计算机网络技术与数据库基础ppt课件.ppt

1、信息信息数据数据信号信号在介质上传输在介质上传输信号信号数据数据信息信息通信系统的任务通信系统的任务信息的传输信息的传输数据：文本、图形、语音和图像等数据：文本、图形、语音和图像等把携带信息的数据用物理信号形式通过介质传送到目的地。把携带信息的数据用物理信号形式通过介质传送到目的地。信息和数据（信息和数据（0、1比特）不能直接在介质上传输比特）不能直接在介质上传输通信系统模型通信系统模型通信的三要素通信的三要素：信源、信宿和信道：信源、信宿和信道任何一个通信系统都可以抽象为以下模型：任何一个通信系统都可以抽象为以下模型：噪声噪声信源信源编码编码调制调制信道信道解调解调解码解码信宿信宿编码器编码

2、器：数据：数据适合传输的信号适合传输的信号便于识别、纠错便于识别、纠错调制器调制器：信号：信号适合传输的形式适合传输的形式按频率、幅度、相位按频率、幅度、相位解调器解调器：接收波形：接收波形数字信号序列数字信号序列解码器解码器：传输信号：传输信号原始数据。原始数据。通信系统的构成通信系统的构成1、数据处理系统、数据处理系统：主要是指计算机：主要是指计算机2、数据传输系统、数据传输系统：1）传输线路：包括传输介质和中继设备）传输线路：包括传输介质和中继设备2）传输设备：调制解调器、多路复用器、交换机、路由器等）传输设备：调制解调器、多路复用器、交换机、路由器等通信基本过程通信基本过程包含数据传输

3、和通信控制包含数据传输和通信控制建立物理连接建立物理连接建立逻辑连接建立逻辑连接数据传送数据传送断开逻辑连接断开逻辑连接断断开物理连接开物理连接T1.线路交换线路交换：交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路：交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路的过程。的过程。过程过程：数据传输前需要建立一条端到端的通路：数据传输前需要建立一条端到端的通路 呼叫呼叫建立连接建立连接传输传输挂断挂断 特点特点：建立连接的时间长建立连接的时间长一旦建立连接就独占线路，线路利用率低一旦建立连接就独占线路，线路利用率低不会在信道上发生阻塞，传输延迟小。不会在信道上发生阻塞，传输延迟小。（6）信息交换方式）信息交换

4、方式2.报文交换报文交换：整个报文作为一个整体一起发送。：整个报文作为一个整体一起发送。过程过程：在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时：在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储存储-转发转发。特点特点：1）报文大小不一，造成缓冲区管理复杂，需要大容量存储器）报文大小不一，造成缓冲区管理复杂，需要大容量存储器2）大报文造成存储转发的延时过长）大报文造成存储转发的延时过长3）出错后整个报文全部重发；）出错后整个报文全部重发；3.分组交换（包交换

5、）：分组交换（包交换）：将报文划分为若干个大小相等的分组将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet) ，按照不同的线路进行单独存储转发，到达接收端后，再按分组编号组合按照不同的线路进行单独存储转发，到达接收端后，再按分组编号组合起来。起来。特点特点：1）存储量要求较小，可以用内存来缓冲分组）存储量要求较小，可以用内存来缓冲分组速度快；速度快；2）转发延时小）转发延时小适用于交互式通信；适用于交互式通信；3）某个分组出错仅重发该分组）某个分组出错仅重发该分组效率高；效率高；4）各分组可通过不同路径传输，可靠性高。）各分组可通过不同路径传输，可靠性高。（6）信息交换方式）信息交换方式1、按网络

6、覆盖的地理范围可分为局域网、城按网络覆盖的地理范围可分为局域网、城域网、广域网域网、广域网 局域网（局域网（Local Area Network） IEEE定义定义: 通信一般被限制在通信一般被限制在中等规模中等规模的的地理区域内，例如，一座办公楼、一个仓库或地理区域内，例如，一座办公楼、一个仓库或一所学校；能依靠具有从中等到较高信息传输一所学校；能依靠具有从中等到较高信息传输速率的物理通信信道，而且这种信道具有始终速率的物理通信信道，而且这种信道具有始终一致的低误码率；局域网是专用的，由单一组一致的低误码率；局域网是专用的，由单一组织机构所使用。织机构所使用。特点：特点：总线共享，广播式发送

7、总线共享，广播式发送无线局域网无线局域网（Wireless LAN）WLAN利用利用电磁波电磁波在空气中发送和接收数据，在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。而无需线缆介质。WLAN的数据传输速率现在的数据传输速率现在已经能够达到已经能够达到11Mbps。无线联网方式是对有线。无线联网方式是对有线联网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机联网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速、方便的解决以有线方具有可移动性，能快速、方便的解决以有线方式不易实现的网络联通问题。式不易实现的网络联通问题。 计算机网络的分类计算机网络的分类文件服务器文件服务器数据库服务器数据库服务器网管服务器

8、网管服务器三层千兆三层千兆 交换机交换机100/1000M 交换机交换机防火墙防火墙10/100M 交换机交换机播出服务器播出服务器节目监审节目监审编审机编审机制作机制作机采集机采集机广电广电 OA 办公网办公网路由路由局域网应用举例：某电视台播控网构建方局域网应用举例：某电视台播控网构建方案案(应用中注意主干连接、服务器连接、自动协商与虚拟网设置)一种大型的一种大型的LAN，采用分布式队列双总线，采用分布式队列双总线DQDB（Distributed Queue Dual Bus）标准，即）标准，即IEEE802.6业务特点：业务特点：l传输速率高传输速率高光纤、网线到用户桌面传输速度达到光纤

9、、网线到用户桌面传输速度达到100M、1000Ml用户投入少，接入简单用户投入少，接入简单l技术先进、安全技术先进、安全城域网在网络中提供了第二层的城域网在网络中提供了第二层的VLAN隔离，使安全隔离，使安全性得到保障。虚拟拨号的普通用户通过宽带接入服务器上网，经过账号和性得到保障。虚拟拨号的普通用户通过宽带接入服务器上网，经过账号和密码的验证才可以上网，用户可以非常方便地自行控制上网时间和地点；密码的验证才可以上网，用户可以非常方便地自行控制上网时间和地点；主要用途及适用范围主要用途及适用范围：高速上网、互动游戏、：高速上网、互动游戏、VOD、NETTV、远程医疗、远程医疗、远程会议、远程教

10、育、远程会议、远程教育、WEBCAM，宽带业务还可为广大用户提供，宽带业务还可为广大用户提供Internet信息浏览、信息查询、收发电子邮件、多媒体网上教育等多项服务。信息浏览、信息查询、收发电子邮件、多媒体网上教育等多项服务。 城域网城域网（MAN, Metropolitan Area Network）通常跨越几十公里到几千公里很大物理范围，能通常跨越几十公里到几千公里很大物理范围，能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。广域网的通距离通信，形成国际性的远程网络。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和

11、信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。特点：特点： 由主机和通信子网（电信公网拥有）组成由主机和通信子网（电信公网拥有）组成； 多使用分组交换技术实现点对点通信（多使用分组交换技术实现点对点通信（LAN采用广播式通信采用广播式通信）；）； 重点协议在网络层（重点协议在网络层（LAN在数据链路层）；在数据链路层）； 网络拓扑结构多为网状、树状。网络拓扑结构多为网状、树状。 广域网广域网（WAN, Wide Area Netwo

12、rk）形成形成特点：特点：支持双向传输，集线器级联的个数有限支持双向传输，集线器级联的个数有限v是网络通信接口的关键设备是网络通信接口的关键设备, 为计算机之间的数据通信提供为计算机之间的数据通信提供物理连接物理连接。1. 载波检测：检测介质上有否信号载波检测：检测介质上有否信号2.发送发送/接收部件：负责信号的发送、接收接收部件：负责信号的发送、接收3.发送发送/接收控制部件及缓冲区接收控制部件及缓冲区4.曼彻斯特编码曼彻斯特编码/译码器：对发送译码器：对发送/接收的数据编码接收的数据编码/译码，变换译码，变换成适合于在成适合于在LAN上传输的信号上传输的信号5.网络控制部件：控制网卡各部件

13、的协调运行网络控制部件：控制网卡各部件的协调运行6.存放存放12位位16进制的进制的网卡网卡(MAC)地址，标志设备物理地址地址，标志设备物理地址;7.CPU(部分网卡有部分网卡有)：增强网卡智能化，减少网络传输对主机：增强网卡智能化，减少网络传输对主机CPU的依赖，提高传输效率。的依赖，提高传输效率。网络接口卡(Network Interface Card)中继器（Repeater)工作机制示意图工作机制示意图HUB 1 2 3PC1 PC2 PC3网络集线器 (HUB)网络集线器 (HUB) 独立式独立式（Stand alone）：固定端口配置）：固定端口配置，扩充时用级连的方法，扩充时用

14、级连的方法 堆叠式堆叠式（Stackable）：固定配置，用堆）：固定配置，用堆叠方法进行扩充叠方法进行扩充堆叠连接在一起的堆叠连接在一起的HUB在逻辑上相当于一台单独的在逻辑上相当于一台单独的HUB，可统一管理可统一管理 模块式模块式（Module）：又称机箱式，由一）：又称机箱式，由一台带有底板、电源的机箱和若干块多端台带有底板、电源的机箱和若干块多端口的接口卡（线卡）组成。可灵活按需口的接口卡（线卡）组成。可灵活按需配置，通过插入不同的插卡满足需求（配置，通过插入不同的插卡满足需求（如插入交换卡、路由卡、加密卡等）。如插入交换卡、路由卡、加密卡等）。网络集线器的结构以太网交换机以太网交换

15、机ComputerComputerComputerComputerServer交换机(Switch)v交换机拥有一条高带宽的背交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵，交换部总线和内部交换矩阵，交换机的所有端口都挂接在这条总机的所有端口都挂接在这条总线上。线上。 SwitchCom puterCom puterCom puterCom puterCom puterCom puterCom puterCom puterCom puterCom puterCom puterCom puter以太网交换机工作机制示意图以太网交换机工作机制示意图 当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的当

16、控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表地址对照表 (转发表转发表)，以确定目的设备，以确定目的设备(网卡网卡MAC地址地址)是是挂接在哪个端口上，通过交换矩阵迅速将数据包送到目的挂接在哪个端口上，通过交换矩阵迅速将数据包送到目的端口；端口； 如果目的如果目的MAC不存在，交换机将数据广播到所有端口，不存在，交换机将数据广播到所有端口，接收端口回应后交换机会接收端口回应后交换机会 “学习学习”新的地址并将它加入内新的地址并将它加入内部转发表中。部转发表中。交换机的工作原理；路由器路由器(Router)路由器的结构路由器的结构控制部件（控制部件（CPU、RAM、OS）路由表路由表

17、协议软件协议软件网络接口（网络接口（LAN、WAN、CONSOLE）v 屏蔽双绞线屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，安电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。具有抗电磁干扰能力强、传输质量高等优点，具有抗电磁干扰能力强、传输质量高等优点，但它也存在接地要求高、安装复杂、成本高的缺点。因此，屏蔽式双绞线的实但它也存在接地要求高、安装复杂、成本高的缺点。因此，屏蔽式双绞线的实际应用并不普遍。际应用并不普遍。v 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线电缆具有以下特点：电缆具有以下特点：v （1）无屏蔽外套

18、，直径小，节省空间；）无屏蔽外套，直径小，节省空间； v （2）重量轻，易弯曲，易安装；）重量轻，易弯曲，易安装；v （3）将串扰（）将串扰（Crosstalk）减至最小或加以消除；）减至最小或加以消除；v （4）具有阻燃性；）具有阻燃性；v （5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线；）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线；v （6）传输时有信息辐射、容易被窃听传输时有信息辐射、容易被窃听v （7）是最常用的以太网电缆。）是最常用的以太网电缆。RJ-45 8RJ-45 8针标准连接器针标准连接器v 这是局域网这是局域网(基带以太网基带以太网)10Base-T与与100Base-TX标

19、准中广泛使用的标准连接器，附在网卡或主板一侧，标准中广泛使用的标准连接器，附在网卡或主板一侧，利用带利用带 “水晶头水晶头”的的5类双绞线实现桌面设备与局域网类双绞线实现桌面设备与局域网的连接。的连接。8 1v接口功能特性如下：接口功能特性如下： 针号针号 信号信号 针号针号 信号信号 1 TD+ 发送数据发送数据 5 未用未用 2 TD 发送数据发送数据 6 RD 接收数据接收数据 3 RD+ 接收数据接收数据 7 未用未用 4 未用未用 8 未用未用123 6123 612 3 612 3 6对应接法，用于对应接法，用于网卡与网卡与HUB/交交换机连接换机连接交叉接法，用于交叉接法，用于H

20、UB/交交换机级连，服务器与交换机级连，服务器与交换机、对等网连接换机、对等网连接568A：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕 568B：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕 568A-568A或或568B-568B是直连线，接不同接口如交换机和网卡是直连线，接不同接口如交换机和网卡 568A-568B是交叉线，接同种接口如两个网卡是交叉线，接同种接口如两个网卡.通常情况下，业界都使用作为标准通常情况下，业界都使用作为标准针对以太网，对于针对以太网，对于DTEDTE到到DTEDTE设备和设备和DCEDCE到到

21、DCEDCE设备的连接，使用交叉线设备的连接，使用交叉线缆缆；而对于而对于DTEDTE到到DCEDCE的连接，使用直通线缆。的连接，使用直通线缆。接线标准接线标准光纤光纤（FiberFiber）玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外壳外壳v单模光缆主要用于长距离通单模光缆主要用于长距离通信 ， 使 用信 ， 使 用 激 光 光 源激 光 光 源 （ 如（ 如GaAs Laser）；）；v多模光缆（多模光缆（4芯芯/8芯），采用芯），采用普通发光二极管普通发光二极管（如（如GaAs LED） ，广泛用作建筑物之，广泛用作建筑物之间、园区

22、主干网传输介质间、园区主干网传输介质光纤光纤的传输原理的传输原理入射角光波在纤芯中的传输光波在纤芯中的传输折射角光光纤传输纤传输的特点的特点的进步，成本还会进一步降低；而电缆所需的铜原料有限，价的进步，成本还会进一步降低；而电缆所需的铜原料有限，价格会越来越高。显然，今后光纤传输将占绝对优势。格会越来越高。显然，今后光纤传输将占绝对优势。光光纤传输纤传输的特点的特点端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。光纤信号的衰减光纤信号的衰减地球地球地面站之间的直线线路地面站之间的直线线路 微波传送塔微波传送塔地面微波信道地面微波信道22,300公里公里地球地球与

23、地面站相对固定位置与地面站相对固定位置使用使用3个卫星覆盖全球个卫星覆盖全球空间微波信道卫星信道空间微波信道卫星信道其他无线通信方式其他无线通信方式 传输媒体传输媒体 速率速率 传输距离传输距离 性能性能(抗抗干扰性干扰性) 价格价格 应用应用 双绞线双绞线 10-1000Mb/s 几十几十 kM 可以可以 低低 模拟模拟/数字传输数字传输 50 同轴电缆同轴电缆 10Mb/s 3kM 内内 较好较好 略 高 于略 高 于双绞线双绞线 基带数字信号基带数字信号 75 同轴电缆同轴电缆 300-450MHz 100kM 较好较好 较高较高 模拟传输电视、模拟传输电视、数据及音频数据及音频 光纤光

24、纤 几十几十 Gbps 30kM up 很好很好 较高较高 远距离传输远距离传输 短波短波 50MHz 全球全球 较差较差 较低较低 远程低速通信远程低速通信 地面微波接力地面微波接力 4-6GHz 几百几百 kM 好好 中等中等 远程通信远程通信 卫星卫星 500MHz 18000kM 很好很好 与 距 离与 距 离无关无关 远程通信远程通信 常用传输媒体的比较常用传输媒体的比较DBA的职责的职责数据库系统层次结构图数据库系统层次结构图由上图看出：由上图看出： DBMS在操作系统（在操作系统（OS）的支持下工作，）的支持下工作， 应用程序在应用程序在DBMS支持下才能使用数据库。支持下才能使用数据库。