一个合适的节点，如此往复，直到报文到达目标数据终端。所以报文交换也称为存储转发。,2/28/2020,5,3）分组交换：属于“存储/转发”交换方
4、式，但它不像报文交换那样以报文为单位进行交换、传输，而是以更短的、标准的“报文分组”(package)为单位进行交换传输。分组是一组包含数据和呼叫控制信号的二进制数，把它人微言轻一个整体加以转接，这些数据、呼叫控制信号以及可能附加的差错控制信息是按规定的格式排列的。假如A站有一份比较长的报文要发送给C站。则它首先将报文按规定长度划分成若干分组，每个分组附加上地址及纠错等其他信息，然后将这些分组顺序发送到交换网的节点C。（分组交换即包交换。）,计算机网络所提供三类共享资源。,硬件、软件、信息,网络的基本拓扑结构，星形、环形、树形、全连接及不规则等，如下图：,2/28/2020,6,星形结构,环形
5、结构,树形结构,全连接结构,不规则结构,2/28/2020,7,第2章 层次化结构,1熟练掌握：,开放式系统和TCP/IP模型的概念，对等层协议信息流和纵向数据流的概念，每一层的基本功能分工，服务和接口的概念。,2掌握：,相关技术术语包括连接、成帧、报文分组、分段与重装、纠错、地址、路由选择和滑动窗口流控的概念及工作机理。,3了解：,OSI七层开放式系统互连参考模型的基本概念。,2/28/2020,8,开放式系统：,开放式系统中不同软硬件设备连接都遵循同一体系结构，使得网络中的计算机可以相互访问,计算机网络的层次化体系结构：,计算机网络是一个复杂的网络系统，采用层次化结构的方法来描述它，可以将
6、复杂的网络问题分解为许多比较小的、界线比较清晰简单的部分来处理。其分层的原则是将一组相近的功能放在一起，形成一个网络的结构层次。,2/28/2020,9,TCP/IP指传输控制协议/网际协议。表示Internet中所使用的体系结构或指整个的TCP/IP协议族，由其中两个主要协议即TCP协议和IP协议而得名。它包含了大量的协议和应用，已成为国际互联网上与所有网络进行交流的共同“语言”。虽然它不是ISO标准但广泛的使用使它成为一种“实际上的标准”，ISO的OSI参考模型制定，参考了TCP/IP协议集及其分层体系结构的思想。,目前，国际上并列地存在着多个计算机网络的标准。而其中最有影响的是国际标准化
7、组织的ISO/OSI标准和因特网的TCP/IP标准。,2/28/2020,10,ISO/OSI则是International Standard Organization/Open Systems Interconnection（国际标准化组织/开放式系统互连）的缩写，OSI参考模型将原理体系结构中的应用层再分成三个层次，因此称为7个层次的体系结构。,2/28/2020,11,网络体系结构指的是计算机网络的各层及其协议的集合。协议基本上是通信双方关于通信如何进行而达成的致说明或约定。在层次化体系结构中，下层向上一层提供一定的服务，而将如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。两台机器间在同一层次上
8、进行“对话”，“对话”的规则即这一层的协议。,2/28/2020,12,TCP/IP协议集如下图：,2/28/2020,13,面向连接服务与无连接服务：,1）面向连接服务又称为虚电路服务，这是一种“电话通信系统模式”。例如，通过电话机要与某人通话，先拿起电话话筒拔电话号码，接通后谈话，然后挂断。同样，在使用面向连接的服务时，用户首先要建立连接，使用连接，然后再释放连接。其中连接是指两个对等实体为进行数据通信而进行的一种结合面向连接的服务，本质上像个管道，即发送者在管道的一端放入物体，接收者在管道的另一端按同样的次序取出物体。可分为三个阶段：连接建立、数据传送和释放连接。,2）无连接服务的特点是
9、两个实体之间的通信不需要先建立一个连接，这是一种“邮政通信系统模式”。每封“信件”相当网络系统中的每一个报文。每一个报文都带有完整的目的地址，并独立于其他报文，通过系统选定的路线传递数据舆时有关资源将动态地进行分配，通信的两个实体不必同时处于激活状态，因此，灵活方便，比较迅速，但不能防止报文的丢失、重复或失序。因为，在正常情况下，当两个报文发往同一目的地是，先发的应先收到，但也有可能先发的在途中延误，后发的反面先到，这种情况在面向连接的服务中是绝对不可能发生的。适用于传送少量零星的报文。,2/28/2020,14,路由选择：在复杂连接的网络内，于网络层上，选择什么样的路径发送IP包。,成帧：计
10、算机网络链路层上转送的一种信息格式，典型的帧由帧头、帧尾和正文三部分构成。如下图：,报文分组：即IP包，网络层工作的统一格式，其中IP包头含了版本号、源地址、目标地址等信息。,分段与重装：发送方的网络层在处理运输层传来的较长报文时，把报文拆成若干个包（报文分组）来分别传送，而接收方的网络层则要把分别收到的IP包重组成完整的报文。,纠错：在网络中传送的信息可以存在错误，则可利用冗余发现其中的错误并纠正。,滑动窗口流控的概念及工作机理：计算机网络中的一个“流”控制协议。节点每次发送“窗口大小”的一批帧，随着帧被发出，“窗口”往后移。窗口一边是已经发送成功并得到确认的帧，另一边是尚待发送出去的帧，而
11、窗口内的帧则已发出但未得到确认。,2/28/2020,15,第3章 通信子网,1熟练掌握：,通信子网的组成，信道与信道带宽，调制/解调制、编/解码的概念，TCP/IP协议的主要内容，IEEE802.3协议，组网连接的主要几种方式，局域网、城域网、广域网的概念，IP地址的编址方式。,2掌握：,通信子网和高层应用分离的原则，几种重要的信道复用技术、计算机网络中的虚连接、交换、波特和比特率、面向连接的服务和无连接的服务的概念。,3了解：,虚拟网络、快速以太网及Ipv6。,2/28/2020,16,2/28/2020,17,通信子网(communication subnet，或简称子网)：由用作信息交
12、换的节点计算机NC和通信线路组成的独立的通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和交换等通信处理工作。,信道：信息的通道；信道带宽，是指在一个物理信道内可以传输频率的范围，单位：赫兹（Hz）。,编码：把电的脉冲信号先转变成适合物理媒介内传送的一种能量形式的代码；解码：当以某种能量的形式的信号到达传输媒体的另一端时，就要再把这个能量形式的信息转换回到数字信号的原来形态。,调制/解调制：计算机要在较长的距离上进行通信，要借助此技术，调制一般是利用一个固定频率的正弦波做载波，以要传送的信号脉冲为控制信号，让载波的某个物理特性按照该控制信号的波形发生相应的变化，这个变化的过程为调制；反过来，把数字信
13、号从已经变化了的载波上改变回来的过程为解调制。,IEEE802.3协议，定义了CSMA/CD总线网（以太网）的介质访问控制和物理层规范。,2/28/2020,18,组网连接的主要几种方式：,2）网桥工作在链路层，可将两个局域网连接起来，并按MAC（介质访问控制）地址转发帧；,1）中继器工作在物理层，简单地增加局域网传输距离的物理设备，它作为信号放大器，可使实际的网络跨越更大的距离；,3）路由器工作于网络层，将不同类型的网络连接起来，主要用来实现协议转换和路径选择。,2/28/2020,19,IPv4：32位二进制数地址，用十进制的表示法来书写IP地址，如129.52.0.15，ABCDE三类地
14、址如下图。几个特殊的IP地址1.1.1.1（广播）、0.0.0.0（本机）、127.0.0.1（自我测试）。,虚连接：用软件实现的连接，TCP/IP提供的就是这种连接。,2/28/2020,20,局域网，在适当的区域、以适当的传输速率直接进行沟通。其主要特点是：覆盖范围小、数据传输速率较高；较小的时延和较低的误码率；各站点间形成平等关系；能进行广播或多播。,城域网MAN的地理范围比局域网的大，并具有中速到高速的通信信道，其差错率和时延可略高于局域网的指标。一个城域网可以为一个或几个单位所拥有，也可以是一种公用设施，用于多个局域网互连。城域网与局域网使用相同的体系结构，有时也并入局域网的范围。,
15、广域网由结点交换机以及连接这些交换机的链路组成。与局域网的主要区别是：局域网使用的协议主要在数据链路层，而广域网使用的协议主要在网络层。,2/28/2020,21,波特率：用来表示模拟信号每秒钟变化次数的度量单位：比特率：每秒可以传输的比特数就是信道传输的速率，单位：bps 。,所谓面向连接，是指通信双方在进行通信前，事先在双方之间建立起一个完整的可以彼此沟通的通道；而无连接则在需要的时候发出带有接收方地址的信息。,虚拟网络：通过软件将网络站点划分为多个逻辑组，网络包的广播只局限在同一逻辑组中，同时为系统用户的移动、修改及增加等操作提供方便，减少了网络维护的难度和费用。,快速以太网：,Ipv6
16、是一种新版本的IP协议，是IPv4的发展。在IPv4越来越不适应新应用要求和网络不断扩张的情况下，IPv6将IPv4的32比特地址空间扩展到128比特，提供了一个更加有效的“无限”的IP地址空间；IP还将IP数据报报头作了简化，使路由器处理分组的速度更快；同时也考虑了安全性和服务质量问题以适应新业务的需要（如多媒体数据流）。,2/28/2020,22,IEEE802标准约定局域网的体系结构由物理层、介质访问层、逻辑链路控制层组成，其中后二者相当于ISO/OSI参考模型的数据链路层。 IEEE802.3中约定，以太网是一种应用总线拓扑的网络技术，它采用了载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）机制，解决总线上信号的冲突问题。以太网硬件运行在10Mbps带宽上，快速以太网的新版本运行在100Mbps的带宽上。,2/28/2020,23,环形网络实例IBM令牌环、FDDI，其中FDDI应用了反向旋转环技术，可达到100bps的带宽。,2/28/2020,24,第4章 高层应用,1熟练掌握：,2掌握：,客户/服务器模式和浏览器模式的概念。,3了解：,其他互联网络应用如BBS、网上聊天、网络
