《计算机网络基础 第二版 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 PPT 作者 季福坤 第1章 计算机网络概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络基础 第二版 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 PPT 作者 季福坤 第1章 计算机网络概述（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机网络基础,（第二版）,第1章 计算机网络概述,1.1 计算机网络概述 1.2 计算机网络的分类和拓扑结构 1.3 计算机网络体系结构 1.4 数据交换技术 1.5 数据通信基础 1.6 因特网 1.7 国际标准化组织,本章主要内容,1.1 计算机网络概述,本节主要内容 1.1.1 计算机网络的定义 1.1.2 计算机网络的组成 1.1.3 计算机网络的功能,1.1.1 计算机网络的定义,网络首先是现代信息技术发展的产物，是计算机技术和通信技术的结合。 网络中的计算机是自主计算机，即排除网络系统中主从关系的可能性。一台主机和多台从属机的系统不能称为网络。,1.1.1 计算机网络的定义,分布
2、式系统：两台以上具有统一的操作系统的计算机通过介质连接而成既可以合作工作，又可以自治工作的集合体。 在分布式系统中，多台自主计算机的存在对用户是透明的。 网络和分布式系统的区别更多地取决于软件（尤其是操作系统）而不是硬件。,1.1.2 计算机网络的组成,计算机网络的硬件和软件 网络硬件：服务器 工作站 连接设备 传输介质 网络软件：网络操作系统 网络协议软件,1.1.2 计算机网络的组成,（1）资源子网 负责全网面向应用的数据处理工作，向用户提供数据处理能力、数据存储能力、数据管理能力、数据输入输出能力以及其他数据资源。 （2）通信子网 主要任务是将各种计算机互连起来，完成数据之间的交换和通信
3、处理。,1.1.2 计算机网络的组成,通信子网和资源子网,1.1.3 计算机网络的功能,资源共享 数据通信 分布式处理 负载均衡 提高系统的可靠性和可用性,1.2 计算机网络的分类和拓扑结构,本节主要内容 1.2.1 计算机网络的分类 1.2.2 计算机网络的拓扑结构,1.2.1 计算机网络的分类,按传输技术分类 广播式网络 点到点式网络 按连接距离和规模分类 局域网 城域网 广域网 无线网 因特网,1.2.1 计算机网络的分类,网络按规模分类,1.2.2 计算机网络的拓扑结构,1总线形拓扑 2环形拓扑,1.2.2 计算机网络的拓扑结构,3星形拓扑,1.2.2 计算机网络的拓扑结构,4树形拓扑
4、 5网状拓扑,1.3 计算机网络体系结构,本节主要内容 1.3.1 层次结构和协议 1.3.2 ISO/OSI参考模型 1.3.3 TCP/IP参考模型,1.3.1 层次结构和协议,1层次结构 通信双方的相同层次称为对等实体，对等实体之间必须按照一定的规则才能完成通信，这个规则称为协议。 N层协议是指对等进程通信规则的整体，包括： （1）语法定义数据的格式或信号的形式； （2）语义包含了对等进程协调配合和数据管理所需要的信息结构； （3）时序指收、发速率匹配和接收排序。,1.3.1 层次结构和协议,2分层结构的数据传送 5层网络顶层提供通信的过程,1.3.1 层次结构和协议,3接口和服务 层和
5、接口的关系,1.3.1 层次结构和协议,4服务和协议的关系 服务：各层向它的上层提供的一组操作，定义了两层 之间的接口，只能通过接口实现上下两层的访问。 协议：定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文 的格式及意义的一组规则。 一个网络的层次结构及其通信协议的集合称为网络体系结构。具有相同体系结构的网络称为同构网；不同体系结构的网络称为异构网。,1.3.2 ISO/OSI参考模型,OSI参考模型,1.3.3 TCP/IP参考模型,1TCP/IP参考模型,1.3.3 TCP/IP参考模型,2. OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较 OSI: 将服务、接口和协议明确地区分开来。 出现在其协议
6、之前，致使其协议和模型不能统一。 过于复杂，以至于无法真正地加以实现。 TCP/IP: 协议和模型匹配得相当好。 不适合描述除TCP/IP模型之外的任何其他协议。 没有明确地区分服务、接口和协议的概念。 网络接口层只是一个接口，处于网络层和数据链路层之间，根本没有提及物理层和数据链路层。,1.4 数据交换技术,3种交换技术：电路交换、报文交换和分组交换。,1.5 数据通信基础,本节主要内容 1.5.1 数据通信基本概念 1.5.2 数据通信方式 1.5.3 多路复用技术 1.5.4 差错控制,1.5.1 数据通信基本概念,数据通信指通过数据通信系统将数据以某种信号方式从一个地方安全可靠地传送到
7、另一个地方。 数据传输速率和调制速率：数据传输速率也称为比特率，指每秒传输的最大比特数（bit/s）。调制速率又称为码元传输速率。 若信号脉冲的宽度为T秒，则码元传输速率B=1/T。单位叫做波特（Baud），所以码元传输速率也叫做波特率。 数据传输速率用S表示，调制速率用B表示，码元状态数用N表示，则数据传输速率与调制速率的关系为S=BLog2N。,1.5.2 数据通信方式,单工通信：只能在一个方向上传输。 半双工通信：通信双方交替发送和接收信息，但不能同时进行。 全双工通信：双向信息传送。 异步传输： 同步传输：包括比特同步和数据块（字符）同步两种方式。,1.5.3 多路复用技术,1频分多路
8、复用,1.5.3 多路复用技术,2时分多路复用,3波分多路 复用,1.5.4 差错控制,1差错控制方式 （1）前向纠错FEC ：在发送端将数据按纠错码发送，具有一定的纠错能力。 （2）自动重发请求ARQ ：在发送端将数据按检错码发送，具有较强的检错功能，但不能确定错误位置。 2差错控制编码 （1）奇偶校验码：先将要发送的数据块分组，然后在每组的数据码元后面附加一个冗余位，使得该组连冗余位在内的码字中“1”的个数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。,1.5.4 差错控制,（2）循环冗余码 将数据信息用多项式K(X)表示。 如101011K(X)=X5+X3+X+1，最高幂次为k。 收发双方商定一个
9、生成多项式G(X)。 G(X)的最高幂次为r，最高位和最低位系数必须为1， 且rk。如取r=4，则G(X)可取为X4+X3+1，对应二进 制序列为11001。,1.5.4 差错控制, 发送端编码： AK(X)*Xr即在数据信息位的未尾添加r个零，即为 1010110000。 BK(X)*Xr/ G(X) (作二进制除)，不进位不借位，余数为 R(X)。如：1010110000/11001，余数为1001。 C实际传送的位串多项式T(X)= K(X)*Xr+ R(X) ，如： 1010111001。 接收端解码： 将T(X)/ G(X)，若余数为零，则传输无误，否则判为有 误。如：1010111
10、001/11001，余数为零，传输无误。,1.5.4 差错控制,标准生成多项式： CRC-12：X12+X11+X3+X2+X+1 CRC-16：X16+X15+X2+1 CRC-ITU：X16+X12+X5+1 CRC-32：X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1,1.6 因 特 网,本节主要内容 1.6.1 概述 1.6.2 我国因特网的发展 1.6.3 关于下一代因特网,1.6.1 概述,1969年，美国国防部高级研究计划局研制了一个实验性的网络ARPANET。 20世纪80年代初，开始在ARPANET上全面推广TCP/IP。
11、 在1986年，美国国家基金会组建了国家科学基金网NSFNET。 1990年，ARPANET宣布关闭。 20世纪90年代， Internet迅猛发展，万维网被广泛应用于Internet。 Internet最基本的网络服务包括电子邮件、文件传输、远程登录、电子新闻、信息查询等。,1.6.2 我国因特网的发展,20世纪80年代起 ，专用计算机广域网建立。 20世纪80年代后期，我国的一些科学研究机构相继开展了因特网的国际合作 。 1993年，国务院启动了国民经济信息化的网络工程，即金桥工程，并确定吉通通信有限责任公司为金桥工程的业主。 中国公用计算机互联网（CHINANET）始建于1995年，由中
12、国电信经营管理。 1996年9月，中国金桥信息网（CHINAGBN）正式对社会提供服务。,1.6.3 关于下一代因特网,第一代 Internet （1）地址空间太小。 （2）不能向用户提供所需的服务质量。 （3）安全和脆弱。 （4）缺乏容纳新标准、新协议的灵活性。 （5）未考虑移动设备与Internet的连接。,下一代 Internet （1）NGI计划。 （2）VBNS。 （3） Internet2。,1.7 国际标准化组织,国际标准化组织ISO （International Standard Organization） 原国际电报电话咨询委员会CCITT （Consultative Committee International Telegraph and Telephone） 国际电信联盟ITU （International Telecommunications Union） 因特网工程特别任务组IETF （Internet Engineering Task Force） 电气和电子工程师协会IEEE （Institute of Electrical and Electronic Engineers） 其他标准化机构 ：美国国家标准局NBS、美国国家标准学会ANSI、欧洲计算机制造协会ECMA、中国国家标准局,
