网络技术教程课件

,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,*,网络技术,教程,（精品完整版）,网络技术一,网络技术基础,主要内容,网络概念,OSI,分层网络模型,网络设备,INTERNET,基础,网络概念,实现资源共享,实现信息共享,在不联网的情况下，多台计算机需要配备多台打印机。,资源共享,资源共享,在联网的情况下，只需要一台打印机就可以了！,信息共享,联网前,老王，我要的材料拷好了吗？,快了，只剩下十八张盘了。,信息共享,伴随着科技的进步，出现了闪存、移动硬盘之类的大容量存储设备，但是，即使你有了这些设备，你还是不得不跑来跑去的，浪费时间。,信息共享,联网了，既省了软盘也省了时间。,联网后,局域网,局域网定义：局域网简称,LAN（Local Area Network）,局域网一般在几十米到几公里范围内，一个局域网可以容纳几台至几千台计算机。,局域网分类：,以太网,、令牌环网等。,广域网,广域网定义：广域网简称,WAN（Wide Area Network），,广域网是将分布在各地的局域网络连接起来的网络，是“网间网”（网络之间的网络）。,广域网类型：,帧中继、,X.25、PSTN、ISDN、DDN、ADSL、LAN,接入等。,城域网,城域网定义：城域网简称,MAN（Metropolis Area Network），,城域网是规模局限在一座城市的范围内的区域性网络。城域网的速度比广域网快，符合宽带趋势，因此现在发展很快。与局域网相比，城域网具有分布地理范围广的特点，一般来说，城域网的覆盖范围介于10100公里之间。,网络协议,网络协议：,TCP/,IP,、IPX 、APPLETALK,等。,IP,地址,IP,地址由4个字节构成,IP,地址包含两部份：网络部份与主机部份,格式 ： 网络号.主机号,例如 ：,IP,地址 : 176.176.12.34,掩码 : 255.255.0.0,网络号 = 176.176,主机号 = 12.34,IP,地址,IP,地址：202.97.177.3,二进制：11001010 01100001 10110001 000 00011,掩码：255.255.255.224,二进制：11111111 11111111 11111111 111 00000,网络号 主机号,IP,地址分类,网络号 缺省子网掩码,（,地址的第一个字节）,A,类地址 1-126 255.0.0.0,B,类地址 128-191 255.255.0.0,C,类地址 192-224 255.255.255.0,IP,地址分类,第二种判断,IP,地址分类的方法：,将,IP,地址的第一个字节转化为二进制数，从高位开始，看其第一个0出现的位置，0出现在第一位就为,A,类， 0出现在第二位就为,B,类,， 0,出现在第三位就为,C,类,，,例如：,202.96.92.2 202,11,0,01010,C,类,61.161.141.4 61,0,0111101,A,类,130.24.35.66 1301,0,000010,B,类,IP,地址分类,A,类,IP,地址用于超大型网络，一段,A,类,IP,地址可以有16777214台主机；,B,类,IP,地址用于中等规模网络，一段,B,类,IP,地址可以有65534台主机；,C,类,IP,地址用于小型网络，一段,C,类,IP,地址可以有254台主机,注意,每段,IP,地址的第一个和最后一个是不能使用的，第一个代表网络号，最后一个是广播地址，例如：,IP,地址：192.168.1.0,掩码：255.255.255.0,那么，192.168.1.0及192.168.1.255在网络中是不能使用的。,保留,IP,地址,RFC 1918,中定义的保留,IP,地址：,10.0.0.0 整个,A,类网络；,172.16.0.0到172.31.255.255共16个,B,类网络；,192.168.0.0到192.168.255.255共256个,C,类网络；,局域网中的,IP,地址,站点1,IP,地址: 176.176.0.1,子网掩码: 255.255.0.0,站点2,IP,地址: 176.176.0.2,子网掩码: 255.255.0.0,广域网中的,IP,地址,192.114.22.1,192.114.22.7,192.114.26.18,192.114.26.17,192. 66.32.7,192.66.32.1,Other Router,IPv6,简介,我们现在使用的,IP,协议为20多年前设计的,IPv4，,最初被设计为一种数据专用的协议，在很长的一段时间内，它一直表现良好，但随着网络的迅速普及和各种应用的发展，尤其是在多媒体和移动通信方面，,IPv4,逐渐暴露出其很难克服的缺陷。首先，有限的地址空间使得很多应用多了不必要处理。尽管,CIDR、DHCP、NAT,和,Proxy,等技术很大程度地减缓了,IPv4,地址空间的耗尽（现在还有37%的,IPv4,地址没有分配），但随着新型电子设备大量进入人们的生活，在未来，我们除了计算机外，汽车、手机甚至手表都可能需要,IP,地址，人们也越来越希望得到全天24小时不间断的接入服务，有研究认为，,IPv4,地址将在2010年左右耗尽，更重要的是，这些防止,IP,耗尽的技术带来了不必要的处理，甚至很大程度地限制了某些应用。,IPv6,简介,IPv6,地址一般记作8组16位整数（即每组4个16进制数字），中间以冒号分隔。例如：63,DE:0000:0000:0000:893F:0000:0000:0001，,也可以简写成63,DE:893F:0:0:1，,双冒号表示连续的16位簇为0，在地址中只能使用一次，否则无法识别地址。鉴于,IPv4,地址的使用习惯，也可以把最后的32位写成,IPv4,地址的形式，例如：4,E8D:93C5:178.66.10.83。,IPv6,极大的扩展了,IP,地址空间。,IPv6,还未正式进入市场。,网络传输介质,铜缆：细缆（10,Base_2,）、,粗缆（10,Base_5）,双绞线：3类,UTP,5,类,UTP,（,10Base_T,100Base_T,1000Base_T）,光纤：（10,B,ase,_F,100Base_F,FDDI,等）,讨论时间,OSI,分层网络模型,物理层,数据链路层,网络层,传送层,会话层,应用层,表示层,物理层,数据链路层,网络层,传送层,会话层,应用层,表示层,中继器,网桥,路由器,网关,物理层,处理传输介质及相关接口的电气和机械规范,负责从点,A,到点,B，,以电或光的形式获得信号,如：10,M、100M,以太，同步和异步串行链路等,数据链路层,创建包含源地址与目标地址的帧,合并用户数据到帧,检测和校正物理链路产生的差错,数据链路层协议如：,ETHERNET、TOKENRING,网络层,控制分组传送的操作（路由选择、拥挤控制、网络互连）,根据传送层的要求来选择服务质量,向传送层报告未恢复的差错,传输层,提供建立、维护和拆除传送连接的功能,选择网络层提供的最合适的服务,在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流控制,会话层,提供两个进程之间建立、维护和结实会话连接的功能,提供交互会话的管理功能,表示层,代表应用进程协商数据表示,完成数据转换、格式化和文本压缩,以太网拓扑结构,以太网星型结构,以太网总线型结构,以太网技术,以太网是共享介质技术,两种物理配置：总线结构和星型结构,节点轮流使用传输介质,载波侦听、多路存取、冲突检测（,CSMA/CD）,网络设备,网桥,交换机,路由器,网关,网桥,服务器,网桥,网桥,服务器,网桥,桥是一种存储转发设备，用来连接类型相似的网络。,转发网段之间的,Ethernet,帧,网桥不改变E,thernet,帧,的源或目标地址,Router,Router,SERVER,Router,SERVER,路由器,路由器,它是第三层设备,它能支持多个链路的复杂网络,它能根据分组类型过滤和路由,路由器可根据网络通信情况决定路由,网关,HOST,Gateways,SDLC,互连非兼容网络,通过若干层,OSI,完成协议转换,交换机,交换机是第二层设备,交换机使用硬件来桥接帧,交换机通常有多路径底板或某种交换结构,交换机用于交换多个网段的帧,从本质上来说，是个快速网桥,网络设备的发展趋势,因交换技术的发展，网桥被交换机取代,因,TCP/IP,协议的称霸，网关使用量大减,OK！,您只需关注交换机与路由器,INTERNET,基础,INTERNET,的历史,什么是,INTERNET,INTERNET,的网络结构,INTERNET,的地址和域名,INTERNET,的安全与防护,INTERNET,的历史,近十年内，,Internet,的发展相当平静，有一段时间可以说是无声无息，但现在它又刮起了一阵旋风。十年间唯一真正重大的变化是用户数量的增长。近两年，这种势头有增无减，掀起了一个又一个的高潮。,Internet,卷土重来了。,INTERNET,的历史,1957,ARPA,的诞生,在苏联发射人造地球卫星时，比尔盖茨只有两岁。艾森豪威尔忧心忡忡。为使美国在军事科技上处于领先水平，他批准建立了“高级研究规划局”（,ARPA）。,从此展开了空间军备竞赛。,计算机的工作不止是计算炮弹的弹道，而且还被用来进行弹道导弹（核武器运载系统）的瞄准。轨道动力学与亚轨道动力学是其核心部分。计算时，宽行（132列）打印机每小时要用掉数箱打印纸。,越来越多的政府机构装备了计算机。大学也开始安装它们。政府和大学之间进行着数据的交换。多数交换工作是秘密进行的；武装信使长距离运载机密的资料，这件事情不可能依赖美国邮政。,一小群折衷主义者解决了怎样将计算机连到一起以共享信息，这样，信息时代已作好了再次起飞的准备。,INTERNET,的历史,1962,ARPANET,投入运作,美国空军由于担心对美国的核攻击可能会中断重要的通信线路，因此委托兰德公司进行生存研究。1962 年提出的问题是怎样建立一个分散的网络，使得如果某个站点或路径被毁坏，对核轰炸机和导弹发射器的命令和控制仍然可以进行。,在几个可选择的方案中选择了包交换技术，在发报的计算机上将数据分成几块，然后通过现有电话线或无线电发送出去。每个包都含有分立的地址和最终的报文部分，这些包将由目标计算机进行组装。如果发送者与接收者之间的通信链路中断，路由器将会选择另一条不同的路径。如果某个包被破坏，接收者将发送一个消息给发送者要求重发。重新发送一个包比重新发送整个报文节省时间。,1968年，,ARPA,将一个合同给予了,Bolt、,Beranek,和,Newman （BBN），,要求连接四台计算机，这四台计算机分布在：斯坦福研究所，加利福尼亚大学座落在洛杉矶和圣巴巴拉的分校，以及犹他大学。早期的大多数时间花在系统性事故的调试上。先驱们最终将它搞了，并建立了第一个有效的协议，称为网络控制协议（,NCP）。,这样,ARPANET,以56,Kbps,的速度投入了运行，表面上是作为一种研究方法。只有少数人知道真正的原因。,紧接着下一年，尼尔阿姆斯壮和布兹阿尔德林就登上了月球。他们在月球探测飞船,（,LEM）,上携带的计算机在他们登上月球表面时不断发出执行超载的警报，折腾得他们够呛。完成所需任务的电量几乎不够。,INTERNET,的历史,1972,ARPA,改名,1972年发生了几件事。,ARPA,归入了美国国防部并马上改名为,DARPA。,主计算机的数量增到了24台。最重要的事件是由,BBN,的,Ray Tomlinson,引发的；他在地址中加了一个符号，创造了电子邮件。,第二年，斯坦福来的,Vinton,Cerf,和,DARPA,来的,Bob Kahn,开始研究一种新的协议。他们为其起名为传输控制协议（,TCP）。,在一篇关于,TCP,的论文中，,Cerf,和,Kahn,杜撰了术语,Internet。,增加,ARPANET,上的用户数目和要求在不同平台间进行通信使,TCP,进一步改进为,TCP/IP，,即,Internet,协议组。,INTERNET,的历史,1976,TCP/IP,入伍,由于连接到,ARPANET,的计算机数量达到了100台，国防部命令将,TCP/IP,作为系统协议。同年，卫星网（,SATNET）,将美国与欧洲连接了起来。总部设在瑞士的欧洲粒子物理研究所（,CERN）,用,CERNET,网在欧洲步入了领先地位，,CERNET,在大量的主机和小型机间,用2,Mbps,的串行线和包交换技术提供文件传输服务。这是一种在通过双绞线和,RS-232,端口连接在一起的数百台哑终端的现有系统上进行的重要改进。,我们打算离开,CERN,和欧洲返回美国。不过，可以看出信息时代并不只是一种局限于某地的冒险。我们在几年后还要再次访问,CERN。,1977,年，一个称为,Commodore,的小公司带着个人电子处理器（,PET）,进入了市场。其后,是,VIC-20，,然后又是,Commodore C-64。,一位计算机史专家估计，当时制造和销售了两千万台,C-64。UNIX,到,UNIX,拷贝协议（,UUCP）,的研制导致了世界性的新闻组网络系统和新闻组的建立，它是1979年进入这个领域的。,INTERNET,的历史,1981,PC,出现,某些企业家认为这时的世界所需要的是某种更好的东西，于是这种东西就出现了。,蓝色巨人于1981年将,IBMPC,投放市场。在数年内，又提供了,IBMXT。,这是当时的技术奇迹。它几乎占据了桌面系统的全部市场，这种机器有10,MB,硬驱，其,RAM,可扩展为2,MB。,两年后，在史蒂夫乔布斯引入了,AppleMacintosh,（Mac）,时，个人机市场的竞争进入了白热化状态。,Mac,利用其用户友好的操作系统争得了一大块市场份额。,Mac,的用户无需费劲地从键盘启动应用程序，然后再打开要处理的文件，他们只需在某个图标上点击一下，机器会做其余的工作。,XT,和,Macintosh,比阿姆斯壮和阿尔德林带到月球的那台计算机完善多了。,INTERNET,的历史,1984用户数量开始增多,在国家科学基金会（,NSF）,的大力支持下，这五年中，连接世界教育单位的计算机网（,BITNET）、,计算机科学网（,CSNET）、,军用网（,MILNET）,等相继出现。组成了,Internet,活动委员会（,IAB）。,这段时间中最引人注目的进展是,CSNET,的升级，它采用了,T1,线，允许数据的速率从56,K,跳到1.5,Meg。,当年用户数就达到了1000左右，次年达到了2000。,INTERNET,的历史,1988用户数剧增,到1988年，,Internet,用户数超过了56000。多数都是专用连接。,NSF,禁止,Internet,用于商业目的，但禁令的打破只是个时间的问题，因为电子商务时代就要到来了。,业务用线串了起来。局域网的黄色电缆在公司的办公室间穿进穿出。,Appletalk,和,Ethernet,说着悄悄话。医疗机构不用图表就能传递病人的信息。你可以进入银行的任一家分行查对自己储蓄户头的余额或支付信用卡帐单。保险公司可在任何需要的地方共用精算员。网络的潜在应用简直不胜枚举。,像,FidoNet,这样的专用电子公告牌建立了一种将世界各地的人员连接在一起的方法。在一个月内，你可以和过去不可能有机会相识的人交换好几次意见。任选一个主题，都能找到有关它的许多资料。这在调制解调器制造者之间激起了极大的竞争，看谁能在普通电话线上最先达到2400波特。,INTERNET,的历史,1992,World Wide Web,还记得瑞士,CERN,的那些人吗？当他们在1992年发表,World Wide Web,时，域名几乎已经有十年了。也就是在同一年，注册主机的数目超过了一百万。,创新思想是构成,Internet,的基本要素。,E-mail,是第一个创新；它产生了,imagery、telephony,和聊天室（一种发泄过剩精力的地方）。发展了一批新词：电脑空间（,cyberspace）、,连接、虚拟世界、,nethead,（,有经验的,Internet,用户）、网民（,netizen,）,以及,geek。,有各种方言词汇，如桥接、路由器、交换机以及加密等。,在创造了,Web,后仅仅两年，国家科学基金会就放弃了它加在,Internet,上的商业限制。这个举动导致了一次实际的大爆发。商务活动乘机大举进攻，在,Intermet,网上攻城掠地。,此时，,ARPANET,已经退役多时。第一根横跨大西洋的电缆怎么样了呢？这根伟大的跨大西洋电缆在30年前发送了最后一条报文，然后被送进了博物馆。,据报道，,Internet,在1998年末已经有7400万个以上的域名。,INTERNET,的历史,现在巨大的飞跃,现如今，数百万人将他们的家用计算机连到了,Internet,上，成千上万的组织机构也连了进去。几乎有十年的时间，,Internet,发展是平稳的，一段时间可以说是无声无息的。唯一真正重大的变化是用户数量的增长。,什么是,INTERNET,INTERNET,是全球性计算机互连网络,由众多网络互连而成,拥有无限的（随时都在增加）信息资源,采用,TCP/IP,协议,全世界所有采用开放系统协议的计算机都能互相通信,INTERNET,的网络结构,实现,INTERNET,CHINANET,WEB,服务器,MAIL,服务器,DNS,服务器,内部网,防火墙,路由器,INTERNET,的地址和域名,INTERNET,地址为标准,IP,地址格式,由4个小于256的数字组成,数字全由点隔开，如：166.111.111.1,为方便记忆，,INTERNET,地址采用域名公开发布，如：,tsinghua,.,edu,.,cn,每个用户的地址为：用户名域名,INTERNET,的地址和域名,域名与,IP,地址一一对应,用户使用域，网络会自动转换成,IP,地址,IP,地址是“信封上的邮政编码”,域名则是“信封上的实际地址”,INTERNET,的安全与防护,杀毒软件,防火墙,硬件防火墙,软件防火墙,系统补丁,网络安全的概念,国际标准化组织（,ISO）,对计算机系统安全的定义是：为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。由此可以将计算机网络的安全理解为：通过采用各种技术和管理措施，使网络系统正常运行，从而确保网络数据的可用性、完整性和保密性。所以，建立网络安全保护措施的目的是确保经过网络传输和交换的数据不会发生增加、修改、丢失和泄露等。,Internet,上存在的主要安全隐患,1,Internet,是一个开放的、无控制机构的网络，黑客（,Hacker）,经常会侵入网络中的计算机系统，或窃取机密数据和盗用特权，或破坏重要数据，或使系统功能得不到充分发挥直至瘫痪。,2,Internet,的数据传输是基于,TCP/IP,通信协议进行的，这些协议缺乏使传输过程中的信息不被窃取的安全措施。,3,Internet,上的通信业务多数使用,Unix,操作系统来支持，,Unix,操作系统中明显存在的安全脆弱性问题会直接影响安全服务。,Internet,上存在的主要安全隐患,4在计算机上存储、传输和处理的电子信息，还没有像传统的邮件通信那样进行信封保护和签字盖章。信息的来源和去向是否真实，内容是否被改动，以及是否泄露等，在应用层支持的服务协议中是凭着君子协定来维系的。,5电子邮件存在着被拆看、误投和伪造的可能性。使用电子邮件来传输重要机密信息会存在着很大的危险。,6计算机病毒通过,Internet,的传播给上网用户带来极大的危害，病毒可以使计算机和计算机网络系统瘫痪、数据和文件丢失。在网络上传播病毒可以通过公共匿名,FTP,文件传送、也可以通过邮件和邮件的附加文件传播。,网络安全防范的内容,一个安全的计算机网络应该具有可靠性、可用性、完整性、保密性和真实性等特点。计算机网络不仅要保护计算机网络设备安全和计算机网络系统安全，还要保护数据安全等。因此针对计算机网络本身可能存在的安全问题，实施网络安全保护方案以确保计算机网络自身的安全性是每一个计算机网络都要认真对待的一个重要问题。网络安全防范的重点主要有两个方面：一是计算机病毒，二是黑客犯罪。,网络安全防范的内容,计算机病毒是我们大家都比较熟悉的一种危害计算机系统和网络安全的破坏性程序。,黑客犯罪是指个别人利用计算机高科技手段，盗取密码侵入他人计算机网络，非法获得信息、盗用特权等，如非法转移银行资金、盗用他人银行帐号购物等。随着网络经济的发展和电子商务的展开，严防黑客入侵、切实保障网络交易的安全，不仅关系到个人的资金安全、商家的货物安全，还关系到国家的经济安全、国家经济秩序的稳定问题，因此各级组织和部门必须给予高度重视。,网络技术,二,本单元概览,一、计算机概述。,二、计算机硬件系统。,三、计算机软件系统。,四、多媒体技术基础。,：,第一部分,基本知识,1.,计算机的特点,高速自动进行信息处理的电子设备，它能按照人们,预先编写的程序,对输入的数据进行,处理、存储,、,传送,，从而输出有用的信息或知识，,2.,计算机的发展阶段,计算机发展的,5,个阶段：,（,1,）大型主机阶段： 主要电子管时代,（,2,）小型计算机阶段：晶体管时代,（,3,）微型计算机阶段：大规模集成电路时代,（,4,）客户机,/,服务器阶段： 网络阶段,（,5,）,Internet,阶段：从,APPANET,开始到,Internet,阶段,3.,计算机应用领域,（,1,）科学计算,（,2,）事务处理,（,3,）过程控制,（,4,）辅助工程,（,5,）人工智能 （,6,）多媒体应用,一、计算机概述,二、计算机硬件系统,1.,计算机硬件分类,服务器：提供服务的计算机。处理器体系结构有三种：复杂指令集（,CISC,）,精简指令集（,RISC,），超长指令字（,VLIW,）。,工作站：面向计算机辅助设计等应用领域的高性能计算机。,台式机：微型计算机（或个人计算机）。,笔记本：便携机或移动,PC,机。,手持设备：掌上电脑或亚笔记本。,2.,计算机配置,不同的计算机基本上分为：,处理器：双核处理器，服务器工作站可采用多个,CPU,。,内存：,1M,几十,G,硬盘：几十到几百,G,以上,缓存：一级或二级缓存，容量,1M,左右,光驱：,CD-ROM DVD,等，具有不同倍速,显卡：具有显示内存容量，支持颜色分辨率等,网卡：以太网卡,操作系统：,windows,，,unix,，,linux,等,二、计算机硬件系统,3.,计算机技术指标,字长：计算机的寄存器的字长。,8,，,16,，,32,，,64,等。,1,字节,=8bit,，,1word=16bit,，计算机只识别,0,和,1,，称为二进制。,速度：每秒钟处理指令的数目。运算速度与施工频率有关，有时用主频衡量,CPU,的速度。,容量：内存和外存之分。内存必需。单位有,1K=1024,1M=1024K,1G=1024M,数据传输率： 单位,bps,，每秒钟传送的,bit,的位数。,可靠性：无故障时间越长，修复故障的时间越短，可靠性越高。,产品名称与版本：一般版本不能做技术指标，但因为计算机行业发展快，高版本一般性能优于低版本。,二、计算机硬件系统,4.,微处理器的技术特点,（,1,）超标量技术,通过内置多条流水线同时执行多个处理，其实质是以空间换时间。,（,2,）超流水线技术,通过细化流水，提高主频，在一个周期内完成一个或多个操作，实质是以时间换空间。,（,3,）分支预测,通过设置分支目标缓冲器，动态预测分支转移情况，使得流水线的吞吐率能保持较高水平。,（,4,）双高速缓存的哈佛结构：指令与数据分开。,两个缓存，一个用于存指令，一个用于存数据，提高访问缓存的命中率。,（,5,）固化常用指令。常用指令用硬件实现,（,6,）增强的,64,位数据总线。内部,32,位，但与存储器之间外部总线增为,64,位。,二、计算机硬件系统,4.,微处理器的技术特点,（,7,）采用,PCI,标准的局部总线,主要用于解决,I/O,瓶颈问题。,（,8,）错误检测以及功能冗余检验技术,内部错误检测采用偶检验，冗余判断系统是否出现异常。,（,9,）内置能源效率技术,系统不工作时进入睡眠模式，在几个毫秒时间内可进入全速运行状态。,（,10,）支持多重处理,多,CPU,，支持并行处理技术中最常用的体系结构。,二、计算机硬件系统,5.,主板与插卡,（,1,）主板的组成：,CPU,，存储器，总线，插槽以及电源。,（,2,）主板的分类,可按不同角度分类，如：,CPU,插座分类：,Socket 7,、,slot 1,主板等；,按芯片集分类：,TX,主板，,LX,主板，,BX,主板等,（,3,）网卡,网卡是组网的关键部件也叫适配卡。,功能：实现与主机总线的通信连接，解释并执行主机控制指令；实现链路层功能（形成帧，差错校验，发送接收等）；实现物理层功能（传输驱动，信号侦听与接收等）,二、计算机硬件系统,（,1,）软件的基本概念,软件是程序以及开发、使用和维护程序所需要的所有文档的总和。,（,2,）软件的分类,按用途分类：系统软件和应用软件,按授权分类：商业软件、共享软件、自由软件。,（,3,）软件开发,生命周期分,3,段：计划阶段、开发阶段、运行阶段。每个阶段可分为若干子段。,三、计算机软件系统,（,1,）多媒体概念,媒体是信息的载体，是信息传递与存储的基本手段和工具。分为传播信息的载体和存储信息的载体。,多媒体技术：对文本、声音、图像等多媒体信息通过计算机进行数字化采集、处理、传输、存储、播放的一体化集成技术。,（,2,）多媒体的组成,计算机至少应具有：,CD-ROM,，语音模拟与数字转换（,A/D,和,D/A,），高清显示器，数据压缩和解压缩功能。,四、多媒体系统,（,3,）数据压缩与解压缩技术,多媒体信息中有何多冗余数据，去掉冗余的数据即压缩。,压缩方法的种类：,按图像是否有差别分： 无损压缩和有损压缩。,按压缩原理分类：熵编码（无损压缩），源编码（有损压缩）和混合编码。,编码方法：,a.,信息熵编码：只压缩冗余而不损害信息熵。典型的方法有哈夫曼编码、游程编码、算术编码等。,b.,预测编码法：去除相邻像素之间的相关性和冗余性，只对新的信息进行编码。典型方法有：微分脉码调制（,DPCM,）等,c.,变换编码法：将给定的图像信号进行某种函数变换。如傅立叶变换，离散余弦变换等,d.,矢量量化编码法：对数据分组，每组构成一个矢量，以矢量为单位进行量化。,预测编码，变换编码，矢量编码都是有损编码即属于源编码。,四、多媒体系统,（,4,）,国际压缩标准：,a. JPEG,：静止图像压缩的国际标准。适合于连续色调，多级灰度，单色或彩色静止图像的数字压缩编码。,b. MPEG:,运动图像压缩的国际标准。通常包括三部分,MPEG,视频，,MPEG,音频，,MPEG,系统。需要考虑音频视频同步。,c.,国际电信联盟,ITU-T,关于视频编码的,H.26x,系列建议。包括,H.261,H.264,。,H.261,的目标是在,ISDN,上开展电视电话会议。,四、多媒体系统,（,5,）超媒体与流媒体,超文本：非线性组织，每个文本一个结点，通过链接相关内容和其它结点实现浏览离散信息。,超媒体：当信息不限于文本形式时，称为超媒体。组成有两部分：结点和链接。结点：表达信息的基本单位；链接：建立结点之间的信息联系指针。,流媒体：流式媒体。对多媒体文件边下载，边播放的传输技术称为流媒体技术。,流媒体特点：连续性，实时性，时序性。,流媒体的服务模式：,C/S,模式和,P2P,模式。,四、多媒体系统,（,6,）多媒体应用软件,分类：多媒体播放软件和多媒体制作软件。,播放软件：,Windows media play,，,real play,等。,制作软件：,文字编辑软件：如,word,图像处理软件：,photoshop,，,coreldraw,等,动画制作软件：,cool 3D,，,3D Studio MAX,等,音频处理软件：,real jukebox,等,视频处理软件：,movie maker,等,多媒体创作软件：,authorware,等,四、多媒体系统,第一部分 基本知识,结束,第二部分,网络技术基础,本单元概览,一、计算机网络的形成与发展。,二、计算机网络的基本概念。,三、分组交换的基本概念。,四、网络体系结构与网络协议的基本概念。,五、互联网应用的发展。,六、无线网络的应用与研究。,1.,计算机网络的发展阶段,（,1,）独立发展的计算机技术与通信技术结合。奠定了计算机网络的理论基础。,（,2,）,ARPANET,与分组交换技术的发展，奠定了互联网的基础。,（,3,）各种广域网、局域网和公用分组交换网络的发展，网络体系结构与网络协议的标准化。国际标准化组织（,ISO,）制定了开放系统参考模型（,OSI,）。,（,4,）,Internet,、高速通信网络、无线网络与网络安全技术的应用。,一、计算机网络的形成与发展,2.,计算机网络的形成,（,1,） 由一台中央主机通过通信线路连接大量的地理上分散的终端，构成面向终端的通信网络，终端分时访问中心计算机的资源，中心计算机将处理结果返回终端。,（,2,）,20,世纪,60,年代中期，出现了多台计算机通过通信系统互连的系统，开创了“计算机,计算机”通信时代，这样分布在不同地点且具有独立功能的计算机就可以通过通信线路，彼此之间交换数据、传递信息。,（,3,）,ARPANET,的发展以及,OSI,的制定，使各种不同的网络互联、互相通信变为现实，实现了更大范围内的计算机资源共享。,Internet,是覆盖全球的信息基础设施之一，用户可以利用,Internet,实现全球范围的信息传输、信息查询、电子邮件、语音与图像通信服务等功能。,广域网分为资源子网和通信子网。,一、计算机网络的形成与发展,3.,网络体系结构与协议标准化,在计算机网络发展的第三阶段，出现了很多不同的网络，导致网络之间的通信困难。迫切需要统一的网络体系结构和统一的网络协议。,ISO,制定了,OSI,参考模型，作为国际认可的标准模型。,TCP/IP,协议以及体系结构早于,OSI,参考模型，因此,TCP/IP,协议与体系结构也是业内公认的标准。,一、计算机网络的形成与发展,4.,互联网的应用与高速网络技术的发展,（,1,）互联网高速发展,互联网不仅是一种资源共享、数据通信和信息查询的手段，逐渐成为人们了解世界、讨论问题、休闲、学术研究、商贸、教育甚至军事活动等重要领域。,（,2,）信息高速公路,高速网络技术主要体现在：异步传输模式（,ATM,），宽带综合业务数字网（,B-ISDN,），高速局域网，交换局域网，虚拟网络与无线网络。,（,3,）基于,WEB,技术的互联应用的发展,Web,技术的出现使网站的数量和网络的通信量呈指数增长。,（,4,）基于,P2P,技术的应用技术发展,区别于,C/S,结构，对等（,P2P,）网络淡化了服务提供者和服务使用者的界限，扩大了网络资源的范围和深度。,（,5,）网络安全技术的发展,计算机网络犯罪，使得网络必须具备足够的安全机制，防止信息被非法窃取、破坏与泄露。,一、计算机网络的形成与发展,5.,宽带城域网的发展,宽带城域网与传统的通信网络在概念和技术上发生了很大的变化，主要体现在以下几个方面：,传统局域网、城域网与广域网在技术上的界限模糊,传统的电信传输技术与计算机网络技术的界限越来越模糊,传统的电信服务与互联网应用的界限越来越模糊,电信传输网、计算机网络与广播电视网络技术的界限越来越模糊,宽带城域网的核心技术是：核心交换网和接入网。,一、计算机网络的形成与发展,二、计算机网络的基本概念,1.,计算机网络的定义,所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。,计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。,其基本特征体现在三个方面：,（,1,）资源共享,（,2,）不同地理位置的“自治计算机”,（,3,）计算机之间必须遵守共同的网络协议,2.,计算机网络的分类,计算机网络分类的标准很多，如按拓扑结构、应用协议、传输介质、数据交换方式等等。如按网络的覆盖范围可以将网络分为局域网、广域网、城域网；按拓扑结构分类有总线网、树型网、星型网、环型网、网状网；按传播方式分为点对点传输和广播式传输等。,（,1,）按覆盖范围分类：,局域网： 一般用微型计算机通过高速通信线路相连，数据传输速率较快，通常在,10 Mbit/s,以上，误码率较低。但其覆盖范围有限，是一个小的地理区域（例如：办公室、大楼和方圆几公里远的地域）内的专用网络。局域网从介质访问控制方法来看可分为共享式介质和交换式局域网。,城域网：介于局域网和广域网之间的高速计算机网络。,广域网：是远距离、大范围的计算机网络，覆盖范围一般是几十公里几千公里的广阔地理区域，其主要作用是实现远距离计算机之间的数据传输和信息共享，并且通信线路大多租用公用通信网络（如公用电话网,PSTN,）。广域网从逻辑功能上分为通信子网和资源子网。,二、计算机网络的基本概念,（,2,）按拓扑结构分类,网络拓扑结构：计算机网络的几何图形表示。,广播式网络是指一个公共信道被多个网络结点共享，对应的网络拓扑结构有总线、树型、环型、无线通信与卫星通信。,点对点线路是指每个物理线路链接两个结点。对应的拓扑结构有星型、环型、树型与网状。,二、计算机网络的基本概念,3.,计算机网络传输特性的参数,（,1,）数据数据传输速率,每秒钟传输二进制的比特数。单位,bir/s,或,bps,。,记作：,s=1/T (bps),T,为传送,1bit,所需要的时间。,单位变换时一般省略,24,进行统计，如下：,1Kbps=1000bps,，,1Mbps=1000Kbps,，,1Gbps=1000Mbps,，,1Tbps=1000Gbps,带宽与速率的关系：,奈奎斯特给出没有噪声时带宽与最大传输速率之间的关系：,Rmax=2*B,Rmax,：最大数据传输速率。,B,通信信道带宽（频率）单位,HZ,。,香农给出了有随机热噪声时带宽与数据传输速率之间的关系：,Rmax= B*LOG2(1+S/N),S/N,信噪比（信号与噪声功率比）单位是分贝。,二、计算机网络的基本概念,（,2,）误码率,二进制码元在数据传输过程中被传错的概率，其近似值为：,Pe= Ne/N,N,为传输二进制码元的总数，,Ne,为被传错的码元数。,误码率应注意以下问题：,误码率是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数。,对于实际的传输系统，不能笼统地说误码率越低越好，要根据实际情况衡量。,实际的传输系统，如果不是传输二进制码元，需要折合成二进制码元计算。,误码率具有随机性，实际测量时只有测试的二进制码元越大，才会接近真正的误码率。,二、计算机网络的基本概念,三、分组交换技术的基本概念,1.,电路交换的基本概念,通信子网的交换方式中分为两类：电路交换和存储转发交换。,存储转发交换分为保温存储转发交换（报文交换）和报文分组存储转发交换（分组交换）。,电路交换分为三个阶段：,（,1,）线路建立：两台主机要传输数据，首先通过子网建立两台主机之间的线路连接。,（,2,）数据传输：线路连接后，可以实现实时、双向的交换数据。,（,3,）线路释放：数据传输结束后，原点想目的主机发送释放请求，目的同意后逐步释放连接。,线路交换的优点：实时性强，适应于交互式会话通信。,线路交换的缺点：对突发性通信不适应，系统效率低，不具备存储数据能力，不具备差错控制能力。,2.,存储转发交换的特点,与线路交换的特点区别：,（,1,）发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元（报文或报文分组）进入通信子网 。,（,2,）通信子网的结点是通信控制处理机，它负责完成数据单元的接受、差错检验、存储、路径选择和转发功能。,转发数据的单位分为两种：报文和分组。,报文：数据长度不限，增加目的地址、源地址与控制信息组成一个逻辑单元。,分组：限制报文长度，源结点需要将报文分成多个分组，发送结束后，由目的结点按顺序重新组织成报文。,存储转发优点：共享信道，线路利用率高；路由选择功能，提高系统效率；每个路由可进行差错检查和纠错处理，提高系统可靠性；路由器实现不同通信速率的转换，也可对不同数据代码格式进行转换。,三、分组交换技术的基本概念,3.,数据报方式与虚电路方式,（,1,）数据报方式,分组传输前不需要预先在源与目的之间建立连接，源主机发送的每一个分组都可以独立选择一条传输路径，每个分组可以在通信子网中通过不同的路径传输到达目的地。,具体步骤：,源主机将报文分成若干个分组，发送给直接相连的处理机，收到的处理机存储分组；,每个收到分组的处理机都进行差错检验，然后收到分组的处理机向发送处理机返还确认信息。,如果分组发送正确，源处理机丢弃副本然后进行路径选择发送给下一个处理机。,如果分组发送错误，则要求重发；,直到到达目的地。,数据报的特点：各分组可按不同路径发送；到达目的地的分组可能有乱序、丢失等现象；每个分组要包含目的和源地址；传输延迟较大。,三、分组交换技术的基本概念,（,2,）虚电路方式,分组发送前，在发送方和接收方建立逻辑连接。所以虚电路的工作过程分为,3,个阶段：虚电路建立、数据传输、虚电路拆除。,虚电路的特点：,每次分组传输前，需要在源和目的之间建立逻辑连接；,所有分组按统一建立的虚电路传输，不会出现乱序和丢失现象；,分组通过的每一个结点时，结点只要差错检查，不需要路径选择；,通信子网中的每一个结点可以与任何结点建立多条虚电路。,虚电路与线路交换的区别：虚电路在传输分组时建立虚连接，这种电路不是专用的；而电路交换的连接是物理连接，是独占的。,三、分组交换技术的基本概念,四、网络体系结构与网络协议的基本概念,1.,网络体系结构的基本概念,网络协议：为网络数据交换而制定的规则，约定与标准。,主要有三要素：,语法：规定用户数据与控制信息的结构和格式；,语义：规定需要发出何种控制信息以及完成的动作与作出的响应；,时序：对事件实现顺序的详细说明。,网络体系系结构：对计算机网络应完成的功能的精确定义。,体系结构是抽象的，而实现是具体的，是能够运行的一些硬件和软件。体系结构采用层次结构。,层次结构的好处：,各层之间相互独立,灵活性好,各层都可以采用最合适的技术实现，各层实现技术部影响其它层,易于实现和维护,有利于促进标准化,2. ISO/OSI,参考模型,（,1,）,OSI,参考模型的概念,OSI,中采用三级抽象：体系结构、服务定义和协议规格说明。,体系结构：定义了层次结构、层次之间的相互关系以及各层所包括的可能的服务，是对网络内部结构最精炼的概括与描述。,服务定义：详细说明了各层所提供的服务。通过接口提供给更高一层。同时还定义了层与层之间接口和各层所使用的原语，但不涉及接口的实现。,协议规格说明：精确定义了应当发送什么控制信息，以及应当用什么样的过程解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严格的约束。,OSI,参考模型仅仅是抽象描述，或者说是一个制定标准时所使用的框架。,四、网络体系结构与网络协议的基本概念,（,2,）,OSI,参考模型的结构以及各层的主要功能,OSI,分,7,层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。,物理层：利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明传输比特流。,数据链路层：在物理提供比特流传输服务的基础上，在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，并具有差错控制和流量控制功能。,网络层：通过路由选择算法，为分组的通过选择最适当路径。需要实现路径选择、拥塞控制与网络互联功能。,传输层：向用户提供可靠的端到端服务，透明传输报文，它向高层屏蔽了下层功能，是体系结构中最关键的一层。,会话层：组织两个会话进程之间的通信，并管理数据交换。,表示层：处理两个通信系统中交换信息的表示方式。包括格式转换、数据加密解密、数据压缩与数据恢复等功能。,应用层：确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。,四、网络体系结构与网络协议的基本概念,3.TCP/IP,参考模型与协议,TCP/IP,的协议特点：,开放的协议标准，独立于特定的计算机硬件和操作系统,独立于特定的网络硬件，可以在局域网、广域网和互联网中,统一的地址分配方案，使得每台网络中计算机具有唯一的地址,标准化的高层协议，可提供多种可靠的用户服务。,TCP/IP,参考模型与层次,主机,-,网络层、互联层、传输层和应用层。,与,OSI,模型对应：,主机,-,网络层 物理层和数据链路层,互联层 网络层,传输层 传输层,应用层 会话层 表示层 应用层,四、网络体系结构与网络协议的基本概念,TCP/IP,的主机,-,网络层实现了,OSI,模型中物理和链路层的功能。,TCP/IP,的互联层功能主要体现在,3,个方面：,处理来自传输层的分组发送请求,处理接收的数据报,处理互联的路径、流控与拥塞问题,传输层实现应用进程间的端到端通信，具有两个协议：,TCP,和,UDP,协议。,TCP :,是一种可靠面向连接的协议，允许将一台主机的字节流无差错地传送到目的主机。,UDP,：不可靠的无连接协议。不要求分组顺序到达目的地。,应用层的主要协议有：远程登录协议（,Telnet,），文件传输协议（,FTP,），简单邮件传输协议（,SMTP,）,域名服务（,DNS,）,路由信息协议（,RIP,），网络文件协议（,NFS,）,超文本传输协议（,HTTP,）等。,四、网络体系结构与网络协议的基本概念,五、互联网应用的发展,1.,基于,WEB,应用的发展,WEB,技术的出现使互联网从最初的主要由计算机专家和大学生使用，变为一种被广泛使用的信息交流工具；同时使得网站的数量和网路的通信量呈指数增长，已经广泛应用于电子政务、电子商务、远程教育与信息服务等领域，并有继续扩大的趋势。,2.,搜索引擎技术的发展,搜索引擎是运行在,WEB,上的应用系统软件，是对网络上大量资源建立索引并提供检索服务的应用软件。,3.,博客技术的应用,博客（,blog,）指以文章的形式在互联网上实现信息共享，是基于互联网的数字广播技术之一。,五、互联网应用的发展,4.,网络电视的应用,网络电视（,IPTV,）通过宽带,IP,网络传输，可以实现与用户的互动点播，同时能够方便地将传统电视与,WWW,、,E-MAIL,等互联网结合起来。,5. P2P,技术的应用,P2P,网络中的每一台计算机既可以作为网络服务的使用者，又可以作为网络服务的提供者。,六、无线网络的研究与应用,1.,宽带无线接入技术与,IEEE802.16,标准,IEEE802.16,无线城域网标准，可提供,2,155Mbps,的带宽，宽带无线接入分为移动接入和固定接入。,2.,无线局域网与,IEEE802.11,标准,IEEE802.11,标准以微波、激光与红外线等作为传输介质，实现移动计算机网络中的移动结点的物理层与数据链路层的功能。,3.,蓝牙技术与,IEEE802.15,标准,蓝牙技术是无线自组网的应用，,IEEE802.15,是以蓝牙规范为基础，制定的短距离、低功耗的无线通信标准。,第二部分 网络技术基础,结束,第三部分 局域网基础,本单元概览,一、局域网与城域网的基本概念,二、以太网,三、高速局域网的工作原理,四、交换式局域网与虚拟局域网,五、无线局域网,六、局域网互联与网桥的工作原理,一、局域网与城域网的基本概念,1.,决定局域网与城域网的三要素,局域网的发展设分迅速，将一个城市范围内的大量局域网互联起来又推动了城域网的发展。,决定局域网与城域网特点的三要数是：,网络拓扑结构,传输介质,介质访问控制方法。,一、局域网与城域网的基本概念,2.,局域网拓扑结构的类型与特点,局域网与广域网的重要区别是覆盖的地理范围不同，因此其基本通信机制与广域网完全不同：局域网采用共享介质与交换方式，广域网采用存储转发。,局域网在传输介质、介质访问控制方法上形成了自己的特点。其主要的网络拓扑结构分为：总线型、环型与星型。网络介质主要采用双绞线、同轴电缆与光纤等。,一、局域网与城域网的基本概念,总线拓扑：,介质访问控制方法：共享介质方式。,优点：结构简单、容易实现、易于扩展、可靠性好。,特点：,所有结点都通过网卡连接到公共传输介质总线上,总线通常采用双绞线或同轴电缆,所有结点通过总线发送或接收数据,由于多个结点共享介质，因此会有冲突出现，导致传输失败,必须解决介质访问控制问题,共享介质解决的,3,个问题：哪个结点发送数据？发送时是否有冲突？有冲突如何处理？,一、局域网与城域网的基本概念,环型网络拓扑结构,环型网络拓扑是结点间通过网卡利用点到点线路连接形成闭合的环型。环中的数据沿着同一个方向逐站传输。,环型结构中，多个站点共享一条环通路，为了确定哪个结点可以发送数据，同样需要进行介质访问控制。,环型结构通常采用分布式控制方法，环中每个结点都要执行发送和接收的控制逻辑。,一、局域网与城域网的基本概念,3.,传输介质类型和介质访问控制方法：,局域网介质类型：同轴电缆、双绞线、光纤和无线通道。,局域网介质访问控制方法：,IEEE802.2,标准