《计算机网络ppt课件_上海交通大学_chap1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络ppt课件_上海交通大学_chap1（148页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 概述,计算机网络组成和分类 计算机网络参考模型 数字通信的基本概念,计算机网络组成和分类,主机系统和网络系统 计算机网络与分布式系统 企业网络和公众网络 计算机网络的分类 局域网、城域网和广域网,主机系统和网络系统,主机和终端组成的主机系统 Client/Server结构的计算机网络系统,主机和终端,主机系统和网络系统,主机和终端组成的主机系统 Client/Server结构的计算机网络系统,Client/Server结构（C/S）,计算机网络组成和分类,主机系统和网络系统 计算机网络与分布式系统 企业网络和公众网络 计算机网络的分类 局域网、城域网和广域网,计算机网络与分布式系统,计
2、算机网络 分布式系统,计算机网络是由不同通信媒体连接的、物理上独立的多台计算机组成的、将需传输的数据分成不同长度的分组进行传输和处理的系统 多台自主计算机的互联系统 用户必须指定网络中哪一台计算机来完成什么样的操作,计算机网络,计算机网络图示,两个概念：互联和自主,互联：如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：不从属于其它任何计算机的计算机称为自主计算机,计算机网络与分布式系统,计算机网络 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，可能是多台计算机的有机组合 用户向虚拟系统递交一个任务后，
3、由操作系统来安排任务的完成,分布式系统,计算机网络组成和分类,主机系统和网络系统 计算机网络与分布式系统 企业网络和公众网络 计算机网络的分类 局域网、城域网和广域网,企业网络和公众网络,企业网络 公众网络,企业网络,资源共享：网上的资源，无论在那里，都可随时取用 高可靠性：任何资源都可有多个副本 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,企业网络硬件平台,企业网络和公众网络,企业网络 公众网络,公众网络,访问远程信息：Web Server的浏览 网上购物 个人间的通信：E-Mail BBS 交互式的娱乐：网上游戏 VOD点播,公众网络首先是一个互联网络,互联网络硬件平台,计算机网
4、络组成和分类,主机系统和网络系统 计算机网络与分布式系统 企业网络和公众网络 计算机网络的分类 局域网、城域网和广域网,网络分类,按技术分 按规模分按传输介质分,广播式网络 点到点网络,局域网 城域网 广域网 互联网,有线网 无线网,按拓扑结构分按使用范围分,总线 环形 网状 星形,专用网 公共网,网络分类（续）,计算机网络组成和分类,主机系统和网络系统 计算机网络与分布式系统 企业网络和公众网络 计算机网络的分类 局域网、城域网和广域网,局域网 LAN （Local Area Network ）,总线型 IEEE 802.3（以太网）CSMA/CD 10M 总线型 IEEE 802.4（令牌
5、总线）10M 环 型 IEEE 802.5（IBM令牌环）4M 16M,地域：覆盖范围较小 传输技术：,城域网 MAN （Metropolitan Area Network）,私有网络 一个连锁超市，有十几个或几十个分布在市内 公用网络 上海科技网,大型的LAN,广域网 WAN （Wide Area Network）,跨越地域较大的网络,主机（host） 端点系统（end system） 通信子网（communication subnet） 简称子网 资源子网（ resource subnet）,通信子网,传输线：线路（circuit）干线（trunk） 信道（channel） 交换单元：分组
6、交换节点（packet switching node） 通常分组交换节点为路由器（router）,通信子网负责计算机之间的数据通信，由传输线和交换单元组成,资源子网,由通信子网互连在一起的计算机构成 资源子网中的计算机负责运行对信息进行处理的应用程序，他们是网络中信息流动的源与宿，向用户提供可供共享的硬件、软件和信息资源,互联网通常由 路由器联接的LAN组成,通信子网通常为点到点子网（point-to-point） 其传输机理为存储-转发（store-and-forward） 其传输方式为分组交换（packet-switched）,第1章 概述,计算机网络组成和分类 计算机网络参考模型 数字通
7、信的基本概念,计算机网络参考模型,ISO/OSI参考模型 TCP/IP参考模型 本课程的网络模型,ISO/OSI参考模型,Tnbm P39 Fig. 1-20 OSI参考模型,层、协议和接口,Tnbm P27 Fig. 1-13 层、协议和接口,接口和服务,每一层的功能都是为它的上一层服务的 实体entity 每层中活动的元素称为实体 对等实体peer entity 如第n层是服务提供者，则第n+1层为服务对象,分层的好处,通过每一层实现一种相对独立的功能来简化问题 每一层的设计都是独立的，它不必关心下一层是如何实现的，只需知道下一层为我提供的服务，和我必须为上一层提供哪些服务 当由于技术的变
8、化使某层的实现需要变化时，不影响其他的层次,物理层（physical layer）,与传输媒体的接口，完成传输媒体上的信号与二进制数据间的转换,物理接口上发送或接收的是一串以某种规则表示的二进制的数据 物理层定义的是接口的机械特性、电气特性、功能和过程特性等 例如：插头、插座的几何尺寸，每根引脚的功能定义，逻辑0和1的电平定义，信号宽带定义,数据链路层（data link layer）,提供点到点的可靠传输，通常需把数据分成帧，并且保证帧的正确发送和接收 识别帧的标志 帧的发送和接收，需校验、确认 发送方在超时或收到否定性确认后，要重发 重复帧要丢弃 在共享网络中，需解决信道共享问题等,网络层
9、（network layer）,提供主机到主机的通路，其间可能存在多条通路，网络层将实现的功能包括： 选择路由 拥塞控制 协议的转换 分段和重组 对用户的分组、字符等计数 等等,传输层（transport layer）,提供端到端的通路，应用到应用的通路 传输层将把高层要求传输的数据分成若干个报文 报文与帧不一样，帧只有帧标志（起始标志、结束标志），而报文有信源和信宿的地址及端口、报文的顺序号、确认号等等 低三层的通信对象通常是路由器，传输层是端到端的，必须考虑该报文怎样才能从源端正确地传输到目的端，而源端和目的端通常是主机,会话层（session layer）,建立有关会话的机制，或双向对话
10、，或双向对话时要有切换等,如：说的一方应说一段就听一下对方的反应，因为，可能线路已断,表示层（presentation layer）,表示层关心的是语法和语义 对相关的数据的描述采用抽象的定义，如浮点数都用科学表示法 相关数据的表示法转换 抽象数据结构的转换,应用层（application layer）,包括所有应用方面的协议如：全屏幕功能，不同的终端其控制字符不尽相同，应作相应的转换，通常定义一个网络虚拟终端 不同系统之间的文件传输的方式不同，但表示的形式必须一致,OSI模型的数据传输,发送进程,实际数据传输路径,接收进程,举例：某人给他的朋友写一封信,计算机网络参考模型,ISO/OSI参考
11、模型 TCP/IP参考模型 本课程的网络模型,TCP/IP参考模型,OSI,TCP/IP,在模型中不存在,7 6 5 4 3 2 1,Tnbm P43 Fig. 1-21 TCP/IP参考模型,互联网层（internet layer）,这里的互联网是基于无连接的分组交换网络 互联网层定义了正式的分组格式和协议，即IP协议（internet protocol），每个IP包的路由问题是互联网层要解决的问题 互联网层与OSI中的网络层相对应,一个报文的各个不同的分组（称为IP包），可以通过不同的路径到达目的地，其到达顺序与发送顺序可能不一致,传输层（transport layer）,位于互联网层的上
12、层，与OSI中的传输层相对应 其功能是使源端和目的端主机的对等实体进行对话 定义了两个端到端的协议：,传输控制协议TCP（transmission control protocol） 用户数据报协议UDP（user datagram protocol）,应用层（application layer）,TCP/IP模型的应用层包括所有的高层协议 （实际上，OSI模型中的会话层和表示层在很多应用中是没用的） 应用层常用协议： TELNET：标准终端仿真协议 FTP（File Transfer Protocol）：文件传输协议 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：
13、电子邮件协议 DNS（Domain Name Service）：域名系统服务,主机至网络层,在互联网层以下，TCP/IP参考模型没有定义，认为互联网是网络的互联，至于主机如何接入网络不是TCP/IP模型所需要考虑的问题 TCP/IP模型面向的是网络，而不是主机,TCP/IP模型中的协议与网络,Tnbm P43 Fig. 1-22 TCP/IP模型中的协议和网络,TCP/IP协议簇,TCP/IP协议是一组协议的总称，包括： IP层（即互联网层）： IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF TCP层（即传输层）： TCP、UDP 应用层： FTP、SMTP、SNMP、TELNET、HTTP、DN
14、S ,计算机网络参考模型,ISO/OSI参考模型 TCP/IP参考模型 本课程的网络模型,本课程的网络模型,结合ISO/OSI七层模型和TCP/IP四层模型的特点的五层网络模型,OSI,TCP/IP,7 6 5 4 3 2 1,本课程模型,第1章 概述,计算机网络组成和分类 计算机网络参考模型 数字通信的基本概念,数据通信基本概念,数字信号的Fourier分析 数据通信概念 信道和信道基本参数 信道工作方式 数据传输,基带传输和宽带传输 异步通信和同步通信 串行通信和并行通信 多路复用技术基本概念 电路交换与存储转发,数字信号的Fourier分析,傅立叶级数：任何正常周期为T的函数g(t)，都
15、可由（无限个）正弦和余弦函数合成：,其中，f=1/T是基频，an和bn称为正弦和余弦函数的n次谐波的振幅，c是常数,任何信号的传输都可理解为以傅立叶级数的形式传递,如每个傅立叶级数的信号分量被等量衰减，则合成后，振幅有所衰减，基本形状不变 对任何已知的g(t)，可求得：,谐波数越高，传输质量越好,如传输ASCII字符b，即 01100010，可求得：,更进一步的细化可见：http:/ 比特率：数据传输速率 bps,如果信号分为2级：0 1，则波特率 = 比特率 如果信号分为8级：0 1 2 3 4 5 6 7，则波特率 = 3比特率 即一次信号变化（一次采样）可表示3bit如信号分为V级，则比特率 = log2V 波特率 设波特率 = 比特率 = b bps 则：发送8 bit(1B)需要T=8/b秒，因而基频f = 1/T = b/8 Hz 如：截止频率为F 则：最大的谐波次数n满足nf=F，即：n=F/f=8F/b,当截止频率为F为3000HZ时,Tnbm P89 Fig. 2-2 传输速率与谐波的关系,波特率和比特率,两者数值上的差别在于每次采样的量化值,数字信号的Fourier分析 数据通信概念 信道和信道基本参数 信道工作方式 数据传输,基带传输和宽带传输 异步通信和同步通信 串行通信和并行通信 多路复用技术基本概念 电路交换与存储转发,
