《计算机网络》完整课件--大连海事大学黄进.ppt
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1、计算机网络技术与应用,授课人:黄进 大连海事大学信息科学技术学院,教材要求,主教材: 计算机网络技术与应用,陈玉华 编著,大连理工出版社 参考教材: 计算机网络技术与应用,龚尚福编著,铁道出版社,学习方法,上课注意听讲 重在概念理解 争取课上消化知识 考前做好复习,成绩分配,考试70分(闭卷) 平时10分 实验20分(5次实验,每次出勤2分 报告2分),课程内容,第1章:计算机网络的基本概念 第2章:数据通信技术基础知识 第3章:计算机网络体系结构 第4章:局域网原理与技术 第5章:Internet原理与技术 第6章:网络信息安全与网络管理 第7章:实验案例 实验内容:网络基本配置及常用命令、
2、WEB、DNS服务器的架设,第1章 计算机网络技术概述,1.1 计算机网络的定义与功能,所谓计算机网络就是将分散在不同地理位置的、具有独立功能的计算机系统通过通信设备和传输介质相互连接,在网络软件的支持下实现相互通信、资源共享和协调工作的系统。具有以下基本特征: 资源共享 地理位置不受限制 高度自治 通信手段多样化 协议统一,1.1.1 计算机网络的定义,1.1 计算机网络的定义与功能,信息交换及通信 资源共享 硬件、软件、数据资源 提高可靠性 分布处理与负载均衡,1.1.2 计算机网络的功能,1.2 计算机网络的发展,1.以单机为中心的远程联机系统 20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络
3、是以单个计算机为中心的远程联机系统。终端是一台计算机的外部设备包括显示器和键盘,无CPU和内存。,1.2.1计算机网络的发展过程,1.2.1计算机网络的发展过程,2. 多台主机互联的通信系统 20世纪60年代中期至70年代的第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来,为用户提供服务。 典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPANET。 这个时期,网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”,形成了计算机网络的基本概念。,1.2 计算机网络的发展,1.2.1计算机网络的发展过程,对新型网络的基本要求 网络用于计算机之间的数据传送,而不是为了打电话。
4、 网络能够连接不同类型的计算机,不局限于单一类型的计算机。 所有的网络结点都同等重要,因而大大提高网络的生存性。 计算机在进行通信时,必须有冗余的路由。 网络的结构应当尽可能地简单,同时还能够非常可靠地传送数据。,1.2 计算机网络的发展,1.2.1计算机网络的发展过程,3.国际标准化的计算机网络 20世纪70年代末至90年代的第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准(TCP/IP和OSI)体系结构的开放式和标准化的网络。 1986 年,NSF (National Science Foundation) 建立了国家科学基金网。 NSFNET。它是一个三级计算机网络: 主干网、地区
5、网、校园网。,1.2 计算机网络的发展,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,1.2 计算机网络的发展,4. Internet时代 从 1994 年到现在,因特网逐渐演变成多级结构网络。 大致上可将因特网分为以下五个接入级 网络接入点 NAP 国家主干网(主干 ISP (Internet Service Provider) ) 地区 ISP 本地 ISP 校园网、企业网或 PC 机上网用户,1.2 计算机网络的发展,1.2.1计算机网络的发展过程,一级 ISP,一级 ISP,第一层 ISP,大公司,本地 ISP,大公司,大公司,公司,本地 ISP,本地 ISP,第二层 I
6、SP,第二层 ISP,NAP,NAP,A,B,主机A 本地 ISP 第二层 ISP NAP 第一层 ISP NAP 第二层 ISP 本地 ISP 主机B,第一层 ISP,第二层 ISP,本地 ISP,本地 ISP,本地 ISP,本地 ISP,第一层 ISP,第一层,第二层,第三层,本地 ISP,第二层 ISP,本地 ISP,本地 ISP,本地 ISP,本地 ISP,第二层 ISP,本地 ISP,本地 ISP,第二层 ISP,用户,因特网,ISP1,ISP2,因特网 服务提供者,用户通过 ISP 上网,根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同,ISP 也分成为不同的层次。,1
7、.2.2 下一代互联网,随着网络规模的持续扩大和新业务需求不断增长,全球互联网发展遇到许多挑战 空间不足 网络安全漏洞 服务质量不佳 缺乏有效的运营管理机制 为了解决以上问题,已经投入了下一代互联网的研究和建设。,1.2 计算机网络的发展,1.2.2 下一代互联网,1. 下一代互联网的发展状况 从1996年到2002年,美国和欧盟不仅在带宽方面不断升级,而且全面启动IPV6的过渡策略,并积极推动下一代互联网的全球性研究和开发。 从1998年到2003年,中国与国际进行合作,已经投入下一代互联网(CNGI)研究和建设。,1.2 计算机网络的发展,1.2.2 下一代互联网,2. 下一代互联网的优势
8、 规模更大 IPV6将地址空间从32位扩展到128位,可以给任何设备都分配一个全球唯一的地址。 速度更快 将网速提高千倍以上。 更安全 下一代互联网体系结构更加完善,网络可控性和可管理性大大增强,使网络更加安全。,1.2 计算机网络的发展,1.2.3 三网合一,1. “三网合一”的概念 是指将传统的电信网、有线电视网和计算机网进行相互渗透、相互融合,并逐步整合成一体化的信息通信网络。表现为: 技术上趋向一致 网络层可以实现互联互通 业务层上相互交叉渗透 应用层上趋向统一 经营上相互竞争、相互合作,朝向人们提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起。 三大网络通过技术改造,可以同时
9、开展包括语音、数据、视频等综合多媒体的通信业务。,1.2 计算机网络的发展,1.2.3 三网合一,2. “三网合一”的基本特征 网络之间的透明性 网络资源的共享性 网络的独立性 网络的兼容性,1.2 计算机网络的发展,1.2.3 三网合一,3. “三网合一”的现状 自1996年美国的网络专家提出的“三网合一”概念,我国经历了9799的前期、0008的孕育以及09的破冰期之后,已经具备了“三网合一”的技术条件、网络基础和市场空间,在未来5年内能基本实现三网融合。 “三网合一”不仅是技术问题,还包括政治经济和社会等各方面因素。,1.2 计算机网络的发展,1.3 计算机网络的分类,从网络的覆盖范围进
10、行分类 从网络的拓扑结构 从网络的通信方式 传输介质 从网络的服务性质,几种不同的分类方法,局域网 LAN (Local Area Network) 城域网 MAN (Metropolitan Area Network) 广域网 WAN (Wide Area Network),1.3.1 网络的覆盖范围分类,1.3 计算机网络的分类,1.3.1 网络的作用范围分类,1.3 计算机网络的分类,广域网、城域网、接入网以及局域网的关系,1.3.1 网络的作用范围分类,1.3 计算机网络的分类,1.3.2 计算机网络的拓扑结构,什么是计算机网络拓扑结构 以计算机和网络设备为点 以通信线路为线 构成的几
11、何图形,1.3 计算机网络的分类,物理拓扑、逻辑拓扑,物理拓扑 电缆的布线方式 逻辑拓扑 信号从网络一个点到达另一个点所采用的路径,1.3.2 计算机网络的拓扑结构,1.3 计算机网络的分类,总线型,1.3.2 计算机网络的拓扑结构,1.3 计算机网络的分类,总线型拓扑结构的优点: 电缆长度短、可靠性高、系统易于扩充。 总线型拓扑结构的缺点: 故障诊断、隔离困难、系统范围受限、通信控制复杂。,环型,1.3.2 计算机网络的拓扑结构,1.3 计算机网络的分类,环型拓扑结构的优点: 电缆长度短、通过耦合器连接、适用实时传输。 环型拓扑结构的缺点: 结点故障网络瘫痪、检测故障困难、不适合低负载网络。
12、,星型,1.3.2 计算机网络的拓扑结构,1.3 计算机网络的分类,星型拓扑结构的优点: 控制简单、易于诊断网络故障、系统易于扩充。 星型拓扑结构的缺点: 电缆费用高、对中央依赖性强。,树型,1.3.2 计算机网络的拓扑结构,树状拓扑结构的优点: 降低通信成本、系统易于扩充、易于故障隔离、适合层次结构。 树状拓扑结构的缺点: 对根结点依赖大。,1.3 计算机网络的分类,交换机/集线器,交换机/集线器,交换机/集线器,交换机/集线器,交换机/集线器,网型,1.3.2 计算机网络的拓扑结构,网状拓扑结构的优点: 路径有冗余、可靠性高。 网状拓扑结构的缺点: 网络结构、网络协议复杂,1.3 计算机网
13、络的分类,交换机/集线器,交换机/集线器,交换机/集线器,交换机/集线器,交换机/集线器,1.3.3 从网络的通信方式分类,点对点传播方式 没有信道竞争,不存在信道访问控制问题。 主要用于星型、环型、树型、网状结构。 广播式传播方式 必须解决信道的访问冲突问题。 主要用于总线型和无线网络中。,1.3 计算机网络的分类,1.3.4 计算机网络的传输介质分类,有线网 同轴电缆、双绞线、光纤。 无线网 微波、激光、卫星等。,1.3 计算机网络的分类,公用网 (public network) 专用网 (private network),1.3.5 从网络的服务性质进行分类,1.3计算机网络的分类,1.
14、4 计算机网络的基本组成与逻辑结构,1.4.1 计算机网络的基本组成 网络硬件系统 网络软件系统,1.4.1 计算机网络的基本组成,1. 计算机网络的硬件组成 网络服务器和工作站 服务器提供网络资源和网络管理 用户通过工作站使用服务器提供的服务和资源 网络传输介质 有线传输介质:同轴电缆、双绞线和光导纤维电缆(简称光纤或光缆)等。 无线传输介质:微波、红外线和激光等。 网络设备 网络接口适配器(网卡)、调制解调器、中继器、集线器、交换机、网桥、路由器和网关等。,1.4 计算机网络的基本组成与逻辑结构,1.4.1 计算机网络的基本组成,2. 计算机网络的软件组成 网络操作系统 Windows系统
15、、UNIX系统、Linux系统 协议软件 是计算机网络中通信个节点之间所必需遵守的规则的集合。它定义了通信各节点之间交换信息的顺序、格式和词汇。 协议软件是计算机网络软件中最重要和最核心的部分。最典型的协议软件是TCP/IP协议。,1.4 计算机网络的基本组成与逻辑结构,1.4.1 计算机网络的基本组成,2. 计算机网络的软件组成(续) 管理软件 管理软件用于管理计算机网络的用户与网络的接入、认证,维护计算机网络的安全,掌握网络运行状态。 网络应用程序 计算机网络通过网络应用程序来面向用户,并为其提供各种网络服务。,1.4 计算机网络的基本组成与逻辑结构,1.4.2 计算机网络的逻辑结构,通信
16、子网 面向通信控制和通信处理,负责通信任务。 资源子网 面向用户,负责数据处理。,1.4 计算机网络的基本组成与逻辑结构,通信子网部分,资源子网部分,主机,网络,路由器,计算机网络的逻辑示意图,1.4.2 计算机网络的逻辑结构,通信子网是因特网中最复杂的部分。 网络中的通信子网要向资源子网中的大量主机提供连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信。 在通信子网中起特殊作用的是路由器(router) ,其任务是转发收到的分组,这是通信子网部分最重要的功能。,1.4 计算机网络的基本组成与逻辑结构,1.4.2 计算机网络的逻辑结构,资源子网部分就是连接在因特网上的所有的主机、打印、扫描
17、等设备。 资源子网的主要任务是提供资源共享所需的硬件、软件和数据资源,并提供访问计算机网络和处理数据的能力。,1.4 计算机网络的基本组成与逻辑结构,小结,本章介绍了计算机网络的形成与发展,计算机网络的定义、分类和拓扑结构,计算机网络的构成与网络软件,计算机网络的主要功能、服务领域、三网融合等基本概念和基础知识,目的在于使同学们初步了解计算机网络的一般常识。,习题 一、填空题,1 计算机网络应该具备的基本特征有 、 、 、 和 。 2 计算机网络的主要功能有 、 、 、 、 。 3 计算机网络中的资源共享包括 、 和 。 4 计算机网络的发展过程大致可分为 4 个阶段,这四个阶段是 、 、 、
18、 、 。 5 计算机网络的拓扑结构主要有 、 、和 。 6 计算机网络的硬件主要包括 、 、。 7 常用的网络操作系统有 、 和 等。 8 下一代互联网的优势是 、 和 。 9 计算机从逻辑功能上分为两部分,这两部分是负责数据传输的通信子网和数据处理的 10 . “三网合一”是指 、 和 的相互渗透、相互融合、并逐步整合成一体化的信息通信网络。,二、判断题,1 在一个办公室内组建的网络是局域网,在一幢大楼内将各个办公室内的计算机连接起来组成的网络是广域网。( ) 2 现代意义上的计算机网络是从 1969 年美国国防部高级研究计划局建成的 ARPANET 试验网开始的。( ) 3 . CNGI
19、是中国在 2003 年启动的下一代互联网示范工程。( ) 4 ,广域网和局域网是按照信息交换方式来划分的。( ) 5 下一代互联网解决了网络地址不足的问题。( ) 6 . “三网合一”是指将传统电信网、有线电视网和计算机互联网简单地进行互联互通。 ( ) 7 在下一代互联网中, IPv6 和 IPv4 协议共存。( ) 8 . TCP/lP 协议与体系结构已成为业内公认的标准。( ) 9 . Internet 是将无数个微型计算机通过路由器互联的大型网络。( ) 10 .OSI 参考模型是计算机网络互联标准,但在 Internet 中未使用该标准。( ),三、单项选择题,1 计算机网络最主要的
20、目标是()。 A 提高运算速度 B 将多台计算机连接起来 C 提高计算机可靠性 D 共享软件、硬件和数据资源 2 计算机网络是综合技术的合成,其主要技术是()。 A 计算机技术与多媒体技术 B 电子技术与通信技术 C 计算机技术与通信技术 D 数字技术与模拟技术 3 计算机网络按覆盖范围划分为()。 A 校园网、企业网 B 局域网、城域网和广域网 C 专用网、公用网 D 低速网、中速网和高速网 4 区分局域网( LAN )和广域网( WAN )的依据是()。 A 网络用户 B 传输协议 C 联网设备 D 联网范围 5 学校的校园网络属于()。 A 局域网 B. 广域网 C 城域网 D电话网 6
21、 ,最早出现的计算机互联网络是()。 A . NSFNEI B. MILNET C ARPANET D .Internet,三、单项选择题,7 关干 Internet ,下列说法不正确的是( ) . A . lnternet 起源于美国 B.Internet 不存在网络安全问题 C. lnternet 是一个国际性的网络 D. 通过 Internet 可以实现资源共享 8 , Internet 最初创建的目的是用于()。 A 娱乐 B.教育 C. 商业 D. 军事 9. 在以下选项中,哪一项不属于网络操作系统的范畴()。 A . UNIX B. Linux C DOS D.Windows Se
22、rver 2003 10 网络操作系统是一种()。 A 系统软件 B.系统硬件 C 应用软件 D 支援软件 11 局域网的英文缩写是()。 A . WAN B.MAN C.LAN D . ATM 12 与 Intemet 相连的计算机,无论是大型机还是小型机都称为()。 A.工作站 B.主机 C.服务器 D.客户机 13 在如下网络拓扑结构中,具有一定集中控制功能的网络是() A 总线型网络 B 环型网络 C 星型网络 D 网状型网络,四、简答题,1 简述计算机网络的定义和功能。 2 简述几种常见的计算机网络分类方式。 3 组成计算机网络系统的硬件系统包括哪些部件?,第2章 数据通信基础知识,
23、2.1 数据通信系统,数据通信常用术语概念 数据:传输信息的实体,分为模拟数据与数字数据 模拟数据:连续信息,是时间的连续函数 数字数据:离散信息,是时间的离散函数,2.1.1 数据通信系统组成及相关基本概念,2.1.1 数据通信系统组成及相关基本概念,数据通信常用术语概念(续) 信号:数据在传输过程中的表现形式(电气或电磁表现),分为模拟信号与数字信号。 模拟信号:随时间连续变化的电流、电压或电磁波 数字信号:离散的电脉冲或光脉冲,模拟信号,数字信号,2.1.1 数据通信系统组成及相关基本概念,数据通信常用术语概念(续) 码元:在使用时间域的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形。
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