第1章计算机网络基础

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第1章 计算机网络基础,知识点：, 计算机网络的概念, 数据通讯基础, 网络体系结构, 网络如何以送数据, 网络的互连, 网络协议,难点：, 报文的作用及其组成, 网络协议层的作用及其相互关系,要求：,熟练掌握以下内容：, 计算机网络的的定义、分类, 网络体系结构的基本要点, 计算机网络的传输介质、传输速度, 网络连接设备,了解以下内容：, 网络体系结构和,OSI,参考模型, 数据传输方式、数据传输信道, 数据通信方式,OSI,参考模型各层的作用,TCPIP,协议的主要内容,1.1 网络的概念、类型及其组成,1.1.1 网络的概念,1网络的概念,计算机网络的定义：计算机网络是独立自主的计算,机互联的集合体。“独立自主”的含义是指在网络中，各计,算机之间不存在主从关系，不存在谁控制谁的问题。“互,联”的含义是计算机之间可以相互交换信息。,计算机联网的主要目的：, 共享远程数据 依靠可替代的资源提高可靠性, 网络用户的通信与合作,计算机网络的应用:, 网页浏览 电子邮件 网上交易, 视频点播 联机会议,2,计算机网络的分类,网络按地理范围划分：可分为局域网（,LAN），,城域网,（,MAN），,广域网（,WAN），,无线网（,Wireless Net Works）,和互连网（,Internet Work）,局域网（,Local Area Network）,城域网（,MAN）,广域网（,Wide Area Network）,无线网（,Wireless Network）,互连网（,Internet Work）,Internet,和,Intranet,的最主要区别,局域网和广域网的区别,3网络体系结构的基本要素,计算机网络体系结构逻辑构造中的基本要素有三个：,节点； 链路； 处理。,1.1.2 网络的类型,对等,（,peer-to-peer）,网络和基于服务器（,server-,based）,的网络。,1对等网络,对等网络特点 对等网络优点 对等网络缺点,2基于服务器的网络,基于服务器网络的特点 基于服务器网络的优点,基于服务器网络的缺点,图1.1 对等网络,客户机,客户机,客户机,客户机,共享打印机,客户机,数据共享,数据共享,图1.2基于服务器的网络,打印服务器,客户机,客户机,文件服务器,共享打印机,客户机,1.2 数据通信基础,1.2.1 数据通信的基本概念,1数据通信的概念,2数据通信的定义,3数据通信的特点：, 数据通信是实现的人与机器或是机器与机器之间的通信。, 数据传输的准确性和可靠性要求高。, 传输速率高，响应时间快。, 通信的持续时间差异较大。, 数据通信具有灵活的接口，能满足各种设备之间的相互,通信。,4数据通信的质量指标, 有效性, 可靠性,1.2.2 数据传输方式,1数据传输方式, 基带传输,基带传输就是将源信号直接送入电路进行传输。, 频带传输,将数据用模拟信号表示和传输的方法称为频带传输。, 宽带传输,可以在同一信道上传输模拟信号和数字信号。,各种数据传输方式的特点。,3数据传输信道, 传输信道的概念, 信道的基本参数,1.2.3 通信方式,1通信方式, 单工通信, 半双工通信, 全双工通信,2传输方式, 并行传输 串行传输,3同步方法, 异步传输方式 同步传输方式,4复用方式, 复用的概念,用一对传输线路传输多路信息的方法称为复用。, 多路复用的三种技术：,频分多路复用 时分多路复用,波分多路复用, 1.3数据交换方式, 数据交换的概念 数据交换的三种方式,线路交换:,线路交换的概念,线路交换通信的三种状态：线路建立、数据传送、线路拆除,线路交换的优点,报文交换,报文交换的概念 报文交换和电路交换的差别,分组交换,分组交换的概念 分组交换的特点,1.4 网络如何发送数据,驱动程序及其用途 网卡及其用途 报文,报文的概念,为什么要使用报文,报文中包含的信息,报文的组成：报文头、数据、报尾,1.5 网络的互联,1传输介质, 双绞线, 同轴电缆, 光纤, 电话线, 无线传送,各种不同传输介质的特点,2传输速度,传输速率的概念,传输速率的单位,3网络连接设备, 网络适配器, 中继器, 以太网交换器,（,Ethernet Switch）,集线器（,HUB）,路由器（,Router）,网桥（,Bridge）,网关（,Gateway）,1.6 OSI,参考模型,1.6.1,OSI,参考模型的结构,开放系统互连参考模型的由来,OSI,参考模型的作用,OSI,参考模型的分层,参考模型分层的作用,OSI,参考模型的分层,第7层,Application Layer,应用层,第6层,Presentation Layer,表达层,第5层,Session Layer,会话层,第4层,Transport Layer,传输层,第3层,Network Layer,网络层,第2层,Data Line Layer,数据链路层,第1层,Physical Layer,物理层,1.6.2 层间通信,OSI,参考模型各层之间的关系以及各层的数据名称,源主机,数据名称,目的主机,应用层,数据,应用层,表示层,数据,表示层,会话层,数据,会话层,传输层,数据段,传输层,网络层,数据包,网络层,数据链路层,数据帧,数据链路层,物理层,比特,物理层,数据封装的过程：,生成数据、分段数据、加入网络头、加 入帧头和帧,尾、转换成数字信号,1.6.3,TCP/IP,参考模型,1,TCP/IP,协议：,TCP/IP,协议是互联网络的信息、规则、规范的集合体,2,TCP/IP,协议的分层：网络接口层、网际层、传输层和,应用层,3,TCP/IP,参考模型和与,OSI,参考模型功能上的对应关系,OSI,参考,模型,TCP/IP,参考模型,应用层,应用层,表示层,会话层,传输层,传输层,网络层,网际层,数据链路层,网络接口层,物理层,4,TCP/IP,的主要特点,5,TCP,传输控制协议,TCP（Transmission Control Protocol）：,传输控制协,议，为两台主机间提供数据连接服务（建立连接、连接,维护、终止连接,），,TCP,还具有确认、流控制、复用同步,等功能。,UDP（User,Datagram,Protocol）：,用户数据服务协议。,实现两个用户进程之间传递数报。,UDP,是无连接的，它提,供高效率服务，用于一次传输少量报文的情况。,6,IP,协议,IP,协议的作用,7,OSI,和,TCPIP,二者的关系,1.6.4 物理层,1物理层的功能,2物理层的主要组成部分,3影响传输介质选用的指标：传输距离、成本、容量、,抗干扰能力,1.6.5 数据链路层,1数据链路层的功能,2数据链路层的两个子层,3介质访问控制子层,介质访问控制子层的作用：,MAC,地址,每块网卡都有唯一的物理地址，通常称为,MAC（Media,Access Control）,地址或也称为物理地址。, 介质访问控制方式,为什么需要有一种保证介质访问控制的协议。,介质访问控制方式的类型：确定访问控制和通道争,用访问控制。, 确定访问控制,令牌传送类型和轮询类型。,令牌传送的过程：,等待这个令牌的到来,检测这个令牌,将此令牌后面附加所要传递的数据,发出此令牌,确定访问控制的优点：,在高负载下，能够比基于通道争用的网络系统有效。,特殊的设备可以拥有更高的优先权。,确定访问控制的缺点：,在较低的负载下，和基于通道争用的网络系统比要慢。,网络设备和网卡比较贵。, 通道争用访问控制,通道争用访问控制的概念,通道争用访问控制的优点：,在较低的负载下，网络有很好的性能,很低的系统开销,通道争用访问控制的缺点：,在高负载下，由于冲突的产生将导致网络性能的下降,不能为特殊设备分配优先权,网络的使用状况无法预测,4逻辑链路控制子层,逻辑链路控制子层的作用,1.6.6 网络层,1网络层,网络层的功能,网络中的路由选择,2,IP,地址,MAC,地址：,网络层的地址,：,IP,地址,定位对方主机所在网络段的设备,IP,地址是由软件来设置的，,而,MAC,地址是固化到硬件,中的。,3,IP,地址的分类,IP,地址的组成：网络地址和主机地址共同组成。,IP,地址是一个32比特地址。,IP,地址通常表示为点分十,进制。,1.6.7 传输层,1传输层的功能：流量控制、多路技术、虚电路管理和,纠错及恢复等。,2传输层提供的基本服务：,将上层应用程序分段,建立端到端的操作,从一端主机向另一端主机发送数据段,保证可靠性,3确保数据的可靠性,确保数据可靠传递通过以下方式来完成：,确保发送的数据会被确认返回到发送端,重发任何未经确认的数据段,在终端按正确顺序将数据段重组,提供拥塞避免和拥塞控制, 确认技术,接收端对所接收到的信息进行确认。, 流量控制,流量控制技术的作用：,流量控制采用的方法：缓存、拥塞避免和窗口技术。,缓存技术,拥塞避免技术,窗口技术,4建立对等系统连接,对等系统连接的概念：,传输层共享连接,应用层,表示层,会话层,传输层,电子邮件,文件传输,网页浏览,应用端口,数据,应用端口,数据,下图所示为发送和接收系统之间的连接建立过程,同 步,协商连接,确 认,数据传输,同 步,建立连接,1.6.8 会话层、表示层和应用层,1会话层,会话层的作用,会话层功能的实现,2表示层,表示层的作用,表示层的基本任务：, 编码格式化和转换服务, 数据加密, 数据压缩,3应用层,应用层的作用,应用层的功能,应用层的各种应用服务组件,ISO8571/14,ISO09040/1,通用管理信息协议,（,CMIP）,目录服务（,DS）,报文处理系统（,MHS）,小 结,在学习如何建立网站之前，首先要掌握计算机网络,的基础知识。,计算机网络是独立自主的计算机互联的集合体。计,算机网络上把分布在世界各地的计算机，通过通信线路,连接到了一起。计算机联网的主要目的是：共享远程数,据、依靠可替代的资源提高可靠性、网络用户的通信与,合作。,计算机网络的应用主要有：网页浏览、电子邮件、网,上交易、视频点播；联机会议。计算机网络按地理范围,划分，可分为：局域网，城域网，广域网，无线网和互,连网。依据网络组成类型划分，可分为：对等网络和和,基于服务器的网络。网络的结构可以分为两大部分：通,信子网和资源子网。,计算机网络依靠数据通信实现信息的传递，数据通,信是将电子计算机中储存的数据或信息，通过通信线路，,完成编码信息的传输、转接、存储和处理的技术。,要理解数据通信中若干名词和所使用的技术的概念：,数据、信号、信道、基带传输、频带传输、宽带传输，,单工通信、半双工通信、全双工通信、并行传输、串行,传输、异步传输方式、同步传输方式、频分多路复用、,时分多路复用、波分多路复用、线路交换、报文交换、,分组交换。,要掌握网络互连所使用的传输介质和网络连接设备。,了解,OSI,参考模型的含义、作用，,OSI,参考模型的七个分,层的名称、各个分层的主要功能。了解,TCPIP,协议的含,义、作用，主要网络协议的功能。,