计算机网络课件

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计算机网络基础PPT课件

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计算机网络的主要功能
数据通信、资源共享、分布式处理、提高计算机的可靠性。
计算机网络的拓扑结构
总线型、星型、环型、网状型。
计算机网络发展历程
第一阶段
第二阶段
面向终端的计算机网络,20世纪50年代初 ,美国建立半自动地面防空系统,将不同 地点的计算机通过通信线路连接起来。
计算机-计算机网络,20世纪60年代中期, 美国国防部ARPANET实验,标志计算机网 络的兴起。
数据传输过程
总结词
数据传输过程是计算机网络中数据从一个节点传送到另一个节点的过程。
详细描述
数据传输过程通常包括以下几个步骤:数据源将数据封装在一个数据包中,然后通过网络发送出去。数据包在网 络中经过一系列的路由器和交换机等网络设备的转发,最终到达目的地。在传输过程中,数据包可能会经过多次 封装和解封装的过程,以确保数据的完整性和可靠性。
第三阶段
第四阶段
国际标准化的计算机网络,20世纪70年代 末至80年代初,出现了一系列标准化的网 络体系结构。
高速计算机网络,20世纪90年代初至今, 网络技术向高速、宽带、智能化发展。
计算机网络分类
按覆盖范围分类:局 域网、城域网、广域 网。
按拓扑结构分类:总 线型、星型、环型、 网状型。
按传输介质分类:有 线网、无线网。
TCP/IP模型
总结词
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)模型是互联网协议的核心,它定义了数 据如何在网络中传输。
详细描述
TCP/IP模型将网络系统划分为四个层次,分别是应用层、传输层、网络层和链路层。其中,应用层对 应于OSI参考模型的应用层和表示层,传输层对应于OSI的传输层,网络层对应于OSI的网络层,而链 路层对应于OSI的数据链路层和物理层。

计算机网络 课件(16张PPT)

计算机网络 课件(16张PPT)

习题
在处理神州号宇宙飞船升空及飞行这一问题时,网络 中的所有计算机都协作完成一部分的数据处理任务, 体现了网络的(B)功能。
A、资源共享 B、分布处理 C、数据通信 D、提高计算机的可靠性和可用性。
1.计算机网络给人们带来了极大的便利,其基本功能是(D) A、安全性好 B、运算速度快 C、内存容量大 D、数据传 输和资源共享
数据资源 •包括数据库文件、数据库、文档资料、数据报表 等
信道资源 •包括电信号的传输介质等,是计算机网络中最重 要的共享资源之一
习题小信将自己的学习资料上传到云盘,然后分享给 同学和朋友,这属于()处理
分布式处理
分布式处理是将不同地点的,或具有不同功能的,或 拥有不同数据的多台计算机,通过网络连接起来,在 控制系统的统一管理控制下,协调地完成大规模信息 处理任务的计算机系统。
6.下面关于网络拓扑结构的说法中正确的是:(C) A、网络上只要有一个结点发生故障就可能使整个网络瘫痪的 网络结构是星型 B、每一种网络只能包含一种网络结构 C、局域网的拓扑结构一般有星型,总线型和环型三和 D、环型拓扑结构比其它拓扑结果浪费线
问题探究
如图是一个校园消费信 息系统结构图。请分析 计算机网络在此信息系 统中起到的作用
1.计算机网络在信息系统中的作用
数据传输
资源共享
分布式处理
数据传输
数据传输是计算机网络最基本的功能,计算机网络将 不同地理位置的计算机与终端计算机与计算机连接起 来,并在计算机与终端、计算机与计算机之间快速传 送各种类型的信息,包括文字、图形、图像、声音、 视频等。
习题
(1)生活中人们通过计算机网络进行信息交流,这主要 体现了计算机网络在信息系统中起到的作用是()

计算机网络定义及分类ppt课件

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组播地址:用来标识一组节点的地址 组成员:通常具有某种共同的特性
用一个地址表示一些主机可简化操 作,但同时增加了组管理的复杂性 。
H1
H2
H3
H4
图例:主机H1给主机H2和H4发送一个消息
消息
组播通信
广播网络——共享介质
共享介质
H1
H2
H3
H4
共享介质:所有主机发送和接收消 息都通过同一个介质进行。
拓扑结构:指计算机网络 的物理布局。
星型
环型
树型
全连通
消息只能沿着点 -点链路的这头 发到那头。
H1
点-点链路
点—点网络——单播
H2
点-点链路
H3
当两点之间非直接相连时,
? 如何找到对方,以及如何
传递报文?
考虑两种情况:
H4
• H1给H2发送消息 • H1给H3发送消息
消息
单播通信
点—点网络——多跳传输
理解计算机网络的关键点
计算机(用户终端)必须在 地理上是分散的
计算机必须具备独立计算 能力
所有计算机通过一个通信 系统连接在一起
提供多种资源共享
为用户提供信息交流手段
交流:用户交流 • 即时通信 • 异步通信 • 文本 • 音视频
通信系 统
资源:硬件、软件、信息 • 文件/邮件/网页 服务 • 视频/游戏服务 • 即时通信服务 • 。。。
广播地址:用来标识全体节点的标识 符。
H1
H2
H3
H4
图例:主机H1给所有主机发送一个消息
消息
广播通信
广播网络——组播
组播(multicast):一对多的通信模式, 发送者将消息发给网络上具备某种公共 特性的节点。

计算机网络基础ppt课件

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• 传输层:提供应用程序间的通信。其功能包括:一、格式化信息流;二、提供 可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组 丢失,必须重新发送。
• 应用层:向用户提供一组常用的应用程序,比如电子邮件、文件传输访问、远 程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的 接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP 协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
• 网络层:网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时 ,网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在 TCP/IP体系中,由于网络层使用IP协议,因此分组也叫IP数据报 ,或简称为 数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由,使源主机运输层所传下 来的分组能够交付到目的主机。
TCP/IP四层模型
• 网络接口层:负责接收IP数据报并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧 ,抽出IP数据报,交给IP层。
• 互联网层:负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传 输层的分组发送请求,收到请求后,将分组装入IP数据报,填充报头,选择去 往信宿机的路径,然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报: 首先检查其合法性,然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机,则去掉报头 ,将剩下部分交给适当的传输协议;假如该数据报尚未到达信宿,则转发该数 据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。Байду номын сангаас
PPP协议(Point-to-Point Protocol):用于点对点链路 的数据链路层协议,提供多协 议封装、链路配置、身份认证
等功能。
HDLC协议(High-Level Data Link Control):面向比特的同 步数据链路控制协议,具有帧 同步、差错控制、流量控制等 功能。

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03
计算机网络硬件
路由器
路由器是计算机网络中的重要设备,用于连接不同的网 络段,实现数据包的转发和路由选择。
路由器的性能指标包括吞吐量、延迟、路由表容量等。
路由器的主要功能包括路由选择、数据包转发、网络隔 离和网络安全等。
不同类型的路由器适用于不同的网络环境和规模,如企 业级路由器、骨干路由器等。
TCP/IP模型
总结词
TCP/IP模型是一个实际的模型,用于描述计算机网络中各协议的工作方式和相互 关系。
详细描述
TCP/IP模型将计算机网络体系结构分为四个层次,分别是网络接口层、网络层、 传输层和应用层。其中,网络层使用IP协议来处理数据包的发送和接收,传输层 使用TCP和UDP协议来提供可靠的或不可靠的数据传输服务。
大数据技术的应用
大数据技术广泛应用于金融、电商、医疗等领域,为企业提供数据分 析和商业智能服务。
物联网技术
01
02
03
物联网技术
物联网技术是指通过信息 传感设备采集物理世界的 信息,实现物与物、人与 物的智能互联。
物联网技术的优势
物联网技术具有远程监控 、实时性、智能化等特点 ,能够提高生产效率、降 低能源消耗。
计算机网络的主要功能
数据通信、资源共享、分布式处理、提高计算机的可靠性。
计算机网络发展历程
01
第一阶段
面向终端的计算机网络
02
时间
20世纪50年代初
03
特点
以单个计算机为中心的远程联机系统,面向终端的,终端与中心计算机
间无独立的数据处理和数据传输能力,通过中心计算机实现通信与数据
处理。
计算机网络发展历程
服务器是计算机网络中的重要设备,用于提供各种网络服务和应用。 服务器的硬件组成包括处理器、内存、存储设备、网络接口卡等。 服务器的操作系统和应用软件需要根据具体需求进行选择和配置。 服务器的性能指标包括处理器性能、内存容量、磁盘I/O性能等。

完整计算机网络ppt课件

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物理层的基本概念与传输介质
物理层的基本概念
物理层是计算机网络体系结构中的最 底层,负责建立、管理和释放物理连 接,提供透明的比特流传输服务。
传输介质
物理层接口与标准
物理层接口规定了物理层设备与传输 介质之间的电气、机械和功能特性, 常见的物理层接口标准有EIA/TIA232、EIA/TIA-499等。
ATM的特点:支持多种业务类型(如语音、数据 、视频等)、高速传输、低延迟、QoS保障。
ATM在网络中的应用:作为骨干网传输技术,提 供高速、可靠的数据传输服务。
帧中继技术
帧中继(Frame Relay)的基本概念
一种简化的、面向连接的数据链路层协议,采用变长帧作为传输单位 。
03
包括前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、类型/长度字
段、数据字段和帧校验序列等。
无线局域网技术
无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)的概念:利用无线通信技 术构建的局域网,摆脱了有线网络的束缚。
无线局域网的标准:IEEE 802.11系列标准,包括802.11a、802.11b、802.11g、 802.11n、802.11ac和802.11ax等。
01
02
03
应用层的基本概念
应用层是计算机网络体系 结构中的最高层,负责为 用户提供各种网络服务和 应用程序接口。
应用层的功能
实现用户与网络之间的交 互,包括网络应用、数据 传输、资源共享等。
应用层协议
HTTP、FTP、SMTP、 DNS等协议都属于应用层 协议,用于实现不同的网 络应用。
DNS域名系统
传输层
向用户提供可靠的端到端的差错和 流量控制,保证报文的正确传输, 同时向高层屏蔽下层数据通信的细 节。

计算机网络培训ppt课件

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大数据技术
大数据定义
大数据是指数据量巨大、复杂度高、处理速度快 的数据集合。
大数据处理流程
大数据处理流程包括数据采集、数据存储、数据 处理、数据分析和数据可视化等环节。
大数据应用场景
大数据应用场景包括商业智能、预测分析、社交 媒体分析、金融风控等。
物联网技术
物联网定义
物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,对任何物品进行普遍感知和连接,并进行信息交换,实现智能化识 别、定位、跟踪、监控和管理的一个网络。
07
计算机网络发展趋势 与新技术
云计算技术
云计算定义
云计算是一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需 提供给计算机和其他设备。
云计算服务模式
云计算的服务模式包括基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务( SaaS)。
云计算优势
云计算具有弹性可扩展、高可用性、高可靠性、资源池化等优势。
无线局域网的适用场景
无线局域网适用于需要移动接入和灵活组网的场景,如企 业、学校和家庭等。
虚拟专用网络(VPN)
VPN概述
VPN的分类
VPN的安全性
VPN的应用场景
虚拟专用网络(VPN)是一种远 程访问技术,通过公共网络(如 Internet)建立加密通道,实现 远程用户对内部网络的访问。 VPN可以提供安全的远程接入、 数据传输和资源共享等服务。
网络设备配置与调试
配置IP地址
为网络设备分配唯一的IP地址,以便 在网络中进行通信。
配置网络掩码
确定网络设备的子网范围,以便在同 一网络内的设备能够相互通信。
配置默认网关
为网络设备指定默认的路由器,以便 将数据包转发到其他网络。

计算机网络基础ppt课件完整版

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功能
包括帧同步、差错控制、 流量控制等,确保数据的 可靠传输。
数据链路层设备
包括网卡、网桥等,用于 实现数据链路层的功能。
常见数据链路层协议及工作原理
以太网协议
以太网是一种常用的局域网技术, 采用CSMA/CD(载波监听多路访 问/冲突检测)机制解决多节点同 时发送数据的冲突问题。
PPP协议
PPP(Point-to-Point Protocol) 是一种点对点通信协议,用于建立 直接连接的两个节点之间的数据链 路。
06
无线网络与移动计算
无线网络基本概念与技术标准
无线网络定义
通过无线电波进行数据传输和通 信的网络。
无线网络分类
包括无线局域网(WLAN)、无线 城域网(WMAN)、无线广域网 (WWAN)等。
技术标准
包括IEEE 802.11系列标准、蓝牙( Bluetooth)、ZigBee等。
移动计算基本概念与技术发展
常见网络安全技术及其原理
防火墙技术
入侵检测技术
防火墙是位于内部网络和外部网络之间的 安全屏障,通过控制网络访问和过滤网络 数据来保护内部网络免受外部攻击。
入侵检测是指通过监控网络系统和应用程 序的运行状态,发现潜在的入侵行为和异 常活动,并及时报警和响应。
加密技术
身份认证技术
加密技术是通过将敏感信息转换为密文形 式进行传输和存储,确保信息在传输和存 储过程中的机密性和完整性。
HTTP、FTP、SMTP、DNS等,用于 实现不同网络应用之间的通信。
应用层功能
提供用户与网络应用之间的交互界面 ,处理数据表示、会话管理、安全保 密等任务。
常见应用层协议及工作原理
HTTP协议
超文本传输协议,用于Web浏览器与服务器之间的通信 ,支持请求/响应模型,传输层使用TCP协议。
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3.2 点对点协议 PPP
3.2.1 PPP 协议的特点
应当注意




仅用循环冗余检验 CRC 差错检测技术只能做 到无差错接受(accept)。 “无差错接受”是指:“凡是接受的帧(即不 包括丢弃的帧),我们都能以非常接近于 1 的 概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。 也就是说:“凡是接收端数据链路层接受的帧 都没有传输差错”(有差错的帧就丢弃而不接 受)。 要做到“可靠传输”(即发送什么就收到什么) 就必须再加上确认和重传机制。
1. 封装成帧

封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别 添加首部和尾部,然后就构成了一个帧。确定 帧的界限。 首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
IP 数据报
帧的数据部分 MTU 数据链路层的帧长 帧结束 帧尾部

帧开始 开始 发送 帧首部
用控制字符进行帧定界的方法举例
帧开始符
SOH
帧结束符 装在帧中的数据部分
EOT

发送在前
2. 透明传输
出现了“EOT” 完整的帧 发送 在前 数据部分
SOH EOT EOT
被接收端 误认为是一个帧
被接收端当作无效帧而丢弃
解决透明传输问题



发送端的数据链路层在数据中出现控制字符 “SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符 “ESC”(其十六进制编码是 1B)。 字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网 络层之前删除插入的转义字符。 如果转义字符也出现数据当中,那么应在转义字 符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的 两个转义字符时,就删除其中前面的一个。


现在最常用的方法是使用适配器(即网卡)来实现 这些协议的硬件和软件。 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层 的功能。
数据链路层传送的是帧
结点 A 网络层 数据 链路层 物理层 帧
1010… …0110
结点 B IP 数据报 取出 帧
1010… …0110
IP 数据报 装入
链路 (a) 结点 A 数据 链路层 发送 帧 接收 帧 结点 B
循环冗余检验的原理



在数据链路层传送的帧中,广泛使用了循 环冗余检验 CRC 的检错技术。 在发送端,先把数据划分为组。假定每组 k 个比特。 假设待传送的一组数据 M = 101001(现在 k = 6)。我们在 M 的后面再添加供差错检 测用的 n 位冗余码一起发送。
冗行 2n 乘 M 的运算, 这相当于在 M 后面添加 n 个 0。 得到的 (k + n) 位的数除以事先选定好的 长度为 (n + 1) 位的除数 P,得出商是 Q 而余数是 R,余数 R 比除数 P 少1 位, 即 R 是 n 位。
用字节填充法解决透明传输的问题
帧开始符
SOH EOT
原始数据
SOH ESC SOH
帧结束符
EOT
字节填充
SOH ESC EOT
字节填充
ESC SOH
字节填充
ESC ESC
字节填充
ESC SOH EOT
发送 在前
经过字节填充后发送的数据
3. 差错检测


在传输过程中可能会产生比特差错:1 可能会 变成 0 而 0 也可能变成 1。 在一段时间内,传输错误的比特占所传输比特 总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。 误码率与信噪比有很大的关系。 为了保证数据传输的可靠性,在计算机网络传 输数据时,必须采用各种差错检测措施。
接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验




(1) 若得出的余数 R = 0,则判定这个帧没有差 错,就接受(accept)。 (2) 若余数 R 0,则判定这个帧有差错,就丢 弃。 但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪 几个比特出现了差错。 只要经过严格的挑选,并使用位数足够多的除 数 P,那么出现检测不到的差错的概率就很小 很小。
帧检验序列 FCS


在数据后面添加上的冗余码称为帧检验 序列 FCS (Frame Check Sequence)。 循环冗余检验 CRC 和帧检验序列 FCS 并不等同。


CRC 是一种常用的检错方法,而 FCS 是添 加在数据后面的冗余码。 FCS 可以用 CRC 这种方法得出,但 CRC 并非用来获得 FCS 的唯一方法。
3.1 使用点对点信道的数据链路层
3.1.1 数据链路和帧

链路(link)是一条无源的点到点的物理线 路段,中间没有任何其他的交换结点。

一条链路只是一条通路的一个组成部分。

数据链路(data link) 除了物理线路外,还必须 有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现 这些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了 数据链路。
链路
(b)
数据链路层像个数字管道

常常在两个对等的数据链路层之间画出 一个数字管道,而在这条数字管道上传 输的数据单位是帧。
帧 帧 结点
结点

早期的数据通信协议曾叫作通信规程 (procedure)。因此在数据链路层,规程 和协议是同义语。
3.1.2 三个基本问题
(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制
计算机网络
计算机学院
本章主要讲述内容
• 使用点对点信道的数据链路层 • 点对点协议 PPP • 使用广播信道的数据链路层 • 使用广播信道的以太网 • 扩展的以太网 • 高速以太网 • 其他类型的高速局域网接口
数据链路层
数据链路层使用的信道主要有以下两种类型: 点对点信道。这种信道使用一对一的点对 点通信方式。 广播信道。这种信道使用一对多的广播通 信方式,因此过程比较复杂。广播信道上 连接的主机很多,因此必须使用专用的共 享信道协议来协调这些主机的数据发送
冗余码的计算举例




现在 k = 6, M = 101001。 设 n = 3, 除数 P = 1101, 被除数是 2nM = 101001000。 模 2 运算的结果是:商 Q = 110101, 余数 R = 001。 把余数 R 作为冗余码添加在数据 M 的后面发 送出去。发送的数据是:2nM + R 即:101001001,共 (k + n) 位。
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