计算机网络原理01-计算机网络概论.ppt

1,总学时：28学时教师：唐杰E-Mail：QQ：34299786,2,课程简介,内容：本课程介绍计算机网络领域的基础知识和原理，主要包括：网络基本概念、ISO/OSI七层模型及各层协议标准、TCP/IP体系结构、局域网及Internet网络互联、网站建设并介绍网络安全、网络管理的基本知识。,3,第一节 计算机网络及其功能,计算机网络的产生与演变（P2）计算机网络的概念(P9)计算机网络的基本组成（P10）计算机网络的功能（P11）,4,一、计算机网络的产生与演变,计算机网络演变过程大致可概括为6个阶段：具有通信功能的单机系统具有通信功能的多机系统以共享资源为主的计算机网络多种网络技术的并存以局域网及其互联为主要支撑环境的分布式计算机Internet时代,5,从体系结构来观察，网络的发展可简化分为三个时代：联机终端系统（单机网络）以通信子网为中心（计算机计算机）采用标准化的层次体系结构,6,1.以单处理机为中心的联机终端网络系统,产生时间：20世纪60年代以前1946年 计算机的诞生 特征：计算机体积大、价格昂贵、计算能力强1952年 美国半自动化地面防空系统（SAGE）特征：以单处理机为中心的联机网络，集中式控制 60年代初 美国航空公司飞机订票系统(SABRE-1)特征：以单处理机为中心的联机网络，集中式控制 缺点：主机负荷重，线路利用率低,7,1.以单处理机为中心的联机终端网络系统（续）,特征共享主机资源单台主机计算、通信多台终端 用户交互本地、远程连接,8,2.计算机计算机网络,产生时间：20世纪60年代20世纪70年代特征网络结构从“主机终端”转变为“主机主机”单主机终端网络的互联，形成多主机为中心的网络,9,2.计算机计算机网络（续）,结构,10,2.计算机计算机网络（续）,主机主机网络的演变,演变阶段1通信任务从主机中分离CCP-通信控制处理机专门处理主机之间的通信任务,11,引入CCP-通信控制处理机,12,两层网络概念的出现由CCP组成的传输网络通信子网，为资源子网提供信息传输服务,13,主机的集合资源子网，提供各种网络资源，建立在通信子网基础上,14,公用数据通信网,15,典型例子因特网的前身ARPANET美国军方建立的实验性网络最初4个节点70s的60多个节点地域跨越美洲、欧洲具有现代网络的许多特征，例如分组交换分层次的网络协议第二代计算机网络的不足之处网络普及程度低标准不统一网络体系结构的研究不成熟,16,LAN与多终端分时系统区别,多终端分时系统主机以分时方式为终端服务终端完全依赖于主机主机与终端是支配与被支配的关系，数据处理用户交互资源高度集中，由许多用户共享终端之间无联系局域计算机网络每台计算机地位平等，互相共享每台计算机都能独立工作资源分布,17,3.体系结构标准化网络,产生时间：20世纪70年代至今产生原因不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是其基础,18,标准化过程的两个阶段 厂商标准：IBM、DEC缺点：适用范围：兼容性？技术垄断：竞争？标准不统一：用户利益？标准制定问题标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非盈利中立组织来制定,19,国际标准：ISO/OSIOpen System Interconnection/Recommended Model（开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型）OSI参考模型是一种概念上的网络模型其标准保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性规定了网络体系结构的框架,20,网络标准制定机构国际标准化组织ISO国际性组织，成员由世界各国政府的标准制订委员会参加。国际电信联盟ITU从属联合国制订电信业的特定的电话和数据业务标准V系列：V.32 V.33 V.42;X系列：X.25;综合业务数字网ISDN标准 美国国家标准学会ANSI与政府无关非赢利组织，成员来自专家团体、工业协会、政府和管制机构以及顾客群体。是ISO指定代表美国的全权组织。电气电子工程师协会IEEE世界最大的专业工程师社团，电子工程、电子、无线电领域局域网标准802项目,21,论坛帧中继论坛DEC、北方电信、Cisco网络公司3com公司共同建立流控、封装、多点投递等向ISO提交审议结果ATM论坛和ATM协会 异步传输模式技术推广应用国际互联网社团和国际互联网工程任务组（IETF）网管协议SNMP和网桥、路由器、路由协议的性能标准,22,管理机构联邦通信委员会FCC 所有的通信技术都要受到美国FCC的政府机构的管束。具有国际权威性。任何一项通信技术在推向市场前必须获得FCC的同意。具体包括：审查电报、电话供应商的收费率和收费状况审查通信硬件的技术特性规定合理的通信公司平均利润率划分和分配无线电频率段为无线电和电视广播分配载波频率,23,二、计算机网络的概念（定义）,1.计算机网络的定义将分布在不同地理位置上的两台以上独立的自治计算机，通过传输介质和传输设备连接起来，并遵循相同的网络协议，以资源共享为目的的计算机系统。归纳：自主计算机的互连集合自主：不是主从关系主控从属主机终端（终端网络）互连：以任何通信方式铜线、光纤红外、激光、微波、卫星,24,计算机网络的功能和服务,数据通信 文件传输、IP电话、email、视频会议、ICQ信息广播、交互式娱乐、音乐资源共享软件、硬件、数据（数据库）远程传输远距离交流协同工作集中管理MIS，OA等，现代办公管理手段分布处理负荷均衡,25,第二节 计算机网络的分类,根据网络的传输技术分类根据网络的交换功能进行分类根据网络的覆盖范围进行分类根据网络的拓补结构进行分类根据网络的使用范围进行分类根据资源共享方式进行分类,26,根据网络的传输技术分类,广播式网络所有联网的计算机都共享一个公共的通信信道，当某一时刻一台计算机利用该信道发送数据时，其他计算机只能处于接受状态点到点式网络每条物理信道对应一对节点，采用路由算法和分组存储转发技术实现数据传输,27,根据网络的交换功能进行分类,电路交换方式报文交换方式分组交换方式,28,根据网络的覆盖范围进行分类,局域网(LAN，Local Area Network)范围：小，20KM（传输速率在10Mb/s100Mb/s）拓扑结构：总线，环城域网(MAN，Metropolitan Area Network)范围：中等，100KM拓扑结构：总线广域网(WAN，Wide Area Network)范围：大，100KM拓扑结构：不规则，点到点互联网（Internet),29,根据网络的拓补结构进行分类,基于广播方式总线型树型环型无线通信和卫星通信型其于点对点线路的总线型树型环型星型网状型,30,根据网络的使用范围进行分类,公用网电信部门专用网Intranet虚拟专用网VPN,31,根据资源共享方式进行分类,对等网客户/服务器网络C/S网站/浏览器网络B/S,32,第三节 网络的拓扑结构,1）总线型拓扑结构 由所有节点连接到一条传输介质上,33,总线拓扑结构的优缺点：,优点：电缆长度短，布线容易 易于扩充缺点：节点发生故障将导致整个网络瘫痪（故障扩散）故障定位排除困难典型实例：IEEE802.3以太网（争用总线网）、IEEE802.4令 牌总线网,34,2）星型拓扑结构,由中央节点和通过点到点链路连接到中央节点的各节点所组成。,35,星型拓扑结构优缺点：,优点：方便服务，便于重新配置 便于集中式控制 除中央节点外其它节点发生故障不扩散，易定位排除 简单访问协议，只涉及中央和叶节点 缺点：电缆长度长，难安装 网络的安全依赖于中央节点,36,3）环型拓扑结构,首尾相连的总线型拓扑结构，优缺点与总线型拓扑 结构类似优点：结构简单，传输延迟确定，环路虽共享但无竞争，信号在节点可再生，误码率低。缺点：扩展性差，重新配置困难；管理复杂；节点是网络可靠性瓶颈，一个节点有问题，可能导致全网瘫痪。,37,4）树型拓扑结构,由总线型拓扑演变来，形状为一棵倒置的树，由根和叶节点组成。优缺点与总线类似，一般与其它拓扑结构结合使用 缺点：对根依赖性强。,38,5）网状拓扑结构,在广域网中没有明晰的拓扑结构，其特征为任两个节点间的数据传送都要经过其它节点或网络的转接；任两个节点间都有两条以上的链路可供选择。优点：可靠性高 缺点：通信线路冗余，浪费大 传输效率低,39,5）网状拓扑结构,40,网络拓扑结构的学习要点,以上五种拓扑结构中：局域网（LAN）采用的拓扑结构是：总线型、星型、环型和树型，其中树型拓扑比较少用；广域网（WAN）所采用的拓扑结构是网状型。以上五种拓扑结构中：采用点到点配置的是：星型、环型、树型和网状型；采用多点配置的是：总线型、环型以及无线通信和卫星通信。混合型拓扑实际应用中，有时为了扩大网络的规模或扩大应用范围，一个网络通常会把几个不同拓扑结构的子网互相连接（网际互连），这样就形成了混合型网络拓扑。,41,第四节 网络传输介质,有线传输介质同轴电缆双绞线光纤无线传输介质无线电波微波红外通信,42,带宽,传输频率：线缆的频带宽(MHz)，表示的是单位时间内线路中的信号振荡的次数，是一个表征频率的物理量传输速率：线缆上传输的数据速率（Mbit/s)，表示的是单位时间内线路传输的二进制位的数量，是一个表征速率的物理量,43,同轴电缆,优点：屏蔽好、带宽高、衰减低及安装方便组成：导体线、绝缘体、屏蔽线应用：有线电视、局域网分类：细同轴电缆、粗同轴电缆,44,细同轴电缆,组成：细缆、BNC连接器插头、BNCT型连接器、BNC终端匹配器、中继器,45,细缆局域网主要技术参数：最大的干线长度：185米最大网络干线长充：925米每条干线段支持的最大节点数：30BNCT型连接器之间的最小距离：0.5米,46,47,5-4-3规则,最多5个网段最多4个中继设备最多3个网段连接计算机,48,细缆主要特点,容易安装造价较低抗干扰能力强维护和扩展困难断点多，可靠性差,49,细缆在网络实施时注意事项,不应绞结弯角半径应大于20厘米各工作站点间的距离应大于0.5米接头安装要牢靠，防止信号短路走线在电缆槽内，防止电缆损坏铺设时，不可用力拉扯，防止拉断两端一定要安装终端器，一个要接地一般不可在室外，若在室外须加套管,50,粗同轴电缆,最大干线长度500米最大网络干线电缆长度2500米每条干线段支持的最大节点数100收发器之间最小距离2.5米收发器电缆的最大长度50米,51,粗同轴电缆,组成：粗缆、N系列连接器插头、N系列T型连接器、N系列终端匹配器、中继器特点：可靠性高，搞干扰能力强地理覆盖范围大安装、维护和扩展困难造价高,52,双绞线,53,双绞线分类,按照传输速率分：3类、4类、5类、超5类、6类、7类按线对分：4钱对和25线对按屏蔽性能划分：非屏蔽和屏蔽,54,双绞线特点,最长传输距离100米抗干扰性中等低成本、可扩性好,55,双绞线结构,4对铜芯：橙、绿、蓝、棕抗拉线外皮：阻燃材料屏蔽箔屏,56,光纤,57,光纤,优点：频带极宽传输速度快抗干扰性强传输距离长缺点质地较脆、机械强度低,58,无线传输介质,无线电波微波红外通信,59,我校校园网络介绍,我院校园网,吉林大学网,教育网东北地区,CERnet全国教育和科研网,中国公用计算机互联网Chinanet,中国网通CNCnet,Internet,60,61,我校校园网简介,校园网通过1G光纤连接到位于吉林大学内的中国教育和科研计算机网吉林省主节点，后者目前与教育网东北节点以2.5G互连。网络中心50多台服务器以及学校各部门20多台服务器共同提供形式多样的服务。包括www、文件下载、电子邮件、代理服务、虚拟主机、个人主页、bbs、论坛、视频点播、电视转播、证券行情、网络会议，以及教学管理系统、财务管理系统、图书馆书目查询系统、科技文献全文检索系统等等,