計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理第1章

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理第1章》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理第1章（25頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),網(wǎng)管第一課,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理,教學(xué)課件,致 謝 詞,非常感謝貴校選擇本書作為教材！本書是,OSI/RM,的精華縮影。全書內(nèi)容短小而精悍,全部是,OSI/RM,技術(shù)的最基礎(chǔ)、最重要部分理論知識(shí)和技術(shù)原理的完美再現(xiàn)。在此以本書作者身份，祝各位學(xué)員通過對(duì)本書的學(xué)習(xí)能取得實(shí)實(shí)在在的進(jìn)步，學(xué)到實(shí)實(shí)在在、最全面、最實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論。,目錄,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述第二章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)第三章 物理層第四章 數(shù)據(jù)鏈路層第五章 網(wǎng)絡(luò)層第六章 傳輸層第七章 會(huì)話層與表示層第八章 應(yīng)用層,教學(xué)目的與課時(shí)安排,通過本書的學(xué)習(xí)學(xué)員要達(dá)到以下

2、基本目的：,掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各主要基礎(chǔ)知識(shí),熟悉局域網(wǎng)中主要的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議,掌握,OSI/RM,各層主要功能及其工作原理 整部書的課時(shí)安排如下,:,全書共安排,14,個(gè)課時(shí)，除第七、第八兩章只安排一個(gè)課時(shí)外，其余各章均為,2,個(gè)課時(shí)。但這不包括課后練習(xí)時(shí)間。建議每章至少安排,1,個(gè)課時(shí)來做練習(xí)，以鞏固課中所學(xué)的知識(shí)。教師也可以自己根據(jù)書中內(nèi)容，或者拓展內(nèi)容編制練習(xí)題。,基本教學(xué)思路,本書理論性較強(qiáng)，建議老師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)時(shí)時(shí)遵循以下基本思路。,建議學(xué)員至少先通看本書一遍，從全局角度把握,OSI/RM,各層的主要功能和工作原理?？梢粤斜韥磉M(jìn)行對(duì)比，這樣更能橫向分析,OSI/RM,劃分的依據(jù)和在實(shí)際

3、網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用。在這一遍中，不要強(qiáng)求理解所有的工作原理和記住所有的知識(shí)點(diǎn)。,然后再精看每一章，對(duì)于不明白的地方可以借助于其他資料來幫助理解。,結(jié)合本課件，列出各章的主要知識(shí)點(diǎn)。,結(jié)合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，從應(yīng)用角度來分析相應(yīng)理論知識(shí)的作用和工作原理。,本課件僅是起到大綱引導(dǎo)的作用，所涉及的主要內(nèi)容仍在書本之中，一定要結(jié)合書本學(xué)習(xí)。,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),本章從宏觀角度介紹了“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”各方面的基礎(chǔ)知識(shí)，包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要分類、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。,本章重點(diǎn)如下：,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史及各段時(shí)期的特

4、點(diǎn),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成及各部分主要作用,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要分類及各自主要特點(diǎn),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型及各自特點(diǎn),TCP/IP,、,UDP,、,PPP,和,HTTP,通信協(xié)議主要作用和特點(diǎn),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及通信原理,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及各自主要用途,第,1,課時(shí)主講內(nèi)容,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)主要發(fā)展階段及各自主要特點(diǎn),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要作用,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要分類及各自主要特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),主要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及各自主要作用,有線與,WLAN,無線網(wǎng)絡(luò)主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及各自特點(diǎn),1.1,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.1.1,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)將分散在各地的計(jì)算機(jī)、工作站、終端

5、和外部設(shè)備等，通過通信線路（或稱通信媒體）互相連接在一起，并按照有關(guān)協(xié)議實(shí)現(xiàn)相互通信、資源共享和進(jìn)行分布處理的綜合系統(tǒng)。,1.1.2,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史,到目前為止，已經(jīng)歷了,4,個(gè)主要階段：,以批處理為運(yùn)行特征的主機(jī)與終端之間通信；,以分時(shí)系統(tǒng)為平臺(tái)的主機(jī)與主機(jī)、主機(jī)與終端之間多系統(tǒng)通信；,以共享資源為主的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)高速發(fā)展階段；,以局域網(wǎng)互聯(lián)和因特網(wǎng)應(yīng)用為主的網(wǎng)絡(luò)高速普及階段。各階段的具體特點(diǎn)參見書中介紹。,1.,1.3,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)，以及各種通信設(shè)備構(gòu)成的，分為“網(wǎng)絡(luò)硬件”和“網(wǎng)絡(luò)軟件”兩大部分。網(wǎng)絡(luò)硬件包括：服務(wù)器、用戶

6、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)卡、交換機(jī)、路由器、防火墻、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備、入侵檢測和入侵防御設(shè)備等，網(wǎng)絡(luò)軟件包括：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議兩大部分。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)如,W,indows,2000 Server,、,Windows Server 2003,、,UNIX,、,RedHat,Enterprise Linux,等。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議如,TCP,、,IP,、,PPP,、,HTTP,、,UDP,等,1.1.4,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要作用,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要作用體現(xiàn)在：,數(shù)據(jù)通信、資源共享、集中管理、遠(yuǎn)程傳輸、分布式處理和負(fù)載均衡六個(gè)方面。詳細(xì)功能參見書中介紹。,1.2,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類標(biāo)準(zhǔn)多種多樣，目前

7、主要有：按網(wǎng)絡(luò)的范圍分,分為局域網(wǎng)（,LAN,），城域網(wǎng)（,MAN,），廣域網(wǎng)（,WAN,）三種,，按網(wǎng)絡(luò)配置分（分為同類網(wǎng)、單服務(wù)器網(wǎng)和混合網(wǎng)三種），按網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方式分,分為對(duì)等網(wǎng)（,PTP,）和客戶,/,服務(wù)器網(wǎng)（,C/S,）兩種,，按網(wǎng)絡(luò)通信傳輸介質(zhì)分（分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)兩種），按網(wǎng)絡(luò)通信傳播方式分（分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳播方式網(wǎng)和廣播式傳播結(jié)構(gòu)網(wǎng)兩種），按網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)的組織方式分（分為分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和集中式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩種）。各種分類中的子類型及特點(diǎn)參見書中介紹。,1.3,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議就是網(wǎng)絡(luò)之間溝通、交流的橋梁，只有相同網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的計(jì)算機(jī)才能進(jìn)行信息的溝通與交流。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

8、是一種特殊的軟件，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其功能的最基本機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的本質(zhì)是規(guī)則，即各種硬件和軟件必須遵循的共同守則。但網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議又不是一套單獨(dú)的軟件，它通常融合在其他軟件系統(tǒng)中。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議遍及,OSI,通信模型的各個(gè)層次。常見的通信協(xié)議有：,TCP/IP,、,IPX/SPX,、,NetBEUI,、,UDP,、,HTTP,、,PPP,等。有關(guān)這些通信協(xié)議的基本功能和特點(diǎn)參見書中介紹。,1.4,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是從邏輯上表示出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和互相之間的連接方式，在一定程度上可以說是指網(wǎng)絡(luò)電纜構(gòu)成的幾何形狀。,1.4.1,有線局域網(wǎng)常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),常見的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)拓

9、撲結(jié)構(gòu)按形狀可分為：星型（如下左圖）、環(huán)型（如下右圖）、總線型（如下頁上圖）、樹型（如下頁左下圖）和網(wǎng)狀（如下頁右下圖）,5,種。,1,星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（,Star Topology,）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單；便于管理、集中控制；網(wǎng)絡(luò)成本低，組網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)帶寬寬，傳輸速率高；延遲時(shí)間短，誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)共享能力較差，通信線路利用率不高，中央節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)過重，容易成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，一旦出現(xiàn)故障則全網(wǎng)癱瘓。,2,環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（,Ring Topology,）環(huán)型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：網(wǎng)絡(luò)路徑選擇和網(wǎng)絡(luò)組建簡單和投資成本低兩個(gè)方面，但缺點(diǎn)是主要的，主要體現(xiàn)在：連接用戶數(shù)非常少，傳輸速

10、度慢，,傳輸效率低，維護(hù)困難和擴(kuò)展性能差這幾個(gè)方面。,3,總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（,Bus Topology,）總線型結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：易于使用和掌握，通信費(fèi)用少，擴(kuò)展較方便，較高的可靠性，較小的時(shí)延。但其缺點(diǎn)仍是主要的，主要表現(xiàn)在：故障診斷困難，故障隔離比較困難，網(wǎng)絡(luò)效率和傳輸性能不高，不易擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍受到限制等方面。,4,樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（,Tree Topology,）樹型結(jié)構(gòu)其實(shí)是星型結(jié)構(gòu)和總線型結(jié)構(gòu)的混合，也可以稱之為混合型。所以這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型也就是同時(shí)具備了星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和總線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的雙重優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)了。目前采用同軸電纜型的總線網(wǎng)絡(luò)比較少見了，基本上都是光纖類型的。,5,網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)

11、構(gòu)（,Net Topology,）在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的每臺(tái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間均有點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接。采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，任一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少有兩條線路與其他節(jié)點(diǎn)相連。這種網(wǎng)絡(luò)傳輸效率高，冗余性能好，但布線非常復(fù)雜，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中并不多見，只是在一些需要冗余的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)才使用。詳細(xì)內(nèi)容參見書中介紹。,1.4.2,無線局域網(wǎng)主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在無線局域網(wǎng)中有,Ad-Hoc,（如左下圖所示）和,Infrastructure,（如右下圖所示）兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，前者屬于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，連接性能較差，連接用戶較少（通常為,5,個(gè)以內(nèi)），主要用于小型家庭、,SOHO,網(wǎng)絡(luò)中；后者屬于集中連接，連接性能較好，主要用于較多用

12、戶的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用更為廣泛。兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用參見書中介紹。,第,2,課時(shí)主講內(nèi)容,OSI/RM,的七層結(jié)構(gòu)，層次劃分原則和優(yōu)勢,OSI/RM,各層的主要功能,OSI,通信原理,OSI,各層典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,網(wǎng)卡的主要功能及分類,集線器和交換機(jī)的主要功能及交換機(jī)的主要分類,路由器主要功能及路由技術(shù),防火墻主要功能和特性,無線,AP,主要功能,1.5,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),OSI/RM,（開放系統(tǒng)連接參考模型）是,ISO,（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）提出的用于設(shè)計(jì)和描述網(wǎng)絡(luò)通信的基本框架。,1.5.1 OSI/RM,的七層結(jié)構(gòu),OSI/RM,的七層結(jié)構(gòu)中，由低到高分別是：物理層（,Physical La

13、yer,）、數(shù)據(jù)鏈路層（,Data Link Layer,）、網(wǎng)絡(luò)層（,Network Layer,）、傳輸層（,Transport Layer,）、會(huì)話層（,Session Layer,）、表示層（,Presentation Layer,）和應(yīng)用層（,Application Layer,），共七層。它們是遵循下列原則劃分的：,同一層中的各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都有相同的層次結(jié)構(gòu)，具有同樣的功能；,同一節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口（可以是邏輯接口）進(jìn)行通信；,七層結(jié)構(gòu)中的每一層使用下一層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)；,不同節(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分層的好處主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：,使

14、網(wǎng)絡(luò)變得更簡單；,將網(wǎng)絡(luò)部件標(biāo)準(zhǔn)化；,有利于模塊化設(shè)計(jì)；,保證不同類型部件的互操作性；,加快了技術(shù)發(fā)展的速度；,簡化了教育和學(xué)習(xí)。,1.5,.2,OSI/RM,層次結(jié)構(gòu)簡介,1.,物理層,物理層是為建立、維護(hù)和釋放數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間的二進(jìn)制比特流傳輸?shù)奈锢磉B接提供機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。,2,.,數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層,把從物理層傳來的原始數(shù)據(jù)打包成幀（幀是放置數(shù)據(jù)的、邏輯的、結(jié)構(gòu)化的包），在有差錯(cuò)的計(jì)算機(jī)物理線路上進(jìn)行無差錯(cuò)傳遞。數(shù)據(jù)鏈路層還支持各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)接口卡所用的軟件驅(qū)動(dòng)程序。數(shù)據(jù)鏈路層和最終目的是確保正確地將這些數(shù)據(jù)幀通過物理層從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳遞到另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)。,3,.,網(wǎng)

15、絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層定義網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)通信用的協(xié)議，為信息確定地址，把邏輯地址和名字翻譯成物理的地址。,4,.,傳輸層,傳輸層是用來確保數(shù)據(jù)包是無錯(cuò)誤、按順序、既沒有丟失又沒有重復(fù)地進(jìn)行發(fā)送。,5,.,會(huì)話層,會(huì)話層通過在數(shù)據(jù)流中放置檢查點(diǎn)來與用戶任務(wù)同步，檢查點(diǎn)把數(shù)據(jù)分割為更小一些的組以供錯(cuò)誤檢測。會(huì)話層還負(fù)責(zé)通信進(jìn)程之間的對(duì)話控制，比如控制哪一方進(jìn)行傳送、什么時(shí)候進(jìn)行傳送、傳送多少時(shí)間等。,6.,表示層,表示層包含處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)格式的協(xié)議，從應(yīng)用層獲得數(shù)據(jù)，并把它們格式化，以供網(wǎng)絡(luò)通信使用。表示層最終目的是要保證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)傳送后其意義不改變。,7,.,應(yīng)用層 應(yīng)用層的主要作用是,定義用于在

16、網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?用戶程序；提供標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，比如虛擬終端、文件及任務(wù)的傳輸和處理。,1.5.3 OSI,通信原理,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上所有通信都是從源端傳送到目的端的，在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒈环Q為“數(shù)據(jù)”或者“數(shù)據(jù)分組”。發(fā)送端的數(shù)據(jù)是從上向下傳輸?shù)模邮斩说臄?shù)據(jù)則是從下向上傳輸?shù)?，最終的通信必須在雙方對(duì)等層次進(jìn)行，這就是,OSI,的基本通信流程，如下圖所示。詳細(xì)的通信原理描述參見書中介紹。,1.6,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述,網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備通常分為“網(wǎng)內(nèi)連接設(shè)備”和“網(wǎng)間連接設(shè)備”兩類。工作在,OSI,參考模型中各個(gè)層次設(shè)備如下：,物理層設(shè)備：各種物理接口設(shè)備、傳輸介質(zhì)和中繼器類設(shè)備等。,數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備：如網(wǎng)卡、二層交換機(jī)和網(wǎng)橋等。,網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備：如路由器、三層交換機(jī)和防火墻等。,傳輸層設(shè)備：四層交換機(jī)和交換式路由器等。,會(huì)話層和表示層：網(wǎng)關(guān)和防火墻等。,應(yīng)用層設(shè)備：七層交換機(jī)和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)型防火墻等。以下各節(jié)介紹的只是相應(yīng)設(shè)備的基本說明，詳細(xì)內(nèi)容參見書中介紹。,1.6.1,網(wǎng)卡,計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，同時(shí)工作于,OSI/RM,的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。網(wǎng)卡有許多種劃分方式，如可以按網(wǎng)絡(luò)接