计算机网络应用PPT.ppt

1、计算机网络应用,计算机与通信工程学院 软件工程系,2,第5章 计算机网络应用,5.1 计算机网络基础知识 5.2 计算机网络的组成 5.3 Internet基础知识 5.4 Internet应用 5.5 网络安全与相关技术 5.6 组建局域网,3,5.1 计算机网络基础知识,5.1.1 计算机网络的形成与发展 5.1.2 计算机网络的定义与功能 5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构 5.1.4 计算机网络体系结构,4,5.1.1 计算机网络的形成与发展,计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。计算机网络的形成始于20世纪50年代。它的发展主要经历了四个阶段，但是各阶段之间实际上并没有明

2、显的界限，而是有大量交叉、过渡和承上启下的时间，因此不能机械地加以简单区分。,5,5.1.1 计算机网络的形成与发展,第一阶段：面向终端的远程联机系统 第二阶段：多机互连网络 第三阶段：体系结构标准化的计算机网络 第四阶段：以Internet为核心的计算机网络,6,5.1.1 计算机网络的形成与发展,第一阶段：面向终端的远程联机系统,20世纪50年代，通过对数据通信技术与计算机通信网络的研究，将彼此独立发展的计算机技术与通信技术开始结合起来，实现了地理位置分散的大量终端与主机之间的连接和通信。在这种系统中，除主机是具有独立的数据处理能力的计算机外，系统中所连接的终端均无独立处理数据功能。这种系

3、统还不能称之为计算机网络，一般称为“面向终端的远程联机系统”。这一阶段研究的典型代表有：美国半自动防空系统SAGE；美国航空公司飞机订票系统SABRE-1（一台大型计算机和遍布美国的约2000多台终端相连）。,7,5.1.1 计算机网络的形成与发展,第二阶段：多机互连网络,20世纪60年代，随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求。这种需求主要来自军事、科学研究、大型企业公司经营管理等方面。他们希望将分布在不同地点的独立的计算机通过通信线路互联成为计算机网络。网络用户可以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也可以使用联入网内的其他地方的计算机中的各种资源，从而达到计算机资源

4、共享的目的。这一阶段研究的典型代表：美国国防部高级研究计划局（ARPA，Advanced Research Project Agency）组织和成功研制的ARPAnet网络。,8,5.1.1 计算机网络的形成与发展,第三阶段：体系结构标准化的计算机网络,20世纪70年代中期，国际上各种广域网、局域网与公用分组交换网发展十分迅速。为了促进网络产品的开发，各大计算机公司纷纷制定出自己的网络技术标准，如IBM公司的系统网络体系结构SNA；DEC公司的数据网络体系结构DNA等。1977年国际标准化组织ISO提出了一个使各种计算机能够互联的标准框架OSI/RM,即开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型

5、。其中“开放”表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的计算机系统进行互连。1983年，该模型被批准为国际标准。,9,5.1.1 计算机网络的形成与发展,第四阶段：以Internet为核心的计算机网络,Internet中文名为因特网，它可以连接全球各类不同的网络。20世纪90年代以来Internet作为国际性的互联网与大型信息服务系统在人类生活的各个方面发挥了越来越重要的作用。特别是1993年美国宣布建立国家信息基础设施NII后，全世界许多国家纷纷制定和建立本国的NII，从而极大地推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入了一个崭新的阶段。到1994年年底，Internet已通往全世界150个

6、国家和地区，连接着3万多个子网，320多万台计算机主机，直接的用户超过3500万。现在Internet已带领计算机网络进入一个智能化、全球化、高速化、个性化的网络时代,10,5.1.2 计算机网络的定义与功能,计算机网络是指通过数据通信系统把地理位置不同、功能独立的多个计算机互相连接在一起，以功能完善的网络软件实现数据通信，资源共享的综合系统。,1计算机网络的定义,11,5.1.2 计算机网络的定义与功能,（1）数据通信 （2）资源共享 （3）分布式处理 （4）提高系统的可靠性,2计算机网络的主要功能,12,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,1计算机网络的分类,从不同的角度看，计算机网络

7、有各种不同的分类方法： 如按网络的交换方式分类有电路交换、报文交换、分组交换网； 按网络的传输媒体分类有双绞线、同轴电缆、光纤、无线网； 按网络的信道分类有窄带、宽带网； 按网络的功能分类有通信子网和资源子网； 按网络的用途分类有教育、科研、军事、商业网等。 按网络覆盖的地理范围来进行分类，可以分为局域网、城域网和广域网三种类型。,13,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,1计算机网络的分类,（1）局域网LAN（Local Area Network） 局域网是在一个局部范围内以实现区域信息资源共享为目标由多台计算机、终端、各种外围设备和通信线路等组成的计算机网络。局域网的地理覆盖范围较小，

8、在10km以内，一般建立在某个机构所属的一个建筑群内或大学的校园内，也可以是办公室或实验室内几台、十几台计算机连成的小型局域网络。局域网易于安装，便于维护，网内通常采用单一的传输介质。局域网的数据传输率较高，一般在10100Mbps。目前，局域网中以太网技术发展最为迅速，快速以太网是当前计算机网络发展中最活跃的分支。,14,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,1计算机网络的分类,（2）城域网MAN（Metropolitan Area Network）城域网是一种以实现较大地理范围的网络服务为目标的中型网络，介于局域网和广域网之间，其地理覆盖范围在10100km，一般覆盖一个城市或地区。它将

9、政府部门、事业单位、社会服务机构以及大型企业等重要机构进行联网，实现数字、声音、图像、视频等信息的交换。,15,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,1计算机网络的分类,（3）广域网WAN（Wide Area Network） 广域网是为最大范围的传送信息和共享资源的计算机网络。其地理覆盖范围通常超过100km，可以是一个城市、一个地区、一个国家，甚至全球。可以通过专线、微波通信或卫星通信连接将分布范围很广的计算机系统连接起来。 由于对通信的要求高、复杂性也高，因此广域网的通信通常利用电信部门提供的公共传输网络。公共传输网络有两类：一类是电路交换网络，主要是公共交换电话网PSTN和综合业务数

10、字网ISDN；一类是分组交换网络，主要是X.25分组交换网、帧中继和ATM。,16,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,2计算机网络的拓扑结构,拓扑学是几何学的一个重要分支，它将实体抽象为与其形状、大小无关的点，将物体之间的连接线路抽象成与距离无关的线，进而研究点、线、面之间的关系。计算机网络的拓扑结构就是用网络的站点与连接线的几何关系来表示网络的结构，反映网络中各实体之间的结构关系，它对整个网络的设计、功能、经济性、可靠性都有影响。,17,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,2计算机网络的拓扑结构,计算机网络的拓扑结构主要分为：星型、总线型、环型、树型和网状型,星型 总线型 环型 树

11、型 网状型,18,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,2计算机网络的拓扑结构,（1）星型拓扑结构 星型拓扑结构是网络中的各节点通过一个中央节点即网络集中设备连接在一起，以星型方式连接成网。网络中任意两个节点之间的通信都要通过中央节点转接，是一种集中控制式网络。这种结构要求中央节点必须具有极高的可靠性，否则出现故障就会危及整个网络。 星型拓扑结构的优点是结构简单、便于管理、组网容易、网络延迟时间短，误码率低。缺点是资源共享能力较差、通信线路利用率不高、中央结点负担过重。目前以太网多采用此种结构。,19,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,2计算机网络的拓扑结构,（2）总线型拓扑结构 总线

12、型拓扑结构是网络中所有节点都通过相应硬件接口连接到一条无源公共总线上，任何一个节点发出的信息都可沿着总线传输，它的传输方向是从发送点向两端扩散传送，总线上其余节点都可检测到信息，但对检测到的信息要进行地址检查，看是否与自己的节点地址相符，相符则接收网上的信息，不相符则不接收。 总线型拓扑结构的优点是结构简单、安装方便、易于扩充、费用低、共享资源能力强、可靠性高，一个节点损坏，不会影响整个网络工作。缺点是不适用于实时性要求较高的场合（因为各节点不能同时使用总线，否则会发生冲突）；网络传输速度会随着接入网络的用户数增多而下降；总线长度和所连节点数量都受到一定的限制。,20,5.1.3 计算机网络的

13、分类与拓扑结构,2计算机网络的拓扑结构,（3）树型拓扑结构 树型拓扑结构是以上两种网络结构的综合，是分级的集中控制式网络，它将网络中的所有节点按照一定的层次关系连接起来，就像一棵树一样，由根节点、叶节点和分支节点组成。 树型结构的网络覆盖面很广，容易增加新的节点，也便于故障的定位和修复，但其根节点由于是数据传输的常用之路，因此负荷较大，除了叶节点及其相连的线路外，根节点和所有分支节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。,21,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,2计算机网络的拓扑结构,（4）环型拓扑结构 环型拓扑结构由网络中各节点通过有源接口连接在一条闭合的环形通信线路中，网中每个节点对

14、占用环路传送数据都有相同权力，一个结点发出的信息沿着固定方向流动，必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某节点地址相符时，即被该结点的环路接口所接收。 环型拓扑结构的优点是由于两个节点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制、实时性好，信息吞吐量大，网的周长可达200km，节点可达几百个。缺点是由于环路是封闭的，所以扩充不方便；可靠性差，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；对分支节点故障定位较难，维护困难；节点过多时传输效率降低。IBM于1985年推出令牌环网就采用这种结构。,22,5.1.3 计算机网络的分类与拓扑结构,2计算机网络的拓扑结构,（5）网状型拓扑结构 网状型拓扑结构是一个全

15、通路的拓扑结构，任何节点之间均可以通过线路直接连接。它能动态的分配网络流量，当有站点出现故障时，节点间可以通过其他多条通路来保证数据的传输，从而提高了系统的容错能力，因此网状结构的网络具有极高的可靠性。 网状拓扑结构网络的优点是可靠性高、容错能力强、资源共享方便、有好的通信软件支持下通信效率高。缺点是网络结构复杂、安装成本很高、软件控制麻烦。,23,5.1.4 计算机网络体系结构,1网络协议与网络体系结构,(1)网络协议 为进行计算机网络中的数据通信而建立的规则、标准或约定的集合就称为网络协议。 网络协议主要由三个要素组成： 语法（Syntax），对信息的数据结构做一种规定，如数据及控制信息的

16、格式、编码及信号电平等。 语义（Semantics），需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等。 时序（Timing），也称作同步，规定各种操作的执行顺序。,24,5.1.4 计算机网络体系结构,1网络协议与网络体系结构,(2)计算机网络体系结构 一个功能完善的计算机网络需要制定一套复杂的网络协议集合，对于这种协议集合，最好的组织方式是层次结构模型。我们将计算机网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构。 计算机网络体系结构有多种，最早是1974年IBM公司提出的系统网络体系结构SNA，DEC公司的数据网络体系结构DNA等，其中最著名的就是国际标准OSI参考模型（七层）和

17、Internet使用的TCP/IP网络体系结构（四层）。,25,5.1.4 计算机网络体系结构,2网络体系结构的层次化,计算机网络体系结构就是按照高度结构化设计方法采用功能分层原理来为计算机互连制定设计标准，规范计算机网络结构。它精确定义网络结构应设计那些层次，每一层应提供那些功能，层与层之间的服务关系等等。 计算机网络体系结构有多种，最早是1974年IBM公司提出的系统网络体系结构SNA，DEC公司的数据网络体系结构DNA等，其中最著名的就是国际标准OSI参考模型（七层）和Internet使用的TCP/IP网络体系结构（四层）。,26,5.1.4 计算机网络体系结构,2网络体系结构的层次化,

18、网络结构分层有以下好处： （1）各层之间相互独立。某层只要知道下一层所提供的服务，不需了解其实现的细节。 （2）灵活性好。若某层发生变化，只要接口关系不变，则上、下层均不受影响。 （3）结构上可分割开，各层都可以选择最合适的实现技术。 （4）把整个庞大复杂的网络系统分割为若干个范围较小的部分，便于系统分析、设计、实现、调试和维护。 （5）每一层的功能和所提供的服务都有精确的说明，有利于标准化。,27,5.1.4 计算机网络体系结构,3OSI参考模型,OSI参考模型包括体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。OSI体系结构定义了一个七层模型，用以进行进程间的通信，并作为一个框架来协调各层标准的制定

19、。OSI的服务定义描述了各层所提供的服务、层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语。OSI各层的协议规范，精确定义了应当发送何种控制信息及用何种过程来解释控制信息。 OSI参考模型的七层结构自下而上依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,28,3 OSI参考模型,29,3 OSI参考模型,（1）物理层（Physics Layer）,物理层是OSI参考模型的最低层，向下直接与物理传输媒体相连接。物理层的任务就是为它的上一层（数据链路层）提供一个物理连接，尽可能地屏蔽各种媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。它规定物理连接接口机械的、电气的、功能的和规程的特

20、性。比如接插件接口的尺寸规格、电压的范围、“0”“1”信号的电平表示、收发双方的协调等。该层数据基本单位是比特。,30,3 OSI参考模型,（2）数据链路层（Data Link Layer）,数据链路层的主要任务就是以帧为单位进行数据封装和建立数据链接。封装后的帧中包含有地址、控制、数据及校验码等信息。其中地址段含有发送节点和接收节点的物理地址；控制段用来表示帧的类型；数据段包含实际要传输的数据（即网络层的分组）；校验码用来检测传输过程中帧是否出现错误。该层数据基本单位是帧。,31,3 OSI参考模型,（3）网络层（Network Layer）,在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过

21、很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的主要任务就是选择合适的网间路由和交换节点，确保数据及时传送。网络层将数据封装为包（也称数据包），封装后的包中含有发送节点和接收节点的网络地址（是逻辑地址）。该层数据以数据包为单位进行传输 。,32,3 OSI参考模型,（4）传输层（Transport Layer),传输层通过协议屏蔽了互连网中各类通信子网的差异，为高层提供运输服务，包括处理端到端的差错控制和流量控制等问题，确保端到端的可靠通信。该层数据基本单位是报文。,33,3 OSI参考模型,（5）会话层（Session Layer）,会话层是进程到进程的层次，会话层的主要任务是组织和同步

22、不同主机上各种进程间的通信（也称对话）。负责在两个会话层实体之间进行对话连接的建立和拆除。,34,3 OSI参考模型,（6）表示层（Presentation Layer）,表示层位于OSI参考模型的第六层。它的低五层用于将数据从源主机传送到目的主机，而表示层则要保证所传输的数据经传送后其意义不改变 。,35,3 OSI参考模型,（7）应用层（Application Layer),应用层是OSI参考模型的最高层，是应用程序访问网络服务的窗口。应用层主要任务是解决程序应用过程中的问题，负责整个网络应用程序一起很好地工作。,36,5.1.4 计算机网络体系结构,4TCP/IP体系结构,TCP/IP体

23、系结构采用四层层次结构，由下往上分别是：网络接口层、网际层、运输层、应用层,37,4TCP/IP体系结构,（1）网络接口层,网络接口层是TCP/IP体系的最低层，实现了OSI参考模型中物理层和数据链路层的功能，负责通过网络接收和发送IP数据报。主要功能包括：接收来自不同网络物理接口的数据帧，并转换为IP数据报交给上层网际层；把上层网际层传递来的IP数据报通过网络物理接口发送出去。 网络接口层允许主机连入网络时使用多种现成的协议，如局域网可采用IEEEE802.3以太网协议、2.5令牌网协议；广域网可采用PPP、帧中继、X.25等。,38,4TCP/IP体系结构,（2）网际层,网际层（也称网络层

24、、网络互连层或IP层）负责网络中主机间的信息传输。主要功能包括：将传输层产生的报文段或用户数据报按IP协议标准格式进行IP数据报的打包及解包、通过路径选择转发IP数据报、解决流量控制和拥塞控制等问题。 网际层解决了多种异构网互连的问题，提供的是无连接的网络服务。网际层中最著名的协议是IP协议,IP协议是TCP/IP网络体系结构中最核心的协议，它为整个系统起着承上启下的作用，它为网络服务的原则是“尽最大努力交付”。,39,4TCP/IP体系结构,（3）运输层,运输层（也称传输层）负责应用程序间的通信。其功能包括：格式化信息流、提供可靠传输。 在Internet运输层运行的协议主要有两个：一个是传

25、输控制协议TCP（Transfer Control Protocol），另一个是用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）。TCP提供面向连接的服务，UDP提供无连接的服务。,40,4TCP/IP体系结构,（4）应用层,应用层位于最高层，应用层的任务是向最终用户提供具体应用。它的具体内容就是根据用户需求解决某一类网络应用问题（比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等），它规定了应用进程在通信时应遵守的一组协议，每个协议对应某一类网络应用。TCP/IP应用进程之间的通信经常采用客户服务器方式。 应用层常用的协议包括：HTTP、SMTP、DNS、FTP、Telnet、TFT

26、P、SNMP等 。,41,5.2 计算机网络的组成,计算机网络从物理结构角度看可由网络硬件和网络软件两大部分组成。其中网络硬件除了计算机系统，主要是由网络连接设备和网络传输媒体组成；网络软件主要由网络系统软件、网络协议和网络应用软件组成。在计算机网络中，网络硬件对网络的性能起着决定性作用，它是网络运行的实体。而网络软件则是支持网络运行、提高效益和开发网络资源的工具。,42,5.2.1 网络硬件,1网络传输媒体,网络传输媒体也称传输介质，是网络连接设备之间的中间介质（或物理通路），也是信号传输的媒体。包括有线传输媒体和无线传输媒体两大类。有线传输媒体主要有双绞线、同轴电缆和光缆。无线传输媒体主要

27、有无线电系统、微波无线系统和红外线等微波通信和卫星通信。,43,5.2.1 网络硬件,1网络传输媒体,（1）双绞线（Twisted Pair） 双绞线是最常用到的一种通用传输媒体，适用于模拟传输和数据传输。市场上普遍使用的双绞线电缆中一般包含四对绞线（分别用橙、白橙、蓝、白蓝、绿、白绿、棕、白棕八种颜色标出），每一对绞线由两条有绝缘外皮包覆的铜导线互相绞合在一起而成，导线相互绞合可减少对相邻导线的电磁干扰，提高传输质量。为了进一步提高双绞线的抗电磁干扰能力，可在双绞线的外面再加上一个金属丝编制的屏蔽层，这就是屏蔽双绞线STP。没加屏蔽层的就是非屏蔽双绞线UTP。 双绞线多应用到以太网中，如10

28、BASE-T（10Mbps）和100BASE-T（100Mbps）。其中的网线由两端安装有RJ-45水晶头的双绞线做成，连接网卡与集线器。,44,5.2.1 网络硬件,1网络传输媒体,（2）同轴电缆（Coaxial Cable） 同轴电缆是计算机网络早期使用广泛的一种线材，其结构如图所示。它有两个同心导体，内导体（铜线）和外导体屏蔽层共用同一轴心的电缆，内外导体之间有绝缘层，最外面有塑料保护层包裹。同轴电缆按直径的不同可分为细缆和粗缆两种。由于同轴电缆需要有专门的接头设备，网络安装复杂，并且网速较慢，目前已很少使用。,45,5.2.1 网络硬件,1网络传输媒体,（3）光缆（Fiber Opti

29、c Cable） 光缆即光纤电缆，常简称为光纤，是传送光信号的介质。它由纤芯、包层和保护层构成。根据光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入到纤芯中，利用光学全反射特性以光脉冲的形式来传输光信号，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再交给计算机。,46,5.2.1 网络硬件,1网络传输媒体,（3）光缆（Fiber Optic Cable） 根据光信号发生方式的不同，光纤可分为单模光纤(由激光作光源)和多模光纤(由二极管发光)。 根据光纤传输方式的不同，以太网分别有10Base-F（10Mbps），100Base-F（100Mbps）和10

30、00Base-F（1000Mbps）光纤局域网标准。,47,5.2.1 网络硬件,2网络连接设备,（1）中继器（Repeater） 中继器是用以扩展局域网的网络连接设备。中继器主要功能是完成物理线路的连接，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成对衰减的信号进行信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度，增加局域网的覆盖区域。 中继器的主要优点是安装简单，使用方便，几乎不需要维护。由于中继器工作在物理层，所以它对于高层协议是完全透明的，即无论高层采用什么协议都与中继器无关。,48,5.2.1 网络硬件,2网络连接设备,（2）集线器（Hub） 集线器常称Hub，工作在小型局域网环境中。集

31、线器在OSI模型中处于物理层，主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。 集线器主要用于共享网络的组建，可以建立一个物理上的星型或树型网络结构，它处于网络的一个星型结点，对结点相连的工作站进行集中管理，如果一个工作站出现问题，不会影响整个网络的正常运行，并且用户的加入和退出也很自由。由于集线器价格便宜、组网灵活，很多家庭都在使用。,49,5.2.1 网络硬件,2网络连接设备,（2）集线器（Hub） 根据集线器提供的带宽不同，可分为10Mbps、100Mbps、10/100Mbps（自适应集线器）等。目前主流集线器提供的标准端口有8口、16口和24口等,如下图：,50,5.2.

32、1 网络硬件,2网络连接设备,（3）交换机（Switch） 交换机是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。交换机工作在OSI参考模型的数据链路层上，它的主要功能是自动建立整个网络的MAC地址转发表；完成封装及转发数据帧；具备自动寻址能力和交换作用，在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。 交换机不仅具有集线器的所有功能，而且具有更高的智能和更快的传输速度，交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，当有多个端口同时通信时，交换机可以同时互不影响的传送这些信息包，并防止传输冲突，保证每个端口上数据的快速有效传输，提高了网络的实际吞吐量。,51,5.2.1

33、 网络硬件,2网络连接设备,（3）交换机（Switch） 根据交换机的传输速度和所用传输介质不同可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆（10G位）以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等；如果按交换机的端口结构来分，交换机大致可分为：固定端口交换机和模块化交换机，如下图所示：,52,5.2.1 网络硬件,2网络连接设备,（4）网桥（Bridge） 网桥是一种实现局域网互连的存储转发设备。网桥工作在OSI参考模型的数据链路层，它能够将一个较大的局域网分割成多个网段，也可以将两个以上的局域网互联成一个逻辑局域网，还可以连接各种不同传输介质的网络。 根据桥

34、接技术不同分为透明网桥、源路由网桥和转换网桥。 网桥主要用在连接同构型局域网，优点是：它可以扩展工作站的平均占有频带；扩展局域网的地址范围；提高网络性能及可靠性；灵活地适应各种不同应用的需要。,53,5.2.1 网络硬件,2网络连接设备,（5）路由器（Router） 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，在运行多种网络协议的大型网络或异种网络之间起到连接桥梁作用。路由器工作在OSI参考模型的网络层，负责连接不同的网络，在多网络互连环境中建立灵活的连接和迅捷的通信；进行路由选择和分组转发，并进行网络管理。,54,5.2.1 网络硬件,2网络连接设备,（5）路由器（Router） 根据性能不同

35、，路由器可分中高端路由器和低端路由器。一般把吞吐率大于Mpps（每秒百万包）的路由器可称为中高端路由器，包交换能力在Mpps以下的路由器可称为低端路由器。 根据结构不同，路由器可分为模块化结构与非模块化结构。如下图所示：,模块化路由器,非模块化路由器,55,5.2.1 网络硬件,2网络连接设备,（5）路由器（Router） 使用路由器互联网络的优点是：各互联子网仍保持各自独立，每个子网可以采用不同的拓扑结构、传输介质和网络协议，网络结构层次分明，还有的路由器具有虚拟局域网VLAN管理功能。通过路由器与互联网相连，则可完全屏蔽公司内部网络，起到一个防火墙的作用，因此使用路由器上网还可确保内部网络

36、的安全。 路由器有名的品牌有思科（CISCO）、华为、TP-LINK、D-Link、阿尔法、慧谷、友讯等。,56,5.2.2 网络软件,网络软件主要有网络操作系统、网络协议和网络应用软件组成。因为现在的网络应用涉及面非常广，有各种各样的网络应用软件。比如实现WWW信息服务的IE浏览器、实现电子邮件功能的Outlook Express、实现文件传输功能的ftp等等，常见的网络协议有：Microsoft的NetBEUI协议、Novell的IPX/SPX协议、TCP/IP协议等。,57,5.2.2 网络软件,1 TCP/IP,TCP/IP（Transmission Control Protocol/

37、Internet Protocol），是网络通信协议中最著名的传输控制协议和网际协议的合称。其中的网际协议IP，规定了不同网络之间数据往来的标准格式（IP数据包），为异构网络的互连统一了寻址的标准方法。传输控制协议TCP提供一种面向连接的网络通信，它通过流量控制、拥塞控制和重传机制等，实现了一种可靠传输，使一个主机与另一个主机之间在Internet中几乎可以无差错地传送数据。由于TCP/IP是Internet中所有协议中最有代表性的基础协议，所以TCP/IP也表示Internet中的整个协议体系。用户如果访问Internet，则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。,58,5.2.2 网络软件

38、,2IPX/SPX,IPX/SPX是Novell公司为了适应网络的发展而开发的通信协议，IPX/SPX是IPX与SPX协议的组合，其中，IPX协议负责数据包的传送；SPX负责数据包传输的完整性。IPX/SPX协议具有很强的适应性和路由功能，安装方便，并且在设计之初就考虑了多个网段问题，可以实现多网段间的通信，适合于大型网络（比如Novell网）和局域网游戏环境（比如反恐精英、星际争霸）中使用。它和TCP/IP的一个显著不同就是它不使用IP地址，而是使用网卡的物理地址（即MAC地址）。在实际使用中，它基本不需要什么设置，装上就可以使用了。如果你所用的计算机要想连入NetWare服务器，建议最好使

39、用IPX/SPX协议。Windows 2000 Server为能与NetWare服务器相连，它提供了一个叫NWLink IPX/SPX兼容协议。NWLink协议是Novell公司IPX/SPX协议在微软网络产品中的实现。,59,5.2.2 网络软件,3NetBEUI,NetBEUI（NetBIOS Enhanced User Interface）即NetBIOS增强用户接口。NetBEUI协议专门为不超过100台PC机所组成单网段部门级小型LAN而设计的，该协议占用内存少且通信速度很快，而且一旦Windows操作系统安装了此协议，几乎不需要对该协议进行任何的设置，即可进行通信。但NetBEUI

40、协议不能跨网段工作，不具备路由功能。由于NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据，所以建议除了TCP/IP协议之外，局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。,60,5.3 Internet基础知识,5.3.1 Internet概况 5.3.2 Internet地址 5.3.3 连接Internet,61,5.3.1 Internet概况,1Internet的演变与发展,Internet在整个发展历史过程中可以大致分为三大阶段： 第一阶段从20世纪60年代末至80年代初期，主要是在军事、科研实验阶段。 第二阶段从20世纪

41、80年代中期至90年代初期，主要是由军事实验转向科研应用阶段。 第三阶段从20世纪90年代以后，主要是由科研应用转向商业应用阶段。,62,1Internet的演变与发展,第一阶段-军事、科研实验阶段。,Internet的前身是ARPAnet实验网 , 1969年，美国国防部国防高级研究计划局资助大学的研究人员建立了一个名为ARPAnet的实验性网络, 1983年，ARPAnet分裂为两部分：民用网ARPAnet和纯军事用的MILNET。民用网ARPAnet划归由美国国家科学基金会NSF（National Science Foundation）管理。ARPAnet把TCP/IP协议作为标准协议，

42、其后，人们把ARPAnet为主干网的网际互联网称为Internet。,63,1Internet的演变与发展,第二阶段-由军事实验转向科研应用阶段,1986年NSF投资在美国普林斯顿大学、匹兹堡大学、加州大学圣地亚哥分校、依利诺斯大学和康纳尔大学建立五个超级计算中心，为了使全国的科学家、工程师能够共享这些超级计算机设施，NSF建立了自己的基于TCP/IP协议簇的计算机网络NSFnet,在全国建立了按地区划分的计算机广域网，并将这些地区网络和超级计算中心相联，最后将各超级计算中心互联起来。1989年7月，NSFnet的通信线路速度升级到1.5Mbps，并且连接13个骨干结点，这一成功使得NSFne

43、t于1990年彻底取代了ARPAnet而成为Internet的主干网。并且在同年Internet向全球网络开通。ARPAnet退出历史舞台。NSFNet主干网最初的传输速率为56Kbps。1991年升级到45Mb/s。,64,1Internet的演变与发展,第三阶段- 由科研应用转向商业应用阶段。,进入20世纪90年， Internet在全球迅速的拓展和扩散，美洲以外的网络也逐渐接入NSFnet主干或其子网，NSFnet出现负荷过重的问题，NSF意识到美国政府已无力承担整个Internet，便鼓励商业机构介入。这时IBM、MCI和Merit三家组建了非赢利性的高级网络和服务公司ANS并接管了N

44、SFnet。1992年NSFnet全部主干网并入了ANS建成的广域网ANSnet。ANSnet成为Internet的主干网，此后越来越多的商业机构和商业网络纷纷加入Internet。1993年，美国颁布国家信息基础设施法案（NII），其“信息高速公路”进一步促进了Internet的高速发展。Internet提供了更多种类的的服务。至1995年9月14日域名注册开始征收50美元的年费，在此之前费用一直由NSF负担。愈来愈多的Internet服务提供商（ISP）向社会提供Internet接入和服务。Internet完全进入商业化阶段。,65,5.3.1 Internet概况,2Internet在中

45、国的发展,Internet在中国的发展历程可以大略地划分为三个阶段： （1）1986年至1993年是研究试验阶段 （2）1994年至1996年是起步阶段 （3）从1997年至今是快速增长阶段,66,5.3.1 Internet概况,2Internet在中国的发展,（1）1986年至1993年是研究试验阶段 这个阶段主要是中国一些科研部门和少数高等院校开始研究Internet联网技术，开展了一系列科研课题和科技合作工作，并在一些局部范围内建立了数据通信网，实现了与Internet的接触。但这个阶段的网络应用仅限于电子邮件服务。,67,5.3.1 Internet概况,2Internet在中国的发

46、展,（2）1994年至1996年是起步阶段 这个阶段中国连入Internet的国际专线开通，实现了与Internet的TCP/IP连接，成为直接接入Internet的国家，并开通了Internet全功能服务，互联网开始进入公众生活。中国建设的四大网络相继开通了国际出口，它们分别是：中国科技网CSTNet、中国公用计算机互联网ChinaNet、中国教育科研网CERNet、中国金桥网ChinaGBN。我国Internet骨干网的速度从64Kbps发展至2Mbps。,68,5.3.1 Internet概况,2Internet在中国的发展,（3）从1997年至今是快速增长阶段 中国逐渐建成了十大骨干互

47、联网，如表5-1所示，骨干网从1997年2M带宽，到2002年开始，逐步进入10G时代。,据中国互联网络信息中心CNNIC在2007年1月公布的第19次中国互联网络发展状况统计报告显示，截止到2006年12月31日，上网用户总人数为1.37亿人，我国共有上网计算机总数为5940万台，国际出口带宽总量为256.7 G，连接的国家有美国、俄罗斯、法国、英国、德国、日本、韩国、新加坡等。,69,5.3.1 Internet概况,3Internet主要功能与服务,Internet的主要功能有：网络通信、文件传输、信息查询、信息交流、远程控制等等。Internet向用户提供的这些功能也被称为Intern

48、et服务。Internet服务大多采用的是客户机/服务器的工作模式。即在客户机与服务器中同时运行相对应的程序，使用户通过自己的计算机运行客户端应用程序，获取网络中服务器所提供的资源服务。,70,5.3.1 Internet概况,3Internet主要功能与服务,Internet提供了各中各样的服务，根据服务方式可以分为三大类： （1）工具类服务：电子邮件服务（E-mail）、远程登录服务（Telnet）、文件传输服务（FTP）等。 （2）信息查询类服务：万维网服务（WWW） （3）讨论类服务：电子公告板（BBS）、新闻组服务（Usenet）、即时通信（IM）等。,71,5.3.2 Intern

49、et地址,1IP地址,（1）IP地址的概念 Internet中的主机所分配的这个独一无二的标识地址，就是TCP/IP体系结构网际层中IP协议使用的逻辑地址即IP地址。就像人的身份证编号一样，它是一种数字标识。由于IP协议目前最普遍的版本为V4，所以这里所说的IP地址也被称为IPv4地址，它由32位二进制数组成。为方便起见，通常用点分制表示：即IP地址的32位二进制数，由四个字节组成，分成四组，每组一个字节（8位），各组之间用一个小圆点号“.”分开。例如某计算机的IP地址可表示为： 11001010.11000010.10010001.00000001。 为了便于记忆，通常再把每一组二进制数转换成相应的十进制数，因此这台主机的IP地址就是202.194.145.1。,72,5.3.2 Internet地址,1IP地址,（2）IP地址的分类 Internet早期是根据网络的规模和特殊用途将IP地址进行了分类编址。在分类编址中，IP地址分为5类：A、B、C、D、E类。其中A、B、C类为常用的三类基本地址。不同类别的IP地址中其网络号和主机号长度不同。IP地址的分类如下表所示：,73,5.3.2 Internet地址,