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数据通信与计算机网络

数据通信与计算机网络. 《 数据通信与计算机网络 》 是为工科非计算机专业开设的一门课程，偏重于计算机网络应用方面的内容。本课程主要介绍计算机网络的体系结构及相关标准、数据通信基础、 TCP/IP 体系结构分析、 Internet 应用协议、 局域网体系结构 、网络安全等内容，为今后学习和工作中遇到相关问题作知识储备。. 简介. 第 1 章 计算机网络概论. 主要学习内容  ： 1.1 计算机网络的发展过程 1.2 计算机网络的组成 1.3 计算机网络的功能 1.4 计算机网络的分类 1.5 计算机网络的拓扑结构 1.6 计算机网络体系结构简介

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  1. 数据通信与计算机网络

  2. 《数据通信与计算机网络》是为工科非计算机专业开设的一门课程，偏重于计算机网络应用方面的内容。本课程主要介绍计算机网络的体系结构及相关标准、数据通信基础、TCP/IP体系结构分析、Internet应用协议、局域网体系结构、网络安全等内容，为今后学习和工作中遇到相关问题作知识储备。《数据通信与计算机网络》是为工科非计算机专业开设的一门课程，偏重于计算机网络应用方面的内容。本课程主要介绍计算机网络的体系结构及相关标准、数据通信基础、TCP/IP体系结构分析、Internet应用协议、局域网体系结构、网络安全等内容，为今后学习和工作中遇到相关问题作知识储备。 简介

  3. 第1章 计算机网络概论 主要学习内容 ： 1.1 计算机网络的发展过程 1.2 计算机网络的组成 1.3 计算机网络的功能 1.4 计算机网络的分类 1.5 计算机网络的拓扑结构 1.6 计算机网络体系结构简介 1.7 计算机网络协议相关的标准化组织

  4. 知识体系 第1章 计算机网络概论 计 算 机 通 信 计算机网络

  5. 1.1 计算机网络的发展过程 1.1.1 计算机网络的产生与发展 1．计算机—终端通信网络 50年代中期出现了“具有通信功能的单主机多终端系统”。在这种系统中，一台计算机通过通信线路与若干近地终端及远方终端连接，或多个终端共享一条通信线路和一台主机连接，形成“终端—通信线路—计算机”简单的通信系统，构成了计算机网络的雏形

  6. 1.1 计算机网络的发展过程 网络的雏形： 多终端的大型机

  7. 1.1 计算机网络的发展过程 2．以共享资源为目的的计算机网络

  8. ARPAnet网络是成功的系统，它首次采用了网络信息传输过程中的分组交换技术，并采用层次体系结构，形成了四个层次的网络协议，对于网络通信过程中采用的报文格式也作了详尽的规定。它在概念、结构和设计方面都为后继的计算机网络打下基础。一般把ARPAnet网的出现作为计算机网络诞生的标志。ARPAnet网络是成功的系统，它首次采用了网络信息传输过程中的分组交换技术，并采用层次体系结构，形成了四个层次的网络协议，对于网络通信过程中采用的报文格式也作了详尽的规定。它在概念、结构和设计方面都为后继的计算机网络打下基础。一般把ARPAnet网的出现作为计算机网络诞生的标志。 1.1 计算机网络的发展过程

  9. 1.1 计算机网络的发展过程 3.基于个人计算机的局域网 ： 20世纪80年代是局域网大发展时期，也是局域网的 成熟年代，其主要特点是局域网的商品化和标准化。

  10. Token Ring 1.1 计算机网络的发展过程 • Ethernet • Token Ring FDDI • FDDI Dual Ring

  11. 1.1 计算机网络的发展过程 4.标准化网络 20世纪70年代后期，开始提出发展计算机网络的国际标准化问题。ISO、CCITT、IEEE等都成立了专门的研究机构，研究计算机系统的互连、计算机网络协议标准化等问题。 1984年，ISO正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”（OSI模型）的国际标准ISO7498。

  12. 1.1 计算机网络的发展过程 1.1.2 Internet简介 因特网的演进 1969—1983 研究试验阶段 1983—1994 因特网在教育科研领域广泛使用的 实用阶段 1994—现在 商业化发展阶段

  13. 1.1 计算机网络的发展过程 重要历史事件 ：

  14. 1.1 计算机网络的发展过程 1.1.3 计算机网络的定义 定义 ：计算机网络是自主计算机的互联集合。 互联可以通过电缆（电话线、网线或光纤等）来实现，也可以采用无线连接，使用无线电信号、激光或红外技术、或者卫星传输。总之，两台计算机如果能互相交换信息即称为互联。 1. 2. 自主计算机其实就是指具有独立功能的计算机。如果一台计算机脱离了网络或其它计算机就不能工作，则不是自主的。

  15. 1.2.1 计算机网络的硬件组成 1．服务器 2．工作站 3．连接设备 4．传输介质

  16. 1.2 计算机网络的组成 连接设备、传输介质 以太网卡 介质——双绞线 集线器/交换机/路由器

  17. 1.2 计算机网络的组成 1.2.2 计算机网络软件 1．网络操作系统 2．网络协议软件

  18. 1.2 计算机网络的组成 1.2.2 通信子网和资源子网 在整个计算机网络中总会有一部分是用来对信息进行传递的，对于网络中的这部分我们称之为通信子网。 网络的另一个重要作用就是提供各种服务。在网络中由资源子网来完成这些功能。

  19. 1.3 计算机网络的功能 核心问题是资源共享。其目的是让网络上的用户无论资源的物理位置在哪里，都能使用网络中的程序、设备，尤其是数据。这样可以使用户解脱“地理位置的束缚”，同时带来经济上的好处。 第二个功能是依靠可替代的资源来提高可靠性。 网络的另一个目的是可扩充性，即当工作负荷加大时，只要增加更多的处理器，就能逐步改善系统的性能。 建立网络的另一个目的与技术没有太大的关系。计算机网络可以为分布在各地雇员提供强大的通信手段。

  20. 1.4 计算机网络的分类 分类标准：

  21. 1.4 计算机网络的分类 LAN MAN WAN的距离标准 ：

  22. 1.5 计算机网络的拓扑结构 计算机网络的拓扑结构 ： • 是指计算机网络的硬件系统的连接形式即网络的硬件 布局，通常用不同的拓扑来描述对物理设备进行布线的不同方案。 最常用的网络拓扑有： •总线型 •环型 •星形 •网状 •混合

  23. 1.5 计算机网络的拓扑结构 总线型 星形 网状 环型

  24. 在功能上，一个网络系统的总体结构，可以用“体系结构”(Architecture)来描述在功能上，一个网络系统的总体结构，可以用“体系结构”(Architecture)来描述 网络体系结构={系统，实体，层，协议} 远程商务洽谈模型如下图 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.1 协议和体系结构的概念

  25. 甲方 乙方 商务代表 商务代表 金融助手 金融助手 运输助手 运输助手 翻译 翻译 传真 传真 电话 电话 1.6 计算机网络体系结构简介

  26. “系统”是包含一个或多个实体的具有数据处理和通信功能的物理整体，在网络中表现为一个独立的节点“系统”是包含一个或多个实体的具有数据处理和通信功能的物理整体，在网络中表现为一个独立的节点 “实体”是指任何能完成某一特定功能的进程、程序或部件 “层”是指系统中能提供某一种或某一类服务功能集合的“逻辑构造” “协议”是为完成对等实体之间通信所必须遵循的规则和约定 1.6 计算机网络体系结构简介

  27. 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.1 协议和体系结构的概念 协议原为外交辞令，据说是为了在国与国之间进行顺利交流而规定的约束事项(规则)。 我们平时进行交流时都要遵循一定的规则: • 在法庭，双方必须按照一定的次序轮流发言； • 开车时，转弯必须打出信号来通知周围的车辆； • 驾驶飞机时，飞行员遵照一种制定得非常详细的标准来和其他飞机通信，以维护空中的交通；

  28. 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.1 协议和体系结构的概念 计算机网络中，协议的定义是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合。协议有三个要素，即： （1）语法（Syntax）：数据与控制信息的格式、数据编码等。 （2）语义（Semantics）：控制信息的内容，需要做出的动作及响应。 （3）时序（Timing）：事件先后顺序和速度匹配。

  29. 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.2 ISO/OSI参考模型 分层的好处： 使网络变得更简单 将网络部件标准化 有利于模块化设计 保证不同类型部件的 互操作性 加快了技术发展的速度 简化了教育和学习

  30. 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.2 ISO/OSI参考模型 OSI参考模型：

  31. 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.2 ISO/OSI参考模型 关键词 OSI参考模型 网络应用软件 一种通用的数据格式 对话和交谈 流量控制和可靠性 路径选择及逻辑寻址 帧和介质访问控制 信号和介质 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层

  32. 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.2 ISO/OSI参考模型 OSI参考模型 较高层：与应用有关 较低层：与数据传输有关

  33. 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.2 ISO/OSI参考模型 分层的原则： l网络中各结点都具相同的层次； l不同结点的相同层具有相同的功能； l同一结点内各相邻层之间通过接口通信； l每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务； l不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。

  34. OSI/RM由七个功能层构成，每一层都完成各自层内的功能群。所有这些层内功能的集合，被看作开放系统的一个功能子系统OSI/RM由七个功能层构成，每一层都完成各自层内的功能群。所有这些层内功能的集合，被看作开放系统的一个功能子系统 每一层中执行通信的机构，可能是硬件（如在物理层），也可能是由软件实现的进程，它们与同层子系统交换信息。这种在子系统中能进行发送和接收信息的机构，即称为“实体”（Entity）。同一子系统中的实体，称为“对等实体”(Peer Entities)。 两个系统之间进行通信所要遵循的规则和约定，称为“协议” 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.2 ISO/OSI参考模型 OSI/RM功能层要素

  35. 1.6 计算机网络体系结构简介 实体、协议、服务、服务访问点

  36. 服务（service）是由本层实体产生，提供给上层实体的“功能集”。服务（service）是由本层实体产生，提供给上层实体的“功能集”。 同一开放系统中，上下相邻的两层之间的关系是服务关系，更具体地说，就是服务提供者与服务用户之间的接口关系。是逻辑的而不是物理的，我们称这种接口为“服务访问点”SAP(Service Access Point)，又称为“端口”。 将服务理解为一个功能集合，其中的具体功能称为“服务原语（Primitive）” 1.6 计算机网络体系结构简介 OSI/RM功能层要素

  37. 实体本身提供的部分功能； 从（N–1）层以及以下各层得到的综合服务； 通过（N）协议的通信作用，从另一开放系统中的（N）对等实体而得到的服务。 1.6 计算机网络体系结构简介 （N）实体向上一层提供的服务

  38. OSI/RM中的所谓“连结”，是两个对等实体之间为进行通信而要求的某种联系或交互。OSI/RM中的所谓“连结”，是两个对等实体之间为进行通信而要求的某种联系或交互。 （N）层对等实体间的连结称为（N）连结，（N）协议的执行要求以（N）连结作为基础 只有最低层——物理层上的连结是物理的，其他各层上的连结都是逻辑的 1.6 计算机网络体系结构简介 网络服务的连结属性

  39. 在接口和其它要素中所操纵的数据对象，称为“数据传送单元” OSI/RM定义了三种传送单元 ： 接口数据单元IDU（Interface Data Unit） 服务数据单元SDU（Service Data Unit） 协议数据单元PDU （Protocol Data Unit） 1.6 计算机网络体系结构简介 数据传送单元

  40. 接口数据单元是在层间接口上所操纵的数据对象，也即是（N）服务原语在具体实现时实际操纵的数据对象，（N+1）实体通过（N）SAP将接口数据单元发送给（N）实体接口数据单元是在层间接口上所操纵的数据对象，也即是（N）服务原语在具体实现时实际操纵的数据对象，（N+1）实体通过（N）SAP将接口数据单元发送给（N）实体 接口数据单元一般由两部分组成，即：接口控制信息（ICI，Interface Control Information）和服务数据单元 1.6 计算机网络体系结构简介 接口数据单元

  41. 服务数据单元是上下两相邻层之间在服务访问点上由服务原语所操纵的数据单元服务数据单元是上下两相邻层之间在服务访问点上由服务原语所操纵的数据单元 1.6 计算机网络体系结构简介 服务数据单元

  42. 协议数据单元是某层对等实体之间通信时由该层协议所操纵的数据对象，用于完成对等实体之间的数据交换协议数据单元是某层对等实体之间通信时由该层协议所操纵的数据对象，用于完成对等实体之间的数据交换 在OSI/RM中，协议数据单元按从上层至下层的顺序逐层加封，按从下层至上层的顺序逐层解封 协议数据单元一般由两部分构成 PCI UDI 1.6 计算机网络体系结构简介 协议数据单元

  43. 1.6 计算机网络体系结构简介 OSI/RM中的数据传送与协议数据单元

  44. 应用层 应用层 表示层 表示层 会话层 会话层 传输层 传输层 网络层 网络层 数据链路层 数据链路层 物理层 物理层 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.2 ISO/OSI参考模型 PDU协议数据单元 数据流 数据段 数据包 数据帧 比特

  45. 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.3 TCP/IP参考模型 TCP/IP参考模型的具体协议情况

  46. 1.6 计算机网络体系结构简介 1.6.3 TCP/IP参考模型

  47. 1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 1.7.1 网络协议标准化组织 1．国际标准化组织ISO（International Standard Organization） 2．国际电报电话咨询委员会CCITT（Consultative Committee on International Telegraph and Telephone） 3．国际电信联盟ITU（International Telecommunications Union） 4．电气和电子工程师协会IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers） 5．美国国家标准学会（ANSI）

  48. 1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 1.7.2 Internet管理机构 1．Internet协会（Internet Society，ISOC） 2．Internet体系结构委员会（Internet Architecture Board，IAB） 3．Internet工程任务组和Internet工程指导组 4．Internet研究任务组（Internet Research Task Force，IRTF） 5．IANA与ICANN 6．WWW联盟

  49. 1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 1.7.3 RFC文档、Internet草案与Internet协议标准 • RFC文档（request for comments，RFC） • 2. 因特网草案

  50. 1.7 计算机网络协议相关的标准化组织 ISO(International Organization for Standard ) 成立于1947年,是世界上最大的国际标准化专门机构，是联合国甲级咨询机构。 它的成员是89个成员国的国家标准化组织。 美国在ISO中的代表是ANSI，大家所熟悉的ASCII和C语言的工业界标准，就是由ANSI所制定的。 ISO在网络领域的最突出贡献就是提出OSI参考模型，该模型是网络发展史上的一个重要里程碑。

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