第一章 网络的组建与运行 课件（64张幻灯片）

(共64张PPT)
第一章、网络的组建与运行
1.1、认识计算机网络
1.2、不同的连接策略
1.3、网络中的数据通信
1.4、网络协议
1.5、组建局域网
1.1
认识计算机网络
计算机技术
通信技术
20世纪60年代，美苏冷战期间，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA提出要研制一种崭新的网络（阿帕网）来对付前苏联的核攻击威胁。
网络，代表着一项技术、一种应用，更代表着一个时代！
计算机网络
Global
System
for
Mobile
Communications
Social
Networking
Services
如MSN、QQ等即时交流工具
FTP文件下载、数字图书馆等
ATM机、现代军事运用等
计算机
网络
数据通信
资源共享
分布控制分布处理
计算机网络三大功能
计算机
网络
多台地理上
分散的独立
计算机系统
通信协议
传输介质和网络设备
即一台台连入网络的计算机或手机等硬件实体
双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定
网线、网卡、路由器、交换机等
计算机网络的组成
局域网
LAN
覆盖范围不超过10km
办公室、校园、厂区、工业园区等
城域网
MAN
广域网
WAN
覆盖范围10~60km，不超过100km
一个城市的大型公司、政府机构等
一般跨度超过100km
跨城市、跨地区、甚至跨国家
按照网络规模大小（即作用范围）分类
计算机网络的分类
Local
Area
Network
Metropolitan
Area
Network
Wide
Area
Network
1.2
不同的连接策略
对等网图示1
不通过交换机连接的对等网
计算机地位平等，既是资源访问者，也是资源提供者
对等网图示2
通过交换机连接的对等网
计算机地位平等，既是资源访问者，也是资源提供者
服务器—客户机网络
图示
能向用户提供更大量的
资源和网络服务
1.2
不同的连接策略
集中控制资源、提供组建大型网络的能力，具有更大的资源共享和网络服务，安全性高……
对等网
服务器-客户机网络
需要有专用的服务器和网络操作系统，有的还要专职网络管理员……
优点
缺点
根据需求选择网络
网络成本低、网络配置和维护简单……
计算机资源占用大、数据备份困难、增加用户使用负担……
网络常用的传输介质：
（课本P8~P12）
有线传输介质
无线传输介质
双绞线
同轴电缆
光缆
微波
红外线
无线电波（如蓝牙）
激光
（1）双绞线的主要特性
屏蔽双绞线
STP和非屏蔽双绞线UTP
双绞线结构示意图
主要用于10Mbps~100Mbps局域网，应用长度一般100米，电话线也是一种双绞线。
bps：比特率，比特/秒
（2）同轴电缆的主要特性
同轴电缆结构示意图
同轴电缆结构示意图
细缆和粗缆
50Ω和75Ω
（3）光缆的主要特性
原理是光的全反射
光导纤维结构与原理示意图
线缆连接器
双绞线：RJ-11（电话线）、RJ-45（网线）
同轴电缆：BNC连接器
光纤：光纤尾线接头
网络接口适配器（俗称“网卡”）
网卡驱动程序
无线传输介质：
微波、红外线、无线电波、激光
无线传输实例1：地面微波接力
频率：100MHz—10GHz
与无线电波向各个方向传播不同，微波传送集中于某个方向，可以防止他人截取信号。
与地面站相对固定位置
使用3个地球同步卫星覆盖全球。
传输距离远
传输延迟时间长
无线传输实例2：卫星通信
常用传输媒体的比较
1.2.3
网络中的连接设备
如何组网：
如果两台计算机在同一房间里，怎样才能使它们连接起来？
两台不同地点的计算机呢？
三台或三台以上的计算机呢？
中继器
作用：
接收并复制数据信号，保持其完整性。
BACK
集线器
作用：共享传输介质，广播数据。
BACK
交换机
作用：接收存储某端口数据包，传送到目的端口。
BACK
路由器
作用：实现不同网络之间的互联
（指明从源网络到目的网络的路径）。
1.2.4
网络的拓扑结构
网路拓扑：网络设备之间的连接方式
计算机网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小形状无关的点线关系的方法。把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。即把网络中的工作站和服务器等网络单元抽象为“点”，网络中的电缆等抽象为“线”。
BACK
　　网络拓扑：网络设备之间的连接方式，网络拓扑图忽略了网络连线长度，只考虑结点的顺序和位置，是网络的一种简化描述。
总线形结构
星形结构
环形结构
网状形结构
网络的拓扑结构
(P14)
总线形结构
所有节点都直接连接到总线上，两端上
有终结器。
星形结构
网络中有中央节点，形成辐射形网络结构
环形结构
各节点通过环路接口连接在一条首尾相接的闭合环形通信线路中
网状形结构
任一个节点都至少有两条链路与其他节点相连，数据流向也没有固定的方向
BACK
网形拓扑的特点及优缺点
　　优点：1)应用广泛；2)不受瓶颈问题和失效问题的影响。
　　缺点：1)结构较复杂，网络协议也复杂，建设成本高。
1.3.2信道与带宽（P18）
信道：是通信双方之间以传输介质为基础传递信号的通路。由传输介质及其两端的信道设备共同构成。　　　　　　　　　
根据传输介质的不同，信道可划分为有线信道和无线信道。　　　　　　　　　
带宽：指通信信道的传输容量。传输数字信号带宽单位为：bps；传输模拟信号带宽单位为：HZ　
宽带网：指具备较高通信速率和较高吞吐量的计算机网络。　　
bps:
bit
per
second
每秒钟传输的位数
1.3.3信息交换方式
　
在开始正式通话前，首先由一方发起呼叫，一直等到与另一方建立起一条转接式的道路，然后才开始进行通话。在整个通话期间，该通路一直为通话双方占用，通话结束后才释放线路。　　　　　　　　　
传统电话的电路交换方式
　缺点：线路的利用率低，专线专用，费用较高。　　　　　　　　
传统电话的电路交换方式
1.3.3信息交换方式
把要传输的数据分割成一段段编有序号的较小的单元——分组，然后以“存储——转发”的方式，将每个分组独立地在网络中传输，每个分组被分别传送到目的地后，再按分组序号顺序装配成完整的数据信息。　　　　　　　　　
计算机网络的分组交换方式
　
优点：由于分组交换方式传输的数据单位小，可根据当时线路的情况，让不同的分组分别走不同的路线，它既具有线路交换方式传输的延时短的优点，又具有线路利用率高的优点。　　　　　　　　
1.3.3信息交换方式
A
数　　据
B
C
P1
P2
P3
P4
P5
甲
乙
分组交换原理
数　　据
　IP电话是利用计算机网络实现语音通信的。
信息交换方式
线路利用率低，专线专用，费用高
通信质量好
线路利用率高，费用低
通信质量差
为什么IP电话比传统电话便宜？
方式
优点
缺点
线路交换
(传统电话)
分组交换
（IP电话）
1.4
网络协议
协议是通信双方共同遵循的规则。是关于信息传输顺序，信息格式和信息内容等的约定。通信双方遵守相同的协议，通信过程才能够完成。
1.4.1三种局域网协议的比较
局域网协议
特点
应用场合
运行平台
说明
NetBEUI
高效、快速的网络协议，安装简单、无须配置、不具备跨网段功能
由几台到百余台PC组成的单个小型局域网
受微软公司Windows系列产品支持
IPX/SPX
在复杂网络环境下适应能力强，可跨网段，具有路由功能。安装无须配置
适用于Novell网络使用
Novell
Netware
IPX/SPX无法在Windows上直接使用。微软公司提供NWLink协议作为与IPX/SPX兼容
TCP/IP
安装时需要复杂的配置
支持任意规模的网络
几乎所有厂商和操作系统都支持
接入因特网的主机都安装了TCP/IP协议
网络体系结构：为了解决不同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的应用环境下实现互操作的问题，采用分层的方法，将网络互联的庞大而复杂的问题，划分为若干个较小而容易解决的问题，计算机网络的各层和层间协议的集合称为“网络体系结构”。
分层是解决分析复杂问题的常用方法。
1.4.3网络协议OSI模型
信件内容
邮件地址
货物地址
发信人
邮政局
运输系统
信件内容
邮件地址
货物地址
收信人
对信件内容的共识
对信件如何传递的共识
对货物如何运输的共识
P3
P2
P1
公路，铁路，航空
先看一个对等层通信示例：邮递过程
邮政局
运输系统
物理介质
计算机网络中端系统间的通信
OSI
开放系统互联参考模型（P25）
“OSI”——三个字母分别表示开放、系统和互连
“系统”——可以是一个简单的终端
，也可以是一个复杂的计算机网络
“开放”——标准公开，以便遵循
ISO（国际标准化组织），即“International
Standards
Organization”。
OSI标准也就是“开放系统互连参考模型”（Open
System
Interconnection）
，即有名的OSI模型。是由一个称为ISO的组织制定的。因此，从技术上说，它可以被称为ISO
/
OSI标准。
区别ISO与OSI
TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划——实现若干台主机之间的相互通信。
现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。
TCP/IP模型包括4个概念层次：
应用层（application）
传输层（transport）
网际层（internet）
网络接口层（network
interface）
1.4.4
TCP/IP模型
TCP/IP协议
TCP/IP协议是互联网络信息交换、规则、规范的集合体。
TCP传输控制协议（transport
control
protocol）
规定了对传输信息怎样分层、分组和保证在线路上无差错传输。
IP网际协议（Internet
protocol）
IP协议定义了Internet上计算机之间的路由选择，把各种不同网络的物理地址转换为
Internet
地址。
TCP/IP与OSI参考模型的对应关系
7
6
5
4
3
2
1
OSI参考模型
应用层
传输层
网络接口
(数据链路层
+物理层)
网际层
TCP/IP概念层次
Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等
传输控制协议/互联协议
面向连接的
●TCP
无连接的
●UDP
TCP/IP传输层提供了两种传输协议
TCP/IP与传输层
传输层的两项主要功能：流量控制
可靠传输
传输层提供了TCP和UDP两种传输协议：
TCP是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段，必要时重新发送没有收到的段。
UDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是“不可靠”的。
（User
Datagram
Protocol，中文名是用户数据包协议）
TCP/IP与应用层
应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用。
旋转式剥线刀
RJ-45接头
（水晶头）
测线仪
压线钳
模块
打线钳
实践一：双绞线的制作
实践一：双绞线的制作
实践一：双绞线的制作
实践一：双绞线的制作（P28）
直通线：双绞线两端采用同一个标准
交叉线：双绞线两端采用不同的标准
实践一：双绞线的制作
两端连接的设备类型相同，用交叉线
两端连接的设备类型不同，用直通线
T568A
T568B
安装网卡
本节练习题：
一、选择题：
1、如果希望把家中的一台计算机与邻居的一台计算机连接起来
进行联网游戏，应选择（
）组网方式。
A、因特网
B、对等网
C、服务器—客户机网络
D、广域网
2、主要应用于10Mbps到100Mbps局域网中，应用长度不超过100米的网络，一般应选择（
）传输介质。
A、光缆
B、双绞线
C、同轴电缆
D、电话线
3、下列传输介质中能够实现近距离与多种设备迅速互连的是(
)
A、微波
B、红外线
C、蓝牙技术
D、激光
4、网络中的所有的端节点都有各自的专用线路接入中央接点，形成辐射网络构型属于(
)结构。
A、总线形
B、星形
C、环形
D、网状形
B
B
C
B
5、计算机网络所使用的传输介质中，抗干拢能力最强的是（
）
　　A、双绞线
B、超五类双绞线
C、电磁波
D、光缆
6、每一个多媒体电脑室或每一栋教学楼采取的网络拓扑结构应选择（
）比较科学。　
　
A总线型
B环型
C星型
D蜂窝拓扑结构
7、若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为(
)
　　
A.星形拓扑
B.总线拓扑
C.环形拓扑
D.树形拓扑
8、
属于集中控制方式的网络拓扑结构是(
)
　　A.
星形结构
B.
环形结构
C.
总线结构
D.
树形结构
D
C
C
A
9、以下设备，哪一项不是网络连接设备：（　　　）
　　Ａ交换机
Ｂ集线器　
Ｃ路由器　　Ｄ视频采集卡
10、计算机网络中常见的传输介质是：（
）
　　A
双绞线
B
光缆
C
电话线
D
以上都是
D
D