计算机网络原理课件(谢希仁).pptVIP

计算机网络原理课件欢迎参加谢希仁教授的《计算机网络》课程！本课件基于谢希仁教授的经典教材，全面系统地介绍计算机网络的基本原理与实践应用。我们将深入探讨网络架构、协议体系、数据通信等核心内容，从理论到实践，帮助您建立完整的网络知识体系。同时，我们也会关注网络技术的必威体育精装版发展趋势，为您的学习与研究提供前沿视角。

课程简介历史与发展探索计算机网络从ARPANET到现代互联网的进化历程，了解网络技术的革命性变革如何塑造了当今信息社会核心内容深入学习网络架构、协议、路由技术与安全机制，掌握从物理层到应用层的全栈网络知识体系学习目标培养网络设计、配置与故障排除能力，为网络工程、系统集成和信息安全工作奠定坚实理论基础

计算机网络的定义与功能网络定义计算机网络是将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。它是信息基础设施的核心组成部分，为信息社会提供了基础支撑。基本功能计算机网络的基本功能包括数据通信、资源共享、分布式处理和提高可靠性。通过这些功能，网络能够实现信息的高效传递，支持远程访问和协作，并通过冗余机制提高系统的可用性。价值体现网络技术极大地促进了信息共享与知识传播，优化了社会资源配置，提高了生产效率。它打破了地域限制，为全球化协作创造了条件，同时也为各行业的数字化转型提供了技术基础。

网络分类按规模划分局域网(LAN)：覆盖范围小，通常限于一栋建筑或校园内，传输速率高，延迟低，通常由单一组织管理。城域网(MAN)：覆盖一个城市区域，连接多个局域网，传输速率适中，延迟较低。广域网(WAN)：跨越广大地理区域，甚至全球，传输速率相对较低，延迟较高，通常由多个组织共同管理。按拓扑结构划分总线型：所有设备共享一条传输介质，结构简单但冲突多。星型：设备连接到中央节点，易于管理但中心节点容易成为瓶颈。环形：设备形成闭环，信号单向传输，传输延迟可预测。网状型：设备间多路径连接，可靠性高但复杂度和成本也高。

网络架构与分层模型应用层为用户提供网络服务接口传输层端到端连接及可靠数据传输网络层路由选择与寻址数据链路层相邻节点间可靠传输物理层比特流的传输分层架构是网络设计的重要思想，它将复杂的网络通信过程分解为相对独立的功能层，每层完成特定任务。OSI参考模型定义了七层结构，而TCP/IP协议族采用四层模型，后者在实际应用中更为广泛。

数据通信基础信号编码数据转换为电子或光信号信号传输通过物理介质传播信号信号解码信号恢复为原始数据数据通信技术是网络的物理基础，它解决如何在传输介质上传送数据的问题。数字信号以离散值表示数据，抗干扰性强但传输距离有限；模拟信号以连续波形传输，传输距离远但容易受干扰。带宽是指信道能够传输的最大数据率，通常以比特/秒(bps)表示；吞吐量是指实际的数据传输速率，受多种因素影响；延迟则是数据从源到目的地所需的时间，包括传播延迟、处理延迟、排队延迟和传输延迟。

数据链路层概述帧封装将网络层数据包封装为帧，添加头部和尾部信息，包含物理地址和控制信息差错控制通过校验和、循环冗余校验(CRC)等方法检测并可能纠正传输错误流量控制调节发送方的数据传输速率，防止接收方缓冲区溢出介质访问控制在共享介质环境中协调多个站点的传输，避免冲突数据链路层是OSI模型的第二层，负责相邻节点之间的数据传输。它将物理层提供的比特流组织成帧，并实现可靠传输。数据帧通常包括帧头（含源和目的MAC地址）、数据部分和帧尾（含差错检测码）。

局域网技术以太网（Ethernet）是目前最主流的局域网技术，它采用IEEE802.3标准，经历了从10Mbps到现在的100Gbps的快速发展。早期以太网采用总线拓扑结构和CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）协议，现代以太网主要采用星型拓扑结构和全双工通信模式。CSMA/CD协议的工作原理是先听后说，边说边听，站点在发送数据前先监听信道，确认空闲才发送；发送过程中继续监听，若检测到碰撞则立即停止并等待随机时间后重试。这种机制在共享介质环境中有效减少了数据冲突。

广域网技术物理连接通过专线、卫星链路等建立地理上分散的节点连接链路协议PPP、帧中继等协议确保数据可靠传输路由机制在复杂网络拓扑中选择最优路径传输数据广域网（WAN）是连接分散在不同地理区域的局域网的网络系统，具有覆盖范围广、传输速率相对较低的特点。PPP（点对点协议）是广域网中最常用的数据链路层协议，它提供了连接认证、加密和压缩等功能，支持多种网络层协议。

网络层概述协议主要特点应用场景IPv432位地址，地址空间有限，使用NAT扩展目前互联网的主要协议IPv6128位地址，更大地址空间，简化头部下一代互联网核心协议ICMP提供差错报告和网络诊断网络故障排除（如ping）ARPIP地址解析为MAC地