计算机网络课件 第1章 计算机网络基础

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1、*数据通信与计算机网络计算机网络概论1*数据通信与计算机网络计算机网络概论第1章 计算机网络概论主要学习内容 ：1.1 计算机网络的发展过程1.2 计算机网络的组成1.3 计算机网络的功能1.4 计算机网络的分类1.5 计算机网络的拓扑结构1.6 计算机网络体系结构简介1.7 计算机网络协议相关的标准化组织2*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程1.1.1 计算机网络的产生与发展1计算机终端通信网络50年代中期出现了“具有通信功能的单主机多终端 系统”。在这种系统中，一台计算机通过通信线路与 若干近地终端及远方终端连接，或多个终端共享一条 通信线路和一台主机连接，形成

2、“终端通信线路 计算机”简单的通信系统，构成了计算机网络的雏形 3*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程多终端的大型机网络的雏形：4*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程2以共享资源为目的的计算机网络5*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程ARPAnet网络是成功的系统，它首次采用 了网络信息传输过程中的分组交换技术 ，并采用层次体系结构，形成了四个层 次的网络协议，对于网络通信过程中采 用的报文格式也作了详尽的规定。它在 概念、结构和设计方面都为后继的计算 机网络打下基础。一般把ARPAnet网的 出现作为计算机网

3、络诞生的标志。6*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程3.基于个人计算机的局域网 ：20世纪80年代是局域网大发展时期，也是局域网的 成熟年代，其主要特点是局域网的商品化和标准化 。 7*数据通信与计算机网络计算机网络概论 Ethernet Token Ring FDDIFDDI Dual RingToken Ring1.1 计算机网络的发展过程8*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程4.标准化网络 20世纪70年代后期，开始提出发展计算机网络 的国际标准化问题。ISO、CCITT、IEEE等都 成立了专门的研究机构，研究计算机系统的互 连、

4、计算机网络协议标准化等问题。1984年，ISO正式颁布了一个称为“开放系统互 连基本参考模型”（OSI模型）的国际标准 ISO7498。 9*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程1.1.2 Internet简介因特网的演进19691983 研究试验阶段19831994 因特网在教育科研领域广泛使用的 实用阶段1994现在 商业化发展阶段10*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程重要历史事件 ：11*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.1 计算机网络的发展过程定义 ：计算机网络是自主计算机的互联集合。互联可以通过电缆（电话线、网线或光纤等）来

5、 实现，也可以采用无线连接，使用无线电信号、 激光或红外技术、或者卫星传输。总之，两台计 算机如果能互相交换信息即称为互联。 自主计算机其实就是指具有独立功能的计算机。 如果一台计算机脱离了网络或其它计算机就不能 工作，则不是自主的。1.2.1.1.3 计算机网络的定义12*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.2.1 计算机网络的硬件组成1服务器2工作站3连接设备4传输介质13*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.2 计算机网络的组成 介质双绞线以太网卡集线器/交换机/路由器连接设备、传输介质14*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.2.2 计算机网络软件1.2 计算机网络的组成 1网络

6、操作系统2网络协议软件15*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.2 计算机网络的组成 1.2.2 通信子网和资源子网 在整个计算机网络中总会有一部分是用来 对信息进行传递的，对于网络中的这部分 我们称之为通信子网。 网络的另一个重要作用就是提供各种服 务。在网络中由资源子网来完成这些功 能。 16*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.3 计算机网络的功能 核心问题是资源共享。其目的是让网络上的用户无论资源的物理位置在哪里 ，都能使用网络中的程序、设备，尤其是数据。这样可以使用户解脱“地理 位置的束缚”，同时带来经济上的好处。第二个功能是依靠可替代的资源来提高可靠性。网络的另一个目的是可扩充

7、性，即当工作负荷加大时，只要增加更多的处理 器，就能逐步改善系统的性能。建立网络的另一个目的与技术没有太大的关系。计算机网络可以为分布在各 地雇员提供强大的通信手段。 17*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.4 计算机网络的分类分类标准：分类标 准 网络名称 物理范围 局域网、城域网、广域网管理方法 基于客户机/服务器的网络、对等网 网络操作系统 Windows网络、Netware网络、UNIX网络网络协议 NETBEUI网络、IPX/SPX网络、 TCP/IP网络等拓扑 总线 型网络、星型网络、环型网络等 体系结构 以太网、令牌环网、AppleTalk网络等 18*数据通信与计算机网络计

8、算机网络概论1.4 计算机网络的分类LAN MAN WAN的距离标准 ：19*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.5 计算机网络的拓扑结构 计算机网络的拓扑结构 ：是指计算机网络的硬件系统的连接形式即网络的硬件 布局，通常用不同的拓扑来描述对物理设备进行布线 的不同方案。 总线型 环型 星形 网状 混合 最常用的网络拓扑有：20*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.5 计算机网络的拓扑结构 星形总线型环型网状21*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.1 协议和体系结构的概念协议原为外交辞令，据说是为了在国与国之间进行 顺利交流而规定的约束事项(规则)。

9、我们平时进行交流时都要遵循一定的规则:在法庭，双方必须按照一定的次序轮流发言；开车时，转弯必须打出信号来通知周围的车辆；驾驶飞机时，飞行员遵照一种制定得非常详细的标 准来和其他飞机通信，以维护空中的交通；22*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.1 协议和体系结构的概念计算机网络中，协议的定义是计算机网络中实体之 间有关通信规则约定的集合。协议有三个要素，即 ：（1）语法（Syntax）：数据与控制信息的格式、 数据编码等。（2）语义（Semantics）：控制信息的内容，需要 做出的动作及响应。（3）时序（Timing）：事件先后顺序和速度匹配 。 将网

10、络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机 网络体系结构 23*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介1.6.2 ISO/OSI参考模型 分层的好处：使网络变得更简单 将网络部件标准化 有利于模块化设计 保证不同类型部件的 互操作性 加快了技术发展的速度 简化了教育和学习24*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介1.6.2 ISO/OSI参考模型 OSI参考模型： 应用层 表示层会话层 传输层数据链路层 物理层网络层25*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介1.6.2 ISO/OSI参考模型 OSI参考模型应用层

11、 表示层 会话层 传输层数据链路层 物理层网络层网络应用软件 一种通用的数据格式 对话和交谈 流量控制和可靠性 路径选择及逻辑寻址 帧和介质访问控制信号和介质关键词26*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介1.6.2 ISO/OSI参考模型 OSI参考模型应用层 表示层会话层 传输层数据链路层 物理层网络层较高层：与应用有关较低层：与数据传输有关27*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介1.6.2 ISO/OSI参考模型 分层的原则：l 网络中各结点都具相同的层次； l 不同结点的相同层具有相同的功能； l 同一结点内各相邻层之间通过接口

12、通信 ； l 每一层可以使用下层提供的服务，并向 其上层提供服务； l不同结点的同等层通过协议来实现对等层 之间的通信。 28*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介1.6.2 ISO/OSI参考模型 应用层 表示层会话层 传输层数据链路层 物理层网络层应用层 表示层会话层 传输层数据链路层 物理层网络层PDU协议数据单元数据流数据段数据包数据帧 比特29*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介1.6.3 TCP/IP参考模型 TCP/IP参考模型的具体协议情况 30*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.6 计算机网络体系结构简介1.6.3

13、 TCP/IP参考模型 31*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 1.7.1 网络协议标准化组织1国际标准化组织ISO（International Standard Organization）2国际电报电话咨询委员会CCITT（Consultative Committee on International Telegraph and Telephone）3国际电信联盟ITU（International Telecommunications Union）4电气和电子工程师协会IEEE（Institute of Electrical and Electroni

14、c Engineers）5美国国家标准学会（ANSI）32*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 1.7.2 Internet管理机构1Internet协会（Internet Society，ISOC） 2Internet体系结构委员会（Internet Architecture Board，IAB） 3Internet工程任务组和Internet工程指导组4Internet研究任务组（Internet Research Task Force，IRTF） 5IANA与ICANN6WWW联盟33*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.7 计算机网络协议相关的标

15、准化组织 1.7.3 RFC文档、Internet草案与Internet协议标准1.RFC文档（request for comments，RFC） 2. 因特网草案34*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 ISO(International Organization for Standard )成立于1947年,是世界上最大的国际标准化专门机构，是联合国甲级咨询机构。它的成员是89个成员国的国家标准化组织。美国在ISO中的代表是ANSI，大家所熟悉的ASCII 和C语言的工业界标准，就是由ANSI所制定的。ISO在网络领域的最突出贡献就是提出OSI参考模型，该模型是网络发展史上的一个重要里程碑。35*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 IETF（Internet Engineering Task Force）是一个国际性团体。它主要的工作是制定关于因 特网的各种标准。其成员包括网络设计者、制造商、 研究人员以及所有对因特网的正常运转和持续发展感 兴趣的个人或组织。因为因特网覆盖范围大，连接的 成员很多，所以很多组织都希望通过加入IETF使技术 向有利于自己的方向发展。 36*数据通信与计算机网络计算机网络概论1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 IEEE（Institute of Electrical