1、第七章 计算机网络基础,计算机网络的概述 计算机网络的组成 局域网 Internet基础 Internet应用,7.1 计算机网络概述,7.1.1 计算机网络的定义利用通信线路和网络设备，将位于不同地理位置的且具有独立功能的计算机连接起来，在网络软件的支持下，实现计算机的分布与协同工作，并进行信息交换和硬件资源共享。在计算机网络组成中，有三个要件：计算机、通信线路、网络设备以及通信协议和网络软件。,7.1 计算机网络概述,7.1.2 计算机网络的发展远程终端联机阶段（20世纪50年代末） 由一台大型计算机和若干台远程终端通过通信线路连接而成。 特点：以单个主机为中心，由主机向各个终端提供服务，
2、终端 设备不能为主机提供服务。 网络的主要功能：以数据通信为主，终端设备与中心计算机 之间不提供相互的资源共享。 计算机网络阶段（20世纪60年代后期） 特点：各个计算机之间不仅彼此交换数据、传递信息，而且它 们又自成系统，具有自主的处理能力。由原来的一个处理中心 变为多处理中心 ，解决了联机系统中心计算机因既承担通信又 承担数据处理而导致的负担过重的问题 。,7.1 计算机网络概述,计算机网络互联阶段（20世纪70年代）通过网络互联设备，将不同的网络体系结构联接在一起。 功能：对于更大范围内的网络实现互联以及在不同地域的计算机 资源可以共享 。 信息高速公路阶段（20世纪90年代）Inter
3、net的建立，把分散在各地的网络连接起来，形成一个跨国界、覆盖全球的网络。,7.1 计算机网络概述,7.1.3 计算机网络的分类 1 按网络拓扑结构分类拓扑结构：将网络中的计算机抽象为一个节点，把通信线路看作是一根连线，抽象出网络的物理连接形式 星型结构：以一台设备作为中央节点，外围节点都单独连接到中央节点上，必须通过中央节点才能通信 。优点：通信协议简单，建网容易；故障诊断比较简便缺点：电路利用率低，费用高；可靠性低，扩充困难,7.1 计算机网络概述,环型结构将总线结构的两端相连，形成一个闭合的环，信息在环中作单向流动。优点：电缆长度短、成本低。缺点：环中任意一处的故障都会造成网络瘫痪，而且
4、增减节点时需要断开环路，灵活性较差。,7.1 计算机网络概述,总线结构所有节点都连到一条主干电缆上，信号沿总线传输优点：单一的节点故障互不影响。缺点：总线任务重，易产生瓶颈问题，且总线本身的故障对系统将是毁灭性的。,7.1 计算机网络概述,树型拓扑结构优点：树型拓扑易于扩展，故障容易隔离，便于网络的分布式管 理。缺点：对根结点依赖性太大。,7.1 计算机网络概述,网状结构其每一个节点都与其他节点一一直接互联缺点：网络关系复杂，建网不容易，网络控制机制比较复杂,7.1 计算机网络概述,2按网络的地理范围分类 局域网LAN：范围一般在10km以内，以一个单位或一个部门的小范围为限。优点：数据传输速
5、率高，误码率低，网络结构简单易于实现。典型的代表：就是美国施乐公司研制的以太网（Ethernet)。 城域网MAN：一般建立在一个城市或者一个地区，范围在10 km100 km左右，利用网间设备将不同的局域网连接起来。 广域网WAN ：一般由多个部门或多个国家联合组建，范围通常在几十至几千公里，通信传输设备和媒体一般由电信部门提供。典型代表：互联网,7.1 计算机网络概述,3 按网络采用的交换技术分类 电路交换：发送点与接收点之间构成一条实际连接的专用物理线路 报文交换：采用存储转发方式，根据报文中的控制信息，利用数据传输的路径算法，确定报文的下一个节点，并发送数据。不需要专用线路。 分组交换
6、：现代网络的技术基础。在传送前将数据分组，分组中包含了必要的传输信息，以分组为单位发送数据。 4 其他分类按使用范围划分，可分为公用网和专用网,7.1 计算机网络概述,7.1.4 计算机网络的功能 数据通信:最基本的功能，主要完成网络中各个节点之间的通信。 资源共享:最本质的功能。合法网络用户均可享受网络中其它计算机系统的全部或部分资源。 实现分布的信息处理:指网络系统中若干台计算机可以互相协作共同完成一个任务。 提高计算机系统的可靠性,7.1 计算机网络概述,7.1.5 计算机网络协议网络协议：计算机能够相互通讯的标准。它规定网络 上的计算机如何彼此识别、数据的传输格式以及信息到达目的地时应
7、如何处理等。,7.1 计算机网络概述,目前流行的数据传输协议 ：NetBEUI：网络基本输入输出系统扩展用户接口, IBM公司开发，体积小、效率高。 IPXSPX：是Novell公司在NetWare局域网上实现的通信协议。 TCPIP ：是一组工业标准协议，具体包括100多个不同功能 的协议，是互联网上的“交通规则” 。TCP：保证被传送信息的完整性。IP： 负责传送信息。特点：标准化、实用性、可路由性结构：应用层、传输层、网络接口层、网际网层,7.1 计算机网络概述,7.1.6 计算机网络的体系结构网络体系结构：各个层和在各个层上使用的全部协议 1 OSI参考模型 OSI开放系统互联参考模型
8、将整个网络的通信功能划分成七个层次，每个层次完成不同的功能。这七层由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。,7.1 计算机网络概述,OSI网络体质结构模型,7.1 计算机网络概述,2 TCP/IP参考模型 TCP/IP参考模型可以分为四个层次： 应用层 传输层 网际层 网络接口层,TCP/IP参考模型,7.2 计算机网络的组成,7.2.1 网络硬件 1.计算机在网络中的几种工作模式 对等网络模式 :对等网络是指网络中的每个计算机都把其他计算机看作是平等的或是对等的，没有主从之分 客户机/服务器模式 :其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取
9、，称为服务器。而将其他的应用处理工作分散到网络中其他微机上去做 浏览器/服务器模式 :软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现，用户表现完全在WEB服务器中实现,7.2 计算机网络的组成,2 网络中的计算机设备 服务器:在计算机网络中，分散在不同地点担负一定数据处理任务和提供资源的计算机称为服务器，服务器是网络运行、管理和提供服务的中枢，直接影响着网络的整体性能 工作站:工作站又称为客户机。在网络系统中，只有向服务器提出请求或共享网络资源而不为其他计算机提供服务的计算机称为工作站,7.2 计算机网络的组成,7.2.2 网络连接设备 1 接口设备 （1）网卡:网络接口卡，通过总线、电缆将计算机与
10、网络传 输介质相连 （2）调制解调器 :调制解调器是一种进行数字信号与模拟信号转换的设备 2 互联设备 （1）中继器:用来延长网络距离的互连设备。将来自一侧的信号转发到另一侧。 （2）集线器(HUB):传输中枢或多路交汇点。现在的HUB采用模块化结构，称为集中器,7.2 计算机网络的组成,（3）网桥：在中继器的基础上，增添了智能化连接服务。 （4）交换机:它将传统的网络“共享”传输介质技术改变为交换式的“独占”传输介质技术，提高了网络的带宽。 （5）路由器：实现互连，选择最有效的路径发送数据包。 （6）网关：是实现网络间的互通设施，不同网络之间的协议转换。,7.2 计算机网络的组成,7.2.3
11、 网络传输介质 通信介质：充当网络中数据传输的通道，一般分为有线介质和无线介质。 有线介质:双绞线、同轴电缆和光纤,7.2 计算机网络的组成,无线通信：指微波通信。 优点：容量大、受外界干扰小、传输质量高、费用小缺点：要设立中继站，保密性差 光纤通信：通信量大、速率高、传输距离长、保密性好 卫星通信：利用人造卫星作为中继站，成本与距离无关，通信容量大，可靠性高,7.2 计算机网络的组成,7.2.4 网络软件 1网络操作系统负责管理网上的所有硬件和软件资源，使它们能协调一致地工作 常见的网络操作系统有UNIX系统、NOVELL NETWARE 3.2和WINDOWS NT4.0、WINDOWS
12、2000 SERVER系列。,7.2 计算机网络的组成,2网络通信软件与协议软件网络通信软件支持计算机与相应的网络相连，能够容易地控制自己和应用程序与多个站点进行通信，并对大量的通信数据进行加工和处理。网络协议软件是计算机网络中各部分之间必须遵守的规则和集合，计算机网络体系结构也由协议决定，网络管理软件、网络通信软件以及网络应用软件等都要通过网络协议软件才能发生作用 3.网络应用软件：根据用户的需要开发出来的软件,7.3 局域网,7.3.1 局域网的特点 地理范围较小：0.110公里 传输速率较高：100Mb/s 误码率较低：10-8 10-10 局域网组网方便、实用灵活,7.3局域网,7.3
13、.2 局域网的体系结构遵从IEEE802标准，IEEE802的LAN标准遵循OSI参考模型的分层原则，描述最低两层：物理层和数据链路层为了使局域网中的数据链路层不致过于复杂，将局域网的数据链路层分为两个子层，即介质访问控制子层（MAC）和逻辑链路控制子层（LLC）。,7.3局域网,7.3.3 局域网的结构类型 1以太网以太网是目前应用最广泛的局域网，以太网具有传输速率高、网络软件丰富、安装连接简单、使用和维护方便等优点 采用CSMA/CD技术的LAN 由IEEE 802.3工作组制定标准,7.3局域网,2令牌环网 环中有一个令牌 得到令牌的站可 以发送数据 令牌在环中传递 3令牌总线网从物理连
14、接上看，所有站点都挂在一条总线上，但在逻辑上，所有站点都被组织在一个逻辑环里，并且按照地址从高到低地进行排列。当一个站点发送完数据后，在令牌中重填入其后继站点的地址，并传给后继站点，由后继站点发送数据 4FDDI网络,7.3局域网,7.3.4 局域网组网实例 1网络规划 2布线 3线缆制作 4安装网卡 5标识计算机 6协议设置 7使用网络上的资源 8网络的连通性测试,7.4 Internet基础,7.4.1 Internet的发展历史 起源于一个名叫ARPANET的广域网1946年由美国国防部高级研究计划署创办，最初只连接了位于不同地区的四台计算机 1983年，APPA和美国国防部通信局研制成
15、功了用于异构网络的TCP/IP协议 1986年，美国国家科学基金会（National Science Foundation）利用TCP/IP通信协议，在5个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网 在20世纪90年代以前，Internet的使用一直仅限于研究与学术领域。到20世纪90年代后，开始向商业机构开放，商业机构的纷纷涌入，带来了Internet发展史上一个新的飞跃。,7.4 Internet基础,7.4.2 Internet在中国 1中国公用计算机互连网CHINANET 2中国科技网CSTNET 3中国教育与科研计算机网络CERNET 4国家公用经济信息通信网GBNET
16、,7.4 Internet基础,7.4.3 Internet地址 1 IP地址按照TCP/IP协议，接入到Internet上的每一台计算机都有一个唯一的地址标识，这个地址称为IP地址。 （1）IP地址的格式一个IP地址包含32位二进制数，分4个字节，每个字节对应0255的十进制整数。表示时常用十进制标记，段间用圆点“.”分开 a 二进制: 32位（4个字节） 例如: 00001010 00000010 00000000 00000001 b 点分十进制标记法： 每个字节分别用十进制表示 例如: 10.2.0.1,7.4 Internet基础,（2）IP地址的分类AE类，常用A、B、C三类 A类
17、地址的最高位为0,网络号占7位,主机号占24位,所以A类地址范围为0.0.0.0127.255.255.255； B类地址的最高两位为10,14位标识网络地址,16位标识主机地址,所以B类地址范围为128.0.0.0191.255.255.255； C类地址的高三位为110,用21位用来标识网络地址,8位标识主机,所以C类地址范围为192.0.0.0223.255.255.255。在5类地址中ABC为3种主要类型； D类地址用于组播，允许发送到一组计算机， E类地址暂时保留，用于实验和将来使用。,7.4 Internet基础,注意几类特殊的IP地址： 主机号全为“1”的网络地址用于该网络的广播
18、之用，叫做广播地址。 将IP地址的主机号设置为全“0”，这时表示的就是当前计算机所处网络的网络地址。 网络地址127是用来做循环测试用的，不可做其他用途 IP地址的第四个字节不可为0,7.4 Internet基础,(3) 子网掩码IP地址应包含网络号、子网标识和主机标识三个部分。划分子网的常见方法是用主机号的高位来标识子网号，其余位表示主机号，也就是子网标识占用一部分主机标识 子网掩码也是一个32位的数字，用圆点“.”分隔成四段。其构成规则是：所有标识网络号和子网号的部分用1表示，主机地址用0表示 A、B、C三类缺省的子网掩码如下：A类：255.0.0.0；B类：255.255.0.0;C类：
19、255.255.255.0。,7.4 Internet基础,2. 域名系统域名系统（DNS）是用字符来表示一台主机的通信地址。 域名系统采用层次结构，按地理或机构进行分层。 一个完整的域名地址由若干部分组成，各部分之间由点隔开，每部分有一定的含义，从右到左各部分之间大致上是上层与下层的包含关系，且域名的级数通常不超过5。 域名的一般格式为： 计算机主机名. 网络名.机构名.顶级域名。 3. 域名服务器Internet上有很多负责将主机地址转为IP地址的服务系统域名服务器（DNS），这个服务器系统负责管理存放主机名和IP地址的数据库文件，以及域中的主机名和IP地址映射。,7.4 Internet
20、基础,常用的顶级域名：,7.4 Internet基础,7.4.4 Internet的接入用户可以根据需要选择不同的接入方式，常见的接入方式有： 1. 拨号上网 2. ISDN接入 3. ADSL 4. 利用缆线调制解调器上网 5. 宽带接入 6. 局域网连接,7.5 Internet的应用,7.5.1 WWW浏览互联网的含义：将不同类型、不同技术组成的各种计算机网络按照一定的协议相互连接在一起，从而实现资源和服务的共享。1 超文本标记语言（HTTP）HTTP，是WWW的描述语言， HTML文本是由HTML命令组成的描述性文本，HTML命令可以说明文字、图形、动画、声音、表格、链接等,7.5 I
21、nternet的应用,2统一资源定位（URL） 每一个网页都有一个独立的地址，这个地址就被称为统一资源定位器 由三部分组成：传输协议、网页所在的WWW服务器地址、网页的路径及文件名。其格式为： 访问方法：/主机地址/路径/文件名。,7.5 Internet的应用,3HTTP协议HTTP：超文本传输协议。在WWW服务器和用户浏览器之 间传输数据的协议 4 WWW浏览器负责接收来自服务器的数据并通过特定界面表示出来（Navigator和Internet Explorer) ,7.5 Internet的应用,7.5.2 远程登录远程登录服务能够使用户的计算机登录到网络上另一台远程计算机上 要使用远程
22、登录服务，需要具备两个条件：在本地计算机安装了远程登录客户程序；用户在远程计算机上拥有一个登录账号（用户名和口令）。,7.5 Internet的应用,7.5.3 文件传输文件传输是因特网的重要资源服务之一，它的实现完全依赖于文件传输协议的支持。该协议的英文名称是FTP(File Transfer Protocol） 下载（download）:从远程主机上将文件拷贝到自己的计算机上 上传（upload）:将本机上的文件复制到远程主机上,7.5 Internet的应用,(1) 匿名FTP服务器: 任何用户都可以自由访问的FTP服务器 (匿名)用户名: anonymous口令: 任意(2) 非匿名F
23、TP服务器 用户必须首先获得该服务器系统管理员分配的用户名和口令，才能登录和访问。,7.5 Internet的应用,1. 基于HTTP协议下载 （1）使用浏览器直接下载 （2）使用下载工具下载 2. 基于FTP协议下载 （1）Windows下的FTP （2）Internet Explorer 下的FTP （3）应用工具软件下载,7.5 Internet的应用,7.5.4 电子邮件电子邮件服务提供的功能是电子邮件的收、发以及电子邮件的管理功能 。收发电子邮件，要拥有一个属于自己的“邮箱”，也就是E-mail账号，E-mail账号可向ISP申请，还要有一个密码，在收邮件时会用到，用来控制他人的访问
24、和使用。使用电子邮件时，每个用户都有一个唯一的地址，E-mail地址格式如下：“用户名”“主机地址”,7.5 Internet的应用,电子邮件采用的协议 1）发送邮件：SMTP， 简单邮件传输协议 使用SMTP协议的计算机通过Internet实现连接后，便可进行邮件交换 2）接收邮件： POP3邮局协议 为客户从邮件服务器中取回等待的邮件。 3）Internet信息访问协议 它是与POP3功能相似的另一种协议 ，它提供了在远程服务器上管理邮件的手段，具有所谓的智能邮件存储功能,7.5 Internet的应用,2. 获取电子邮箱 （1）从ISP处获取电子邮箱 （2）从公共网站申请电子邮箱,7.5 Internet的应用,7.5.5 网上聊天 1MSN利用MSN，用户可以与同在MSN的朋友聊天、发送文件、发电子邮件、进行语音通话、发送网络摄像机画面、与朋友共玩游戏、自动共享文件等。 2. ICQ和OICQICQ是英文I Seek You的连音缩写，又称为网络寻呼机。OICQ是Open ICQ 缩写，是专为中国人设计的网上寻呼机，俗称QQ。网上寻呼机ICQ最常用的功能是收发消息，当用户的寻呼软件上线以后，可以接收他人发来的消息或者发送、回复消息给他人。,7.5 Internet的应用,7.5.6 IP电话 IP电话的类型：PC到PCPC到phonephone到phone,
