网络技术基础（一）.ppt

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1、1,网络技术基础（一）,门果 用户主页 ,2,基本概念 计算机网络的发展 计算机网络类型 LAN概述,第1讲 计算机网络基本知识,3,第1讲 计算机网络基本知识,计算机网络基本概念 1，什么是计算机网络？ 2，计算机网络系统的组成,4,第1讲 计算机网络基本知识,1，什么是计算机网络？ 定义1：通过通信线路互连起来的自治的计算机的集合。其中的主计算机又被称作主机HOST。,5,第1讲 计算机网络基本知识,2，计算机网络系统的组成 网络软件：为了协调系统资源，系统需要通过软件工具对网络资源进行全面的管理、调度和分配，并采取一系列的安全保密措施，防止用户不合理的对数据和信息的访问，以防数据和信息的

2、破坏与丢失。,6,第1讲 计算机网络基本知识,2，计算机网络系统的组成 网络软件通常包括： 网络协议和协议软件：它是通过协议程序实现网络协议功能。 网络通信软件：通过网络通信软件实现网络工作站之间的通信。,7,第1讲 计算机网络基本知识,2，计算机网络系统的组成 网络硬件：要构成一个计算机网络系统，首先要将计算机及其附属硬件设备与网络中的其它计算机系统连接起来。 通讯子网：数据通讯系统，由结点计算机NC（或ARPA网中的IMP接口信息处理机）和通信线路组成。 资源子网：数据处理系统：所有的主计算机HOST，I/O设备和各种软件资源及数据资源。,8,第1讲 计算机网络基本知识,计算机网络的发展

3、计算机网络是计算机技术与通信技术发展的结晶，并在用户需求（应用）的促进下发展起来的。 1968年，ARPANET的研建标志着世界上第二个计算机网络的诞生。 70年代中期，个人计算机PC的问世，促进了计算机连网的发展。 计算机网络的需求促进了通信技术的发展，反过来，通信技术的发展又促进了计算机网络技术的发展。,9,萌芽,兴起,蓬勃 发展,网络 年代,60年代,70年代,80年代,90年代,计算机网络发展概况,第1讲 计算机网络基本知识,10,第1讲 计算机网络基本知识,萌芽期：60年代末70年代初，代表作为美国国防部的ARPANET网投入运行，（该网发展成为现在的Internet网）。 发展期：

4、70年代中期，美国的Xerox公司提出了以太网概念Ethernet。 大发展期：80年代， 计算机（网络）公司推出了许多实用的网络系统（从硬件架构到网络操作系统）。Novell、3Com、Orechid、IBM等 成熟期：90年代， 提出光纤网FDDI ，速率可达100Mbps 和Client/Server概念。,11,计算机,线路 控制器,调制解 调器M,终端,调制解 调器M,计算机通过线路控制器与远程终端相连,第1讲 计算机网络基本知识,面向终端的计算机网络第一代计算机网络,12,第1讲 计算机网络基本知识,以通信子网为中心的计算机网络第二代计算机网络 采用存储转发的通信方式: 高效（动态

5、分配带宽） 灵活（智能节点动态决定路由） 迅速（分组存储时间短，高速链路） 可靠（分布式多路由子网、网络协议） 缺点：时延、控制管理较复杂,13,分组交换网示意图,第1讲 计算机网络基本知识,14,第1讲 计算机网络基本知识,开放系统互联的计算机网络第三代计算机网络 1977年国际标准化组织ISO成立专门机构，提出现代计算机网络设计可遵循的开放系统互连基本参考模型ISO/OSI/RM,15,第1讲 计算机网络基本知识,1，按网络的跨度分类 多机系统：紧耦合多处理机系统，特点是共享主存储器。 广域网(WAN)：距离大于50KM，范围覆盖整个城市、国家，甚至整个世界。 局域网(LAN)：距离通常小

6、于50KM，覆盖范围限于单位内部或建筑物内。例：1个计算机网络教室，1个财务部门的计算机网等。1个医院的信息管理系统。 城域网：距离和覆盖范围介于局域网和广域网之间，所有权可归几个单位共有。,16,第1讲 计算机网络基本知识,按网络的拓扑结构分类 星型结构：以一台中心处理机为主而构成的网络，其它人网机器仅与该中心处理机之间有直接的物理链路（包括通过过集中器和前端机等），中心处理机采用分时的方法为入网机器服务。 总线型结构：所有入网机器共用一条传输线路，机器通过专用的分接头接入线路，由于线路对信号的衰减作用，总线型网仅用于有限的区域，常用于组建局域网络。,17,第1讲 计算机网络基本知识,环型结

7、构：入网机器通过转发器接入网络，每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的的物理线路，所有的转发器及其物理线路构成了一个环状的网络系统。 网状网络：利用专门负责数据通信和传输的结点机构成的网状网络，入网机器直接接入结点机进行通信。网状网络主要用于地理范围大、入网主机多（机型多）的环境，例如：构造广域网络。,18,19,第1讲 计算机网络基本知识,按交换方式分类 电路交换网：类同电话方式，具有建立链路、数据传输和释放链路三个阶段；通信过程中，自始自终占用该条链路，且不允许其它用户共享其信道容量。 报文交换网：交换机采用具有“存储一转发”能力的计算机，用户数据可以暂时保存于交换机内，等待线路空闲时，再

8、进行用户数据的一次性传输。 分组交换网：类同报文交换技术，但规定了交换机处理和传输的数据和长度（称之为分组），不同用户的数据分组可以交织地在网络中的物理链路上传输。,20,第1讲 计算机网络基本知识,按功能分类 通信子网：网络中面向数据通信的资源集合，主要支持用户数据的传输；该子网包括传输线路、交换机和网络控制中心等硬软件设施。 资源子网：网络中面向数据处理的资源集合，主要支持用户的应用；该子网由用户的主机资源组成，包括接入网络的用户主机，以及面向应用的外设（例如终端）、软件和可共享的数据（例如公共的数据库）等。,21,第1讲 计算机网络基本知识,按网络控制方式分 集中式计算机网络 分布式计算

9、机网络,22,第1讲 计算机网络基本知识,按通信传输的方式分 点到点对等型网 广播型网,23,第1讲 网络基本知识局域网,1，LAN的特性 描述和比较LAN时，常考虑如下四个方面（特性）。 传输媒体：传输媒体指用于附接网络设备的电缆类型；常用的有双绞线对、同轴电缆和光纤电缆，也可以考虑使用微波、红外线和激光等； 传输技术：使用传输媒本进行通信的技术，常用的有基带传输和宽带传输； 传输拓扑：网络拓扑指组网时的电鉴铺设形式，常用的有总线形、环形和星形； 访问控制方法：网络设备访问传输媒体的控制方法，常用的有竞争、令牌传递和时间片等。,24,第1讲 网络基本知识局域网,2，LAN的特点 LAN的最主

10、要特点包括如下： 1）网络覆盖范围小（25KM以内）。常限于一个部门或者单位，所有权归该部门或单位； 2）由于网络覆盖范围小，传输媒体在整个组网整个组网费用中所占的比例较小，因此可以选用较高特性的传输媒体，获得较好的传输特性（传输速率一般在1-100Mbps，甚至更高；传输误码率较低，一般低于10-9，即每传送109个位，可能发生一个位的传输差错）；,25,第1讲 网络基本知识局域网,3）由于媒体的传输特性高，使得局域网设计时一般不考虑信道利用率的问题，从而节省了相应的硬软件设备； 4）由于覆盖范围小，组网设备小，媒体访问控制方法相对简单，因此出现了一系列专用于LAN的网络协议标准； 5）局域

11、网上的数据信号传输采用广播方式进行，一个结点发出的信号可被网上所有的结点接收，因此，局域网设计时不考虑路由选择的问题，甚至可以忽略OSI网络层的存在。,26,第1讲 网络基本知识局域网,3，传输技术 （1）基带传输：保持数据波的原样进行传输称为基带传输，此时的数据信号为电子或者光脉冲 （2）宽带传输：采用调制（包括移幅键控法ASK、移频键控法FSK和移相键控法PSK）的方法，以连续不间断的电磁波信号来传输数据信号的方法称为宽带传输。,27,第1讲 网络基本知识局域网,4，分类，按传输速率高低分： 1) LAN:10Mbps左右，一般的LAN均是该速率； 2) 高速局域网HSLN:高于50Mbp

12、s，光纤网100Mbps 3) PBX网：电话交换机，即程控交换机；,28,第1讲 网络基本知识局域网,5，网络操作系统： Novell公司：NetWare 3.11-3.12,V4.10，V4.11,V5.0分为三个系列：ELS,Advanced,和SFT UNIX：各种版本，百花齐放；SUN公司等。 Microsoft公司：Windows NT3.51,Windows NT 4.0,LAN Manager;,29,第1讲 网络基本知识局域网,6，LAN的逻辑结构 IEEE802.1A综述和体系结构； IEEE802.1B网络管理和网络互连； IEEE802.2逻辑链路控制协议（LLC） I

13、EEE802.3载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）访问控制方法和物理层规范； IEEE802.4令牌总线（Token-Bus）访问控制方法和物理支规范； IEEE802.5令牌环(Token-Ring)访问控制方法和物理规范； IEEE802.7时间片环(Time-Slot)访问控制方法和物理层规范； IEEE802.8光纤网媒体访问控制方法和物理层规范； IEEE802.9等时网(Isonet)媒体访问控制方法和物理层规范； IEEE802.12100MbpsVG-Anylan访问控制方法和物理层规范。,30,第2讲 数据通信基础,一、基本概念 二、基带传输和宽带传输 三、数据传输

14、方式和交换方式 四、字符编码、数据同步和差错控制 五、微机局域网络的访问控制方式 六、网络标准化组织和参考模型,31,第2讲 数据通信基础基本概念,1,信道：传输信息的通道，它由相应的发送信息与接收信息的设备以及与这些发送和接收信息的相关设备连接在一起的传输介质组成： 物理信道：物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，网络中两个结点之间的物理通路称为通信链路，物理信道由传输介质及有关设备组成。即传输介质有关的设备，物理设备。 逻辑信道：逻辑信道也是一种通路但在信号收、发点之间并不存在一条物理上的传输介质、而是在物理信道基础上，由结点内部的边来实现。通常把逻辑信道称为“连接”。,32,第2讲

15、数据通信基础_基本概念,33,第2讲 数据通信基础二、基带传输和宽带传输,1，基带传输：直接传输数字信号，适于短距离传输。 定义：直接传输数字0和1信息。指在通信电缆上原封不动地传输由计算机或终端产生的0或1数字脉冲信号。这样一个信号的基本频带可以从直流成分到数兆赫，频带越宽，传输线路的电容电感等对传输信号波形衰减的影响越大，传输距离一般不超过2公里，超过时则需加中继器放大信号，以便延长传输距离。,34,第2讲 数据通信基础二、基带传输和宽带传输,1，基带传输-编码方法： 归零制： 零电压：表示1；（或0） 高电压：表示0；（或1）,2，基带传输-编码方法： 不归零制： 负电压：表示1；（或0

16、） 正电压：表示0；（或1）,35,曼彻斯特编码：中间发生跳变； 低-高：表示1；（或0） 高-低：表示0；（或1）,微分曼彻斯特编码：中间肯定有跳变， 以边界发生跳变否来表示0或1；所以必须有初始条件； 边界有跳变：表示0；（或1） 边蜀无跳变：表示1：（或0）,第2讲 数据通信基础二、基带传输和宽带传输,第2讲 数据通信基础二、基带传输和宽带传输,36,2，宽带传输： 定义：通过信道复用技术， 把一个物理信道变成多个逻辑信道。指传输介质的频带宽度较宽的信息传输，一般在300-400MHz左右。系统设计时将此频带分割成几个子频带，采用“多路复用技术”，在一个信道中间同时传播声音图象和数据多种

17、信息，使系统具有多种用途 。信道复用的目的就是让不同的计算机连接到相同的信道上，共享信道资源。,第2讲 数据通信基础二、基带传输和宽带传输,37,2，宽带传输： 调制方式：调幅、调频、相位调制。 复用技术：通常物理信道带宽为300-400MHz ， 而路载波电话只需4KHz。所以理论上讲，一个物理信道可复用为10万路电话。 频分多路复用（FDMA，frequency division multiplexing access) 时分多路复用（TDMA，time division multiplexing access) 波分复用（WDMA，wavelength division multiple

18、xing access) 码分复用（CDMA，coding division multiplexing access),第2讲 数据通信基础二、基带传输和宽带传输,38,1，并行和串行： 并行：在并行传输方式中，一个码字的所有码元并排同时传输。这样，每个码位需要一条电通路。在技术设备内部或主机与高速外设之间，一般都采用并行传输，它可获得很高的数据传输速率，但只限于极短距离的数据传输。,第2讲 数据通信基础三、数据传输方式和交换方式,39,1，并行和串行： 串行：一次传送位，逐位传送；串行传输中，一个码字的最低码位在先，高位在后，逐位串序送出，直到最高码位被送出为止，完成一个码字的发送过程。这种

19、传输方式只要一条电通路，通常用在较远距离（10m以外）的数据传送。虽然它的应用速率比并行方式低，但由于要求的信道条件简单、经济，所以它是数据通信中最常用的实用传输方式。,第2讲 数据通信基础三、数据传输方式和交换方式,40,2，通信方式： 单工：数据只能沿一个固定方向传输，即传输是单向的。 半双工：允许数据沿两个方向传输，但在每一时刻信息只能在一个方向传输。 全双工：允许信息同时沿两个方向传输，这是计算机通信常用的方式，可大大提高传输速率。,第2讲 数据通信基础三、数据传输方式和交换方式,41,第2讲 数据通信基础三、数据传输方式和交换方式,42,3，数据交换方式： 线路交换：专用物理线路；例

20、如，电话系统 报文交换：数据打包为报文，各报文单独传输， 面向用户而言；Internet中的E_mail。 报文分组交换：报文再分为报文组传输，面向网络；,第2讲 数据通信基础三、数据传输方式和交换方式,43,4，物理信道的连接方式 点点连接：终端与计算机间通过直接连接或通过调制解调器，用线路进行连接，可以是拨号线路，也可以是专线。在数据通信量比较大时应采用这种方式：,第2讲 数据通信基础三、数据传输方式和交换方式,44,4，物理信道的连接方式 多点式连接：为了提高物理信道的利用率，终端与计算机间通信量不大时，可采用多点连接方式，即几个终端通过一条公用线路与计算机相连。在该方式下，计算机做为主

21、站，终端作为从站，计算机控制信息的收和发，终端不能随意发送信息，否则将引起信号冲突。,第2讲 数据通信基础四、字符编码、数据同步和差错控制,45,4，物理信道的连接方式 集中式连接：当终端要求与计算机通信时，为了节约信道，可先将终端连接到多路复用器或集中器上，集中器与计算机相连。,第2讲 数据通信基础四、字符编码、数据同步和差错控制,46,1，为什么需要提出访问控制方式 目的：合理完成对信道的分配；,第2讲 数据通信基础五、微机局域网络的访问控制方式,47,2，CSMA/CD访问控制方式：CSMA/CD是载波侦听多路复用/冲突检测的英文字头的缩写语。CSMA/CD是通过发送数据前对通信介质上的

22、载波进行侦听，确定没有数据传过来时，在进行数据传送，这样可减少站间传送冲突。 工作原理：（相当于公路或直线铁路）发送信息前，先检测信道： 信道忙：稍后再发； 信道闲：抢占总线发送信息,第2讲 数据通信基础五、微机局域网络的访问控制方式,48,2，CSMA/CD访问控制方式： 要解决的技术：“信道忙”时的再侦听策略：一直侦听；延迟一个时间段（可固定大小，亦可随机）再侦听； “冲突检测”（碰撞检测）： 为什么会碰撞：两个以上结点同时侦听为“信道闲”而同时发送数据。 解决方法：各站点可设置碰撞检测器。 适用拓扑结构和协议：总线型、树型；802.3协议标准。,第2讲 数据通信基础五、微机局域网络的访问

23、控制方式,49,2，CSMA/CD访问控制方式 实现冲突检测的方式 信号电平法 过零点检测法 自发自收法 在实际网络中，往往采取一种叫做强化冲突的措施，即一旦发送帧的站点检测到有冲突，除了停止发送数据外，还继续发送若干比特的人为干扰信号，以便让所有的用户都知道，现在发生了冲突.,第2讲 数据通信基础五、微机局域网络的访问控制方式,50,3，Token Ring:令牌环访问控制 工作原理 ：（相当于环型地铁）设置令牌（信道通行证），作为总线忙闲标志， 当站点需要发送信息时，等待“闲”令牌的到来，然后发送，并置令牌为“忙”，发完到达目的站点后，改为“闲”。 特点：轻负载时：利用率低；高负载时，利用率高 适用拓扑结构和协议：环型，IEEE 802.2,802.5标准 。,第2讲 数据通信基础五、微机局域网络的访问控制方式,51,4，Token Bus: 令牌总线访问控制法 工作原理：（相当于有轨电车）先把总线或树型结构各工作站在逻辑上连结形成为一个环形网；以令牌环访问控制法进行总线数据传输。 特点：综合了上述两者的优点； 适用于：总线型或树型,第2讲 数据通信基础五、微机局域网络的访问控制方式,