第6,7,8讲 计算机网络概述(改完)
计算机网络技术基础教程
计算机网络技术基础教程计算机网络技术基础教程第一章：计算机网络概述1.1 网络的定义与分类1.2 计算机网络的发展历程1.3 网络的基本组成与功能第二章：网络通信基础2.1 信号与信道2.2 数据传输方式2.3 编码与调制2.4 数字化通信系统2.5 模拟化与数字化通信系统的对比第三章：计算机网络体系结构3.1 OSI参考模型3.1.1 物理层3.1.2 数据链路层3.1.3 网络层3.1.4 传输层3.1.5 会话层3.1.6 表示层3.1.7 应用层3.2 TCP/IP参考模型3.2.1 网络接口层 3.2.2 网际层3.2.3 传输层3.2.4 应用层第四章：物理层4.1 数据通信4.2 传输介质4.3 基带与宽带传输4.4 信道复用技术4.5 传输介质的调制解调第五章：数据链路层5.1 帧与帧同步5.2 解决信道错误与丢失5.3 链路管理与控制5.4 介质访问控制5.5 局域网与广域网第六章：网络层6.1 数据包的传输与交换6.2 路由选择与转发6.3 网络互联与互联网6.4 IPv4与IPv66.5 网络地质转换（NAT）与端口地质转换（PAT）第七章：传输层7.1 传输层的任务与功能7.2 TCP协议7.3 UDP协议7.4 可靠数据传输与流量控制7.5 拥塞控制8.1 常见应用协议8.1.1 HTTP协议8.1.2 FTP协议8.1.3 SMTP协议8.1.4 DNS协议8.2 网络安全与应用层协议 8.2.1 SSL/TLS协议8.2.2 SSH协议8.2.3 IPsec协议第九章：网络管理与安全9.1 网络管理概述9.2 管理协议9.3 网络故障诊断与管理 9.4 网络性能优化9.5 网络安全基础9.6 防火墙与入侵检测系统10.1 附录A：网络设备常用命令及示例10.2 附录B：常用网络工具介绍10.3 附录C：常用网络术语解释本文档涉及附件：附件A: 网络设备常用命令及示例附件B: 常用网络工具介绍附件C: 常用网络术语解释本文所涉及的法律名词及注释：1、OSI参考模型 - OSI（Open Systems Interconnection）是由国际标准化组织（ISO）制定的一个网络架构，用于指导计算机网络的设计和实现。
计算机网络概述 ppt课件
进入20世纪80年代中期，ARPANET分解为两个独立运行的网络，其一专门服务 于美国军事领域，命名为MILNET，该网络历经技术更迭一直服务至今；其一 主要服务于科研领域，仍然称为ARPANET。但随着更多的科研人员等提出对网 络使用的需求，ARPANET不能完全满足需求了，因此80年代中期美国国家自然 科学基金会NSF牵头，依托其掌握的全美重要的超级计算中心和通信资源建立 了覆盖全美的NSFNET。到80年代末期NSFNET基本取代了ARPANET，成为美国最 主要的公共服务网络，ARPANET正式谢幕推出历史舞台。
IBM S/360
IBM S/370
DEC PDP小型机
体积庞大价格昂贵 高额的计算成本 数据资源不能共享 无法为更多的使用
者提供服务
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计算机网络形成的原因及意义
物 质
条
件
主要需求因素
： 电
1、军事需求——指挥系统等
子
2、社会需求——数据共享等
技 术
量的处理时间和系统资源，更专心于数据处理业务。
2020/9/25
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网络技术的雏形
集中器(Concentrator)的使用有效地解 决密集型终端接入主机的线路浪费现象， 同时也可以实现一部分的通信控制功能。
2020/9/25
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第1节 计算机网络的形成与发展 Section1 The Formation and Development of Computer Network
CH1 计算机网络概述
2020/9/25
大学计算机基础-网络
计算机网络基础
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第二代计算机网络——计算机－计算机网络
▪ 多台计算机通过通信线路连接起来 ▪ 没有主从关系。 ▪ 典型是ARPAnet网。 与第一代的区别：这里的多台计算机都具有自主
处理能力。 缺点：没有统一的网络体系结构，无法实现更大
范围的信息交换和共享。
2021/3/11
计算机网络基础
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第三代计算机网络——开放式标准化网络 第三代计算机网络是开放式标准化网络，它具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议，标准化 使得不同的计算机网络能方便地互联在一起。
按照计算机网络的系统功能分类
资源子网： 主要负责全网的信息处理，为网 络用户提供网络服务和资源共享 功能。
通信子网：
主要负责全网的数据通信。为网 络用户提供数据传输、转接、加 工和变换等通信处理工作。
2021/3/11
计算机网络基础
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终端
主机 通信线路
终端 主机
网络 节点
通信子网
主机
终端
主机
资源子网
这种情况限制了网络及信息社会的日益发展。
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计算机网络基础
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2、如何来确保不同类型的网络之间具有更好的兼 容性和互操作性呢?
从前面的例子我们可以得出这样的结论： 网络之间采用统一的“语言”进行交流。
网络上的“语言”就是协议。协议确保了网络通信更加有效地进行信息交流。
2021/3/11
计算机网络基础
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网络实验室逻辑拓扑连接图 连接到校园网
教师机区域 RCMS01
RCMS0 8 实验RACK区域，8组
学生机区域 到学生机区域
2021/3/11
计算机网络基础
计算机网络概述
课程教学要求课程的性质:《TCP/IP网络基础》课程是计算机网络技术、计算机网络管理、计算机信息管理、计算机软件技术专业必修的一门专业基础课程。
课程任务和教学目标是：本课程全面系统地介绍TCP/IP 的体系结构和主要应用程序，使学生系统全面地了解TCP/IP网络各层通信协议的工作原理及应用，并学习使用网络工具进行网络协议分析和故障排除。
课程基本要求:通过本课程要求学生系统全面地了解互联网的工作原理，掌握各协议原理及功能，掌握互联网上典型应用的原理和使用。
并学会使用网络工具进行网络协议分析和故障排除。
教学方法：课堂讲授，启发式教学，课堂讨论，研究性教学，当堂测试，提问式教学，师生互动。
教学手段：传统讲授为主，辅以多媒体教学。
能力培养：提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的表达能力。
考核方式：闭卷考试。
成绩评定：本课程采用作业、笔试和实验三种考核方式，分别计分，作业占10%，笔试根据教学大纲命题（占 60%），实验要求能够完成课程中规定的实验部分（占30%）。
其它要求：严格考勤，注重学生课堂表现及课堂参与情况，当堂测试，课下完成作业。
1. 1 计算机网络的定义和发展1.1.1 计算机网络的发展计算机网络的发展经历了从简单到复杂、从单机到多机、从终端与计算机之间的通信到计算机与计算机之间的直接通信的演变过程。
计算机网络的发展可以大致分为三个阶段：(1) 面向终端的计算机网络阶段(2) 多机系统的互连阶段(3) 网络互连和高速网络阶段1.1.2 计算机网络的定义一、定义 :把分布在不同地理位置上具有独立功能的计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，由网络操作系统和协议软件进行管理，实现数据通信及网络资源共享的系统。
二、计算机网络的基本特征：① 具有共享能力② 各计算机自治(计算机自成系统)③ 网络协议支持(管理、控制和通信)④ 具有通信功能1.1.3计算机网络的功能①数据交换和通信②资源共享③信息传输④提高系统可靠性及可用性⑤分布式网络处理⑥综合服务和应用⑦提高系统性价比，易于扩充维护1.2 计算机网络的组成1.2.1 从系统功能角度看由:资源子网和通信子网组成（1）资源子网(用户子网)是由各计算机系统、终端控制器和终端设备、软件和可供共享的数据库等组成。
计算机网络(第6版)(完整课件)
1.1 计算机网络 在信息时代的作用
• 21 世纪的一些重要特征就是数字化、网 络化和信息化，它是一个以网络为核心 的信息时代。
• 网络现已成为信息社会的命脉和发展知 识经济的重要基础。
• 网络是指“三网”，即电信网络、有线 电视网络和计算机网络。
• 发展最快的并起到核心作用的是计算机 网络。
(host)。
课件制作人：谢希仁
请注意名词“结点”
• “结点”的英文名词是 node。 • 虽然 node 有时也可译为“节点”，但这
是指像天线上的驻波的节点，这种节点 很像竹竿上的“节”。 • 在网络中的 node 的标准译名是“结点” 而不是“节点”。 • 但数据结构的树(tree)中的 node 应当译为 “节点”。
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因特网(Internet)的发展
• 进入 20 世纪 90 年代以后，以因特网为 代表的计算机网络得到了飞速的发展。
• 已从最初的教育科研网络逐步发展成为 商业网络。
• 已成为仅次于全球电话网的世界第二大 网络。
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因特网的意义
• 因特网是自印刷术以来人类通信方面最 大的变革。
• 现在人们的生活、工作、学习和交往都 已离不开因特网。
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计算机网络向用户提供的 最重要的功能
• 连通性——计算机网络使上网用户之间都可 以交换信息，好像这些用户的计算机都可 以彼此直接连通一样。
• 共享——即资源共享。可以是信息共享、软 件共享，也可以是硬件共享。
课件制作人：谢希仁
课件制作人：谢希仁
第 1 章 概述（续）
1.4 计算机网络在我国的发展 1.5 计算机网络的类别
1.5.1 计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络 1.6 计算机网络的性能
网络概述
网络概述一、网络的含义计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
二、网络的分类：局域网、城域网和广域网1.局域网(Local Area Network;LAN)所谓局域网，那就是在局部地区范围内的网络，它所覆盖的地区范围较小。
特点就是：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。
2.城域网(Metropolitan Area Network；MAN）这种网络一般来说是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联。
这种网络的连接距离可以在10-100公里，它采用的是IEEE802.6标准。
3.广域网（Wide Area Network；WAN）这种网络也称为远程网，所覆盖的范围比城域网（MAN）更广，它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百公里到几千公里。
这种网络一般是要租用专线，通过IMP（接口信息处理）协议和线路连接起来，构成网状结构，解决循径问题。
城域网多采用ATM技术做骨干网。
4.互联网互联网又因其英文单词“Internet”的谐音，又称为“英特网”。
无论从地理范围，还是从网络规模来讲它都是最大的一种网络; 从地理范围来说，它可以是全球计算机的互联，这种网络的最大的特点就是不定性，整个网络的计算机每时每刻随着人们网络的接入在不变的变化。
三、网络传输介质1．双绞线（5类和超5类线）双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米。
水晶头的制作：568A：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕568B：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕直连线：用于不同网络设备间的连接；交叉线：主要用于电脑之间的连接。
2．同轴电缆：粗缆和细缆由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。
计算机网络课件完整版
1.2.4 计算机网络的发展历程
我国互联网发展的历程，我们可以将其划分为以下几个重要节点：
1．铁道部在1980年即开始进行计算机联网实验。然后，从1987年9月20 日钱天白教授发出第一封E-mail开始，到1994年4月20日NCFG正式连入 Internet这段时间里，中国的互联网在艰苦地孕育着。
资源子网 资源子网由各类主机、终端、其他外围设备及各种软件资源等组成，负责全网的数据处理 和向网络用户提供网络资源以及网络
服务。它是计算机网络的外层。 （１）主机 （２）终端 终端（Terminal）是用户访问网络的界面装置。 2．通信子网 通信子网是由网络结点和通信线路组成的独立的数据通信系统，承担全网的数据传输、转 接、加工和变换等通信处理工作，实
1.3.5按传播技术分类
根据所使用的传输技术，可以将网络分为：广播式网络和点到点网 络。
1.3.6按网络操作系统分类
根据使用的网络操作系统，可以将网络分为：Novell Netware 网、 UNIX网、Linux网、Windows NT网等。
1.4计算机网络的性能
1.4.1计算机网络的性能指标
性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能。 1．速率
比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位
2．带宽
“带宽”（bandwidth）有以下两种不同的意义： （1）带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不 同频率成份所占据的频率范围 （2）在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网络 带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。
第6章(1)计算机网络概述
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网络体系结构：指计算机网络的各个层和在各层上使用的全部协议。
网络体系结构定义了一个框架，它使这些用不同媒介连接起来的不同 设备和网络系统在不同的应用环境下可实现互操作，并满足各种业务的需 求。任何厂商的任何产品、以及任何技术只要遵守这个空间的行为规则， 就能够在其中生存并发展。
网络体系结构采用分层处理方法解决问题，把复杂的网络互联问题划 分为若干个较小的、单一的问题，在不同层上予以解决。
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接口：
每层都是建筑在它的前一层的基础上，每层间有相应的通信协议，相 邻层之间的通信约束称为接口。 接口用于说明上层如何使用下层的服务。
服务：
在分层处理后，相似的功能出现在同一层内，每一层仅与其相邻上、 下层通过接口通信，该层使用下层提供的服务，并向上层提供服务。
服务用于说明某一层为上一层提供一些什么功能。
上、下层之间的关系是下层对上层服务，上层是下层的用户。
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相关国际机构简介： 在计算机网络标准领域中，有各种类型的组织参与标准的指定和推广。
1.国际标准领域： 国际标准组织 ISO (International Organization for Standardization) 各国标准化团体组成的世界性的联合会。 位于瑞士的日内瓦，有100多个国家加入。 美国国家标准化协会 ANSI (American National Standards Institute) 国家性民间组织，ANSI标准常常被ISO采纳为国际标准 电子及电气工程师协会 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，是世界上最大的专业技 术组织之一，拥有来自175个国家的36万会员(到2005年)。
计算机网络技术知识汇总(终稿)
第一章计算机网络概述考纲要求：（1）了解计算机网络的发展历史。
（2）掌握计算机网络的功能、系统组成和分类。
基础知识梳理：一、计算机网络的定义计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物，计算机网络是将地理上分散的且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信线路和设备相互连接起来，在软件支持下实现数据通信和资源共享的系统。
网络资源：包括硬件资源（如大容量磁盘、打印机等）、软件资源（如工具软件、应用软件等）和数据资源（如数据库文件和数据库等）。
二、计算机网络的发展历史（1）第一阶段：远程终端联机阶段。
20世纪50年代中期，以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络雏形。
（2）第二阶段：计算机网络阶段。
20世纪60年代中期，多个主计算机通过线路互联的初期计算机网络。
（1969年12月，Internet 的前身——美国的ARPA网投入运行，它标志着我们常称的计算机网络的诞生）（3）第三阶段：计算机网络互联阶段。
20世纪70年代至80年代中期，具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的标准计算机网络。
（以太网出现，国际标准化组织ISO 在1984年正式颁布了“开放系统互连基本参考模型”OSI国际标准，使计算机网络体系结构实现了标准化。
）（4）第四阶段：信息高速公路阶段。
20世纪90年代中期，许多国家纷纷制定和建立本国的国家信息基础设施NII，从而极大地推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入了一个崭新的阶段。
三、计算机网络的功能（参考课本P3、P4，理解各个功能的含义，能根据语义对号入座）（1）实现计算机系统的资源共享（2）实现数据信息的快速传递（3）提高可靠性（4）提供负载均衡与分布式处理能力（5）集中管理（6）综合信息服务四、计算机网络的应用计算机网络由于其强大的功能，已成为现代信息业的重要支柱，被广泛地应用于现代生活的各个领域，主要有：（1）办公自动化（2）管理信息系统（3）过程控制（4）Internet应用①电子邮伴（E-mail）②信息发布：Internet已经成为继报纸、广播、电视之后的“第四媒体”。
计算机网络基础教程计算机网络概述-完整版PPT课件
地面站
通讯卫星 地面站
交换机
路由器
服务器
1.2.1 网络硬件的组成
计算机网络硬件系统是由计算机(主机、客户机、终端)、通信处理机(集线器、 交换机、路由器)、通信线路(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem，
7、易操作性 对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机使用技术简单，实用 性也很强。
1.1.5 计算机网络的应用
计算机网络技术的发展给传统的信息处理工作带来了革命性的变化，同时也给 传统的管理带来了很大的冲击。目前，计算机网络的应用主要体现在以下几个方面：
数字通信
分布式计算
信息查询
计算机网络 的应用
5、均衡负荷 当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将 作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。
1.1.4 计算机网络的特点
1、可靠性 在一个网络系统中，当一台计算机出现故障时，可立即由系统中的另一台计算 机来代替其完成所承担的任务。同样，当网络的一条链路出了故障时可选择其它的 通信链路进行连接。
1.1.5 计算机网络的应用
6、电子商务 广义的电子商务包括各行各业的电子业务、电子政务、电子医务、电子军务、 电子教务、电子公务和电子家务等；狭义的电子商务指人们利用电子化网络化手段 进行商务活动。
7、办公自动化 办公自动化能实现办公活动的科学化、自动化，最大限度提高工作质量、工作 效率和改善工作环境。
1.1.3 计算机网络的主要功能
3、分布处理 把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。
这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。
第七章计算机网络知识点总结
第七章计算机网络7.1计算机网络概述1、计算机网络是指将一群具有独立功能的计算机通过通信设备及传输媒体被互联起来，在通信软件的支持下，实现计算2、物理连接：计算机网络由计算机系统、通信链路和网络节点组成。
逻辑功能：把计算机网络分成通信子网和资源子网两个子网。
3、4、5、计算机网络的分类：网络的覆盖范围、拓扑结构、传输介质、使用性质。
按传输介质划分：有线网、无线网有线网传输介质：双绞线和同轴电缆紧急简便，但传输距离短。
管线传输距离远，传输率高，但成本高。
无线网无线电波或红外线为传输介质，另外还有卫星数据通信网。
付费，属于经营性网络，商家建造维护，消费者付费使用。
6、网络协议：各个独立的计算机系统之间达成某种默契，严格遵守事先约定好的一整套通信规程，要交换的数据格式、控制信息的格式、控制功能以及通信过程中事件执行的顺序等的通信规程。
网络协议的三个要素：语法、语义、时序7、 协议分层：对于结构复杂的网络协议来说，最好的组织方式是层次结构，层与层之间相对独立，各层完成特定的功能，每一层都为上一层提供某种服务。
8、 网络体系结构：1）开放系统互联参考模型（OSI ）,将整个网络划分为7个层次——物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
2）TCP/IP 参考模型：是一组协议，一个完整的体系结构，考虑了网络互联问题。
主机A 主机B信息交换单位Message (信息报文）Message Message Message Packet （分组）Frame （帧）Bits （二进制流）传输介质路由器路由器传输介质7.2计算机网络的硬件与软件组成本地连接：利用网卡和网线与局域网连接。
IPConfig命令用于检查当前TCP/IP网络中的配置情况。
Ping<要连接的主机的IP地址>：命令用于监测网络连接是否正常。
Tracert目的主机的IP地址或主机名：判定数据到达目的主机所经过的路径，显示路径上各个路由器的信息。
计算机网络技术第1章计算机网络概述
能力目标
掌握计算机网络结构的层次关系和对应功能 掌握计算机网络的各种拓扑结构特点和设计要点 掌握构成计算机网络的各种通信介质的基本性能和 特点
2020/12/2
2
第一章计算机网络概述
§1.1 计算机网络的形成、结构和发展 §1.2 计算机网络的功能及应用 §1.3 计算机网络的组成 §1.4 计算机网络的分类 §1.5 计算机网络的拓扑结构 §1.6 计算机网络的传输介质
§1.2 计算机网络的功能及应用
1.2.2 计算机网络的应用
✓办公自动化 ✓远程教育 ✓工业过程控制 ✓金融电子化 ✓智能大厦
2020/12/2
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第一章计算机网络概述
§1.3 计算机网络的组成
1.3.1 计算机网络系统组成 ✓计算机网络的硬件系统
•服务器 （管理、存储、打印、邮件等） •工作站 （无盘工作站、微机、输入输出设备等） •通信设备 （交换机、路由器、防火墙、无线设备、网卡等） •传输介质 （光纤、双绞线、无线、微波、红外等）
第一章计算机网络概述
[2] 计算机-计算机网络
“计算机—计算机网络”是多台主计算机通过通信线路 互连起来为用户提供服务的网络系统。这类网络是20 世纪60年代后期开始兴起的。
【计算机-计算机网络示意图】
[3]开放式标准化网络
不同体系结构的计算机网络都能互连 ，国际标准化组织ISO （International Standards Organization）于1984年正式颁布了 一个能使各种计算机在世界范围内互连成网的国际标准ISO 7498，简称OSI/RM（Open System Interconnection Basic Reference Model，开放系统互连基本参考模型）。
网络技术- 网络概述第1节
我的机 器快， 器快， 负责运 行程序
2011-10-19
分布式数据处理
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网络均衡负载
2011-10-19
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我的东西 丢失了！！ 丢失了！！
实现数 据通信
打印文件 1mail
给你发E-mail 给你发
没关系！
2011-10-19
7
☎
分布式处理： 分布式处理：通过一定的算法将任务分交给不同的计算机， 通过一定的算法将任务分交给不同的计算机， 达到均衡使用网络资源，实现分布处理的目的。 达到均衡使用网络资源，实现分布处理的目的。
4
1.1.1 计算机网络的定义和演变
1、计算机网络的定义 、 把分布在不同地理位置的计算机通过通信设备 把分布在不同地理位置的计算机通过通信设备 不同地理位置的计算机通过 和线路连接起来 再配置一定的系统和应用软件， 连接起来， 和线路连接起来，再配置一定的系统和应用软件， 实现计算机软件、硬件资源共享及信息传递 资源共享及信息传递的计算 实现计算机软件、硬件资源共享及信息传递的计算 机系统。 机系统。
2011-10-19
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1.1.2 计算机网络的功能
1、数据通信 、 2、资源共享： 、资源共享： 共享软件、硬件和数据资源。 共享软件、硬件和数据资源。 3、分布式处理 、 4、均衡负载互相协作 、 5、提高计算机的可靠性 、
2011-10-19 5
QQ数据通信 数据通信
2011-10-19
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共享资源
网络技术与应用
第1章 计算机网络基础 章
本章内容
1.1 计算机网络概述 1.2 计算机网络的分类 1.3 计算机网络的组成 1.4 计算机网络的拓扑结构 1.5 计算机网络体系结构 1.6 计算机网络设备 1.7 计算机网络应用模式
计算机网络概述
第一章计算机网络概述本章要点本章主要讲述计算机网络的定义、分类及OSI参考模型。
学习目标9了解计算机网络的发展9掌握计算机网络的定义9掌握计算机网络的分类9了解OSI参考模型关键概念计算机网络定义；局域网；城域网；广域网；总线型；星型，环型；协议；网络的体系结构；OSI参考模型1．1计算机网络的定义与发展计算机网络是现代高科技的重要组成部分，是计算机技术与通信技术紧密结合的产物，计算机网络综合了计算机与通信两方面的新技术，涉及面宽，应用范围广。
对信息技术的发展有着深刻的影响。
离开计算机网络就谈不上信息化社会，任何企事业单位的信息管理系统、办公自动化系统、商业自动化系统、生产科研系统、金融系统等都离不开计算机网络。
计算机网络出现的历史不长，但发展很快，经历了一个从简单到复杂的演变过程。
世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生时，计算机和通信并没有什么关系。
当时的计算机数量极少，而且价格十分昂贵，用户只能到计算机房去使用计算机。
这显然是很不方便的。
1954年终端器诞生后，人们才逐渐把终端与计算机连接起来。
几十年来计算机网络的发展经历了三个主要阶段；以单机为中心的通信系统，多个计算机互连的计算机网络及国际标准化的计算机网络。
1．1．1 计算机网络的产生与发展１．以单机为中心的通信系统以单机为中心的通信系统称为第一代计算机网络。
这样的系统中除了一台中心计算机，其余终端不具备自主处理功能。
这里的单机指一个系统中只有一台主机，也称面向终端的计算机网络。
面向终端的计算机网络在结构上有三种形式：第一种是计算机经通信线路与若干终端直接相连，如图1-1(a)所示。
当通信线路增加时，费用增大，于是出现了若干终端共享通信线路的第二种结构，如图1-1(b)所示。
当多个终端共享一条通信线路时，突出的矛盾是若多个终端同时要求与主机通信时，主机选择哪一个终端通信？为解决这一问题，主机需增加相应的设备和软件，完成相应的通信协议转换，使得主机工作负荷加重。
计算机网络概念,组成,功能
1.1 计算机网络概述现今，计算机网络无处不在，从手机中的浏览器到具有无线接入服务的机场、咖啡厅；从具有宽带接入的家庭网络到每张办公桌都有联网功能的传统办公场所，再到联网的汽车、联网的传感器、星际互联网等。
可以说计算机网络已成为了人类日常生活与工作中所必不可少的一部分。
1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能都说计算机网络与人类生活有着密切的关联，那么到底什么才是计算机网络呢？多年来都没有一个严格的定义，因为其随着计算机技术和通信技术的发展而具有不同的内涵。
目前，一些较为权威的看法认为：所谓计算机网络，就是指独立自治、相互连接的计算机集合。
自治是指每台计算机的功能是完整的，可以独立工作，其中任何一台计算机都不能干预其他计算机的工作（例如，计算机启动、关闭或运行等），任何两台计算机之间没有主从关系（这就将主从系统和主机终端系统排除在计算机网络之外）。
相互连接是指计算机之间在物理上是互联的，在逻辑上能够彼此交换信息（这涉及通信协议）。
确切地讲，计算机网络就是用通信线路将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机连接起来，并配置相应的网络软件，以实现计算机之间的数据通信和资源共享。
计算机网络主要由网络硬件系统和网络软件系统组成。
其中网络硬件系统主要包括：网络服务器、网络工作站、网络适配器、传输介质等；网络软件系统主要包括：网络操作系统软件、网络通信协议、网络工具软件、网络应用软件等。
计算机网络的主要功能包括数据通信、资源共享和分布式处理等。
其中数据通信是计算机网络最基本的功能，即实现不同地理位置的计算机与终端、计算机与计算机之间的数据传输；资源共享是建立计算机网络的目的，它包括网络中软件、硬件和数据资源的共享，是计算机网络最主要和最有吸引力的功能。
1.1.2 计算机网络的分类由于计算机网络的复杂性，人们可以从多个不同角度来对计算机网络进行分类，因此计算机网络的分类方法和标准多种多样。
可以按传输技术、网络规模、网络的拓扑结构、传输介质、网络使用的目的、服务方式、交换方式等进行分类。
计算机网络基础教案
计算机网络基础教案一、教学目标1.理解计算机网络的基本概念、功能、分类和应用。
2.掌握计算机网络体系结构、OSI七层模型和TCP/IP协议栈。
3.了解数据通信的基本原理、传输介质和网络设备。
4.学会使用网络命令和工具进行网络诊断和故障排除。
5.培养学生的网络素养和网络安全意识。
二、教学内容1.计算机网络概述1.1计算机网络的定义1.2计算机网络的功能1.3计算机网络的分类1.4计算机网络的应用2.计算机网络体系结构2.1OSI七层模型2.2TCP/IP协议栈2.3网络层协议2.4传输层协议2.5应用层协议3.数据通信基础3.1数据通信的基本概念3.2传输介质3.3网络设备3.4数据编码和调制技术4.网络互联技术与设备4.1网络互联的基本概念4.2路由器与交换机4.3网络地质转换（NAT）4.4虚拟专用网络（VPN）5.网络诊断与故障排除5.1网络诊断的基本方法5.2常用网络命令与工具5.3故障排除的步骤与技巧6.网络安全与防护6.1网络安全的基本概念6.2网络攻击与防护技术6.3防火墙与入侵检测系统6.4数据加密与数字签名三、教学方法1.采用多媒体教学，结合实际网络环境进行讲解。
2.通过案例分析和实验操作，使学生更好地理解网络原理。
3.组织课堂讨论，引导学生主动思考和提问。
4.定期进行课后练习和测验，巩固所学知识。
四、教学评价1.课后作业：检查学生对课堂所学知识的掌握程度。
2.实验报告：评估学生的动手能力和实验过程中的问题解决能力。
3.期末考试：全面检验学生的学习成果，包括理论知识、实验技能和综合运用能力。
五、教学进度安排1.第1周：计算机网络概述2.第2周：计算机网络体系结构3.第3周：数据通信基础4.第4周：网络互联技术与设备5.第5周：网络诊断与故障排除6.第6周：网络安全与防护7.第7周：复习与实验8.第8周：期末考试六、教学资源1.教材：《计算机网络》（谢希仁编著，电子工业出版社）2.参考文献与网络资源：IEEE、ACM、中国知网等3.实验设备：计算机网络实验室、路由器、交换机等4.辅助软件：Wireshark、GNS3、VMware等七、教学总结通过本课程的学习，学生应掌握计算机网络的基本概念、体系结构、数据通信原理、网络设备与互联技术、网络诊断与故障排除、网络安全与防护等方面的知识。
第1章 计算机网络概述
其它WAN
H/T
点--多点式
M
G DB R
M
N
M
路由 器式
MUX Internet MUX 复用式 T „ T
R
资源子网
点-点 M 式
T T
H/T
T T
图1.5
计算机网络的一般组成
T
T
„
T
N
式 器式 由器 由 路
1．6计算机网的分类
按网络运营方式分类： 专用网 公用网 按服务和使用范围分类： 主干网 本地网 接入网 按传输技术分类： 广播网 点一点网 按交换技术分类： 线路交换网 分组交换网 信元交换网
1．8．3 OSI的体系结构
6) 表示层
主要解决用户信息的语法表示问题，其功能是对 信息格式和编码起转换作用，以及真正的数据结 构的转换。 传送信息的单位：报文 常用协议：ISO8822/3/4/5
1．8．3 OSI的体系结构
7) 应用层 直接面向用户以满足用户不同需求，向应用程序 直接提供服务，主要包括：网络完整透明性、用 户资源配置、应用管理和系统管理、分布式信息 服务及分布式数据库管理等。 传送信息的单位：报文 常用协议：ISO8571/1～4、ISO9040/1、 ISO8831/2 、ISO8649/50
1．8．3 OSI的体系结构
2) 数据链路层 数据链路的建立、维持和拆除，并将网络 层送下来的信息（包）组成帧传送，同时 具有差错控制功能和简单的流量控制功能。 传送信息的基本单位：帧 常用协议：面向字符型传输控制规程，如 基本型传输控制规程BSC；面向比特型传输 控制规程，如高级数据链路控制规程HDLC
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23
计算机网络重要术语（续）
时延
• 信息从网络的一端传送到另一端所需的时间 • 时延之和=处理时延+发送时延+传播时延
处理时延=数据在交换节点，进行分组首部和错误校验 等处理时间 发送时延=数据位数/信道带宽 传播时延=d/c d:距离，c:光速
24
三种时延所产生的地方
从结点 A 向结点 B 发送数据
无需物理连接; 适用于长距离或不便布线的场合; 易受干扰; 反射，为障碍物所阻隔;
• 主要类型：
无线电、地面微波; 通信卫星; 红外线;
38
地面微波
• 通过地面站之间接力传送 • 接力站之间距离：50 -100 km • 速率：每信道 45 Mb/s
地球
地面站之间的直视线路
报文
11010011101 • • • • • • • • 00101001110
数 据 分组
首部
数 据 分组
首部 发送 在前
分组
发 送
数 据 首部
发 送
数 据 首部
发 送
数 据
首部
接收端
数 据 数 据 11010011101 • • •数 • •据 • • • 00101001110
分组从 A 传送到 B 的过程
校园网
校园网
校园网
校园网
校园网
校园网
1986 年，美国国家科学基金会建立了国家科学基金网- NSFNET
15
三级结构的因特网
主机到主机的通信可能要经过多种网络。
国家主干网
地区网
地区网
地区网
校园网
校园网
校园网
校园网
校园网
校园网
16
因特网发展的第三阶段
从1993年开始，由美国政府资助的 NSFNET 逐渐被若干个商用的 ISP 网络所代替。 1994 年开始创建了 4 个网络接入点 NAP (Network Access Point)，分别由 4 个电信公 司经营。 NAP 就是用来交换因特网上流量的结点。在 NAP 中安装有性能很好的交换设施,到本世纪 初，美国的 NAP 的数量已达到十几个。 从 1994 年到现在，因特网逐渐演变成多级结 构网络。
微波传送塔
从网络的使用者 进行分类
• 公用网 (public network) • 专用网 (private network)
20
6.3 计算机网络的分类（续）
按地域范围分类 1. 局域网(Local Area
Network ， LAN)
1. 范围：小 ,＜20KM 2. 传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（1011）．
12
采用分组交换技术的ARPANET成功使 计算机网络的概念发生根本变化
以主机为中心 终端 主机 分组交换网 以分组交换网为中心 主机
13
1.2.2 因特网时代--第一阶段
第一个分组交换网 ARPANET 最初只是一个单 个的分组交换网。 ARPA 研究多种网络互连的技术。 1983 年 TCP/IP 协议成为标准协议。 同年，ARPANET分解成两个网络：
清楚了整个数据通信的模型后,我们再看一下通信中的基本常识
27
二 数据通信基本概念
数据及计算机通信术语:
• 数据（Data）：传递（携带）信息的实体。 • 信息（Information）：是数据的内容或解释。 • 信号（Signal）：数据的电气或电磁表现，数据以信 号的形式在介质中传播。
模拟信号、数字信号 基带（Base band）、宽带（Broad band）
屏蔽层
外套
应用领域：电话网络、计算机局域网
32
屏蔽双绞线(STP)
以铝箔屏蔽以减少干 扰和串音，应用较少
非屏蔽双绞线(UTP)
双绞线外无任何屏蔽 层，应用广泛
常用的双绞线：3类（16Mb/s） 和5类（155Mb/s）两种
33
同轴电缆（Coaxial Cable）
• 计算机网络中使用基带同轴电缆
• ARPANET——进行实验研究用的科研网 • MILNET——军用计算机网络
1983~1984 年，形成了因特网 Internet。 1990 年 ARPANET 正式宣布关闭。
14
因特网--第二阶段
三级结构的因特网
各网络之间需要使用路由器来连接。 路由器
国家主干网
地区网
地区网
地区网
计算机网络的定义：
最简单的定义：计算机网络是一些互相 连接的、自治的计算机的集合。 计算机网络的几种不同的分类方法： • 从网络的交换功能进行分类 • 从网络的作用范围进行分类 • 从网络的使用者进行分类
19
6.3.2 几种不同的分类方法
从网络的交换功 能分类
• • • • 电路交换 报文交换 分组交换 混合交换
当电话机的数量很大时， 就必须使用电话交换机进行连接。
6
电路交换的特点
1. 通话前先拨号建立连接。 • 可能只要经过一个交换机（如 A 到 B） • 可能要经过多个交换机 （如 C 到 D） 2. 通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。 3. 通话结束后，挂机释放连接。 A
B
C
交换机
• 信道（Channel）：传送信息的线路（或通路）。 • 比特（bit）：即一个二进制位。比特率为每秒传输的 比特数（即数据传送速率）。
28
3. 数据传输方式
单/双工通信——单/双向传输
• 单工：数据单向传输（例：无线电广播）
• 半双工：数据可以双向交替传输，但不能在同 一时刻双向传输（例：对讲机） • 全双工：数据可以双向同时传输（例：电话）
交换机 交换机
交换机
D
交换机 交换机
因此早期的计算机网络也是采用电路交换
1. 计算机少，非常昂贵。
2. 线路传输效率很低,并且浪费通信资源. 3. 通信线路不安全（可能要经过许多个交换机）,很容易出 现故障.
7
计算机
交换机
8
美国军方促进了计算机网络的发展
20 世纪 60 年代美苏冷战激烈美国军方要研制 一种生存性很强的新型分布式网络。
查找路由表
查找路由表 目的地 下一跳路由器 路由器 网络 网络 路由器 目的地 下一跳路由器 查找路由表 目的地
10
A
下一跳路由器
网络
路由器 路由器 路由器 网络 B 网络 路由器 网络 网络
这就是基于存储转发的分组交换
11
分组交换的优点
高效:动态分配传输带宽，对通信链路是逐段 占用。 灵活:以分组为传送单位和查找路由。 迅速:不必先建立连接就能向其他主机发送分 组,充分使用链路的带宽。 可靠:自适应的路由选择协议使网络有很好的 生存性。
• 纤芯材料：
塑料 二氧化硅 （高纯玻璃）
35
光纤的工作原理
低折射率 (包层) 高折射率 (纤芯) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
36
多模光纤与单模光纤
多模光纤
输入脉冲 输出脉冲
输入脉冲
单模光纤
输出脉冲
37
无线介质（信号在大气或外层空间自由传播）
• 使用电磁波或光波携带信息 • 优缺点：
1
第六讲 计算机网络概述 本章内容 • 计算机网络的产生和发展 • 计算机网络的分类 • 计算机网络常识 • 计算机网络体系结构
2
6.1
计算机网络在信息时代的作用
21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络 化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时 代。 网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网 络和计算机网络。
1. 是局域网和城域网之间的桥接区．
21
广域网、城域网、接入网以及局域网 的关系
广域网
城域网 接入网 接入网 接入网 城域网 接入网 接入网 接入网
…
局域网 校园网 企业网
…
局域网
22
计算机网络Leabharlann 主要性能指标：带宽“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率” 的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 更常用的带宽单位是 • 千比每秒，即 kb/s （103 b/s） • 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） • 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s） • 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s） 请注意：在计算机界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。
• 即使少数结点或链路被摧毁，整个网络仍保持畅通。 • 可以联结各种不同类型的计算机.
这种新型的计算机网络就是采用分组交换的、基于存储 转发计算机网络。
分组交换
发送端
数 据 首部
在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块 9 每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包） 依次把各分组发送到接收端 接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文
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多级结构的因特网
主机到主机的通信可能经过多种 ISP。
大公司
网络接入点 NAP （对等点） 地区 ISP
大公司
地区 ISP 网络接入点 NAP （对等点）
主干服务 提供者 大公司 地区 ISP 公司
地区 ISP
本地 ISP 校园网
本地 ISP
本地 ISP
校园网
校园网
校园网
校园网
18
6.3 计算机网络的分类
2. 城域网(Metropolitan 3. 广域网(Wide
Area Network ， MAN) 1. 范围：中等，＜100KM． 2. 传输技术：宽带/基带．