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文檔簡介

1、整理課件,1,計算機網(wǎng)絡實用技術,整理課件,2,主要內(nèi)容,上篇:網(wǎng)絡基礎 概述 、低層網(wǎng)絡技術、網(wǎng)絡互連與TCP/IP、局域網(wǎng)組網(wǎng) 下篇:Internet應用 Internet接入、DNS 、WWW、E-mail、FTP 網(wǎng)頁制作技術,整理課件,3,參考書,1.李俊娥,計算機網(wǎng)絡基礎,武漢大學出版社,2006 2.計算機網(wǎng)絡(第五版),謝希仁,電子工業(yè)出版社 ,2006 3.計算機網(wǎng)絡,吳功宜,清華大學出版社,2003 4.互聯(lián)網(wǎng)資料,整理課件,4,1.網(wǎng)絡的前世今生什么來頭? 2.網(wǎng)絡的定義到底什么是網(wǎng)絡? 3.網(wǎng)絡解剖網(wǎng)絡如何構成的? 4.聯(lián)網(wǎng)的動機為何要聯(lián)網(wǎng)? 5.網(wǎng)絡的應用能做什么?,

2、第一章計算機網(wǎng)絡概論,整理課件,5,1.1概述1.1.1計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展,第一階段:1950 數(shù)據(jù)通信技術的研究與發(fā)展 第二階段:1960 ARPANET與分組交換技術 第三階段:1970 網(wǎng)絡體系結構與協(xié)議標準化 第四階段:1990 Internet技術的廣泛應用,整理課件,6,單機: 大、中、小型機龐大,昂貴 網(wǎng)絡: 始于50s,近20年發(fā)展迅速,發(fā)展的動力: 資源共享的需求 大型項目的合作 人與人之間的溝通,1.計算機網(wǎng)絡的形成,整理課件,7,第一階段:以主機為中心的聯(lián)機終端網(wǎng)絡系統(tǒng),20世紀60s以前。 特征共享主機資源 單臺主機計算、通信 多臺終端用戶交互 本地、遠程連接,整理

3、課件,8,美國的飛機訂票系統(tǒng)SABRE-1 1 HOST 2000 Terminal 通信線路(電話線路) 此結構的網(wǎng)絡至今仍在使用 缺點 主機負荷重,數(shù)據(jù)處理通信 線路利用率低,EXAMPLE,整理課件,9,20世紀60s 20世紀70s 特征 單主機終端網(wǎng)絡的互聯(lián),形成多主機為中心的網(wǎng)絡 網(wǎng)絡結構從“主機終端” 轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鳈C主機” 結構,第二階段:主機主機網(wǎng)絡,整理課件,10,通信任務從主機中分離 CCP(Communication Control Processor) 通信控制處理機 專門處理主機之間的通信任務,主機主機網(wǎng)絡的演變演變階段1,整理課件,11,兩層網(wǎng)絡概念的出現(xiàn),1.由CC

4、P組成的傳輸網(wǎng)絡通信子網(wǎng),為資源子網(wǎng)提供信息傳輸服務,整理課件,12,C,C,C,H,H,H,T,T,T,T,T,T,T,資源子網(wǎng),通信子網(wǎng),T,T,2.主機的集合資源子網(wǎng),提供各種網(wǎng)絡資源,建立在通信子網(wǎng)基礎上(可多系統(tǒng)并存),整理課件,13,通信子網(wǎng)規(guī)模擴大,私有社會公用 公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(public data network,PDN) 美國TELENET,英國PSS,日本DDX 優(yōu)點 降低用戶系統(tǒng)建設成本 通信線路利用率高 兼容性好,演變階段2,整理課件,14,因特網(wǎng)的前身ARPANET 美國國防部高級研究計劃局(advanced research projects agency,ARPA)

5、建立的實驗性網(wǎng)絡 最初4個節(jié)點70s的60多個節(jié)點-80s到100多個 地域跨越美洲、歐洲,Example,整理課件,15,ARPANET的主要貢獻,提出資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)的概念 研究了分組交換 采用分層的體系結構模型和協(xié)議體系 促進了TCP/IP的形成 為Internet奠定了基礎,整理課件,16,20世紀70s-至今 不同網(wǎng)絡設備之間的兼容性和互操作性是推動網(wǎng)絡體系結構的標準化的原動力 各廠商、研究機構、大學在網(wǎng)絡技術、方法、理論等方面的研究日趨成熟是其基礎 標準化過程的兩個階段 廠商標準:IBM-SNA,DEC-DNA,第三階段:體系結構標準化網(wǎng)絡,整理課件,17,國際標準:ISO-OS

6、I/RM Open System Interconnection/ Recommended Model (開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型,簡稱OSI參考模型) OSI沒有成為真正的標準 事實上的標準TCP/IP,國際標準階段,整理課件,18,第四階段:Internet應用與高速網(wǎng)絡技術發(fā)展,Internet是全球最大和最具影響力的互聯(lián)網(wǎng)絡 高速網(wǎng)絡技術表現(xiàn)在: 寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN 異步傳輸模式ATM Fast Ethernet,Gigabit Ethernet, 寬帶城域網(wǎng)和寬帶接入技術,整理課件,19,1970s 局域網(wǎng)技術,以太網(wǎng)Ethernet、令牌總線token bus、令牌環(huán)token

7、 ring,光纖分布式數(shù)據(jù)接口(fiber distributed data interface,FDDI ) Ethernet,10/100M,雙絞線 操作系統(tǒng):netware /Windows NT server/IBM LAN server/Unix 綜合布線技術 客戶/服務器計算模式,整理課件,20,以相互共享資源方式連接起來,且各自具有獨立功能的計算機系統(tǒng)的集合; 歸納:自主計算機的互連集合 自主:不是主從關系 主控從屬 主機終端(終端網(wǎng)絡) 互連:以任何通信方式 銅線、光纖 紅外、激光、微波、衛(wèi)星,1.1.2 計算機網(wǎng)絡的定義,整理課件,21,1.1.3計算機網(wǎng)絡的構成,計算機設備

8、 傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡協(xié)議(Protocol)實體 計算機間通信共同遵循的約定或通信規(guī)則,整理課件,22,現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡結構示意圖,整理課件,23,1.2計算機網(wǎng)絡分類,主要有以下兩種分類方法 (1)按傳輸技術:廣播式、點到點式 (2)按覆蓋范圍:局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng) (3)根據(jù)用戶:公用網(wǎng)、專用網(wǎng) (4)按拓撲結構:總線型、環(huán)形、星型、網(wǎng)狀、 (5)按網(wǎng)絡協(xié)議:以太網(wǎng)、令牌環(huán)、FDDI、ATM、Novell、TCP/IP (6)按交換方式:電路交換、報文交換、分組交換,整理課件,24,(1)按傳輸技術分類,通信信道的類型有: 廣播式信道 點到點信道 相應的計算機網(wǎng)絡分為: 廣播式網(wǎng)絡(Broad

9、cast Networks) 點到點網(wǎng)絡(Point-to-Point Networks),整理課件,25,廣播式(broadcast)網(wǎng)絡,一臺計算機發(fā)送廣播分組,其他計算機都要接收; 一臺計算機向指定的計算機發(fā)送分組,所有都能“聽”到,但只有與目的地址相同的計算機才接收;,整理課件,26,點到點(Point-to-Point)網(wǎng)絡,每條物理線路只連接一對計算機 采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇,(,(,(,(,交換機,交換機,交換機,交換機,用戶線,用戶線,中繼線,中繼線,B,A,整理課件,27,(2)按網(wǎng)絡覆蓋范圍,局域網(wǎng)(LAN,Local Area Network) 城域網(wǎng)(MAN,Metro

10、politan Area Network) 廣域網(wǎng)(WAN,Wide Area Network),整理課件,28,局域網(wǎng),覆蓋有限的地理范圍,適用于機關、學校、工廠等。 提供高數(shù)據(jù)傳輸速率(10Mb/s10Gb/s)、低誤碼率。 一般屬于一個單位所有,易于建立、維護和擴展。 例:以太網(wǎng)、令牌環(huán)、令牌總線、FDDI,整理課件,29,城域網(wǎng),城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡; 城域網(wǎng)設計的目標是要滿足幾十公里范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機關、公司的多個局域網(wǎng)互連的需求; 實現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形與視頻等多種信息的傳輸功能; 城域網(wǎng)在技術上與局域網(wǎng)相似。,整理課件,30,廣域網(wǎng),廣域網(wǎng)也

11、稱為遠程網(wǎng); 覆蓋的地理范圍從幾十公里到幾千公里; 覆蓋一個國家、地區(qū),或橫跨幾個洲,形成國際性的遠程網(wǎng)絡; 通信子網(wǎng)主要使用分組交換技術; 例:ARPANET,中國電信chinaNet,ChinaPac,整理課件,31,1.3拓撲結構,計算機網(wǎng)絡拓撲是通過網(wǎng)中結點與通信線路之間的幾何關系表示網(wǎng)絡結構,反映出網(wǎng)絡中各實體間的結構關系; 拓撲設計對網(wǎng)絡性能、系統(tǒng)可靠性與通信費用都有重大影響。 計算機網(wǎng)絡拓撲主要是指通信子網(wǎng)的拓撲構型;,some possible topologies,整理課件,33,1.4 網(wǎng)絡體系結構 1.4.1 計算機網(wǎng)絡協(xié)議,網(wǎng)絡協(xié)議(network protocol),

12、簡稱為協(xié)議,是為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定。 三要素: 語法表示要做什么? 語義表示要怎么做? 時序表示什么時候做?,整理課件,34,1.4.2 協(xié)議分層的必要性,協(xié)議分層的目的,是為了減少協(xié)議設計和實現(xiàn)的復雜性,應用了“分而治之”的思想。 “分層”可將龐大而復雜的問題,轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題,而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。,整理課件,35,兩個主機交換文件,文件傳送模塊,主機 1,主機 2,文件傳送模塊,只看這兩個文件傳送模塊 好像文件及文件傳送命令 是按照水平方向的虛線傳送的,把文件交給下層模塊 進行發(fā)送,把收到的文件交給 上層模塊,整理課件,36,再設計一

13、個通信服務模塊,文件傳送模塊,主機 1,主機 2,文件傳送模塊,只看這兩個通信服務模塊 好像可直接把文件 可靠地傳送到對方,把文件交給下層模塊 進行發(fā)送,把收到的文件交給 上層模塊,通信服務模塊,通信服務模塊,整理課件,37,再設計一個網(wǎng)絡接入模塊,文件傳送模塊,主機 1,主機 2,文件傳送模塊,通信服務模塊,通信服務模塊,網(wǎng)絡接入模塊,網(wǎng)絡接入模塊,通信網(wǎng)絡,網(wǎng)絡 接口,網(wǎng)絡 接口,網(wǎng)絡接入模塊負責做與網(wǎng)絡接口細節(jié)有關的工作 例如,規(guī)定傳輸?shù)膸袷剑瑤淖畲箝L度等。,整理課件,38,郵政系統(tǒng)信件發(fā)送、接收過程,整理課件,39,分層的好處,各層之間是獨立的。 靈活性好。 結構上可分割開。 易于

14、實現(xiàn)和維護。 能促進標準化工作。,整理課件,40,計算機網(wǎng)絡的體系結構,計算機網(wǎng)絡的體系結構(architecture)是計算機網(wǎng)絡的各層及其協(xié)議的集合。 體系結構就是這個計算機網(wǎng)絡及其部件所應完成的功能的精確定義。 實現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結構的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問題。 體系結構是抽象的,而實現(xiàn)則是具體的,是真正在運行的計算機硬件和軟件。,整理課件,41,1.4.3典型計算機網(wǎng)絡的參考模型,應用層,運輸層,網(wǎng)絡層,表示層,會話層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,7 6 5 4 3 2 1,OSI 的體系結構,應用層,網(wǎng)絡接口層,網(wǎng)際層 IP,(各種應用層協(xié)議如

15、 TELNET, FTP, SMTP 等),運輸層(TCP 或 UDP),TCP/IP 的體系結構,整理課件,44,五層協(xié)議的體系結構,應用層(application layer) 運輸層(transport layer) 網(wǎng)絡層(network layer) 數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) 物理層(physical layer),數(shù)據(jù)鏈路層,5 應用層,4 運輸層,3 網(wǎng)絡層,2 數(shù)據(jù)鏈路層,1 物理層,整理課件,45,整理課件,46,OSI的歷史經(jīng)驗和教訓,OSI是80年代計算機網(wǎng)絡技術,網(wǎng)絡體系結構的主流 OSI網(wǎng)絡體系結構的核心和貢獻: 分層模型 服務、接口、協(xié)議,整理課

16、件,47,OSI的歷史經(jīng)驗和教訓,Andrew S. Tanenbaum 在 “Computer Networks”第三版中評價OSI: Bad timing(too late) Bad technology(both the model and the protocol are flawed) Bad implementations(huge,unwieldy,and slow) Bad politics(government and organizations bureaucrats),整理課件,48,1.5典型的計算機網(wǎng)絡,ARPANET 1969年11月,實驗性的ARPANET開通;

17、1975年,ARPANET 已經(jīng)連入了100多臺主機,并且結束了網(wǎng)絡實驗階段,移交美國國防部國防通信局正式運行; 1983年1月,ARPANET向TCP/IP的轉(zhuǎn)換結束; 80年代中期,ARPANET成為Internet的主干網(wǎng); 1990年,ARPANET退役。 ARPANET對網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展起了重要的影響。,整理課件,49,NSFNET,1984年,NSF決定組建NSFNET; NSFNET采取的是一種層次型結構,分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)與校園網(wǎng); 1990年,NSFNET主干網(wǎng)的傳輸速率為44.746Mbps; 1995年4月1日,NSF和MCI合作創(chuàng)建了vBNS(very high-spe

18、ed backbone network service) ; vBNS主干網(wǎng)運行的速率范圍是從622Mbps(OC12)到4.8G bps(OC48)。,整理課件,50,整理課件,51,Internet,80年代中期人們開始認識到Internet的重要作用; 90年代是Internet歷史上發(fā)展的最快的時期; Internet應用主要有E-mail、WWW、Telnet、FTP與Usenet等,隨著Internet規(guī)模和用戶的不斷增長,Internet上的應用領域也進一步得到開拓; 從用戶的角度來看,Internet是一個全球范圍的信息資源網(wǎng); 從網(wǎng)絡結構角度看,Internet是一個由路由器

19、互聯(lián)起來的大型網(wǎng)際網(wǎng)。,整理課件,52,Internet2,由于Internet的商業(yè)化與業(yè)務量增多,導致網(wǎng)絡整體性能降低; 1996年10月,一些大學申請建立Internet2,為其成員組織服務,初始運行速率可達10Gbps; Internet 2可以用于多媒體虛擬圖書館、遠程醫(yī)療、遠程教學、視頻會議、視頻點播、天氣預報等領域; Internet 2在網(wǎng)絡層運行的是IPv4,同時也支持IPv6業(yè)務,希望形成下一代Internet的技術與標準。,整理課件,53,1.6 計算機網(wǎng)絡的應用,商業(yè) resource sharing,communication,e-commerce 家庭 www,instant messaging,online-library Twritter 移動用戶: WAP,m-commerc(移動商務), iPhone,整理課件,54,Virtual Laboratories,Interactive research and instruction Real-time access to remote scientific instruments,Image

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