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CH1-计算机网络第1章 概述.ppt

CH1-计算机网络第1章 概述

百邺
2010-11-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《CH1-计算机网络第1章 概述ppt》,可适用于其他资料领域

孙宏生电话:QQ:邮箱:tianyuhotmailcom计算机网络·课程相关计算机网络·课程相关课程性质:考试课考试方式:闭卷学时:学时考试时间:周(年月上旬)学分:学分成绩组成:期末成绩平时成绩(期中平时)本课的学习考试范围:根据教学大案要求学习~章内容其它各章有相关课程学习课程结构学习要点网络课程学习的是什么学习后的应用第章概述第章概述计算机网络在信息时代中的作用因特网概述因特网的组成计算机网络在我国的发展计算机网络的类别计算机网络的性能*计算机网络的体系结构*计算机网络在信息时代的作用计算机网络在信息时代的作用世纪的一些重要特征:数字化、网络化和信息化是以网络为核心的信息时代。常见的三种网络:即电信网络、有线电视网络和计算机网络。三网逐渐融合发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。计算机网络向用户提供的最重要功能:连通性计算机网络使上网用户之间都可以交换信息。共享即资源共享。可以是信息共享、软件共享也可以是硬件共享。因特网概述因特网概述因特网已发展成为世界上最大的计算机网络网络的网络起源:美国组成:由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。(在网络中的node的标准译名是“结点”而不是“节点”。结点可以是计算机、集线器、路由器等。)网络与因特网:网络把许多计算机连接在一起。因特网则把许多网络连接在一起。互联网是“网络的网络”(networkofnetworks)。连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。因特网发展的三个阶段因特网发展的三个阶段第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。年TCPIP协议成为ARPANET上的标准协议。年是因特网的诞生时间。internet:互连网Internet:因特网第二阶段建成了三级结构的因特网。三级分为主干网、地区网和校园网(或企业网)。第三阶段逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。出现了因特网服务提供者ISP(InternetServiceProvider)。NAP是网络接入点可以算是最高等级的接入点它主要向ISP提供交换设施使它们能够互相通信。用户因特网ISPISP因特网服务提供者根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP地址数目的不同ISP也分成为不同的层次。一级ISP一级ISP第一层ISP大公司本地ISP大公司大公司公司本地ISP本地ISP第二层ISP第二层ISPNAPNAPAB主机A→本地ISP→第二层ISP→NAP→第一层ISP→NAP→第二层ISP→本地ISP→主机B第一层ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第一层ISP第一层第二层第三层本地ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第二层ISP本地ISP本地ISP第二层ISP例:基于ISP的多层结构的因特网万维网WWW的问世万维网WWW的问世因特网已经成为世界上规模最大和增长速率最快的计算机网络没有人能够准确说出因特网究竟有多大。因特网的迅猛发展始于世纪年代。由欧洲原子核研究组织CERN开发的万维网WWW(WorldWideWeb)被广泛使用在因特网上大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用成为因特网的这种指数级增长的主要驱动力。网络关系网络关系局域网广域网互连网因特网万维网关于因特网的标准化工作关于因特网的标准化工作因特网协会ISOC因特网研究指导小组IRSG因特网研究部IRTF因特网工程部IETF因特网工程指导小组IESG…RGWG……RG…领域领域因特网体系结构研究委员会IABWGWGWG进行理论方面研究和开发一些需长期考虑的问题。研究某一特定短期和中期的工程问题主要针对协议的开发和标准化。制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段因特网草案(InternetDraft)在这个阶段还不是RFC文档。建议标准(ProposedStandard)从这个阶段开始就成为RFC文档。草案标准(DraftStandard)因特网标准(InternetStandard)各种RFC之间的关系各种RFC之间的关系因特网草案建议标准草案标准因特网标准历史的RFC实验的RFC提供信息的RFC种RFC因特网的组成因特网的组成从因特网的工作方式上看可以划分为以下的两大块:()边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的用来进行通信(传送数据、音频或视频)和资源共享。()核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。因特网的核心部分因特网的边缘部分主机网络路由器因特网的边缘部分与核心部分因特网的边缘部分因特网的边缘部分处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(endsystem)。两种通信方式:客户服务器方式(ClientServer方式)是进程之间服务和被服务的关系。对等方式(PP方式)指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方它们就可以进行平等的、对等连接通信。即PeertoPeer方式因特网的核心部分因特网的核心部分网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信。在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是实现分组交换(packetswitching)的关键构件其任务是转发收到的分组这是网络核心部分最重要的功能。通信方式技术:电路交换→报文交换→分组交换三种交换的比较三种交换的比较ABCDABCDABCD报文交换电路交换分组交换t数据传送的特点比特流直达终点报文报文报文分组分组分组存储转发存储转发存储转发存储转发电路交换的主要特点电路交换的主要特点电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段:建立连接、通信、释放连接计算机数据具有突发性。这导致通信线路的利用率很低。分组交换的主要特点分组交换的主要特点在发送端先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。每一个数据段前面添加上首部构成分组。分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端。接收端收到分组后剥去首部还原成报文。分组交换的优点分组交换的优点高效动态分配传输带宽对通信链路是逐段占用。灵活以分组为传送单位和查找路由。迅速不必先建立连接就能向其他主机发送分组。可靠保证可靠性的网络协议分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。分组交换带来的问题分组交换带来的问题分组在各结点存储转发时需要排队这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部(里面有必不可少的控制信息)也造成了一定的开销。主机和路由器的作用不同主机和路由器的作用不同主机是为用户进行信息处理的并向网络发送分组从网络接收分组。路由器对分组进行存储转发最后把分组交付目的主机。路由器路由器路由器处理分组的过程是:把收到的分组先放入缓存(暂时存储)查找转发表找出到某个目的地址应从哪个端口转发把分组送到适当的端口转发出去。计算机网络在我国的发展计算机网络在我国的发展()中国公用计算机互联网CHINANET()中国教育和科研计算机网CERNET()中国科学技术网CSTNET()中国联通互联网UNINET()中国网通公用互联网CNCNET()中国国际经济贸易互联网CIETNET()中国移动互联网CMNET()中国长城互联网CGWNET(建设中)()中国卫星集团互联网CSNET(建设中)计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的不同定义精确定义并未统一。最简单的定义:计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。几种不同的类别的网络不同作用范围的网络:广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN、个人区域网PAN从网络的使用者进行分类:公用网、专用网用来把用户接入到因特网的网络:即接入网AN(又称本地接入网或居民接入网)有拨号接入、宽带接入等。计算机网络的性能计算机网络的性能指标计算机网络的性能计算机网络的性能指标速率比特(bit)是计算机中数据量的单位一个比特就是二进制数字中的一个或。速率即数据率(datarate)或比特率(bitrate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。单位是bs或kbs,Mbs,Gbs等网络技术中的速率指的是连接在计算机网络上的主机的数字信道上传数据的速率也称为数据率。Gb=Mb=Kb=b带宽带宽“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。网络中“带宽”用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”单位是“比特每秒”或bs(bits)。更常用的带宽单位是kbs(BS)、Mbs(BS)、Gbs(BS)、Tbs(BS)注意:在计算机界Kb=b在通信领域中Kb=b数字信号流随时间的变化数字信号流随时间的变化在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。吞吐量吞吐量吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。时延(delay或latency)时延(delay或latency)时延指数据从网络的一端传到另一端所需的时间。总时延=发送时延传播时延处理时延排队时延四种时延所产生的地方四种时延所产生的地方…发送器队列结点B结点A在结点A中产生处理时延和排队时延数据从结点A向结点B发送数据链路例:例:有一个长度为MB的数据块在带宽为MbS的信道上发送时延=**=s即要用近分钟才能把数据块发送完毕容易产生的错误概念容易产生的错误概念对于高速网络链路我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。提高链路带宽减小了数据的发送时延。时延带宽积时延带宽积链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。表示这样的链路可容纳多少个比特。(传播)时延链路带宽时延带宽积=传播时延带宽时延带宽积往返时间往返时间指从发送方发送数据开始到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间。包括中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延。利用率利用率有以下两种利用率:信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。信道和网络利用率过高会产生非常大的时延。计算机网络的非性能特征计算机网络的非性能特征费用质量标准化可靠性可扩展性和可升级性易于管理和维护计算机网络的体系结构计算机网络体系结构的形成计算机网络的体系结构计算机网络体系结构的形成相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行而这种“协调”是相当复杂的。“分层”可将庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。两种国际标准两种国际标准法律上的(dejure)国际标准OSI并没有得到市场的认可。是非国际标准TCPIP现在获得了最广泛的应用。TCPIP常被称为事实上的(defacto)国际标准。划分层次的必要性划分层次的必要性计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。网络协议(networkprotocol)简称为协议是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。网络协议的组成要素:语法数据与控制信息的结构或格式。语义需要发出何种控制信息完成何种动作以及做出何种响应。同步事件实现顺序的详细说明。计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。具有五层协议的体系结构具有五层协议的体系结构TCPIP是四层的体系结构:应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容。综合OSI和TCPIP的优点采取折中的办法用一种只有五层协议的体系结构进行学习。五层协议的体系结构五层协议的体系结构应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)数据链路层(datalinklayer)物理层(physicallayer)数据链路层应用层运输层网络层数据链路层物理层主机向主机发送数据主机向主机发送数据主机APAP主机应用程序数据比特流注意观察加入或剥去首部(尾部)的层次应用程序数据主机向主机发送数据主机向主机发送数据主机APAP主机比特流计算机的物理层收到比特流后交给数据链路层主机向主机发送数据主机向主机发送数据主机APAP主机数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层HT主机向主机发送数据H主机向主机发送数据主机APAP主机网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层主机向主机发送数据H主机向主机发送数据主机APAP主机运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层主机向主机发送数据应用程序数据H应用程序数据主机向主机发送数据主机APAP主机应用层剥去应用层PDU首部后把应用程序数据交给应用进程主机向主机发送数据主机向主机发送数据主机APAP主机我收到了AP发来的应用程序数据!实体、协议、服务和服务访问点实体、协议、服务和服务访问点本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。协议是“水平的”即协议是控制对等实体之间通信的规则。服务是“垂直的”即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

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