網絡工程師課件

1、浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,1,聯(lián)系,姓名：周家慶E-MAIL：jhzjq@zjnu.cn,第1章 概述,,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,3,主要內容,計算機網絡工程與信息系統(tǒng)集成計算機網絡體系結構網絡的拓撲結構,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,4,1.1 計算機網絡工程與信息系統(tǒng)集成,計算機信息系統(tǒng)的結構信息系統(tǒng)的集成計算機網絡工程的特點,浙江師范大學數(shù)

2、理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,5,1.1.1 計算機信息系統(tǒng)的結構,計算機信息系統(tǒng)的結構圖,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,6,1.1.1 計算機信息系統(tǒng)的結構,計算機信息系統(tǒng)的結構圖,本課程的主要內容,,,,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,7,1.1.2 信息系統(tǒng)的集成,基本概念集成：把各個獨立的部分組合成具有全新功能的、高效和統(tǒng)一的整體的過程系統(tǒng)集成：是指在系統(tǒng)工程學的指導下

3、，提出系統(tǒng)的解決方案，將部件或子系統(tǒng)綜合集成，形成一個滿足設計要求的自治整體的過程,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,8,1.1.2 信息系統(tǒng)的集成,信息系統(tǒng)的集成提供整體解決方案提供整套軟硬件設備提供全面服務 信息系統(tǒng)集成的對象圖1-1中的部件和子系統(tǒng),浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,9,1.1.2 信息系統(tǒng)的集成,系統(tǒng)集成的任務應用功能的集成支撐系統(tǒng)的集成技術集成產品集成,

4、浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,10,1.1.2 信息系統(tǒng)的集成,系統(tǒng)集成的任務應用功能的集成將用戶的實際需求和應用功能在同一系統(tǒng)中實現(xiàn)在系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)設計、應用軟件開發(fā)等階段完成通過應用軟件和支撐環(huán)境來實現(xiàn),浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,11,1.1.2 信息系統(tǒng)的集成,系統(tǒng)集成的任務支撐系統(tǒng)的集成為實現(xiàn)用戶的應用需求和功能而必須建立的支撐環(huán)境的集成,舉例：遠程查詢服務解

5、決遠程訪問的通信手段，建立供查詢使用的查詢信息庫和相應的服務器系統(tǒng)應建立三個支持系統(tǒng)：網絡平臺、數(shù)據(jù)庫平臺和服務器平臺，三個平臺共同組成了遠程查詢服務的支撐平臺,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,12,1.1.2 信息系統(tǒng)的集成,系統(tǒng)集成的任務支撐系統(tǒng)的集成支撐環(huán)境兩大部分：直接為應用軟件的開發(fā)提供開發(fā)工具和環(huán)境的軟件開發(fā)平臺用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)存儲，即由以下平臺共同構建的基礎支撐平臺服務器平

6、臺網絡平臺數(shù)據(jù)庫平臺,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,13,1.1.2 信息系統(tǒng)的集成,系統(tǒng)集成的任務技術集成技術之間的集成是基礎，是系統(tǒng)集成的核心局域網技術、廣域網技術數(shù)據(jù)通信技術、多媒體通信技術10Mbps、100Mbps、1Gbps以太網技術交換以太網技術、ATM技術C/S為主的結構和B/S訪問方式Unix、Linux、Windows等,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章

7、,14,1.1.2 信息系統(tǒng)的集成,系統(tǒng)集成的任務產品集成系統(tǒng)集成最終、最直接的體現(xiàn)形式把不同類型、不同廠商，能實現(xiàn)不同應用目的的計算機設備和軟件依照設計要求有機地組合在一起建立在上述三個層次集成的調查、設計的基礎上；對所集成的設備或產品有深入、透徹的了解掌握各種廠商的產品的特點和能力，增強系統(tǒng)集成能力,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,15,1.1.3 計算機網絡工程的特點,計算機網絡工程使用系統(tǒng)集成的

8、方法，根據(jù)建設目標和設計原則將計算機網絡的技術、功能、子系統(tǒng)集成在一起，為信息系統(tǒng)構建網絡平臺、傳輸平臺和提供基本的網絡應用服務 網絡工程是信息系統(tǒng)集成的一部分、基礎，網絡的集成技術是網絡工程的核心技術計算機網絡的建設涉及網絡的需求分析、設計、施工、測試、維護和管理等方面網絡設計是網絡建設能否成功的關鍵,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,16,1.1.3 計算機網絡工程的特點,計算機網絡工程計算機網絡的子系統(tǒng)

9、網絡結構網絡設備網絡服務器網絡工作站綜合布線網絡操作系統(tǒng)網絡數(shù)據(jù)庫,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,17,1.1.3 計算機網絡工程的特點,計算機網絡工程設計目標指出網絡系統(tǒng)需要達到的功能和性能網絡能提供的服務以及服務形式網絡的規(guī)模、站點數(shù)、覆蓋范圍等指出網絡應采用的體系結構和協(xié)議棧，如TCP/IP模型等指定網絡的正常運轉要求，應達到的速度和處理的數(shù)據(jù)量等工程的近期目標和遠期目標,浙江師范

10、大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,18,1.2 計算機網絡體系結構,網絡的體系結構和協(xié)議OSI參考模型TCP/IP模型局域網參考模型,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,19,1.2 計算機網絡體系結構,計算機網絡計算機網絡是由多臺獨立的計算機和各類終端通過傳輸媒體連接起來相互交換數(shù)據(jù)信息的復雜系統(tǒng)，相互通信的計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調地工作計算機網絡體系結構從整體角度抽象定義計算機網絡的構成及各個

11、網絡部件之間的邏輯關系和功能，給出協(xié)調工作的方法和計算機必須遵守的規(guī)則,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,20,1.2.1 網絡的體系結構和協(xié)議,結構化方式設計：分層層次，每一層次在邏輯上相互獨立，且都具有特定的功能每一層的目的是向上一層提供一定的服務不同網絡體系結構中層的數(shù)量、名字、功能均有所不同,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,21,1.2.1 網絡的體系結構和協(xié)議,實體（Entity

12、）：任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程協(xié)議：控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合（同層次間的通信）協(xié)議三要素：語法、語義、定時關系接口：相鄰層次的通信,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,22,1.2.2 OSI參考模型,ISO：國際標準化組織OSI/RM：開放系統(tǒng)互連參考模型開放：所謂開放就是指遵循OSI標準后，一個系統(tǒng)就可以和其它也遵循該標準的系統(tǒng)進行通信,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》

13、第一章,23,,1.2.2 OSI參考模型,OSI的七層網絡系統(tǒng)結構,協(xié)議,協(xié)議,協(xié)議,協(xié)議,協(xié)議,協(xié)議,協(xié)議,協(xié)議,協(xié)議,協(xié)議,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,24,1.2.3 TCP/IP模型,OSI參考模型與TCP/IP模型之比較,VOID,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,25,1.2.3 TCP/IP模型,網絡接口層（Network Access）嚴格來說只是一個接口而不是一個層次

14、TCP/IP在設計時考慮到要與具體的網絡無關TCP/IP協(xié)議簇中也沒有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的協(xié)議,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,26,1.2.3 TCP/IP模型,網際層（Internet）負責將報文分組從源主機發(fā)送到目的主機，實現(xiàn)不同網絡之間的報文轉發(fā)IP協(xié)議傳輸層（Transport）負責在源端和目的端主機上的對等實體間建立的端到端的數(shù)據(jù)傳輸TCP協(xié)議和UDP協(xié)議,思考：數(shù)據(jù)鏈路層負責誰與誰之間的數(shù)

15、據(jù)傳輸？ 相鄰主機的數(shù)據(jù)傳輸,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,27,1.2.3 TCP/IP模型,協(xié)議簇協(xié)議棧,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,28,1.2.3 TCP/IP模型,RFC文檔RFC: Requests For Comments，為TCP/IP協(xié)議的標準文檔RFC文檔下載地址：http://www.rfc-editor.orgInternet Draft（RFC草案）：

16、http://www.ietf.org/id.html,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,29,1.2.3 TCP/IP模型,協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Protocol Data Unit）應用層PDUTCP段（Segment）IP數(shù)據(jù)報（Packet）或者IP分組以太網幀（Frame）位流（Bits Stream）封裝、分片、重組,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,30,1.2.4 局域網參考模

17、型,局域網（LAN）局域網是一種局限在較小范圍內（通常在1000m內）提供通信服務的網絡，采用適宜于小范圍內信號傳送的技術，能為計算機網絡應用提供基本的數(shù)據(jù)傳輸服務局域網作為通信網絡不涉及第三層以上的內容，底下兩層也與OSI的有很大差別,思考：計算機網絡可以分為哪兩個部分？ 通信子網和資源子網,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,31,,1.2.4 局域網參考模型,局域網參考模型與OSI參考模型的關系,浙江師范大

18、學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,32,1.2.4 局域網參考模型,物理層用于物理連接以及按位在媒體上傳輸數(shù)據(jù)分為：描述與傳輸媒體有關的物理特性的較低子層描述與傳輸媒體無關的物理特性的較高子層物理特性機械特性電氣特性功能特性規(guī)程特性,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,33,1.2.4 局域網參考模型,數(shù)據(jù)鏈路層媒體接入控制（Medium Access Control，MAC）子層邏輯鏈

19、路控制（Logical Link Control，LLC）子層,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,34,1.2.4 局域網參考模型,數(shù)據(jù)鏈路層MAC子層負責對物理媒體的使用進行控制主要功能將上層交下來的數(shù)據(jù)封裝成幀進行發(fā)送（接收時進行相反的過程，將幀拆卸）實現(xiàn)和維護MAC協(xié)議（控制使用網絡媒體的時間和方法、處理幀的控制信息）位差錯的檢測尋址（MAC地址）,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第

20、一章,35,1.2.4 局域網參考模型,數(shù)據(jù)鏈路層LLC子層面向數(shù)據(jù)幀的傳輸控制層主要功能建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接提供與高層的接口差錯控制給幀加上序號,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,36,1.2.4 局域網參考模型,服務訪問點（Service Access Point，SAP）局域網沒有按照OSI的觀點將網絡的SAP設置在網絡層，而是設置在LLC子層與高層的交界面上局域網不含網絡層，不承擔

21、路由選擇,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,37,1.2.4 局域網參考模型,IEEE 802委員會專門研究和制定有關局域網的各種標準網址：http://ieee802.org最初的IEEE 802委員會共有6個分委員會，其編號分別為802.1～802.6目前已經有22個分委員會,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,38,1.2.4 局域網參考模型,IEEE 802委員會當前活躍的分委員會

22、802.1、802.3、802.11、802.15、802.16802.17－容錯性分組環(huán)網802.18 －無線電調整技術指導小組802.19－共存技術指導小組802.20－移動寬帶無線訪問技術（MBWA）802.21－ 異種局域網切換802.22 －無線區(qū)域網（WRAN ）,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,39,1.2.4 局域網參考模型,IEEE 802委員會當前不活躍的分委員會802.2、8

23、02.5、802.12當前已經解散的分委員會802.4、802.6、802.7、802.8、802.9、802.10 、802.14,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,40,1.2.4 局域網參考模型,IEEE 802各分委員會的結構圖結構圖：教材P12圖1-7兩點注意事項,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,41,1.2.4 局域網參考模型,LLC PDU和MAC PDU的關系,高層PDU

24、,LLC數(shù)據(jù),LLC首部,MAC數(shù)據(jù),MAC首部,MAC尾部,網絡層,LLC子層,MAC子層,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,42,1.3 網絡的拓撲結構,網絡的拓撲結構定義：網絡中節(jié)點之間物理的或邏輯的連接方式物理連接與物理拓撲邏輯連接與邏輯拓撲分類：網狀、星形、樹形、總線型、環(huán)形,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,43,,1.3 網絡的拓撲結構,注意： 應理解掌握各種不同拓撲結構的

25、優(yōu)缺點、適用場合 在實際應用中，通常會采用幾種拓撲結構混合的拓撲,浙江師范大學數(shù)理信息學院——《計算機網絡工程》第一章,44,習題,在計算機信息系統(tǒng)中，TCP/IP協(xié)議棧屬于      。 (A) 管理平臺         (B) 系統(tǒng)平臺    

26、60;          (C) 傳輸平臺              (D) 網絡平臺TCP/IP參考模型中的網絡接口層（Network Access）對應了OSI參考模型中的    

27、       。(A) 網絡層      (B) 數(shù)據(jù)鏈路層和物理層   (C) 數(shù)據(jù)鏈路層           (D) 物理層路由選擇是     

28、 的基本功能。(A) 網絡層                  (B) 數(shù)據(jù)鏈路層           (C) 傳輸層      

29、60;           (D) 應用層OSI參考模型?OSI參考模型是由國際標準化組織（ISO）制定的連接異種計算機的標準框架，為連接分布式的“開放”系統(tǒng)提供了基礎。所謂開放就是指遵循OSI標準后，一個系統(tǒng)就可以和其它也遵循該標準的機器進行通信。OSI參考模型分為7個層次，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。,