计算机网络与英特网

《计算机网络与英特网》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络与英特网（106页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第4章 计算机网络与因特网,4.1 计算机网络基础,计算机网络 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,计算机网络组成,组成若干个主机（host）一个通信子网(subnet)一系列的通信协议及相关的网络软件 通信协议：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,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,计算机组网的目的,覆盖的地域范围:局

2、域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（ MAN ） 按拓扑结构: 星形、环形、总线型等 控制方式: 集中式、分散式 按使用性质: 公用网、专用网 按使用范围和对象:企业网、政府网、金融网、校园网,计算机网络的分类,南京教育城域网拓朴图,南京师范大学随园校区校园网拓扑图,逸夫馆 Catalyst1200,华 夏 图 书 馆,EP2115,网 络 中 心计 算 中 心,SUN 服 务 器,SSR8000,新 图 书 馆,总 务 处,中 文 系,体 育 系,电 教,物 理 系,600 号 楼,物 理 实 验理 化 中 心科 研 处,金 女 院,生 地 楼,200 号 楼,迎 宾 楼,数 学 系,

3、音 乐 系,美 术 系,计 算 机 系,经 法 系历 史 系师 培 中 心,逸夫馆,华 夏 采 编,财 务 处,办 公 室,外 语 系,幼 教 中 心,教 育 系人 事 处,SUN 工 作 站,300 号 楼,化 学 系,SSR8000接城域网,4.1.2 网络服务与网络软件,网络中的计算机都是相互合作的，它们在合作中扮演着不同的角色： 提供资源（如磁盘空间、打印机、处理器等）的计算机是服务器 使用服务器资源的计算机是客户机（工作站） PC机组成的局域网有两种工作模式： 对等（peer-to-peer）模式：网络中的每台PC机既可以作为工作站也可以作为服务器，即每一台计算机都能既充当服务的请求

4、者，又充当服务的提供者； 客户/服务器（Client/Server）模式：网络中每一台计算机都扮演着固定的角色，要么是服务器，要么是客户机。扮演服务器角色的大多是一些专门设计的高性能的硬件，如文件服务器、打印服务器、数据库服务器、应用服务器(巨型机)等。,局域网提供的4类服务,网络用户在共享资源及数据通信等方面能够得到的新增功能，它是通过将网络上的许多计算机硬件、软件进行组合而实现的。 （1）文件服务 （共享存储服务 ） 共享程序文件 共享数据文件 （2）打印服务（如：网络打印机） （3）消息服务 (如：电子邮件) （4）应用服务 “客户/服务器”（Client-Server，简称C/S） 数

5、据库服务器,局域网软件,局域网软件的作用：在计算机上安装和运行什么软件决定了一台计算机在局域网中的角色：客户机/服务器。 服务器提供共享资源（如磁盘空间、打印机、处理器等）的计算机 工作站（客户机）使用服务器资源的计算机,局域网软件,1）网络系统软件网络操作系统：网络操作系统是在普通操作系统的基础上，扩充了按照网络体系结构和协议所开发的软件模块而实现的。网络操作系统功能：网络管理、网络通信、网络服务、网络安全、网络应用连接在网络上的计算机，必须安装网络操作系统才能进入网络并正常工作，即获得或提供网络服务。,局域网软件,应用于客户/服务器模式的网络操作系统包含两个部分： 服务器软件安装在服务器上

6、，用于控制对服务器硬盘的访问，维护与管理打印队列，监测与记录用户的操作等例如： UNIX、LINUX、Windows NT Server、Windows XP Server、NetWare 客户机软件安装在每个工作站上，当工作站启动运行后，它将负责建立与网络上其他结点的连接，发出服务的请求，并接受其他结点的服务。例如：Windows98,局域网软件,现代操作系统都具有一定的网络通信和网络服务功能。 例如安装了Windows98操作系统的计算机，它们可以互相连接构成一个对等模式网络（只提供文件共享和打印共享两种服务）。,局域网软件,2）网络应用软件通常为单机工作设计的应用软件，大多数都可以安装在

7、网络服务器上，当工作站发出请求时，服务器就把它的一个拷贝发送到工作站的内存中并启动运行。这需要购买该软件的网络使用许可证。适合于多个网络用户在网络上协同完成一个特定任务的网络应用软件：群件，工作流,局域网软件,群件(例如：Domino)一种特殊的应用软件，通过对工作组的通信、调度及文档的共享来支持工作组成员的协同工作。 工作流软件(例如：Lotus Notes)工作流软件能使文档在指定用户范围内自动进行流转和处理，它能按照规定的顺序和时间，自动地把文档从一个用户传送给另外一个用户。,局域网软件,工作流软件与群件比较： 相同点：都适用于通过网络进行协同工作。 不同点：工作模式有差异群件采用信息集

8、中模式：多个用户通过网络同步地进行协同工作工作流软件采用过程集中模式：多个用户通过网络异步地进行协同工作,4.2 计算机局域网,物理组成： 网卡、电缆、集线器、计算机 工作站/服务器 （统称为“节点”） 本地资源/网络资源,计算机局域网,网卡集线器,计算机局域网,网络服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。,计算机局域网的主要特点,为一个单位所拥有，地理范围有限 使用专用的、多台计算机共享的传输介质，数据传输速率高（10Mbps1Gbp

9、s） 通信延迟时间较低，可靠性较好。,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,局域网的分类,以太网工作原理,共享的总线结构（总线拓扑结构） 采用广播方式进行通信 以数据帧（frame）为传输单位，一次传输一帧 采用带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法,以太网工作原理,信息帧的格式和MAC地址： 发送的数据字节数目是不定长的 介质访问地址MAC（Media Access Address）是每一块网卡唯一的 帧中必须包含自己的MAC地址

10、和接收结点的MAC地址 每次通信时，总线上的所有结点，都要检测信息帧中的MAC地址，来决定是否应该接收该信息帧，这个任务由每个结点的网卡完成,使用集线器构建以太网,传输速率：10Mbps，100Mbps，1Gbps 集线器分类：总线式 / 交换式,以太网（Ethernet）,总线结构以太网的特点： 维护方便 增删结点容易 轻负载时（结点少，或者信息发送不频繁）效率较高重负载时，网络性能将急剧下降 以太网并不适合实时性要求较高的环境 以太网总线的最高数据传输速率为：10Mbps（10BASE-T）100Mbps（100BASE-T）1Gbps（千兆位）,交换式以太网,使用交换式集线器(以太网交换

11、器)构建 每一个结点都独享一定的带宽（10Mb/s或100 Mb/s），多对节点可同时通信（星形拓扑） 可按层次方式互相连接起来，构成多层次的局域网 与总线式以太网完全同构,交换式以太网与总线结构以太网的区别： 交换式以太网：连接在交换器上每一个结点各自独享一定的带宽。 总线式以太网：连接在集线器上所有结点共享一定的带宽（总线的带宽）,交换式以太网,光纤分布式数字接口网(FDDI),与以太网的区别（拓扑、传输介质、帧格式） 采用环形拓扑结构 传输速率为100Mb/s 实用中常用于构造局域网的主干部分 环上的结点依次获得对环路的访问权 与其他局域网进行互连时，需要通过网桥或路由器才能实现,ATM

12、局域网,交换式局域网（使用ATM交换机构建） 数据传输速率高（155Mbps/622Mbps） 同样的技术可构建广域网(ATM广域网) 短信元(cell)，固定长：53字节（有效载荷48字节），无CRC 既能提供分组交换方式，又能提供电路交换方式的实时数据传输服务,无线局域网,无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）是局域网与无线通信技术相结合的产物 采用红外线或无线电波进行数据通信 还不能完全脱离有线网络，它只是有线网络的补充 无线局域网采用的协议： IEEE 802.11 2Mbps 802.11a 25Mbps 802.11b 11 Mbps 蓝牙（

13、IEEE 802.15）是一种近距离无线数字通信的技术标准，,局域网的扩展,中继器进行互连中继器工作在网络的物理层，只起放大信号的作用。用于连接同类型的两个局域网或者延伸一个局域网的范围。 网桥进行互连网桥（bridge）也用来连接两个同类型的网段，但比中继器多一个“帧过滤”功能，即网桥会检查每一个信息帧的发送地址和目的地址。,4.3 计算机广域网,广域网,本质特征：可以将任意距离的任意多的计算机进行互连(广域网与局域网的本质区别是网络的规模而不是距离) 特点：点到点通信、路由选择功能 物理上由两部分组成：资源子网+通信子网,广域网,本质特征：可以将任意距离的任意多的计算机进行互连 特点：点到

14、点通信、路由选择功能 物理上由两部分组成：资源子网+通信子网,运行用户程序的主机（也称数据终端设备，例如PC机、服务器、大型计算机、工作站、智能终端等）,广域网,本质特征：可以将任意距离的任意多的计算机进行互连 特点：点到点通信、路由选择功能 物理上由两部分组成：资源子网+通信子网,进行数据通信的子网，是网络中的数据通信系统，主要任务是实现计算机之间的数据传输,广域网,构建广域网的技术基础： 高速远程数字通信干线 本地网/用户接入技术 分组交换与路由技术,4.3.1 远程数字通信线路,远程数字通信线路采用：数字电话线路光纤高速传输干线,数字电话线路,电话系统中使用的数字通信线路：设计用于传输数

15、字语音，也可以用来传输数据。在计算机网络发展的初期，数字电话设备就是计算机网络中实现远程连接的最重要的手段。,数字电话线路,数字电话线路分类： 北美系列T1线路：速率为1.544MbpsT2线路：速率为6.312MbpsT3线路：速率为44.736Mbps等 欧洲（中国）系列E1线路：速率为2.048MbpsE2线路：速率为8.448MbpsE3线路：速率为34.368Mbps等 日本系列以上三者互不兼容，国际互通比较困难,光纤高速传输干线,一种光纤数字传输线路，采用统一国际标准，称同步光纤网（SONET），同步数字系列（SDH），一般用SDH/SONET表示。光同步数字传输网SDH/SONE

16、T是宽带综合数字网B-ISDN的基础之一。,光纤高速传输干线,光同步数字传输网SDH/SONET的特点： 灵活地支持各种数字业务，包括各种类型的计算机网络 容易组网，无需人工更改配线，几秒钟便可重新组网 有自愈功能，一旦线路出现故障，业务在几十毫秒内便迅速恢复,光纤高速传输干线,SDH/SONET的数据传输速率： SDH基本速率单位：155.520Mbps，其速率分级名称为同步传输模块STM SONET的电信号称为同步传输信号STS，光信号称为光载波OC，基本速率单位是51.840Mbps。,4.3.2 广域网接入技术,接入技术1. 电话拨号接入2. 综合业务数字网(ISDN)3. 不对称数字用户线技术（ADSL）,4. 电缆调制解调技术5. 光纤接入网,电话拨号接入,家庭用户利用本地电话网通过调制解调器拨号接入广域网。 调制解调器( MODEM )的组成与功能： 调制器（MOdulator）：数字信号模拟信号 解调器（DEModulator）：模拟信号数字信号,