计算机网络定义及分类ppt课件.pptx

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1、计算机网络定义及 要素,几乎无处不在的计算机网络,家/宿舍,办公室/机场/酒店,汽车/火车/飞机,户外,用户上网设备,什么是计算机网络,计算机网络是由若干地理上分散的、 具有独立功能的计算机系统(用户终 端)利用各种通信系统互相连接起来 而形成的计算机系统集合。,计算机网络的发展历程是计算机 技术和通信技术逐步结合的过程， 计算机网络是计算机和通信技术 相结合的产物。,通信系统,理解计算机网络的关键点,用户终端包括台式机、笔记本、平板电脑、智能手机,主机,终端,计算机网络示意图,计算机必须在地理上是分 散的计算机必须具备独立计算 能力所有计算机通过一个通信 系统连接在一起提供多种资源的共享为用

2、户提供信息交流手段,通信系统：提供通信服务电话网络电视网络卫星系统计算机网络,通信系 统,理解计算机网络的关键点,计算机(用户终端)必须在 地理上是分散的计算机必须具备独立计算 能力所有计算机通过一个通信 系统连接在一起提供多种资源共享为用户提供信息交流手段,计算机网络示意图,资源：硬件、软件、信息文件/邮件/网页 服务视频/游戏服务即时通信服务。,交流：用户交流即时通信异步通信文本音视频,通信系 统,主机：包括用户终端和各种提供网络服务的服务器,计算机网络的五大基本元素,主机(用户终端/服务器)交换节点通信链路拓扑结构通信软件,通信系 统,主机,交换节点,通信链路,通信软件,拓扑结构：指计算

3、机网络的物理布局，包括节点的摆放位置和线路的走向。,用户终端服务器交换节点,网络节点,多种形式的网络如何表述,家/宿舍,办公室/机场/酒店,汽车/火车/飞机,户外,用户上网设备,计算机网络的公共特性,按照网络覆盖地理 范围大小加以区分,覆盖 范围,按照网络传输数 据方式加以区分,传输 方式,按照网络交换数据 技术加以区分,交换 技术,计算机网络的共同特性,计算机网络分类方法 概述,按网络覆盖范围分类,通信系 统,网络覆盖范围,越来越大,个域网,局域网,城域网,广域网,地理上分散独立计算能力通信系统多种资源共享信息交流手段,关键点,主机通信链路交换节点拓扑结构通信软件,基本元素,按网络传输技术分

4、类,通信系 统,数据传输技术,越来越复杂,广播发送,点-点传输,地理上分散独立计算能力通信系统多种资源共享信息交流手段,关键点,主机通信链路交换节点拓扑结构通信软件,基本元素,按数据交换技术分类,通信系 统,数据交换效率,越来越高,电路交换,包交换,地理上分散独立计算能力通信系统多种资源共享信息交流手段,关键点,主机通信链路交换节点拓扑结构通信软件,基本元素,按传输介质分类,通信系 统,信道访问技术,越来越难,有线网络,无线网络,地理上分散独立计算能力通信系统多种资源共享信息交流手段,关键点,主机通信链路交换节点拓扑结构通信软件,基本元素,基于网络覆盖范围的 分类,个域网（PAN）,个域网(P

5、AN)：覆盖的地理范围通常围绕着一个人通信用的设备。,主节点,PAN: Personal Area Network,蓝牙(IEEE 802.15.4)：一种短距离无线通信标准。,组网方式：一个节点作为主 设备连接多个从设备，从设 备之间可以通信。,Bluetooth: 蓝牙,局域网络有线局域网,局域网(LAN): 覆盖的地理范围通常为 一个办公室、一个楼层、一座建筑物、 一个园区、一个企业,LAN: Local Area Network,组网方式：所有主机都连接 到一个网络专用设备，以竞 争的方式使用信道。,集线器,交换机,因特网,以太网(对应于IEEE 802.3)：一种局域网通信标准。,局

6、域网络无线局域网,组网方式：所有用户终端通过 无线介质连接到一个提供无线 接入功能的网络专用设备。,无线局域网(WLAN)：通常用在一个 办公区域、居家环境、机场/车站/咖 啡馆等公共区域。,WLAN: Wireless Local Area Network,无线 接入点,因特网,WiFi(对应于IEEE 802.11)：一种无线局域网通信标准。,城域网(MAN),城域网(MAN):覆盖的地理 范围通常为一座城市。,MAN： Metropolitan Area NetworkWiMa18x（全球微波互联接入）：Worldwide Interoperability for Microwave A

7、ccess,因特网,有线电视系统,WiMax（IEEE 802.16）：提供超高速网络 连接，数据传输距离可达几十公里。,组网方式：用户终端通过无 线介质连接到一个提供无线 接入功能的高性能基站。,广域网(WAN),广域网(WAN)覆盖的地理范围非常大，可 达数百公里或数千公里。,组网方式：节点之间通过点-点 链路连接成一定拓扑结构的网 状形式。,蜂窝,卫星,WAN：Wide Area Network,基于网络传输技术的 分类,广播网络,广播网络只有一个通信信道(共享 介质)，网络上所有的主机/节点共 享该信道进行数据通信。,注意：本讲把发送的数据/信息统称为的消息。,通常用总线型表示广播网络

8、,这是一对一的通信模式。发送者将消息发给指定的某个接收者。,单播,这是一对全部的通信模式。广播 发送者将消息发给网络上的全部用 户，即用户要接收全部的广播消息。,这是一对多个的通信模式。发送者将消息发给网络上符合 某种特性的一组用户。,组播,广播网络单播,单播特点节点必须有标识自己的标识符(ID)发送消息时必须指定接收方ID接收消息时必须检查消息的接收方ID,注意：即使消息已经被接收，它依然要走遍所有节点(图中H4仍然能看到该消息),单播通信,H1,H2,H3,H4,图例：主机H1给主机H3发送一个消息,消息,单播（unicast）：一对一的通信模式， 发送者将消息发给指定的某个接收者。,一般

9、节点标识符(ID)就是该节点所在层 次上的地址(例如网卡地址、IP地址等),广播网络广播,广播特点每个节点有标识自己的ID网络必须有标识全体接收者的ID消息的目的地是全体接收者ID,H1,H2,H3,H4,图例：主机H1给所有主机发送一个消息,广播通信,用一个地址表示全体主机可以节省 消息时标识接收者所需要的空间。,广播地址：用来标识全体节点的标识 符。,广播（broadcast）：一对全部的通信 模式，发送者将消息发给网络上的全体 节点。,消息,广播网络组播,H1,H2,H3,H4,图例：主机H1给主机H2和H4发送一个消息,组播特点节点有标识自己的ID网络必须有标识某个组成员的ID消息的目

10、的地是某个组的组ID,组播通信,组播地址：用来标识一组节点的地址 组成员：通常具有某种共同的特性,消息,组播（multicast）：一对多的通信模式， 发送者将消息发给网络上具备某种公共特性的节点。,用一个地址表示一些主机可简化操 作，但同时增加了组管理的复杂性。,广播网络共享介质,注意：以后将用这种总线型结构来标识共享介质,H1,H2,H3,H4,共享介质,共享介质：所有主机发送和接收消 息都通过同一个介质进行。,谁可以用这个公共信道如果多个人想用怎么办会不会“打”起来,？,广播网络信道分配,静态分配,固定分配模式控制算法简单资源利用率低,动态分配,按需分配模式控制算法复杂资源利用率高,介质

11、访问控制（MAC）：负责共 享信道带宽的分配和管理。,H1,H2,H3,H4,共享介质,MAC：Media Access Control,示例：主机H1给主机H3发送一个消息.,所有共享该介质的主机都能看到该消息只有H3会接收该消息H3接收消息不妨碍该消息沿介质传播到H4,例如：给每个节 点分配1/4信道 容量。,例如：只有当节 点需要发送时才 分配所需要的信 道容量。,点点网络拓扑结构,点-点网络：由许多一对对 计算机之间的链路组成。,拓扑结构：指计算机网络 的物理布局。,星型,环型,树型,全连通,点点网络单播,单播通信,当两点之间非直接相连时， 如何找到对方，以及如何 传递报文？,？,消息

12、,H1,H2,H3,H4,考虑两种情况：,H1给H2发送消息H1给H3发送消息,点-点链路,点-点链路,消息只能沿着点-点链路的这头 发到那头。,点点网络多跳传输,多跳传输：指消息的传递需要借助 恰当的其他节点辅助才能完成发送。,H1,H3,H4,H2,单播,H1,H4,H2,组播,H3,如何找到消息的接收方如何转发消息到接收方,？,示例：H1给H3发送一个消息,消息,示例：H1给H4发送一个消息,广播网络 vs.点点网络,小型、地理位置集中的网络多采用广播形式大型、地理位置分散的网络通常采用点到点方式,点-点网络,H1,H2,H3,H4,广播网络,H1,H2,H3,H4,该消息能被所 有主机

13、看到。,消息,该消息只被到达H2。,计算机网络的一般 形式,因特网一般形式,因特网(Internet),网络核心区域,居家区域,办公/公共区域,公路/街道区域,户外区域,用户终端,用户终端,课程展开的主要内容,网络核心,网络接入,网络接入,云端服务,计算机网络的核心技术,1,接入网有哪些技术,2,接入网有哪些技术,2,在不同网,络中主机通信,4,在同一网络中主机通信,3,在不同主机上进程通信,5,网络服务/安全怎么做,6,本课程的内容组织,计算机网络原理,网络协议,上 向 底 自,网络接 入与访 问,网络互 联与路 由,传输与 服务质 量,应用与安全,网络与 通信概 述,计算机网络概论数据通信基础,网络接入点-点协议共享介质访问控制案例学习：以太网, WiFi,网络结构与互联数据报传递与路由算法案例学习：IPv4/v6,端-端数据传输面向连接与可靠性案例学习：TCP,UDP,网络应用和服务质量信息安全用户认证和数字签名案例学习：RTP/RTCP, IPSec, SSL,应用层传输层 网络层 主机-网络,