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第1章 计算机网络技术基础(CIDR)

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计算机网络技术基础

计算机网络技术基础

计算机网络技术基础计算机网络技术基础一、网络基础知识1.1 网络的定义和作用1.2 网络的分类1.3 网络拓扑结构1.4 网络通信协议1.5 OSI七层模型二、物理层2.1 传输媒介2.1.1 有线传输媒介2.1.2 无线传输媒介2.2 数据传输方式2.2.1 单工传输2.2.2 半双工传输2.2.3 全双工传输2.3 编码和调制技术2.4 信号传输与编解码技术2.5 传输介质的性能指标三、数据链路层3.1 数据链路层的功能和特点 3.2 MAC地址3.3 链路的建立和维护3.4 差错控制技术3.4.1 奇偶校验3.4.2 CRC校验3.5 流量控制技术3.6 介质访问控制技术3.6.1 随机接入3.6.2 轮询访问3.6.3 令牌传递四、网络层4.1 网络层的功能和特点4.2 IP协议4.2.1 IPv44.2.2 IPv64.3 路由选择算法4.3.1 静态路由选择4.3.2 动态路由选择4.4 IP地址分类4.5 IP分片和重组4.6 ICMP协议五、传输层5.1 传输层的功能和特点5.2 TCP协议5.2.1 TCP的连接建立和终止 5.2.2 TCP的可靠数据传输 5.3 UDP协议5.4 TCP/IP协议簇六、应用层6.1 应用层的功能和特点6.2 HTTP协议6.3 DNS协议6.4 FTP协议6.5 SMTP协议6.6 POP3协议6.7 IMAP协议附件：- 网络拓扑图示例- 数据链路层帧结构图示例- IP数据报格式图示例- TCP协议报文格式图示例法律名词及注释：- OSI：Open Systems Interconnection，开放系统互联- MAC地址：Media Access Control Address，媒体访问控制地址- CRC校验：Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验- IP协议：Internet Protocol，互联网协议- ICMP协议：Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议- TCP协议：Transmission Control Protocol，传输控制协议- UDP协议：User Datagram Protocol，用户数据报协议- HTTP协议：Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议- DNS协议：Domn Name System，域名系统- FTP协议： Protocol，文件传输协议- SMTP协议：Simple Ml Transfer Protocol，简单邮件传输协议- POP3协议：Post Office Protocol Version 3，邮局协议版本3- IMAP协议：Internet Message Access Protocol，互联网消息访问协议。

计算机网络技术基础课件第1章

计算机网络技术基础课件第1章

为衡量国家经济发展水平的重要标志之一。
现在人们的生活、工作、学习和交往都己离不开计算机网络。设想如果在某一天我们的计
算机网络突然出现故障不能工作了，那时会出现什么结果呢?第一我们将无法购买飞机票或火车票，
因为售票员无法知道还有多少票可供出售；也无法出售飞机票和火车票。第二我们也无法到银行存
钱或取钱，无法交纳水电和煤气费等；股市交易都将停止。第三在图书馆也无法检索需要的图书和
➢ 协议元素与数据的组合格式，即报文格式。例如：
HDLC Flag Address Ctrl
Data
FCSS Flag
BSC SOH HEAD STX
TEXT
ETX BCC
时序（Timing）：
➢ 通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则
任务三、计算机网络的功能
计算机网络的功能可归纳为资源共享、提供 人际通信手段、提高可靠性、节省费用、便 于扩充、分组负荷及协同处理等方面。这些 方面的功能本身也是相辅相成的。
资料。第四人们既不能上网查询有关的资料，也无法使用电子邮件和朋友及时交流信息。由此可以
看出，人们的生活越是依赖于计算机网络，计算机网络对于人们的生活、工作、学习也就越重要。
既然计算机网络对于人们如此重要，那么我们有必要学习、掌握计算机网络基本知识和基本理论，
为进一步更好应用计算机网络打下良好基础，我们首先认识计算机网络，掌握它的发展、定义、组
计算机网络技术基础
第一模块 计算机网络概述
一、学习任务分析
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的系统，是存储、传播和共享信息的工具。经过
几十年的发展，计算机网络已成为目前信息化社会中经济社会生活的必要工具，成为人们之间信息
交流的最佳平台。计算机网络的应用影响和改变了人们的工作、学习和生活方式，网络发展水平成

计算机网络技术基础

计算机网络技术基础

计算机网络技术基础本文档旨在介绍计算机网络技术基础的相关知识，涵盖了该领域的各个方面。

下面将按照章节的形式详细讲述这些内容。

1.网络基础1.1 网络概述1.1.1 网络定义1.1.2 网络分类1.1.3 网络拓扑结构1.2 OSI模型1.2.1 OSI模型概述1.2.2 OSI模型各层功能介绍1.3 TCP/IP协议1.3.1 TCP/IP协议概述1.3.2 TCP/IP协议分层结构1.3.3 TCP/IP协议各层功能介绍2.网络通信基础2.1 数据传输基础2.1.1 数字信号与模拟信号2.1.2 带宽与速率2.1.3 信号传输方式2.2 网络设备2.2.1 网络接口卡2.2.2 集线器2.2.3 交换机2.2.4 路由器2.2.5 网关2.3 MAC地质与IP地质2.3.1 MAC地质2.3.2 IP地质2.3.3 子网掩码2.3.4 DHCP3.网络协议3.1 TCP协议3.1.1 TCP连接建立与终止3.1.2 TCP数据传输与流量控制3.1.3 TCP拥塞控制3.2 UDP协议3.2.1 UDP特点与应用场景3.2.2 UDP包头格式3.3 ICMP协议3.3.1 ICMP协议概述3.3.2 ICMP消息格式与类型3.4 HTTP协议3.4.1 HTTP协议概述3.4.2 HTTP请求与响应3.4.3 HTTP状态码4.网络安全基础4.1 网络攻击与防护4.1.1 常见的网络攻击类型4.1.2 网络防护措施4.2 防火墙4.2.1 防火墙的原理与分类4.2.2 防火墙的配置与管理4.3 VPN4.3.1 VPN概念与工作原理4.3.2 VPN的应用与配置附件：本文档不涉及附件。

法律名词及注释：1.模拟信号：模拟信号是连续变化的信号，它可以取任意的数值。

2.数字信号：数字信号是离散的信号，它只能取有限个数值，通常用二进制表示。

3.带宽：带宽指的是信号在信道上的传输能力，通常用单位时间内能传输的位数来表示。

第1章 计算机网络技术基础知识

第1章 计算机网络技术基础知识

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计算机网络的分类

按网络传输技术分类
☆点对点式网络：无信道竞争（广域网链路） ☆广播式网络：有信道竞争（局域网、无线网） (详细内容见教材第7页)

按网络规模和覆盖范围分类
☆局域网(LAN) ☆城域网(MAN) ☆广域网(WAN) (详细内容见教材第7-9页)
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
…… N+1 层 N层 N-1 层 ……
实际通信 物理媒体
计算机网络层次模型
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
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实体、协议、服务和服务访问点
☆实体表示发送或接收信息的任一硬件或软件 进程 ☆协议是控制两个或多个对等实体进行通信的 规则集合 ☆同一主机相邻两层的实体交换信息的位置， 通常称为服务访问点
15

通信子网
通信子网是网络通信的基础，由网络设备、通 信线路与其它通信设备组成，负责数据传输、 转发等通信处理任务。

资源子网
资源子网包括主机系统、终端及控制器、联网 外设、各种软件、信息资源 (详细内容见教材第6页)
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
2
计算机网络技术概述

计算机网络的作用
☆资源共享 ☆信息交换 ☆协同处理

“三网”融合
☆计算机网络 ☆电信网络 ☆广播电视网络
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press

第1章 计算机网络基础 计算机网络基础 教学课件

第1章 计算机网络基础 计算机网络基础 教学课件

3．标准化网络与互联网
OSI/RM 已被国际社会广泛地认可。它 对推动计算机网络的理论与技术的发展， 对统一网络体系结构和协议起到了积极 的作用。从此，计算机网络进入了标准 化网络阶段。
计算机网络技术基础教程
刘四清, 龚桂平编著 清华大学出版社 2004
第1章 计算机网络概述
计算机网络是将若干台独立的计算机通 过传输介质的物理连接，并通过网络软 件逻辑地相互联系到一起而实现资源共 享的计算机系统。"网络"主要包含连接 对象（即元件）、连接介质、连接的控 制机制（如约定、协议、软件）和连接 的方式与结构四个方面。
第三代计算机网络
在Internet中，用户计算机需要通过校 园网、企业网或Internet服务提供商 （Internet Services Provider, ISP） 联入地区主干网，地区主干网通过国家 主干网联入国家间的高速主干网，这样 就形成一种由路由器互联的大型、层次 结构的现代计算机网络，即互联网络， 它是第二代计算机网络的延伸。
计算机网络概述
计算机网络连接的对象是各种类型的计算机（如： 大型计算机、工作站、微型计算机等）或其他数据 终端设备（如：各种计算机外部设备、终端服务器 等）。
计算机网络的连接介质是通信线路（如：光缆、同 轴电缆、双绞线、微波、卫星等）和通信设备（网 关、网桥、路由器、Modem等）。
计算机网络的控制机制是各层的网络协议和各类网 络软件。它是指以实现远程通信和资源共享为目的， 大量分散但又互联的计算机的集合。互联的含义是 两台计算机能互相通信。
2．通信子网
通信子网由通信控制处理机 （Communication Control Processor, CCP）、通信线路和其他通 信设备组成，完成网络数据传输、转发 等通信处理任务。

计算机网络技术基础ppt课件标准版(2024)

计算机网络技术基础ppt课件标准版(2024)
会重传数据。
20
数据链路层设备
网卡（Network Interface Card，NIC）：网卡是计算 机与局域网相互连接的接口 ，它负责将计算机内部的数 字信号转换为适合在信道上 传输的信号。
中继器（Repeater）：中继 器是一种简单的网络设备， 用于扩展局域网的覆盖范围 。它接收来自一个端口的信 号，放大后从另一个端口发 送出去。
2024/1/25
传输层设备的功能
实现数据的传输、路由选择、流量控制等功能，确保数据的可靠 传输。
常见的传输层设备
路由器、交换机、网关等。
传输层设备的性能指标
吞吐量、延迟时间、丢包率等。
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07
应用层技术
2024/1/25
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应用层的基本概念
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应用层的功能
提供应用程序间的通信服务，包括协议、接口和数据的传输等。
防火墙
防火墙是网络安全的重要 设备之一，可以过滤和检 查进出网络的数据包，防 止非法访问和攻击。
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06
传输层技术
2024/1/25
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传输层的基本概念
传输层的功能
提供端到端的数据传输服务，确保数据的可靠传 输和流量控制。
传输层的协议
主要包括TCP和UDP两种协议，分别提供面向连 接和无连接的服务。
运输层
运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传 输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文。
2024/1/25
03
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。
11
五层协议体系结构
数据链路层
两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层的协议。在两个相邻节 点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。

第1章 计算机网络基础PPT课件

计算机网络是现代与通信技术和计算机技术 相结合的产物。
一般认为：计算机网络是指把分布在不同地 理位置的计算机系统及数据设备，通过通信 设备和线路连接起来，在网络软件支持下， 以实现信息交换和资源共享为目标的系统。
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2020/10/13
计算机网络有3个要素：
资源服务：两台或两台以主的计算机相互连 接起来才能构成网络，达到资源共享目的。 这就对网络提出了一个服务的问题，即肯定 有一方请求服务和另一方提供服务。
第1章 计算机网络基础
5．网状结构
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2020/10/13
第1章 计算机网络基础
1.5 计算机网络协议：
任意两节点间的通信规则称为网络协议。 ISO于80年代初推出了“开放系统互联参考模型 OSI/RM” 。 OSI/RM分为七层，太过复杂，经 过通信设备生产商的简化，形成今天广泛使用 的TCP/IP协议
18
2020/10/13
谢谢您的指导
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
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2020/10/13
第1章 计算机网络概述
4．Internet发展
其特点是综合化、高速化和全球化 。综合化是指 将多种行业数字化业务综合到一个网络中，高速化是 指网络的数据传输速率可以达到几十至几百兆比特/秒 （Mb/s），甚至更高。现在因特网几乎覆盖到地球上 的所有国家
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计算机网络的定义
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第1章 计算机网络基础
1.3 计算机网络的组成与分类 1.3.1 网络组成：硬件和软件两大部分。 1.3.2 网络的分类 1. 按地理范围分为局域网（LAN ）、

计算机网络技术基础最全课件完整版ppt全书电子教案全套教学教程PPT课件


三、计算机网络的类型
按距离划分
第1章 计算机网络概论
17
广域网（又称远程网）WAN（Wide Area Network） 广域网有如下特点。
WAN覆盖的地理范围从数百公里至数千公里，甚至上万公里。可以是一个地区或一个 国家，甚至世界几大洲，故称远程网。
WAN在采用的技术、应用范围和协议标准方面有所不同。在WAN中，通常是利用邮电 部门提供的各种公用交换网，将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目 的。
名校名师精品系列教材
计算机 网络技术基础
F o u n d a t i o n s of C o m p u t e r N e t w o r k Te c h n o l o g y
名校名师精品系列教材
——第一章
计算机网络概论
CONTENTS
01 计算机网络的发展历史
02 计算机网络的定义和组成
2.混合型拓扑（Mixer Topology） 混合型网络拓扑结构是指多种结构（如星型结构、环型
按网络的传输技术进行分类
第1章 计算机网络概论
15
2．点到点式网络 与广播式网络相反，在点到点式网络中，每条物理线路连接一对计算机。假如两台计
算机之间没有直接连接的线路，那么它们之间的分组传输就要通过中间节点的接收、存储、 转发，直至目的节点。由于连接多台计算机之间的线路结构可能是复杂的，因此从源节点 到目的节点可能存在多条路由。决定分组从通信子网的源节点到达目的节点的路由是路由 选择算法。采用分组存储转发与路由选择是点到点式网络与广播式网络的重要区别之一。
结构图看上去像一棵倒挂的树，顶端有
一个带分支的根，每个分支还可以延伸
出子分支，树最上端的结点叫根结点，

计算机网络技术基础第一讲 计算机网络概述

计算机网络技术基础第一讲计算机网络概述在当今数字化的时代，计算机网络已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

无论是工作、学习还是娱乐，我们几乎无时无刻不在依赖着计算机网络。

那么，什么是计算机网络呢？让我们一起来揭开它神秘的面纱。

计算机网络，简单来说，就是将多台独立的计算机通过通信线路和通信设备连接起来，实现资源共享和信息传递的系统。

它就像是一个巨大的神经系统，把分布在不同地理位置的计算机连接在一起，让它们能够相互交流和协作。

想象一下，在一个没有计算机网络的世界里，我们要获取信息、分享文件或者与远方的朋友交流，将会是多么困难和低效。

而有了计算机网络，这一切都变得轻而易举。

我们可以在瞬间获取来自世界各地的新闻、资料；可以与千里之外的同事共同完成一个项目；甚至可以在家里通过网络购物、观看电影、学习课程。

计算机网络的发展经历了漫长的历程。

从最初的简单通信系统到如今复杂而强大的全球网络，每一次的进步都带来了巨大的变革。

在早期，计算机网络主要用于军事和科研领域。

随着技术的不断发展，逐渐普及到了商业和民用领域。

20 世纪 60 年代，美国国防部高级研究计划局（ARPA）建立了 ARPANET，这被认为是现代计算机网络的雏形。

ARPANET 采用了分组交换技术，使得数据能够在网络中高效地传输。

20 世纪 70 年代到 80 年代，计算机网络进入了快速发展的阶段。

各种局域网（LAN）和广域网（WAN）技术不断涌现，如以太网、令牌环网等。

这些技术使得计算机网络的规模不断扩大，应用范围也越来越广泛。

到了 20 世纪 90 年代，互联网（Internet）的出现彻底改变了人们的生活和工作方式。

互联网基于 TCP/IP 协议，将世界各地的计算机网络连接在一起，形成了一个庞大的全球网络。

从此，人们可以通过互联网轻松地访问世界各地的信息资源，进行在线交流和商务活动。

计算机网络的组成可以分为硬件和软件两大部分。

硬件部分包括计算机、通信线路、通信设备（如路由器、交换机等）等。

计算机网络技术基础-第4版-第1章 计算机网络概述

1.3.1 按计算机网络的作用范围分类
◦ 按网络中各个节点分布距离的长短，可以将计算机网络分 为三类，它们的特征参数见参表1-1。
第十一页，共31页。
1.3.1 按计算机网络的作用范围分类
◦在表1-1中,大致给出了各类网络的传输速率范围。总的规律是距离越长，速率越
低。
1. 局域网（local area network， LAN）
和互相访问的能力。
4.
Internet的技术特点
◦ ① 提供了建立在TCP/IP协议基础之上的WWW浏览服务。
◦ ② 采用了HTML、SMTP以及FTP等各种公开标准。
◦ ③ 其DNS域名服务器系统巧妙地解决了计算机和用户之间的 “地址”翻译问题。
第十七页，共31页。
1.4.2 Internet的组成与结构
（4） 分布式控制系统（distributed control
system，DCS）
（5） 电子数据交换系统（electronic data interchange system，EDI）
第十页，共31页。
1.3 计算机网络的分类
用于对计算机网络进行分类的标准很多。各种分类标准只能给出网络 某一方面的特征。
基本拓扑结构类型有：总线型、星型、环型、树 型和网状型等，参见图1-3。
第二十六页，共31页。
1.4 计算机网络拓扑结构
3.
网络拓扑的用途
网络拓扑的设计选型是计算机网络设计的第一步。网络
拓扑结构的选择将直接关系到网络的性能、系统可靠性、通 讯和投资费用等因素。
第二十七页，共31页。
1.6.2 通信子网信道类型和网络 拓扑结构的分类
的、世界范围的大型计算机互联网络。
2. 为什么要建立Internet？
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  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
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210.31.228.0/24、 210.31.229.0/24
210.31.230.0/24、 210.31.231.0/24 在使用了CIDR对该地址进行汇总只产生210.31.224.0/21这样 一个路由信息，减少了路由器的存储空间。
利用CIDR进行地址汇总的基本条件
一、待汇总的地址拥有相同的高位 二、待汇总的地址个数必须为2n，如2、4、8、16等。否则， 可能会导致路由黑洞（汇总后的网络出现实际并不存在的子网）
为什么要用CIDR
现行的IPv4（网际协议第4版）的地址将耗尽，这 是一种为解决地址耗尽而提出的一种措施。它是 将好几个IP网络结合在一起，使用一种无类别的 域际路由选择算法，可以减少由核心路由器运载 的路由选择信息的数量。
CIDR 如何工作
CIDR 对原来用于分配A类、B类和C类地址的有类别路由选择进程进行了 重新构建。CIDR用 13-27位长的前缀取代了原来地址结构对地址网络部 分的限制（3类地址的网络部分分别被限制为8位、16位和24位）。在管 理员能分配的地址块中，主机数量范围是32-500,000，从而能更好地满 足机构对地址的特殊需求。 CIDR 地址中包含标准的32位IP地址和有关网络前缀位数的信息。以 CIDR地址222.80.18.18/25为例，其中“/25”表示其前面地址中的前25 位代表网络部分，其余位代表主机部分。 CIDR建立于“超级组网”的基础上，“超级组网”是“子网划分” 的派生词，可看作子网划分的逆过程。子网划分时，从地址主机部分借 位，将其合并进网络部分；而在超级组网中，则是将网络部分的某些位 合并进主机部分。这种 无类别超级组网技术通过将一组较小的无类别网 络汇聚为一个较大的单一路由表项，减少了Internet路由域中路由表条 目的数量。
CIDR在网络中的应用（一） 例如：某网络获得一个为192.168.10.0的IP地址，要求 被分给三个子网，其中第一个子网的主数量为100个， 第二个和第三个为50个，如何选择子网掩码？
CIDR在网络中的应用（二）
某公司申请到了一个网络地址块（共八个C类网络地址）， 210.31.224.0/24~210.31.231.0/24。如果按照这样的方式来 表示的话，在该公司所链接的路由器上将会出现八条路由信息 210.31.224.0/24、 210.31.225.0/24、 210.31.226.0/24、 210.31.227.0/24
什么是CIDR CIDR（无类型域间选路，Classless Inter-Domain Routing）是一个在Internet上创建附加地址的方法，这些 地址提供给服务提供商（ISP），再由ISP分配给客户。CIDR 将路由集中起来， 使一个IP地址代表主要骨干提供商服务 的几千个IP地址，从而减轻Internet路由器的负担。 现行的IPv4（网际协议第4版）的地址将耗尽，这是一种为 解决地址耗尽而提出的一种措施。它是将好几个IP网络结合 在一起，使用一种无类别的域际路由选择算法，可以减少由 核心路由器运载的路由选择信息的数量。