同方专转本计算机网络课件

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1、第四章 计算机网络与因特网,学习目标与要求,1.掌握局域网的特点与组成，了解几种常用的局域网，熟悉局域网提供的功能与服务，初步理解网络的两种工作模式 2.了解构成广域网的远程数字通信线路的性能及几种常用的接入技术，懂得广域网的构成和分组交换机的功能，理解广域网的通信过程与路由表的作用 3.初步了解TCP/IP协议的作用，熟悉IP地址的格式与分类，初步懂得路由器的功能与通信过程,学习目标与要求,4.熟悉域名与IP地址的关系，理解域名系统的作用和工作过程 5.了解电子邮件系统和远程文件传输系统（FTP）的大体原理与工作过程 6.了解WWW的功能、组成及其应用，掌握HTML、URL、http和Web

2、浏览器等的作用与原理 7.初步理解网络信息安全措施如身份证、访问控制、数据加密、数字签名、防火墙、病毒防范等的原理与作用,4.1 计算机网络基础,4.1.1 计算机网络的组成与分类,计算机网络的定义与组成,计算机网络定义：利用通信设备、通信线路和网络软件，把地理上分散且各自具有独立工作能力的计算机（及其他智能设备）以相互共享资源（硬件、软件和数据等）为目的连接起来的一个系统。计算机网络系统是一个集计算机硬件设备、软件系统、通信设施、网络信息为一体的，能够实现资源共享的现代化综合服务系统。,计算机网络的3个主要组成部分,若干个主机（host） 一个通信子网 一系列的通信协议及相关的网络软件 通信

3、协议：是通信双方事先约定好的必须遵守的规则（例如TCP/IP），用于主机与主机之间、主机与通信子网之间、通信子网中各结点之间的通信，是计算机网络必不可少的组成部分。,计算机组网的目的,数据通信 资源共享 实现分布式的信息处理 提高计算机系统的可靠性和可用性,计算机网络的分类,按网络所覆盖的地域范围分： 局域网(Local Area Network，简称LAN) 广域网(Wide Area Network，简称WAN) 城域网（Metropolitan Area Network，简称MAN）,计算机网络的分类,按网络的使用性质分： 公用网 专用网 按网络的使用范围和对象分： 企业网 政府网 金融

4、网 校园网,按拓扑结构分类：星型、环型、总线型、树型、混合型等 按传输介质分类：有线网和无线网,通信技术基础,通信三要素： 信源 （信息的发送者） 信宿 （信息的接收者） 信道 （信息的载体与传播媒介） 通信系统（电信网）组成： 终端设备（例如：电话机） 传输设备（例如：电话线） 交换设备（例如：程控交换机,调制与解调,调制（Modulation）：将基带数字信号的波形变换为适合于模拟信道传输的模拟信号波形。（将数字信号转换成模拟信号） 解调（Demodulation）：将由调制器变换过的模拟信号波形恢复成原来的基带数字信号波形。（将模拟信号转换成数字信号）,基本调制方法：调幅（幅移键控法AS

5、K），调频（频移键控法FSK），调相（相移键控法PSK）,2007真题】现代通信系统常常在信号的发送端用调制解调器对发送的信号进行调制。调制只是改变了信息的表达方式，并没有改变信息的内容。（ ） 【试题分析】通信用来传输信息，以语言、图像、数据为媒体,通过电(光)信号将信息由一方传输到另一方。有效性和准确性是通信的两个特点，调制作为现代通信的一种手段，肯定不会改变所要传输信息的内容。因此答案是正确。,多路复用,为了提高线路利用率，总是设法在一条传输线路上，传输多个模拟信号（例如，语音信息）或数字信号，这就是多路复用。 多路复用技术通常有：频分复用，时分复用，波分复用,频分多路复用：将传输线路的

6、频带分成N部分，每一个部分均可作为一个独立的传输信道使用。这样在一对传输线路上可有N对话路信息传送，而每一对话路所占用的只是其中的一个频段。 频分制通信又称载波通信，它是模拟通信的主要手段。,时分多路复用：把一个传输通道进行时间分割以传送若干话路的信息。把N个话路设备接到一条公共的通道上，按一定的次序轮流的给各个设备分配一段使用通道的时间。当轮到某个设备时，这个设备与通道接通，执行操作。与此同时，其它设备与通道的联系均被切断。待指定的使用时间间隔一到，则通过时分多路转换开关把通道联接到下一个要连接的设备上去。 时分制通信也称时间分割通信，它是数字电话多路通信的主要方法，因而PCM通信常称为时分

7、多路通信。,波分多路复用：在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，使得数据传输速度和容量获得倍增。,交换技术,交换：在任意两个需要进行通信的计算机之间建立一个临时的通信链路，通信结束后再拆除链路，称为交换技术。由中转节点参与的通信，中转的节点称为交换节点。 电路交换（线路交换）：为发送端和接收端建立一条临时的实际物理通道，供通信双方使用，通信完毕后，交换机内的连线被拆除。例如：电话交换机优点：交换方式简单，适合远距离成批数据传输，建立一次连接可传送大量数据。缺点：线路利用率低，通信成本高。,分组交换（包交换）：把需要传输的数据块分割成若干小块，然后为每个小块数据加上有关的地址信息及分组信息，组

8、成一个数据包（也称为“分组”）。数据包的长度通常为几十到几百个字节。这些数据包按照类似于流水线的方式在网络中经过缓冲、转发而到达目的地。通信网络中每个结点为其相连的每条链路准备了一个缓冲区，每个数据包按照去向不同送入各个缓冲区排队，当某一条链路空闲时，就从相应的缓冲区中取出一个数据包发送到下一结点，下一结点再进行转发，直至数据包到达接收端。接收端的计算机按照数据包的编号，将它们重新组装成为原来形式的数据块。,例如：互联网络优点：线路利用率高；收发双方不需同时工作，当接收方忙碌时，整个网络都可以作为它的缓冲；可以给数据包建立优先级，使得一些重要应用的数据包能优先传递。 缺点：延时长，不宜用于实时

9、通信或交互通信。,数据通信系统的性能指标,信道：通信信道是传输数据的一个物理路径或者是一种载波信号频率。 带宽（信道容量）：一个信道允许的最大数据传输速度。 数据传输速率（data rate）：实际传输数据时，单位时间内传输的二进制位数目。通常使用“位/秒”（bps）作为单位。 误码率（error rate）：数据传输中出错数据占被传输数据总数的比例。 端-端延迟：数据从信号源传送到目的地所花费的时间。,有线通信系统：,有线载波通信： 采用的传输介质：架空明线，对称电缆，同轴电缆。 光纤通信 利用光纤传导光信号进行通信的一种技术。 发端：实现信号的电-光转换；每隔一定距离接入光中继器；收端：实

10、现信号的光-电转换。光纤通信可靠性好，保密性强。波分复用技术可以提高传输速度和容量。,全光网（AON）不进行光-电、电-光转换，速度提高，成本降低，它是信息高速公路的基础。 优点：传输频带非常宽，通信容量大（速度最快）；抗雷电和电磁干扰、抗辐射能力强；无串音干扰，保密性强，不易被窃听或截取数据；传输损耗小，通讯距离长。 缺点：精确连接两根光纤比较困难。,无线通信系统,微波通信 微波是一种具有极高频率的电磁波（介于无线电波与光波之间,频率300MHz300GHz,波长1m1mm）。 微波不能沿地面绕射传播（中波），也不能经电离层反射传播（短波）。 远距离微波通信方式：地面微波接力通信、卫星通信、

11、对流层散射通信。 微波通信容量大、建设费用省、抗灾能力强。,卫星通信 卫星轨道有两种： 中、低轨道卫星：相对于地面是运动的，覆盖范围小，地面天线必须跟踪卫星。但损耗小、延时少。 同步定点卫星：位于赤道上空大约36，000公里，相对于地面固定不动，覆盖范围大，三颗卫星几乎可以覆盖地球全部面积。 卫星通信的特点：通信距离远，频带宽，容量大，干扰小，较稳定。但造价高、技术复杂，有一定延时。,移动通信系统 移动通信是指处于移动状态的对象之间的通信，它包括蜂窝移动、集群调度、无绳电话、寻呼系统和卫星系统。 第一代移动通信采用模拟技术。 第二代移动通信广泛采用数字技术（GSM,CDMA）。 第三代移动通信

12、实现目标：全球漫游；适应多种环境；提供高质量多媒体业务；提供大容量、高保密性和优质服务,移动通信系统组成： 移动台：是移动的通信终端，是接收无线信号的接收机，包括手机，呼机，无绳电话等。 基站：是与移动台联系的一个固定收发机，它接收移动台的无线信号，每个基站负责与一个特定区域（10km 20km的区域）的所有的移动台进行通信。 移动交换中心：与基站之间通过无线微波、电缆或光缆交换信息，移动交换中心再与公共电话网进行连接。 每个基站的有效区域既相互分割，又彼此有所交叠，整个移动通信网就像是蜂窝，所以也称为“蜂窝式移动通信”。,4.2 计算机局域网,4.2.1 局域网的特点与组成,计算机局域网定义

13、,Local Area Network，简称LAN较小地域范围（10公里范围内）内的计算机网络，一般是一幢建筑物内或一个单位几幢建筑物内使用专用的高速通信线路把多台计算机相互连接互连成网。,计算机局域网的组成,工作站(含网络接口卡) 、服务器(含网络接口卡)、网络打印机、传输介质、网络互连设备（例如：集线器，交换机）等。,网络工作站,一立的计算机使用电缆或其他通信介质与一个局域网进行了连接时，它就成为网络上的一个工作站，使用这台计算机的用户就成了一个网络用户。工作站本身所具有的硬盘、光盘、程序、数据、打印机等都是该用户的本地资源，网络上其他工作站和服务器的资源称为网络资源。,网络服务器,网络服

14、务器网络中为所有用户提供应用软件服务及数据存储空间的计算机。根据其提供的服务可以将服务器分为： 文件服务器 应用服务器 打印服务器有些网络服务器不仅为网络用户提供共享资源，而且还具有网络的管理功能。,网络打印机,为所有网络用户提供打印服务的一台共享的打印机。通常它有一个打印队列，各个工作站发送来的打印文件均存储在打印队列中，然后逐个进行打印。打印队列由打印服务器管理，打印服务器可以与文件服务器是同一台计算机，也可以是连接在网上的另一台专门的计算机。,局域网的组成,结点（node）网络上的每一台设备，包括工作站、服务器以及打印机等都称为网络上的一个结点。 网卡（网络适配器）网络上的每一个结点都有

15、一块网络接口卡（简称网卡）。网卡和电缆负责把结点与网络连接起来，将需要发送的数据从计算机传送到网络，需要接收的数据从网络传送到结点。不同类型的网络使用不同类型的网卡。,网络适配器（网卡）,为了实现总线上任意两个节点之间的通信，局域网中的每个节点都有一个唯一的地址，称为介质访问地址（Media Access Address，简称MAC地址）。每一个数据帧中都要包含自己的MAC地址和接收节点的MAC地址。 数据帧的接收方可以是一个节点，也可以是一组节点（组播），甚至是网络中的所有节点（广播）。,【2007真题】在以太（Ethernet）局域网中，每个节点把要传输的数据封装成了“数据帧”。这样来自多

16、个节点的不同的数据帧就以时分多路复用的方法共享传输介质，这些被传输的“数据帧”能正确地被目的主机所接收，其中一个重要原因是因为“数据帧”的帧头部封装了目的主机的。 AIP地址 BMAC地址 C计算机名 D域名地址,【2007真题】计算机网络中，互连的各种数据终端设备是按 相互通信的。 【试题分析】根据讲义内容可知，仅仅连接网络设备硬件是无法通信的，在网络硬件之间通信还需要网络协议来规范通信格式。所以答案应该是通信协议。,决定局域网性能的主要技术,用以传输数据的传输介质 用以连接各种设备的网络拓扑结构 对于共享资源（传输介质）的介质访问控制方法,局域网的分类,按照使用的传输介质可分为有线网，无线网 按照网中各种设备互连的拓扑结构可分为星型，环型，总线型，树型，混合型 按照所使用的介质访问控制方法可分为以太网、交换式局域网、标记环网、FDDI网等,网络传输介质,数据传输的信道。是局域网中各结点共享的资源。 有线局域网 无线局域网,局域网拓扑结构,网络中各个结点相互连接的方法和形式。 总线型局域网 连线线长度小于星型结构，站点容易扩充和删除 总线任务重，易产生瓶颈问题 例如：以太网（IEEE802.3）,