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第一部分国家信息化工程师认证考试管理中心网络基础2第一部分网络基础第1章网络模型第2章网络协议与IP寻址第3章网络互连设备第4章局域网基础3第一部分网络基础第1章网络模型4第一章网络模型1.1为什么要建立网络1.2网络概述1.3标准网络模型提出1.4相关国际机构简介51.1为什么要连网1.1.1未连网计算机的弊病1.2.2计算机连网的益处61.1.1未连网计算机的弊病无法进行数据共享无法进行软件应用程序共享无法进行打印机及其他硬件资源的共享无法进行Internet资源共享无法进行集中式的数据管理工作效率低下71.1.2计算机连网的益处网络可以提高工作效率网络可以节省资源网络可以帮助确保信息的一致性并减小数据冗余网络可以将不同的思想和观点带至一个公共位置81.2网络概述1.2.1网络发展史1.2.2网络基本概念1.2.3网络的分类91.2.1网络发展史第一代:计算机网络诞生第二代:分组交换的计算机网络第三代:标准化的计算机网络第四代:高速、综合、支持移动的计算机网络101.2.1网络发展史1、计算机网络诞生时间：20世纪50年代初到60年代末主要特点：面向终端、面向最终用户关键技术：线路控制器、多路线路控制器、前置处理机。主要应用：MIT林肯实验室为美国空军设计的SAGE自动化地面防空系统，美国航空公司与IBM共同研制的SABRE-1飞机订票系统111.2.1网络发展史2、分组交换网络时间：20世纪60年代末到70年代中后期主要特点：资源共享、分散管理、分组交换、采用专门的通信控制处理机、分层的网络协议。关键技术：分组交换。主要应用：Internet的前身——ARPANET121.2.1网络发展史3、标准化网络时间：20世纪70年代后期到90年代初主要特点：开放、标准化。关键技术：OSI网络层次模型。主要应用：Internet131.2.1网络发展史4、高速、移动的综合网络时间：20世纪90年至今主要特点：高速、综合性、移动。关键技术：宽带技术、。主要应用：Internet、移动互连（ISDN、ADSL、LAN）141.2.1网络发展史5、下一代网络时间：正在进行时主要特点：智能化、综合化。关键技术：软交换、IPv6、光通信、NGN。主要应用：新一代因特网、风格计算。（技术融合、网络融合、业务融合、产业融合）151.2.2网络基本概念计算机网络(Network)是将处在不同地理位置且相互独立的计算机或设备，通过传输介质和网络设备按照特定的结构和协议相互连接起来，利用网络操作系统进行管理和控制，从而实现信息传输和资源共享的一种信息系统。161.2.2网络基本概念定义：计算机网络是指由通信线路互相连接的许多独立自主工作的计算机构成的资源共享集合体。从定义可知道：计算机网络作用：资源共享。计算机网络组成：许多独立自主工作的计算机。计算机网络实现方式：使用通信线路互相连接。17简单网络示意图181.2.3网络的分类1.4.1按地理范围分类1.4.2按工作模式分类1.4.3按数据传输方式分类19按照地理范围分类局域网(LocalAreaNetwork,LAN)覆盖范围一般不超过数十公里，通常是一幢建筑物内、相邻的几幢建筑物之间或者是一个园区的网络。(短距离、高速率、高可靠、低成本)广域网(WideAreaNetwork,WAN)覆盖范围通常为数百公里到数千公里，甚至数万公里，可以是一个地区或一个国家，甚至世界几大洲或整个地球。(长距离、低速率、高成本)城域网(MetropolitanAreaNetwork,MAN)覆盖的地理范围介于局域网和广域网之间，通常为数十公里到数百公里的一座城市内。20按照地理范围分类21按照管理方式分类对等网(PeertoPeer)通常是由很少几台计算机组成的工作组。对等网采用分散管理的方式，网络中的每台计算机既作为客户机又可作为服务器来工作，每个用户都管理自己机器上的资源。客户机/服务器网(Client/Server)网络的管理工作集中在运行特殊网络操作系统服务器软件的计算机上进行，这台计算机被称为服务器，它可以验证用户名和密码的信息，处理客户机的请求。而网络中其余的计算机则不需要进行管理，而是将请求通过转发器(Redirector)发给服务器。22按照管理方式分类23按照数据传输方式分类广播网络(BroadcastingNetwork)网络中的计算机或设备通过一条共享的通信介质进行数据传播，所有节点都会收到任何节点发出的数据信息。这种传输方式主要应用于局域网中。广播网络中有三种传输类型：单播、组播和广播。点对点网络(PointtoPointNetwork)网络中的计算机或设备通过单独的链路进行数据传输，并且两个节点间都可能会有多条单独的链路。这种传播方式主要应用于广域网中。24广播网络的三种类型25计算机的分类台式机PC机或工作站，一般由个人使用。台式机上常用操作系统包括Windows、Linux以及Macintosh。小型机和服务器小型机和服务器是介于台式机和大型机之间的各种计算机系统。大型机也称作超级计算机，能够管理大型企业网，存储大量重要数据并保证其完整性及在一个机构中传送数据。笔记本电脑和掌上型电脑是为了满足日益走向移动的社会需求而出现的计算机类型。261.3标准网络模型的提出•1.3.1分层结构的优点•1.3.2分层结构的工作原理•1.3.3OSI参考模型•1.3.4TCP/IP四层模型271.3.1分层结构的优点各层间相互独立，某一层的变化不会影响其他层促进标准化工作使网络易于实现和维护281.3.2分层结构的工作原理纵向通信•在分层结构中，低层服务为高层服务提供服•务，高层服务使用低层服务提供的服务。横向通信•分层结构中，对应的分层协同工作，以保证•能够成功的完成通信。291.3.3OSI参考模型•OSI参考模型概述•OSI参考模型的各层•数据传输的封装和解封装302.2.1OSI参考模型概述第7层应用层Application第6层表示层Presentation第5层会话层Session第4层传输层Transport第3层网络层Network第2层数据链路层DataLink第1层物理层Physical31物理层物理层的所有协议就是人为规定了不同类传输设备、传输媒介如何将数字信号从一端传到另一端，而不管传送的是什么数据。它是完全面向硬件的，它通过一系列协议定义了通信设备的机械的、电气的、功能的、过程的特征。工作在物理层的设备主要有中继器和集线器(Hub)，它们是以比特流形式来传输信息的。32数据链路层数据链路层在物理已能将信号发送到通信链路中的基础上，负责建立一条可靠的数据传输通道，完成相邻结点之间有效地传送数据的任务。数据链路层通过一系列协议将实现以下功能：封装成帧、流量控制、差错控制、传输管理。IEEE开发的802系列规范：将数据链路层分成两个子层，逻辑链路控制层（LLC，LogicalLinkControl）和介质访问控制层（MAC，MediaAccessControl）工作在数据链路层的网络设备主要包括网桥、交换机、网卡；它将把比特流组织成数据帧的形式来传送信息。33网络层网络层用于从发送端向接收端传送分组，负责确保信息到达预定的目标。网络层主要完成以下任务：•基于网络层地址进行不同网络系统间的路由选择网络层地址即逻辑地址（IP地址）•完成分割和重新组合数据包（Packet）•差错检验和可能的修复•分组的数据流量控制或拥塞控制网络层主要协议有IP协议和IPX协议。主要设备有路由器和三层交换机。34传输层传输层实现发送端和接收端的端口的数据分组传送,负责保证实现数据包无差错、按顺序、无丢失和无冗余的传输。传输层主要完成以下任务：•为位于不同物理节点上的应用程序间建立连接，以实现可靠的数据传输。•增加网络层提供的服务质量。•用一个寻址机制（如端口号）来标识一个特定的应用程序。传输层地址即端口号传输层可以提供两种服务：面向链接的服务和无链接服务。在传输层中，数据传输的单位是数据报称为报文。35会话层会话层主要负责管理远程用户或进程的通信。该层提供如名字查找和安全验证等服务，允许两个程序能够相互识别并建立和维护通信连接。会话层还提供数据同步和检查点功能，这样当网络失效后的数据进行重发。在OSI参考模型中会话层的规范具体包括以下内容。•通信控制：包括会话建立、会话管理、会话结束等。•检查点设置。•重新中断的传输链路。•名字查找和安全验证服务。36表示层表达层以下的各层只关心从这里可靠地传输数据，而表示层则关心的是所传送的信息的评议和语法。它负责将收到的数据转换为计算机内的表示方法或特定程序的表示方法。也就是说，它负责通信协议的转换、数据的翻译、数据的加密、字符的转换等工作。在OSI参考模型中表示层的规范具体包括以下内容。•数据编码方式的约定。•本地句法的转换。37应用层应用层就是直接提供服务给使用者的应用软件。比如电子邮件、在线交谈程序都属于应用层的范畴。在OSI参考模型中应用层的规范具体包括：•各类应用过程的接口。•提供用户接口。381.4相关国际机构ISO－国际标准化组织（OSI参考模型）ANSI－美国国家标准协会（FDDI）EIA/TIA－电子/电信工业协会（RS232，568）IEEE－电子及电气工程师协会（802.x）ITU-T－国际电信联盟电信标准部门（X.25）ISOC－国际互联网协会IAB－Internet体系结构委员会（RFC，请求注解）IETF－Internet工程任务组（近期问题）IRTF－Internet研究任务组（未来问题）391.4相关国际机构