大学计算机基础计算机网络及Internet课件.pptx
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- 大学计算机 基础 计算机网络 Internet 课件
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1、2022-11-111计算机网络基础计算机网络概述网络硬件及互联网结构网络体系结构与IP协议Internet基础网络操作系统局域网网络发展趋势2022-11-112关于计算机网络 计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合的产物,它涉及计算机和通信两个领域。通信技术 传输介质(网线)网络连接设备 信号收发等处理 计算机技术 CPU性能、内存外存容量 多媒体技术 操作系统2022-11-1135.1重点 计算机网络的产生与发展(3代)计算机网络的组成 计算机网络的主要性能指标 计算机网络体系结构与协议2022-11-1145.2 传输介质融入“计算机网络的组成”其他不讲2022-11-1155.3
2、重点 拓扑结构 工作方式、优缺点 介质访问控制方式 CSMA/CD 交换式局域网的优势 Windows局域网共享2022-11-1165.4重点 IP地址 概念(与地址对比)、形式 判断IP地址所属分类 本地IP地址的概念 VPN与NAT?2022-11-1175.5 略讲 Linux和Windows对比、适用场合 网络命令与Windows局域网共享结合2022-11-118计算机网络概述网络的产生与发展网络的定义与分类网络的功能与应用网络的主要性能指标2022-11-119计算机网络产生的原因 源自计算机系统的两大需求信息交换资源共享2022-11-1110计算机网络的产生与发展远程信息处理
3、系统(第一代)计算机互连网络(第二代)网络体系结构的形成(第三代)局域网的产生与发展Internet时代2022-11-1111公用电话网远程信息处理系统:面向终端的计算机网络多重线路控制器终端调制解调器(猫)大型机2022-11-1112面向终端的计算机网络 设计目标 用户可以在远程利用终端访问计算机;终端仅包含显示器和键盘。设备组成与功能 计算机、线路控制器(多路线路控制器、前端处理机)、调制解调器(Modem)、电话线路、终端。线路控制器等:使计算机能够向外发送数据并接收来自终端的控制命令。Modem:完成数字信号与模拟信号之间的相互转换。电话线路:数据的传输介质。2022-11-111
4、3互联网络(ARPANET)又称“分组交换网”与邮政系统对比=邮政局=寄件人=信件 包裹路由器主机数据新浪服务器源主机通信子网南昌北京武汉郑州资源子网2022-11-1114分组交换网 第二代网络由两部分组成 通信子网 由路由器相互连接在一起组成;路由器根据数据的目的地址转发数据;路由器相当于生活中的邮局。用户资源子网 由计算机、打印机等设备以及网络操作系统、网络数据库等资源组成;它们既是网络的用户(通信,共享资源);也是网上资源所在地(如电影服务器)。分组:将数据分为多个较小的“单元”2022-11-1115网络体系结构的形成 早期各公司有自己的结构 如,IBM的SNA结构等 OSI/RM体
5、系结构 7层 TCP/IP体系机构 4层层次体系结构2022-11-1116局域网:企业内部联网Internet:全球联网中国网民数量:?2022-11-1117中国网民数量 3.16亿 在今年举行的博鳌亚洲论坛上,工信部副部长奚国华公布了这一消息。奚国华表示,据下属单位CNNIC统计的一个数字显示,中国网民数量达到3.16亿,仍保持全球第一地位,中文网站数量已经达到287.8万。对于无线互联网经济,奚国华表示,目前有6.7亿移动用户,其中有1.176亿手机上网网民,增长率达133%。奚国华透露,中国3G发牌后,上网的笔记本电脑卖的最好,整个互联网产业保持了规模的增长,电子商务、网络广告、网络
6、游戏占据重要地位,2008年电子商务市场规模已经达到3万亿元人民币。2022-11-1118计算机网络的定义计算机网络是什么?2022-11-1119网络的基本概念 所谓计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置分散的、功能独立的自主计算机系统或由计算机控制的外部设备连接起来,在网络操作系统的控制下,按照约定的通信协议进行信息交换,实现资源共享的系统。功能组成结构信息交换资源共享通信设备计算机系统外部设备网络操作系统通信协议通信线路层次体系结构网络应用软件2022-11-1120计算机网络的组成网络的逻辑组成网络的物理组成2022-11-1121网络的逻辑组成 即由第二代网络中的通信子网和资源子
7、网两部分组成。2022-11-1122互联网络(ARPANET)又称“分组交换网”与邮政系统对比=邮政局=寄件人=信件 包裹路由器主机数据新浪服务器源主机通信子网南昌北京武汉郑州资源子网2022-11-1123分组交换网 第二代网络由两部分组成 通信子网 由路由器相互连接在一起组成;路由器根据数据的目的地址转发数据;路由器相当于生活中的邮局。用户资源子网 由计算机、打印机等设备以及网络操作系统、网络数据库等资源组成;它们既是网络的用户(通信,共享资源);也是网上资源所在地(如电影服务器)。分组:将数据分为多个较小的“单元”2022-11-1124计算机网络由以下五部分构成:计算机 传输介质 网
8、络连接设备 网络协议:TCP,IP,UDP,SNMP 网络软件:QQ,IE,联众,魔兽网络的物理组成软件硬件2022-11-1125 传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。计算机网络中采用的传输介质分为有线和无线两大类。有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤 无线介质有红外线、微波、激光、卫星等 传输介质的特性对网络数据通信的质量有很大影响。传输介质的特性:物理特性、传输特性、连通性、地理范围、抗干扰性、价格。传输介质2022-11-1126同轴电缆水晶头双绞线光纤:单模和多模无线介质-卫星通信传输介质图示红外,微波,激光2022-11-1127网络连接设备网络连接设备有:网络适配器(
9、网卡)集线器(Hub)交换机 路由器将多条线路集成在一起,组成局部网络或提供对外访问2022-11-1128网络连接设备有线网卡无线网卡2022-11-1129网络连接设备正面反面家用无线路由器加强版集线器2022-11-1130网络连接设备交换机2022-11-1131网络连接设备路由器2022-11-1132网络设备的综合使用寝室PC家用路由器网通路由器(南昌)网通路由器(北京)新浪服务器学校多级交换机局域网个人寝室长楼栋/学校收发室蛟桥邮局海淀邮局北大2022-11-1133网络的分类 作用范围 局域网LAN(Local Area Network)几米到几千米:办公室、家庭、楼栋 城域网
10、MAN(Metropolitan Area Network)几千米到几十千米:小城市或城区 广域网WAN(Wide Area Network)几十到几千千米:国家、全球(电信、网通等)2022-11-1134网络的分类 其他分类按通信介质(媒体)划分 有线网 无线网按网络的拓扑结构划分 集中式网络(星型网络)分散式网络(星型网络+网状网络)分布式网络(网状网络)按网络的应用类型划分 公用网 专用网按通信传播方式划分 广播式网络 点到点网络2022-11-1135网络的功能与应用信息交换资源共享计算机打印机存储器Email网页浏览网络游戏QQ视频点播电子商务软件下载IP电话2022-11-113
11、6网络的主要性能指标带宽 吞吐量 时延 2022-11-1137带宽 “带宽”本来是指模拟信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语,单位是“比特每秒”,或 b/s(bit/s)。2022-11-1138常用的带宽单位 更常用的带宽单位是 千比每秒,即千比每秒,即 Kb/s(103 b/s)兆比每秒,即兆比每秒,即 Mb/s(106 b/s)吉比每秒,即吉比每秒,即 Gb/s(109 b/s)太比每秒,即太比每秒,即 Tb/s(1012 b/s)K=210=1024 M=220,G=230,T=2402022-11-1139吞吐
12、量 吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量用于网络测量,网络在不同时候的吞吐量是不一样的。吞吐量受网络带宽的影响。2022-11-1140 可把信道(网络接口+带宽)比作公路 带宽相当于公路的车道数 吞吐量相当于任意时刻公路上的汽车数 (一般在公路末端监测)+2022-11-1141时延时延是指一个报文或分组从一个网络(或一条链路)时延是指一个报文或分组从一个网络(或一条链路)的一端传送到另一端所需的时间。通常来讲,时延是由以的一端传送到另一端所需的时间。通常来讲,时延是由以下几部分组成。下几部分组成。(1)处理时延(和排队时延)(2)发送时延(3)传播时延2022
13、-11-1142各种时延的产生位置 从结点 A 向结点 B 发送数据1 0 1 1 0 0 1发送器队列在链路上产生传播时延结点 B结点 A在发送器产生发送时延(即传输时延)在结点 A 中产生处理时延数据链路2022-11-1143生活中的对照例子 班级组织春游,到长途汽车站乘车 处理延时(排队延时)到车站时前面已排了3个团;发送延时(检票时间)排到本班第1位,全班45人开始逐一检票 传播延时(旅途时间)从南昌开往婺源班级=分组 1个人=1比特2022-11-1144发送时延=数据块长度(比特)信道带宽(比特/秒)(1)发送时延 结点在发送数据时使数据块结点在发送数据时使数据块从结点进入传输介
14、质所需要的时从结点进入传输介质所需要的时间间,也就是从数据块的第一位数据开始发送算起,到最后一位数,也就是从数据块的第一位数据开始发送算起,到最后一位数据发送完毕所需的时间,又称为传输时延。发送时延的计算公式据发送完毕所需的时间,又称为传输时延。发送时延的计算公式是:是:班级人数检票速度2022-11-1145传播时延=信道长度(米)信号在信道上的传播速率(米/秒)(2)传播时延 传播时延是电磁波在信道上传播一定的距离而花费的时间。传播时延的计算公式是:电磁波在铜线电缆中的传播速度为2.3105km/s,在光纤中的传播速度约为2.0105km/s。1000km长的光纤线路产生的传播时延大约为5
15、ms。公路长度汽车速度光纤比电缆慢?2022-11-1146 信号在光纤上的传播速度慢,为什么还说光纤网络的速度快?信道比作公路,在公路末端观察吞吐量 带宽相当于公路的车道数 传播速度相当于公路的最高限速 车道数 vs.限速限速100km/h限速120km/h2022-11-1147(3)处理时延(和排队时延)处理时延是指数据在交换结点处理时延是指数据在交换结点为存储转发而进行一些为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间必要的处理所花费的时间。在结点缓存队列中分组在结点缓存队列中分组排队排队所经历的时延是处理时延所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。网络通信量越大,处理时延越长。中的重要组
16、成部分。网络通信量越大,处理时延越长。当网络的当网络的通信量很大通信量很大时,还会发生队列溢出,使分组时,还会发生队列溢出,使分组丢失,这相当于处理时延为无穷大。有时可用排队时延作丢失,这相当于处理时延为无穷大。有时可用排队时延作为处理时延。为处理时延。2022-11-1148计算机网络体系结构层次模型 N层N+1层N-1层A计算机N层N+1层N-1层B计算机N-1层协议N层协议N+1层协议虚通信实通信物理介质层间接口下层向上层提供的服务住6楼的两人送礼物?2022-11-1149为什么要分层?2022-11-1150层次体系结构协议相当于锁和钥匙2022-11-1151计算机网络体系结构 l
17、计算机网络体系结构就是计算机网络体系结构就是计算机网络的层次及其协议集计算机网络的层次及其协议集合合。l体系结构是一个抽象的概念,是关于计算机网络体系结构是一个抽象的概念,是关于计算机网络设置多设置多少层、哪几层以及每个层次提供哪些功能的精确定义少层、哪几层以及每个层次提供哪些功能的精确定义,并不涉及具体的实现细节。并不涉及具体的实现细节。l体系结构的说明必须包含足够的信息,以便网络设计者体系结构的说明必须包含足够的信息,以便网络设计者能为每一层编写完全符合相应协议的程序。能为每一层编写完全符合相应协议的程序。2022-11-1152计算机网络的协议 对等层间通信,通信双方必须遵守事先约定的规
18、则。我们把那些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定,统称为网络协议。网络协议不仅要明确规定所交换的数据格式,而且还要对事件发生的次序作出周到的过程说明。网络协议由语义、语法和规则三部分组成(称网络协议三要素)。2022-11-1153OSI/RM参考模型层次层次中文名称中文名称英文名称英文名称第七层第七层应用层应用层Application Layer第六层第六层表示层表示层Presentation Layer第五层第五层会话层会话层Session Layer第四层第四层传输层传输层Transport Layer第三层第三层网络层网络层Network Layer第二层第二层数据链路层数
19、据链路层Data Link Layer第一层第一层物理层物理层Physical Layer2022-11-1154TCP/IP参考模型 在Internet所使用的各种协议中,最重要的和最著名的就是两个协议,即TCP(传输控制协议)和IP(网际协议)。现在人们经常提到的TCP/IP并不是指TCP和IP这两个具体的协议,而是表示Internet所使用的体系结构或是指整个的TCP/IP协议族。2022-11-1155沙漏计时器形状的TCP/IP协议族 HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层网络接口 1网络接口 2网络接口 3IP 可为各式各样的应用程序提供服务(Ev
20、erything over IP)IP 可应用到各式各样的网络上(IP over Everything)TCP/IP参考模型Telnet2022-11-1156TCP/IP层次体系结构示例发送进程接收进程应用层传输层网络层网络接口层应用层传输层网络层网络接口层数据数据AH数据AHTH数据AHTHNH数据AHTHNH帧头物理网络网卡驱动IPTCP/UDPWEB等hello6726450对1234567说helloQQ说hello甲的QQ对乙的QQ说了5个字hello2022-11-1157TCP/IP参考模型层次层次协议协议英文全称英文全称应用层应用层HTTPHyperText Transfer
21、 ProtocolSMTPSimple Mail Transfer ProtocolFTPFile Transfer ProtocolDNSDomain Name SystemTELNETTelnetNNTPNetwork News Transport ProtocolSNMPSimple Network Management ProtocolRTPReal-Time Transport Protocol运输层运输层TCPTransport Control ProtocolUDPUser Datagram Protocol网际层网际层IPInternet Protocol2022-11-115
22、8协议协议中文含义中文含义功能功能 HTTP超文本传输协议超文本传输协议提供提供WWW服务服务 SMTP简单电子邮件协议简单电子邮件协议负责互联网中电子邮件的传递负责互联网中电子邮件的传递FTP文件传输协议文件传输协议用于交互式文件传输、文件下载用于交互式文件传输、文件下载 DNS域名(服务)系统域名(服务)系统负责域名到负责域名到IP地址的转换地址的转换TELNET远程登录协议远程登录协议实现远程登录实现远程登录NNTP网络新闻传输协议网络新闻传输协议为用户提供新闻订阅服务为用户提供新闻订阅服务SNMP简单网络管理协议简单网络管理协议负责网络管理负责网络管理RTP实时传输协议实时传输协议用于
23、多媒体数据流等实时数据传输用于多媒体数据流等实时数据传输TCP传输控制协议传输控制协议提供可靠的、面向连接的数据传输提供可靠的、面向连接的数据传输UDP用户数据报协议用户数据报协议提供不可靠的、无连接的、尽最大努力的交付,简单、提供不可靠的、无连接的、尽最大努力的交付,简单、高效高效IP网际协议网际协议转发分组、路由选择和拥塞控制转发分组、路由选择和拥塞控制TCP/IP参考模型2022-11-1159 登陆设置 高级选项里设置登陆到服务器的类型,里面的UDP和TCP有什么区别?TCP和UDP,首先要明白“连接”和“无连接”的含义,他们的关系可以用一个形象地比喻来说明,就是打电话和写信。两个人如
24、果要通话,首先要建立连接即打电话时的拨号,等待响应后即接听电话后,才能相互传递信息,最后还要断开连接即挂电话。写信就比较简单了,填写好收信人的地址后将信投入邮筒,收信人就可以收到了。QQ2003以前是只使用UDP协议的 2022-11-1160两种模型的比较 TCP/IP协议体系没有会话层和表示层,其网络接口层包含了OSI参考模型的物理层和数据链路层。应用层应用层表示层表示层会话层会话层OSI/RM体系结构TCP/IP体系结构运输层运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(各种应用程序协议,各种应用程序协议,如如FTP、SMTP等等)运输层运输层(TCP或或UDP)网际互
25、连层网际互连层IP网络接口层网络接口层2022-11-11615.2 传输介质融入“计算机网络的组成”其他不讲2022-11-11625.3重点 拓扑结构 工作方式、优缺点 介质访问控制方式 CSMA/CD 交换式局域网的优势 Windows局域网共享2022-11-1163局域网2022-11-1164 局域网LAN(Local Area Network)是一种地理分布范围较小的计算机网络。它具有如下几个特征1)为一个单位所拥有,且地理范围和站点数都有限;2)所有的站共享较高的总带宽(即较高数据传输速率);3)较低的时延和较低的误码率;4)各站点为平等关系,而不是主从关系;5)能进行广播(一
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