计算机网络基础知识培训讲座.ppt
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1、网络知识讲座,计算机学院,网络中心 2007.12,主要内容,准备知识 校园网之现状 参考推荐读物,网络基本概念,1、计算机网络 就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的网络系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件、软件、数据信息等资源。通俗来说,网络就是通过电缆、电话线、或无线通讯等互联的计算机的集合。,网络基本概念,2、网络的功能:通过网络,您可以和其他连到网络上的用户一起共享网络资源,如磁盘上的文件及打印机、调制解调器等,也可以和他们互相交换数据信息。,一、网络基本概念,网络的分类 1、按地理位置分类 :局域网(LAN,Loca
2、l Area Network)、广域网(WAN,Wide Area Network)和城域网 (Metropolis Area Network) 。 2、按网络拓扑结构分类 :星型网络、环型网络、总线型网络。 3、按传输介质分类:有线网络、无线网络 4、按服务对象分类:企业网、校园网 政府网 等,一、网络基本概念,网络协议 就象我们说话用某种语言一样,在网络上的各台计算机之间也有一种语言,这就是网络协议,不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。当然了,网络协议也有很多种,具体选择哪一种协议则要看情况而定。Internet上的计算机使用的是TCP/IP协议。,一、网络基本概念,Int
3、ernet 互联网 从本质上讲,Internet是一个使世界上不同类型的计算机能交换各类数据的通信媒介。从Internet提供的资源及对人类的作用这方面来理解,Internet是建立在高灵活性的通信技术之上的一个已硕果累累,正迅猛发展的全球数字化数据库。,二、局域网知识,构成局域网的基本构件 计算机(特别是PC机); 传输媒体; 网络适配器; 网络连接设备; 网络操作系统。,二、局域网知识,局域网的传输媒体 .同轴电缆 .双绞线 .光缆 4无线媒体,二、局域网知识,同轴电缆、双绞线、光缆的性能比较,双绞线知识,UTP双绞线:3、4、5、超53类开始应用在10M网络,5类开始支持100M,超5类
4、以上支持1000M,传输距离5-10米。 在双绞线以太网中,其连接导线只需要两对线:一对线用于发送,另一对线用于接收。但现在的标准是使用RJ-45连接器(俗称网线头)。 10/100M以太网中,前6针脚的其中4针被使用,1、2被定义为发送,3、6被定义为接受。 T568B规定的连接方法是: 1白橙 2橙色 3白绿 4蓝色 5白蓝 6绿色 7白棕 8棕色 工程实践中,T568B使用得较多。一根5类线的两端须都使用同一种标准。,光纤知识,单模: 芯径小,仅允许一个模式传输,工作在长波长(1310nm和1550nm),多采用激光二极管(LD)。 传输距离较远! 多模: 芯径大,允许多个模式传输,工作
5、在850nm或1310nm,多采用发光二极管(LED)作为发光设备。 超远距离的光纤传输技术:光电光(中继器),在线放大(拉曼放大)等技术,,二、局域网知识,网络适配器 网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名NetworkInterfaceCard。它是使计算机联网的设备。平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡(NIC) 插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。它的基本功能为:从并行到串行的数据转换,包的装配和拆装,网络存取控制,数据缓存和网络信号。目前主要是
6、8位和16位网卡。,二、局域网知识,局域网连接设备 1、集线器(HUB),它是一个共享设备,主要功能是对接收到的信号进行再生放大,以扩大网络的传输距离。 HUB的分类。依据总线带宽的不同,HUB分为10M,100M和10/100M自适应三种;若按配置形式的不同可分为独立型HUB,模块化HUB和堆叠式HUB三种;根据管理方式可分为智能型HUB和非智能型HUB两种。目前所使用的HUB基本是以上三种分类的组合。,二、局域网知识,局域网连接设备 2、交换机(SWITCH),交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整,交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品,体现了桥接技术的
7、复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。与桥接器一样,交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发 维护一张mac地址表,MAC ADDR VLAN ID STATE PORT INDEX AGING TIME(s) 00e0-fc47-0cbc 304 Learned GigabitEthernet1/1 284,二、局域网知识,1、以太网Ethernet Ethernet是Xerox、Digital Equipment和Intel三家公司开发的局域网组网规范。具体表现在:1、以太网提供是一种所谓“无连接”的网络服务,网络本身对所传输的信息包无法进行诸如交付时间、包间延迟、占用带宽
8、等等关于服务质量的控制。因此没有服务质量保证(Quality of Service)。2、对信道的共享及争用机制导致信道的实际利用带宽远低于物理提供的带宽,因此带宽利用率低。,三、网络互联,网络世界发展迅猛,各种技术丰富多采。在过去的20年中最为成功的一项技术就是网络互联(Internetworking)技术。网络互联是指将使用不同链路层协议的单个网络连结,成一个整体,使之能够相互通信的一种技术和方法。 正是由于发展和设计了网络互联协议(如IP),才使网络互联成为可能。互连网中的主机利用互联协议服务,必要时通过路由器进行通信。,三、网络互联,OSI参考模型 国际标准化组织(ISO)在年建立了一
9、个分委员会来专门研究一种用于开放系统互联的体系结构(Open Systems Interconnection)简称OSI OSI参考模型分为层,分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层。,TCP/IP 应用层 传输层 网络层 物理层,三、网络互联,网络互联设备 网络互联通常是指将不同的网络或相同的网络用互联设备连接在一起而形成一个范围更大的网络,也可以是为增加网络性能和易于管理而将一个原来很大的网络划分为几个子网或网段。 路由器(Router) 是用来实现路由选择功能的一种媒介系统设备。 路由器的作用 :路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,
10、并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见,选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在 路由器的构成 路由器具有四个要素:输入端口、输出端口、交换开关和路由处理器。,三、网络互联,3、路由器 连接多个独立的网络或子网 实现网间最佳寻径和数据报传送 流量管理:包过滤、负载分流、负载均衡、优先 设备维护路由表、arp表,路由器arp表&路由表,IP Address MAC Address VLAN ID Port Name Aging Type 192.168.0.111 00e0-fc47-0cbc 304 GigabitEthernet1/1 11 Dynamic 10.17.136.109
11、 0040-0541-cd23 141 GigabitEthernet1/2 14 Dynamic Destination/Mask Protocol Pre Cost Nexthop Interface 0.0.0.0/0 STATIC 60 0 192.168.0.69 Vlan-interface304 10.17.136.0/24 DIRECT 0 0 10.17.136.1 Vlan-interface141 10.18.0.0/16 STATIC 60 0 192.168.3.253 Vlan-interface222,数据封装 网络工作原理:数据从源端发出,经过网络,传送到目的端
12、。 细化过程:数据首先必须打包(也称封装),在数据头部加入特定的协议头。 5个转换步骤 生成数据 打包生成端到端传输的数据(TCP) 在头部加入网络地址(IP) 把物理地址加入到数据链路层的数据头部(帧) 把信息转换成为比特,网络头,数据,交换机&路由器,传统意义:交换机工作在2层,用mac地址和端口等元素进行交换数据 实际意义:交换机和路由器的界线越来越模糊。2层、3层交换,路由器通常指高端的核心路由设备。 3层(多层交换),简单的说就是一次路由多次交换。,三、网络互联,网络拓扑结构 1.星型拓扑结构 便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优
13、点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,三、网络互联,网络拓扑结构 2.环型网络拓扑结构 环行结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。例如图5中,用户N是用户N+1的上游端用户,N+1是N的下游端用户。,三、网络互联,网络拓扑结构 总线拓扑结构 总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说,连接端用户的物理媒体由所有设备共享,如下图所示。使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。
14、,四、Internet 互联网,地址和协议的概念 Internet的本质是电脑与电脑之间互相通信并交换信息,只不过大多是小电脑从大电脑获取各类信息。这种通信跟人与人之间信息交流一样必须具备一些条件,比如:您给一位美国朋友写信,首先必须使用一种对方也能看懂的语言,然后还得知道对方的通信地址,才能把信发出去。同样,电脑与电脑之间通信,首先也得使用一种双方都能接受的“语言“-通信协议,然后还得知道电脑彼此的地址,通过协议和地址,电脑与电脑之间就能交流信息,这就形成了网络,四、 Internet 互联网,TCP/IP协议 TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Inte
15、rnet Protocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet国际互联网络的基础。 TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP。,四、 Internet 互联网,TCP/IP协议族 TCP/IP是一个协议族,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、IC
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