1、网络互联及应用计算机网络基础2022-12-16网络互联及应用2计算机网络的定义、功能与分类；常见网络拓扑结构；以太网的特点与分类；网络体系结构与协议。主要知识点教学目标教学目标正确理解计算机网络的定义；掌握网络的分类方法和网络拓扑结构；了解以太网技术。计算机网络基础2022-12-16网络互联及应用4计算机网络的定义、功能与分类计算机网络的定义目前广为人们接受的定义是：计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，通过功能完善的网络软件（网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的计算机系统的集合。2022-12-16网络互联
2、及应用5定义中要把握以下几个要点：第一，联网的计算机都是功能独立的“自治计算机系统”，每台计算机既可以联网工作，也可以独立工作，各计算机之间没有主从关系；第二，联网的计算机都必须遵循共同的网络协议，这样各计算机之间才能有条不紊地交换数据；第三，联网的目的是为了实现数据通信和资源共享。2022-12-16网络互联及应用6计算机网络的定义主要功能包括数据通信；资源共享；提高可靠性；均衡负载和分布处理。2022-12-16网络互联及应用7计算机网络的功能按网络覆盖范围分类 局域网（Local Area Network，简称LAN）城域网（Metropolitan Area Network，简称MAN
3、）广域网（Wide Area Network，简称WAN）2022-12-16网络互联及应用8计算机网络的分类LAN特点特点：覆盖范围一般在几十米到几公里之间覆盖范围一般在几十米到几公里之间具有数据传输率高、传输延迟低和误码率低等特点具有数据传输率高、传输延迟低和误码率低等特点通常为某单位所有，建立、维护与扩展都较为方便通常为某单位所有，建立、维护与扩展都较为方便如学校实验室、校园或机关、公司、工厂的网络如学校实验室、校园或机关、公司、工厂的网络MAN特点特点：设计目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、设计目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求，公司的多个
4、局域网互连的需求，是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；如：将一个城市中所有中小学的校园网互连起来的网如：将一个城市中所有中小学的校园网互连起来的网络络 WAN特点特点：覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络；能够在很大的范围内实现资源共享和信息远程网络；能够在很大的范围内实现资源共享和信息传递，传递，如：如：Internet。按网络传输技术分类 广播式网络点对点式网络2022-12-16网络互联及应用12计算机网络的分
5、类按服务提供方式分类 主从式网络对等式网络 2022-12-16网络互联及应用14计算机网络的分类按使用范围分类 公用网专用网 2022-12-16网络互联及应用15计算机网络的分类按传输介质分类 有线网络无线网络 计算机网络的分类计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 总线型拓扑 星型拓扑 环型拓扑 树型拓扑 网状拓扑 2022-12-16网络互联及应用17网络拓扑结构示意图 每种拓扑结构都有各自的优点和缺点。实际应用中，还可以此为基础，构造出混合型的网络拓扑结构。网络拓扑结构对网络性能起着至关重要的作用，网络拓扑结构和传输介质及介质访问控制方法一起决定了局域网和城域网的性能。因此，在实际
6、进行网络设计规划时，应根据实际需要选择合适的拓扑形式。计算机网络基础2022-12-16网络互联及应用20以太网络技术标准以太网以太网从诞生至今已有30多年的历史了，在日新月异的网络领域，许多技术都已被淘汰，以太网仍具有强大的生命力。早期的以太网传输速率仅有10Mbps，这种以太网被称为标准以太网。标准以太网采用CSMA/CD介质访问控制方式。标准以太网组网方式包括10Base-5，10Base-2，10Base-T和10Base-F几个标准 2022-12-16网络互联及应用211995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u快速以太网标准（Fast Ethernet），开始了快速以太网的时
7、代，快速以太网的数据传输速率可以达到100Mbps。快速以太网的组网方式包括100BASETX、100BASEFX和100BASET4三大类。快速以太网千兆位以太网 1998年6月IEEE又推出了千兆位以太网规范IEEE802.3z。千兆以太网的传输速率达到1000Mbps，因此也称作吉比特以太网(Gigabit Ethernet)。千兆位以太网仍然支持介质访问控制方式CSMA/CD，用在以集线器为中心的共享以太网上，交换机到交换机的连接则采用全双工流量控制协议。由于千兆位以太网基本应用在点到点线路，不再共享带宽，因此千兆位以太网中，碰撞检测、载波监听和多路访问都已不再重要。2022-12-1
8、6网络互联及应用23万兆位以太网 万兆位以太网是2002年才出现的，它再次扩展了以太网的速度和传输距离。万兆位以太网的传输速率高达10Gbps，通信距离可延伸40km，但仅支持光纤作为传输介质，不能使用双绞线。万兆位以太网的规范包含在IEEE802.3ae标准中，其中包括10GBASEX、10GBASER和10GBASEW三个组网标准。2022-12-16网络互联及应用24计算机网络基础2022-12-16网络互联及应用25网络通信协议网络通信协议概述 网络协议和网络体系结构是计算机网络技术中两个最基本的概念。任何一种网络协议都包含了语法、语义和规则三个要素。语法用来规定信息的格式，数据及控制
9、信息的格式、编码及信号电平等。语义用来说明通信双方应当怎么做，用于协调与差错处理的控制信息。同步规定通信事件发生的顺序并详细说明。2022-12-16网络互联及应用26常见网络通信协议 目前，局域网中常用的通信协议主要有三大类TCP/IP协议NetBEUI协议IPX/SPX及其兼容协议 2022-12-16网络互联及应用27选择通信协议 每一种网络协议都有它所要依存的操作系统和工作环境。在一个网络上运行得很好的通信协议，在另一个看起来即使很相似的网络上可能也并不适合。因此，组建网络时通信协议的选择尤为重要。2022-12-16网络互联及应用28网络体系结构计算机网络基础OSI参考模型参考模型
10、OSI模型的层次结构与功能 2022-12-16网络互联及应用30网络数据传输机制 下图给出了在OSI环境中，数据从主机A的应用进程A到主机B的应用进程B的传输过程，图中的箭头代表了数据的传输方向和过程。2022-12-16网络互联及应用31网 络 层数据链路层物 理 层数据链路层物 理 层应 用 层表 示 层会 话 层传 输 层网 络 层 数据链路层物 理 层应 用 层表 示 层会 话 层传 输 层网 络 层数据链路层物 理 层传输介质传输介质传输介质C CC CP P网 络 层应用进程AO OS SI I环环境境应用进程B主主机机A A主主机机B BA AC CC CP PB BTCP/I
11、PTCP/IP模型模型 TCP/IP模型的层次结构:TCP/IP模型采用了四层结构，由下至上分别是网络接口层、网际层、传输层和应用层。2022-12-16网络互联及应用32TCP/IP模型与OSI参考模型的七层协议之间的对比如下图所示 TCP/IP协议簇 与TCP/IP模型对应的TCP/IP协议，是一个开放的协议标准，它包含了一系列的协议，其中最重要的莫过于IP协议和TCP协议了。TCP/IP协议独立于任何特定的计算机硬件与操作系统，可以运行在局域网、广域网，非常适用于互联网中，TCP/IP协议早已成为Internet最基本的协议。HTTPSMTPFTPTFTPDNSIPICMPRARPEthernetToken RingTELNETUDPTCPARPFDDIFrame Ralay应用层传输层网际层网络访问层
