第1章 計算機網(wǎng)絡基礎課件

1、實用網(wǎng)絡技術,華東理工大學計算機系李冬冬,聯(lián)系方式,MSN： ddwhy1981@msn.com （敲門：實用網(wǎng)絡技術）電子郵件：ldd@ecust.edu.cn辦公室： 徐匯校區(qū)八教403電話： 64253506轉8015分機課件： jszx.ecust.edu.cn,E-mail is the best way to communicate！,課程說明,

2、32課時=24理論課+16上機課上課時間： 3－15周上機時間：周三晚上5：45-8：45（第6，8，11，13周）關于考試：考勤、實驗、課程設計30%；考試70%（遲到、早退、曠課、上機玩游戲和聊天扣3分，回答有難度的問題獎勵3分）,教材及參考書目,教材《計算機網(wǎng)絡技術與應用（第2版）》，董吉文、徐龍璽主編，電子工業(yè)出版社，2011參考書目《局域網(wǎng)技術與組網(wǎng)工程》，苗鳳《邊用邊學:局域網(wǎng)組建與維》，李保華、李敏《局域網(wǎng)

3、設計與應用標準培訓教程》，李宏明、盧志勇、李曉松《局域網(wǎng)實訓教程》，唐濤《局域網(wǎng)組網(wǎng)技術大全》，劉曉輝、李利軍《無線局域網(wǎng)組建實戰(zhàn)》，楊軍、李瑛、楊章玉,課程的任務、目的和基本要求,全面的理論基礎 了解計算機網(wǎng)絡的基本概念；掌握基本的網(wǎng)頁編寫語言；掌握計算機網(wǎng)絡各層協(xié)議的基本工作原理及其所采用的技術；實踐和理論并重的課程：按要求動手完成相應的實驗；按要求完成相應的實驗報告，發(fā)現(xiàn)相似平時成績計0分；,,如何學好《實用網(wǎng)絡

4、技術》？,疑問預習：我會怎么設計？找出難點認真聽課：筆記（PPT打?。?、快速思考獨立完成大量實驗：設計《課程設計》：設計一個完整的實驗閱讀大量的參考書百度和GOOGLE是最好的老師,學習計算機知識兩種方法：一種是從原理和理論入手，注重理論和概念，側重知識學習；另一種是從實際應用入手，注重計算機的應用方法和使用技能，把計算機看做是一種工具，側重于熟練掌握和應用它（興趣→愛好）本課程理念：檢查計算機學習好壞的主要標準，不是“知道

5、不知道”，而是“會用不會用”本課程核心內容：不要講述“網(wǎng)絡有哪些功能，可以做些什么”，而是著重介紹“如何利用網(wǎng)絡來高效、高質量地完成特定的工作任務”,,,關于這門課的說明,本課程以“必需、夠用”為原則，掌握局域網(wǎng)最常用最關鍵的部分，其它需要學生自學本課程培養(yǎng)學生實用技能，強調實際技能的培養(yǎng)和實用方法的學習，重點突出學習中的動手實際環(huán)節(jié)本課程采用案例式教學法，以應用和實踐為主，使所學的知識可以快速地投入實際的應用中－即學即用,,關于

6、這門課的說明,,案例一 用HTML語言制作網(wǎng)頁（做一個簡單的網(wǎng)頁）案例二 網(wǎng)頁制作軟件Dreamweaver的應用案例三 WEB服務器架設（人人都能訪問我的網(wǎng)頁）案例四 FTP服務器架設案例五 DNS服務器架設（用 友好的域名實現(xiàn)訪問）案例六表單與ASP（在網(wǎng)頁中實現(xiàn)與用戶的基本交互）,,實用網(wǎng)絡技術實驗,目錄,,2.,,3.,,數(shù)據(jù)通信基本技術,4.,,計算機局域網(wǎng),5.,,計算機網(wǎng)絡基礎,架設網(wǎng)絡服務器,網(wǎng)絡安全,目錄,,

7、7.,,8.,腳本語言,ASP程序設計,,網(wǎng)頁制作,授課順序：1-6-4-7-8-2-3-5,關于上機實驗,地點：信息大樓211，218（帶好校園卡，有變化的話看實驗中心顯示屏幕）時間與內容：9月27號（第五周）：HTML語言（做一個簡單的網(wǎng) 頁）10月18號（第八周）：網(wǎng)絡配置與WEB 服務（人人 都能訪問我的網(wǎng)頁）11月1號（第十一周）：表單與ASP（在網(wǎng)頁中實現(xiàn) 與用戶的基本交互）

8、11月15號（第十三周）：DNS 服務器與FTP 服務器 （網(wǎng)絡小工具）,第1章 計算機網(wǎng)絡基礎,,1.1 計算機網(wǎng)絡概述1.2 計算機網(wǎng)絡的分類1.3 計算機網(wǎng)絡的組成1.4 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構1.5 計算機網(wǎng)絡體系結構1.6 計算機網(wǎng)絡設備1.7 計算機網(wǎng)絡應用模式,2024/4/2,14,本章內容,計算機網(wǎng)絡是通信技術和計算機技術緊密結合發(fā)展的產(chǎn)物。,1.1 計算機網(wǎng)絡概述,,計算機網(wǎng)絡技術＝計算機技術+

9、通信技術,4,2024/4/2,16,1、計算機網(wǎng)絡的定義把分布在不同地理位置的計算機通過通信設備和線路連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡軟件（網(wǎng)絡通信協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)互相通信及網(wǎng)絡資源共享的系統(tǒng)。,1.1.1 計算機網(wǎng)絡的定義和演變,5,主機：既要進行數(shù)據(jù)處理，又要擔負通信控制任務,誕生階段：20世紀60年代中期之前，以傳輸信息為目的，實現(xiàn)遠程信息處理或進一步達到資源共享的系統(tǒng)。,2、計算機網(wǎng)絡的演變,,面向終端的計

10、算機網(wǎng)絡,6,第一代的改進版,專門負責用戶與主機的通信,,7,2024/4/2,19,形成階段 20世紀60年代中期至70年代，典型代表是ARPAnet，以能夠相互共享資源為目的互聯(lián)起來的具有獨立功能的計算機之集合體，形成了計算機網(wǎng)絡的基本概念。,世界上公認的、最成功的第一個遠程計算機網(wǎng)絡是在1969年 ，該網(wǎng)絡稱為ARPAnet。,ARPAnet網(wǎng)是因特網(wǎng)的前身,互聯(lián)互通階段 70年代末至90年代，具有統(tǒng)一的網(wǎng)

11、絡體系結構并遵循國際標準的開放式和標準化。 即TCP/IP、OSI體系結構。,9,高速網(wǎng)絡技術階段 20世紀90年代末至今，出現(xiàn)光纖及高速網(wǎng)絡技術、多媒體技術、智能網(wǎng)絡等。整個網(wǎng)絡就像一個對用戶透明的大的計算機系統(tǒng)，發(fā)展為以Internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)。,,國際標準組織ISO于1984年正式頒布了一個被稱為開放系統(tǒng)互連基本參考模型。開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI模型分為七個層次，有時也稱為OSI七層模型。,ISO?

12、OSI?,10,2024/4/2,22,1、數(shù)據(jù)通信2、資源共享： 共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。3、分布式處理,1.1.2 計算機網(wǎng)絡的功能,,22,2024/4/2,23,給你發(fā)E-mail,,,打印文件 1mail,共享資源,實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,我的東西丟失了??！,沒關系！,23,2024/4/2,24,分布式處理： 通過一定的算法將任務分交給不同的計算機，達到均衡使用網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)分布處理的目的。

13、,,分布式數(shù)據(jù)處理,我的機器快，負責運行程序,我的機器慢負責編寫程序,,2024/4/2,25,1.2 計算機網(wǎng)絡的分類,局域網(wǎng)（LAN） 應用最廣的一種網(wǎng)絡。在局部地區(qū)范圍內的網(wǎng)絡，它所覆蓋的地區(qū)范圍較小。地理距離一般可以是幾米~10公里。 特點：連接范圍窄、用戶數(shù)少、配置容易、連接速率高。 典型代表：以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng),2024/4/2,26,在一個城市，但不在同一地理小區(qū)范圍內的計算機互聯(lián)。連

14、接距離在10~100公里。特點：是LAN的一個延伸，連接距離更長，計算機數(shù)量更多，通常連接著多個LAN。,城域網(wǎng)（MAN）,廣域網(wǎng)（WAN） 也稱遠程網(wǎng)，一般在不同城市之間的LAN和MAN網(wǎng)絡互聯(lián)。連接距離在幾百~幾千公里。 特點：速度慢、延遲長、入網(wǎng)的站點不參與網(wǎng)絡的管理，管理工作由復雜的互聯(lián)設備（路由器、交換機）處理。,26,2024/4/2,27,網(wǎng)絡的分類,27,2024/4/2,28,資源硬件：計算機、輸入/輸出

15、設備網(wǎng)絡硬件 通信硬件：網(wǎng)卡、通信線路、通信設備 系統(tǒng)軟件：網(wǎng)絡操作系統(tǒng)軟件資源 應用軟件,,,1. 3 計算機網(wǎng)絡的組成,2024/4/2,29,計算機網(wǎng)絡的邏輯組成,1、通信子網(wǎng)負責數(shù)據(jù)通信的設備與通信線路，由物理通道、通信設備、通信控制軟件組成。要解決的兩大問題：提高信道利用率；傳輸可靠問題。兩種通信

16、子網(wǎng)類型：點對點、廣播式。2、資源子網(wǎng)負責數(shù)據(jù)處理以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享的計算機與終端。,2024/4/2,30,計算機網(wǎng)絡組成示意圖,29,（1）資源硬件服務器（server）工作站（workstation）共享的外圍設備,2024/4/2,31,（2）通信硬件網(wǎng)卡（網(wǎng)絡適配器）通信線路通信設備,1.3.1 網(wǎng)絡硬件,2024/4/2,32,服務器,一般需要一臺或多臺服務器，可以使用專用服務器或小型計算機，但通常采用高檔微

17、機，要求速度快、硬盤和內存容量大、處理能力強。網(wǎng)絡中共享的資源大多集中在服務器上。如：高速打印機、數(shù)據(jù)庫等等。服務器中裝有網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的核心軟件。具有網(wǎng)絡管理、資源共享、管理網(wǎng)絡通信、為用戶提供網(wǎng)絡服務的功能等。,工作站：除服務器以外的聯(lián)網(wǎng)計算機。網(wǎng)絡對工作站的要求不高，各種檔次的計算機都可以作為網(wǎng)絡工作站。,共享的外圍設備：各種打印機、繪圖儀、磁帶機、硬盤、光盤驅動器。,14,（2）通信硬件,網(wǎng)卡（網(wǎng)絡適配器）,計算機聯(lián)入網(wǎng)絡的入

18、口。每一臺接入網(wǎng)絡的計算機都必須在擴展槽中插入網(wǎng)卡，通過網(wǎng)卡的電纜接頭接入網(wǎng)絡。,ISA網(wǎng)卡,PCI網(wǎng)卡,15,2024/4/2,35,通信線路,通信線路是網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸通路，包括傳輸介質、相應的接口插件，常用的傳輸介質有：雙絞線和光纜。,雙絞線 由兩根相互絕緣的，均勻排列成螺旋的導線組成。網(wǎng)絡中一般采用無屏蔽雙絞線（UTP）。 UTP分為三個等級(3類~5類)。 3類UTP在100米以內的數(shù)據(jù)

19、傳輸速率達10Mbps。 5類UTP在100米以內可達100Mbps。,,雙絞線示意圖,18,2024/4/2,37,光纜,光纜是一種以光來傳送信息的介質。由纖細柔軟的玻璃纖維材料制成。 光纜具有衰減小、壽命長、重量輕、傳輸速率高、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)傳輸保密性、準確性高等優(yōu)點。廣泛應用在高速網(wǎng)絡和骨干網(wǎng)中。 在光纜和計算機之間必須使用光端設備，進行光/電信號的轉換。,通信設備,網(wǎng)絡中的通信設備

20、主要用來延長傳輸距離和便于網(wǎng)絡布線。中繼器：對數(shù)字信號進行再生放大，以擴展總線型網(wǎng)絡的傳輸距離。 集線器（Hub）：是一種集中完成多臺設備連接的專用設備，可以提供多個網(wǎng)絡連接端口，一個接口可以連接一臺計算機。其它網(wǎng)絡互連設備：網(wǎng)橋、路由器、交換機、網(wǎng)關等。,2024/4/2,38,2024/4/2,39,1.3.2 網(wǎng)絡軟件,網(wǎng)絡協(xié)議和協(xié)議軟件：通過協(xié)議程序實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議功能。 網(wǎng)絡通信軟件：實現(xiàn)網(wǎng)絡工作站之間的通信。 網(wǎng)絡操作

21、系統(tǒng) 它是最主要的網(wǎng)絡軟件，實現(xiàn)系統(tǒng)資源共享、管理用戶對不同資源訪問的應用程序。 網(wǎng)絡管理及應用軟件管理軟件是對網(wǎng)絡資源進行管理和對網(wǎng)絡進行維護的程序。應用軟件是為用戶提供服務并為用戶解決實際問題的程序。,1.3.3 網(wǎng)絡操作系統(tǒng),網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（NOS，Network Operating System）是向網(wǎng)絡中的計算機提供服務的特殊操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡的心臟和靈魂，它是負責管理整個網(wǎng)絡的資源和方便網(wǎng)絡用戶使

22、用的軟件集合；也是網(wǎng)絡用戶與計算機網(wǎng)絡之間的接口。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)從根本上說是一種管理器，用來管理連接、資源和通信量的流向。,2024/4/2,40,1、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的定義,2.常用的網(wǎng)絡操作系統(tǒng),UNIX操作系統(tǒng)Netware操作系統(tǒng)Windows Server2008Linux操作系統(tǒng),2024/4/2,41,計算機網(wǎng)絡是由一組結點和鏈路組成的幾何圖形，它反映了網(wǎng)絡中各種實體間的結構關系。網(wǎng)絡拓撲結構通常有以下四種類型：總線型

23、拓撲、星型拓撲、樹型拓撲、環(huán)型拓撲。,1.4 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構,30,1 總線型結構,網(wǎng)絡中的計算機和其他通信設備均連接到一條公用的總線上，所有結點共同使用這條總線，共享總線的全部帶寬。一個結點向另一個結點發(fā)送數(shù)據(jù)時，所有結點都被動的偵聽該數(shù)據(jù)，只有目標結點接收并處理數(shù)據(jù)。,特點：該拓撲結構容易實現(xiàn)，組建成本低，但擴展性較差，容錯能力較差。,31,2 星型結構,網(wǎng)絡中的每個節(jié)點通過一個中央設備連接在一起。中心節(jié)點是主節(jié)點，網(wǎng)絡中的

24、各個節(jié)點通過點到點的方式連接到一個中心節(jié)點上，再由中心節(jié)點向目的節(jié)點傳輸信息。,,特點：單個結點故障不會影響其它結點；中心結點是一個瓶頸；易于擴展。,HUB,,,,,,,,,,,,,32,3 樹型結構,樹型結構實際上是星型結構的一種變形，它將原來用單獨鏈路直接連接的結點通過多級處理主機進行分級連接。,特點：與星型結構相比降低了通信線路的成本，但增加了網(wǎng)絡復雜性。網(wǎng)絡中除最低層節(jié)點及其連線外，任一節(jié)點或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡的正

25、常工作。,33,2024/4/2,46,4 環(huán)型結構,每個節(jié)點與兩個最近的節(jié)點相連接以使整個網(wǎng)絡形成一個環(huán)形，數(shù)據(jù)沿著環(huán)路逐點傳輸。,特點：單純的環(huán)型拓撲結構非常不靈活或不易于擴展。單個結點或一處線纜發(fā)生故障將會造成整個網(wǎng)絡的癱瘓。,網(wǎng)狀,細胞狀,不同的網(wǎng)絡拓撲結構適用于不同的網(wǎng)絡規(guī)模。例如，在組建局域網(wǎng)時，常采用星型、總線型，樹型結構在廣域網(wǎng)中比較常見。但在一個實際的網(wǎng)絡中，可能是上述幾種網(wǎng)絡構型的混合。,35,2024/4/2,4

26、8,1.5 計算機網(wǎng)絡的體系結構,了解網(wǎng)絡體系結構及協(xié)議的概念和組成了解計算機網(wǎng)絡層次結構的基本概念理解OSI參考模型結構和各層功能了解TCP/IP體系結構,1.5.1 網(wǎng)絡體系結構的定義,網(wǎng)絡協(xié)議對計算機網(wǎng)絡是不可缺少的，一個功能完備的計算機網(wǎng)絡需要指定一整套復雜的協(xié)議集。對于結構復雜的網(wǎng)絡協(xié)議來說，最好的組織方式是利用層次結構。,網(wǎng)絡體系就是為了完成計算機之間的通信合作，把計算機互聯(lián)的功能劃分成有明確定義的層次，規(guī)定同層次

27、通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口及服務等。,將這些同層進程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡體系結構。,37,2024/4/2,50,,,寄信人,,郵政局,,運輸部門,,收信人,,郵政局,,運輸部門,用戶層,郵政系統(tǒng)層,運輸層,,,,,,,,郵政系統(tǒng)分層模型,通信模型的特點：模型有三個層次 相同層次的交流都是獨立進行的，不受其他層次影響上下相鄰兩個層次之間的聯(lián)系可以用“使用服務”和“提供服務” 來進行說明,,,,鐵路航空,運輸部門

28、間約定,郵政間約定,用戶間約定,上海,北京,2024/4/2,51,網(wǎng)絡協(xié)議,為在網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)定、約束與標準被稱為網(wǎng)絡協(xié)議（Protocol）。網(wǎng)絡協(xié)議代表著標準化，是一組規(guī)則的集合。主要有三個要素組成：,語義是指構成協(xié)議的元素含義的解釋，亦即“講什么” 語法資料與控制信息的結構或格式，即“怎么講” 時序（規(guī)則）規(guī)定了事件的執(zhí)行順序。,2024/4/2,52,2、網(wǎng)絡體系結構的分層原理,在網(wǎng)絡分層當中，每一層是其下一

29、層的用戶，同時又是其上一層的服務提供者。,網(wǎng)絡體系分層有以下好處：獨立性強：每一層都具有相對獨立的功能。功能簡單：各層完成其特定的功能，每一層都為上一層提供某種服務。適應性強：只要層間接口不變，變化不會影響別層。易于實現(xiàn)和維護,2024/4/2,53,1.5.2 開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI/RM),國際標準化組織（ISO）制定了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM（Open System Interconnection Basic

30、 Reference Model），從而形成了網(wǎng)絡體系結構的國際標準。,OSI構造了七層模型，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。不同系統(tǒng)對等層之間按相應協(xié)議進行通信，同一系統(tǒng)不同層之間通過接口進行通信。,,,,,,,,42,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,,計算機 2,應用進程數(shù)據(jù)先傳送到應用層,加上應用層首部

31、，成為應用層 數(shù)據(jù),,,6,5,,,7,6,43,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,,計算機 2,,,6,5,,,7,6,應用層數(shù)據(jù)再傳送到表示層,加上表示層首部，成為表示層報文,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),44,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,,計算機 2,,,6,5,,,7,6,表示層報文再傳送到會話層,

32、加上會話層首部，成為會話層報文,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),45,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,,計算機 2,,,6,5,,,7,6,會話層報文再傳送到傳輸層,加上傳輸層首部，成為傳輸層報文,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),46,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,,計算機 2,,,6,5,,,7,6,傳

33、輸層報文再傳送到網(wǎng)絡層,加上網(wǎng)絡層首部，成為 IP 數(shù)據(jù)報（或分組）,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),47,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,,計算機 2,,,6,5,,,7,6,IP 數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層,加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),48,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2

34、,,AP1,,計算機 2,,,6,5,,,7,6,數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層,最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),49,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,,計算機 2,,,6,5,,,7,6,數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層,最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),50,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3

35、,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,計算機 2,,,6,5,,,7,6,應用層(application layer),,,物理傳輸媒體,,,電信號（或光信號）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層,,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),51,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,計算機 2,,,6,5,,,7,6,物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層,,計

36、算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),52,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,計算機 2,,,6,5,,,7,6,,數(shù)據(jù)鏈路層剝去幀首部和幀尾部取出數(shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡層,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),53,,,7,4,3,2,1,,,,,,5,4,3,2,1,,,,,計算機 1,,AP2,,AP1,計算機 2,,,6,5,,,7,6,,應用層剝去首部，取出應用程序數(shù)據(jù)上

37、交給應用進程,,我收到了 AP1 發(fā)來的應用程序數(shù)據(jù)！,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),54,?物理層(Ph),?數(shù)據(jù)鏈路層(DL),?網(wǎng)絡層(N),?傳輸層(T),?會話層(S),?表示層(Pr),?應用層(A),每一層使用下一層提供的服務，并向它的上一層提供一定的服務,提供用戶與用戶應用軟件之間的接口服務，如文件的傳送、訪問、管理等。,提供通信雙方數(shù)據(jù)格式的表示和轉換數(shù)據(jù)服務等，如數(shù)據(jù)解壓縮、加密解密、語法轉換等。,提供建立和

38、維護應用之間通信的機制，如會話的建立釋放，數(shù)據(jù)傳送方式（單、半、雙工）等,數(shù)據(jù)分段成報文并負責數(shù)據(jù)的尋址、多路復用、流量差錯控制等,把數(shù)據(jù)分組封裝成數(shù)據(jù)包（組包/拆包），路由選擇，實現(xiàn)網(wǎng)絡連接，擁塞控制以確保傳送，實現(xiàn)端對端通信。,把數(shù)據(jù)包封裝成數(shù)據(jù)幀，對數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持、拆除，對數(shù)據(jù)的檢錯、糾錯、流量控制等，實現(xiàn)相鄰節(jié)點間的通信。,提供物理連接的建立、維持和拆除；并把數(shù)據(jù)包對應的比特流轉化成光電信號在物理媒體中傳輸；實現(xiàn)四大特性匹

39、配。,低層(通信)，面向通信，實現(xiàn)網(wǎng)絡功能，即提供電信傳輸，是點到點的通信,高層（資源），面向信息處理，實現(xiàn)用戶功能，即提供網(wǎng)絡與用戶的通信。,OSI參考模型,55,1.5.3 TCP/IP體系結構 （協(xié)議）,TCP/IP 常被稱為事實上的(de facto) 國際標準。注：TCP/IP是一組協(xié)議，不是兩個協(xié)議。它主要考慮異種網(wǎng)絡之間的互聯(lián)問題。,56,2024/4/2,69,兩種模型的對比,,,,,從層次結構圖中可以看出，TCP/

40、IP是一個四層的體系結構，包括應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、網(wǎng)絡接口層。,網(wǎng)絡接口層 是TCP/IP與各種物理網(wǎng)絡的接口，它與OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路和物理層相對應。網(wǎng)絡接口層負責接收數(shù)據(jù)分組，并把分組封裝成數(shù)據(jù)幀，再將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到指定的網(wǎng)絡上。,58,TCP/IP專門設置了網(wǎng)絡層，它是整個模型中的核心和關鍵，該層運行的協(xié)議就是IP協(xié)議。,網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡層是整個TCP/IP體系結構的關鍵部分，它解決兩個不同IP地址的計算機之間的通信問題。

41、 其中IP協(xié)議是Internet中的基礎協(xié)議和重要組成部分。主要功能是進行尋址和路由選擇，并將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡轉發(fā)到另一個網(wǎng)絡。,59,傳輸層傳輸層（TCP層）的作用是負責將源主機的報文分組發(fā)送到目的主機，源主機和目的主機可以在一個網(wǎng)上，也可以在不同的網(wǎng)上。有兩個協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP（TCP Transmission Control Protocol），是一個面向連接的協(xié)議。用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP（User Datagram

42、 Protocol）,定義了兩臺計算機之間進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸所交換的數(shù)據(jù)和確認信息的格式，及確保數(shù)據(jù)正確到達而采取的措施。,UDP提供協(xié)議端口號，UDP可以根據(jù)端口號對許多應用程序進行多路復用 如IP電話、網(wǎng)絡會議、可視電話、視頻點播 。,60,IP協(xié)議負責數(shù)據(jù)的傳輸，而TCP協(xié)議負責數(shù)據(jù)的可靠傳輸 。,TCP協(xié)議可確認A發(fā)送到B的數(shù)據(jù)包的完整性，若數(shù)據(jù)包丟失或有錯誤，則要求A重發(fā)，直到正確為止。,通過IP協(xié)議，A發(fā)出的數(shù)據(jù)最后送到B，

43、但不確認數(shù)據(jù)包的完整性。,61,TCP協(xié)議是面向連接的協(xié)議，當計算機雙方通信時必須經(jīng)歷三個階段，即先建立連接，然后進行數(shù)據(jù)傳輸，最后拆除連接。TCP在建立連接時也要分三步走，即三次握手。,,,,被動打開,主動打開,確認,確認,主機 B,主機 A,第一次握手,連接請求,第二次握手,第三次握手,62,應用層,應用層為用戶提供調用和訪問網(wǎng)絡上的各種應用程序的接口，并向用戶提供各種標準的應用程序及相應的協(xié)議。功能是使應用程序、應用進程與協(xié)議相

44、互配合，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。,2024/4/2,75,63,2、IP地址與子網(wǎng)掩碼,IP地址：給每個連接在Internet上的主機和路由器分配的一個全球唯一的地址。IP地址有IPv4和IPv6兩個版本，分別是用32位和128位二進制數(shù)表示。其中IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)地址的理想方案， IPv4是從最初設計互聯(lián)網(wǎng)到現(xiàn)在仍在使用中的版本。,2024/4/2,76,2024/4/2,77,1.6 計算機網(wǎng)絡設備,網(wǎng)絡設備是維持計算機網(wǎng)絡的運行

45、和工作的基礎。了解網(wǎng)絡設備的作用和性能，為組網(wǎng)打下了一個良好的基礎。利用網(wǎng)絡設備可將多個計算機系統(tǒng)通過傳輸介質等連接構成計算機網(wǎng)絡，或將兩個或兩個以上相同或相近或不同的網(wǎng)段連接在一起，構成一個更大范圍的網(wǎng)絡，實現(xiàn)更大范圍的信息傳輸和資源共享。,2024/4/2,78,完成的功能之一：計算機與電纜系統(tǒng)的物理連接；功能之二：提供數(shù)據(jù)傳輸功能。實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的封裝、拆 封、差錯校驗等。網(wǎng)絡與網(wǎng)絡節(jié)點處理器之間的速率并不匹配，為防止

46、數(shù)據(jù)在傳輸過程中丟失，網(wǎng)卡必須設置數(shù)據(jù)緩存。,1.6.1 網(wǎng)卡（網(wǎng)絡適配器）,1.6.2 物理層設備,物理層互連設備只作用于物理層，主要有中繼器（Repeater）和集線器（Hub）。物理層的互聯(lián)設備可以將一個傳輸介質傳輸過來的二進制信號位進行復制、整形、再生和轉發(fā)。1、中繼器：作用是信號的放大和中轉，增加信號的有效傳輸距離。 2、集線器：是一種基于星型結構的設備，作用同中繼器，是一種多端口中繼器。集線器的所有端口共享集線器帶寬。

47、,2024/4/2,79,在局域網(wǎng)中常以集線器為中心，將所有分散的工作站與服務器連接在一起，形成星形拓樸結構的局域網(wǎng)系統(tǒng)。,集線器的所有端口共享集線器帶寬。即用集線器組網(wǎng)時，連接的計算機越多，網(wǎng)絡速度越慢。,82,2024/4/2,81,1.6.3 數(shù)據(jù)鏈路層設備,作用于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，用于對網(wǎng)絡中結點的物理地址進行過濾、網(wǎng)絡分段以及跨網(wǎng)段數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)。網(wǎng)段：局域網(wǎng)中機器一多的話產(chǎn)生的沖突就會增多。我們將局域網(wǎng)分段，如果100臺機

48、器我們分成50臺的兩個段，那么整個沖突就會減少一半。數(shù)據(jù)鏈路層互連設備主要有網(wǎng)橋和交換機。,網(wǎng) 橋,網(wǎng)橋也稱橋接器，工作在數(shù)據(jù)鏈路層，是連接兩個以上局域網(wǎng)或網(wǎng)段的存儲轉發(fā)設備，用它可以完成具有相同或相似體系結構的網(wǎng)絡系統(tǒng)的連接，是一個局域網(wǎng)與另一個局域網(wǎng)之間建立連接的橋梁。,網(wǎng)橋是一個存儲轉發(fā)設備,84,2024/4/2,83,交換機,交換機（Switch）屬于數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設備，它是更高級的集線器。傳統(tǒng)的集線器是將某個端口傳送過

49、來的信號經(jīng)過放大以后傳輸給所有其他端口，而交換機能夠通過檢查數(shù)據(jù)包中的目標物理地址來選擇目標端口。,由于交換機采用交換技術，使其可以并行通信而不像集線器那樣平均分配帶寬。如一臺100M交換機的每端口都是100M，互連的每臺計算機均以100M的速率通信，而不像集線器那樣平均分配帶寬，這使交換機能夠提供更佳的通信性能。,交換機也是目前使用較廣泛的網(wǎng)絡設備之一，同樣用來組建星型拓撲的網(wǎng)絡。從外觀上看，交換機與集線器幾乎一樣，其端口與連接方式和

50、集線器也是一樣的，但是，由于交換機采用了交換技術，其性能大大優(yōu)于集線器。,普通交換機,千兆以太網(wǎng)的主干交換機,86,2024/4/2,85,路由器工作在OSI參考模型的網(wǎng)絡層，適于在運行多種網(wǎng)絡協(xié)議的大型網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡互連設備。路由器在網(wǎng)絡互聯(lián)上起著至關重要的作用，通過路由器設備可以把不同的網(wǎng)絡連接成一個范圍更大的網(wǎng)絡。路由器的主要功能：是路由選擇和數(shù)據(jù)交換。路由選擇： 當一個數(shù)據(jù)包到達路由器時，路由器根據(jù)數(shù)據(jù)包的目標邏輯地址

51、，查找路由表，如果存在一條到達目標網(wǎng)絡的路徑，路由器將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到相應的端口。,1.6.4 網(wǎng)絡層設備—路由器,,,路由原理,,,,,,,,網(wǎng)絡1,網(wǎng)絡2,網(wǎng)絡3,,路由表網(wǎng)絡1 接口A1網(wǎng)絡2 接口A2 網(wǎng)絡3 接口B1,接口A1,接口A2,接口B1,接口B2,,路由表網(wǎng)絡1 接口A2網(wǎng)絡2 接口B1 網(wǎng)絡3

52、 接口B2,1.1,1.3,1.2,2.3,2.2,2.1,3.3,3.2,3.1,88,2024/4/2,87,1.6.5 網(wǎng)關,概括來說，網(wǎng)關是能夠連接不同結構體系的網(wǎng)絡的軟件和硬件的結合產(chǎn)品。網(wǎng)關的主要功能是完成傳輸層以上的協(xié)議轉換。,網(wǎng)絡設備應用實例,通過網(wǎng)絡設備完成LAN-WAN的連接，實現(xiàn)局域網(wǎng)之間的遠程互連，以構成更大規(guī)模的互連網(wǎng)。,91,,網(wǎng)絡設備的層次關系,92,1.7 計算機網(wǎng)絡應用模式,1.7.1 C

53、/S模式,網(wǎng)絡中分為服務器和客戶機，網(wǎng)絡中的操作系統(tǒng)也相應地分為兩部分，即服務器端的操作系統(tǒng)和客戶端軟件。這種模式稱為C/S（Client/Server，客戶機－服務器）模式 。服務器（Server）：提供服務的計算機。 客戶機（Client）：接受服務器或者需要訪問服務器上共享資源的計算機成為客戶機。,服務器端通常采用高性能的計算機、工作站或小型機，并采用大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ；客戶端要安裝專用的客戶軟件。,93,C/S模式的優(yōu)點是能夠

54、充分發(fā)揮客戶端的處理能力，客戶端響應速度快，安全性好。 缺點是客戶端需要安裝專用的客戶端軟件；其維護和升級成本高；一般只適用于局域網(wǎng)。,如：計算機文化基礎考試系統(tǒng),94,2024/4/2,92,1.7.2 B/S模式,B/S模式（Browser/Server，瀏覽器－服務器模式）是對C/S模式的一種改進?？蛻魴C上只要安裝一個瀏覽器軟件 ，服務器上安裝Oracle、Sybase、Informix或SQL Server等數(shù)據(jù)庫，瀏

55、覽器通過Web Server同數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。,B/S模式最大的優(yōu)點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件，客戶端在維護方面的工作量非常小，系統(tǒng)的擴展非常容易 。,96,2024/4/2,94,C/S與B/S模式的比較,2024/4/2,95,本章小結,計算機網(wǎng)絡的功能根據(jù)網(wǎng)絡覆蓋范圍，計算機網(wǎng)絡的分類資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結構網(wǎng)絡體系結構：OSI/RM、TCP/IP、IP地址和子網(wǎng)掩碼計算機網(wǎng)絡的組成：軟