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2.1计算机网络•2.1.1计算机网络的概念•2.1.2网络协议•2.1.3OSI网络七层模型•2.1.4计算机网络分类•2.1.5有线网络•2.1.6无线网络•2.1.7局域网技术2.1.1计算机网络的概念定义将地理位置不同的两台以上的独立自制的计算机系统，用通信设备、通信介质连接起来，以功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统。2.1.1计算机网络的概念含义：网络要有两台以上的独立自制的计算机，地理位置不限，机型不限计算机之间要互连，介质不限要有网络软件（通信协议软件、网络操作系统），要遵守相同的协议连网的目的是实现资源共享2.1.2网络协议1、网络协议–计算机网络中，计算机（或结点）的类型可能不同，使用的操作系统可能不同，彼此要想相互通信，有条不紊的交换数据，必须遵守事先约定好的规则，这些规则明确的规定了交换数据的格式和时序，这些规则称为网络协议。2.1.2网络协议–网络协议由三个要素组成：语法：规定双方如何讲话，确定数据与控制信息的格式语义：约定使用什麽控制信息，执行何种动作定时：规定事件实现的顺序•2.1.3OSI网络七层模型链路层协议物理层协议网络层协议分组流比特流帧流报文流应用层7应用层传输层4传输层网络层3网络层链路层2链路层物理层1物理层表示层6表示层会话层5会话层报文流报文流报文流网络层网络层链路层链路层物理层物理层子网内部协议通信子网转接节点转接节点2.1.3OSI网络七层模型•1、物理层–主要定义硬件接口，为数据链路层的比特流提供通道，保证比特流的透明传输。–内容包括接口的机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。2.1.3OSI网络七层模型•2、数据链路层–为网络层提供可靠的信息传送机制，保证比特流在相邻节点之间的传输是正确的–内容包括相邻节点之间建立数据链路，将要传送的数据组装成帧，加入应答、差错控制、流量控制信息。2.1.3OSI网络七层模型•3、网络层–是在通信子网中传送报文分组，为传输层提供端到端的透明传输服务–协议内容包括规定报文交换方式，选择路径，拥塞控制，编址等。2.1.3OSI网络七层模型•4、传输层–是在两个通信实体之间建立端到端的通信信道，保证报文可靠的通过通信子网。–协议内容包括端到端的差错控制、流量控制，管理多路复用等。2.1.3OSI网络七层模型•5、会话层–组织、管理通信双方的会话–协议内容包括会话双方资格的认证，对话方向的交替管理，故障点的定位及恢复会话等。•6、表示层–主要解决数据格式问题–协议内容包括数据格式的变换，数据的加密解密、数据压缩与解压缩等。2.1.3OSI网络七层模型•7、应用层–为用户应用程序提供接口，负责管理和执行应用程序。协议内容包括电子邮件、文件传输、虚拟终端等。•七层协议中传输层以上为高层协议，高层协议都是端到端的，与通信设备无关。应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层网络层链路层物理层网络层链路层物理层网络层链路层物理层表示层会话层传输层应用层应用进程A应用进程B2.1.3OSI网络七层模型通信子网2.1.3OSI网络七层模型2.1.4计算机网络分类•按网络覆盖的地理范围分类1、局域网（LAN，LocalAreaNetwork）传输距离有限：一般在10公里以内传输速率高，可达10Mbps以上一般为一个单位私有2、广域网(WAN,WideAreaNetwork)•传输距离广，一般在几十公里以上•广域网主要采用分组交换技术•公用2.1.4计算机网络分类•3、城域网(MAN,MetropolitanAreaNetwork)–介于局域网与广域网之间。–用于连接几十公里内的企业、机关的局域网。–4、互连网–将多个网络互连起来•5、校园网与企业网–校园网是为学校师生提供教学、科研、综合信息服务的宽带多媒体网络，一般是多个局域网通过主干网连接起来，按网络覆盖的范围以及使用的技术，一般归为局域网2.1.4计算机网络分类•其他划分方法•按网络的使用范围：公用、专用•按传输介质：有线、无线•按拓扑结构：总线型、环型、星型、网状•按信息传播方式：广播式、点到点2.1.5有线网络一、双绞线1、物理特性2、传输特性：带宽155Mbps，速率10—1000Mbps3、传输距离：用于局域网，长度不超过100米4、抗干扰性能：低频时好5、价格便宜，安装维护简单双绞线分5类，连网时常用3类和5类线，接插头称为RJ452.1.5有线网络二、同轴电缆1、物理特性2、传输特性：基带同轴电缆（阻抗）只传输数字信号，传输速率100M。4、地理范围：基带电缆在几公里内5、抗干扰性能：好6、价格：比双绞线贵三、光纤1、物理特性2、传输特性：带宽大，可传输1014--1015Hz的光波，速度快：超过1000Mbps3、地理范围：可达几十公里4、抗干扰性：抗干扰能力强：不受电磁干扰，不易被窃听和截获数据5、价格、安装、维护：复杂，价格贵。2.1.5有线网络2.1.6无线网络1、微波通信–微波是频率在100MHz----10GHz的信号，波长为3M—3CM–微波系统通过抛物面天线来接受并发送信息，通过信号的折射聚集的方法来提高发射与接收功率，传输距离为数十公里。2.1.6无线网络•特点–只能进行短距离传播–大气对微波信号的吸收、散射影响较大–频率高，频率范围宽，信道容量大–受工业干扰和雷电干扰小–直线传播，没有绕射功能，中间不能有障碍物–隐蔽性和保密性差2.1.6无线网络•2、卫星通信•卫星通信就是利用位于3万6千公里高空的人造地球同步卫星作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信2.1.6无线网络•卫星通信的优点是:–覆盖面积大，同步卫星可覆盖1/3地球表面，三颗卫星可覆盖整个地球–卫星通信的频带比微波接力通信更宽，通信容量更大–信号所受到的干扰也较小，误码率也较小，通信比较稳定可靠。•卫星通信的缺点是：–传播时延较长。返回本节2.1.6无线网络2.1.6无线网络•2、红外线通信和激光通信•就是把要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号直接在自由空间沿直线进行传播，它比微波通信具有更强的方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，但红外线和激光对雨雾等环境干扰特别敏感。2.1.7局域网技术•1、局域网的技术特点•地理范围有限。一般在10M---10KM之间•传输速率高。1---1000Mbps•误码率低。在10-8---10-11之间•可用传输介质多。即可以利用现有的通信线路，也可以架设专线。或使用无线通信•一般为一个单位所有，易于建立、维护与扩展•有共享信道局域网和交换式局域网•决定局域网特性的主要技术要素有网络拓扑、传输介质和介质访问控制方法2.1.7局域网技术•2、局域网的拓扑结构•物理拓扑结构是指：网络中结点的物理分布。•拓扑结构不同，网络工作原理不同。2.1.7局域网技术将多台计算机连在一个中心节点（集线器）上，各计算机之间通信必须通过中心节点。如图2.1.7局域网技术1、结构•将网上的设备均连接在一条总线上，任何两台计算机之间不再单独连接。如图2.1.7局域网技术1、结构：将网上计算机连接成一个封闭的环。如图2.1.7局域网技术•是星型拓扑结构的拓展2.1.7局域网技术•是一种不规则的连接，通常一台计算机与其他计算机有两条以上的通路。•特点：容错能力强，一条通路故障，可以经其他通路连接目的计算机。费用高、布线困难。•一般用于大型网络系统和骨干网，如帧中继、ATM等2.1.7局域网技术•3、以太网–IEEE802.3定义了CSMA/CD（载波侦听、多路访问、冲突检测）介质访问控制方法和物理层技术规范。–采用IEEE802.3的典型网络是以太网–以太网最初采用总线拓扑结构，现在也采用星状拓扑–以太网于1975年在美国研制成功，该网络技术不断发展，现在，新型以太网速率可以达到10000Mbps。–以太网连接如图2.1.7局域网技术2.1.7局域网技术•以太网的介质访问控制方法•载波侦听、多路访问/冲突检测CSMA/CD控制方法，又叫先听后讲，边听边讲。•基本思想是：在CSMA方法的基础上，一边发送数据，一边从总线上接收信息，将发送的信息与接收的信息相比较，若两者一致，说明无冲突，继续发送，若不一致，说明产生了冲突，立即停止发送，同时发出一串阻塞信号，经随机等待后再重新尝试。•这种方法可以及早的发现冲突，释放介质，从而提高了信道的利用率。2.1.7局域网技术•以太网标准–10BASE-2：用50欧姆细同轴电缆，最长185米，采用BNC、T形头连接。–10BASE-5：用50欧姆粗同轴电缆，最长500米–10BASE-T：用双绞线，最长100米，连接器：RJ-452.1.7局域网技术–100BASE-TX5类UTP或STP网段最大长度100米–100BASE-T43、4、5类UTP网段最大长度100米–100BASE-FX2.5m多模光纤网段最大长度150/412/200/1000米2.1.7局域网技术–1000BASE—T：使用5类非屏蔽双绞线，网段长度可达100米–1000BASE—CX：使用屏蔽双绞线，网段长度可达205米–1000BASE—LX：使用波长为1300nm的单膜光纤，网段长度可达3000米–1000BASE—SX：使用波长为850nm的多膜光纤，网段长度可达300--550米2.1.7局域网技术•企业局域网结构企业级1000兆部门级100兆用户级10兆2.2Internet世界•2.2.1TCP/IP简介•2.2.2Internet工作原理•2.2.3IP地址•2.2.4URL与域名•2.2.5IPv6简述•2.2.6电子邮件服务•2.2.7FTP服务2.2.1TCP/IP简介•1、TCP/IP的特点•开放的协议标准，可以免费使用，与特定的计算机硬件、操作系统无关•独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网、互联网中•统一的网络编址方案，每个设备在网络中都有唯一的IP地址•标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务2.2.1TCP/IP简介•2、IP协议•又称互连网协议，是网络互联的基础，提供无连接的数据报服务，其任务是允许主机将分组放在网上，分组到达的顺序可能不同于发送顺序，由高层协议负责分组重新进行排序。2.2.1TCP/IP简介•3、TCP协议与UDP协议–TCP协议：传输控制协议，是一个可靠的面向连接的协议，保证一台机器的字节流准确无误的传递到网络上的另一台计算机。–协议规定：在发送端将字节流分割成报文传送给IP层，在接收端，将报文组装成字节流，传输过程中对数据进行监控，出现错误，发送端重发数据。适合于准确交付的场合。2.2.1TCP/IP简介–UDP协议：用户数据报协议。提供无连接的服务，无重发和纠错功能，不保证数据的可靠传输，适合传送需要快速传递的数据2.2.2Internet工作原理•通过TCP/IP将不同的网络连接起来，相互通信2.2.3IP地址•IP地址的概念–各物理网络中的站点都要有一个可识别的地址，该地址称为物理地址，一般固化在网卡上。–在TCP/IP编址方案中，为了便于管理，将多个物理网络抽象成一个逻辑网络，为每个主机分配一个唯一的32位IP地址，该地址是逻辑地址，与具体网络硬件无关。2.2.3IP地址•1、IP地址的格式•IP地址由4个字节组成，分成两部分，第一部分为网络号，另一部分为主机号。格式如下•例如：135.111.5.27•网络号标识主机所在的网络，主机号标识特定网络中的主机网络号主机号2.2.3IP地址•2、IP地址分类•A类：•第一位为0，第一字节代表网络号，后3个字节代表主机号•共有126个不同的A类网络（0和127用于特殊用途），每个网络主机地址数可达224个，适用于有大量主机的大型网络。0网络地址（7b）主机地址（24b）2.2.3IP地址•B类：•前两个字节代表网络号，第1、2位为1、0，后2个字节代表主机号•共有16384个不同的B类网络，网络地址是128--191，每个网络主机地址数65536个，一般分配给国际性的大公司和政府机构。10网络地址（14b）主机地址