计算机网络技术应用 第1章 PPT.ppt

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1、计算机网络技术与应用,尚晓航 主编 马楠 副主编 清华大学出版社,普通高等教育“十一五”国家级规划教材 高等院校计算机应用技术规划教材,普通高等教育“十一五”国家级规划教材 高等院校计算机应用技术规划教材,第一篇：网络技术基础篇第二篇：计算机网络实现篇第三篇：计算机网络应用篇,尚晓航 主编 马楠 副主编 清华大学出版社,普通高等教育“十一五”国家级规划教材 高等院校计算机应用技术规划教材,第一篇：网络技术基础篇第1章 网络技术基础,尚晓航 主编 马楠 副编 清华大学出版社,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,3,本章内容与要求,掌握：计算机网络的定义与功能 了解：计算机网络的分类及特点

2、了解：计算机网络的软硬件组成 了解：OSI/RM网络七层参考模型 掌握：TCP/IP网络四层参考模型,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,4,1.1 计算机网络的定义,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,5,1.1计算机网络的定义,定义是：为了实现计算机之间的通信交往、资源共享和协同工作。采用通信手段，将地理位置分散的、各自具备自主功能的一组计算机有机地联系起来，并且由网络操作系统进行管理的计算机复合系统就是计算机网络。 1.计算机网络涉及的3个要点 自主性：是指这些计算机离开计算机网络之后，也能独立地工作和运行。 有机连接：是指连接时彼此必须遵循所规定的约定和规则(通信协议)。

3、资源共享为基本目的：是为了实现通信的交往、信息资源的交流、计算机分布资源的共享，或者是协同工作。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,6,1.1计算机网络的定义,2.计算机网络的功能 实现资源共享，即实现计算机硬件资源、软件资源和数据与信息资源的共享。 实现计算机之间和计算机用户之间的通信交往。 计算机之间或计算机用户之间的协同工作。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,7,1.2计算机网络的分类,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,8,1.2计算机网络的分类,1.按照网络的使用范围分类 （1）公用网 指由国家电信和邮电部门构建的网络。是指任何单位、部门或个人均可租用的网络。

4、 （2）专用网 是指单位、部门为了某种目的而构建的私有网络。这种网络不为本部门以外的人员服务。 2.按照网络的作用范围分类 分为以下3类：参见表1-1,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,9,1.2计算机网络的分类,（1）局域网（LAN） 局域网就是局部区域的计算机网络。其本质特征是作用范围短、数据传输速度快、延迟小、可靠性高，并具有成本低、应用广、组网方便和使用灵活等特点。 （2）广域网（WAN） 一般广域网是指作用在不同国家、地域、甚至全球范围内的远程计算机通信网络，其骨干网络一般是公用网，速率较高，能够达到若干Gb/s；但用户构建的专用广域网的传输速率一般较低，例如，2100Mb/

5、s。 （3）城域网（MAN） 城域网原本指的是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,10,1.3计算机网络的组成,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,11,1.3计算机网络的组成,1. 局域网的硬件系统 局域网的硬件系统是网络中信息传输的物质基础。网络的硬件系统常指局域网的基础设施。 现代局域网一般采用基于服务器的网络类型其硬件可以分为网络服务器、网络客户机或工作站、网卡、网络传输介质和网络共享设备等几个部分组成。 2. 网络软件系统的类型与分层 （1）网络软件的类型 通常包括：操作系统、网络管理软件和网络应用软件等3类主要软件。 1)

6、操作系统：通常被安装在服务器并对网络实施高效、安全的管理；安装在客户计算机时，它是客户与网络的接口，使得网络用户能够在网络工作站上去方便、高效、安全地访问网络上的各种资源。 2)网络管理软件：用于监视和控制网络的运行。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,12,1.3计算机网络的组成,3)各种应用软件平台和客户端软件 用户通常用各种应用软件的平台来开发属于自己业务范围内的网络应用软件。开发平台一般为：基于客户/服务器（C/S）或浏览器/服务器（B/S）模式。 常见信息系统软件如下： 数据库管理系统：Oracle、Sybase、SQL Server和Access等。 办公及管理信息系统软件

7、：Office、MIS、Notes/Domino等。 客户端软件：在浏览器/服务器工作模式中，客户机上必须安装软件是浏览器，如，Internet Explorer、遨游、世界之窗等。 （2）网络软件系统运行的层次 计算机网络的软件系统是分层次运行的。在网络计算机工作时，只有将各层软件依次调入内存以后，才能进行正常的通信，共享网上的资源。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,13,1.4 计算机网络体系结构,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,14,1.4计算机网络体系结构,1.网络体系结构的研究意义与划分原则 各层之间相互独立：某一高层只需知道如何通过接口向下一层提出服务请求，并使

8、用下层提供的服务，并不需要了解下层执行时的细节。 结构上独立分割：每层都可以选择最合适的实现技术。 灵活性好：如果某层变化，只要层的接口条件不变，则以上和以下各层的工作均不受影响。 易于实现和维护：整个系统被分割为多个容易实现和维护的小部分。 有益于标准化的实现：功能和所提供的服务都很确切。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,15,1.4计算机网络体系结构,2.层次化体系结构中的几个基本概念 （1）协议（protocol） 协议是一种通信的约定。在计算机网络通信过程中，为了保证计算机之间能够准确地进行数据通信，必须制定的规则就是通信协议。 （2）层次（layer） 层次是人们对复杂问题

9、的一种基本处理方法。 （3）接口（interface） 接口就是同一结点内，相邻层之间交换信息的连接之点。 （4）网络体系结构（Network Architecture） 计算机网络的各个层次以及各层次协议的集合定义为计算机“网络的体系结构”，又称“网络参考模型”；网络体系结构通常位于网络中的计算机中。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,16,1.4计算机网络体系结构,（5）实体（Entity） 实体就是通信时能发送和接收信息的具体的软硬件设施。如，客户机访问WWW服务器时，使用的实体浏览器程序。 （6）数据单元（Data Unit） 在OSI参考模型的不同结点内的对等层传送的是相同名

10、称的数据包。这种网络中传输的数据包被称为“数据单元”。每一个层次完成的功能不同，处理的数据单元的大小、名称和内容也就不相同，如，帧、分组、报文等。每一层的数据单元的“头部”都会有该层的地址、控制等传递过程需要的信息。数据单元不同，地址的类型也不相同，如，物理（MAC）地址、IP地址、进程地址、端口号等。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,17,1.5 OSI/RM七层参考模型,Monday, September 7, 2020,第1章 网络技术基础,18,1.5OSI/RM七层参考模型,1. OSI/RM-开放系统互连参考模型-七层模型 2.制定者-ISO（国际标准化组织） 3.OSI

11、/RM七层模型的各层功能 OSI/RM从上到下依次为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层，参见图1-1。 （1）应用层（Application） 功能：确定进程之间的通信性质，完成用户程序或服务需要完成的工作。 处理的数据单元：应用层报文。 处理的地址：进程接口，套接字，如，目的主机为192.168.0.1，标识为21的服务器进程。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,19,1.5OSI/RM七层参考模型,（2）表示层（Presentation） 功能：处理节点间或通信系统间信息表示方式方面的问题”，如数据格式的转换、压缩与恢复及加密与解密等。 （3）会话层（Ses

12、sion） 功能：组织并协商两个应用进程之间的会话，并管理它们之间的数据交换。 会话的含义：实现不同主机中应用进程间的建立、维持和断开联系。 （4）运输层（Transport） 功能：在两个端系统（源站和目的站）的会话层之间，建立一条可靠或不可靠的运输连接，透明地传送报文段。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,20,1.5OSI/RM七层参考模型,处理的数据单元（segment）：报文段。 处理的地址：进程选择的连接标识，TCP和UDP端口号。 （5）网络层（Network） 功能：使用逻辑地址（IP地址）进行寻址，通过路由选择算法为数据分组通过通信子网选择最适当的路径，并提供网络互联

13、及拥塞控制功能。 处理的数据单元：分组、IP数据报或数据包。 处理的地址：逻辑地址，如192.168.137.1，IP地址。 （6）数据链路层（Data Link） 功能：负责在两个相邻结点间的线路上，无差错地传送以“帧”为单位的数据。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,21,1.5OSI/RM七层参考模型,处理的数据单元：数据帧。 处理的地址：物理地址,如20-C2-FF-01-0A-0B。 （7）物理层（Physical） 功能：为 “数据链路层”提供一个物理连接，以便其透明地传送二进制的比特流。定义的4个规章特性: 机械性能：接口的形状，几何尺寸的大小，引脚的数目和排列方式等；

14、电气性能：接口规定信号的电压、电流、阻抗、波形等； 工程规范：接口引脚的意义、特性、标准； 工作方式：确定二进制数据位流的传输方式，如：单工、半双工或全双工。 物理层协议:RS232、RS422、X.25和X.21等.,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,22,1.5OSI/RM七层参考模型,处理的数据：二进制比特信号。 处理的地址：直接面向物理端口的各个管脚。 4.OSI参考模型节点间通信的数据流 不同节点通信时，同等层次通过附加该层的信息头来进行相互的通信，数据通信中的数据流动参见图1-1。 （1）发送节点 每层都对数据附加一个信息头部，即“封装”。 （2）接收节点 各层依次“拆封”

15、，同时完成各层相应的功能。 5.OSI参考模型的各部分的作用及关系：P12,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,23,1.5OSI/RM七层参考模型,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,24,1.6 TCP/IP网络的四层参考模型,Monday, September 7, 2020,第1章 网络技术基础,25,1.6TCP/IP网络的四层参考模型,1.模型与制定者 （1）TCP/IP （传输控制协议互连网络协议） TCP/IP是Internet上使用的主要协议；它是一个协议栈，从上至下包括很多协议；应用最多的是“TCP和IP”协议。 （2）ARPA（美国国防部高级研究计划局） AR

16、PA成功地开发出著名的TCP/IP参考模型。 2.RFCs文档(文档描述) 分为五种不同类别来表示其当前发展的状态。当某项技术发展的较为完善时，就会被标记为标准状态的RFC。 3.TCP/IP模型的分层,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,26,1.6TCP/IP网络的四层参考模型,TCP/IP将各个通信协议分配到四层，参见表1-2和表1-3。,2020年9月7日,第1章 网络技术基础,27,1.6TCP/IP网络的四层参考模型,4.TCP/IP各层协议及功能 （1）网络接口层 TCP/IP的最低层是网络接口层，接口层协议直接支持局域网和广域网的各种协议：Ethernet 802.3（以太网）等。 （2）网际层（Internet） 负责相邻计算机间数据分组的逻辑（IP）地址寻址与路由。 IP（网际协议）：为IP数据包进行寻址和路由，它使用IP地址确定收发端，并将数据包从一个网络转发到另一个网络。 ICMP（网际控制报文协议）：用于处理路由、协助IP层实现报文传送的控制机制，并为IP协议提供差错报告。 ARP（地址解析协议）：用于完成主机的IP地址向物理地址的转换。 RARP（逆向