計算機網絡定義及分類課件

計算機網絡定義及要素計算機網絡定義及要素1幾乎無處不在的計算機網絡家/宿舍辦公室/機場/酒店汽車/火車/飛機戶外用戶上網設備幾乎無處不在的計算機網絡家/宿舍辦公室/機場/酒店汽車/火車2什么是計算機網絡計算機網絡是由若干地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統(tǒng)(用戶終端)利用各種通信系統(tǒng)互相連接起來而形成的計算機系統(tǒng)集合。計算機網絡的發(fā)展歷程是計算機技術和通信技術逐步結合的過程，計算機網絡是計算機和通信技術相結合的產物。通信系統(tǒng)什么是計算機網絡計算機網絡是由若干地理上分散的、具有獨立功3理解計算機網絡的關鍵點用戶終端包括臺式機、筆記本、平板電腦、智能手機

主機終端計算機網絡示意圖計算機必須在地理上是分散的計算機必須具備獨立計算能力所有計算機通過一個通信系統(tǒng)連接在一起提供多種資源的共享為用戶提供信息交流手段通信系統(tǒng)：提供通信服務電話網絡電視網絡衛(wèi)星系統(tǒng)計算機網絡通信系統(tǒng)理解計算機網絡的關鍵點用戶終端包括臺式機、筆記本、平板電腦、4理解計算機網絡的關鍵點計算機(用戶終端)必須在地理上是分散的計算機必須具備獨立計算能力所有計算機通過一個通信系統(tǒng)連接在一起提供多種資源共享為用戶提供信息交流手段計算機網絡示意圖資源：硬件、軟件、信息文件/郵件/網頁服務視頻/游戲服務即時通信服務。。。交流：用戶交流即時通信異步通信文本音視頻通信系統(tǒng)主機：包括用戶終端和各種提供網絡服務的服務器理解計算機網絡的關鍵點計算機(用戶終端)必須在地理上是分散5計算機網絡的五大基本元素主機(用戶終端/服務器)交換節(jié)點通信鏈路拓撲結構通信軟件通信系統(tǒng)主機交換節(jié)點通信鏈路通信軟件拓撲結構：指計算機網絡的物理布局，包括節(jié)點的擺放位置和線路的走向。用戶終端 服務器 交換節(jié)點網絡節(jié)點計算機網絡的五大基本元素主機(用戶終端/服務器)通信系統(tǒng)主6多種形式的網絡如何表述家/宿舍辦公室/機場/酒店汽車/火車/飛機戶外用戶上網設備多種形式的網絡如何表述家/宿舍辦公室/機場/酒店汽車/火車/7計算機網絡的公共特性按照網絡覆蓋地理范圍大小加以區(qū)分覆蓋范圍按照網絡傳輸數據方式加以區(qū)分傳輸方式按照網絡交換數據技術加以區(qū)分交換技術計算機網絡的共同特性計算機網絡的公共特性按照網絡覆蓋地理范圍大小加以區(qū)分覆蓋8計算機網絡分類方法概述計算機網絡分類方法概述9按網絡覆蓋范圍分類通信系統(tǒng)網絡覆蓋范圍越來越大個域網局域網城域網廣域網地理上分散獨立計算能力通信系統(tǒng)多種資源共享信息交流手段關鍵點主機通信鏈路交換節(jié)點拓撲結構通信軟件基本元素按網絡覆蓋范圍分類通信系統(tǒng)網絡覆蓋范圍越來越大個域網局域網10按網絡傳輸技術分類通信系統(tǒng)數據傳輸技術越來越復雜廣播發(fā)送點-點傳輸地理上分散獨立計算能力通信系統(tǒng)多種資源共享信息交流手段關鍵點主機通信鏈路交換節(jié)點拓撲結構通信軟件基本元素按網絡傳輸技術分類通信系統(tǒng)數據傳輸技術越來越復雜廣播發(fā)點-11按數據交換技術分類通信系統(tǒng)數據交換效率越來越高電路交換包交換地理上分散獨立計算能力通信系統(tǒng)多種資源共享信息交流手段關鍵點主機通信鏈路交換節(jié)點拓撲結構通信軟件基本元素按數據交換技術分類通信系統(tǒng)數據交換效率越來越高電路交包交換12按傳輸介質分類通信系統(tǒng)信道訪問技術越來越難有線網絡無線網絡地理上分散獨立計算能力通信系統(tǒng)多種資源共享信息交流手段關鍵點主機通信鏈路交換節(jié)點拓撲結構通信軟件基本元素按傳輸介質分類通信系統(tǒng)信道訪問技術越來越難有線網無線網地理13基于網絡覆蓋范圍的分類基于網絡覆蓋范圍的分類14個域網（PAN）個域網(PAN)：覆蓋的地理范圍通常圍繞著一個人通信用的設備。主節(jié)點PAN:PersonalArea

Network藍牙(IEEE

802.15.4)：一種短距離無線通信標準。組網方式：一個節(jié)點作為主設備連接多個從設備，從設備之間可以通信。Bluetooth:

藍牙個域網（PAN）個域網(PAN)：覆蓋的地理范圍通主節(jié)點PA15局域網絡——有線局域網局域網(LAN):

覆蓋的地理范圍通常為一個辦公室、一個樓層、一座建筑物、一個園區(qū)、一個企業(yè)…LAN:LocalArea

Network組網方式：所有主機都連接到一個網絡專用設備，以競爭的方式使用信道。集線器交換機因特網以太網(對應于IEEE

802.3)：一種局域網通信標準。局域網絡——有線局域網局域網(LAN):覆蓋的地理范圍通常16局域網絡——無線局域網組網方式：所有用戶終端通過無線介質連接到一個提供無線接入功能的網絡專用設備。無線局域網(WLAN)：通常用在一個辦公區(qū)域、居家環(huán)境、機場/車站/咖啡館等公共區(qū)域。WLAN:WirelessLocalArea

Network無線接入點因特網WiFi(對應于IEEE

802.11)：一種無線局域網通信標準。局域網絡——無線局域網組網方式：所有用戶終端通過無線介質連17城域網(MAN)城域網(MAN):覆蓋的地理范圍通常為一座城市。MAN：

MetropolitanAreaNetworkWiMa18x（全球微波互聯接入）：Worldwide

Interoperability

for

Microwave

Access因特網有線電視系統(tǒng)WiMax（IEEE

802.16）：提供超高速網絡連接，數據傳輸距離可達幾十公里。組網方式：用戶終端通過無線介質連接到一個提供無線接入功能的高性能基站。城域網(MAN)城域網(MAN):覆蓋的地理范圍通常為一座18廣域網(WAN)廣域網(WAN)覆蓋的地理范圍非常大，可達數百公里或數千公里。組網方式：節(jié)點之間通過點-點鏈路連接成一定拓撲結構的網狀形式。蜂窩衛(wèi)星WAN：WideAreaNetwork廣域網(WAN)廣域網(WAN)覆蓋的地理范圍非常大，可達19基于網絡傳輸技術的分類基于網絡傳輸技術的分類20廣播網絡廣播網絡只有一個通信信道(共享介質)，網絡上所有的主機/節(jié)點共享該信道進行數據通信。注意：本講把發(fā)送的數據/信息統(tǒng)稱為的消息。通常用總線型表示廣播網絡這是一對一的通信模式。發(fā)送者將消息發(fā)給指定的某個接收者。單播這是一對全部的通信模式。廣播 ?

發(fā)送者將消息發(fā)給網絡上的全部用戶，即用戶要接收全部的廣播消息。這是一對多個的通信模式。發(fā)送者將消息發(fā)給網絡上符合某種特性的一組用戶。組播廣播網絡廣播網絡只有一個通信信道(共享介質)，網絡上所有的21廣播網絡——單播單播特點節(jié)點必須有標識自己的標識符(ID)發(fā)送消息時必須指定接收方ID接收消息時必須檢查消息的接收方ID注意：即使消息已經被接收，它依然要走遍所有節(jié)點(圖中H4仍然能看到該消息)單播通信H1H2H3H4圖例：主機H1給主機H3發(fā)送一個消息消息單播（unicast）：一對一的通信模式，發(fā)送者將消息發(fā)給指定的某個接收者。一般節(jié)點標識符(ID)就是該節(jié)點所在層次上的地址(例如網卡地址、IP地址等)廣播網絡——單播單播特點注意：即使消息已經被接收，它依然要走22廣播網絡——廣播廣播特點每個節(jié)點有標識自己的ID網絡必須有標識全體接收者的ID消息的目的地是全體接收者IDH1H2H3H4圖例：主機H1給所有主機發(fā)送一個消息廣播通信用一個地址表示全體主機可以節(jié)省消息時標識接收者所需要的空間。廣播地址：用來標識全體節(jié)點的標識符。廣播（broadcast）：一對全部的通信模式，發(fā)送者將消息發(fā)給網絡上的全體節(jié)點。消息廣播網絡——廣播廣播特點H1H2H3H4圖例：主機H1給所有23廣播網絡——組播H1H2H3H4圖例：主機H1給主機H2和H4發(fā)送一個消息組播特點節(jié)點有標識自己的ID網絡必須有標識某個組成員的ID消息的目的地是某個組的組ID組播通信組播地址：用來標識一組節(jié)點的地址組成員：通常具有某種共同的特性消息組播（multicast）：一對多的通信模式，發(fā)送者將消息發(fā)給網絡上具備某種公共特性的節(jié)點。用一個地址表示一些主機可簡化操作，但同時增加了組管理的復雜性。廣播網絡——組播H1H2H3H4圖例：主機H1給主機H2和H24廣播網絡——共享介質注意：以后將用這種總線型結構來標識共享介質H1H2H3H4共享介質共享介質：所有主機發(fā)送和接收消息都通過同一個介質進行。誰可以用這個公共信道如果多個人想用怎么辦會不會“打”起來？廣播網絡——共享介質注意：以后將用這種總線型結構來標識共享介25廣播網絡——信道分配靜態(tài)分配固定分配模式控制算法簡單資源利用率低動態(tài)分配按需分配模式控制算法復雜資源利用率高介質訪問控制（MAC）：負責共享信道帶寬的分配和管理。H1H2H3H4共享介質MAC：MediaAccess

Control示例：主機H1給主機H3發(fā)送一個消息.所有共享該介質的主機都能看到該消息只有H3會接收該消息H3接收消息不妨礙該消息沿介質傳播到H4例如：給每個節(jié)點分配1/4信道容量。例如：只有當節(jié)點需要發(fā)送時才分配所需要的信道容量。廣播網絡——信道分配靜態(tài)分配動態(tài)分配按需分配模式介質訪問控制26點—點網絡——拓撲結構點-點網絡：由許多一對對計算機之間的鏈路組成。拓撲結構：指計算機網絡的物理布局。星型環(huán)型樹型全連通點—點網絡——拓撲結構點-點網絡：由許多一對對計算機之間的27點—點網絡——單播單播通信當兩點之間非直接相連時，如何找到對方，以及如何傳遞報文？？消息H1H2H3H4考慮兩種情況：H1給H2發(fā)送消息H1給H3發(fā)送消息點-點鏈路點-點鏈路消息只能沿著點-點鏈路的這頭發(fā)到那頭。點—點網絡——單播單播通信當兩點之間非直接相連時，如何找到28點—點網絡——多跳傳輸多跳傳輸：指消息的傳遞需要借助恰當的其他節(jié)點輔助才能完成發(fā)送。H1H3H4H2單播H1H4H2組播H3如何找到消息的接收方如何轉發(fā)消息到接收方？示例：H1給H3發(fā)送一個消息消息示例：H1給H4發(fā)送一個消息點—點網絡——多跳傳輸多跳傳輸：指消息的傳遞需要借助恰當的29廣播網絡

vs.點—點網絡小型、地理位置集中的網絡多采用廣播形式大型、地理位置分散的網絡通常采用點到點方式點-點網絡H1H2H3H4廣播網絡H1H2H3H4該消息能被所有主機看到。消息該消息只被到達H2。廣播網絡vs.點—點網絡小型、地理位置集中的網絡多采用廣播30計算機網絡的一般形式計算機網絡的一般形式31因特網一般形式因特網(Internet