网络技术基础(第一章)

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1、计算机网络技术基础莆田学院现代教育技术中心2004年1月引言一、课程特点（实用性、专业性、知识性均很强）知识性和实用性最强的技术课程之一。计算机课程中自学难度最大的之一。网络工程师应掌握的知识和技术有：网络规划与组网设计（网络协议/网络类型/网络结构/网络设备选择）网站建立（服务器安装/网页制作）网络管理与维护（用户和文件系统管理/安全性）网络施工技术（综合布线等）网络数据库开发与维护（Web数据库技术）真正掌握计算机网络技术必须理论与实践并重。本课程只是以网络理论为主 的入门课程。网络技术专家二扎实的理论基础+踏实的工作实践二、学习目标与学习特点学习目标从一个网络工程师的角度，了解现代计算机

2、网络的基本技术理论，掌握基本结构、 互联原理、组网技术、网络设备、网络管理与网站建设的基本知识，为今后深入 学习网络技术和网络工程实践打基础。学习特点教材内容偏旧偏空，所以大量讲课内容在教材之外。术语（中英文）多，概念多，技术性强要求：听课/笔记/预习教案/作业教案下载ftp:/172.16.96.10 /网络技术基础教案/ 04年新教案三、学习内容学习内容（教材只是学习参考）第一章计算机网络概述第二章数据通信基础第三章计算机网络体系结构与协议第四章计算机局域网第五章网络互连与TCP/IP协议第六章Internet及其应用第七章网络连接设备与技术第八章网络系统集成第九章网络安全技术基础四、考核

3、方式考试方式平时作业与课堂表现20%期中考试（笔试）20%期末考试（笔试）60%说明：旷课三次或上课习惯睡觉者不必参加考试本课程与过去课程相关不大，基础不是问题。笔试内容基本知识基本概念 基本协议常用命令常用英文术语第一章计算机网络概述本章主要内容1.1计算机网络基本知识1.2通信网络数据交换技术1.3外网接入技术1.4网络的四种基本系统结构1.5常用网络操作系统1.1计算机网络基本知识1.1.1什么是计算机网络（Network）a. 计算机网络的基本要求未连网前的计算机系统一一“信息孤岛”。传输要求：必须将信息送到正确的目标设备。信息必须由且只能由指定设备（用户）接收。精度要求：必须保证信息

4、传输的准确性。在传输后被改变、出现错误的信息是不可用的信息。时间要求：必须保证信息传输的时间性。迟到的信息是无用的信息。对于视频、音频之类实时传输，还要求保证信息传输的顺序。b、计算机网络的基本组成一个用于计算机连网通信的系统一般由六个部分组成：信息（message）文字、数值、图形、声音、图像等发送设备各种信息处理设备（计算机等）接收设备各种信息处理设备（计算机等）通信设备负责主机间的通信控制和通信处理传输媒介 各种电缆、光缆、无线电波等通信协议 通信规则（无协议的两台设备可以连接但无法通信，如同讲不同语 言的两人无法对讲）通信协议通信协议发送设畚通信设备信息传输媒介通信设备接收设备c、计算

5、机网络的定义（参考）计算机网络是计算机技术和数据通信技术紧密结合的产物。所谓“计算机网络”，通俗地讲，就是将地理位置不同的多个计算机系统通过 通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件（“在协议控制下”）实现网络 中资源共享和数据交换的系统。d. 计算机网络的组成网络=资源子网+通信子网1.1.2计算机网络的功能和应用资源共享从成本上看软、硬件资源共享（硬盘/打印机/软件包）数据交换从效率上看即时（动态）数据交换（股市行情/军事/生产管理/订票系统/电子邮件）网络=桥梁使世界变小可靠性和安全性如:通过网络备份存放提高信息可靠性使用网络访问权限控制提高信息安全性1.1.3计算机网络的分类通常可

6、以通过两个方式来分类：传输技术和网络规模。1. 按传输技术分广播式网络（broadcast network）一条共享通信信道；信息以广播形式送到所有站点，网络地址符合者接收之，不符者舍弃之。特例：多播（multicasting）点到点网络（point-to-point network）信息从源主机到目标主机，通常要经过多个中间设备，且有多条路径。因此其路 由算法十分重要。一般来讲小的、本地性的网络采用广播方式大的、远程性的网络采用点到点方式2. 按网络规模分 局域网（LAN, Local Area Network）近距（一般10km以内，通常在一个机构或一组建筑物中）；一般使用专门敷设的线路；

7、使用本地主机资源（主机/服务器为中心），免费用或少费用。 广域网（WAN, Wide Area Network）远程（可达数千公里，可跨地区、国家，甚至全球联网）；一般通过租用的专线接入公共数据通信网实现远程连接；以路由器为技术基础（一般连接两个或两个以上局域网）。WAN通信一般称为“服务” （service ），因为网络提供商通常要对所提供的WAN 服务收费。 城域网（MAN, Metropolitan Area Network）分布范围在LAN和WAN之间（几十公里内），通常是一个城市内多数LAN的组合网。介于局域网和广域网之间的网络（CAN,统称“区域网”） 内部网（Intranet）

8、园区网/校园网（Campus networks）最大特点：大量使用外部信息资源（特别是Internet上的资源）。服务基于Internet技术：通常提供WWW、E-mail、FTP、BBS、虚拟网等服务或 功能，良好安全性，可连接Internet。组网基于LAN技术：主机/服务器为中心，交换机为主要通信设备，独立的网络资 源和管理系统，专门敷设的线路。本身可由若干个LAN组成或是一个大型的LAN。高带宽。本课程中，将这类网络以下统称区域网，而将单个部门或单个建筑物内的网 络称为局域网。 互连网络（internet）若干个网络连接起来构成一个更大的网络。Internet is a largest

9、 internet！ 远程连接（Remote connections）将位于网络分布范围之外的部门办公室和单个用户连接到本地网或I nternet上。普 通客户一般通过Modem （调制解调器）和租用的公用电话线路实现远程连接。1.1.4通信网与计算机网络通信网由用户终端设备、交换设备和传输线路组成。交换设备间的传输线路称为“中继线”，用户终端设备与交换设备间的传输线路称 为“用户线”。常用通信网有电信网、广播电视网和计算机专用网。典型的电信网有：公用电话网（PSTN）、分组交换网（X.25）、数字数据网（DDN）、综合业务 数字网（ISDN）。从整个电信网的角度来划分，电信网可以分为三个部分

10、：长途 网（长途端局以上的部分）、中继网（长途端局和市话局及市话局之间的部分） 和用户接入网（从本地电话局到用户之间的部分）。典型的广播电视网有：无线广播电视网、卫星电视广播网、有线电视网典型的计算机专用网：局域网、区域网、广域网实际上今天三网都已用于构筑计算机网络。电信网和广播电视网目前主要用于广 域网和区域网。网络技术的发展趋势是三网合一。1.2通信网络数据交换技术1.2.1数据交换技术概述最简单的网络连接：两站点直接用线路连接。一般通信网络，则根据网络结构的不同可以分为交换通信网络和广播通信网络。广播通信网络中的通信方式是广播式，所有网络节点共享通信媒介，不需要中间节 点的介入。LAN一

11、般为广播通信网络。A交换通信网络是由若干个网络节点按照某一拓扑结构相互连接而成的。数据的传送 从源节点开始，需经过若干中间节点转发（交换），才能最终到达目的节点。限于 经济性或连接的非永久性，WAN一般为交换通信网络。【名词】站节点（结点）（Q环形拓扑广播通信网络交换通信网络1.2.2数据交换：基本要求与常用技术一般来说，对数据交换有下面五个基本要求：要满足多种多样的用户对各种不同速率的数据通信的需求在交换的连接过程中的速度要快高的传输准确性适应用户的实时性要求，网络时延要小能满足用户各种数据通信业务的需要常用数据交换技术有： 电路交换报文交换分组交换虚电路分组交换数据报分组交换信元交换数据交

12、换技术之一：电路交换（circuit switching）通信时需在两站间通过交换结点（交换机）先建立一条独享的通信线路”，即所 谓”通信通道”。三叫用尸变换机交换机通信过程三次握手（handshake）：建立连接（hello） 电路建立源端向网络系统发送一个带目标端地址的请求联接信号（呼叫），中间结点按一 定路由算法分配一条可能达到目标的信道，在这个请求呼叫的联接过程中，各中 间结点“记住”了联接中的输入输出对应关系，相当于在源端和目标端间临时分配 了一条直达通路，直至取消（例：打电话前先摘机拨号）。数据传送（talk）数字或模拟数据一般为全双工（即可同时在两个方向传输数据）（ACK，确认）

13、取消连接（bye）电路释放（电路拆除）电路交换是由传统的电话通讯方式发展起来的一种交换方式。特点： 通信通道利用率很低（连接期间专用该通道，空闲照样付费）数据通信时真正占用线路的时间一般不超过10%甚至只有1% （语音通信最高可达 80%）。而且建立电路和电路释放时间较长，小数据量传送不经济。 实时性好（连接期间无延迟） 带宽固定（不适合猝发性大通信流量），整个线路要求单一速率，无差错控制功能 只能一对一通信 交换设备简单（纯硬件），收发速度快数据交换技术之二：报文交换（message switching）采用存储转发（store-and-forward）技术实现数据传输，即A站发出的数据被整

14、个地 作为一个”报文”（对报文大小没有限制），而且传送在每个中间节点处都要先存储一转发下再转发给下一节点。它是 由传统的邮递通讯方式发展 起来的一种交换方式，这种 方式直接以一次传送的信息 包（报文）为单位组织通信， 如一封信、一个文件或一个 电子邮件等，信息包的长度 不定，自带目标用户地址。它没有连接和取消连接的过程，每个信息包在传输过程中只是一段一段地占用信道， 而不是占用整个链路。特点： 通道可复用（连接期间无需独占通道，多个报文可分时共享同一通道） 带宽可调变（对猝发性通信流量十分适合） 实时性差（存储转发过程引起通信延迟），不适用于语音和视频之类实时或交互 式的通信要求。 可实现一对多通信 交换设备（节点）需用大容量存储器的电脑设备在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务，如 公用电报网。数据交换技术之三：分组交换（packet switching）类似于报文交换技术，但所传输的数据被分割成一个个不等长的”分组”（packet，包）进 行传送。由于每个 分组数据包很小（一般为几千个 二进制位），传送 设备只需将它们 保存在主存中再 转发，而无需存储 在物理存储设备交换机变我机鲤 主存f发编* 主存-中，所以速度、效率和实时性均优于报文交换。两种