计算机网络基础第5版课件 (10)[80页]
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计算机网络(第 5 版)_OK
计算机网络（第 5 版）
第 2 章 物理层
（6课时）
2021/9/8
课件修改：肖洪生
1
第 2 章 物理层
2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 2.3 物理层下面的传输媒体 2.4 信道复用技术 2.5 数字传输系统 2.6 宽带接入技术
2021/9/8
2
2.1 物理层的基本概念
• 物理层是计算机网络模型的最底层——实现 真实通信；
• 即：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否 则就会出现码间串扰的问题；码元串扰使得接收端对 码元不能正确接收。
• 如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分 量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现 码间串扰——带宽大则传输率高。
2021/9/8
14
(2) 信噪比 噪声频率成分呈正态分布
用户
Aa
a
B bb
C
cc
D
d
统计时分复用 t①
t②
③ t
④ t
a bbc c d a t #1 #2 #3
3 个 STDM 帧
2021/9/8
33
2.4.2 波分复用 WDM (Wavelength Division Multiplexing)
• 波分复用就是光的频分复用。
光调制器
0 1550 nm
2021/9/8
15
香农公式表明
• 信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传 输速率就越高。
• 只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就 一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。
• 若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（当然实际信道 不可能是这样的），则信道的极限信息传输速率 C 也
第 2 章 物理层
（6课时）
2021/9/8
课件修改：肖洪生
1
第 2 章 物理层
2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 2.3 物理层下面的传输媒体 2.4 信道复用技术 2.5 数字传输系统 2.6 宽带接入技术
2021/9/8
2
2.1 物理层的基本概念
• 物理层是计算机网络模型的最底层——实现 真实通信；
• 即：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否 则就会出现码间串扰的问题；码元串扰使得接收端对 码元不能正确接收。
• 如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分 量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现 码间串扰——带宽大则传输率高。
2021/9/8
14
(2) 信噪比 噪声频率成分呈正态分布
用户
Aa
a
B bb
C
cc
D
d
统计时分复用 t①
t②
③ t
④ t
a bbc c d a t #1 #2 #3
3 个 STDM 帧
2021/9/8
33
2.4.2 波分复用 WDM (Wavelength Division Multiplexing)
• 波分复用就是光的频分复用。
光调制器
0 1550 nm
2021/9/8
15
香农公式表明
• 信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传 输速率就越高。
• 只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就 一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。
• 若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（当然实际信道 不可能是这样的），则信道的极限信息传输速率 C 也
新版计算机网络(第5版)课件电子工业出版社-2007-年课件.ppt
2
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 1.6.1 计算机网络的性能指标 1.6.2 计算机网络的非性能特征
3
第 1 章 概述（续）
1.7 计算机网络的体系结构 1.7.1 计算机网络体系结构的形成 1.7.2 协议与划分层次 1.7.3 具有五层协议的体系结构 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.7.5 TCP/IP 的体系结构
只要两个主机都运行了对等连接软件 （P2P 软件），它们就可以进行平等的、 对等连接通信。
双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的 共享文档。
33
对等连接方式的特点
对等连接方式从本质上看仍然是使用客 户服务器方式，只是对等连接中的每一 个主机既是客户又同时是服务器。
例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户， D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供 服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。
第一层 ISP
第一层 ISP 第二层 ISP
本地 ISP
第二层 ISP NAP 本地 ISP
第一一一级层级IIISSSPPP
NAP 第二层 ISP
本地 ISP
第二层 ISP
第二层 ISP
大公司
本地 ISP
本地 ISP
本地 ISP
公司
本地 ISP
A 校园网 校园网
B 校园网 校园网
主机A → 本地 ISP → 第二层 ISP → NAP → 第一层 ISP → NAP → 第二层 ISP → 本地 ISP → 主机B
从通信资源的分配角度来看，“交换”就 是按照某种方式动态地分配传输线路的资 源。
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 1.6.1 计算机网络的性能指标 1.6.2 计算机网络的非性能特征
3
第 1 章 概述（续）
1.7 计算机网络的体系结构 1.7.1 计算机网络体系结构的形成 1.7.2 协议与划分层次 1.7.3 具有五层协议的体系结构 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.7.5 TCP/IP 的体系结构
只要两个主机都运行了对等连接软件 （P2P 软件），它们就可以进行平等的、 对等连接通信。
双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的 共享文档。
33
对等连接方式的特点
对等连接方式从本质上看仍然是使用客 户服务器方式，只是对等连接中的每一 个主机既是客户又同时是服务器。
例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户， D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供 服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。
第一层 ISP
第一层 ISP 第二层 ISP
本地 ISP
第二层 ISP NAP 本地 ISP
第一一一级层级IIISSSPPP
NAP 第二层 ISP
本地 ISP
第二层 ISP
第二层 ISP
大公司
本地 ISP
本地 ISP
本地 ISP
公司
本地 ISP
A 校园网 校园网
B 校园网 校园网
主机A → 本地 ISP → 第二层 ISP → NAP → 第一层 ISP → NAP → 第二层 ISP → 本地 ISP → 主机B
从通信资源的分配角度来看，“交换”就 是按照某种方式动态地分配传输线路的资 源。
计算机网络第五版教学PPT
网络层协议=邮局的投递服务，只负责递送到传达室 传输层协议=传达室的收发服务，负责递送到每个职工
OSI七层模型
链路层的任务
两节点间可靠的数据传输
Ethernet, X.25, A传输数据
（主机间的逻辑通信）
Ethernet, X.25, ATM, …
OSI七层模型
网络层的任务
沿两端点间的最佳路由传输数据 （主机间的逻辑通信）
传输层的任务
…
Ethernet, X.25, ATM, …
两端点间可靠的透明数据传输 （应用进程间的逻辑通信）
…
通信子网
传输层
对网络层的连接进行管理，在源端与目的端之间提供可靠的 、透明的数据传输，使上层服务用户不必关心通信子网的实 现细节。 传输层的特点 以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；
与网络层的部分服务有重叠交叉，功能取舍取决于网络 层功能的强弱； 只存在于端主机中； 实现源主机到目的主机“端到端”的连接 在这一点上与网络层的区别是什么？
7、分层结构具有以下哪些特点（ ） A 每一层都直接使用下层向它提供的服务， 然后向上层提供同 级的服务 B 在层次结构中，每一层用户需要知道它和下层之间的接口提供 什么服务 C 对等层利用协议进行通信 D 各层之间是独立的 E 当层次结构中的某一层发生变化时，其他各层也需要作相应的 改动，系统会受到很大影响。 8、网络协议要素中（ ）涉及数据和控制信息的格式、编码 。 A语义实体 B语法 C服务 D协议范围
第一章随堂作业
1、OSI模型中的哪一层处理以下问题： （1）把传输的位流分成帧 （2）在通过子网的时候决定使用哪条路径 2、请简单描述网络环境中数据传输的过程。 并回答以下问题：如果在数据链路层上交换的单元称为帧，而在网络 层上交换的单元称为分组，那么应该是帧封装分组，还是分组封装帧 ？理由？ 3、一个系统有n层协议的层次结构。应用程序产生的消息的长度为m 字节。在每一层上需要加上一个h字节的头。请问，这些头需要占用 多少比例的网络带宽？
《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。
计算机网络 谢希仁 第五版
存储转发原理 并非完全新的概念
• 在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了 基于存储转发原理的报文交换(message switching)。 • 报文交换的时延较长，从几分钟到几小 时不等。现在报文交换已经很少有人使 用了。
三种交换的比较
电路交换
连接建立 报 文
报文交换
分组交换
数据传送
报文
服务器软件的特点
• 一种专门用来提供某种服务的程序，可 同时处理多个远地或本地客户的请求。 • 系统启动后即自动调用并一直不断地运 行着，被动地等待并接受来自各地的客 户的通信请求。因此，服务器程序不需 要知道客户程序的地址。 • 一般需要强大的硬件和高级的操作系统 支持。
2. 对等连接方式
• 对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)是指 两个主机在通信时并不区分哪一个是服 务请求方还是服务提供方。 • 只要两个主机都运行了对等连接软件 （P2P 软件），它们就可以进行平等的、 对等连接通信。 • 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中 的共享文档。
• 这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错，在转发时也没有被丢弃。
因特网的核心部分
• 因特网的核心部分是由许多网络和把它们互 连起来的路由器组成，而主机处在因特网的 边缘部分。 • 在因特网核心部分的路由器之间一般都用高 速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到 核心部分则通常以相对较低速率的链路相连 接。 • 主机的用途是为用户进行信息处理的，并且 可以和其他主机通过网络交换信息。路由器 的用途则是用来转发分组的，即进行分组交 换的。
网络 结点 链路
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
主机
因特网
internet 和 Internet 的区别
计算机网络基础ppt精选全文
计算机网络的拓扑结构是指网络结点和通信线路组成 的几何排列，也称网络物理结构图型。
总线型
计
算 机
星状
网
络
环状
拓
扑 结
树状
构
网状
1.3 计算机网络体系结构
1．OSI / RM开放系统互连参考模型
• 为了实现不同制造商的计算机产品之间进行相互通信， 20 世纪70年代后期，国际标准化组织ISO和国际电报电话咨询 委员会CCITT共同制定了开放系统互联参考模型OSI/RM （Open System Interconnection/Reference Model）， 也就是七层网络通信模型，通常称为OSI七层模型，它的颁 布促使所有的计算机网络走向标准化，从而具备了开放和互 联的条件，即只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世 界上任何地方、遵循同样标准的其他系统进行通信。
1.4 数据通信基础知识
2．数据通信系统主要技术指标
• 信号传输速率：是指单位时间内通过信道传输的码元个数，也称码元 速率、调制速率或波特率，单位是波特（Baud）。信号传输速率的计 算公式是B=1/ T（Baud），其中T为信号码元的宽度，单位为秒。波 特率与比特率的关系为：
S=Blog2N (bps)或B=S/log2N (Baud)
资源共享，消除资源孤岛 协同工作 通用开放标准 动态功能，高度可扩展性
1.5 计算机网络新技术
5、IPv6
• IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联 网协议”。目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），IPv6正处在不断发 展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。与 IPv4相比，IPv6具有以下几个优势：
总线型
计
算 机
星状
网
络
环状
拓
扑 结
树状
构
网状
1.3 计算机网络体系结构
1．OSI / RM开放系统互连参考模型
• 为了实现不同制造商的计算机产品之间进行相互通信， 20 世纪70年代后期，国际标准化组织ISO和国际电报电话咨询 委员会CCITT共同制定了开放系统互联参考模型OSI/RM （Open System Interconnection/Reference Model）， 也就是七层网络通信模型，通常称为OSI七层模型，它的颁 布促使所有的计算机网络走向标准化，从而具备了开放和互 联的条件，即只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世 界上任何地方、遵循同样标准的其他系统进行通信。
1.4 数据通信基础知识
2．数据通信系统主要技术指标
• 信号传输速率：是指单位时间内通过信道传输的码元个数，也称码元 速率、调制速率或波特率，单位是波特（Baud）。信号传输速率的计 算公式是B=1/ T（Baud），其中T为信号码元的宽度，单位为秒。波 特率与比特率的关系为：
S=Blog2N (bps)或B=S/log2N (Baud)
资源共享，消除资源孤岛 协同工作 通用开放标准 动态功能，高度可扩展性
1.5 计算机网络新技术
5、IPv6
• IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联 网协议”。目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），IPv6正处在不断发 展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。与 IPv4相比，IPv6具有以下几个优势：
【5A版】计算机网络基础PPT
网状拓扑结构
2019/1/19
网络的拓扑结构
2019/1/19
总线型拓扑结构
在总线型拓扑结构中，各个节点使用一条公 共信道作为传输数据的通道。一个节点发出 的信息可以被其他所有节点接收，为了防止 多个发送方同时发送信息出现的冲突，必须 采取一定的策略分配信道。这一结构简单灵 活，易于扩充，便于安装，成本低。但是， 总线上的任意一点的故障会导致整个网络瘫 痪。
2019/1/19
星型拓扑结构
星型拓扑结构中，每一结点都通过点到点的 链路与中心结点相连。中心结点可以是中心 交换设备、主机等。数据的传输通过中心结 点的存储转发实现各结点的信息通信。该结 构简单，易于扩充，便于维护和管理。但网 络的任务与可靠性都集中在中心结点上，属 于集中控制，一旦中心节点出现故障，会引 起整个网络的瘫痪，另外中心节点也容易称 为数据交换的瓶颈。
2019/1/19
1. 2 计算机网络的组成与功能
计算机网络的组成
从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块： (1) 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这 部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。
(2) 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组 成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和 交换）。
广域网WAN（Wide Area Network）
广域网的特点： 1. 分布范围广（通常几十到几千公里）。 2. 数据传输率低。 3. 可靠性不高。使用光纤较好。
4. 广域网常常借用传统的公共传输网（电话 网等）来实现。因为单独建造一个广域网 极其昂贵。
2019/1/19
城域网MAN （Metropolitan Area Network）
最简单的定义：
2019/1/19
网络的拓扑结构
2019/1/19
总线型拓扑结构
在总线型拓扑结构中，各个节点使用一条公 共信道作为传输数据的通道。一个节点发出 的信息可以被其他所有节点接收，为了防止 多个发送方同时发送信息出现的冲突，必须 采取一定的策略分配信道。这一结构简单灵 活，易于扩充，便于安装，成本低。但是， 总线上的任意一点的故障会导致整个网络瘫 痪。
2019/1/19
星型拓扑结构
星型拓扑结构中，每一结点都通过点到点的 链路与中心结点相连。中心结点可以是中心 交换设备、主机等。数据的传输通过中心结 点的存储转发实现各结点的信息通信。该结 构简单，易于扩充，便于维护和管理。但网 络的任务与可靠性都集中在中心结点上，属 于集中控制，一旦中心节点出现故障，会引 起整个网络的瘫痪，另外中心节点也容易称 为数据交换的瓶颈。
2019/1/19
1. 2 计算机网络的组成与功能
计算机网络的组成
从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块： (1) 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这 部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。
(2) 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组 成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和 交换）。
广域网WAN（Wide Area Network）
广域网的特点： 1. 分布范围广（通常几十到几千公里）。 2. 数据传输率低。 3. 可靠性不高。使用光纤较好。
4. 广域网常常借用传统的公共传输网（电话 网等）来实现。因为单独建造一个广域网 极其昂贵。
2019/1/19
城域网MAN （Metropolitan Area Network）
最简单的定义：
计算机网络(第 5 版)
实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限 传输速率低不少。
2020/4/26
课件修改：肖洪生
16
请注意
对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能 再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值， 那么还有办法提高信息的传输速率。这就是用 编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息 量。
2020/4/26
2020/4/26
课件修改：肖洪生
14
(2) 信噪比
噪声频率成分呈正态分布
香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽 受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差 错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率 C 可表达为
C = W log2(1+S/N) b/s
W 为信道的带宽（以 Hz 为单位）； S 为信道内所传信号的平均功率； N 为信道内部的高斯噪声功率。
2020/4/26
课件修改：肖洪生
10
正交振幅调制 QAM
(Quartered Amplitude Modulation)
举例
(r, ) r
可供选择的相位有 12 种， 而对于每一种相位有 1 或 2 种振幅可供选择。
由于4 bit 编码共有16 种不同的 组合，因此这 16 个点中的每个 点可对应于一种 4 bit 的编码。
6
1556 nm
7
1557 nm
8 2.5 Gb/s 1310 nm
20 Gb/s EDFA
120 km
2020/4/26
课件修改：肖洪生
光解调器
1550 nm
0
1551 nm
1
1552 nm
2
分 1553 nm
3
用 1554 nm
2020/4/26
课件修改：肖洪生
16
请注意
对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能 再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值， 那么还有办法提高信息的传输速率。这就是用 编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息 量。
2020/4/26
2020/4/26
课件修改：肖洪生
14
(2) 信噪比
噪声频率成分呈正态分布
香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽 受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差 错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率 C 可表达为
C = W log2(1+S/N) b/s
W 为信道的带宽（以 Hz 为单位）； S 为信道内所传信号的平均功率； N 为信道内部的高斯噪声功率。
2020/4/26
课件修改：肖洪生
10
正交振幅调制 QAM
(Quartered Amplitude Modulation)
举例
(r, ) r
可供选择的相位有 12 种， 而对于每一种相位有 1 或 2 种振幅可供选择。
由于4 bit 编码共有16 种不同的 组合，因此这 16 个点中的每个 点可对应于一种 4 bit 的编码。
6
1556 nm
7
1557 nm
8 2.5 Gb/s 1310 nm
20 Gb/s EDFA
120 km
2020/4/26
课件修改：肖洪生
光解调器
1550 nm
0
1551 nm
1
1552 nm
2
分 1553 nm
3
用 1554 nm
计算机网络(第5版) 清华大学出版社 Andrew 编著.ppt
图2-2可以计算出要想以9600bps发送数据需要把信号2-1a 变成2-1c(2个谐波),而其最大数据传输率为38.4Kbps。
谢谢欣赏
2019-7-9 7
2.1.3信道的最大数据速率：
尼奎斯特(Nyquist)定理
B是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
0
能通过
B (Hz)
不能通过
频率(Hz)
2.3.3 微波传输
频率：100MHZ以上(>108) 微波塔之间的中继距离约80千米 电磁频谱政策
谢谢欣赏
2019-7-9 18
2.4 通信卫星
通信卫星可以想象成一个大型的微波中继器。 • 地球同步卫星
o 高度为35800千米的轨道周期为24小时 o 轨道槽与频率是争抢的资源，ITU作分配频率。 • 中地球轨道卫星：主要用于导航 • 低地球轨道卫星： • 卫星与光纤对比： o 卫星：用于军事与灾难 o 特殊地理环境：如印度尼西亚，13677个群岛之间拉
香农(Shannon) 有噪声的传输速率
• 信噪比：信号功率S/噪声功率N
• 最大传输速率 C 可表达为
C = B log2(1+S/N) b/s
举例：普通电话线上提供的ADSL使用大约1Mhz带宽， 信噪比与距离有关（1-2公里约40分贝:10log10S/N） 因此无论采样多少个信号等级（采样频率的快慢） 永远不可能达到13M. 实际上ADSL的最高速率为:12Mbps
0
bn
2 T
T
g(t) cos(2 nft)dt
0
2T
cn T
g (t )dt
0
2019-7-9 5
谢谢欣赏
2019-7-9 6
谢谢欣赏
2019-7-9 7
2.1.3信道的最大数据速率：
尼奎斯特(Nyquist)定理
B是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
0
能通过
B (Hz)
不能通过
频率(Hz)
2.3.3 微波传输
频率：100MHZ以上(>108) 微波塔之间的中继距离约80千米 电磁频谱政策
谢谢欣赏
2019-7-9 18
2.4 通信卫星
通信卫星可以想象成一个大型的微波中继器。 • 地球同步卫星
o 高度为35800千米的轨道周期为24小时 o 轨道槽与频率是争抢的资源，ITU作分配频率。 • 中地球轨道卫星：主要用于导航 • 低地球轨道卫星： • 卫星与光纤对比： o 卫星：用于军事与灾难 o 特殊地理环境：如印度尼西亚，13677个群岛之间拉
香农(Shannon) 有噪声的传输速率
• 信噪比：信号功率S/噪声功率N
• 最大传输速率 C 可表达为
C = B log2(1+S/N) b/s
举例：普通电话线上提供的ADSL使用大约1Mhz带宽， 信噪比与距离有关（1-2公里约40分贝:10log10S/N） 因此无论采样多少个信号等级（采样频率的快慢） 永远不可能达到13M. 实际上ADSL的最高速率为:12Mbps
0
bn
2 T
T
g(t) cos(2 nft)dt
0
2T
cn T
g (t )dt
0
2019-7-9 5
谢谢欣赏
2019-7-9 6
计算机网络第五版(谢希仁)课件ppt教材
《计算机网络》实验指导书专业班级：网络12-1 指导老师：实验一Packet Tracer软件和网络基本命令的使用一、实验目的1．熟悉Packet Tracer 5.3模拟软件的使用方法；2．了解常用网络命令的工作原理；3．掌握常用网络命令的使用。
二、实验条件要求1．局域网接入互联网；2．Pc安装有Packet Tracer 5.3模拟软件；3．服务器端安装window 2003，客户端安装window xp。
三、实践内容与步骤1．打开Packet Tracer 5.3模拟软件（可自行汉化），熟悉基本界面，掌握基本操作规范和方法；2．Ping命令的解释及其使用。
Ping命令用于确定本机是否能与另一台主机交换数据包。
1)Ping 127.0.0.1，环回地址，验证tcp/ip安装及是否正确；2)Ping 本机ip；3)Ping 网关ip；4)Ping 。
3．Netstat命令的解释及其使用。
用于显示ip、tcp、udp等协议相关统计数据，检验本机各端口的网络连接情况。
7．LISTEN：在监听状态中。
ESTABLISHED：已建立联机的联机情况。
TIME_WAIT：该联机在目前已经是等待的状态。
8．-e。
含义：本选项用于显示关于以太网的统计数据。
它列出的项目包括传送的数据报的总字节数、错误数、删除数、数据报的数量和广播的数量。
这些统计数据既有发送的数据报数量，也有接收的数据报数量。
这个选项可以用来统计一些基本的网络流量。
若接收错和发送错接近为零或全为零，网络的接口无问题。
但当这两个字段有100 个以上的出错分组时就可以认为是高出错率了。
高的发送错表示本地网络饱和或在主机与网络之间有不良的物理连接; 高的接收错表示整体网络饱和、本地主机过载或物理连接有问题，可以用Ping 命令统计误码率，进一步确定故障的程度。
netstat -e 和ping 结合使用能解决一大部分网络故障。
Received为接收数，Sent为发送数。
计算机网络(第5版)
课件制作人：谢希仁
. 协议不需要的功能
纠错 流量控制 序号 多点线路 半双工或单工链路
课件制作人：谢希仁
. 协议的组成
年制订了 协议。经过 年和 年的修订， 现在的 协议已成为因特网的正式标准[ ]。
协议有三个组成部分 一个将 数据报封装到串行链路的方法。 链路控制协议 ( )。 网络控制协议 ( )。
课件制作人：谢希仁
第 章 数据链路层（续）
扩展的以太网 在物理层扩展以太网 在数据链路层扩展以太网
高速以太网 以太网 吉比特以太网 吉比特以太网 使用高速以太网进行宽带接入
其他类型的高速局域网接口
课件制作人：谢希仁
数据链路层
数据链路层使用的信道主要有以下两种类 型：
点对点信道。这种信道使用一对一的点对 点通信方式。
模 运算的结果是：商 ，
余数 。
把余数 作为冗余码添加在数据 的后面发送出 去。发送的数据是：
即：，共 ( ) 位。
课件制作人：谢希仁
循环冗余检验的原理说明
← (商) (除数) → ← (被除数)
← (余数)，作为
课件制作人：谢希仁
帧检验序列
在数据后面添加上的冗余码称为帧检验 序列 ( )。
字节填充( )或字符填充( )——接收端的数据链路层 在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字 符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的 两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
课件制作人：谢希仁
用字节填充法解决透明传输的问题
帧开始符
原始数据
帧结束符
字节填充
字节填充
字节填充
计算机网络基础ppt课件
IBM兼容机
计算机网络技术基础
这种结构的典型代表就是使用粗、细同轴电缆所组 成的以太网。总线型拓扑结构的特点如下：
结构简单，易于扩展。 共享能力强，便于广播式传输。 网络响应速度快；但负荷重时则性能迅速下降， 易于安装，费用低。 网络效率和带宽利用率低。 采用分布控制方式，各节点通过总线直接通信。 各工作节点平等，都有权争用总线，不受某节点仲 裁。
计算机网络技术基础
2．在个人信息服务中的应用
⑴ 远程信息访问
⑵ 新的通信工具
⑶ 家庭娱乐
许多新的计算机网络应用系统不断地涌现出 来。如： 工业自动化、辅助决策、虚拟大学、 远程教育、远程医疗、管理信息系统、数字图 书馆、电子博物馆、全球情报检索与查询、网 上购物、电子商务、视频会议、视频广播与点 播、过程控制，等等。
计算机网络技术基础
目前，一些高速的广域网技术相继问世，如POS （Packet-Over-SDH/SONET）技术，波分多路复用技 术（WDM/DWDM）等都能为广域网连接提供高带 宽，这些技术将广域网的传输速率提高到10Gbps。另 外，最新的万兆以太网技术也可以支持广域网连接，传 输速率也是10Gbps。这些高速广域网技术的出现使广 域网的发展开始了一个新的里程碑。
一个办公室、一栋楼或一个园区内的计算机互相连接 起来，交换信息、交互工作，共享硬件、软件和信息资 源。
计算机网络技术基础
1.3计算机网络的基本组成与逻辑结构
1.3.1计算机网络的基本组成
1．计算机系统 2. 通信线路和通信设备 3．网络协议 4．网络软件
计算机网络技术基础 1.3.2计算机网络的逻辑结构
通过公共通信线路可以在两台异地计算机之间进行 点对点通信，实现包括传送文件、收发传真等功能。
计算机网络(第5版).ppt
加密密钥是公开的，但不能用它来解密，即
DPKB (EPKB ( X )) X
(7-5)
2019-10-31
感谢你的阅读 21
公钥算法的特点（续）
加密和解密的运算可以对调，即
EPKB (DSKB ( X )) DSKB (EPKB ( X )) X （7-6）
在计算机上可容易地产生成对的 PK 和 SK。 从已知的 PK 实际上不可能推导出 SK，即从
PK 到 SK 是“计算上不可能的”。 加密和解密算法都是公开的。
2019-10-31
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公钥密码体制
B 的公钥 PKB
B 的私钥 SKB
A 加密
E 运算 密文Y 明文 X 加密算法
因特网
解密
B
密文Y D 运算 解密算法 明文 X
2019-10-31
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7.3 数字签名
数字签名必须保证以下三点：
(1) 报文鉴别——接收者能够核实发送者对 报文的签名；
(2) 报文的完整性——发送者事后不能抵赖 对报文的签名；
(3) 不可否认——接收者不能伪造对报文的 签名。
现在已有多种实现各种数字签名的方法。 但采用公钥算法更容易实现。
2019-10-31
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截获信息的攻击称为被动攻击，而更改信息和拒 绝用户使用资源的攻击称为主动攻击。
2019-10-31
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5
对网络的被动攻击和主动攻击
源站
目的站 源站 目的站 源站 目的站 源站
目的站
截获 被动攻击
中断
篡改 主动攻击
伪造
2019-10-31
计算机网络技术(基础篇)第五版 第1章 计算机网络概述
— 1—
%
第1章 计算机网络概述
训教 重点
计算机网络的组成结构、构成设备与对应功能 计算机网络的各种拓扑结构特点
— 2—
过渡页
TRANSITION PAGE
第2 页
第1章 计算机网络概述
能力 目标
掌握构成计算机网络组成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
— 3—
第1章 计算机网路概述
1.2 计算机网络的功能及应用
1.2.1 计算机网络的功能
1．通信功能 2．资源共享
（1）硬件资源的共享。 （2）软件资源的共享。 （3）数据资源的共享。
3．高可靠性 4．提供分布处理环境 5．集中管理与处理 6．负载分担与均衡 7．跨越时间和空间的障碍
— 9—
第1章 计算机网路概述
3．开放式标准化网络 为了使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，开放系统互连参考模型）。OSI/RM由七层组成，所以也称OSI七层模型。
— 4—
第1章 计算机网路概述
1.1 计算机网络的形成、结构和发展
— 5—
1.1.1 计算机网络的概念
一个企业级网络一般由三层结构组成，即： 核心层：一般是由核心交换机、路由器、服务器等构成的数据交换中心，负责整个网 络数据的汇总、交换、存储和处理业务，是整个网络运行管理的核心。 汇聚层：一般是指二级业务部门局域网管理单元，该层主要是通过企业级或部门级三 层交换机与核心层交换机光纤上连，向下与该单位的业务部门交换机级联，一般负责跨网 络的数据交换和转发任务。 接入层：负责终端用户的联网和管理。这些交换设备一般大量分布在业务部门的楼层 管理单元，多采用光纤或双绞线与汇聚层交换机上连。
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第1章 计算机网络概述
训教 重点
计算机网络的组成结构、构成设备与对应功能 计算机网络的各种拓扑结构特点
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过渡页
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第1章 计算机网络概述
能力 目标
掌握构成计算机网络组成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
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第1章 计算机网路概述
1.2 计算机网络的功能及应用
1.2.1 计算机网络的功能
1．通信功能 2．资源共享
（1）硬件资源的共享。 （2）软件资源的共享。 （3）数据资源的共享。
3．高可靠性 4．提供分布处理环境 5．集中管理与处理 6．负载分担与均衡 7．跨越时间和空间的障碍
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第1章 计算机网路概述
3．开放式标准化网络 为了使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，开放系统互连参考模型）。OSI/RM由七层组成，所以也称OSI七层模型。
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第1章 计算机网路概述
1.1 计算机网络的形成、结构和发展
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1.1.1 计算机网络的概念
一个企业级网络一般由三层结构组成，即： 核心层：一般是由核心交换机、路由器、服务器等构成的数据交换中心，负责整个网 络数据的汇总、交换、存储和处理业务，是整个网络运行管理的核心。 汇聚层：一般是指二级业务部门局域网管理单元，该层主要是通过企业级或部门级三 层交换机与核心层交换机光纤上连，向下与该单位的业务部门交换机级联，一般负责跨网 络的数据交换和转发任务。 接入层：负责终端用户的联网和管理。这些交换设备一般大量分布在业务部门的楼层 管理单元，多采用光纤或双绞线与汇聚层交换机上连。
计算机网络(第5版)_13239
被接收端 误认为是一个帧
被接收端当作无效帧而丢弃
解决帧边界数值出现在帧中的问题
课件制作人：谢希仁
解决透明传输问题
发送端的数据链路层在数据中出现控制字符 “SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符 “ESC”(其十六进制编码是 1B)。 字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网 络层之前删除插入的转义字符。 如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字 符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的 两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
课件制作人：谢希仁
用户到 ISP 的链路使用 PPP 协议
已向因特网管理机构 申请到一批 IP 地址 用 接入网 ISP 至因特网
户
PPP 协议
课件制作人：谢希仁
1. PPP 协议应满足的需求
简单——这是首要的要求 封装成帧 透明性 多种网络层协议 多种类型链路 差错检测 检测连接状态 最大传送单元 网络层地址协商 数据压缩协商
----三个基本问题
(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制
课件制作人：谢希仁
0. 组帧（framing）方法
字符计数法
在帧头携带帧的长度。这种方法在帧传输出错后无法恢复 同步。
带有字节填充的标志字节法
使用特殊的字节来表示帧的开始与结束。字节填充（特殊 字节前插入转义字符）。该方法依赖于特定的字符编码集， 帧长必须是8比特的整倍数，灵活性差，处理开销大。
现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现 这些协议的硬件和软件。 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层 的功能。
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DNS域名解析flash动画演示
4
Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
10.1.1 域名系统（DNS）
2．域名系统的层次结构
域名系统采用层次结构，按地理域或机构域进
行分层，是一种树形结构。
树的顶部为根节点，根下面的就是域，而域又
可以进一步划分为子域，每一个域或子域都有域名。
TCP/IP的应用层为用户开发了许多网络应用程
序。例如文件传输、网络管理、路由选择等，常用
的有DNS、Telnet、FTP、SMTP、POP、SNMP、
Windows Internet命名服务WINS、DHCP和HTTP
等。
3
Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
10.1.1 域名系统（DNS）
1. 文件传输协议FTP 文件传输协议FTP（File Transfer Protocol） 用于将文件从一个主机复制到另一个主机。网络上 进行“上传”和“下载”就是利用FTP程序实现的。
第10章 TCP/IP应用层及Intranet
本章要点
◆ 掌握TCP/IP应用层协议及作用 ◆ 掌握常用网络命令及使用方法 ◆ 了解Internet、Intranet和Extranet基本概念 ◆ 了解Internet的结构和自治系统的概念 ◆ 了解RIP和OSPF等路由协议的功能 ◆ 掌握创建Intranet信息网站的方法和配置过程
1. 域名和域名系统 IP地址采用点分十进制后增加了可读性，但还是 不便记忆，因此TCP/IP协议引入了域名系统DNS。
域名也称为主机识别名或主机名，它由具有一 定意义的，方便人们记忆和书写的英文单词、缩写 或中文拼音等组成，现在还可以使用中文域名。与IP 地址相比，它更直观更便于记忆。
IP地址与域名之间存在着对应关系，在Internet 中可以通过DNS服务器进行域名解析，完成将域名 转换为IP地址的工作。
层次型主机域名可表示为“主机名.本地名.组名. 网点名” ，例如：
域名中的域分为多级，一级域名为“cn”，代表
中国；二级域为“n”，代表教育机构；三级域
名为 “”等。
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Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
10.1.1 域名系统（DNS）
2．域名系统的层次结构 域名还可以按地理域划分，如域名“” ， 代表“南京－江苏－中国”。 最高级域分为构性域名和地理性域名两大类。
名字
ARPA COM EDU NET GOV MIL ORG Int
机构类型 阿帕网 商业机构 教育机构 ISP经营机构 政府机关 军事系统 其他组织机构 国际组织
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Lizq98@
第10章 TCP/IP应用层及Intranet
目录
10.1 TCP/IP应用层协议 10.2 常用网络命令 10.3 Internet、Intranet和Extranet 10.4 创建Intranet信息网站
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Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
l 查表（table lookup） l 相近形式计算（closs-form computation） l 消息交换法（message exchange）
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Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
10.1.2 远程登录（Telnet）
Telnet为用户提供一个以终端方式与远程主机的 连接方式，使得本地终端就像远程主机上的一个终 端一样，运行远程主机上的各种应用程序，使用该 主机提供的各种资源。
管理机构的管理工作并不繁重。
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Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
10.1.1 域名系统（DNS）
4．域名解析
将域名转换为IP地址称为域名解析，而将IP地址
转换为主机物理地址称为地址解析。域名解析由
DNS服务器完成，地址解析由地址解析协议ARP完
成。
DNS服务器完成名字至地址的映射，是域名系统
E-mail、FTP等都是在Telnet的基础上实现的。 利用远程登录可以使用远距离的大型计算机和外围 设备的资源、检索Internet上的数据库、访问世界上 众多信息资源。网管通过Telnet对远程主机进行配置 和管理。
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Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
10.1.3 文件传输协议（FTP和TFTP）
的核心。DNS服务器也有层次结构。它们相对独立，
又相互合作。DNS服务器中地址映射信息会随着网
络的变化，不断进行调整。
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Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
10.1.1 域名系统（DNS）
5．地址解析 地址解析是协议地址到物理地址的映射过程， 地址解析时要根据网络使用的协议和硬件编址方案。 例如将IP地址解析为以太网地址和解析为ATM地址 的方法是不同的，因为以太网和ATM的硬件编址方 案不同。
国家或地区 中国
中国香港 中国台湾 中国澳门
日本 英国 澳大利亚
…
域名
cn
hk
tw
mo
jp
uk
au
…
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Lizq98@
10.1 TCP/IP的应用层
10.1.1 域名系统（DNS）
3．域名的管理
域名由中心管理机构将最高一级名字划分为几
个部分，并将各部分的管理权授予相应机构。每个
应用层提供网络业务和应用，负责应用程序之 间的通信，为用户和网络之间提供一个接口，用户 通过调用应用层服务实现对网络资源的访问。
与OSI/RM相比， TCP/IP将高三层合为一层， 为用户提供调用和访问网络应用程序的接口，并向 用户提供各种标准的应用程序及相应的协议，用户 还可以根据自己的需要建立自己的应用程序。
管理机构可以将自己管辖范围的名字进一步划分为
若干子部分，也将子部分的管理权授予若干子机构。
这样逐级授权的结构而形成的最终域名就可以得到
Internet管理中心的认可。
为保证主机域名的唯一性，每个机构或子机构
中要确保下一级的名字不重名就可以，而不同层可
以有同名。这样上层不必管理更下层的命名，下层
的命名变化也不影响上层的工作，使得Internet中心