现代通信网 第7章 计算机网络与Internet.ppt

第7章计算机网络与Internet 7.1 计算机网络概述 资源共享的定义符合目前计算机网络的基本特征，主要表现在以下几点。 （1）计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。计算机资源主要指计算机硬件、软件与数据。 （2）互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”（autonomous computer），它们之间可以没有明确的主从关系，可以联网工作，也可以脱网独立工作。 （3）联网工作的计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。 7.1.1 计算机网络的产生与发展 计算机网络的产生与发展大致可以分为四个阶段。 （1）第一阶段：20世纪50年代—60年代。 （2）第二阶段：20世纪60年代—70年代，标志是美国的ARPANET与分组交换技术。 （3）第三阶段从20世纪70年代中期开始。 （4）第四阶段从是20世纪90年代开始 。 7.1.2 计算机网络的结构与功能 1．计算机网络的结构 （1）早期网络结构示意图 （2）目前常见网络结构示意图 2．计算机网络的功能 （1）共享软硬件资源。 （2）数据通信。 （3）提高计算机系统的可靠性。 （4）综合信息服务。 7.1.3 计算机网络的分类 （1）根据网络的覆盖范围与规模分类： 广域网 城域网 局域网 （2）根据网络所使用的传输技术分类： 广播式网络 点——点式网络 7.2 计算机网络 7.2.1 局域网的定义及特点 局域网是指在一定的地理区域范围内，将多个相互独立的数据通信设备利用通信线路连接起来的并以一定速率进行相互通信的通信系统。 （1）决定局域网特性的主要技术要素是：网络拓扑结构、传输介质的选择以及介质访问控制方法的选取。 （2）从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质局域网和交换式局域网。 （3）局域网特点 高速的数据传输速率（10Mbit/s～10Gbit/s）； 覆盖有限的地理范围（10米～几十公里）； 低误码率，可靠性高； 各设备平等的访问网络资源，共享网络资源； 易于建立、安装维护简单，造价低，易于扩展； 能进行广播与组播通信。 7.2.2 IEEE 802标准 7.2.3 以太网 在局域网中使用最广泛的是以太网（ Ethernet ）。 具统计超过95%的局域网均采用此技术。 介质访问控制方法：CSMA/CD的。 Ethernet的主要特点是： （1）组网简单，易于实现； （2）由于采用的CSMA/CD是一种随机争用型访问控制方法，所以该网络适用于办公自动化等对数据传输实时性要求不高的应用环境； （3）当网络通信负载增大时，用于冲突增多，网络吞吐率下降，传输时延增加，因此该网络一般用于通信负载较轻的应用环境中。 以太网（续） （1）快速以太网 速率：100Mbit/s 协议：IEEE802.3u （2）G比特以太网 速率：1000Mbit/s 协议：IEEE802.3z; IEEE802.3ab （3） 10G比特以太网 速率：10Gbit/s 协议：IEEE802.3ae 令牌环网特点 （1）介质访问延时时间确定，因而适用于对数据传输实时性要求较高的应用环境，如工业生产过程控制领域； （2）各节点间没有冲突，重负载下信道利用率高； （3）通过设置，可支持优先级服务； （4）需要复杂的环维护功能，实现较复杂。 7.2.4 交换式局域网 提高网络性能的方法： （1）提高网络的传输速率。 （2）将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互连的子网，通过减少每个子网内部节点数N的方法，使每个子网的网络性能得到改善。 （3）将“共享介质方式”改为“交换方式”，交换式局域网的核心设备是局域网交换机，它可以在它的多个端口之间建立多个并发连接。 1．交换式以太网的工作原理 交换机对数据的转发是以网 络节点计算机的MAC地址为 基础的。在交换机的内部建 立一个“端口-MAC地址”映射 表。交换机会读取出该帧中 的目的节点MAC地址，并通 过“端口-MAC地址”的对照关 系，迅速地将数据帧转发到 相应的端口。 2．虚拟局域网 （VLAN） VLAN的分类 （1）基于交换机端口的虚拟局域网 （2）基于MAC地址的虚拟局域网 （3）基于网络层地址的虚拟局域网 在实际应用过程中，基本上很少使用单一 的划分方式，通常是将两种方式进行结合使 用，如将第1种、第3种方式进行结合就是最 常见的一种方式。 VLAN的配置 （1）手工配置。由管理人员手动进行VLAN的配置，这种配置具有高度的可控制性，但要求网管人员对整个网络熟悉，技