计算机网络设计基础ppt培训课件

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1、第0章 设计基础,在讲解主课程之前， 先来复习一些基础知识。,计算机网络是由不同的通讯媒体连接的、物理上分开的多台自治计算机组成的、将要传输的数据分成不同长度的分组进行传输和处理的系统，以及互操作和协议处理的机制。,1、计算机网络定义,Client/Server结构（C/S）,2、计算机网络,两个概念：互联和自主,互联：如果两台计算机能互相交换信息则称这两台计算机互联 自主计算机：不从属于其他任何计算机的计算机称为自主计算机,分布式系统,分布式系统通常也基于自主计算机的互联但由一个操作系统统一管理，对用户来说，具有高度的整体性和透明性。 虚拟计算机，可以是多台计算机的有机组合 用户向虚拟系统递

2、交一个任务后，由操作系统来安排任务的完成,企业网络硬件平台,3、计算机网络的组成,4、 网络的功能,资源共享（网上的资源，无论在那里，都可随时取用） 硬件共享 软件共享 信息共享节约经费：不必每台自主计算机上都配备所有的软硬件资源提高系统可靠性（见下下页）,提高系统的安全可靠性,计算机通过网络中的冗余部件可大大提高可靠性，例如在工作过程中，一台机器除了故障，可以使用网络中的另一台机器；网络中一条通信线路出了故障，可以取道另一条线路，从而提高了网络整体系统的可靠性。 而且任何资源都可有多个副本。,wwwWWW(World Wide Web)的含义是“环球网”，俗称3W或Web。实现全球信息共享。

3、在超文本传输协议的管理之下，采用浏览器进行网上信息查询。其工作原理如下：,浏览器,Internet,www服务器,页面,HTTP请求,HTTP响应,WWW页面传递过程,常用Internet服务,浏览器：可以将浏览器看作Internet的图形用户界面。 HTML ：是WWW的描述语言。 主 页 ：是一种用超文本标记语言组织信息，并经过响应的解释器或浏览器转换文字、图象、声音和动画等多种信息组织方式，可以将其同报纸、杂志、电视和广播等同等对待。URL : 规定了某一信息资源在WWW中保存地点的统一格式， 协议名+：/+主机域名（或IP地址）+目录路径 例如：http:/ 1. 发送速度快 2. 信

4、息多样化 3. 收发方便 4. 成本低廉 5. 更为广泛的交流对象 6. 高效可靠,文件传输 FTP （File Transfer Protocol）协议是Internet 文件传输的基础。通过该协议，用户可以从一台Internet 主机向另一台Internet 主机拷贝文件。FTP时常见的两个概念如下： 下载：从远程主机拷贝文件至自己的计算机上。 上载：将文件从自己的计算机拷贝至远程主机上。目前Windows环境下较为流行的FTP客户端软件为WS-FTP和CuteFTP,文件传输(FTP),工作原理如图：,FTP,上载,下载,FTP客户机,FTP服务器,在Internet上有许多提供FTP服

5、务的站点，在它们的机器中装有大量供有偿或无偿使用的软件或文件供用户下载。无偿使用的软件有两种：一种是共享软件（Shareware）有一定的使用期限；另一种是自由软件（Freeware）无条件地供大家使用。因此FTP成为Internet的另一重要资源。,远程登录（Telnet）是Internet最基本的服务之一，它在Telnet协议的支持下使本地计算机通过网络，连接到远端的另一台计算机上去，作为这台远程主机的终端。,服务器,远程登录（Telnet）,是视频点播技术的简称,也称为交互式电视点播系统，意即根据用户的需要播放相应的视频节目，它与信息发布和广播的最大不同在于主动性和选择性。它彻底改变了广

6、播式的强制信息灌输方式。可以说VOD是未来的信息获取的主流方式在多媒体视音频方面的表现。,VOD（视频点播）,视频会议,视频会议为网络用户提供了一种通过网络进行交谈、召开会议、工作以及共享程序的全新方式。 网络视频会议大都采用点对点方式。通过视频会议软件，参加会议的小组成员能立即看到所有参加者。,IP电话,是利用Iternet Protocol 网际协议、在因特网上采用数字压缩和包技术传输语音。它的特点是充分利用带宽、提高线路利用率、降低成本，为用户提供更加方便、经济的电话服务。IP电话是IP网上可通过TCP/IP协议实现的一种电话应用，它采用了压缩编码及统计复用等技术，节省了网络的带宽，降低

7、了通信成本。这种应用包括PC对PC连接、PC对话机连接、话机对话机连接，还包括Internet或Intranet上的语音业务、传真业务（实时和存储/转发）、Web上实现的IVR（交互式语音应答）等等。,5、计算机网络分类,按覆盖地理范围分类1）局域网（LANLocal-Area Network）2） 城域网（MANMetropolitan -Area Network）3） 广域网（WANWide-Area Network）同一种网络技术4）互联网（Internet）不同的网络互连 按通信手段分类（传输介质分类）1）有线网络 2） 无线网络 3） 光纤网络 4）卫星网络 按服务对象分类1）部门网

8、络 2） 校园网络 3） 企业网络 4）全球网络 按网络技术分类（广播式网络和点对点网络）1）以太网Ethernet 2） ATM网 3） FDDI网络 4）令牌环网 5）宽带网 等等,网络拓扑结构分类,拓扑结构一般是指点和线的几何排列或组成的几何图形。计算机网络的拓扑结构是指一个网络的通信链路和节点的几何排列或物理布局图形。链路是网络中相邻两个节点之间的物理通路，节点指计算机和有关的网络设备，甚至指一个网络。,6、网络拓扑结构 （计算机网络各节点相互连接方式和形式）,星型拓扑（Star Topology) 总线型拓扑（ Bus Topology) 环型拓扑（ Ring Topology) 树

9、型拓扑（ Tree Topology) 网状拓扑（ Net Topology) 混合型拓扑（ Complex Topology)（参看教材P2025页）,1） 星型拓扑结构,中心机房,网络 服务器,Catalyst 4006,图例： 六芯千兆光纤： 100M双绞线：,四芯千兆光纤,四芯千兆光纤,第二教学楼（23点）,原十二中 教学楼 （预埋光纤）,行政楼（48点）,Catalyst3524,传达室、实验楼、体育馆 （10点）,Catalyst3524,Catalyst3524,网络 服务器,代理 服务器,光盘塔 服务器,综合楼（48点）,食堂（24点）,Catalyst3524,Catalys

10、t3548,四芯千兆光纤,四芯千兆光纤,四芯千兆光纤,2）总线型拓扑结构,总线拓扑结构 总线拓扑结构采用单根传输线作为介质，所有的站点都通过相应的硬 件接口直接连接到干线电缆即总线上。总线拓扑的优点有：结构简单，可 靠性高；电缆长度短，易于布线和维护；造价低；易于扩充等。增加新站 点时，可在总线的任一点将其接入，如需增加总线长度，可用中继器来扩 展一个附加段。总线拓扑的主要缺点是故障诊断和隔离困难，因为它不是 集中控制的，所以故障检测需要在网上的各个站点上进行。总线拓扑结构 是局域网的主流结构之一，广泛应用于随时都有扩充工作站要求的网络系 统。,3) 环型结构,特点：传输速率高，传输 距离远，

11、各节点的地 位和作用相同，各节 点传输信息的时间固 定，容易实现分布式 控制，站点的故障会 引起整个网络的崩溃,网络拓扑结构对网络系统的传输距离、节点连接能力、网络可靠性、可扩充性和可管理性都能产生较大影响。,4） 树型拓扑,3) 网状拓扑结构,5) 混合型拓扑结构,在一个实际的网络中，可能是上述多种网络拓扑结构的混合。在一些庞大复杂的应用系统中，有时需要将各种拓扑结构的局域网连接在一起而组合成复合型的拓扑结构在一个实际的网络中，可能是上述多种网络拓扑结构的混合。在一些庞大复杂的应用系统中，有时需要将各种拓扑结构的局域网连接在一起而组合成复合型的拓扑结构 顺便指出，在计算机网络中还有其他类型的

12、拓扑结构，如总线型和星型混合、总线型和环型混合连接的网络。在局域网中，使用最多的是总线型和星型拓扑结构。,中国教育科研计算机网络（CERNET）,（CERNET）可认为是网状形网、树形网和星形网的复合，其主干网为网状形结构，连接的每一所大学大多是树形结构或环形结构。,6、ISO/OSI参考模型,处理网络应用,数据表示,互连主机通信,端到端连接,寻址和最佳路径,接入介质,二进制传输,主机层，保证主机之间精确的数据传输,介质层，控制网络上的信息的物理传输,7、 OSI模型的数据传输,数据段,数据报,数据帧,比特流,数据,报头,数据,网络头,报头,数据,网络头,报头,数据,帧头,帧尾,0111111

13、010101100010101101010110001,发送进程(封装过程),接收进程(解封装过程),数据,AH数据,PA AH数据,SH PA AH数据,OSI参考模型的意义,OSI参考模型不仅开创了相互合作的网络互连时代，而且不断地去容纳网络互连的新发展。它是一种严格的理论模型，并不是一特定的硬件设备或一套软件例程，而是厂商在设计硬件和软件时必须遵循的一套通信准则。OSI模型准则指出了： 网络设备之间如何联系，使用不同协议的设备如何通信。 网络设备如何获知何时传输或不传输数据。 如何安排、连接物理网络设备。 确保网络传输被正确接收的方法。 网络设备如何维持数据流的恒定速率。 电子数据在网络

14、介质上如何表示。 加快了网络的发展和应用。,7、 OSI参考模型的功能,把网络操作分成低复杂化的单元。 定义了用于即插即用兼容性的标准接口。 使设计者能专心设计和开发模块功能。 提高了不同网络模块功能的匀称性，让它们能很好地一起工作。 使一个区域的改变不会影响其他区域，这样每个区域能发展更快。 把网络的复杂性分成了孤立的，更易学习的操作。 使得不同类型的LAN和WAN间进行通信。 提供网络设备标准化，使得一家厂商的设备可与另一家厂商的设备进行通信。 使旧的网络设备可与新的网络设备通信，因此安装了新设备后，不必要更换原有设备，从而协助用户投资维持较长的一段时间。 对于网络内和网络间的通信，允许使

15、用通用接口开发软硬件。 使世界范围内的网络通信成为可能。,8、 TCP/IP协议和模型,OSI模型,TCP模型,TCP模型,8、寻址机制,在网络中有两种寻址机制 MAC寻址MAC地址是唯一的，它存储在网卡上。MAC地址存在于OSI参考模型的第2层。在网络中，当源主机向网络发送数据时，它就带有目的主机的MAC地址。当数据通过网络介质时，网络中每个设备的网卡检查它的MAC地址是否与数据包的目的地址相符。如果不相符，网卡就忽略该数据包，数据包沿着网络传送下一个位置。如果匹配，网卡拷贝该数据包。把拷贝的数据包放到数据链路层。IP寻址IP地址存在于OSI参考模型的第3层（网络层）。在IP网络环境中，每个主机设备都有一个唯一的IP地址。每个IP地址标识网络上一个系统的位置。每个IP地址定义网络地址和主机地址。,