新计算机网络技术与应用 教学课件 邓江沙 徐蔚鸿 易建勋 ch8_网络工程设计与实施

第1章 计算机网络基础知识
1．计算机网络的系统组成 1) 计算机系统 计算机系统是计算机网络的重要组成部分，是计算机 网络不可缺少的硬件元素。 2) 数据通信系统 数据通信系统主要完成数据通信控制与处理，主要由 网络适配器、传输介质和网络互联设备等组成。
第1章 计算机网络基础知识
3) 网络软件 网络软件是在网络环境下运行、控制、管理网络的计 算机软件，是网络系统的重要组成部分。根据软件的功能 可分为网络系统软件和网络应用软件两大类型。 (1) 网络系统软件。网络系统软件是控制和管理网络运 行、提供网络通信、分配和管理共享资源的网络软件，它 包括网络操作系统、网络协议软件、通信控制软件和网络 管理软件等。
第1章 计算机网络基础知识
1.1.3 计算机网络的基本组成
计算机网络的基本组成可以从计算机网络的系统组成 (即软、硬件系统组成)和计算机网络的逻辑组成(功能)两个 角度来认识。计算机网络的系统组成主要包括计算机系统、 数据通信系统、网络软件等部分；计算机网络的逻辑组成 主要包括资源子网和通信子网两部分。
第1章 计算机网络基础知识
第1章 计算机网络基础知识
1.1 计算机网络概述 1.2 计算机网络的产生与发展 1.3 计算机网络的分类 1.4 计算机网络的工作模式 1.5 计算机网络的拓扑结构 1.6 网络传输介质 1.7 网络体系结构与网络协议 1.8 数据通信基础 习题
第1章 计算机网络基础知识
第1章 计算机网络基础知识
3．IPv6协议 IPv6是下一代IP协议。IPv6采用128位地址长度，几乎可 以不受限制地提供地址。理论上约有3.4×1038个IP地址，而 地球的表面积以厘米为单位也仅有5.1×1018cm2，即使按保 守方法估算IPv6实际可分配的地址，每平方厘米面积上也 可分配到若干亿个地址。IPv6不仅解决了地址短缺问题， 同时也解决了IPv4中存在的其他缺陷。其主要功能有端到 端的IP连接、服务质量、安全性、多播、移动件、即插即 用等。

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网卡的工作示意图
传输介质
网络编码信号
网卡
帧
主机
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通信硬件
②通信线路
通信线路是网络的数据传输通路，包括传输介质、相
应的接口插件，常用的传输介质有：双绞线和光缆
双绞线
由两根相互绝缘的，均匀排列成螺旋的导线组成。网 络中一般采用无屏蔽双绞线（UTP）。 UTP分为三个等级(3类~5类)。 3类UTP在100米以内的数据传输速率达10Mbps 5类UTP在100米以内可达100Mbps.
结构如图c所示
特点：单纯的环型拓扑结构非常不灵活或 不易于扩展。
不同的网络拓扑结构适用于不同的网络规
模。在一个实际的网络中，可能是上述几
种网络构型的混合。
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1.4 计算机网络体系结构
网络体系就是为了完成计算机之间的通信 合作，把计算机互联的功能划分成有明确 定义的层次，规定同层次通信的协议及相 邻层之间的接口及服务等。 将这些同层进程通信的协议及相邻层之间 的接口统称为网络体系结构。
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1物理层
物理层是所有网络的基础。物理层处在 OSI的最低层，为信息流提供物理传输 通道，是有关物理设备通过传输介质进 行互联的描述和规定
这一层比特流被转换成媒体易于传输的电、光 等信号。
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2数据链路层
数据链路层的一个主要功能就是通过校验、 确认和反馈重发等手段将原始的物理连接 改造成无差错的数据链路。数据链路层传 输数据的单位是帧
计算机网络：就是把分布在不同地理位置 的计算机通过通信设备和线路连接起来， 以功能完善的网络软件实现互相通信及 网络资源共享的系统。
演变： 大致划分为四个阶段 世界上公认的、最成功的第一个远程计
算机网络是在1969年 ，该网络称为 ARPAnet

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1.3 计算机网络的拓扑结构
环型结构
环型结构是网络中的节点通过点到点通信线路连接成闭 合环路的结构。环中数据将沿一个方向逐个节点的传送。
优点：环型结构简单，网络中传输延时确定。 缺点：环中任何一个节点出现故障，都可能造成网络瘫 痪，而且环型结构的维护较复杂。
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1.3 计算机网络的拓扑结构
树型结构
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3 光导纤维
光纤分类：单模光纤和多模光纤。 通过光纤传输的每一条光束称作一个模，多
模光纤直径比单模光纤大，可提供不止一束 光线在光纤中传输，这些光有不同的入射角， 在通过反射层反射时，它们有不同的反射角。
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3 光导纤维
光纤非常细，计量光纤纤芯和反射层的单位是 µm，单模光纤的纤芯直径只有5µm～10µm， 多模光纤纤芯的直径在50µm～100µm之间。
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1.1 计算机网络的基本概念
5 计算机网络的组成

计算机网网络络工服作务站器
网络硬件网节络点适处配理器机（（网交卡换）机）
计算机网络

传输介质（如双绞线、同轴电缆、光纤） 网络互连设备（如中继器、网桥、路由器、网关）

网络操作系统（如Windows 2000 Server、Linux、Unix）
缺点：保密性差，误码率高。
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卫星通信
为了增加微波的传输距离，应提高微波中继站的高度。 当将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通 信系统，可见卫星通信是一种特殊的微波通信系统。
优点：覆盖面积大，可靠性高，信道容量大，传输距离远，传输成 本不随距离的增加而增大，主要适用于远距离广域网络的传输。
缺点：卫星成本高、传播延迟时间长、受气候影响信道。信道是信号的传输通道，可分为物理信道和逻 辑信道。

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[6] 胡道元主编，《计算机网络》（初级）清华大 胡道元主编， 计算机网络》 初级） 学出版社， 学出版社， 1999年 年 [7] 胡道元主编，《计算机网络》（中级）清华大 胡道元主编， 计算机网络》 中级） 学出版社， 年第一版。 学出版社， 1999年第一版。 年第一版 [8] 胡道元主编，《计算机网络》（高级）清华大 胡道元主编， 计算机网络》 高级） 学出版社， 年第一版。 学出版社， 1999年第一版。 年第一版 [9] 张尧学主编，《计算机网络与 张尧学主编， 计算机网络与Internet教程》 教程》 教程 清华大学出版社， 年第一版。 清华大学出版社， 1999年第一版。 年第一版
计算机科学与工程系
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[2] Andrew S . Tanenbaum 编写， 潘爱民翻译、 编写， 潘爱民翻译、 计算机网络》 徐明伟审 《计算机网络》 （第4版） 清华大学出版 版 月第四版。 社， 2004年8月第四版。 年 月第四版 [3] 冯博琴，陈文革主编，《计算机网络》（第 冯博琴， 陈文革主编， 计算机网络》 二版） 高等教育出版社， 月第二版。 二版） 高等教育出版社，2004年7月第二版。第一版。 年 月第二版 第一版。 [4] 张基温编著，《计算机网络技术》，高等教 张基温编著， 计算机网络技术》 育出版社， 月第一版。 育出版社，2004年2月第一版。 年 月第一版 [5] 刘勇主编，《计算机网络及互连技术》 人民 刘勇主编， 计算机网络及互连技术》 邮电出版社， 月第一版。 邮电出版社， 2000年8月第一版。 年 月第一版
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第一章 计算机网络的基本概念
1.1 计算机网络的形成与发展
第一阶段： 20世纪 年代起 世纪50年代起。 第一阶段：从20世纪50年代起。 计算机技术 与通信技术相结合， 与通信技术相结合， 广泛进行了数据通信技术与 计算机通信网络的研究， 计算机通信网络的研究 ， 为计算机网络的产生做 好了技术准备，奠定了理论基础。 好了技术准备，奠定了理论基础。 第二阶段：从20世纪 年代美国的 世纪60年代美国的ARPANET 第二阶段 从20世纪60年代美国的ARPANET 与分组交换技术起。 与分组交换技术起。ARPANET的研究成果对促进 的研究成果对促进 网络技术的发展起到了重要的作用， 网络技术的发展起到了重要的作用 ， 为 Internet的 的 形成奠定了基础。 形成奠定了基础。

掌握:WWW的含义； WWW的基本概念 ； 如何快速访问Web站点；如何设置主页等。
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7.1 浏览WWW
新课引入
WWW是World Wide Web（环球信息网）的缩写，也可简 称为Web，中文名字为“万维网”。它起源于1989年3月， 是由欧洲核子研究中心（CERN）所发展出来的主从结构分 布式超媒体系统。通过万维网，人们只要使用简单的方法， 就可以很迅速方便地取得丰富的信息资料。
WWW采用的是客户机/服务器结构，其作用是整理和储 存各种WWW资源，并响应客户端软件的请求。
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7.1 浏览WWW
7.1 WWW万维网技术
7.1.1 WWW简介
WWW是World Wide Web（环球信息网）的缩写，也可简称为Web， 中文名字为“万维网”。它起源于1989年3月，是由欧洲核子研究中心 （CERN）所发展出来的主从结构分布式超媒体系统。通过万维网，人 们只要使用简单的方法，就可以很迅速方便地取得丰富的信息资料。
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7.1 浏览WWW
3. 浏览器（Browser） 浏览器是一种用于搜索、查找、查看和管理网络上信息的一种带图
形交互界面的应用软件。常用的浏览器软件很多，其中比较著名的有 Microsoft公司开发的Internet Explorer浏览器和Netscape公司开发的 Netscape Communicator。
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7.1 浏览WWW
URL
1.URL URL的一般语法格式如下（［ protocol:// hostname［:port］/path/［;parameters］ ［?query］#fragment
:80/WebApplication1/WebForm1.asp x?name=tom&;age=20#resume

网络安全
网络安全概述
介绍网络安全的重要性和基 本概念，让您了解网络安全 的现状和挑战。
防火墙的作用和原理
解释防火墙的作用和工作原 理，以及如何保护网络免受 潜在威胁。
常见的网络攻击形式
探讨常见的网络攻击类型， 如DDoS攻击和恶意软件，以 及如何应对它们。
网络应用
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电子邮件
深入了解电子邮件的工作原理，以及如何使用电子邮件进行高效的沟通和合作。
《网络技术及应用》PPT课件
一份精彩的PPT课件，带您深入了解网络技术及应用的方方面面。从网络基础 知识到云计算与大数据，一网打尽！
网络基础知识
网络的定义和分类
详细介绍网络的定义以及常见的网络分类，帮助您建立对网络的基本概念。
网络拓扑结构
探索各种网络拓扑结构，如星型、总线型和环型，了解它们的特点和适用场景。
介绍大数据的处理技术和工具， 展示大数据时代的数据分析与洞 察力。
网络未来
5G技术的发展
展望5G技术的未来，探讨其在 通信领域和物联网应用中的巨 大潜力。
物联网的应用与发展
介绍物联网的基本概念和应用 场景，展示它对我们生活和工 作的影响。
区块链技术的应用
探索区块链技术的潜力和应用 领域，让您了解这一颠覆性的 新兴技术。
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网站建设与维护
探索网站建设的基本原理和技术，帮助您创建精美且功能强大的网站。
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在线购物和支付
介绍在线购物和支付的流程和安全措施，让您尽情享受便捷的电子商务体验。
云计算与大数据
云计算概述
详细介绍云计算的概念和特点， 以及云计算在各行各业中的应用 场景。
云计算的基本原理
大数据的处理技术
探索云计算的基本原理，包括虚 拟化技术和资源调度等关键概念。

使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和 另一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法 从收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它 的编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平 转换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码 元0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其种编码的好处是可以保证在每一个 码元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时， 这对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不 难看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
信号
信号是数据的电磁或电子编码。信号在通信系统中可分为模拟信号和 数字信号。其中模拟信号是指一种连续变化的电信号，例如：电话线 上传送的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号。数字信号是指一种 离散变化的电信号，例如计算机产生的电信号就是“0”和“1”的电 压脉冲序列串。
信道
信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。一般来说，一条通信 线路至少包含两条信道，一条用于发送的信道和一条用于接收的信道。 和信号的分类相似，信道也可分为适合传送模拟信号的模拟信道和适 合传送数字信号的数字信道两大类。
2．数字数据在模拟信道上传输
计算机和终端设备都是数字设备，它们只能接收和发 送数字数据，而电话系统只能传输模拟信号，所以这个数字 数据要进入到模拟信道以前要有一个变换器进行数字信号到 模拟信号的转换，以便它能在模拟信道上传输，这样的一个 变换过程叫调制（注意：这个调制过程并不改变数据的内容， 仅是把数据的表示形式进行了改变）。这个变换器又叫做调 制器。而当调制后的模拟信号传到接收端以后，在接收端也 有一个变换器再对这个信号进行反变换，即又把它变回数字 信号，这样的一个变换过程叫解调。这个变换器又叫解调器。 由于计算机和终端设备之间的数据通信一般是双向的，因此 在数据通信的双方既有用于发送信号的调制器又有用于接收 信号的解调器，所以把这两个设备合在一起形成我们通常所 说的调制解调器（Modem）。调制解调器就是使用一条标 准话路（3.1kHz的标准话路带宽）提供全双工的数字信道。

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FTP
FTP的使用：
账号、口令、FTP服务器地址； 许多FTP服务器允许用户用anonymous用户名登录。口令任 意， 一般为电子邮件地址。 命令格式： FTP <主机名/IP地址>
FTP常用命令：
CD、LS、DIR、GET、PUT、QUIT
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6.1.4 域名系统
（1）问题的提出
（1）全局惟一性： 一个特定的主机名在整个互联网上是惟 一的。
（2）名字便于管理：分配名字、确认名字、回收名字。 （3）高效地进行映射：高效地将主机名映射为IP地址（或
将IP地址映射为主机名）。
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1.因特网的域名结构 层次型命名机制
（1）层次型命名机制的概念 所谓的层次型命名机制，就是在名字中加入结构，而这种 结构是层次型的。
第6章 Internet技术与Intranet
掌握：Internet的基本概念 掌握：域名系统 熟悉：接入Internet方式 了解：Intranet网络
6.1 因特网概述
6.1.1 因特网的起源和发展
Internet的定义 Internet的简单定义为：Internet就是由多个不同结构的网 络，通过统一的协议和网络设备（即TCP/IP协议和路由 器等）互相连接而成的、跨越国界的、世界范围的大型计 算机互联网络。
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④ 国家公用经济信息通信网GBNET
也称为金桥网，是金桥工程的重要组成部分，它由原电子 工业部所属的吉通公司主持建设，为国家宏观经济调控和 决策服务。
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6.1.3 因特网的基本的服务
1. WWW访问服务 2. E-mail（电子邮件）服务 3. FTP（文件传输）服务 4. BBS电子公告板 5. Usenet（新闻组） 6. IP电话 7. 网络会议（NetMeeting） 8. 电子商务

简单的放大无法解决 失真问题。
物理链路 (b)模拟信号失真情况
数字和模拟信号失真的原因
计算机网络技术及应用
数据通信基础
二、数字通信和模拟通信
阈值
用阈值确定信号的幅度 用同步技术调整 不同电平信号的宽度
▪发送和处理设备大多是数字设备。 ▪数字信号容易再生，在存在中继电路的情况下，
远距离传输不失真。
▪有些物理链路，如光纤适合传输数字信号。
同轴电缆
总线形
可靠性低 冲突域 轻负荷
双绞线 光纤
星形 树形
可靠性高 交换式 交换到无限
传输媒体和网络拓扑结构
计算机网络技术及应用
数据通信基础
五、传输媒体和网络特性
同轴电缆 双绞线
光纤
距离短 电磁环境要求高 抗压、抗渗透差
距离远 抗电磁干扰好 抗压、抗渗透强
双绞线便宜、铺设方便，但无中继传输距 离短、易受电磁干扰；
光纤不受电磁干扰、无中继传输距离远、 传输速率高，但费用高。
计算机网络技术及应用
数据通信基础
五、传输媒体和网络特性
传输媒体和网络拓扑结构； 传输媒体和通信方式； 传输媒体和网络通信距离。
计算机网络技术及应用
数据通信基础
五、传输媒体和网络特性
计算机网络技术及应用
数据通信基础
二、移幅键控调制技术
00110100010
数字信号1和0
两种状态。 如果载波信号频
用一种幅值的载 波信号表示1对 应的状态。
用另一种幅值的载波信号表示0 对应的状态。但两种载波信号 的其他两种特征：频率和相位 相同。
率＝2400Hz,如何
计算数字信号的 传输速率？
移幅键控调制技术(ASK)

计算机网络技术与应用完整全套教学课件•计算机网络概述•数据通信基础•局域网技术深入剖析•广域网接入方式探讨目录•Internet应用层协议解读•网络安全管理与维护实践01计算机网络概述计算机网络定义与发展历程计算机网络定义计算机网络是指将多台计算机或设备连接起来，通过数据链路进行通信和资源共享的系统。

发展历程包括ARPANET成立、TCP/IP协议诞生、万维网兴起、移动互联网发展等关键阶段。

计算机网络分类与拓扑结构分类方式按覆盖范围可分为局域网、城域网、广域网；按传输技术可分为点对点网络、广播式网络等。

拓扑结构包括星型、环型、总线型、树型、网状型等，每种结构都有其特点和适用场景。

传输介质及连接设备简介传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤等有线介质以及无线电波、红外线等无线介质。

连接设备包括网卡、集线器、交换机、路由器等，用于实现计算机之间的连接和通信。

网络协议与标准化组织网络协议包括TCP/IP、HTTP、FTP、SMTP等常见协议，用于规定计算机之间通信的规则和格式。

标准化组织如ISO、IEEE、IETF等，负责制定和推广网络技术的标准和规范。

02数据通信基础指在不同计算机或设备之间传输数据的过程，包括数据传输、信号处理、通信协议等多个方面。

数据通信定义通信系统模型数据传输方式包括信源、信道、信宿以及噪声等基本要素，描述了数据从发送到接收的整个过程。

包括并行传输和串行传输两种方式，分别适用于不同场景和需求。

030201数据通信基本概念及原理传输方式与调制解调技术基带传输与频带传输基带传输直接传送数字信号，而频带传输则需要将数字信号转换为模拟信号后再进行传输。

调制技术将数字信号转换为模拟信号的过程，包括振幅调制、频率调制和相位调制等多种方式。

解调技术将模拟信号还原为数字信号的过程，与调制技术相对应。

指在同一信道中同时传输多个信号的技术，可以提高信道利用率和数据传输效率。

多路复用定义将信道带宽划分为多个子频带，每个子频带传输一路信号。