第1講-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)PPT課件

1、計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)要解決什么問(wèn)題？第1頁(yè)/共38頁(yè)第2頁(yè)/共38頁(yè)本課程學(xué)習(xí)任務(wù) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃 網(wǎng)絡(luò)布線與安裝 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型配置 初步網(wǎng)絡(luò)管理第3頁(yè)/共38頁(yè)本講主要內(nèi)容n第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)概述n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的四個(gè)時(shí)期n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類n廣域網(wǎng)的有關(guān)技術(shù)n局域網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)第4頁(yè)/共38頁(yè)1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.1.1 終端計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是以單臺(tái)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。T計(jì)算機(jī)FEPMMMMTCTTCTT圖1-1 遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)第5頁(yè)/共38頁(yè)1.1.2 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是多臺(tái)自主計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線路互聯(lián)起來(lái)為用戶提供服務(wù)，即所謂的計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

2、ARPA網(wǎng)（ARPAnet） 第6頁(yè)/共38頁(yè)1.1.3 開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò) 第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)，它具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議。標(biāo)準(zhǔn)化使得不同的計(jì)算機(jī)能方便地互聯(lián)在一起。 OSI/RM TCP/IP第7頁(yè)/共38頁(yè)1.1.4 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的新時(shí)代 計(jì)算機(jī)的發(fā)展已進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的新時(shí)代，換句話說(shuō)就是以網(wǎng)絡(luò)為中心的時(shí)代。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向高速化發(fā)展。 三網(wǎng)融合甚至多網(wǎng)融合是一個(gè)重要的發(fā)展方向。 實(shí)現(xiàn)5W的個(gè)人通信Whoever Whenever Wherever Whomever Whatever第8頁(yè)/共38頁(yè)1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類和組成1.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1

3、按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍劃分（1）局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）。（2）廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）。 （3）城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，MAN）。第9頁(yè)/共38頁(yè)表1-1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要特征參數(shù)網(wǎng)絡(luò)分類縮寫分布距離（大約）適用場(chǎng)合傳輸速率范圍局域網(wǎng)LAN10m房間4Mbps2Gbps100m建筑物幾千米校園城域網(wǎng)MAN10km城市50kbps100Mbps廣域網(wǎng)WAN10km1000km城市、國(guó)家和洲9.6kbps45Mbps第10頁(yè)/共38頁(yè)2按網(wǎng)絡(luò)的通信傳輸技術(shù)劃分 （1）廣播式網(wǎng)絡(luò)（Broadcast Netwo

4、rks）：如總線形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、微波衛(wèi)星網(wǎng)等。 （2）點(diǎn)點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)（Point-to-Point Networks）：如星形、樹形、網(wǎng)形等。請(qǐng)說(shuō)明兩種通信方式的基本思路？第11頁(yè)/共38頁(yè)1.2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包括通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。通信子網(wǎng)完成信息分組的傳遞工作，每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能。資源子網(wǎng)包含所有由通信子網(wǎng)連接的主機(jī)，向網(wǎng)絡(luò)提供各種類型的資源。通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)可分別建設(shè)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件組成。第12頁(yè)/共38頁(yè)1網(wǎng)絡(luò)硬件 網(wǎng)絡(luò)硬件是指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中所采用的物理設(shè)備，包括以下內(nèi)容：（1）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：提供網(wǎng)絡(luò)資源。（2）工作站：用戶機(jī)。（3）網(wǎng)絡(luò)設(shè)

5、備。 網(wǎng)卡 集線器HUB（中繼器） 交換機(jī)（網(wǎng)橋） 節(jié)點(diǎn)交換機(jī) 路由器 網(wǎng)關(guān)（4）傳輸介質(zhì)：如同軸電纜、雙絞線、光纜、無(wú)線電、微波等。第13頁(yè)/共38頁(yè)2網(wǎng)絡(luò)軟件 協(xié)議和軟件在網(wǎng)絡(luò)通信中扮演了極為重要的角色。網(wǎng)絡(luò)軟件可大致分為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件是控制和管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、提供網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)資源分配與共享功能的網(wǎng)絡(luò)軟件，它為用戶提供了訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和操作網(wǎng)絡(luò)的友好界面。 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是指為某一個(gè)應(yīng)用目的而開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)軟件，它為用戶提供一些實(shí)際的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件既可用于管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)本身，也可用于某一個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域 第14頁(yè)/共38頁(yè)1.3 廣域網(wǎng)的有關(guān)技術(shù)1.3.1 接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)與廣域

6、網(wǎng)1接入網(wǎng)（1）接入網(wǎng)的概念。 國(guó)際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)部（ITU-T）根據(jù)近年來(lái)電信網(wǎng)的發(fā)展演變趨勢(shì)，提出了接入網(wǎng)的概念。 從整個(gè)電信網(wǎng)的角度講，可以將全網(wǎng)劃分為公用網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)（CPN）兩大塊，其中CPN屬用戶所有，因而，通常意義的電信網(wǎng)指的是公用電信網(wǎng)部分。 公用電信網(wǎng)又可以劃分為長(zhǎng)途網(wǎng)、中繼網(wǎng)和接入網(wǎng)三部分。第15頁(yè)/共38頁(yè)（2）寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)。 寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)包括基于雙絞線的ADSL技術(shù)、基于HFC網(wǎng)（光纖和同軸電纜混合網(wǎng)）的Cable Modem技術(shù)、基于五類線的以太網(wǎng)接入技術(shù)以及光纖接入技術(shù)。1）基于雙絞線的ADSL技術(shù)。2）基于HFC網(wǎng)的Cable Modem技術(shù)。3）基于五類

7、線的以太網(wǎng)接入技術(shù)。4）光纖接入技術(shù)。 第16頁(yè)/共38頁(yè)（3）寬帶無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)。 目前主要有四種寬帶無(wú)線接入技術(shù)：1）MMDS接入技術(shù)。 2）LMDS接入技術(shù)。 3）衛(wèi)星通信接入技術(shù)。 4）不可見光纖無(wú)線系統(tǒng)。 第17頁(yè)/共38頁(yè)2傳輸網(wǎng) 傳輸網(wǎng)分為長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)和本地中繼傳輸網(wǎng)兩個(gè)等級(jí)。長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)包括省際骨干網(wǎng)和省內(nèi)干線網(wǎng)，用作本地網(wǎng)間的信息傳輸，支持各種業(yè)務(wù)在本地網(wǎng)的網(wǎng)間互聯(lián)。中繼傳輸網(wǎng)用作本地網(wǎng)內(nèi)各局端或交換節(jié)點(diǎn)間的中繼電路，支持構(gòu)建本地網(wǎng)。 目前，傳輸網(wǎng)主要采用SDH光纖傳輸并正利用DWDM擴(kuò)容。隨著DWDM的廣泛應(yīng)用和OADM、ODXC及光交換技術(shù)的商用，一個(gè)全光網(wǎng)絡(luò)將成為傳輸網(wǎng)的核

8、心網(wǎng)。第18頁(yè)/共38頁(yè)3廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）指覆蓋范圍廣闊（通常可以覆蓋一個(gè)城市、一個(gè)省、一個(gè)國(guó)家）的一類通信子網(wǎng)，有時(shí)也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)。（1）廣域網(wǎng)的特點(diǎn)。 主要提供面向通信的服務(wù)，支持用戶使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的信息交換。 覆蓋范圍廣，通信距離遠(yuǎn)，需要考慮的因素增多 由電信部門或公司負(fù)責(zé)組建、管理和維護(hù)，并向全社會(huì)提供面向通信的有償服務(wù)、流量統(tǒng)計(jì)和計(jì)費(fèi)問(wèn)題。 第19頁(yè)/共38頁(yè)（2）廣域網(wǎng)的構(gòu)成。 廣域網(wǎng)由許多節(jié)點(diǎn)交換機(jī)以及連接這些交換機(jī)的鏈路組成，各臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到交換機(jī)上，節(jié)點(diǎn)之間的連接方式是點(diǎn)到點(diǎn)方式。站點(diǎn)1的交換機(jī)站點(diǎn)2的交換機(jī)站點(diǎn)3的交換機(jī)站點(diǎn)4

9、的交換機(jī)第20頁(yè)/共38頁(yè)（3）廣域網(wǎng)的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制 1）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。 在廣域網(wǎng)中，分組往往經(jīng)過(guò)許多的節(jié)點(diǎn)交換機(jī)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（store and forward）才能到達(dá)目的地。為完成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能，節(jié)點(diǎn)交換機(jī)必須在存儲(chǔ)器中對(duì)分組進(jìn)行緩沖。存儲(chǔ)操作是在分組到達(dá)時(shí)執(zhí)行，節(jié)點(diǎn)交換機(jī)的輸入/輸出硬件把一個(gè)分組副本放在存儲(chǔ)器中并通知處理器（例如使用中斷），然后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)（forward）操作。處理器檢查分組，決定應(yīng)該送到哪個(gè)接口，并啟動(dòng)輸出硬件設(shè)備以發(fā)送分組。第21頁(yè)/共38頁(yè)2）廣域網(wǎng)的物理編址。 局域網(wǎng)采用了平面地址結(jié)構(gòu)，對(duì)不需要進(jìn)行路由選擇的局域網(wǎng)，采用這種結(jié)構(gòu)非常方便。然而在廣域網(wǎng)中，分組往往經(jīng)過(guò)許多

10、節(jié)點(diǎn)交換機(jī)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)才到達(dá)目的地。廣域網(wǎng)使用層次地址方案（hierarchical addressing scheme），使得轉(zhuǎn)發(fā)效率更高。層次地址把一個(gè)地址分成幾部分。最簡(jiǎn)單的層次地址方案把一個(gè)地址分為兩部分：第一部分表示節(jié)點(diǎn)交換機(jī)，第二部分表示連到該交換機(jī)上的計(jì)算機(jī)。 第22頁(yè)/共38頁(yè)圖1-3 交換機(jī)地址的層次表示方式交換機(jī)1交換機(jī)2地址1，2地址1，5地址2，2地址2，6第23頁(yè)/共38頁(yè)3）廣域網(wǎng)中的路由。 為使廣域網(wǎng)能正確地運(yùn)行，內(nèi)、外部交換機(jī)都必須有一張路由表，并且都能轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。路由表中的數(shù)據(jù)必須符合以下條件： 完整的路由。每個(gè)交換機(jī)的路由表必須含有所有可能目的地的下一站。 路由

11、優(yōu)化。對(duì)于一個(gè)給定的目的地而言，交換機(jī)路由表中下一站的值必須是指向目的地的最短路徑。第24頁(yè)/共38頁(yè)對(duì)廣域網(wǎng)而言，最簡(jiǎn)單的方法是把它看作圖12341234第25頁(yè)/共38頁(yè)表1-2 路由表目的地下一站目的地下一站目的地下一站目的地下一站1-1(2,3)1(3,2)1(4,2)2(1,3)2-2(3,3)2(4,4)3(1,3)3(2,3)3-3(4,2)4(1,3)4(2,4)4(3,4)4-站點(diǎn)1站點(diǎn)2站點(diǎn)3站點(diǎn)4第26頁(yè)/共38頁(yè)1.4 局域網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)1.4.1 局域網(wǎng)的基本特征（1）網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍比較小。（2）信息的傳輸速率比較高（3）具有較低誤碼率。（4）局域網(wǎng)容易組裝、組建

12、和維護(hù)，具有較好的靈活性。（5）網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)營(yíng)權(quán)和管理權(quán)屬于某個(gè)單位 第27頁(yè)/共38頁(yè)1.4.2 局域網(wǎng)的基本組成 1服務(wù)器 2工作站 3傳輸媒體 適用于局域網(wǎng)的導(dǎo)向傳輸媒體主要有三類：雙絞線、同軸電纜和光纖。第28頁(yè)/共38頁(yè)（1）雙絞線（TP）。 雙絞線電纜分為兩類：屏蔽型雙絞線（STP）和非屏蔽型雙絞線（UTP）。 銅線聚氯乙烯套層絕緣層非屏蔽雙絞線UTP銅線聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層屏蔽雙絞線STP（a） （b） 圖1-9 非屏蔽雙絞線與屏蔽雙絞線的示意圖第29頁(yè)/共38頁(yè)（2）同軸電纜。 由一根空心的外圓柱導(dǎo)體和一根位于中心軸線的內(nèi)導(dǎo)線組成，兩導(dǎo)體間用絕緣材料隔開，如圖1-10所示。同軸

13、電纜既可以用于基帶傳輸，又可以用于寬帶傳輸。用于局域網(wǎng)的同軸電纜都是基帶同軸電纜。外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi) 導(dǎo)體圖1-10 同軸電纜示意圖第30頁(yè)/共38頁(yè)（3）光纖 應(yīng)用光學(xué)原理，由光發(fā)送機(jī)產(chǎn)生光束，將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，再把光信號(hào)導(dǎo)入光纖，在另一端由光接收機(jī)接收光纖上傳來(lái)的光信號(hào)，并把它變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)解碼后再處理，如圖1-11所示。光纖分為單模光纖和多模光纖，如圖1-12所示。 單模光纖：由激光作光源，僅有一條光通路，傳輸距離長(zhǎng)，2km以上。 多模光纖：由二極管發(fā)光，低速短距離，2km以內(nèi)。第31頁(yè)/共38頁(yè)圖1-11 光纖傳輸原理高折射率（纖芯） 低折射率（包層） 光線在纖芯中的傳

14、輸方式是不斷地全反射第32頁(yè)/共38頁(yè)輸入脈沖輸出脈沖輸入脈沖輸出脈沖（a）多模光纖（b）單模光纖第33頁(yè)/共38頁(yè)非導(dǎo)向傳輸媒體 非導(dǎo)向傳輸媒體指的是無(wú)線電波。 無(wú)線電微波通信在數(shù)據(jù)通信中占有重要地位。微波的頻率范圍為300MHz300GHz，但主要是使用2GHz40GHz的頻率范圍。微波在空間主要是直線傳播。微波會(huì)穿透電離層而進(jìn)入宇宙空間，因此它不像短波那樣可以經(jīng)電離層反射，可以傳播到地面上很遠(yuǎn)的地方。微波通信有兩種主要方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。第34頁(yè)/共38頁(yè)4聯(lián)網(wǎng)設(shè)備 聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，通過(guò)這些設(shè)備，各主機(jī)才能達(dá)到傳輸數(shù)據(jù)、信息共享的目的。 局域網(wǎng)中主要的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）、中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機(jī)以及路由器，另外在無(wú)線局域網(wǎng)中，還有無(wú)線接入設(shè)備AP等。目前，最常用的設(shè)備是交換機(jī)與路由器。 第35頁(yè)/共38頁(yè)1.4.3 局域網(wǎng)的類型從不同角度