信息技术基础ppt课件第三章:计算机网络基础知识汇总.ppt
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1、1,1.什么是计算机网络,3.网络功能与特点,2.计算机网络分类,5.计算机网络系统构成,6.计算机局域网,7.局域网组网常用技术 8.常用传输介质,第三章 网络基础知识,4.计算机网络协议与分层,2,网络基本概念,1.什么是计算机网络,所谓计算机网络就是利用通信线路,用一定的连接方法,将地理位置分散的、具有独立功能的许多计算机连接起来,在功能完善的网络软件的管理和控制下,实现资源共享和数据通信的信息系统。,技术支持:计算机技术 通讯技术,3,2、计算机网络分类,(1)按网络的连接范围分类局域网LAN(10km)、城域网MAN、广域网WAN(2)按物理连接方式(网络拓扑结构)分类总线型、星型、
2、环型、网状型、树型、混合结构(3)按服务方式分类集中式系统:由一台计算机管理所有网络用户并向每个用户提供服务。如局域网分布式系统:由多台计算机共同提供服务,每台计算机既可以向别人提供服务,也可以接受别人的服务。如Internet网的服务器系统。,网络基本概念,4,计算机网络分类,(4)按传输媒体划分有线计算机网 传输介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤等。无线计算机网 传输介质有:无线电波、微波、红外线、激光等。(5)按传输速率划分 低速网络 传输速率为几十至10K bps 中速网络 传输速率为几万至几十M bps 高速网络 传输速率为100M至几个G bps,网络基本概念,5,计算机网络分类,网
3、络基本概念,计算机网络的构成:是由计算机系统、通信链路和网络节点组成的计算机群。组成资源子网和通信子网。资源子网:主要是对信息进行加工和处理,面向用户,接受本地用户和网络用户提交的任务,最终完成信息的处理。包括主机、终端控制器和终端、计算机外设。通信子网:负责计算机网络内部信息流的传递、交换和控制,以及信号的变换和通信中的有关处理工作,间接服务于用户。包括网络节点、通信链路和信号转换设备等,网络节点:(1)交换节点:有交换机、集线器、路由器等,6,计算机网络分类,网络基本概念,计算机网络的构成:资源子网和通信子网。,7,计算机网络分类,网络基本概念,网络节点:(1)交换节点:有交换机、集线器、
4、路由器以及负责网络中信息交换的设备等。(2)访问节点:主要包括用户主机和终端设备的接受器、发送器等通信设备。通信链路:两个节点之间的一条通信信道。双绞线等 信号转换设备:对信号进行转换以适应不同的传输 媒体的要求。如Modem、无线通信接收和发送器等。,8,3.网络功能与特点,资源共享:软件、硬件、数据,数据传送,分布式处理,高度的可靠性和可用性,网络基本概念,(1)计算机网络的功能,9,计算机网络是计算机及相关外部设备组成的一个群体,计算机是网络中信息处理的主体。网络中的计算机和外部设备通过通信媒体互连在一起,彼此之间交换信息。网络中的每一台计算机都是独立的,任何两台计算机之间不存在主从关系
5、。网络中不同类型的计算机之间进行通信必须遵守共同的约定即协议,这就是说,计算机之间的通信是通过通信协议实现的。,(2)计算机网络的特点,网络功能与特点,10,4、计算机网络协议与分层(1),协议是计算机在物理网上进行通信所需要共同遵守的语言规范。协议与分层的必要性 通信协议代表着标准化,规定了计算机信息交换中消息格式和意义的协定,是通信双方都必须遵循的一系列规则。为了简化网络设计的复杂性,通信协议采用分层的结构,各层协议之间既相互独立又相互高效的协调工作。,11,计算机网络协议与分层(2)-OSI七层参考模型,(数据报文),(数据报文),(数据报文,Message),12,分层软件的工作原理
6、整套通信协议的实现称为栈。数据从发送方向下通过协议栈的每一层,又从接收方向上通过协议栈的每一层。每一层在把数据传送到低一层之前在数据前面附加一些控制信息,称为协议头部,接收方收到数据之后先分析相应头部的信息,然后卸掉头部提交上一层。*ISO/OSI只给出了一个原则性的说明,并不是一个具体的网络。,计算机网络协议与分层(3),13,OSI七层模型与TCP/IP四层模型的比较,OSI引入了服务、接口、协议、分层的概念,TCP/IP正是借鉴了OSI的这些概念建模的 OSI现有模型,后有协议,TCP/IP则相反 OSI现有标准后实践,TCP/IP则相反OSI 花了很长时间的标准化,而同时TCP/IP已
7、经被广泛使用 OSI 太复杂,TCP/IP简单却并不全面要替代TCP/IP很难,14,计算机网络协议与分层(4),TCP/IP的四层模型,15,分层软件的工作原理 对等实体之间的通信都是遵守同层协议进行的,只存在一层是物理通信,其余各层之间的通信都是虚拟通信。层间通信即相邻层实体之间进行的通信是遵循层间协议(接口)进行的。分层原理:在目标计算机上的第N层软件必须恰好接收由在发送计算机上的第N层软件所发送的数据。,计算机网络协议与分层(5),16,5.计算机网络系统构成,网络系统是一个集计算机硬件设备、通信设施、软件系统及数据处理能力为一体的,能够实现资源共享的现代化综合服务系统。(1)硬件系统
8、的构成由计算机、通信设备、连接设备及辅助设备组成,如服务器、工作站、网卡、调制解调器、集线器、网桥、路由器等(2)软件系统的构成网络操作系统、网络协议、网关、网络应用软件等(3)网络信息(网络上存储、传送的信息),17,硬件系统的构成,服务器服务器是一台速度快、存储量大的计算机,它是网络资源的提供者。在局域网中,它对工作站进行管理并提供服务,是局域网的核心;在互连网中,服务器间互通信息,互相提供服务。服务器需要专门人员对其进行管理和维护,以保证整个网络的正常运行。,工作站工作站是用户向服务器申请服务的终端设备。可以处理日常工作,也可以随时向服务器提出各种服务请求。(索取信息、传输文件、打印文件
9、等),18,网卡,网卡是安装在计算机主机板上的插卡,其作用是将计算机与通信设施相连,将计算机的数字信号转换为通信线路能够传输的电信号。(ISA16位,PCI32位),调制解调器,调制解调器是信号转换装置(将数字信号 电信号),其作用是将计算机(增值用户)与公用电话线相连,使现有网络系统以外的计算机用户,能够通过拨号的方式利用公用电话网访问网络系统。,硬件系统的构成,19,硬件系统的构成,集线器(Hub),集线器是局域网中使用的连接设备,有多个端口,可连接多台计算机。形成星形拓扑结构的局域网。分为独立式、叠加式、智能模块式、高档交换式集成平台,网桥(Bridge),网桥是局域网中使用的连接设备。
10、其作用是扩展网络的距离,减轻网络的负担。是一种在数据链路层实现网络互联的存储转发设备。分为内桥与外桥。,路由器,路由器是实现异种网络互连的设备,它可以将两个网络连接在一起,组成更大的网络。被连接的网络可以是局域网,也可以是互连网。,20,硬件系统的构成,集线器与交换机的区别:在于每个端口都可以获得同样的带宽。,网桥与路由器的区别:是网桥实现网络互联是发生在数据链路层,而路由器实现网络互联是发生在网络层。在网络层上实现网络互联需要相结复杂的功能,如路由选择、多路重发、以及错误检测等均在这一层上用不同的方法来实现。与网桥相比,路由器在异构网互联能力、网络阻塞控制能力和网段的隔离能力等方面都要强于网
11、桥。通常的路由器具有负载平衡、阻止广播风暴、控制网络流量以及提高系统容错能力等功能。,21,硬件系统的构成,网关(Gateway),网关 也是实现网络互联的设备,它实现的网络互联发生在网络高层,是网络层以上的互联设备的总称。ISO/OSI参考模型下3层的结构差异比较大,它们之间的耦合是十分复杂的甚至是不可实现的,因而大多数情况都是采用网关进行网络互联。,路由器,路由器是实现异种网络互连的设备,它可以将两个网络连接在一起,组成更大的网络。被连接的网络可以是局域网,也可以是互连网。,22,硬件系统的构成,中继器(Repeater),中继器是对信号进行再生和还原的网络设备 OSI 模型的物理层设备。
12、工作于OSI的物理层,是局域网上所有节点的中心,它的作用是放大信号,补偿信号衰减,支持远距离的通信。目前国内外一些著名的大学校园网的典型结构通常是由主干网和若干段子网组成。主干网和子网之间通常选用路由器进行连接;子网内部常常有若干局域网,这些局域网之间采用中继器或网桥来进行连接;校园网和其他网络,比如公用交换网络,卫星网络和综合业务数字网络等,一般采用网关进行互联.,23,软件系统的构成,网络系统软件,网络操作系统(核心和关键),网络操作系统是控制和管理网络资源的软件,常用的有:Netware、Windows NT、UNIX等。,网络协议,网络协议是保证网络中两台设备之间正确传送数据的软件。由
13、网络系统决定,即网络系统不同网络协议不同,如Windows NT支持TCP/IP协议。,网关,网关是网络协议的转换软件,其作用翻译和解释网络协议。,网络应用软件(提供服务),24,6.计算机局域网,局域网的特点,局域网的组成,局域网的拓扑结构,局域网的工作模式,25,局域网的特点,通信距离在数十米至数千米范围内 数据传输速度快,可达到每秒传输数兆至 数百兆位信息,误码率低。软件控制简单,通信协议单纯,硬件设备 少,成本低,使用方便灵活 线路专用,具有很好的保密性,是实现办 公室自动化的重要环节 多采用分布式控制和广播式通信。,26,局域网的组成,计算机和智能性外部设备,如文件服务器、工作站等。
14、网络接口卡及通信介质,如网卡、通信电缆。网络操作系统及网管系统 其中前两部分是构成局域网的硬件,最后一部分是局域网的软件。,27,局域网的拓扑结构,局域网中的拓扑结构是指网络中节点互相连接的方法和形式。目前局域网流行四种拓扑结构:星型、总线型、环型和树型,星型拓扑结构,下一页,上一页,28,总线拓扑结构,树型拓扑结构,局域网的拓扑结构,下一页,上一页,29,局域网的拓扑结构,1.星型拓扑,结构:网络上的各台电脑均以“点对点”的方式连接到中枢装置的布线方式工作方式:中央节点执行集中式通信控制策略,关系复杂,而各个站点的通信负担很小优点:线路管理集中,网络出错容易查找,访问协议简单,适用小型局域网
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