计算机网络的基本概念课件

,Nankai University,高职高专计算机专业系列教材 徐敬东 张建忠 编著,计算机网络,张悟,第1章 计算机网络的基本概念,本章主要内容,计算机网络发展简介,计算机网络的基本概念,局域网、城域网和广域网的特点,ISO/OSI,参考模型的层次结构和各层功能,TCP/IP,体系结构及各层功能,计算机网络发展简介,一.计算机网络发展的四个阶段：,1.,具有通信功能的单机系统,五十年代的批处理系统个人独占计算机,CPU,终端,终端,通信线路,通信线路,纸带输入,穿孔输出,主机利用率低，同时处理数据和通信。,通信线路利用率低,主机,通信处理机,集中器,终端,终端,终端,低速通信线路,低速通信线路,低速通信线路,高速通信线路,主机利用率提高，线路利用率提高,希望多机通信,2.具有通信功能的多机系统,六十年代的主机、通信处理机、集中器系统,终端,通信线路,通信线路,通信线路,希望共享资源,3.计算机通信网络,主机,主机,主机,终端,终端,终端,终端,激光打印机,海量存储器,主机,主机,主机,终端,终端,终端,终端,4.计算机网络,二.局部计算机网络发展简介,由于微电子技术的发展，微型机的出现，用微机为工作站的局部网络发展起来。,其发展过程分为三个阶段,1.局域网萌芽阶段（60年代末-70年代初）,美国贝尔实验室,NewHall,环形网（1969）,美国加洲大学-,DCS,分布式计算机系统（1972）,美国国防部-,ARPANET,（Internet 的前身）（1969）,这些从理论和实践上奠定了局域网基础,2.局域网发展阶段（70年代中）,最早代表美国夏威夷大学的ALOHA网,三个代表型网络,（1）美国Xerox 公司的以太网（,Ethernet,）-总线网代表,3complus，Novell,（2）英国剑桥大学的剑桥环（,Cambridge,）-环形网代表,（3）美国Datapoint公司的,ARCNET,网-总线逻辑环网代表,这使局域网的理论和技术基本定型和成熟,3.局域网大发展阶段（80年代初）,局域网的研制从学校，科研单位走向公司，出现了几百种局域网。产品也走向商品化、标准化。,IBM公司推出IBMPC机,IEEE局域网标准化委员会推出IEEE802标准,局域网用于学校、公司、研究机关、工厂、银行、商场各个方面。,4.,局域网成熟阶段(90年代）,1.典型代表,(1),Novell-Netware,（MS-DOS,IBMPC系列机）,(2),WindowsNT,（IBMPC系列机）,(3),Intranet,（Windows98以上,Pentium系列）,2.特征,局域网技术与数据库技术相结合,局域网多用于管理信息系统（MIS）,局域网在过程控制中应用较少,局域网均通过路由器与Internet相连,三.Internet 的发展简介,1.Internet 的前身,1969年，美国国防部高级研究工程局部建成了ARPANET，采用TCP/IP协议，连接了四台计算机。,1983年，TCP/IP协议被批准为军方标准的网络传输协议，以实现不同操作系统的计算机间互连。,1984年，美国国家科学基金会将ARPANET和NSFNET、MILNET等网合并，统一运行TCP/IP协议，建成了Internet（因特网）为科研、教学服务。,1984年以后，因特网发展飞速，用于各行各业。世界所有国家都加入因特网，连入的计算机台数不计其数。,1985：1916台，1995：485.2万台，1998：5000万台。,2.,Internet 的现状,Internet 已成为世界上规模最大、用户最多、资源最丰富的网络互联系统。,至今，全球：,Internet的网民：3亿（2005年预计达10 亿）,Internet 上电子商务交易额每年10000亿美元,Internet上的数据量每100天翻一番,我国：,到2001年12月底，上网计算机台数：1254万台,CN下注册的域名总数：128362个,Internet已成继电话、电视后的第三大公共系统。,计算机网络的基本概念（1）,1.计算机网络的定义：利用通信线路将具有独立功能的计算机连接起来而形成的计算机集合，计算机间可以借助通信线路传递信息，共享软件、硬件和数据等资源,计算机网络的基本概念（2）,2.计算机网络的特点,(1)计算机网络建立在通信网络的基础之上,(2)建立计算机网络的目的,资源共享,在线通信,计算机网络应用举例（1）,1.共享打印机等各种硬件设备,计算机网络应用举例（2）,2.共享数据资源,计算机网络应用举例（3）,3.共享应用程序,计算机网络分类,1.广域网（WAN）,覆盖的地理范围：几十公里到几千公里,数据传输率：10,MBPS,误码率：10,-6,10,-7,分属于不同单位、城市、国家,2,.,城域网（,MAN）,覆盖的地理范围：几十公里到几百公里,3.,局域网（,LAN）,覆盖的地理范围：=10,MBPS,误码率：10,-8,10,-11,属于一个单位所有,协议的基本概念（1）,1.协议（protocol）是通信双方为了实现通信所进行的约定或所作的对话规则,2.网络协议的优劣直接影响网络的性能,3.网络协议的组成,语义：做什么（,what to do）,语法：怎么做（,how to do）,定时关系：何时做（,when to do）,协议的基本概念（2）,4.计算机网络中存在有多种协议,5.协议之间的相互作用,为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题,协议之间可以共享数据和信息,网络的层次结构（1）,1.层次划分的目的,将网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题,2.层次划分的原则,层内功能内聚,层间耦合松散,网络的层次结构（2）,3.层次结构的优越性,各层之间相互独立,灵活性好,每层都可以采用最合适的实现技术,易于实现和维护,有利于网络标准化,ISO/OSI参考模型,1.OSI参考模型是一个描述网络层次结构的模型,2.OSI参考模型定义的主要内容,信息在网络中的传输过程,各层的功能和架构,3.,OSI,参考模型是网络设计的蓝图，并非指一个现实的网络,ISO/OSI的7层参考模型,OSI参考模型的基本思想,网络中各节点具有相同的层次,不同节点的同等层具有相同的功能,同一节点内相邻层之间通过接口通信,每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务,不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信,OSI各层的主要功能,物理层（,physical layer）,数据链路层（,data link layer）,网络层（,network layer）,传输层（,transport layer）,会话层（,session layer）,表示层（,presentation layer）,应用层（,application layer）,物理层的功能:,保证二进制位流的正确传输,.,数据链路层的功能:,保证信息祯的正确传输,实现介质访问控制协议,信息流控制,网络层的功能:,路由选择,报文分组和组装,信息流控制,传输层的功能:,保证端端的信息的正确传输,信息流控制,会话层的功能:,建立,管理,结束主机间的会话.,表示层的功能:,数据压缩和解压缩,数据加密和解密,文件格式的转换,应用层的功能:,为应用程序提供网络服务.,直接通信与虚通信,网络中数据的封装与解封,生活中信件的封装、传递与解封,完整的OSI数据传递与流动过程,TCP/IP体系结构,1.TCP/IP协议是工业标准或“事实标准”,2.TCP/IP协议的主要特点,开放的协议标准，可以免费使用,可运行于局域网、广域网和互联网中,统一的网络地址分配方案,标准化的高层协议,TCP/IP分层体系结构,TCP/IP体系结构与OSI参考模型的对应关系,TCP/IP体系结构中各层的功能,网络接口层（,network interface layer）,互联层（,internet layer）,传输层（,transport layer）,应用层（,application layer）,网络接口层的功能:同OSI物理层和数据链路层.,互联层的功能:同OSI的网络层.,传输层的功能:同OSI的传输层.具体包括,TCP(传输控制协议)-可靠的,面向连接的协议.,UDP(用户数据报协议)-不可靠的,面向非连接的协议.,应用层的功能:同OSI的应用层.,TCP/IP协议栈,OSI与TCP的简单比较,1.共同点,层次化的结构,2.OSI的主要问题,定义复杂,实现困难,有些功能在每一层重复出现,效率低下,3.,TCP/IP,的主要问题,网络接口层并不是实际的一层,各层的功能定义与实现方法没能区分开来等,