网络互联及应用第1章 计算机网络基础

数据链路层 物 理 层
数据链路层 物 理 层
数据链路层 物 理 层
数据链路层 物 理 层
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传输介质 网络互联及应用
传输介质
传输介质
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TCP/IP模型
TCP/IP模型的层次结构 :TCP/IP模型采用了四层结构，
由下至上分别是网络接口层、网际层、传输层和应用 层。
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千兆位以太网
1998年6月IEEE又推出了千兆位以太网规范IEEE802.3z。
千兆以太网的传输速率达到1000Mbps，因此也称作吉 比特以太网(Gigabit Ethernet)。 千兆位以太网仍然支持介质访问控制方式CSMA/CD，用 在以集线器为中心的共享以太网上，交换机到交换机 的连接则采用全双工流量控制协议。由于千兆位以太 网基本应用在点到点线路，不再共享带宽，因此千兆 位以太网中，碰撞检测、载波监听和多路访问都已不 再重要。
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网络数据传输机制
下图给出了在OSI环境中，数据从主机A的应用进程A到
主机B的应用进程B的传输过程，图中的箭头代表了数 据的传输方向和过程。
主机A 应用进程A 应 表 会 传 网 用 示 话 输 络 层 层 层 层 层 网 C C PA 络 层 网 C C PB 络 层 OSI环境 应 表 会 传 网 主机B 应用进程B 用 示 话 输 络 层 层 层 层 层
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快速以太网
1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u快速以太网标准
（Fast Ethernet），开始了快速以太网的时代，快速 以太网的数据传输速率可以达到100Mbps 。 快速以太网的组网方式包括100BASE－TX、100BASE－ FX和100BASE－T4三大类 。
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计算机网络的功能
主要功能包括 数据通信 ； 资源共享 ； 提高可靠性； 均衡负载和分布处理。
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计算机网络的分类
按网络覆盖范围分类 局域网（Local Area Network，简称LAN） 城域网（Metropolitan Area Network，简称MAN） 广域网（Wide Area Network，简称WAN）
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网络体系结构
计算机网络基础
OSI参考模型
OSI模型的层次结构与功能
应用层 接口 表示层 接口 会话层 接口 传输层 接口 网络层 接口 数据链路层 接口 物理层
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网络应用 数据表示 互联主机通信 端到端连接
寻址与路由
接入介质 二进制传输
的网络领域，许多技术都已被淘汰，以太网仍具有强 大的生命力。 早期的以太网传输速率仅有10Mbps，这种以太网被称 为标准以太网 。 标准以太网采用CSMA/CD介质访问控制方式 。 标准以太网组网方式包括10Base-5，10Base-2， 10Base-T和10Base-F几个标准
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计算机网络基础
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计算机网络的定义
目前广为人们接受的定义是：
• 计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、
功能独立的多个计算机系统互连起来，通过功能完善 的网络软件（网络通信协议、信息交换方式、网络操 作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的计算机 系统的集合。
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计算机网络的分类
按传输介质分类 有线网络 无线网络
计算机网络的拓扑结构
总线型拓扑
星型拓扑 环型拓扑
树型拓扑
网状拓扑
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网络拓扑结构示意图
每种拓扑结构都有各自的优点和缺点。实际应用中，
还可以此为基础，构造出混合型的网络拓扑结构 。
网络拓扑结构对网络性能起着至关重要的作用，网络
拓扑结构和传输介质及介质访问控制方法一起决定了 局域网和城域网的性能。因此，在实际进行网络设计 规划时，应根据实际需要选择合适的拓扑形式。
以太网络技术
计算机网络基础
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标准以太网
以太网从诞生至今已有30多年的历史了，在日新月异
计算机网络基础
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主要知识点
计算机网络的定义、功能与分类；
常见网络拓扑结构；
以太网的特点与分类； 网络体系结构与协议。
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教学目标
正确理解计算机网络的定义；
掌握网络的分类方法和网络拓扑结构； 了解以太网技术 。
计算机网络的定义、功能 与分类
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网络通信协议
计算机网络基础
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网络通信协议概述
网络协议和网络体系结构是计算机网络技术中两个最基
本的概念。
任何一种网络协议都包含了语法、语义和规则三个要素。
语法用来规定信息的格式，数据及控制信息的格式、编 码及信号电平等。语义用来说明通信双方应当怎么做， 用于协调与差错处理的控制信息。同步规定通信事件发 生的顺序并详细说明。
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计算机网络的定义
定义中要把握以下几个要点：
第一，联网的计算机都是功能独立的“自治计算机系
统”，每台计算机既可以联网工作，也可以独立工作， 各计算机之间没有主从关系；
第二，联网的计算机都必须遵循共同的网络协议，这
样各计算机之间才能有条不紊地交换数据； 第三，联网的目的是为了实现数据通信和资源共享。
应用层
FTP
HTTP
SMTP
TELNET
DNS
TFTP
传输层
TCP
UDP
网际层
IP
ICMP
ARP
RARP
网络访问层
Ethernet
Token Ring
FDDI
Frame Ralay
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万兆位以太网
万兆位以太网是2002年才出现的，它再次扩展了以太
网的速度和传输距离。万兆位以太网的传输速率高达 10Gbps，通信距离可延伸40km，但仅支持光纤作为传 输介质，不能使用双绞线。 万兆位以太网的规范包含在IEEE802.3ae标准中，其中 包括10GBASE－X、10GBASE－R和10GBASE－W三个组网 标准。
计算机网络的分类
按网络传输技术分类 广播式网络 点对点式网络
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计算机网络的分类
按服务提供方式分类 主从式网络 对等式网络
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计算机网络的分类
按使用范围分类 公用网 专用网
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公司的多个局域网互连的需求， 是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；
如：将一个城市中所有中小学的校园网互连起来的网
络
WAN特点： 覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；
覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的
远程网络；能够在很大的范围内实现资源共享和信息 传递，如：Internet。
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TCP/IP模型与OSI参考模型的七层协议之间的对比如下图所示
应用层 接口 表示层 会话层 应用层
传输层 网络层 数据链路层
传输层 互联网层
网络接口层 物理层
TCP/IP协议簇 与TCP/IP模型对应的TCP/IP协议，是一个开放的协议 标准，它包含了一系列的协议，其中最重要的莫过于 IP协议和TCP协议了。TCP/IP协议独立于任何特定的 计算机硬件与操作系统，可以运行在局域网、广域网， 非常适用于互联网中，TCP/IP协议早已成为Internet 最基本的协议。
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常见网络通信协议
目前，局域网中常用的通信协议主要有三大类 TCP/IP协议 NetBEUI协议 IPX/SPX及其兼容协议
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选择通信协议
每一种网络协议都有它所要依存的操作系统和工作环
境。在一个网络上运行得很好的通信协议，在另一个 看起来即使很相似的网络上可能也并不适合。因此， 组建网络时通信协议的选择尤为重要。
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LAN特点： 覆盖范围一般在几十米到几公里之间 具有数据传输率高、传输延迟低和误码率低等特点 通常为某单位所有，建立、维护与扩展都较为方便 如学校实验室、校园或机关、公司、工厂的网络
MAN特点：
设计目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、