计算机网络技术基础-ppt课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《计算机网络技术基础-ppt课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机网络技术 基础 ppt 课件
- 资源描述:
-
1、计算机网络技术基础计算机网络知识自我介绍 瞿华,管理学博士,讲师 程序设计师,企业信息管理师 清华大学机械工程与自动化专业本科 清华大学计算机专业硕士 北京科技大学管理科学与工程专业博士 曾在紫光股份有限公司等公司从事网络管理与开发工作目录 计算机网络概述 物理层介绍 数据链路层介绍 网络层介绍 传输层介绍 应用层介绍 网络安全目录 计算机网络概述 物理层介绍 数据链路层介绍 网络层介绍 传输层介绍 应用层介绍 网络安全什么是计算机网络 定义:把分布在不同地点的多个计算机物理地连接起来,按照网络协议互相通信,以共享软件、硬件和数据资源为目标的系统。手段目的计算机网络分类 按照物理连接方式分类:
2、 有线网 无线网 按照网速分类: 宽带网 窄带网带宽在1Mb/S以上,参考网速的计算计算机网络分类(2) 按照连接的实体类型分类: 终端接入网 骨干网 按照网络规模分类: 局域网 城域网 广域网这么多不同物理连接方式、不同规模的网络是如何连接到一起的?连接的是设备终端连接的是子网络局域网(LAN) 定义:单个组织内部的计算机互联组成的网络 特点: 专有 物理范围有限 例子 家庭局域网 公司局域网仅供组织内部使用,往往无法从组织外访问同一建筑或相邻的几座建筑内部几台电脑共享一个ADSL或小区宽带上网帐号由同一单位的几十台或几百台电脑组成城域网(MAN) 定义:覆盖一个城市的网络 例子: 基于有线
3、电视网的网络 WiMAX无线城域网 主要是为了利用服务商原有的通信资源广域网(WAN) 定义:将分布在不同地区的计算机系统、局域网互连起来,达到资源共享的目的公共网络 。 特点: 开放 地理范围广阔 例子: 因特网公共用户都可以使用。但不一定免费可能覆盖整个国家、整个大陆甚至全世界网络体系结构 结构特点:高度层次化的结构体系 目的:容易适应各种不同类型网络的需要,简化网络设计 方法: 不同机器的同层之间相互对话 每一层向上一层提供特定的标准化服务,但具体如何实现对上一层隐蔽 每一层只知道相邻层的存在,不相邻层之间互相意识不到对方的存在网络体系结构(3)第5层第4层第3层第2层第1层第2层第1层
4、第3层第4层第5层物理介质主机1主机2第5层协议第4层协议第3层协议第2层协议第1层协议4/5层接口3/4层接口2/3层接口1/2层接口4/5层接口3/4层接口2/3层接口1/2层接口类比:普通信件通信网络体系结构(2) 协议:层与层之间对话用到的规则和约定。 接口:每一对相邻层之间的标准协作方式。接口定义了下层向上层提供的功能。 层、接口与协议共同组成了网络体系结构(Network Architecture)。分层结构的优点 通过每一层实现一种相对独立的功能来简化问题 每一层的设计都是独立的,它不必关心下一层是如何实现的,只需知道下一层为我提供的服务,和我必须为上一层提供哪些服务 当由于技术
5、的变化使某层的实现需要变化时,不影响其他的层次网络中的一些关键问题 在计算机网络中,有一些的关键的设计问题,各层都需要考虑,包括: 寻址机制 错误控制 流控制 连接复用 路由选择 如何保证服务质量等等发送方如何唯一标识数据的接收方?如何发现数据传输中的错误?出错如何处理?是否每一层都需要错误控制?在哪一层实现错误控制?发送方处理速度大于接收方处理速度时,如何调整连接速度以免信息大量堆积?是否需要流控?在哪一层流控?多个对话是否可以共用一个连接?越是低级层次越需要复用当发送方和接收方之间存在多条可能的路径时,应该如何选择走那条路径?一个设备存在多个出口时,应该选择哪个出口?面向连接与无连接服务(
6、1) 网络中的服务有两种基本类型: 面向连接的服务 无连接服务 面向连接的服务:首先需要建立一个连接,然后使用该连接通信,通信结束后释放连接。 类似于打电话:首先需要拨通对方的电话,然后才能说话,最后挂机。面向连接与无连接服务(2) 无连接服务:每一条信息都携带着完整的目标地址,都可以独立的被系统路由发送。 类似于写信:每封信件都有自己的信封,上面写明了收信人的信息,可以被邮局独立的投递。面向连接与无连接服务(3) 面向连接服务的优点: 服务质量容易保证 容易计费 无连接服务的优点: 容错性强 容易复用网络中的一些关键问题(2) 上述这些关键问题在某一层如何选择,不影响其它层的选择。 例如:T
7、CP协议是工作在第四层(传输层)的面向连接的协议,与其配合的第一二三层所使用的协议可以是面向连接的(比如ATM、帧中继协议),也可以是无连接的(比如以太网)OSI网络参考模型物理层(physical layer) 作用:与传输媒体的接口,完成传输媒体上的信号与二进制数据间的转换物理接口上发送或接收的是一串以某种规则表示的二进制的数据物理层定义的是接口的机械特性、电气特性、功能和过程特性等例如:插头、插座的几何尺寸,每根引脚的功能定义,逻辑0和1的电平定义,信号宽带定义 数据链路层(data link layer) 作用:将物理层提供的原始传输设施转变成一条逻辑传输线路,隐藏传输的物理细节,以便
8、更高层次调用。 将数据拆开、封装成帧 提供必要的错误检测与处理 提供流量调节机制 在广播式网络中,还需解决信道共享的访问控制问题网络层(network layer) 作用:确定发送端到目标端的通路,完成数据在主机与主机之间的传输: 选择路由 拥塞控制 (流控) 子网间不同协议的转换 分段和重组 传输层(transport layer) 作用:提供端到端的通路 通常提供一种确保无错的点到点信道连接服务,也可以提供其他类型的服务 从传输层开始,4到7层都是端到端的,即在源机器上通过协议直接与目标主机上对应的层通话 下面的3层是串联的,协议只存在于机器和它物理连接的邻居之间。从源机器到目标机器可能要
9、经过多个网络设备。OSI网络参考模型(2)应用主机A层7654321应用协议表示协议会话协议传输协议表示网络传输物理数据链路会话交换单元名称APDUPPDUSPDUTPDU分组帧比特应用表示网络传输物理数据链路会话主机B网络物理物理网络数据链路数据链路路由器路由器通信子网协议物理层主机-路由器协议数据链路层主机-路由器协议网络层主机-路由器协议通信子网边界会话层(Session Layer) 作用:提供帮助不同机器上的用户之间建立会话的机制 对话控制 令牌管理 同步管理记录该由谁来传递数据了避免由于双方同时执行一个关键操作而出错在传输过程中设置一些中间检查点,以便在通讯连接崩溃后还可以从中间恢
10、复继续执行表示层(presentation layer) 作用:关注所传递信息的语法和语义 定义与平台无关的数据编码方法 管理和定义便于交换的数据结构 转换不同机器所使用的不同数据表示方法应用层(application layer) 作用:包括了所有应用协议,这些协议往往直接满足用户的某种需要 例如: 网页 HTTP协议 电子邮件 SMTP、POP3、IMAP协议 文件共享 BT emule(电骡)等OSI模型的数据传输应用协议应用协议表示协议表示协议会话协议会话协议传输协议传输协议网络协议网络协议发送进程实际数据传输路径应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数
11、据链路层物理层物理层接收进程NH数据数据PH数据数据SH数据数据TH数据数据AH 数据数据bitsDH数据数据DT应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层类比:某人给他的朋友写一封信邮政袋箱 信信封邮政信袋应用层网络层数据链路层物理层传输层TCP/IP网络与OSI模型 TCP/IP是目前使用最广泛的计算机通信协议族。 由按照分层思想相互配合的一系列协议组成组成,主要有: HTTP、DNS等应用层协议 TCP协议和UDP协议 IP协议TCP/IP协议与OSI模型OSITCP/IP在模型中不存在7654321应用层应用层表示层表示层会话层会话层传
12、输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层传输层传输层互联网层互联网层主机至网络主机至网络未定义主机至网络层 在互联网层以下,TCP/IP参考模型没有定义,认为互联网是网络的互联,至于主机如何接入网络不是TCP/IP模型所需要考虑的问题 TCP/IP模型面向的是网络,而不是主机互联网层(internet layer) 这里的“互联网”是基于无连接的分组交换网络 互联网层定义了正式的分组格式和协议,即IP协议(internet protocol),每个IP包的路由问题是互联网层要解决的问题 互联网层与OSI中的网络层相对应一个报文的各个不同的分组(称为IP包),可以通过不
13、同的路径到达目的地,其到达顺序与发送顺序可能不一致传输层(transport layer) 位于互联网层的上层,与OSI中的传输层相对应 其功能是使源端和目的端主机的对等实体进行对话 定义了两个端到端的协议: TCP协议 UDP协议可靠、面向连接的协议不可靠、无连接的协议应用层(application layer) TCP/IP模型的应用层包括所有的高层协议 (实际上,OSI模型中的会话层和表示层在很多应用中是没用的) 应用层常用协议: TELNET:标准终端仿真协议 FTP( Protocol):文件传输协议 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol): 电子邮件
14、协议 DNS(Domain Name Service):域名系统服务TCP/IP模型中的协议与网络 ( OSI ) 层名层名应用应用协议协议传输传输 网络网络网络网络数据链路数据链路+物理物理TELNETTCPDNSSMTPFTPSATNETARPANETIPUDPLAN分组无线网本课程的网络模型 结合ISO/OSI七层模型和TCP/IP四层模型的特点的五层网络模型OSITCP/IP7654321应用表示会话传输网络数据链路物理应用传输互联网主机至网络应用传输网络数据链路物理本课程模型实例:访问网站 例子:访问新浪网 实际包含了两个应用层的对话: DNS应用 HTTP应用查找域名实际对应的网站
15、服务器IP地址使用HTTP协议获取网站内容实例:DNS地址解析传输层网络层链路层物理层传输层网络层链路层物理层客户端应用层192.168.0.1DNS服务器端应用层的IP地址是多少?202.108.33.60用TCP协议发给192.168.0.1 53端口用IP协议发给192.168.0.1实例:访问网站传输层网络层链路层物理层传输层网络层链路层物理层客户端应用层网站端应用层访问网站网站内容用TCP协议发给202.108.33.60 80端口用IP协议发给202.108.33.60目录 计算机网络概述 物理层介绍 数据链路层介绍 网络层介绍 传输层介绍 应用层介绍 网络安全物理层 构成了网络层
16、次结构中的最底层。 定义了网络的机械、电气和时序等物理方面的接口 目的:将原始的字节数据从一台机器传输到另一台机器上网络拓扑结构定义:网络拓扑就是网络形状, 指用传输媒体互连各种设备的物理布局,就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。 意义:网络的拓扑的选择将直接影响网络的投资、运行速率、安装、维护和诊断等性能。常见拓扑结构:总线型环形星形树形总线拓扑总线拓扑(2) 优点: 结构简单、费用低 单个用户失效不影响其他用户 增删用户相对容易 缺点: 总线的长度有限 故障不容易定位 访问控制复杂,并不能保证信息的及时传送环型拓扑环形拓扑(2) 优点: 没有路径选择问题,控制协议简单 结构简单,
17、增删节点仅需简单的连接操作 传输时间固定 缺点 单节点故障会影响整个环路 故障检测困难 传输效率低星型拓扑星型拓扑(2) 优点 控制简单 故障诊断和隔离容易 方便服务、扩展性好 缺点 传输介质需求较大,费用高 中心节点是全网可靠性的瓶颈,中心节点的故障可能造成全网瘫痪。4.2.4 树型拓扑图4-7 树型拓扑结构 图4-8 树型拓扑应用 (交换机或集线器组成的以太网)4.2.4 树型拓扑 树形网络是星形网络的进一步扩展 形成了一种集中控制的网络结构 实际中多使用这种结构来组织和管理局域网传输介质 双绞线 同轴电缆 光缆 无线传输 双绞线大对数双绞线缆双绞线 (2) 由多对相互绝缘、并以螺旋形绞在
18、一起的铜线组成。 两根线绞在一起后,电流产生的电波会相互抵消,从而减少干扰和辐射。 线间干扰较小、价格便宜、易于安装 可传输模拟信号,也可传输数字信号双绞线 (3) 在电话系统的最后一公里,用于传输模拟信号 在计算机网络中,用于局域网,常用8芯无屏蔽双绞线(UTP)通常的传输距离不超过100 m 3类线(十兆以太网) 5类线(百兆以太网) 6类线和7类线(千兆以太网)同轴电缆(1)同轴电缆(2) 有专门的屏蔽层,比双绞线屏蔽性能更好 可以做到更大的带宽、更长的传输距离 过去多用于长途线路,但已被光纤取代 现在主要用于有线电视网和城域网中同轴电缆(3)50同轴电缆 50同轴电缆用于数字信号传输,
19、目前基本已被双绞线所替代75同轴电缆 75同轴电缆用于模拟信号传输,目前主要用于电视信号的传输 由于75同轴电缆的带宽极宽,所以,也被用于城域网,如有线通常用的同轴电缆有两种:光缆(1)光缆(2)光缆(3)-光纤跳线光缆(4) 多模光缆:信号通过光的折射在光纤中传输,距离2 km单模光缆:直线传输,距离10 km光传输系统包括: 光源、传输介质(光纤)、中继器、光检测器光缆(5) 优点: 带宽高 距离远 重量轻 无电磁干扰 防窃听 缺点: 设备价格高无线传输 无线电传输 微波传输 红外线和毫米波 光波传输 根据波长分成不同的波段,依次为无线电、微波、红外、可见光、紫外等 用于通信的电磁波频段无
20、线电波无线电波微波微波红外线红外线可可见见光光紫紫外外线线X射线射线射线射线f(Hz) 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024f(Hz) 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016双绞线TVFMAM同轴电缆微波通信卫星通信光通信波长 30km 3km 30m 3m 30mm 3mm 30m 3mTnbm P101 Fig.2-11 用于通信的电磁波频段地面无线通信模型传输距离:天线的高度、类型和信号强度传输可靠性:障碍物传输正确性:气象条件卫
21、星通信模型VSAT:甚小孔径卫星终端very small aperture satellite terminals地面站地球同步卫星36000km端到端单程 270ms往返 540ms地球同步卫星VSAT中央站VSAT基于电话/有线电视的网络接入 基于电话网络的接入拨号接入ADSL接入 基于有线电视网的接入拨号接入 通过电话线路访问远程服务器 使用调制解调器将数字信号转换成模拟信号 必须在某ISP注册成为合法用户 服务器端采用DHCP协议,为接入者分配一个临时的IP地址家庭主机拨号上网示意图家庭主机通过拨号对远程服务器的访问原始数字数据(数字信号) :A、 G经MODEM调制后的数字数据(模拟
22、信号):B、F经编码器记性编码解码后的数字数据(数字/模拟信号):C、D、E、HISP 1MODEM池MMMMMPCM计费网关计费网关计费网关小区终端本地环路(模拟)(双绞线)中等带宽主干(数字,光纤)编码器编码器高带宽主干(数字,光纤)ISP 2数字线路BCEAGHFDMODEM 调制解调器MODEM 调制解调器MODEM 调制解调器 MODEM包括调制和解调两个功能 调制方式有: 调幅 调频 调相 或是上述的组合 常用的调制解调器接口有RS-232、RS-449调制解调器,简称:MODEM MOdulation and DEModulationMODEM 调制解调器(续) 载波:1000
23、2000 Hz的正弦波 使用某种技术,让载波携带数字数据 调幅、调频、调相,或其组合 常用的协议 V.32:6(1)b x 2400 = 14.4 kbps P129 Fig. 2-26(b) V.34:12 x 2400 = 28.8 kbps 14 x 2400 = 33.6 kbps V.90:当ISP为数字接入时,终端用户上行速率为33.6 kbps,ISP的下行速率为56 kbpsADSL接入 传统电话线路为了语音进行了专门优化:使用滤波器把300Hz-3400Hz之外的频率都过滤了。因此Modem只能做到56kps的速率。 ADSL将这些被过滤的频率都利用起来,因此可以充分发挥电话
24、线路的全部承载能力ADSL接入(2) ADSL理论上可以实现8Mbps的下载和1Mbps的上传带宽 由于双绞线的最大带宽受传输距离影响很大,因此电话公司往往只对用户提供一个较低的带宽三类双绞线带宽与距离的关系距离(米)带宽(Mbps)ADSL的接入模型Internet用户侧本地局Ethernet 端口PC机滤波器用户配线架局端滤波器交换机配线架 程控交换机ADSL modemATU-RATU - C:ADSL Transmission UnitCentralATU - R:ADSL Transmission UnitRemote ADSL modemATU-CABFGEDC 采用曼切斯特编码、
25、携带了数字数据的数字信号:A 携带了语音数据的模拟信号:C、E、Fv经ADSL modem 调制后的、携带了数字数据的模拟信号:B、D、Gv多个信道,频分多路复用基于有线电视的网络接入 有线电视系统经过了多年的发展成熟和壮大,网络主干中的电缆已经被替换成了高带宽的光纤。 如果一个有线电视系统中主干使用光纤,而连接到家庭的是同轴电缆,这样的系统就被称为HFC系统。 电视节目只占用了HFC系统中的一部分频率带宽。利用其他的带宽可以提供网络接入服务。HFC 混合光纤电缆系统 HFC:Hybrid Fiber Coax同轴电缆分流器家庭光纤节点光纤交换机有线电视公司光纤主干Tnbm P171 Fig.
展开阅读全文