1、第4章 计算机网络基础,计算机网络概述网络通信基本概念计算机网络组成 Internet概述 Internet应用 网络信息发布技术,4.1 计算机网络概述,4.1.1 网络形成与发展 4.1.2 网络功能与应用 4.1.3 网络模式与分类 4.1.4 网络体系结构 4.1.5 典型网络介绍,网络技术及应用,4C的含义是什么？ Computer计算机； Communication通讯； Consumption消费类电子； Content内容。前3个C实际是第4个C的载体,网络基础,计算机网络定义：利用通信线路把分布在不同地点上的多个独立的计算机系统连接起来，使用户能够共享网络中的所有硬件、软件和
2、数据资源的计算机复合系统。 计算机网络是通信技术与计算机技术相结合的产物。,计算机联网的主要原因,使用远程资源的需求,根本上改变了 用户使用计算机资源的环境和方式共享程序和数据网络用户的通信和合作,消除了地理上的距离限制,20世纪60年代末，美国国防部高级 计划研究局的ARPA网研制成功并运行， 成为了第一个实现分布式资源共享的网 络，这是计算机网络发展史上的里程碑， 人们现在称这是现代计算机网络的开始。,初级阶段：以单个计算机为主的远程通信系统(终端+主机）发展阶段：第二代是有多个主计算机（Host）通过通信线路互连起来的系统成熟阶段：第三代是遵循国际标准化协议、具有统一网络体系结构的互连网
3、（网际网）,计算机网络发展的三个阶段,网络工作模式 对等网络模式 在对等网络模式中，相连的机器之间彼此处于同等地位，没有主从之分，故称为对等网络（Peer to Peer network）。 客户机/服务器网络模式 客户机/服务器网络是一种基于服务器的网络。本地请求端称为客户端，远端响应的计算机为服务器端。,网络的分类（连结距离）,按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分 为以下三类： 局域网（ local area network ， LAN）距离 1km ；城域网（ metropolitan area network ， MAN）；1km 距离 10km ；广域网（wide area n
4、etwork ， WAN ）距离 10km ； 。,三层交换机,视频 服务器组,新闻 服务器组,医疗 服务器组,比赛 服务器组,AT-8118交换机,AT-MCR12 介质转换机柜,AT-3726 交换机,网管工作站,AT-8118交换机,AT-MC102 介质转换器,奥林匹克公园,AT-FH716SW 集线器,工作站,工作站,100M UTP双绞线,100M 光纤,1000M 光纤,工作站,AT-8118交换机,其他比赛场地,各比赛场地局域网,2000年悉尼奥运会网络结构示意图,2008年北京奥运会网络结构示意图,网络的组成,硬件 1 计算机系统 计算机网- 2 通信链路3 网络节点功能 1
5、 资源子网- 2 通信子网,资源子网和通信子网两个部分的结构示意图,在网络中使用通信控制处理机CCP的主要目的是为了将通信功能从主机中分离出来，以减轻主机的负荷。通信控制处理机负责网络上各主机间的通信控制和通信处理，它们组成的通信子网是网络的内层，为资源子网提供信息传输服务。,计算机网络的功能和应用,共享资源 处理机间通信 提高可靠性 提供分布处理功能 集中管理 负载分担 开辟大量新的服务项目 为实现远程通信提供强有力的通信介质,开放式系统互连参考模型OSI,计算机网络功能的七层协议：,应用层,数据链路层,表示层,网络层,会话层,传输层,物理层,最高层,最低层,应用软件,通讯软件,网卡、电缆,
6、计算机网络的体系结构,4.2 网络通信基本概念,4.2.1 信息、数据与信号 4.2.2 信道及信号分类 4.2.3 通信系统中的主要技术指标 4.2.4 数据通信过程中的主要技术问题 4.2.5 串行传输与并行传输 4.2.6 数据同步技术 4.2.7 数据交换技术,信息、数据和信号,信息：数字、文字、图形、声音；计算机中的信息是 二进制代码表示的数字、字母和控制符号的组合信息编码：对信息中的每一个字符进行二进制编码数据： 网络中传输的二进制代码信号： 数据在传输过程中的电磁波表示形式（数字信号 模拟信号）,数据通信系统,数据的表示方法,数据的传输方法,信道及其分类,信道：信道是数据信息的传
7、输通道，它一般由传输线路和传输设备组成。,信道分类,物理信道,逻辑信道,有线信道：有形传输介质,无线信道：无形传输介质,信道分类,专用信道,公共交换信道,（按使用方式分）,参考书P130,传输媒介,1、双绞线 是当前最普通的传输介质，它由两根绝缘的金属导线扭在一起而成，分为无屏蔽双绞线（UTP）、有屏蔽双绞线（STP）（抗电磁干扰强）。,2、同轴电缆 内部包含两条相互平行的导线。一般共有四层，,3、光导纤维 使用光来传输数据。分为单模式、多模式。,4、微波传输与卫星传输 以空气为传输介质。,有线 无线,双绞线 制作好的双绞线,光纤 光纤收发器,通信系统的主要技术指标,数据传输速率S（比特率）
8、：比特率是一种数字信号的传输速率，它是指在有效带宽上，单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数。常用bit/s、Kbit/s或Mbit/s等单位来表示。 波形调制速率B（波特率）：波特率是一种调制速率，也称波形速率。经二进制后的模拟信号每秒钟变化的次数。 带宽：信道允许的最高频率和最低频率之差，单位为赫兹（Hz）。 信道容量：一般是指物理信道上能够传输数据的最大能力。 误码率：是指二进制码在数据传输中被传错的概率，也称为出错率 吞吐量：数值上大于等于信道在单位时间内传输的总的信息量，单位也是bit/s或 Kbit/s。,数据通信过程中的主要技术问题,数据传输类型：数字信号、模拟信号 数
9、据通信方式：串行、并行；同步、异步 数据交换技术：线路交换、存储转发；报文交换、分组交换 差错控制技术：自动检测和差错纠正,数据的同步技术,同步技术：在网络中进行数据交换，发与收双方如何实现数据发送、接收后如识别数据、形成有效信息，是通过交换数据的设备间的定时机制（同步技术）实现。即：在通信过程中，接收端根据发送端的起止时间和重复频率校正自己的基准时间与重复频率的过程称为同步过程，这种统一收端与发端动作的措施称为“同步技术”。 解决主要问题： l 何时开始发送数据； l 发送过程中的数据传输速率； l 持续时间的长短； l 发送时间间隔的大小。,异步传输的工作特点 各个位以串行方式发送，并附有
10、“起止位”作为识别符。 字符之间通过“空号”来分割。 异步传输的优点：设备简单，技术容易，费用低。 异步传输的缺点：由于每传输一个字符都需要23位的附加位，因此开销大，浪费了传输时间。,同步传输的工作特点 在同步传输中，信息不是以字符而是以数据块的方式传输。 在位流中采用同步字符来保证定时。 用于同步传输的成帧信息（同步信号）的位数较异步方式少，因此同步传输的效率比异步传输高。 由于同步传输需要较准确的时钟装置和高的传输速率，因此同步装置比异步装置的成本要高。,数据交换技术,电路交换（circuit switching）：电路交换是指两个计算机或终端在相互通信时，独占使用一条实际的物理链路。优
11、点：有实时性强、延时小、成本低等。缺点：是线路利用率低，尤其是中继线的利用率低。 报文交换（message switching）：是把用户的报文存储在交换机的内、外存储器上，当输出电路空闲时，就将报文转发到接收此报文的终端。优点：可实现不同速率、不同规程、不同代码的终端之间的通信、一点对多点的同文广播业务。缺点：以报文为单位进行存储转发，使网络传输的时延增大，并占用交换机的大量内、外存储空间。 分组交换（packet switching） ：是将用户发来的整个报文分切成多个长度固再定的数据块（即分组、分包），再将分组以“存储-转发”方式在网上传输。优点：分组交换使传输质量大大提高，传输成本大大
12、降低。,4.3 计算机网络组成,4.3.1 网络主体设备 4.3.2 网络传输介质 4.3.3 网络互联设备 4.3.4 网络操作系统 4.3.5 网络传输协议,计算机网络构成,网络划分为主机(host)和子网(Subnet)。主机是指连接在网络中的独立自主的计算机。子网是将主机连接起来的实体，它的作用是提供主机间的通信服务。,一个计算机子网由通信子网和资源子网构成：,通信子网负责网络中的信息传递交换、通信控制等工作。,资源子网负责信息加工处理，并向网络提供资源。,包括传输介质和通信设备。通信设备指通信处理机、交换机、集中器、路由器、调制解调器、微波站、卫星地面站等。,由各种用户计算机、工作站
13、、小型机以及大量的终端、绘图仪、磁盘机、磁带机等等。,资源子网和通信子网两个部分的结构示意图,在网络中使用通信控制处理机CCP的主要目的是为了将通信功能从主机中分离出来，以减轻主机的负荷。通信控制处理机负责网络上各主机间的通信控制和通信处理，它们组成的通信子网是网络的内层，为资源子网提供信息传输服务。,传输媒介,1、双绞线 是当前最普通的传输介质，它由两根绝缘的金属导线扭在一起而成，分为无屏蔽双绞线（UTP）、有屏蔽双绞线（STP）（抗电磁干扰强）。,2、同轴电缆 内部包含两条相互平行的导线。一般共有四层.,3、光导纤维 使用光来传输数据。分为单模式、多模式。,4、微波传输与卫星传输 以空气为
14、传输介质。,有线 无线,网络连接设备,中继器(repeater) 网桥(Bridge)、路由器(Router) 调制解调器 网关,网内连接设备,网卡(NIC)集线器(HUB)交换机(Switch),网间连接设备,Novell 的Netware也是一个非常流行的网络操作系统，它管理Novell网络。Novell网以文件服务器为中心，连接网上的各个工作站，各站点不能直接通信，必须通过文件服务器。 Windows NT是Microsoft公司推出的十分引人注目的网络操作系统，采用Windows 的标准界面，可以形成对等式的网络，各站点可以相互通信，共享信息，支持文件服务，对称多处理器等.,常用网络操
15、作系统,在计算机网络中，计算机之间通信时必须遵守一定的约定和规程，以便保证能够相互连接和正确交换信息，这些约定和规程是事先制定的，并以标准的形式固定下来，这就是网络协议。,网络通信协议,传输控制与网际互连协议,小型网际互连协议,网际分组与顺序数据包交换协议,4.4 Internet 概述,4.4.1 Internet 起源与发展 4.4.2 Internet 基本服务 4.4.3 Internet 工作原理 4.4.4 IP 地址与域名地址 4.4.5 Internet 接入方式,从60年代末至70年代初，由美国国防部资助，由高级研究项目署（ARPA）承建，通过一个名为ARPANET的网络把美
16、国的几个用于军事及研究的计算机连接起来，这就是Internet的最早形态。,Internet 的产生,由美国国家科学基金出资建立起来的 广域网NSFnet. 由四台巨型机联接在一 起。,Internet在我国的使用情况,1987年北京计算机应用研究所率先开通到德国的X.25线路；1994年5月，以“中科院北京大学清华大学”为核心的“中国国家计算机网络设施”与Internet联通，我国的Internet初具雏形。四大骨干网络:中国科学技术计算机网(CSTNET)中国公用计算机互连网(CHINANET)中国教育科研互连网(CERNET)国家公用经济信息通信网(GBNET),ISO-OSI/RM模型
17、,TCP/IP模型,LAN,家庭用户,因特网,MODEM,PSTN,PC,LAN,PSTN,ISDN、ADSL DDN、FR,路由器,MODEM,共享器,基站,企业用户,移动用户,不同类型的用户访问因特网,Internet 是如何工作的,1. 分组交换-Internet的基础 2. TCP/IP协议-Internet的核心 TCP/IP协议是针对Internet开发的一种体系结构 和协议标准，它主要确保不同类型的计算机之间 协调地工作。,TCP/IP 协议,1. 网际分组协议(IP-Internet Protocol),IP协议非常详细地规定了计算机在通信时应 遵循的全部细则。,2. 传输控制
18、协议(TCP-Transmission Control Protocol),TCP协议解决的数据传输的可靠性问题。它位于传输层。,客户/服务器-Internet 的工作模式,当访问远端计算机的资源时，远端的响应 程序叫做服务器程序，本地的要求程序叫 客户程序，这样便构成了客户/服务器体系。 Internet上所有的服务都使用了客户/服务器 机制。,Internet 上的规则,1. IP地址和域名,IP地址是运行TCP/IP协议的网络中主机的网络地址，Internet上的每一台主机均有一个唯一的IP地址。IP地址由网络信息中心NIC统一分配。,IP地址的组成:,各类IP地址具体定义如下: A类B
19、类C类D类E类,A类,B类,C类IP地址相关信息,域名Domain Name,IP地址是一串数字，系统容易处理，但不易被人记忆。因此Internet用建立了域名管理系统DNS，DNS用分层的命名方法，对网络上的每台计算机分配一个直观的、有一定含义的唯一名称，其形式为:计算机名.组织机构名.网络名.最高层域名 一个能唯一对应一个IP地址的字符型地址来表示它，这就是域名(Domain Name)。,域名是有层次的结构，地址顺序是先写小的，再写大的，地理范围越大，则越写在后面。如:,域名Domain Name,域名 域名代表的部门 域名 国家com 商业部门与工业组织 au 澳大利亚 edu 教育机
20、构 ca 加拿大 gov 政府部门 ch 瑞士 int 国际性机构 es 西班牙 mil 军事部门 cn 中国 net 网络服务机构 fr 法国 org 其他组织机构 uk 英国 art 文化艺术部门 ge 德国 info 交互网络服务商 it 意大利,地理域名（常见）,美国国内使用的机构性域,Internet的发展与它有从多的信息资源分 不开，它是巨大的全球性图书馆，它是知识 的海洋，它提供的信息资源至少包括几十个 方面，几乎无所不包。同时Internet还提供许 多的服务资源，如远程登录、电子邮件、信 息查询、新闻论坛、对话、电子杂志等服务 资源。,ISP,Internet Service
21、 provider:Internet信息服务商例如：天府热线，北京在线等各大学、机构、企业的园区网对内部的信息服务也可以叫ISP.连网的就近和选优原则 本地ISP，服务质量、信誉、通道能力。,连接Internet,拨号连网计算机调制解调器一条电话线ISP账号 专线上网 局域网连网使用户的PC机成为园区网中的一台工作站主机。,网络的安装,网络协议: 计算机之间的通信语言,服务软件包: 文件及打印机共享服务、自动 备份数据到网络服务器的服务等。,安装与设置：控制面板网络,连接Internet网络配置,Windows 操作系统安装调制解调器/网络适配器配置TCP/IP协议安装浏览器(一般系统会自带)
22、建立拨号网络连接启动IE浏览器,网络邻居,局域网在网络中配置“Microsoft 网络上的文件与打印机共享”设置/取消资源共享访问共享资源,WWW -万维网,WWW-即World Wide Web ,中文译名为“万维网”，它通过超文本（Hyper text）向Internet 用户提供全方位的多媒体信息，从而成为增长速度数十倍于Internet 整体增长速度的资源服务器，并成为最常用的工具之一。,1 . WWW万维网,2. WWW原理与特点,WWW系统采用客户/服务器模式工作。即在WWW服务器上提供信息查询与浏览服务，即运行WWW服务器程序；在用户端运行WWW客户程序，如WWW浏览器，以显示服
23、务器端的响应。,WWW上的重要概念： 1. 超文本标识语言(HTML-Hyper Text Makeup Language)用于编制通过WWW显示的超文本文件。是一种专用的 编程语言。 2. 统一资源定位器（URL-Union Resource Location）指出Internet上各种信息资源的地址，即通常所提到的“网址”。格式：通信协议:/服务器地址/文件路径和文件名,http:/ ,中国教育和科研计算机网主页地址,3. 超文本传输协议HTTP-Hyper Text Transport Protocol 是WWW上发布信息的主要协议，用以实现浏览器与Web服务器上的信息交流。 4. 主页
24、Homepage用户在访问某一网址时首先显示的页面，又 称之为起始页。现在有人把一个站点称为一 个主页。,4.5 Internet 应用,4.5.1 WWW 与浏览器（IE） 4.5.2 地址邮件（E-mail）服务 4.5.3 文件传输（FTP）(自学) 4.5.4 远程登录（Telnet）(自学),W W W浏览器,常见的浏览器：Netscape NavigatorNetsacpe CommunicatorInternet ExplorerTencent腾讯,浏览器IE的使用,启动与退出基本操作 浏览、文件保存、设置首页、收藏夹网络信息搜索,IP地址 端口,电子邮件,电子邮件e-mail是
25、Internet的最常用的基 本服务。Internet上的 30% 以上的业务量 是电子邮件。也是最具实用价值的服务。 电子邮件的特点 速度快：一般几分钟，最慢几小时。 价格便宜： 功能多：可以一信多发，可附带文件。,邮件服务器MS1,邮件服务器MS2,客户机C1,客户机C2,Internet电子邮件地址,一般由 用户名+邮件服务器域名组成，如：某单位的域名为 邮件服务器主机叫 mail用户名为 john则john的电子邮件地址为：,常用电子邮件收发软件,Outlook ExpressOutlook Express是微软公司的电子邮件客户端软件，也是使用很广泛的软件之一. 使用方便、简单。 本
26、讲座以Outlook Express为例讲述邮件的收发和管理。,配置邮件客户端软件,如：实习用的e-mail地址为：, stud2 . stud60 ,这样用户客户端应该如下配置： SMTP 填： POP3 填: 帐户名（用户名）：Stud1, stud2, stud60 收信口令： Stud1, stud2, stud60,选择题 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20),C,B,A,C,C,B,D,D,B,B,C,B,D,B,C,D,C,D,B,C,2. 填空题,有线,无线,对等模式,通信,星、环、总线,(21) (22) (23) (24) (25),(26),局域网,信息,网卡,(27),位/秒,(28),误码率,(29),通信、资源子网,(30),路由器,TCP/IP,浏览器,超文本传输,(31) (32) (33) (34) (35),Homework,
