網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)PPT

1、內(nèi)容提要,計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu) 計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),什么是計算機網(wǎng)絡(luò),計算機網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機系統(tǒng)。 簡單地說，計算機網(wǎng)絡(luò)就是通過電纜、電話線或無線通訊將兩臺以上的計算機互連起來的集合。,計算機網(wǎng)絡(luò)通俗地講就是由多臺計算機（或其它計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）通過傳輸介質(zhì)和軟件物理連接在一起組成的?？偟膩碚f計算機網(wǎng)絡(luò)的組成基本上包括：計算機、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)（可以是有形的，也可以是無形的，如無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸介

2、質(zhì)就是看不見的電磁波）以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件四部分。,計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能,計算機網(wǎng)絡(luò)的功能主要目的是實現(xiàn)計算機之間的資源共享、網(wǎng)絡(luò)通信和對計算機的集中管理。除此之外還有負荷均衡、分布處理和提高系統(tǒng)安全與可靠性等功能。,1、資源共享,（1）硬件資源:包括各種類型的計算機、大容量存儲設(shè)備、計算機外部設(shè)備，如彩色打印機、靜電繪圖儀等。 （2）軟件資源:包括各種應(yīng)用軟件、工具軟件、系統(tǒng)開發(fā)所用的支撐軟件、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。,（3）數(shù)據(jù)資源：包括數(shù)據(jù)庫文件、數(shù)據(jù)庫、辦公文檔資料、企業(yè)生產(chǎn)報表等。 （4）信道資源：通信信道可以理解為電信號的傳輸介質(zhì)。通信信道的共享是計算機網(wǎng)絡(luò)中最重要的共享資源

3、之一。,2、網(wǎng)絡(luò)通信,通信通道可以傳輸各種類型的信息,包括數(shù)據(jù)信息和圖形、圖像、聲音、視頻流等各種多媒體信息。,3、分布處理,把要處理的任務(wù)分散到各個計算機上運行，而不是集中在一臺大型計算機上。這樣，不僅可以降低軟件設(shè)計的復(fù)雜性，而且還可以大大提高工作效率和降低成本。,4、集中管理,計算機在沒有聯(lián)網(wǎng)的條件下，每臺計算機都是一個“信息孤島”。在管理這些計算機時，必須分別管理。而計算機聯(lián)網(wǎng)后，可以在某個中心位置實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)的管理。如數(shù)據(jù)庫情報檢索系統(tǒng)、交通運輸部門的定票系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等。,5、均衡負荷,當網(wǎng)絡(luò)中某臺計算機的任務(wù)負荷太重時，通過網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序的控制和管理，將作業(yè)分散到網(wǎng)絡(luò)中的其

4、它計算機中，由多臺計算機共同完成。,計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成,一個完整的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件所組成的。網(wǎng)絡(luò)硬件是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理實現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)軟件是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的技術(shù)支持。兩者相互作用,共同完成網(wǎng)絡(luò)功能。 網(wǎng)絡(luò)硬件：一般指網(wǎng)絡(luò)的計算機、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等。 網(wǎng)絡(luò)軟件：一般指網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議等,網(wǎng)絡(luò)硬件的組成,1、主計算機 2、網(wǎng)絡(luò)工作站 3、網(wǎng)絡(luò)終端 4、通信處理機 5、通信線路 6、信息變換設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)軟件的組成,1、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)軟件中最主要的軟件,用于實現(xiàn)不同主機之間的用戶通信，以及全網(wǎng)硬件和軟件資源的共享，并向用戶提供統(tǒng)一的、方便的網(wǎng)絡(luò)接口,便

5、于用戶使用網(wǎng)絡(luò)。目前網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有三大陣營：UNIX、NetWare和Windows。目前， 我國最廣泛使用的是Windows網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。,2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件是用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能的軟件。 目前, 典型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件有TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議、IEEE802標準協(xié)議系列等。其中, TCP/IP是當前異種網(wǎng)絡(luò)互連應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件。,3、網(wǎng)絡(luò)管理軟件 網(wǎng)絡(luò)管理軟件是用來對網(wǎng)絡(luò)資源進行管理以及對網(wǎng)絡(luò)進行維護的軟件，如性能管理、配置管理、故障管理、記費管理、安全管理、網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)監(jiān)視與統(tǒng)計等。,4、網(wǎng)絡(luò)通信軟件 是用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各種

6、設(shè)備之間進行通信的軟件，使用戶能夠在不必詳細了解通信控制規(guī)程的情況下，控制應(yīng)用程序與多個站進行通信,并對大量的通信數(shù)據(jù)進行加工和管理。,5、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)，最重要的特征是它研究的重點不是網(wǎng)絡(luò)中各個獨立的計算機本身的功能，而是如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)特有的功能。,計算機網(wǎng)絡(luò)的分類,從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進行分類 廣域網(wǎng) WAN (Wide Area Network) 局域網(wǎng) LAN (Local Area Network) 城域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area Network) 接入網(wǎng) AN (Access Network),廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)以及局域網(wǎng)的關(guān)系,

7、城域網(wǎng),城域網(wǎng),接入網(wǎng),接入網(wǎng),接入網(wǎng),接入網(wǎng),接入網(wǎng),接入網(wǎng),廣域網(wǎng),局域網(wǎng),局域網(wǎng),校園網(wǎng),企業(yè)網(wǎng),按傳輸介質(zhì)分類,1、有線網(wǎng)（WiredNetwork） 雙絞線：其特點是比較經(jīng)濟、安裝方便、傳輸率和抗干擾能力一般，廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)中。 同軸電纜：俗稱細纜，現(xiàn)在逐漸淘汰。 光纖電纜：特點是光纖傳輸距離長、傳輸效率高、抗干擾性強，是高安全性網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。,2、 無線網(wǎng)（Wireless Network） 無線電話網(wǎng)：是一種很有發(fā)展前途的連網(wǎng)方式。 語音廣播網(wǎng)：價格低廉、使用方便，但安全性差。 無線電視網(wǎng)：普及率高，但無法在一個頻道上和用戶進行實時交互。 微波通信網(wǎng)：通信保密性和安全性較好。

8、 衛(wèi)星通信網(wǎng)：能進行遠距離通信，但價格昂貴。,計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu),常用的拓樸結(jié)構(gòu)有：總線型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)。,1、總線型拓撲結(jié)構(gòu),總線型拓撲結(jié)構(gòu)是指：網(wǎng)絡(luò)上的所有計算機都通過一條電纜相互連接起來 總線上的通信：在總線上，任何一臺計算機在發(fā)送信息時，其他計算機必須等待。而且計算機發(fā)送的信息會沿著總線向兩端擴散，從而使網(wǎng)絡(luò)中所有計算機都會收到這個信息，但是否接收，還取決于信息的目標地址是否與網(wǎng)絡(luò)主機地址相一致，若一致，則接受；若不一致，則不接收。,特點：其中不需要插入任何其他的連接設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)中任何一臺計算機發(fā)送的信號都沿一條共同的總線傳播，而且能被其他所有計算機接收。有時又稱這

9、種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為點對點拓樸結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點：連接簡單、易于安裝、成本費用低 缺點： 傳送數(shù)據(jù)的速度緩慢：共享一條電纜，只能有其中一臺計算機發(fā)送信息，其他接收。 維護困難：因為網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)斷點，整個網(wǎng)絡(luò)將癱瘓，而且故障點很難查找。,2、星型拓撲結(jié)構(gòu)：,每個節(jié)點都由一個單獨的通信線路連接到中心節(jié)點上。中心節(jié)點控制全網(wǎng)的通信，任何兩臺計算機之間的通信都要通過中心節(jié)點來轉(zhuǎn)接。因些中心節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，這種拓樸結(jié)構(gòu)又稱為集中控制式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種拓撲結(jié)構(gòu)是目前使用最普遍的拓撲結(jié)構(gòu)，處于中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跨越式集線器（Hub）也可以是交換機。,優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、便于維護和管理，因為當中某臺計算機或頭條線纜出現(xiàn)問題時，不會

10、影響其他計算機的正常通信，維護比較容易。 缺點：通信線路專用，電纜成本高；中心結(jié)點是全網(wǎng)絡(luò)的可靠瓶頸，中心結(jié)點出現(xiàn)故障會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。,3、環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)：,環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)是以一個共享的環(huán)型信道連接所有設(shè)備，稱為令牌環(huán)。在環(huán)型拓撲中，信號會沿著環(huán)型信道按一個方向傳播，并通過每臺計算機。而且，每臺計算機會對信號進行放大后，傳給下一臺計算機。同時，在網(wǎng)絡(luò)中有一種特殊的信號稱為令牌。令牌按順時針方向傳輸。當某臺計算機要發(fā)送信息時，必須先捕獲令牌，再發(fā)送信息。發(fā)送信息后在釋放令牌。,優(yōu)點：電纜長度短：環(huán)型拓撲網(wǎng)絡(luò)所需的電纜長度和總線拓撲網(wǎng)絡(luò)相似，但比星型拓撲結(jié)構(gòu)要短得多。 增加或減少工作站時，僅需簡單地

11、連接。可使用光纖；它的傳輸速度很高，十分適用一環(huán)型拓撲的單向傳輸。傳輸信息的時間是固定的，從而便于實時控制。,缺點：節(jié)點過多時,影響傳輸效率。環(huán)某處斷開會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效，節(jié)點的加入和撤出過程復(fù)雜。 檢測故障困難：因為不是集中控制，故障檢測需在網(wǎng)個各個節(jié)點進行，故障的檢測就不很容易。,4、樹型拓撲結(jié)構(gòu),樹型結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的擴展，它由根結(jié)點和分支結(jié)點所構(gòu)成。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低。擴充節(jié)點方便靈活。 缺點：對根結(jié)點的依賴性大，一旦根結(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)不能工作；電纜成本高。,5、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與混合型結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是指將各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點與通信線路連接成不規(guī)則的形狀，每個結(jié)點至少與其他兩個結(jié)點相連

12、，或者說每個結(jié)點至少有兩條鏈路與其他結(jié)點相連 優(yōu)點：可靠性高；因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性能，但路徑選擇比較復(fù)雜。 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護；線路成本高；適用于大型廣域網(wǎng)。,計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標 帶寬,“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。,常用的帶寬單位,更常用的帶寬單位是 千比每秒，即 kb/s （103 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s

13、（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s） 請注意：在計算機界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。,計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計算機網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。 體系結(jié)構(gòu)就是這個計算機網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義。 實現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問題。 體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實現(xiàn)則是具體的，是真正在運行的計算機硬件和軟件。,ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),國際標準化組織ISO(International Standard

14、s Organization)在80年代提出的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI(Open System Interconnection)，這個模型將計算機網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議分為七層。,物理層,物理層建立在物理通信介質(zhì)的基礎(chǔ)上，作為系統(tǒng)和通信介質(zhì)的接口，用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實體間透明的比特 (bit) 流傳輸。只有該層為真實物理通信，其它各層為虛擬通信。物理層實際上是設(shè)備之間的物理接口，物理層傳輸協(xié)議主要用于控制傳輸媒體。,數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層相鄰實體間提供傳送數(shù)據(jù)的功能和過程；提供數(shù)據(jù)流鏈路控制；檢測和校正物理鏈路的差錯。物理層不考慮位流傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，而數(shù)據(jù)鏈路層主要職責(zé)是控制相鄰系統(tǒng)之間的物理鏈路，

15、傳送數(shù)據(jù)以幀為單位，規(guī)定字符編碼、信息格式，約定接收和發(fā)送過程，在一幀數(shù)據(jù)開頭和結(jié)尾附加特殊二進制編碼作為幀界識別符，以及發(fā)送端處理接收端送回的確認幀，保證數(shù)據(jù)幀傳輸和接收的正確性，以及發(fā)送和接收速度的匹配，流量控制等。,數(shù)據(jù)鏈路層的目的,提供建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接以及傳輸數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元所需的功能和過程的手段。數(shù)據(jù)鏈路連接是建立在物理連接基礎(chǔ)上的，在物理連接建立以后，進行數(shù)據(jù)鏈路連接的建立和數(shù)據(jù)鏈路連接的拆除。具體說，每次通信前后，雙方相互聯(lián)系以確認一次通信的開始和結(jié)束，在一次物理連接上可以進行多次通信。數(shù)據(jù)鏈路層檢測和校正在物理層出現(xiàn)的錯誤。,網(wǎng)絡(luò)層,廣域網(wǎng)絡(luò)一般都劃分為通信子網(wǎng)

16、和資源子網(wǎng)，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層組成通信子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層是通信子網(wǎng)的最高層，完成對通信子網(wǎng)的運行控制。網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的界面，既是層間的接口，又是通信子網(wǎng)和用戶主機組成的資源子網(wǎng)的界限，網(wǎng)絡(luò)層利用本層和數(shù)據(jù)鏈路層、物理層兩層的功能向傳輸層提供服務(wù)。,傳輸層,從傳輸層向上的會話層、表示層、應(yīng)用層都屬于端一端的主機協(xié)議層。傳輸層是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中最核心的一層，從這層開始，各層通信全部是在源與目標主機上的各進程間進行的。傳輸層為源主機和目標主機之間提供性能可靠、價格合理的數(shù)據(jù)傳輸。具體實現(xiàn)上是在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上再增添一層軟件，使之能屏蔽掉各類通信子網(wǎng)的差異，向用戶提供一個通用接口，使用戶進程通過該接口，

17、方便地使用網(wǎng)絡(luò)資源并進行通信。,會話層,會話是指兩個用戶進程之間的一次完整通信。會話層提供不同系統(tǒng)間兩個進程建立、維護和結(jié)束會話連接的功能；提供交叉會話的管理功能，有一路交叉、兩路交叉和兩路同時會話的3種數(shù)據(jù)流方向控制模式。會話層是用戶連接到網(wǎng)絡(luò)的接口。,表示層,表示層的目的是處理信息傳送中數(shù)據(jù)表示的問題。表示層的主要功能是完成被傳輸數(shù)據(jù)表示的解釋工作，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)壓縮等。表示層協(xié)議主要功能有：為用戶提供執(zhí)行會話層服務(wù)原語的手段；提供描述負載數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法；管理當前所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集和完成數(shù)據(jù)的內(nèi)部與外部格式之間的轉(zhuǎn)換。,應(yīng)用層,應(yīng)用層作為用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的接口層，給應(yīng)用進程借助于應(yīng)

18、用實體 (AE)、實用協(xié)議和表示服務(wù)來交換信息，應(yīng)用層的作用是在實現(xiàn)應(yīng)用進程相互通信的同時，完成一系列業(yè)務(wù)處理所需的服務(wù)功能。應(yīng)用層作為用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的接口層，給應(yīng)用進程提供了訪問OSI環(huán)境的手段。,五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu),TCP/IP 是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。 最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。 因此往往采取折中的辦法，即綜合 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 。,五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu),應(yīng)用層(application layer) 運輸層(transport layer) 網(wǎng)絡(luò)層(network layer) 數(shù)據(jù)鏈路層(data lin

19、k layer) 物理層(physical layer),數(shù)據(jù)鏈路層,5 應(yīng)用層,4 運輸層,3 網(wǎng)絡(luò)層,2 數(shù)據(jù)鏈路層,1 物理層,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機 1,AP2,AP1,計算機 2,應(yīng)用進程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層,加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層 PDU,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機 1,AP2,AP1,計算機 2,應(yīng)用層 PDU 再傳送到運輸層,加上運輸層首部，成為運輸層報文,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機 1,AP2,AP1,計

20、算機 2,運輸層報文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層,加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為 IP 數(shù)據(jù)報（或分組）,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機 1,AP2,AP1,計算機 2,IP 數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層,加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機 1,AP2,AP1,計算機 2,數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層,最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體,計算機 1 向計算機 2 發(fā)送數(shù)據(jù),應(yīng)用層(application layer),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,物理傳輸媒體,計算機 1,AP2,AP1,電信號（或光信號）在物理媒體中傳播 從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層,計算機 2,計算機