計算機網絡基礎課件_2

第1章計算機網絡基礎

學習目的與要求：計算機網絡是計算機技術與通信技術緊密結合的產物，網絡技術對信息產業的發展有著深遠的影響。本章在介紹網絡形成與發展歷史的基礎上，對網絡的定義、分類與拓撲構型等問題進行系統的討論，并以典型的計算機網絡與數據通信服務為例，對網絡在企業、機關信息管理與個人信息服務中的各種應用進行探討，以幫助讀者對計算機網絡技術及應用有一個全面和準確的認識。

第1章計算機網絡基礎

學習目的與要求：1.1計算機網絡概述1.1.1計算機網絡的發展1.1.2計算機網絡的定義1.1.3計算機網絡的功能1.1計算機網絡概述1.1.1計算機網絡的發展1.1.1計算機網絡的發展1．面向終端的計算機通信網絡1.1.1計算機網絡的發展1．面向終端的計算機通信網絡1.1.1計算機網絡的發展2．多臺計算機互聯的初級計算機網絡1.1.1計算機網絡的發展2．多臺計算機互聯的初級計算機網1.1.1計算機網絡的發展3．開放式的標準化計算機網絡第三階段的計算機網絡可以從20世紀70年代后期算起，它具有統一的網絡體系結構，遵循國際標準化協議。標準化的目的是使得不同計算機及計算機網絡能方便地互聯起來。4.新一代的綜合性、智能化、寬帶高速計算機網絡第四階段的計算機網絡要從20世紀90年代開始。計算機網絡向全面互連、高速和智能化發展。這個階段最具有挑戰性的話題是Internet、高速通信網絡技術、接入網、網絡與信息安全技術。1.1.1計算機網絡的發展3．開放式的標準化計算機網絡1.1.2計算機網絡的定義資源共享觀點將計算機網絡定義為“以能夠共享資源的方式互聯起來的相互獨立的計算機系統的集合”。資源共享觀點的定義符合目前計算機網絡的基本特征，這主要表現在以下幾個方面。(1)計算機網絡建立的主要目的是實現計算機資源的共享。(2)互聯的計算機是分布在不同地理位置的多臺獨立的計算機。(3)聯網計算機之間的通信必須遵循共同的網絡協議。1.1.2計算機網絡的定義資源共享觀點將計算機網絡定義為“1.1.3計算機網絡的功能計算機網絡的功能可歸納為資源共享、提供人際通信手段、提高可靠性、節省費用、便于擴充、分組負荷及協同處理等方面。這些方面的功能本身也是相輔相成的。1.1.3計算機網絡的功能計算機網絡的功能可歸納為資源共享1.2計算機網絡的組成與結構1.2.1計算機資源子網1.2.2計算機通信子網1.2.3計算機網絡的拓撲結構1.2計算機網絡的組成與結構1.2.1計算機資源子網1.2.1計算機資源子網1.資源子網的組成1)主計算機2)終端3)網絡中的共享設備2．資源子網的基本功能1.2.1計算機資源子網1.資源子網的組成1.2.2計算機通信子網1．通信子網的組成1)通信控制處理機2)通信線路3)信號變換設備2．通信子網的基本功能 通信子網提供網絡通信功能，完成全網主機之間的數據傳輸、交換、控制和變換等通信任務。負責全網的數據傳輸、轉發及通信處理等工作。1.2.2計算機通信子網1．通信子網的組成1.2.3計算機網絡的拓撲結構1．計算機網絡拓撲的定義1)拓撲結構與計算機網絡拓撲2)網絡拓撲的定義3)網絡拓撲的用途1.2.3計算機網絡的拓撲結構1．計算機網絡拓撲的定義1.2.3計算機網絡的拓撲結構2．網絡拓撲的分類與基本網絡拓撲結構的類型1)網絡拓撲分類①廣播式的通信子網②點對點式的通信子網

1.2.3計算機網絡的拓撲結構2．網絡拓撲的分類與基本網絡拓1.2.3計算機網絡的拓撲結構2)基本網絡拓撲結構類型圖例1.2.3計算機網絡的拓撲結構2)基本網絡拓撲結構類型1.2.3計算機網絡的拓撲結構(2)基本網絡拓撲結構類型①總線型網絡拓撲結構②星型拓撲③環型拓撲④樹型拓撲⑤網狀型拓撲⑥衛星通信網絡的拓撲構型1.2.3計算機網絡的拓撲結構(2)基本網絡拓撲結構類型1.3計算機網絡的分類1.3.1按網絡傳輸技術進行分類1.3.2按網絡分布距離范圍進行分類1.3.3按傳輸介質分類1.3計算機網絡的分類1.3.1按網絡傳輸技術進行分類1.3.1按網絡傳輸技術進行分類1．廣播式網絡在廣播通信信道中，多個結點共享一個通信信道，一個結點廣播信息，其他結點必須接收信息。2．點對點式網絡點對點通信信道中，一條通信線路只能連接一對結點，如果兩個結點之間沒有直接連接的線路，那么它們只能通過中間結點轉接。1.3.1按網絡傳輸技術進行分類1．廣播式網絡1.3.2按網絡分布距離范圍進行分類

1．局域網(LocalAreaNetwork，LAN)2．城域網(MetropolitanAreaNetwork，MAN)3．廣域網(WideAreaNetwork，WAN)1.3.2按網絡分布距離范圍進行分類

1．局域網(Local1.3.3按傳輸介質分類根據網絡的傳輸介質，可以將網絡分為有線網和無線網。有線網根據線路的不同分為同軸電纜網、雙絞線網和光纖網，還有最新的全光網絡；無線網有衛星無線網和使用其他無線通信設備的網絡。1.3.3按傳輸介質分類根據網絡的傳輸介質，可以將網絡分1.4組成網絡的設備1.4.1網絡接口卡1.4.2中繼器1.4.3集線器1.4.4網橋1.4.5交換機1.4.6路由器1.4.7網關1.4組成網絡的設備1.4.1網絡接口卡1.4.1網絡接口卡網絡接口卡(NetworkInterfaceCard，NIC)簡稱網卡，又叫網絡適配器。是計算機與傳輸介質的接口。1.4.1網絡接口卡網絡接口卡(NetworkInterf1.4.2中繼器中繼器是工作在OSI模型物理層的互聯設備，實現兩個網絡之間的電氣連接。因此，中繼器只能用于連接兩個相同的局域網，其作用是把一個局域網中傳輸的電信號增強后再傳送到另一個局域網上。中繼器要求網絡是同類型的，而且采用相同的協議和速率，且起到了維持通過局域網的信號電平，從而擴展了局域網段的長度。1.4.2中繼器中繼器是工作在OSI模型物理層的互聯設備1.4.3集線器集線器(Hub)一般認為工作在OSI模型的物理層，是將局域網中節點的線纜集中在一起的設備，主要作為網絡連接的中心點，通常聯網的節點通過非屏蔽雙絞線與集線器連接。使用集線器連接網絡的特點是：當網絡中某條線路或某個節點出現故障時，不會影響網絡上其他節點的正常工作。1.4.3集線器集線器(Hub)一般認為工作在OSI模1.4.3集線器1.4.3集線器1.4.4網橋網橋(Bridge)是工作在OSI模型數據鏈路層的互聯設備。數據鏈路層包括MAC子層及LLC子層，因此網橋也分為MAC子層網橋和LLC子層網橋。網橋的每個端口連接一個局域網網段，監聽與它連接的每個網段上傳輸的數據，當傳輸的數據幀的目的地址和源地址是在同一個網段中，則網橋丟棄該數據幀；如果目的地址和源地址在兩個不同的網段，網橋將該幀轉發到與目標網段相連的端口上。1.4.4網橋網橋(Bridge)是工作在OSI模型數據1.4.5交換機交換機(Switch)是交換式局域網的核心設備，屬于OSI模型中的數據鏈路層設備。用交換機互聯可以帶來下列好處(1)交換機允許各個網段之間的通信，同時每個網段是獨立的廣播域。(2)可以互聯不同速度和類型的網段，且對網絡的大小沒有限制。(3)交換機各端口獨享交換機的帶寬，可實現全雙工通信，例如，l臺100Mb/s的24口交換機，其每個端口理論上均可同時達到lOOMb/s的速率。1.4.5交換機交換機(Switch)是交換式局域網的核心1.4.5交換機1．交換機性能指標主要是MPPS和背板帶寬。MPPS是MillionPacketPerSecond的縮寫，即每秒可轉發多少個百萬數據包。其值越大，交換機的交換處理速度也就越快。2．交換機分類從外觀形態和功能上可分為模塊式交換機和固定端口交換機。從應用規模上可分為企業級交換機、部門級交換機、工作組級交換機等。從實用角度上可分為低端固定交換機、低端可變端口交換機、中型交換機和高端交換機等。1.4.5交換機1．交換機性能指標1.4.5交換機3．交換機工作方式交換機的工作方式是存儲轉發，它將某個端口發送的數據幀先存儲在該端口的緩沖區，通過解析數據幀，獲得目的MAC地址，然后在交換機的MAC地址與端口對應地址表中，檢索該目的主機所連接到的交換機端口，找到后就將數據幀從源端口直接復制到目的端口緩沖區中，轉發到該網段或主機。1.4.5交換機3．交換機工作方式1.4.6路由器路由器(Router)是一種能連通不同的網絡或網段的互聯設備，工作在OSI模型的網絡層，是目前用來構建Internet骨干網的核心互聯設備。路由器有多個端口，路由器的每個端口可以連接不同的網絡或子網，或者連接另一臺路由器。路由器作為不同網絡之間互相連接的樞紐，構成了Internet的骨架。1.4.6路由器路由器(Router)是一種能連通不同的1.4.6路由器1．路由器的結構 從體系結構上看，路由器可以分為：第一代單總線單CPU結構路由器；第二代單總線主從CPU結構路由器；第三代單總線對稱式多CPU結構路由器；第四代多總線多CPU結構路由器；第五代共享內存式結構路由器；第六代交叉開關體系結構路由器和基于機群系統的路由器。1.4.6路由器1．路由器的結構1.4.6路由器2．路由器的組成一個通用的路由器由4部分組成：輸入端口、交換結構、選路處理器和輸出端口。1.4.6路由器2．路由器的組成1.4.6路由器3．路由器的特點(1)尋址能力(2)路由選擇(3)分段和重組(4)存儲--轉發(5)數據包過濾1.4.6路由器3．路由器的特點1.4.6路由器4．路由器的功能(1)網絡互聯路由器支持各種局域網和廣域網接口，主要用于互聯局域網和廣域網，實現不同類型網絡互相通信。(2)數據處理提供數據包的過濾、數據包的尋址和轉發、優先級、復用、加密、壓縮和防火墻等功能。(3)網絡管理路由器提供包括配置管理、性能管理、容錯管理和流量控制等功能。1.4.6路由器4．路由器的功能1.4.6路由器5．路由器的工作原理1.4.6路由器5．路由器的工作原理1.4.7網關網關實現不同網絡協議之間的轉換是通過使用適當的硬件與軟件。硬件提供不同網絡的端口，軟件實現不同互聯網協議之間的轉換。網關實現協議轉換的方法主要有兩種。1.直接將輸入網絡信息包的格式轉換成輸出網絡信息包的格式2.將輸入網絡信息包的格式轉換成一種統一的標準網問信息包的格式1.4.7網關網關實現不同網絡協議之間的轉換是通過使用1.5計算機網絡應用問題計算機網絡的廣泛應用已經對經濟、文化、教育、科學的發展及人類生活質量的提高產生了重要影響，同時也不可避免地帶來一些新的社會、道德、政治與法律問題。Intemet可以為科學研究人員、學生、企事業工作人員提供很多寶貴的信息，可以使得人與人的交流不受時間、地域的限制。1.5計算機網絡應用問題計算機網絡的廣泛應用已經對經濟、1.6小結本章主要講述了以下一些內容。(1)計算機網絡是計算機技術與通信技術緊密結合的產物，網絡技術對信息產業的發展有著深遠的影響。(2)計算機網絡發展的四個階段分別是：面向終端的計算機通信網絡，初級計算機網絡，開放式的標準化計算機網絡，新一代的計算機綜合性、智能化、寬帶高速網絡。(3)資源共享觀點將計算機網絡定義為“以能夠相互共享資源的方式互聯起來的自治計算機系統的集合”。

(4)計算機網絡的功能可歸納為資源共享、提供人際通信手段、提高可靠性、節省費用、便于擴充、分組負荷及協同處理等方面。1.6小結本章主要講述了以下一些內容。1.6小結(5)按網絡傳輸技術進行分類，可將網絡分為：廣播式網絡和點對點式網絡；按網絡覆蓋范圍進行分類，可將網絡分為：局域網、城域網、廣域網；按網絡應用管理范圍進行分類，可將網絡分為：Internet、Intranet和Extranet。

(6)從計算機網絡組成的角度看，典型的計算機網絡按其邏輯功能可以分為“資源子網”和“通信子網”兩部分；它們分別完成數據通信與數據處理兩大功能。(7)采用廣播信道通信子網的基本拓撲構型主要有4種：總線型、樹型、環型、無線通信與衛星通信型。采用點對點線路的通信子網的基本拓撲構型有4類：星型、環型、樹型與網狀型。1.6小結(5)按網絡傳輸技術進行分類，可將網絡分為：廣播1.7本章實訓實訓題目：利用Visio繪制網絡拓撲結構圖一、實訓目的 通過本次實訓，讓學生學會使用Visio繪圖軟件繪制網絡拓撲結構圖。二、知識要點