上海市二輕工業(yè)學校計算機教研組張杰市公開課一等獎省賽課微課金獎課件

網絡基本概念（一）上海市第二輕工業(yè)學校計算機教研組張杰1/48網絡主要性信息傳遞要依靠網絡，所以實現(xiàn)信息化離不開完善網絡。網絡已成為信息社會命脈和主要基礎。2/48計算機網絡地位現(xiàn)在有三種最主要網絡：電信網絡有線電視網絡計算機網絡在這三種網絡中，計算機網絡發(fā)展最快，其技術已成為信息時代關鍵技術。3/48計算機網絡、互連網、互聯(lián)網計算機網絡：一些相互連接計算機集合?；ミB網：一些相互連接計算機網絡集合（網絡網絡）?；ヂ?lián)網：就是互連網同義詞。計算機網絡計算機網絡計算機網絡計算機網絡互連網，互聯(lián)網4/48常見網絡拓樸結構點對點連接總線網星形網集線器環(huán)形網5/48計算機網絡能夠表示為一朵云計算機網絡計算機網絡計算機網絡計算機網絡6/48使用路由器能夠把不一樣

計算機網絡互連起來

網絡網絡網絡網絡網絡網絡網絡路由器路由器路由器路由器路由器路由器互連網(互聯(lián)網)由許多網絡經過路由器互連而成互連網(互聯(lián)網)是：“網絡網絡”互連網互連網也能夠用一朵云來表示7/48結點與鏈路能夠把計算機網絡抽象為結點（計算機或路由器）與鏈路（連接線路）集合。Node有兩個譯名：結點——用于計算機網絡中，表示計算機或路由器。節(jié)點——用于天線中，表示駐波電場強度為零點。但當前這兩個名詞使用比較混亂。8/48計算機網絡帶寬是指網絡可經過最高數(shù)據率，即每秒多少比特。描述帶寬也經常把“比特/秒”省略。比如，帶寬是10M，實際上是10Mb/s。這里M是106。計算機網絡帶寬9/48什么是寬帶？寬帶線路：可經過較高數(shù)據率線路。寬帶是相正確概念，并沒有絕正確標準。在當前，對于用戶接入到因特網用戶線來說，每秒傳送幾個兆比特就能夠算是寬帶速率。10/48ABAB寬帶線路窄帶線路寬帶線路：每秒有更多比特從計算機注入到線路。注：寬帶線路和窄帶線路上比特傳輸速率是一樣。11/48好比汽車運貨寬帶線路窄帶線路寬帶和窄帶線路：車速一樣寬帶線路：車距縮短12/48

兩部電話機只需要用一對電線就能夠相互連接起來。傳統(tǒng)電話網使用電路交換13/48假如需要將5部電話機兩兩相連，則需要10對電線。傳統(tǒng)電話網使用電路交換

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交換機當電話機數(shù)量很大時，就必須使用電話交換機進行連接。傳統(tǒng)電話網使用電路交換

15/48((A通話前先撥號建立連接?？赡苤灰涍^一個交換機（如A到B）可能要經過多個交換機（如C到D）通話過程中，通信雙方一直占用所建立連接。通話結束后，掛機釋放連接。電路交換特點交換機交換機交換機交換機((((((交換機交換機BCD16/48計算機終端早期網絡采取電路交換那時計算機極少，非常昂貴。遠地終端（沒有處理功效）經過通信線路（可能要經過許多個交換機）使用處于網絡中心計算機資源。17/48分組交換(packetswitching)出現(xiàn)電話網是為電話通信設計。電路交換電話網很適合于電話通信。但計算機數(shù)據含有很大突發(fā)性。使用電路交換會造成網絡資源嚴重浪費。計算機逐步增多，連網需求日益迫切，計算機網絡需要使用愈加有效連網技術。這就造成分組交換問世。18/48美國軍方促進了計算機網絡發(fā)展20世紀60年代美蘇冷戰(zhàn)激烈。美國軍方要研制一個生存性很強新型分布式網絡。即使少數(shù)結點或鏈路被摧毀，整個網絡仍保持通暢。這種新型計算機網絡就是采取分組交換、基于存放轉發(fā)計算機網絡。19/48數(shù)據數(shù)據數(shù)據分組交換在發(fā)送端把要發(fā)送報文分隔為較短數(shù)據塊每個塊增加帶有控制信息首部組成份組（包）依次把各分組發(fā)送到接收端接收端剝去首部，抽出數(shù)據部分，還原成報文數(shù)據分組11010011101?

???????00101001110報文發(fā)送端首部分組數(shù)據首部分組首部數(shù)據發(fā)送發(fā)送發(fā)送在前發(fā)送接收端數(shù)據首部數(shù)據首部數(shù)據首部11010011101?

???????0010100111020/48分組從A傳送到B過程網絡網絡網絡網絡網絡網絡網絡路由器路由器路由器路由器路由器路由器AB查找路由表目地下一跳路由器查找路由表目地下一跳路由器查找路由表目地下一跳路由器基于存放轉發(fā)分組交換21/48協(xié)議協(xié)議(protocol)是通信雙方必須嚴格恪守規(guī)則。協(xié)議準確地要求在網絡通信中使用各種控制信息格式、意義以及各種事件出現(xiàn)先后次序。協(xié)議在計算機網絡中起著非常主要作用。22/48協(xié)議必須確保在任何復雜情況下都能正確工作，所以網絡協(xié)議非常復雜。我們在日常生活中所使用許多約定，都遠遠達不到網絡協(xié)議要求，所以經常會使約定失敗?？傊?，網絡協(xié)議必須考慮怎樣對付各種異常情況出現(xiàn)。下面看一個例子。網絡協(xié)議非常復雜23/48……藍軍聯(lián)合進攻白軍——必勝藍軍單獨進攻白軍——必敗明日正午進攻?同意收到“同意”收到：收到“同意”協(xié)議無法確保必勝！24/48分層次網絡體系結構OSI七層網絡體系結構已經過時TCP/IP四層網絡體系結構已成主流使用五層原理體系結構來說明網絡工作原理較為適當25/4854321數(shù)據鏈路層應用層運輸層網際層物理層ApplicationlayerTransportlayerInternetlayerDatalinklayerPhysicallayer26/48TCP/IP

體系結構網絡接口層IP各種應用層協(xié)議HTTP,FTP,SMTP,DNS

等TCP網際層運輸層UDP應用層TCP:

傳輸控制協(xié)議(TransmissionControlProtocol)IP:

網際協(xié)議UDP:

用戶數(shù)據報協(xié)議(UserDatagramProtocol)27/485432154321H3物理傳輸媒體數(shù)據部分數(shù)據部分數(shù)據部分數(shù)據部分10100110100101比特流11010111010T2計算機1H5H4H2首部尾部……AP2AP1應用程序數(shù)據計算機2比特幀IP數(shù)據報IP分組TCP報文段UDP報文段28/48IP協(xié)議因特網IP協(xié)議最主要，它為分組在互連網中發(fā)送、傳輸和接收制訂了詳盡規(guī)則。IP是InternetProtocol縮寫，漢字標準譯名是“網際協(xié)議”。使用IP協(xié)議互連網絡常稱為：IP網絡，或IP網。在IP網絡傳送分組常稱為：IP分組，或IP數(shù)據報(IPdatagram)。29/48結構路由表在因特網中，路由器之間不停地相互通告路由信息。路由器依據所掌握路由信息結構出自己路由表。路由器之間交換路由信息都要恪守相關路由選擇協(xié)議。當網絡情況發(fā)生改變時，路由器中路由表能夠自動進行更新，從而確保了正確地轉發(fā)分組。30/48路由器之間不停交換路由信息

路由器之間不停交換路由信息過程對用戶是透明（用戶看不見）31/48IP網絡生存性很強當IP網絡中一些路由器或鏈路被破壞時，路由器能夠自動調整路由，使得網絡一直保持連通。這種路由動態(tài)調整過程對用戶是透明（即用戶感覺不到）。32/48IP網絡當部分結點或鏈路被摧毀時分組交換仍可保持網絡通暢路由器33/48IP網絡主要特點每一個分組獨立選擇路由。發(fā)往同一個目標地分組，后發(fā)送有可能先收到（即可能不按次序接收）。當網絡中通信量過大時，路由器就來不及處理分組，于是要丟棄一些分組。所以，IP網絡不確保分組可靠地交付。IP網絡提供服務被稱為：盡最大努力服務(besteffortservice)34/48和傳統(tǒng)電信網相比較電信網向用戶（即電話機）提供服務質量有確保。連接在電信網上電話機幾乎沒有智能，所以全部服務質量由電信網完成。35/48電路交換電信網電信網電信網向用戶電話機提供可靠交付36/48分組交換因特網TCP協(xié)議帶有TCP協(xié)議計算機向用戶程序提供可靠交付丟棄丟棄丟棄分組交換因特網不確保可靠交付TCPTCP37/48TCP協(xié)議用途TCP是TransmissionControlProtocol縮寫，漢字譯名是傳輸控制協(xié)議。TCP協(xié)議駐留在用戶計算機中，它作用是確保應用程序之間端到端可靠通信。38/48TCP協(xié)議主要功效TCP給要傳送每一個字節(jié)數(shù)據都進行編號。接收端在收到數(shù)據后必須向發(fā)送端發(fā)送確認信息。若發(fā)送端在要求時間內沒有收到對方確實認，就重傳這部分數(shù)據。當網絡中通信量過大時，TCP就告訴發(fā)送端要放慢發(fā)送數(shù)據。這叫做流量控制。39/48關鍵協(xié)議TCP/IP因特網使用協(xié)議很多，但其中最為主要協(xié)議就是IP和TCP。分組在因特網中傳送要使用IP協(xié)議。計算機數(shù)據傳輸可靠性由TCP協(xié)議來確保。通慣用TCP/IP這么記法表示以TCP和IP為關鍵協(xié)議族。40/48因特網

應用程序

TCP協(xié)議確保了應用程序之間可靠通信應用程序IP協(xié)議控制分組在因特網傳輸?shù)蛱鼐W不確?？煽拷桓蹲钪饕獌蓚€協(xié)議：IP和TCP41/48客戶與服務器客戶是服務請求方，服務器是服務提供方。服務請求方服務提供方客戶(client)服務器(server)42/48數(shù)據鏈路層物理層運輸層網絡層數(shù)據鏈路層物理層運輸層網絡層①發(fā)起連接建立請求應用層應用層客戶服務器因特網②接收連接建立請求計算機A計算機B43/48數(shù)據鏈路層物理層運輸層網絡層數(shù)據鏈路層物理層運輸層網絡層數(shù)據鏈路層物理層運輸層網絡層應用層應用層應用層計算機A計算機B計算機C客戶1服務器1服務器2客戶2因特網44/48結束語因特網(Internet)是世界范圍相互連接起來計算機網絡，使用TCP/IP協(xié)議族，其前身是美國阿帕網ARPANET。計算機網絡帶寬是網絡可經過最高數(shù)據率。因特網使用基于存放轉發(fā)分組交換，并使用IP協(xié)議傳送IP分組。45/48