《计算机网》PPT课件.ppt
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1、2023/8/1,现代通信网技术,第十三章 计算机网络,2023/8/1,现代通信网技术,第一节 计算机网络概述定义:1.不同类型的、不同区域的、各自独立的计算机系统;2.通过信息基础设施互相连接;3.实现用户资源和网络资源的共享。共享资源:硬件资源:i/o 设备、存储设备等;软件资源:巨型数据库、系统软件、实用软件、应用软件;数据资源:数据、信息等;,2023/8/1,现代通信网技术,1 计算机网络的组成 通过发送,接收和处理分组实现信息与计算机软硬件资源的共享。传输:借用PSTN或公用数据通道(专用的)媒介:电话线同轴电缆 光纤无线微波卫星等 功能:数据处理(计算机与终端)数据通信(通信控
2、制处理机(CCP)与线路)CCP:CommunicationControL Processor 逻辑功能:资源子网通信子网,2023/8/1,现代通信网技术,资源子网:由计算机系统,终端,终端控制器,连网外设,各种软件资源和信息软件组成。负责全网的数据处理业务,向用户提供网络资源和服务。主机可以是大,中,小,工作站或微机。,2023/8/1,现代通信网技术,通信子网:由通信控制处理机,通信线路与其它传输设备组成。完成传输,转发任务。CCP节点:作为资源子网的接口;通信子网中分组存储转发节点,完成收验储转功能。通信线路:提供信道 CCP CCP CCP CPU 执行协议:物理层 链路层 网络层,
3、2023/8/1,现代通信网技术,2 计算机网络分类 WAN:Wide Area Network MAN:Metropolitan Area Network LAN:local Area Network,2023/8/1,现代通信网技术,局域网定义:由特定类型的传输媒体(如电缆、光缆和无线媒体)和网络设备(如交换机、路由器)互连在一起的计算机群,并受网络操作系统监控的网络系统。在物理地址上彼此相隔,地理位置及站点数目均有限,以允许用户相互通信和共享计算机资源的方式互连在一起。这个系统一般适用于政府机构、企事业单位、校园和研究部门等。,2023/8/1,现代通信网技术,局域网组成部分 局域网系统
4、一般由网络设备、传输媒介、网管系统、提供基本网络服务的设备4部分组成。网络设备是局域网的核心部分,目前主要设备类型有:集线器、交换机、路由器、防火墙等。传输媒介主要有以太网双绞线、光纤等。,2023/8/1,现代通信网技术,网管系统是对整个局域网系统进行管理的软硬件系统。提供基本网络服务的设备是保证局域网正常工作和丰富局域网功能的各种服务器,包括网管服务器、DNS服务器、数据存储和备份服务器、邮件服务器、WWW服务器等等。,2023/8/1,现代通信网技术,局域网类型:根据系统规模的不同,可以分为小型、中型、大型;根据传输媒介的不同,可以分为双绞线局域网、光纤局域网、无线局域网等;根据采用技术
5、的不同,可以分为以太局域网,令牌环网、令牌总线网、FDDI、无线局域网等。,2023/8/1,现代通信网技术,(a)是星型网,是集中控制的,由集线器和双绞线连接而成,局域网拓扑结构,2023/8/1,现代通信网技术,(b)是环形网,又称为令牌环或令牌环路等,局域网拓扑结构,2023/8/1,现代通信网技术,(c)是总线网,各站直接连在总线上,总线网有两种协议:一种是以太网使用的CSMA/CD,另一种是令牌传递总线协议。,局域网拓扑结构,2023/8/1,现代通信网技术,(d)是树形网,是总线网的变型,都属于使用广播信道的网络,但它主要用于频分复用的宽带局域网。,局域网拓扑结构,2023/8/1
6、,现代通信网技术,2.2.3 以太网的比较,2023/8/1,现代通信网技术,计算机网络的特征 信息按分组传输;在物理上分布的相互协作的计算机系统(计算机,传输介质,通信卡,集线器,交换机,路由器或 ATM等);丰富的软件。,2023/8/1,现代通信网技术,4 计算机网与数据通信网 计算机及各种终端之间进行数据业务传输的网络为数据通信网。由计算机网和通信网构成.适应大容量与突发性的要求;适应综合业务服务的要求;开放的设备接口与标准协议的要求;稳定安全高效完善智能;如:电子商务,电子购物,远程教学,远程医疗等新业务都离不开数据通信网。,2023/8/1,现代通信网技术,5、基本转接方式 如:局
7、域网(LAN)协议规定链路层分两个子层:逻辑控制子层(LLC)和媒体接入子层(MAC)。互连网在链路层协议是相同的,不受中继的限制。1)转发器(中继器 Repeater):物理层的连接,在OSI的第一层实现LAN的连接,只是信息的复制,以增加两端的长度。,2023/8/1,现代通信网技术,2)网桥(Bridge):链路层帧中继 过滤功能:对帧分析,根据信宿介质访问地址来决定数据的传输。高层协议的透明性:链路层上操作,无须检查高层的信息。适用于WAN的连接 接口:光纤,FDDI,ISDN,E1,T1,RS-499,RS-232。,2023/8/1,现代通信网技术,3)路由器(Router):网络
8、层上实现网络的互连,是一种智能型节点设备。具有连接,地址判断,路由选择,数据处理和网络管理功能。并对数据包进行检测,决定发送方向。提供不同类型,速率的链路或子网接口,如对WAN,可提供X25、FDDI、帧中继、SMDS和ATM。,2023/8/1,现代通信网技术,4)网关(Gateway):可连不同工作协议的主机设备。通过对不同协议的转换,实现网间的互连。要求顶层协议相同。是网间协议转换设备,通常可在一台机上实现传输层以上的协议转换功能。,2023/8/1,现代通信网技术,5)交换机(Switch):多种交换机提供多协议转换功能,如ATM,以太交换机,第三层交换机等。将路由器和交换机的功能接合
9、到一起,实现各种协议的转换,称路由交换机或交换路由器。,2023/8/1,现代通信网技术,2023/8/1,现代通信网技术,2.2.2 三种不同方案的以太网布线,2023/8/1,现代通信网技术,DQDB 两条单向双总线,2023/8/1,现代通信网技术,互联网,2023/8/1,现代通信网技术,概括说明 中继器(repeater):指物理层互连设备。集线器(HUB)也属于中继器。网桥(bridge):指数据链路层互连设备。路由器(routter):指网络层互连设备。网关(gateway):指网络层以上互连设备。交换机(switch):数据链路层或网络层的互连设备.,2023/8/1,现代通信
10、网技术,第二节 计算机网络的组成1、局域网的体系结构,逻辑链路控制LLC,媒体接入控制MAC,物理层,访问控制点SAP,媒体接入控制MAC,物理层,物理层,媒体接入控制MAC,逻辑链路控制LLC,逻辑链路控制LLC,传输媒体,MAC地址:主机在网络中的站地址或物理地址,由MAC帧负责传送;LLC地址:进程在某一个主机中的地址,也就是LLC上面的服务访问点SAP,由LLC帧负责传送。,进程,2023/8/1,现代通信网技术,2023/8/1,现代通信网技术,前向同步码:收发之间的定时同步;SFD:帧起始定界符;协议首部:是数据字段的一部分,含有更高协议嵌入数据字段中的信息;LLC有4种不同类型的
11、操作:LLC1:不确认的无连接服务 LLC2:面向连接服务 LLC3:带确认的无连接服务(令牌总线)LLC4:高速传输服务,2023/8/1,现代通信网技术,MAC地址的一个主要的功能就是区分或标识以太网,令牌环,FDDI局域网上的接口卡。,2023/8/1,现代通信网技术,广播地址。广播地址可以让局域网上的所有设备接收到同一个帧。组播地址在以太网和FDDI中使用。可以让局域网上的部分是设备接收到同一个帧。在IP组播中也使用组播地址。功能地址只在令牌环上使用。功能地址区分一个或多个接口提供的特定功能。,2023/8/1,现代通信网技术,2023/8/1,现代通信网技术,IEEE 802.1A
12、xxxx 概述、体系结构、寻址IEEE 802.1B xxxx 网络互连和网络管理IEEE 802.2 1994 逻辑链路控制(LLC)协议IEEE 802.3 1998 CSMA/CD接入方式和物理层规范IEEE 802.4 xxxx 标记总线(Token Bus)IEEE 802.5 xxxx 标记环(Token Ring)访问方式IEEE 802.6 xxxx 城域网(MAN)访问方式IEEE 802.7 xxxx 宽带传输标准IEEE 802.8 xxxx 光纤网标准(FDDI)IEEE 802.9 xxxx 综合话音/数据/(V/D)局域网标准IEEE 802.10 xxxx 网络安
13、全IEEE 802.11 xxxx 无线局域网WLAN(采用扩展频谱技术)IEEE 802.12 xxxx 100NG-Any LAN,2023/8/1,现代通信网技术,虚网(VLAN)1)一个虚网是由一个或多个交换机创建的广播域。2)虚网可以通过交换机的配置实现,也可以是通过外部的服务器同交换机通讯配置。3)通常可以分为基于端口的虚网,基于协议的虚网,基于MAC的虚网等。,2023/8/1,现代通信网技术,2.2.4 VLAN,2023/8/1,现代通信网技术,虚网的益处使用虚网,增加了网络的灵活性。方便增加,移动设备。强迫虚网间进行第三层路由(如不是3层交换机或者不能外接路由器,可以),加
14、强了系统管理。分成多个广播域,降低了广播占用的带宽降低了联网设备的CPU利用率,因为减少了广播数量,2023/8/1,现代通信网技术,快速以太网,2023/8/1,现代通信网技术,ISP 互联网服务提供商IP/TCP 互联网协议HDLC 高级数据链路控制FDDI 光纤分布式数据接DSAP 目标服务接入点DHCP 动态主机配置协议CSMA/CD 载波监听多路访问/冲突检测STP 屏蔽双绞线MAC 介质接入控制,2023/8/1,现代通信网技术,10Base2 指使用500同轴电缆的10Mb/s的基带以太网规范 10Base5 指使用标准的(粗)50基带同轴电缆的10Mb/s的基带以太网规范 10
15、BaseF 指使用光纤电缆连接的10Mb/s基带以太网规范,如:10BaseFB、10BaseFL、10BaseFP 10BaseT 指使用费两对双绞线电缆连接(第3、4或5类电缆)的基带以太网规范,2023/8/1,现代通信网技术,100BaseTX 指使用两对非屏蔽双绞线或者屏蔽双绞线电缆连接的100Mb/s基带快速以太网规范100BaseX 指光纤电缆连接的100Mb/s基带快速以太网规范100VG-AnyLAN 指使用四对非屏蔽双绞线电缆连接(第3、4或5类电缆)的100Mb/s基带快速以太网和令牌环介质技术,2023/8/1,现代通信网技术,10Base36 指使用同轴电缆连接的10
16、Mb/s基带以太网规范 100BaseFX 指的是每个链路中使用两股多模光纤电缆100Mb/s基带快速以太网规范 100BaseT 指使用非屏蔽双绞线电缆连接(第3、4或5类电缆)的100Mb/s基带快速以太网规范 100BaseT4 指使用四对非屏蔽双绞线电缆连接(第3、4或5类电缆)的100Mb/s基带快速以太网规范,2023/8/1,现代通信网技术,核心层:指LAN的核心节点网络设备,出/入本网数据流的端口一般也在该层。汇聚层:指LAN的数据流从各边缘层或站点汇聚后上交到核心层的中间设备,或反之。边缘层:指LAN接入边缘站点的各种网络接入设备。数据帧转发:在不同端口间交换用户数据帧。数据
17、帧过滤:为防止数据帧重复,阻止某些端口的数据帧转发到其他端口.,2023/8/1,现代通信网技术,设备体吞吐量:指设备所有端口收发数据速率能力的总和。传输时延:对于存储转发设备,为被测设备收到最后一比特到发出第一比特的时间间隔。传输延迟:是指数据包从发送端口(地址)到目的端口(地址)所需经历的时间 丢包率:指设备因资源不足引起的丢包率,2023/8/1,现代通信网技术,吞吐率:是指在没有丢包的情况下,被测网络(设备)所能达到的最大数据包转发速率。缓冲能力:每个端口/模块/设备上能够缓存的MAC地址的能力 传输速率:是指设备间通过网络传输数字信息的速率。中继器(repeater):指物理层互连设
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