专题三 计算机网络技术基础（一）（课件）-《计算机网络技术》高考备考讲练测（湖南省）

专题三 计算机网络技术基础（一） 计算机网络技术 专题复习讲练测 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 考纲要求 一 ① 常见的网络拓扑结构。 ② OSI 参考模型。 ③ TCP/IP 协议及其分层模型的工作原理。 ④ 局域网体系结构的基本知识。 知识点梳理 二 拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点线面之间的关系。 采用拓扑学的方法，把网络单元定义为节点，两节点之间的连线成为链路。 这样从拓扑学观点看，计算机网络则是由一组节点和链路组成。 网络中一共由三个节点：转接节点、访问节点和混合节点。 计算机网络的拓扑结构 知识点梳理 二 网络节点和链路的几何图形就是网络的拓扑结构，是指网络中网络单元的地理分布和互联关系的几何构型。 网络拓扑结构能够反映各类结构的基本特征，既不考虑网络结点的具体组成，也不管它们之 间通信线路的具体类型，把网络结点画成“点”,把它们之间的通信线路画成“线”,这样画出的几 何图形就是网络的拓扑结构图。 不同的拓扑结构其信道访问技术、网络性能、设备开销等各不相同，分别适用于不同场合。 它影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等方面，是研究计算机网络的主要环节之一。 计算机网络的拓扑结构 知识点梳理 二 拓扑结构的类型及特点 计算机网络的拓扑结构主要是指通信子网的拓扑结构。 常见的一般分为以下几种：总线型、星状和环状三种，另外在这基础上通过混合或其他方法还可以进一步发展成许多种构形，例如树状和网状等。 常见的网络拓扑结构 知识点梳理 二 拓扑结构的类型 (1)总线型结构 在总线型结构中，各结点通过一个或多个通信线路与公共总线连接。总线型结构简单、扩展 容易，网络中任何结点的故障都不会造成全网的故障，可靠性较高。 (2)星状结构 星状结构的中心结点是主结点，它接收各分散结点的信息再转发给相应结点，具有中继交换 和数据处理功能。星状网的结构简单，建网容易，但可靠性差，中心结点是网络的瓶颈， 一旦出现 故障则全网瘫痪。 常见的网络拓扑结构 知识点梳理 二 拓扑结构的类型 (3)环状结构 网络中结点计算机连成环状就成为环状网络。在环路上信息单向从一个结点传送到另一个 结点，传送路径固定，没有路径选择问题。环状网络实现简单，适应传输信息量不大的场合。任 何结点的故障均会导致环路不能正常工作，可靠性较差。 (4)树状结构 树状结构也称为分层结构，适用于分级管理和控制系统。在网络中除叶结点及其联机外，任 一结点或联机的故障均只影响其所在支路网络的正常工作。 常见的网络拓扑结构 知识点梳理 二 拓扑结构的类型 (5)网状结构 网状结构又称为不规则网络，网络中各结点的连接没有一定的规则， 一般当结点地理分散。 常见的网络拓扑结构 知识点梳理 二 拓扑结构的选择原则 拓扑结构的选择往往和传输介质的选择和介质访问控制方法的确定紧密相关。选择拓扑结构时，应该主要考虑以下因素。 (1)可靠性：网络的性能稳定与否在很大程度上决定了网络的使用价值，网络的系统 可靠性又决定了将来网络出现故障的概率和频率的大小。拓扑结构的选择要使故障检测和 故障隔离较为方便。 (2)扩充性：网络的可扩充性是与网络的拓扑结构直接相关的。由于网络技术的飞速 发展，网络的规模和服务质量要求可对原来的网络进行调整或扩充。 (3)费用高低：由于网络拓扑结构的选择涉及网络传输介质和网络连接设备的选择， 所以需要考虑组网的费用高低。 常见的网络拓扑结构 知识点梳理 二 网络通常按层或级的方式来 组织，每一层都建立在它的下层之上。对于不同的网络，层的名字、数量、内容和功能都 不尽相同，但是每一层的目的都是向它的上一层提供服务。层和协议的集合称为网络体系结构。 建立计算机网络的根本目的是实现数据通信和资源共享，而通信则是实现所有网络功能的 基础和关键。对于网络的广泛实施，国际标准化组织在1983年提出了开放系统互连参考模型(Reference Model of Open System Intercon- nection,OSI/RM), 这是一个定义连接异种计算机的标准主体结构，给网络设计者提供了一个参考规范。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 OSI 采用了分层的结构化技术，其分层的原则是： (1)层次的划分应该从逻辑上将功能分组，每层应当实现一个定义明确的功能。 (2)每层功能的选择应该有助于制订网络协议的国际化标准。 (3)层次应该足够多，以使每一层小到易于管理，但也不能太多，否则汇集各层的处 理开销太大。 (4)各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量。 OSI 参考模型共有七层，由低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 OSI 参考模型的特性 (1)二种将异构系统互连的分层结極 (2)疑世了控制且连系统交五规则的标理普架 (3)定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述。 (4)不同系统上的相同层的实体称为同等层实体。 (5)同等层实体之间的通信由该层的协议管理。 (6)相邻层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务。 (7)所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务。 (8)直接的数据传送仅在最底层实现。 (9)每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 有关 OSI 参考模型的技术术语 在 OSI参考模型中，每一层的真正功能是为其上一层提供服务 协议数据单元(Protocol Data Unit,PDU)：同等层水平方向传送的数据单元，它通常是将 SDU分成若干段，每一段加上由协议规定的控制信息，作为单独的协议数据在水平方向上传送。 服务数据 单元(Service Data Unit,SDU)：第 N 层待传送和处理的数据单元。 服务访问点(Service Access Point,SAP)：相邻层间的服务是通过其接口上的服务访问点(SAP) 进行的。N 层的SAP 就是 (N+1)层可以访问N 层的地方。每个 SAP 都 有一个唯一的地址号码。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 面向连接和无连接的服务 面向连接的服务是在数据传输之前先建立连接，主要过程是：建立连接—进行数据传送—拆 除链路。面向连接的服务又称为虚电路服务。 无连接服务没有建立连接和拆除链路的过程， 一般也不采用可靠方式传送。不可靠(无确 认)的无连接服务又称为数据报服务。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-物理层 1.物理层的主要功能 物理层的作用就是在一条物理传输介质上实现数据链路实体之间透 明地传输各种数据的比特流。为此，物理层必须具备以下功能： (1)物理连接的建立、维持与释放。(2)物理层服分数据单元传确。(3)物理层管理。 2.介质和互联设备 物理层的介质包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等；通信用的互联设备如各种插头、 插座等；局域网中的各种粗、细同轴电缆、T 形接/插头、接收器、发送器、中继器等都属于物理层 的介质和连接器。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-数据链路层 数据链路可以粗略地理解为数据信道。数据链路层的任务是以物理层为基础，向网络层提 供透明、正确和有效的传输线路，通过数据链路协议，实施对二进制数据正确、可靠的传输。数据 链路的建立、拆除，数据的检错、纠错是数据链路层的基本任务。数据链路层将本质上不可靠的 传输介质变成可靠的传输通路提供给网络层。在 IEEE 802.3 情况下，数据链路层分成两个子 层： 一个是逻辑链路控制子层；另一个是介质访问控制子层。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-数据链路层 链路层是为网络层提供数据传送服务的，这种服务要依靠本层具备的功能来实现。链 路层应具备如下功能： (1)链路管理。（2)帧的装配和分解。（3）帧的同步。(4)流量控制与顺序控制。(5)差错控制。(6)使接收端能区分数据和控制信息。(7)透明传输。(8)寻址。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-数据链路层 数据链路层的主要协议 (1)ISO 1745—1975； (2)ISO 3309—1984 (称为 “HDLC 帧结构”),ISO 4335—1984 (称为 “HDLC 规程 要素”),ISO 7809—1984 (称为 “HDLC 规程类型汇编”)； (3)ISO 7776 (称为 “DTE 数据链路层规程”)。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-数据链路层 链路层设备 独立的链路层设备中最常见的是网卡，网桥也是链路层设备。有人也把 Modem 的某 些功能认为是属于链路层。 数据链路层将本质上不可靠的传输介质变成可靠的传输通路提供给网络层。在 IEEE802.3标准虫。数据链路层分成两个子层：逻辑链路控制于层和介质访问控制子层。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-网络层 网络层是通信子网与用户资源子网之间的接口，也是高、低层协议之间 的界面层。它涉及的是将本地端发出的分组经各种途径送到目的端，而从本地端至目的端 可以经过许多中间节点，所以网络层是控制通信子网、处理端对端数据传输的最低层。网 络层的主要功能是路由选择、流量控制、传输确认、中断、差错及故障的恢复等。当本地 端与目的端不处于同一网络中，网络层将处理这些差异。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-网络层 网络层的主要功能 网络层的主要功能是支持网络连接的实现，包括对点到点结构的网络连接、由具有不 同特性的子网所支持的网络连接等。网络层的具体功能： (1)建立和拆除网络连接；(2)分段和组块；(3)有序传输和流量控制；(4)网络连接多路复用；(5)路由选择和中继；(6)差错的检测和恢复；(7)服务选择。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-网络层 网络层提供的服务 OSI/RM 中规定，网络层中提供无连接和面向连接两种类型的服务，也称为数据报服 务和虚电路服务。 路由选择 路由选择指网络中的节点根据通信网络的情况(可用的数据链路、各条链路中的信息 流量),按照一定的策略(传输时间最短或传输路径最短),选择一条可用的传输路由， 把信息发往目标。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-传输层 传输层是资源子网与通信子网的界面和桥梁。传输层下面三层面向数据通信，上面 三层面向数据处理。因此，传输层位于高层和低层中间，起承上启下的作用。它屏蔽了 通信子网中的细节，实现通信子网中端到端的透明传输，完成用户资源子网中两节点间 的逻辑通信。它是负责数据传输的最高一层，也是整个七层协议中最重要和最复杂的 一层。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-传输层 传输层的特性 (1)连接与传输；(2)传输层服务。 传输层的主要功能 (1)接收由会话层来的数据，将其分成较小的信息单位，经通信子网实现两主机间端 到端通信。 (2)提供建立、终止传输连接，实现相应服务。 (3)向高层提础可靠的适明数据传送其有差错控制一流量控制及故障恢复功能。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-会话层 会话层、表示层和应用层一起构成 OSI/RM 的高层，会话层位于 OSI模型面向信息处理的高 3层中的最下层，它利用传输层提供的端到端数据传输服务，具体实施服务请求者与服务提供者 之间的通信，属于进程间通信的范畴。会话层还对会话活动提供组织和同步所必需的手段，对数据传输提供控制和管理。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-会话层 会话层的主要功能 (1)提供远程会话地址；(2)会话建立后的管理；(3)提供把报文分组重新组成报文的功能。 会话层提供的服务 (1)会话连接的建立和拆除；(2)与会话管理有关的服务；(3)隔离；(4)出错和恢复控制； ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-表示层 表示层为应用层服务，该服务层处理的是通信双方之间的数据表示问题。为使通信的双方 能互相理解所传送信息的含义，表示层就需要把发送方具有的内部格式编码为适于传输的比特 流，接收方再将其译码为所需要的表示形式。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-表示层 表示层的主要功能 (1)语法转换；(2)传送语法的选择；(3)常规功能。 表示层提供的服务 (1)数据转换和格式转换； (2)语法选择；(3)数据加密与解密；(4)文本压缩。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能-应用层 OSI 的7层协议从功能划分来看，下面6层主要解决支持网络服务功能所需要的通信和表示问题，应用层则提供完成特定网络功能服务所需要的各种应用协议。应用层是 OSI的最高层， 直接面向用户，是计算机网络与最终用户的接口，负责两个应用进程(应用程序或操作员)之间 的通信，为网络用户之间的通信提供专用程序。 ISO/OSI 参考模型 知识点梳理 二 网络参考模型各层功能 ISO/OSI 参考模型 限时练习 三 1. OSI参考模型的（ ）提供建立、维护和有序地中断虚电路、传输差错校验和恢复以及信息控制机制。 A. 表示层 B. 传输层 C. 数据链路层 D. 物理层 【答案】B 【解析】 传输层负责在网络中提供端到端的通信服务，包括数据传输的可靠性、顺序性和流量控制。它定义了传输协议，如TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议），这些协议提供了建立、维护和有序地中断虚电路的功能，以及传输差错校验和恢复机制。表示层主要负责数据的格式化和转换，数据链路层负责相邻节点之间的数据传输，而物理层则负责传输媒介的电气或物理特性 限时练习 四 2.OSI 参考模型的（ ）完成差错报告、网络拓扑结构和流量控制的功能。 A. 网络层 B. 传输层 C. 数据链路层 D. 物理层 【答案】A 【解析】 传输层主要负责端到端的通信，数据链路层负责相邻节点之间的数据传输，而物理层则负责传输媒介的电气或物理特性。因此，选项A是正确的 限时练习 四 3.OSI 参考模型的（ ）建立、维护和管理应用程序之间的会话。 A. 传输层 B. 应用层 C. 会话层 D. 表示层 【答案】C 【解析】 会话层负责在网络中的不同设备之间建立、维护和管理会话，包括建立会话、保持会话、管理会话同步以及终止会话。它确保通信双方能够正确地识别彼此，并在通信过程中保持一致性。 传输层负责端到端的通信，应用层负责定义应用程序之间的高层通信，表示层负责数据的格式化和转换。因此，选项B是正确的 限时练习 四 4.在OSI参考模型中，负责将网络层的数据包封装成帧，并在物理媒介上进行传输的层是（ ） A. 网络层 B. 数据链路层 C. 传输层 D. 应用层 【答案】B 【解析】B. 数据链路层负责将网络层的数据包封装成帧，并在物理媒介上进行传输。网络层负责在网络中进行数据包的路由和转发，传输层负责端到端的通信，应用层负责定义应用程序之间的高层通信。 限时练习 四 5. 在OSI参考模型中，负责数据压缩、加密和解密等数据转换的层是（ ） A. 传输层 B. 表示层 C. 网络层 D. 应用层 【答案】B 【解析】 B. 表示层负责数据压缩、加密和解密等数据转换，确保数据在不同网络应用和系统之间可以正确理解和处理。传输层负责端到端的通信，网络层负责数据包的路由和转发，应用层负责定义应用程序之间的高层通信。 内容小结 五 谢谢 $$