【计算机网络课程教学课件】ch5-2
CH5 广域网技术-2网络互连V1
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5.4.1.1计算机网络互连的应用需求
(2)扩大网络覆盖的地理范围 一个学校或一个企业内部的楼群分布可能相距很 远,已经超出了局域网技术所能覆盖的最大范围。 为了连接远距离的楼宇,就必须延长传输距离, 扩大网络的覆盖范围。
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5.4.1.1计算机网络互连的应用需求
(3)提高网络效率和网络性能 为了提高共享式局域网的网络效率和网络性能, 常采用网络微段化的技术,把大网络分割为若干 个小的网络,然后,利用路由器等网间互连设备 把这些小网连成一个大网。不但解决提高网络效 率和网络性能的问题,而且使网络便于管理。
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5.4.1.1计算机网络互连的应用需求
(4)建立大型校园网、园区网或企业网 校园、园区或企业不同部门的局域网可能采用 不同的网络技术,且这些部门的地理位置分布 也比较分散。需要使用路由器等网间互连设备, 通过局域网或广域网技术将不同区域的、不同 类型的局域网互连在一起,使它成为一个完整 的大型校园网、园区网或企业网。
协议的对应层只会在该层之下的对应层存在。
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5.4.1.2 网络互连模型
完成协议转换功能的网络互连设备
中继器(Repeater) ——工作在物理层(第一层)的设备。在两个局域网电缆 段之间复制并传送二进制位信号,即复制比特流。
主机A 4 3 传输层 网络层 主机B
传输层 中继器
网络层 数据链路层 物理层
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5.4.1.1计算机网络互连的应用需求
(5)实现更大范围的资源共享和信息交流 随着网络应用的普及和不断拓展,单一网络不 能满足人们的需要。许多网络应用(如远程教 学、MIS管理信息系统、数字图书馆、视频会 议等),都需要更广泛的资源共享和信息交流。 各个政府部门都通过网络互连技术和协议将不 同单位的局域网互连起来,组成各自的互联网, 然后再将互联网互连起来,形成更大规模的互 联网,以实现更大范围的资源共享和信息交流。
CH5广域网.ppt
H6 E
C H3
H5 分组交换网
网络尽最大努力地将分组交付给目的主机,
提但网供络数对源据主报机服没有务任的何特承诺点。
H2 B
H1
A
H4 D
H6 E
C H3
H5 分组交换网
网络不保证所传送的分组不丢失 也不保证按源主机发送分组的先后顺序
以及在提时供限数内必据须报将分服组务交的付给特目点的主机
H2 B
电信网负责保证可靠通信的一切措施,因此 电信网的结点交换机复杂而昂贵。
数据报服务力求使网络生存性好和使对网 络的控制功能分散,因而只能要求网络提 供尽最大努力的服务。
可靠通信由用户终端中的软件(即TCP)来 保证。
数据报服务与虚电路服务之争
让网络只提供数据报服务就可大大简化网 络层的结构。
H2
H4
D
B H6
E
H1
A
C H3
H5 分组交换网
到达目的站的分组顺序就与发送时的顺序一致, 因此网络提供虚电路服务对通信的
服务质量提Q供oS虚(Qu电alit路y of服Se务rvic的e)有特较好点的保证。
H2 B
H1
A
H4 D
H6 E
C H3
H5 分组交换网
两种服务的思路来源不同
虚电路服务的思路来源于传统的电信网。
虚电路传送。
H6
E
C H3
H5 分组交换网
同理,主机提H2供和主虚机电H6路通信服之务前,的也特要建点立虚电路。
H2 B
H1
A
H4 D
H6 E
C H3
H5 分组交换网
在虚电路建立后,网络向用户提供的服务就好像在 两个主机之间建立了一对穿过网络的数字管道。
《计算机网络(第5版)课件》
有线网络、无线网络、卫 星网络等。
3 按拓扑结构划分
总线型、星型、环形、网 状等。
计算机网络的结构
客户-服务器结构
客户端向服务器提交请求,服务器提供相应的服务。
对等结构
所有主机都被视为对等关系,可以相互通信与资源 共享。
计算机网络的层次模型
物理层
负责传输比特流。
网络层
负责将数据帧通过路由器传送。
数据链路层
负责将比特流划分为数据帧。
传输层
提供可靠的端到端数据传输。
TCP/IP协议族
TCP/IP协议族是一组通信协议,包括TCP、IP等,用于实现互联网络中的通信。
网络设备与网络拓扑
路由器
用于在不同网络间传输数据。
交换机
光纤
用于在局域网内连接多台计算机。
传输速度快、抗干扰能力强的通 信线缆。
计算机网络的应用
1
电子邮件
2
快速、方便地发送和接收电子邮件。
3
互联网
实现全球范围内的信息交流和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源共享。
远程访问
通过网络远程访问其他计算机或服务器。
计算机网络(第5版)课件
计算机网络是指将地理位置不同的多台计算机和相关设备通过通信线路连接 起来,实现资源共享和信息传递的系统。
计算机网络的定义
计算机网络是由多台计算机和相关设备组成的系统,通过通信线路相连接,实现资源共享和信息传递。
计算机网络的分类
1 按覆盖范围划分
2 按网络性质划分
局域网、城域网、广域网、 互联网等。
清华大学计算机网络ch5
海明码
码位从左边开始编号; 位号为2的幂的位是校验位,其余是信息位; 每个校验位使得包括自己在内的一些位的奇偶值为偶数(或奇数
)。
5.2 错误检测和纠正(4)
为看清数据位k对哪些校验位有影响,将k写成2的幂的和。 例:11 = 1 + 2 + 8
海明码工作过程
每个码字到来前,接收方计数器清零; 接收方检查每个校验位k (k = 1, 2, 4 …)的奇偶值是否正确; 若第 k 位奇偶值不对,计数器加 k; 所有校验位检查完后,若计数器值为0,则码字有效;若计数器
接收端有一个接收窗口,大小固定,但不一定与发送窗口相同。 接收窗口的上界表示允许接收的序号最大的帧,下界表示希望 接收的帧;
接收窗口表示允许接收的信息帧,落在窗口外的帧均被丢弃。序 号等于下界的帧被正确接收,并产生一个响应帧,上界、下界 都加1。接收窗口大小不变。
Fig. 3-12
5.4 滑动窗口协议(2)
5.2.1 纠错码 码字(codeword):一个帧包括m个数据位,r个校验 位,n = m + r,则此n比特单元称为n位码字。 海明距离(Hamming distance):两个码字之间不同的 比特位数目。
5.2 错误检测和纠正(2)
例:
0000000000 与
0000011111
的海明距离为5
物理层编码违例法
只适用于物理层编码有冗余的网络 802 LAN:Manchester encoding or Differential Manchester encoding 用high-low pair/low-high pair表示1/0,high-high/lowlow不表示数据,可以用来做定界符。
CH5-2 局域网 2ed
课件制作人:张少如
一种理想化的情况
假定以太网上的各站发送数据都不会产生碰撞, 并且总线一旦空闲就有某一个站立即发送数据。 发送一帧占用线路的时间是 T0 + ,而帧本身 的发送时间是 T0。可计算出极限信道利用率 Smax为: (5-2) 1 才能得到尽可能
T0 1 S max T0 1 a (5-2)式指出了参数 a 远小于
课件制作人:张少如
强化碰撞
当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时, 除了立即停止发送数据外,还要再继续发 送若干比特的人为干扰信号(jamming signal),以便让所有用户都知道现在已经 发生了碰撞。
课件制作人:张少如
A 发送数据 A
人为干扰信号
开始冲突
B 发送数据 B
TB
A 检测 到冲突
单程端到端 传播时延记为
t= B 检测到信道空闲 发送数据 t=/2 发生碰撞 t= B 检测到发生碰撞 停止发送
t = 2 A 检测到 发生碰撞
重要特性
使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全 双工通信而只能进行双向交替通信(半双 工通信)。 每个站在发送数据之后的一小段时间内, 存在着遭遇碰撞的可能性。 这种发送的不确定性使整个以太网的平均 通信量远小于以太网的最高数据率。
二进制指数类型退避算法
(truncated binary exponential type)
发生碰撞的站在停止发送数据后,要推迟 (退避)一个随机时间才能再发送数据。
确定基本退避时间,一般是取为争用期 2。 定义参数 k ,k 10,即 k = Min[重传次数, 10] 从整数集合[0,1,…, (2k 1)]中随机地取出一个 数,记为 r。重传所需的时延就是 r 倍的基本 退避时间。 当重传达 16 次仍不能成功时即丢弃该帧,并 向高层报告。
计算机网络课件 ch5
Client IP:B
TCP的分用
9157
80
P1
P0
5775
9157
P2 P1P3
client IP: A
P1: 9157 P2: 80 IP1: A IP2: C
server IP: C
P1: 5775 P2: 80 IP1: B IP2: C
P1: 9157 P2: 80 IP1: B IP2: C
• 将应用进程与外界(操作系统)通信的接 口称为socket(套接字),socket是进程与 互联网收发数据的“门”,一个socket只能 属于一个进程,一个进程可能有多个socket 。
• 端口号标识的是socket。 • 复用:从多个进程的多个socket接收数据,
封装首部,传递给网络层。
• 分用:从网络层收到数据,递交到合适的 socket中,等待对应进程处理。
IP 层
AP3 AP45 4 3 2 1
主机 A
AP1 AP2
路由器 1
路由器 2
LAN1
WAN
LAN2
IP 协议的作用范围 运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围
主机 B
AP3 AP4
运输层概述
• Internet的运输层为应用层(进程)提供了两种可 选服务,面向连接、可靠的TCP和无连接、不可 靠的UDP
IP地址1,端口号1,IP地址2,端口号2
• 四元组唯一确定一个连接。
TCP的分用
9157
80
P1
P0
5775
9157
P2 P1P3
client IP: A
server IP: C
Client IP:B
TCP的分用
Ch5-2-2006
5.3不连续空间分配♦5.3.1 页式管理♦5.3.2 段式管理♦5.3.3 段页式管理一、空间安排•用户进程空间用户进程空间((地址地址))叫逻辑空间(地址地址););•内存空间内存空间((地址地址))叫物理空间(地址地址););•用相同长度为单位对逻辑空间等分出的每个区域叫页,对物理空间等分出的区域叫页帧,对外存交换区等分出的每个区域叫块。
5.3.1 页式管理特点:作业作业((进程进程))分成页面,内存也划分成页面,将作业成页面,将作业((进程进程))页面不连续地分布到内存页面。
回收:当进程结束时,系统回收它的所有物理页帧入空闲队列。
二、动态地址转换机构因页式方法中逻辑地址与物理地址之间失去自然联系,故要通过页表,并由硬件动态地址转换机构将逻辑地址映射成物理地址才能正确访存。
分配:初始时,所有页帧都在空闲队列中,当用户进程被创建时,系统按需要量从空闲队列获得相应量的页帧。
18530498765432103210逻辑空间物理空间页表(一)页表页表放在系统空间的页表区,存放逻辑页与物理页帧的对应关系。
页与物理页帧的对应关系。
PCB PCB PCB表中有指针表中有指针指向页表。
页号(二)地址结构逻辑地址= p(= p(页号页号页号))·d(d(页内位移页内位移页内位移))物理地址= f(= f(页帧号页帧号页帧号))·d(d(页内位移页内位移页内位移)) p == 线性逻辑地址线性逻辑地址// 页面大小;页面大小;d== 线性逻辑地址线性逻辑地址–p×页面大小。
4321页号(三)页面大小的考虑将页面大小取成将页面大小取成22的k 次幂次幂((k 是正整数是正整数),),获取获取p p 和d 的除法或乘法只要通过位移实现。
页面大小为页面大小为22的k 次幂的地址转换原理如下:P d页表始地ff dn k -10+页表页表始址寄存器L L 页表长度寄存器B B P P D D 页号页内地址逻辑地址比较若则地址越界P>=L+P ’页表页号内存块号P 0P ’P ’D D物理地址练习♦在一个页式存储管理系统中,页表内容如下所示:♦页号块号♦02♦11♦26♦33♦47♦若页的大小为4K,则地址转换机构将逻辑地址0转换为物理地址为。
CH5局域网tec 80页PPT文档
• 非坚持 CSMA • 时隙非坚持 CSMA • 1-坚持 CSMA • P-坚持 CSMA
坚持和非坚持CSMA
非坚持CSMA
• 站点发现信道忙则不再侦听,等待一个随机 长的时间后,再开始侦听/发送过程
1-坚持CSMA
• 发现信道空闲后发送数据(概率为1) • 发现信道忙则持续等待,直至信道空闲
P-坚持CSMA
• 发现信道空闲后发送数据(概率为P),以 (1-P)概率推迟发送。
• 发现信道忙则持续等待,直至信道空闲,再 以概率P发送数据。
CSMA/CD协议的基本原理
尽管已发送前载波监听,但由于 通信的随机性,仍然可能发生冲突。
CSMA 的冲突处理方法
• 继续完成已经开始发送的帧的传送过程,直 至应答超时后再进行处理。
时隙ALOHA:将时间分为等长的时隙,只 能在每个时隙的开始才发送分组,目的是 减少冲突。信道利用率最高为36.8%。
CSMA介质访问控制方法
CSMA, Carrier Sense Multiple Access
• 每个站点在发送分组前,监听公共信道上其它 站点是否在发送分组。如果信道忙,就暂不发 送。如果信道空闲,则进入发送处理。
SA
L
DATA
Pr SD FC DA
SA
I
SD AC ED
SD AC
FC DA SA
I
尾标
Pad
FCS
FCS
ED
FCS
ED
FS
Pr : 帧头 ( Preamble ) , SD : 帧开始定界符 , ED : 帧结束定界符 , DA : 终点地址 , SA : 源点地址 ,
L: FC : Pad : FCS : FS : AC :
《ch计算机局域网》PPT课件
MAC尾部
MAC尾部
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局域网的网络层和高层
▪ IEEE 802标准没有定义网络层和更高层:
• 没有路由选择功能
▪ 局域网拓扑结构比较简单,一般不需中间转接
• 流量控制、寻址、排序、差错控制等功能由数据 链路层完成
▪ 网络层和更高层通常由协议软件(如TCP/IP 协议、IPX/SPX协议)和网络操作系统来实现。
第4章 计算机局域网络
▪ 本章内容
• 局域网的特点及关键技术
• 局域网的体系结构
• 共享信道的介质访问控制方法
• 以太网(Ethernet)
• *高速局域网
• *无线局域网(WLAN)
1
2
▪ 2. 局域网的关键技术
• 拓扑结构(逻辑、物理)
▪ 总线型、星形、环形、树形
• 介质访问方法
▪ CSMA/CD、Token-passing
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CSMA/CD的优缺点
• 控制简单,易于实现; • 网络负载轻时,有较好的性能:
• 30%-40%以内 • 延迟时间短、速度快 • 网络负载重时,性能急遽下降: • 70%-80%以上 • 冲突数量的增长使网络速度大幅度下降
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2. 令牌传递(Token Passing)
▪ 主要用于IEEE802.5令牌环网 ▪ 拓扑结构:点到点链路连接,构成闭合环
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局域网的物理层
• 功能:
• 位流的传输;
• 同步前序的产生与识别;
• 信号编码和译码。
• IEEE802定义了多种物理层,以适应不同的网络介 质和不同的介质访问控制方法。
• 两个接口:
• 连接单元接口(AUI)-可选,仅用于粗同轴电缆
• 介质相关接口(MDI)
计算机网络ch5
咸阳师范学院信息工程学院《计算机网络工程》第5章 网络服务的建立(2009-2010学年第一学期)
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5.3.1 WWW概述
主流WWW服务器
Apache IIS
WWW服务器的选择还需要考虑操作系统和数 据库平台等因素
咸阳师范学院信息工程学院《计算机网络工程》第5章 网络服务的建立(2009-2010学年第一学期)
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5.2.2 DNS的工作原理
域名解析实例
5询问的IP地址 2查看Host
File
域 名 解 析 器
3查看
Zone File
6返回.cn的DNS服务器的IP地址 7询问的IP地址
Root DNS服 务器 .cn的 DNS服 务器
1查看Local
安装DNS服务
“控制面板””添加/删除Windows组 件”“网络服务”“域名服务系统(DNS)” 正向搜索区域 反向搜索区域
区域(Domain)
子域与委托 邮件交换器(Mail Exchange)
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咸阳师范学院信息工程学院《计算机网络工程》第5章 网络服务的建立(2009-2010学年第一学期)
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5.3.2 Windows 2000 Server下配置 WWW服务
主要配置内容
站点的名称、IP地址、端口号 http://www. :8000 连接限制 Web主目录 目录安全性设置 默认文档 通过主机头信息(即网站的域名)
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实现虚拟主机服务
第5章 网络服务的建立
主要内容
操作系统平台 建立DNS服务 建立WWW服务和FTP服务 建立E-mail服务 建立DHCP服务 Windows远程访问服务
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(a) An internetwork. (b) A graph of the internetwork.
2013-8-5 Computer Networks - 5 - 2 12/64
5.5.7 Fragmentation
Problem: Different networks may impose different maximum packet sizes with various causes. This means that we may have to split a packet into smaller ones when forwarding it through an intermediate network: fragmentation.
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5.5.5 Tunneling
Solution: You don’t solve it, but instead
consider, for example, IP as a universal network protocol. Lots of universal network protocols are available
2013-8-5
Computer Networks - 5 - 2
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Fragments may pass through unreliable networks, and may be lost, we need to decide what to do about lost fragments. Solution: Discard the entire packet (what do you think will happen then?).
2013-8-5
Transparent and non-transparent fragmentation Computer Networks - 5 - 2
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Fragmentation--Reassembly
Problem: When we create fragments, how do we paste them together again:
Main problem: Addressing – different networks use completely different addresses, so how do I address a host in an IP network when I’ve only got something else?
2013-8-5 Computer Networks - 5 - 2 2/64
Connecting Networks
A collection of interconnected networks.
2013-8-5
Computer Networks - 5 - 2
3/64
2013-8-5
Computer Neic idea
We can solve a lot of the internetworking
problems when we can assume that the source and destination are on the same type of network. In that case, we need only to tunnel packets through intermediate networks.
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5.5.1 How Networks Differ
Don’t worry: it’s impossible to resolve all differences. The solution is to just take a simple approach (like the Internet). We now only consider the starred (*) issues.
5.5 Internetworking
Problem: Great! We have all these networks, with all different protocol stacks, and now we just to let them talk to each other. Non-Solution: Enforce all networks to run the same protocol stack. That’s asking for a lot of trouble, and effectively saying that we are not allowed to make any progress. Solution: Construct all kinds of gateways that connect to different kinds of networks
2013-8-5 Computer Networks - 5 - 2 15/64
5.6 The Network Layer in the Internet
The IP Protocol IP Addresses Internet Control Protocols OSPF – The Interior Gateway Routing Protocol BGP – The Exterior Gateway Routing Protocol Internet Multicasting Mobile IP IPv6
a fragment may be fragmented again by successive intermediate
networks when a fragment arrives at the destination, we have to know exactly where it fits into the original packet.
2013-8-5 Computer Networks - 5 - 2 8/64
5.5.4 Connectionless Internetworking
Basic idea: Have the network layer offer only datagram services: unreliable, unordered packet flow. Often, connection-oriented services are not even supported (Internet).
One way of numbering the fragments is to use a tree A better numbering system is for the internetwork protocol to define an elementary fragment size small enough that the elementary fragment can pass through every network. When a packet is fragmented, all the pieces are equal to the elementary fragment size except the last one, which may be shorter. The internet header must provide the original packet number and the number of the elementary fragment contained in the packet.
2013-8-5 Computer Networks - 5 - 2 10/64
2013-8-5
Computer Networks - 5 - 2
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5.5.6 Internetwork Routing
Routing through an internet is similar to routing within a single subnet, but with some added complications. Making a graph model of this situation is complicated by the fact that every router can directly access every other router connected to any network to which it is connected Once the graph has been constructed, routing algorithm can be applied: within each network an interior gateway protocol is used; between networks, an exterior gateway protocol is used. Autonomous System (AS): an independent network
2013-8-5 Computer Networks - 5 - 2 5/64
The relay systems for internetworking
repeaters at the physical layer for boosting signals. bridges to make the interconnection at the data link layer. multiprotocol routers for forwarding, and possibly splitting up packets (bridges can’t do the latter). transport gateways for coupling byte streams in different networks. application gateways, e.g., for handling electronic mail between OSI and TCP/IP networks.