第十章通信與網(wǎng)絡.ppt

1、牙齒講座內(nèi)容，1計算機網(wǎng)絡概述2數(shù)據(jù)更換技術(shù)3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)4 TCP/IP協(xié)議5網(wǎng)絡、內(nèi)部網(wǎng)和Intranet 6網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)模型，1計算機網(wǎng)絡概述，1.1計算機網(wǎng)絡生成計算機網(wǎng)絡是20世紀60年代美蘇冷戰(zhàn)時期的產(chǎn)物。60年代初，美國國防部領導人的非研究計劃局高級研究項目代理(ARPA)提出開發(fā)具有很強生存性的網(wǎng)絡。傳統(tǒng)的電路交換電信網(wǎng)絡有一個茄子缺點。如果正在通信的某個電路的開關或鏈路被炸毀，整個通信電路將中斷。要代替其他迂回電路使用，必須再次打電話建立連接。這很快就會耽誤一些時間。1計算機網(wǎng)絡概述，1.1計算機網(wǎng)絡生成新網(wǎng)絡基本特征網(wǎng)絡電腦之間的資料傳輸，撥號。網(wǎng)絡可以徐璐連接其他類型的電

2、腦，不限于單一類型的電腦。所有網(wǎng)絡節(jié)點都同等重要，網(wǎng)絡生存性大大提高。計算機通信時必須有冗馀路徑。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應該盡可能簡單，并且能夠非?？煽康貍鬏敂?shù)據(jù)。1計算機網(wǎng)絡概述，1.1計算機網(wǎng)絡生成1969年十二月，互聯(lián)網(wǎng)的前身美國ARPA網(wǎng)啟動，象征我們經(jīng)常調(diào)用的計算機網(wǎng)絡生成。牙齒計算機連接的網(wǎng)絡系統(tǒng)是一種分組交換網(wǎng)絡。分組交換技術(shù)給計算機網(wǎng)絡概念、結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡設計帶來了根本性的變化，并為以后的計算機網(wǎng)絡奠定了基礎。1計算機網(wǎng)絡概述，1.2計算機網(wǎng)絡概念1970年美國信息處理協(xié)會舉行的電腦聯(lián)合會議上，計算機網(wǎng)絡定義是“通過共享資源(硬件、軟件、數(shù)據(jù)等)的方式連接的，每個都是具有獨立功能的電腦系統(tǒng)的集合

3、”。牙齒書的定義：“計算機網(wǎng)絡是利用通信線路連接地理上分散的、具有獨立功能的大量電腦系統(tǒng)，根據(jù)任何協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，從而實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。”最簡單的兩臺網(wǎng)絡電腦互連，復雜的計算機網(wǎng)絡是連接全世界電腦的網(wǎng)絡。1計算機網(wǎng)絡概述，計算機網(wǎng)絡分類物理跨度范圍內(nèi)的局域網(wǎng)局域網(wǎng)城域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)(WAN)網(wǎng)絡傳輸技術(shù)中的廣播網(wǎng)絡點到點網(wǎng)絡：1計算機網(wǎng)絡概述，1.3計算機網(wǎng)絡配置為便于分析，根據(jù)數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理功能，通常從邏輯上網(wǎng)絡分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分。通信子網(wǎng)由通信控制處理器(CCP)、通信線路和其他通信設備組成，負責網(wǎng)絡資料傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務。資源子網(wǎng)包括主機系統(tǒng)、終端、網(wǎng)絡外圍

4、設備、各種軟件資源和信息資源。資源子網(wǎng)實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡(包括多種硬件和軟件配置)的面向應用程序的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡資源共享。1計算機網(wǎng)絡概述、1計算機網(wǎng)絡概述、1.4計算機網(wǎng)絡功能數(shù)據(jù)通信資源孔劉可靠性增強系統(tǒng)處理能力、1計算機網(wǎng)絡概述、1.5計算機網(wǎng)絡拓撲拓撲結(jié)構(gòu)通常表示點和線的幾何體陣列或構(gòu)造幾何圖形。計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡通信鏈路和節(jié)點的幾何體陣列或物理布局圖形。網(wǎng)絡基本拓撲包括：總線結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)，1計算機網(wǎng)絡概述，網(wǎng)絡拓撲映射，(1)總線結(jié)構(gòu)，(2)星型結(jié)構(gòu)，(3)環(huán)形結(jié)構(gòu)，(4)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，1計算機網(wǎng)絡概述，1.6通信介質(zhì)通信，有線介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜和光纖其中雙線和同軸電纜用

5、金屬導體利用導線電流傳輸數(shù)據(jù)。光纖通過光波進行數(shù)據(jù)傳輸。衛(wèi)星通信、紅外通信、激光通信和微波通信使用無線通訊范疇、電磁波傳輸數(shù)據(jù)。1計算機網(wǎng)絡概述，1.6通信介質(zhì)雙絞線(TP)是當前使用最廣泛、相對便宜的價錢傳輸介質(zhì)。雙絞線有兩種茄子類型：屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線。屏蔽雙絞線的金屬屏蔽層能很好地承受外部電磁干擾，但價錢費用高，目前使用少。未屏蔽雙絞線(UTP)由塑料夾克包圍，內(nèi)部有4對不同顏色的線。UTP的優(yōu)點是價錢價格低廉，使用簡單。許多局域網(wǎng)技術(shù)都采用了高級UTP電纜，如5類、5類UTP等。1計算機網(wǎng)絡概述和1.6通信媒體同軸電纜同軸電纜的材質(zhì)是同軸的。外部導體是用鐵絲編織的圓形公館，內(nèi)部導

6、體是圓形的金屬芯線。內(nèi)部芯和外部導體通常使用銅或鋁材料，內(nèi)部和外部導體之間有絕緣介質(zhì)。同軸電纜是總線型結(jié)構(gòu)，通信可靠性牙齒不好，在網(wǎng)絡中已經(jīng)很少被采用。1計算機網(wǎng)絡概述，1.6通信介質(zhì)光纖(Fiber)是光纖或光纖電纜。光纖的中心包含一條或多條玻璃光纖，通過激光或發(fā)光二極管光波傳輸數(shù)據(jù)。中心外是具有不同屬性的玻璃層。它像一面鏡子，反射光線回到中心，反射方法取決于傳輸模式。1計算機網(wǎng)絡概述、1.6通信媒體無線通訊無線通訊技術(shù)最近取得了很大進展。目前，筆記型電腦內(nèi)置了IEEE802.11無線通訊技術(shù)，許多PDA產(chǎn)品和手機也支持藍牙技術(shù)。應用無線通訊技術(shù)的方法有很多，包括無線電波、微波、衛(wèi)星、紅外、

7、激光等。有線傳輸不僅需要鋪設傳輸線，而且連接在網(wǎng)絡上的設備也不能自由移動。使用無線傳輸介質(zhì)，無需安裝傳輸線路，可以在一定范圍內(nèi)移動設備，適用于線路安裝困難的地區(qū)，并為接收大量筆記型電腦提供了條件。網(wǎng)絡硬件、(1)通信介質(zhì)。常用的網(wǎng)絡電纜包括雙絞線、同軸電纜、光纖電纜等，計算機網(wǎng)絡也使用無線傳輸介質(zhì)(包括微波、紅外線、激光)、衛(wèi)星線等傳輸介質(zhì)。(2)網(wǎng)絡接口。網(wǎng)卡。集線器、交換機。中繼器。橋牌。路由器。網(wǎng)關。(3)網(wǎng)絡服務器。(4)網(wǎng)絡電腦工作站。牙齒課程內(nèi)容，1計算機網(wǎng)絡概述2數(shù)據(jù)更換技術(shù)3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)4 TCP/IP協(xié)議5網(wǎng)絡、內(nèi)部網(wǎng)和Intranet 6網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)模式，2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，通

8、信子網(wǎng)必須能夠為所有傳入數(shù)據(jù)流提供從源節(jié)點到主機節(jié)點的路徑。實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)路徑的技術(shù)稱為數(shù)據(jù)更換技術(shù)。從通信資源分配的角度來看，“更換”是以某種方式動態(tài)分配傳輸線路的資源。網(wǎng)絡更換技術(shù)都經(jīng)歷了四個茄子發(fā)展階段：電路交換技術(shù)、消息更換技術(shù)、分組交換技術(shù)、綜合業(yè)務更換技術(shù)目前通信網(wǎng)絡中使用的交換技術(shù)主要是線路交換和數(shù)據(jù)包交換。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.1電路交換技術(shù)電路交換電腦終端之間的通信，一方開始通話，交換機連續(xù)完成，對方收到發(fā)起方的信號，雙方就可以通信。整個通信過程中，雙方一直牙齒電路占有。特性包括實時性能、減少延遲、降低交換設備成本。但是也有線路利用率低、電路連接時間長、通信效率低、每種終端用戶類

9、型無法通信的缺點。電路交換比較適用于信息量大、消息長、經(jīng)常使用的固定用戶之間的通信。電話更換系統(tǒng)就是采用這種更換方式。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)分組交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。將來自用戶端的數(shù)據(jù)暫存到交換機的內(nèi)存中，然后在網(wǎng)絡內(nèi)傳遞。要發(fā)送的消息分為多個小組。識別每個分組后，在一條物理線路上使用動態(tài)重用技術(shù)同時發(fā)送多個數(shù)據(jù)分組。與分組交換相比，電路交換電路利用率高。消息、2數(shù)據(jù)更換技術(shù)、2.2分組交換技術(shù)在發(fā)送方中首先將長消息分為短、固定長度的數(shù)據(jù)段。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)在每個數(shù)據(jù)段之前添加第一個配置分組。數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，第一，第一，第一，注意：左側(cè)是“前”，2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.

10、2分組交換技術(shù)分組交換網(wǎng)絡使用“分組”作為資料傳輸單位。將每個組依次發(fā)送到接收方(假定接收方在左側(cè))。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)每個組的第一部分包含地址等控制信息。分組交換網(wǎng)絡中的節(jié)點交換機根據(jù)接收到的分組的第一地址信息，將分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點交換機。使用這種存儲轉(zhuǎn)發(fā)方法，可以將分組發(fā)送到最終目的地。7.2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)接收方在收到分組后剝離了第一條還原信息。數(shù)據(jù)，第一，數(shù)據(jù)，第一，數(shù)據(jù)，第一，接收的數(shù)據(jù)，2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)，最后，將接收端接收的數(shù)據(jù)還原為原始消息。這里假設分組在傳輸過程中沒有錯誤，在傳輸時沒有丟棄。數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.

11、2分組交換技術(shù)，H1，A，分組交換網(wǎng)絡，b，d，節(jié)點交換機處理分組的過程首先將接收到的分組放入緩存(臨時存儲)。查找轉(zhuǎn)發(fā)表以查找應轉(zhuǎn)發(fā)目標地址的端口。將分組發(fā)送到適當?shù)亩丝凇?數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)分組交換優(yōu)勢效率：動態(tài)分配傳輸帶寬，逐段占用通信鏈路。靈活性：分組到傳輸單元并查找路徑?？焖伲嚎梢詫⒎纸M發(fā)送到其他主機，而無需先建立連接。充分利用鏈路的帶寬?？煽啃裕和暾木W(wǎng)絡協(xié)議自適應路由協(xié)議可提供網(wǎng)絡生存性。2數(shù)據(jù)更換技術(shù)，2.2分組交換技術(shù)分組交換缺點組，在每個節(jié)點存儲傳遞時需要排隊，因此可能會導致延遲。分組必須攜帶的第一個(里面有必要的控制信息)也造成了一些開銷。內(nèi)容、1計算機網(wǎng)絡

12、概述2數(shù)據(jù)更換技術(shù)3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)4 TCP/IP協(xié)議5網(wǎng)絡、內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)6網(wǎng)絡通信結(jié)構(gòu)模型、3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換都必須遵守事先約定的規(guī)則。這些規(guī)則明確指定了正在交換的數(shù)據(jù)的格式和相關同步問題(同步具有時序意義)。為在網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)交換而設置的規(guī)則、標準或約定是網(wǎng)絡協(xié)議，簡稱協(xié)議。計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)是計算機網(wǎng)絡層及其協(xié)議的集合。3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)是分層結(jié)構(gòu)。分層的好處每個層都是獨立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可以劃分。易于實施和維護?？梢源龠M標準化工作。，3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，3.1 OSI/RM參考模型國際標準化組織ISO宣布了開放式系統(tǒng)互連(OSI)參考模型，它是網(wǎng)絡互連的七

13、層框架。開放系統(tǒng)是允許具有不同底層體系結(jié)構(gòu)的兩個系統(tǒng)進行通信的一組協(xié)議。OSI模型定義了開放系統(tǒng)的層、層之間的關系以及每個層可能包含的服務。7.3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型，7.3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型(1)物理層：與通過通信通道傳輸物理層相關的遠視數(shù)據(jù)位(0和1)物理層特定作業(yè)接口和介質(zhì)的物理特性位表示：編碼類型數(shù)據(jù)速率：位特定于數(shù)據(jù)鏈路層的任務是“幀：拆分幀”和“組幀”。物理尋址：將發(fā)送者的物理地址和目標地址添加到幀中。流量控制：如果數(shù)據(jù)接收速率小于傳輸速率，則使用流量控制機制防止接收過載。錯誤控制：檢測損壞的幀，重新發(fā)送或丟棄幀。訪問控制：確定

14、在特定時間點控制鏈接的設備。7.3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型(3)網(wǎng)絡層：網(wǎng)絡層控制子網(wǎng)中的操作進程，該子網(wǎng)將分組從源地址傳遞到目標地址。網(wǎng)絡層特定作業(yè)邏輯尋址：通過完成數(shù)據(jù)鏈路層物理尋址處理牙齒尋址問題。將頭添加到上一層的包中，包括發(fā)件人和收件人的邏輯地址。路由：當某些獨立網(wǎng)絡連接形成一個較大的網(wǎng)絡時，連接設備(路由器或網(wǎng)關)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到最終目的地。擁塞控制、7.3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、7.3.1 OSI/RM參考模型(4)傳輸層：負責從源到目標的完整消息傳遞過程。它保證了整份報紙沒有錯誤，按順序到達目的地。傳輸層特定作業(yè)通信端口尋址：將整個消息傳遞給指定計算機上的指定進程。段和裝配：將消息分為可傳輸段，然后添加序列號，以便正確裝配消息。連接控制：可以是無傳輸層連接或面向連接。流控制：牙齒層中的流控制位于端到端。錯誤控制：牙齒層的錯誤控制是端到端的。7.3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型(5)會話層：會話層是一個網(wǎng)絡對話框控制器，通過該控制器可以在徐璐其他系統(tǒng)的用戶之間建立會話，這是設置和維護以及并發(fā)通信系統(tǒng)交互的用戶導向。7.3網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，7.3.1 OSI/RM參考模型(6)表示層：包含兩個系統(tǒng)在表示層時交換信息的含義和語法