Tanenbaum《计算机网络》原版课件第4章
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计算机网络的概念ppt课件
- 路由选择算法：会应用
互连方式 分段与重组：为什么要分段？
分段的两种方式 二。因特网中的网络层--IP协议
25
数据报的封装与ARP：作用、工作原理和过程 ICMP：作用及它们的应用，包括可达性、路由
跟踪和发现路径上最小的MTU tracert、ping、求最小MTU分别用到了 ICMP的哪些消息。 IPv6：IPv6中地址的长度、表示方法
复习课
1
第1章概述
l计算机网络的概念 lISO OSI协议栈
– 各层的功能 – 各层交换的数据
2
层 7 6 表示 APDU
5 4 传输 3 网络 2 数据链路 1 物理
主机A
ISO/OSI参考模型
应用协议 表示协议
交换单元名称 应用 表示 PPDU
会话协议
SPDU
传输协议
网络
网络
数据链路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据链路
物理
物理
路由器
路由器
通信子网协议
物理层主机-路由器协议
数据链路层主机-路由器协议
网络层主机-路由器协议
传输 网络
TPDU(Segment 分组(Packet)
数据链路 帧(Frame)
物理 比特(Bit)
主机B
通信子网边界
3
l各层涉及的设备
协议的层
设备
应用层
传输层
网关
网络层
路由器、 NAT
数据链路层 交换机、网桥
重发定时器:RTT的更新算法 保活定时器 持续定时器
30
第7章应用层
31
应用层
1 、应用层的基本概念
2 、DNS 3 、SNMP 4 、E-MAIL ：SMTP和POP3协议 5 、WWW：URL 、HTTP 6 、FTP
互连方式 分段与重组：为什么要分段？
分段的两种方式 二。因特网中的网络层--IP协议
25
数据报的封装与ARP：作用、工作原理和过程 ICMP：作用及它们的应用，包括可达性、路由
跟踪和发现路径上最小的MTU tracert、ping、求最小MTU分别用到了 ICMP的哪些消息。 IPv6：IPv6中地址的长度、表示方法
复习课
1
第1章概述
l计算机网络的概念 lISO OSI协议栈
– 各层的功能 – 各层交换的数据
2
层 7 6 表示 APDU
5 4 传输 3 网络 2 数据链路 1 物理
主机A
ISO/OSI参考模型
应用协议 表示协议
交换单元名称 应用 表示 PPDU
会话协议
SPDU
传输协议
网络
网络
数据链路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据链路
物理
物理
路由器
路由器
通信子网协议
物理层主机-路由器协议
数据链路层主机-路由器协议
网络层主机-路由器协议
传输 网络
TPDU(Segment 分组(Packet)
数据链路 帧(Frame)
物理 比特(Bit)
主机B
通信子网边界
3
l各层涉及的设备
协议的层
设备
应用层
传输层
网关
网络层
路由器、 NAT
数据链路层 交换机、网桥
重发定时器:RTT的更新算法 保活定时器 持续定时器
30
第7章应用层
31
应用层
1 、应用层的基本概念
2 、DNS 3 、SNMP 4 、E-MAIL ：SMTP和POP3协议 5 、WWW：URL 、HTTP 6 、FTP
计算机网络 Chapter4
connectionless service VC network provides network-layer connection service analogous to the transport-layer services, but:
service: host-to-host no choice: network provides one or the other implementation: in network core
Network Layer 4-12
Forwarding table
VC number
12 22 32
1
2
3
Forwarding table in northwest router:
Incoming interface 1 2 3 1 … 12 63 07 97 …
interface number
before data can
Network Layer
4-11
VC implementation
a VC consists of:
1. 2.
3.
path from source to destination VC numbers, one number for each link along path entries in forwarding tables in routers along path
application transport network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical
计算机网络 Chapter_4_V7.01 PPT精品课件
Per-router control plane
Individual routing algorithm components in each and every router interact in the control plane
Routing Algorithm
control plane
data plane
instantiation, implementation in the Internet
Network Layer: Data Plane 4-3
Network layer
transport segment from sending to receiving host
on sending side encapsulates segments into datagrams
translation • IPv6
4.4 Generalized Forward and SDN
• match
• action
• OpenFlow examples of match-plus-action in action
Network Layer: Data Plane 4-11
Router architecture overview
Network Layer: Data Plane 4-2
Chapter 4: network layer
chapter goals:
understand principles behind network layer services, focusing on data plane:
• network layer service models • forwarding versus routing • how a router works • generalized forwarding
计算机网络双语第4章答案ppt课件
R21:Link state algorithms: Computes the leastcost path between source and destination using complete, global knowledge about the network. Distance-vector routing: The calculation of the least-cost path is carried out in an iterative, distributed manner.A node only knows the neighbor to which it should forward a packet in order toreach given destination along the leastcost path, and the cost of that path from itself to the destination.
Answer of HW
• P447 P8
• a)
• Prefix Match
Link Interface
• 11100000 00000000
0
• 11100000 00000001
1
• 11100000
2
• 11100001
3
• otherwise
4
• b)
• Prefix match for first address is 4th entry: link interface 4
Router 3Longest Prefix Match 11010110 01100001 11111111 0000000 11010110 01100001 11111110 0 11010110 01100001 11111110 0000001
计算机网络ppt课件
线路的利用率较低 建立连接时间长，因连接建立时冲突概率高
25
网络核心：分组交换
每个端到端数据流划分为分组
用户A、B的分组共享网络资 源
每个分组使用全部链路带宽 使用所需的资源
带宽划分为“片” 专用分配 资源预留
资源争夺：
用户资源要求总量超过可 用的量
拥塞：分组队列，等待链 路使用
服务器
电缆头端 电缆分布网络(简化的)
家庭
43
电缆网络体系结构：概述
FDM:
C
O
VV V V V V
N
I I I I I I D DT
D D D D D D A AR
E E E E E E T TO
21
网络核心：电路交换
网络资源(如带宽) 划 分为“片”
按片分配给用户
如果未被使用则资源 片空闲(非共享)
将链路带宽划分为 “片”的方法
频率分割
时间分割
22
电路交换: FDM和TDM
FDM
例子: 4 个用户
频率
TDM
时间
频率
时间
23
例子
从主机A到主机B经一个电路交换网络发送一 个640,000 比特的文件需要多长时间？
分组交换允许更多的用户使用网络!
1 Mbps链路
每个用户:
当“活跃”时100 kbps 时间的10% 活跃
电路交换:
N 用户
10用户
分组交换
有35个用户，概率 > 10 活 跃小于.0004
1 Mbps 链路
29
分组交换对比电路交换
电路交换
在数据传输前，必须建立端到端的连接 一旦某个节点故障，必须重新建立连接 连接建立后，数据的传输没有额外的延时 数据中不必包含地址域，仅需较短的虚电
25
网络核心：分组交换
每个端到端数据流划分为分组
用户A、B的分组共享网络资 源
每个分组使用全部链路带宽 使用所需的资源
带宽划分为“片” 专用分配 资源预留
资源争夺：
用户资源要求总量超过可 用的量
拥塞：分组队列，等待链 路使用
服务器
电缆头端 电缆分布网络(简化的)
家庭
43
电缆网络体系结构：概述
FDM:
C
O
VV V V V V
N
I I I I I I D DT
D D D D D D A AR
E E E E E E T TO
21
网络核心：电路交换
网络资源(如带宽) 划 分为“片”
按片分配给用户
如果未被使用则资源 片空闲(非共享)
将链路带宽划分为 “片”的方法
频率分割
时间分割
22
电路交换: FDM和TDM
FDM
例子: 4 个用户
频率
TDM
时间
频率
时间
23
例子
从主机A到主机B经一个电路交换网络发送一 个640,000 比特的文件需要多长时间？
分组交换允许更多的用户使用网络!
1 Mbps链路
每个用户:
当“活跃”时100 kbps 时间的10% 活跃
电路交换:
N 用户
10用户
分组交换
有35个用户，概率 > 10 活 跃小于.0004
1 Mbps 链路
29
分组交换对比电路交换
电路交换
在数据传输前，必须建立端到端的连接 一旦某个节点故障，必须重新建立连接 连接建立后，数据的传输没有额外的延时 数据中不必包含地址域，仅需较短的虚电
计算机网络
26
2、计算机网络的功能
– 资源共享
27
网络资源
数据 信息 知识
信息资源 接口资源
网络拓扑Βιβλιοθήκη 信息基础设施资源网络计算 网络存储 网络传输
28
– 新的通信方式
29
A Cisco IP Phone 7940, which uses VoIP (voice over IP; also called IP telephony).
Can support new applications and protocols Compare to a telephone or TV network
– designed for a specific application and type of traffic – not easily reprogrammed for new uses
计算机网络
主要参考书
– L. Peterson & B. Davie, Computer Networks: A Systems Approach. 2nd Edition (1999). – A. Tanenbaum, Computer Networks. 3rd Edition (1996). – Douglas Comer，Computer Networks and Internets. 2nd Edition （1998） – 谢希仁，计算机网络（第2版） ,电子工业 出版社，1999年4月
15
– 1996年 Netscape发布Netscape Navigator3.0 – 1996年 Sun组建Javasoft部门，Alan Baratz出任CEO。 – 1997年Microsoft发布Windows NT4.0，提 供“免费”的Web服务器产品 – 1997年 Microsoft发布Internet Explorer4.0 – 1997年Microsoft发布“Web化 (Webized)”Office 97套件
《计算机网络技术教程》课件第4章
保护网络安全，如防火墙、杀 毒软件等。
协议组成
TCP/IP协议
传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）， 是互联网的核心协议。
DNS协议
域名系统协议，将域名转换为IP地址。
HTTP协议
超文本传输协议，用于网页浏览。
SMTP协议
简单邮件传输协议，用于发送电子邮件。
03
计算机网络的拓扑结构
总线型拓扑结构
THANKS
感谢观看
网络接口卡
安装在主机上，用于连接主机和传输 介质。
集线器、交换机和路由器
用于连接多个主机，实现数据交换和 传输。
软件组成
操作系统
提供网络服务和管理功能，如 Windows、Linux等。
网络协议软件
实现网络协议，如TCP/IP协议 等。
应用软件
提供各种网络应用服务，如电 子邮件、网页浏览器等。
网络安全软件
根据网络覆盖范围分 类：局域网、城域网、 广域网。
根据传输介质分类： 有线网、无线网。
根据网络拓扑结构分 类：星型网、总线网、 环型网、网状网。
02
计算机网络的组成
硬件组成
主机
包括服务器、工作站、个人电脑等， 是网络中的主要设备，负责处理数据 和管理网络资源。
传输介质
包括双绞线、同轴电缆、光纤等，负 责连接主机并传输数据。
总线型拓扑结构
所有节点共享一条通信通道，通过这条通道进行 数据传输。
特点
结构简单，成本低，易于安装和维护，但可扩充 性差，一旦总线发生故障，整个网络将瘫痪。
应用场景
适用于节点数目不多的小型局域网。
星型拓扑结构
星型拓扑结构
应用场景
以一个中心节点为核心，其他节点直 接与中心节点相连。
协议组成
TCP/IP协议
传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）， 是互联网的核心协议。
DNS协议
域名系统协议，将域名转换为IP地址。
HTTP协议
超文本传输协议，用于网页浏览。
SMTP协议
简单邮件传输协议，用于发送电子邮件。
03
计算机网络的拓扑结构
总线型拓扑结构
THANKS
感谢观看
网络接口卡
安装在主机上，用于连接主机和传输 介质。
集线器、交换机和路由器
用于连接多个主机，实现数据交换和 传输。
软件组成
操作系统
提供网络服务和管理功能，如 Windows、Linux等。
网络协议软件
实现网络协议，如TCP/IP协议 等。
应用软件
提供各种网络应用服务，如电 子邮件、网页浏览器等。
网络安全软件
根据网络覆盖范围分 类：局域网、城域网、 广域网。
根据传输介质分类： 有线网、无线网。
根据网络拓扑结构分 类：星型网、总线网、 环型网、网状网。
02
计算机网络的组成
硬件组成
主机
包括服务器、工作站、个人电脑等， 是网络中的主要设备，负责处理数据 和管理网络资源。
传输介质
包括双绞线、同轴电缆、光纤等，负 责连接主机并传输数据。
总线型拓扑结构
所有节点共享一条通信通道，通过这条通道进行 数据传输。
特点
结构简单，成本低，易于安装和维护，但可扩充 性差，一旦总线发生故障，整个网络将瘫痪。
应用场景
适用于节点数目不多的小型局域网。
星型拓扑结构
星型拓扑结构
应用场景
以一个中心节点为核心，其他节点直 接与中心节点相连。
计算机网络基础教材第四章精品PPT课件
2.地址学习
读取帧的源地址并记录进入交换机的端口（节点只 要发送信息，交换机就能建立该表项“添加/更新” ）
利用计时器维护表项的“新鲜”性
通信过滤
1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动 2.方法：
利用端口/MAC地址映射表和帧的目的地址决定是 否转发或转发到何处
如果地址表中Βιβλιοθήκη 存在帧的目的地址，交换机则需 要向除发送端口以外的所有端口转发
一个逻辑工作组的站点需要物 理位置的移动（如LAN1中的 站点从1楼移动到3楼）
移动站点的物理位置或逻辑工 作组有时需要重新布线
利用共享式以太网需要做些什么？(2)
一个逻辑工作组的站点需要移 到另一个逻辑工作组（如站点 从LAN1移动到LAN3）
一个逻辑工作组的站点需要物 理位置的移动（如LAN1中的 站点从1楼移动到3楼）
以软件方式实现逻辑工作组的 划分与管理
VLAN的组网方法
1.静态VLAN
交换机上的VLAN端口由管理员静态分配 这些端口保持这种配置直到人工改变它们
2.动态VLAN
交换机上VLAN端口是动态分配的 分配原则通常以MAC地址、逻辑地址或数据包的协议类型
为基础
在一台交换机上配置VLAN
跨越多台交换机的VLAN
虚拟局域网VLAN
1.什么是虚拟局域网？ 将局域网上的用户或节点划分成若干“逻辑工作组
” 逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等
因素划分而无须考虑它们所处的物理位置 2.利用以太网交换机就可以配置VLAN
利用共享式以太网需要做些什么？(1)
一个逻辑工作组的站点需要移 到另一个逻辑工作组（如站点 从LAN1移动到LAN3）
通信过滤举例
生成树协议
读取帧的源地址并记录进入交换机的端口（节点只 要发送信息，交换机就能建立该表项“添加/更新” ）
利用计时器维护表项的“新鲜”性
通信过滤
1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动 2.方法：
利用端口/MAC地址映射表和帧的目的地址决定是 否转发或转发到何处
如果地址表中Βιβλιοθήκη 存在帧的目的地址，交换机则需 要向除发送端口以外的所有端口转发
一个逻辑工作组的站点需要物 理位置的移动（如LAN1中的 站点从1楼移动到3楼）
移动站点的物理位置或逻辑工 作组有时需要重新布线
利用共享式以太网需要做些什么？(2)
一个逻辑工作组的站点需要移 到另一个逻辑工作组（如站点 从LAN1移动到LAN3）
一个逻辑工作组的站点需要物 理位置的移动（如LAN1中的 站点从1楼移动到3楼）
以软件方式实现逻辑工作组的 划分与管理
VLAN的组网方法
1.静态VLAN
交换机上的VLAN端口由管理员静态分配 这些端口保持这种配置直到人工改变它们
2.动态VLAN
交换机上VLAN端口是动态分配的 分配原则通常以MAC地址、逻辑地址或数据包的协议类型
为基础
在一台交换机上配置VLAN
跨越多台交换机的VLAN
虚拟局域网VLAN
1.什么是虚拟局域网？ 将局域网上的用户或节点划分成若干“逻辑工作组
” 逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等
因素划分而无须考虑它们所处的物理位置 2.利用以太网交换机就可以配置VLAN
利用共享式以太网需要做些什么？(1)
一个逻辑工作组的站点需要移 到另一个逻辑工作组（如站点 从LAN1移动到LAN3）
通信过滤举例
生成树协议
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Ethernet MAC Sublayer Protocol
Frame formats. (a) DIX Ethernet, (b) IEEE 802.3.
Ethernet MAC Sublayer Protocol (2)
Collision detection can take as long as 2 .
Wireless LAN Protocols (2)
The MACA protocol. (a) A sending an RTS to B. (b) B responding with a CTS to A.
Ethernet
• • • • • • • • • • Ethernet Cabling Manchester Encoding The Ethernet MAC Sublayer Protocol The Binary Exponential Backoff Algorithm Ethernet Performance Switched Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet IEEE 802.2: Logical Link Control Retrospective on Ethernet
The tree for eight stations.
Wavelength Division Multiple Access Protocols
Wavelength division multiple access.
Wireless LAN Protocols
A wireless LAN. (a) A transmitting. (b) B transmitting.
Pure ALOHA
In pure ALOHA, frames are transmitted at completely arbitrary times.
Pure ALOHA (2)
Vulnerable period for the shaded frame.
Pure ALOHA (3)
Throughput versus offered traffic for ALOHA systems.
5.
Multiple Access Protocols
• • • • • • ALOHA Carrier Sense Multiple Access Protocols Collision-Free Protocols Limited-Contention Protocols Wavelength Division Multiple Access Protocols Wireless LAN Protocols
Interframe spacing in 802.11.
The 802.11 Frame Structure
The 802.11 data frame.
802.11 Services
Distribution Services
• • • • • Association Disassociation Reassociation Distribution Integration
Persistent and Nonpersistent CSMA
Comparison of the channel utilization versus load for various random access protocols.
CSMA with Collision Detection
The 802.11 Protocol Stack
Part of the 802.11 protocol stack.
The 802.11 MAC Sublayer Protocol
(a) The hidden station problem. (b) The exposed station problem.
Ethernet Cabling
The most common kinds of Ethernet cabling.
Ethernet Cabling (2)
Three kinds of Ethernet cabling. (a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T.
Chapter 4
The Medium Access Control Sublayer
The Channel Allocation Problem
• • Static Channel Allocation in LANs and MANs Dynamic Channel Allocation in LANs and MANs
The 802.16 Protocol Stack
The 802.16 Protocol Stack.
The 802.16 Physical Layer
The 802.16 transmission environment.
The 802.16 Physical Layer (2)
Frames and time slots for time division duplexing.
The binary countdown protocol. A dash indicates silence.
Limited-Contention Protocols
Acquisition probability for a symmetric contention channel.
Adaptive Tree Walk Protocol
(a) Position of LLC. (b) Protocol formats.
Wireless LANs
• • • • • The 802.11 Protocol Stack The 802.11 Physical Layer The 802.11 MAC Sublayer Protocol The 802.11 Frame Structure Services
Bluetooth Architecture
Two piconets can be connected to form a scatternet.
Bluetooth Applications
The Bluetooth profiles.
The Bluetooth Protocol Stack
The 802.15 version of the Bluetooth protocol architecture.
Gigabit Ethernet
(a) A two-station Ethernet. (b) A multistation Ethernet.
Gigabit Ethernet (2)
Gigabit Ethernet cabling.
IEEE 802.2: Logical Link Control
802.11 Services
Intracell Services
• • • • Authentication Deauthentication Privacy Data Delivery
Broadband Wireless
• • • • • Comparison of 802.11 and 802.16 The 802.16 Protocol Stack The 802.16 Physical Layer The 802.16 MAC Sublayer Protocol The 802.16 Frame Structure
Operation of a LAN bridge from 802.11 to 802.3.
Bridges from 802.x to 802.y (2)
The IEEE 802 frame formats. The drawing is not to scale.
Ethernet Performance
Efficiency of Ethernet at 10 Mbps with 512-bit slot times.
Switched Ethernet
A simple example of switched Ethernet.
Fast Ethernet
The original fast Ethernet cabling.
Data Link Layer Switching
Multiple LANs connected by a backbone to handle a total load higher than the capacity of a single LAN.
Bridges from 802.x to 802.y
The 802.16 Frame Structure
(a) A generic frame.
(b) A bandwidth request frame.
Bluetooth
• • • • • • • Bluetooth Architecture Bluetooth Applications The Bluetooth Protocol Stack The Bluetooth Radio Layer The Bluetooth Baseband Layer The Bluetooth L2CAP Layer The Bluetooth Frame Structure
Dynamic Channel Allocation in LANs and MANs
1. Station Model.
2.
3. 4.
Single Channel Assumption.
Collision Assumption. (a) Continuous Time. (b) Slotted Time. (a) Carrier Sense. (b) No Carrier Sense.