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1、第五讲 计算机网络基础,计算机网络的定义 计算机网络的组成 计算机网络的分类 计算机网络的拓扑结构 网络体系结构与网络协议,计算机网络简介,定义：计算机网络就是将地理位置不同、具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路，并以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统。,1、计算机网络的定义和功能,功能： 资源共享。包括：硬件、软件、数据和信息资源共享。 相互通信.,2、计算机网络的基本组成,计算机网络由硬件和软件两大部分组成，包括： 连接介质 线缆（双绞线，同轴电缆，光纤等），无线信道等 物理层连接设备 中继器，信号放大设备等 网络适配器 网卡 数据链路层连接设备 集线器(HUB)，交换机，
2、网桥,计算机网络的基本组成（续）,路由设备 路由器(router) 网络层软件 IP协议软件等 传输层软件 TCP和UDP协议软件 应用软件 各种应用的服务器软件和客户机软件，如HTTP Server软件和www浏览器软件。,计算机网络操作系统,网络操作系统：具有网络功能的操作系统,对等网：网络中的所有计算机都具有同等地位，没有主次之分。网络上任何一个节点机所拥有的资源都作为网络资源，可被其他节点机上的用户共享。 客户机/服务器模式：网络中有几台计算机专门充当服务器，为整个网络提供共享资源和服务。,网络操作系统,Novell Netware,3、计算机网络的分类,根据不同的标准，计算机网络可以
3、分成不同的类型。,按通信介质分：,有线网：如双绞线网、同轴电缆网、光纤网,双绞线,同轴电缆,光纤和光端设备,无线网,在电磁波频谱中，目前可用于通信的有无线电波、微波、红外、可见光。,地面微波通信,卫星微波通信,3、计算机网络的分类（续）,按通信技术分： 广播式网络：在广播式网络中，所有计算机共享一个通信信道。当网络中的一台计算机向另一台计算机发送信息时，发送的信息中含有目的地址和源地址。所有计算机均收到该信息，当目的地址为本机地址时接收该信息，否则丢弃该信息。 点到点通信：每条物理线路连接一台计算机。,3、计算机网络的分类（续）,通信子网中各台计算机连接的形式和方法称为网络的拓扑结构。,4、计
4、算机网络的拓扑结构,计算机网络的拓扑结构：,总线型 星型 环型 树型 网状,总线型：,通过一根传输线路将网络中的所有结点连接起来，这根线路称为总线。 特点：结构简单灵活，连接方便，价格便宜，易实现、易维护、易扩充。但故障诊断困难。,环型：,各个节点首位相连形成一个闭合的环。 特点：每个节点地位平等，抗故障性能好。但任意一个结点或一条线路出问题将导致整个网络瘫痪。,星型：,每个结点均以一条单独的线路与中央结点相连。 特点：结构简单，各节点间相互独立。但线路太多。,树型：,是总线型拓扑的扩展。是在总线网络上加上分支形成的。 特点：属于分层网，组网灵活，易于扩展。并与故障隔离，但对根结点的依赖性太大
5、。,网状拓扑结构,特点 可靠性高 结构复杂，不易管理和维护 线路成本高 适用于大型广域网 因为有多条路径，所以可以选择最佳路径，减少时延，改善流量分配，提高网络性能，但路径选择比较复杂,5. 计算机网络的体系结构和协议,网络体系结构： 网络协议可以使不兼容的系统互相通信。,计算机网络是一个非常复杂的系统。为了设计这样复杂的计算机网络，大多数网络在设计时就提出了分层的方法。“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理，这样可以减少协议设计的复杂性。 象这样的网络结构层次模型及各层协议的集合称为计算机网络体系结构。,分层的作用：,发送主机的第N层
6、所发送的包恰好由接收主机的第N层处理，它们被称为对等层，它们之间的通信遵循对等层协议，即第N层协议。 每层协议只是负责并完成一部分通信工作，每层协议利用下层协议的功能，并为上一层提供服务，层层功能叠加，所以各层协议协同工作才能完成全部通信工作。,层次模型的通信方式,打电话告诉他，我要收购他的公司,他要收购我的公司？！￥,你好，我的老板想收购你们公司，请转告你们老板,ISO/OSI参考模型,为了解决异种机互连及通信问题，70年代后期国际标准化组织(ISO)制定了OSI参考模型。 该模型采用了三级抽象，即体系结构、服务定义和协议规格说明。 体系结构部分定义OSI的层次结构、各层关系及各层可能的服务
7、； 服务定义部分详细说明了各层所提供的功能； 协议规格部分的各种协议精确定义了每一层在通信中发送控制信息及解释信息的过程。,ISO/OSI体系结构参考模型,为了解决异种机互连及通信问题，ISO/OSI模型是国际标准化组织（ISO）提出的开放系统互连参考模型（Open Systems Interconnection Reference Model）。 从功能上划分为7层，分别为： 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层,双向箭头线表示概念上的通信线路，空心箭头表示实际通信线路。,开放系统互连OSI参考模型,ISO/OSI体系结构参考模型 （续）,物理层 定义传输介质的物理特征
8、和介质中传送的数字信号表示形式，以构成连接参与通信的计算机之间的物理信道 数据链路层 定义数据通信方式和数字数据在传输中的编码形式，分组方式等，以构成参与通信的计算机之间的数字数据传输链路。 网络层 定义信息如何在网络中选择路径，由信源端到达信宿端,ISO/OSI体系结构参考模型 （续）,传输层 定义如何提供可靠的数据传输服务 会话层 定义如何管理两个计算机系统连接间的会话关系 表示层 定义表示所传输信息的语法和语义 应用层 定义用户需要的各种应用,TCP/IP参考模型,TCP/IP协议是一个协议族，一组协议相互配合，将不同的网络连接成一个互连网络。整个体系的基础协议分为两层，分别对应于ISO
9、/OSI体系的网络层与传输层，其中TCP协议和IP协议是它们的代表，所以整体称之为TCP/IP协议。 具有如下四个特点： 开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统； 独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网中，更适用于网络互联； (3) 统一的网络地址分配方案，使得网络中的每台主机在网中都具有唯一的地址； (4) 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。,TCP/IP资料： ,OSI参考模型与TCP/IP模型之比较,(1) 网络接口层（Host-to-Network layer） 网络接口层负责把IP包放到网络传输介质上和从网络传输介质上接收IP 包。,T
10、CP/IP模型,(2) 网络层（Internet layer） 负责处理互联网中计算机之间的通信，向传输层提供统一的数据报。 网络层包括IP，ARP，RARP，ICMP等协议，其中最重要的是IP协议。 主要功能：处理来自传输层的分组发送请求；处理接收的数据包；处理互联的路径。,(4) 应用层（Application layer） 是TCP/IP参考模型的最高层，它向用户提供一些常用应用程序接口。如：HTTP、TELNET、FTP、SMTP、DNS等。,TCP/IP模型,(3) 传输层（Transport layer） 主要功能：负责应用进程之间的端端通信。 传输层定义了两种协议： 传输控制协议TCP协议：是一种可靠的面向连接的协议，主要功能是保证信息无差错地传输到目的主机。 用户数据报协议UDP协议：是一种不可靠但高效的无连接协议。,
