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计算机网络基础项目部杨保龙2019年03月知识重点第一章计算机网络概论一、计算机网络的定义：我们将地理位置不同，具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路互相连接起来，使用功能完整的网络软件来实现网络资源共享的系统，称之为计算机网络。第一章计算机网络概论二、计算机网络的演变与发展1.第一代计算机网络-远程终端联机系统以主机为中心，面向终端分时访问和使用中央服务器上的信息资源2.第二代计算机网络-计算机-计算机网络20世纪60~70年代，多个主机通过通信线路互连起来，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ARPA网第一章计算机网络概论3.第三代计算机网路-开放式标准化网络20世纪80年代。这一时代的网络，具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议。标准化使得不同的计算机能方便地互联在一起国际标准化组织ISO在1984年正式颁布了一个开放系统互连基本参考模型（OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel,OSI/RM）的国际标准ISO74984.第四代计算机网路-信息高速公路阶段第一章计算机网络概论三、计算机网络的功能和应用1.计算机网络的功能1）资源共享2）数据通信3）均衡负载和分布式处理4）提高计算机的安全可靠性5）综合信息服务2.计算机网络的应用第一章计算机网络概论四、计算机网络的系统组成1.从系统组成讲，主要分成计算机系统、数据通信系统、网络软件及协议三大部分；2.从系统功能讲，有个分为资源子网和系统子网两大部分。第一章计算机网络概论五、计算机网络的分类1.按网络覆盖面积分类1）局域网2）城域网3）广域网2.无线网3.点对点传播和广播式网络第一章计算机网络概论六、计算机网络拓扑结构1.总线型拓扑结构2.星型拓扑结构3.环形拓扑结构第一章计算机网络概论七、网络实例简介1.小型网络组网方案：第一章计算机网络概论七、网络实例简介2.大型网络组网方案：第二章数据通信基础一、数据通信基本概念二、物理传输媒体三、数据传输技术四、数据交换第二章数据通信基础一、数据通信基本概念1.信息、数据和信号信号：数据的电编码、电磁编码或其他编码模拟信号数字信号第二章数据通信基础一、数据通信基本概念2.信道和信道容量信道：信道容量：3.信道带宽和数据传输率信道带宽：数据传输率：第二章数据通信基础一、数据通信基本概念4.数据通信系统模型1）模拟通信系统第二章数据通信基础一、数据通信基本概念4.数据通信系统模型2）数字通信系统3）模拟通信系统与数字通信系统的比较第二章数据通信基础一、数据通信基本概念5.数据通信的主要技术指标1）比特率2）波特率3）误码率4）吞吐量5）信道的传播延时第二章数据通信基础二、数据通信基本概念1.有线传输介质1）双绞线（1）非屏蔽双绞线（UTP）双绞线电缆非屏蔽双绞线截面图第二章数据通信基础二、数据通信基本概念1.有线传输介质1）双绞线（2）屏蔽双绞线（STP）屏蔽双绞线电缆屏蔽双绞线实物第二章数据通信基础二、数据通信基本概念1.有线传输介质1）双绞线（3）网线的制作•线序标准•制作过程拨线、理线、压线、测试第二章数据通信基础二、数据通信基本概念1.有线传输介质2）同轴电缆同轴电缆实物同轴电缆结构示意图第二章数据通信基础二、数据通信基本概念1.有线传输介质3）光缆（1）光缆简介光缆光缆剖面示意图第二章数据通信基础二、数据通信基本概念1.有线传输介质3）光缆（2）光纤分类光线在光纤中的传输第二章数据通信基础二、数据通信基本概念1.有线传输介质3）光缆（3）光纤的连接方式光纤连接器光纤连接头第二章数据通信基础二、数据通信基本概念1.无线传输介质1）无线电波2）微波传输3）红外传输4）激光第二章数据通信基础二、数据传输技术1.数据传输过程2.模拟传输与数字传输（1）模拟传输的特点：不考虑内容的模拟信号传输，使用放大器加强信号。（2）数字传输的特点：考虑内容，使用转发器。（3）数字传输的优点：远程系统中的调制解调器第二章数据通信基础二、数据传输技术调幅调频调相数字调制的三种基本形式第二章数据通信基础二、数据传输技术3.基带传输和宽带传输信号的传输方式分为两大类：基带传输和宽带传输。4.并行传输和串行传输（1）并行传输：利用多条数据传输线将一个数据的各位同时传送。特点：1传送速率高，适于短距离通信2设备成本高，并行线路相互干扰会影响传输质量（2）串行传输：将比特流逐位在一条信道上传送。特点：1传输效率低，传送速度高，适于长距离通信2设备成本低，易于实现和维护，是目前计算机网路通信的主要方式第二章数据通信基础二、数据传输技术并行数据传输串行数据传输第二章数据通信基础二、数据传输技术5、单工、半双工和全双工（1）单工（2）半双工（3）全双工第二章数据通信基础二、数据传输技术6.异步传输和同步传输（1）异步传输特点：以字符为单位，传输效率低，用于1200bit/s一下的数据传输（2）同步传输特点：以帧为单位，效率高，实现复杂，用于速率大于2400bit/s的传输。第二章数据通信基础二、数据传输技术7.多路复用技术（1）频分多路利用FDM特点：用于传输模拟信号（收音机，电视机，载波电话通信系统）（2）时分多路利用TDM（3）波分多路利用WDM第二章数据通信基础•三、数据交换1.电路交换（1）电路建立阶段（2）数据传输阶段（3）拆除电路连接阶段2.报文交换3.分组交换（1）数据报（2）虚电路第四章网络体系结构与协议一、网络体系结构简介计算机网络学习的核心内容就是网络协议的学习。网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或者说是约定的集合。因为不同用户的数据终端可能采取的字符集是不同的，两者需要进行通信，必须要在一定的标准上进行。而ARPA公司与1977年到1979年推出了一种名为ARPANET的网络协议受到了广泛的热捧，其中最主要的原因就是它推出了人尽皆知的TCP/IP标准网络协议。目前TCP/IP协议已经成为Internet中的“通用语言”，下图为不同计算机群之间利用TCP/IP进行通信的示意图。第四章网络体系结构与协议一、网络体系结构简介1)网络层次的划分为了使不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，国际标准化组织（ISO）在1978年提出了“开放系统互联参考模型”，即著名的OSI/RM模型（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel）。它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层，自下而上依次为：物理层（PhysicsLayer）、数据链路层（DataLinkLayer）、网络层（NetworkLayer）、传输层（TransportLayer）、会话层（SessionLayer）、表示层（PresentationLayer）、应用层（ApplicationLayer）。其中第四层完成数据传送服务，上面三层面向用户。第四章网络体系结构与协议一、网络体系结构简介1)网络层次的划分除了标准的OSI七层模型以外，常见的网络层次划分还有TCP/IP四层协议以及TCP/IP五层协议，它们之间的对应关系如下图所示：第四章网络体系结构与协议二、开放系统互联参考模型（OSI/RM）OSI七层模型示意图第四章网络体系结构与协议二、开放系统互联参考模型（OSI/RM）1.物理层1）通信接口与传输媒体的物理特性（1）机械特性DTE-DCE接口框图常用连接机械特性（2）电气特性（3）功能特性（4）规程特性2）物理层协议举例第四章网络体系结构与协议二、开放系统互联参考模型（OSI/RM）2.数据链路层1）数据链路层的主要功能（1）帧同步功能（2）差错控制功能（3）流量控制功能（4）链路管理功能2）数据链路控制协议举例第四章网络体系结构与协议二、开放系统互联参考模型（OSI/RM）3.网络层1）网络层的主要功能（1）路由选择（2）流量控制（3）数据的传输与中继（4）清除子网的质量差异2）网络层的服务（1）虚电路服务（2）数据报服务3）网络层协议举例X.25协议和IP协议第四章网络体系结构与协议二、开放系统互联参考模型（OSI/RM）4.传输层（TransportLayer）第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。传输层的任务是根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。有关网络层的重点：1）传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题；2）包含的主要协议：TCP协议（TransmissionControlProtocol，传输控制协议）、UDP协议（UserDatagramProtocol，用户数据报协议）；3）重要设备：网关。第四章网络体系结构与协议二、开放系统互联参考模型（OSI/RM）5.其它各层简介1）会话层会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。2）表示层表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。3）应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。会话层、表示层和应用层重点：1）数据传输基本单位为报文；2）包含的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议）、POP3协议（邮局协议）、HTTP协议（HyperTextTransferProtocol）。第四章网络体系结构与协议二、开放系统互联参考模型（OSI/RM）6.OSI环境中的数据传输过程第五章Internet基础与应用一、IP地址1.IP地址的概念IP地址就是IP协议为唯一标识网络中的主机所规定的地址。2.IP地址的分类1）A类IP地址：范围：1.0.0.0---127.255.255.2552）B类IP地址：范围：128.0.0.0---191.255.255.2553）C类IP地址：范围：192.0.0.0---223.255.255.2554）D类IP地址：范围：224.0.0.0---239.255.255.2554）E类IP地址：范围：240.0.0.0---247.255.255.2555）特殊IP地址：（1）广播地址255.255.255.255（2）网络地址网络地址的主机号为全0（3）本网主机地址（4）回送地址127.0.0.0/8第五章Internet基础与应用一、IP地址3.子网1）子网及子网掩码的概念2）确定子网掩码位数3）子网掩码的标注（1）无子网的标注法A类11111111000000000000000000000000，十进制数表示为255.0.0.0B类11111111111111110000000000000000，十进制数表示为255.255.0.0C类11111111111111111111111100000000，十进制数表示为255.255.255.0（2）有子网的标注法第五章Internet基础与应用一、IP地址3.子网4）IP地址和子网掩码的关系最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通信；反之说明两台计算机不是处在同一个子网络上的，不能进行直接的通信。4.IPV6IPV6是“InternetProtocolVersion6”的缩写，它是IETF设计的用于替代现行版本IP协议（IPV4）的下一代IP协议。第五章Internet基础与应用二、Inte