《计算机导论》全套PPT电子课件教案-第8章 计算机通信与网络.ppt

第8章 计算机通信与网络,内容提要 本章主要介绍计算机通信与网络的基本知识以及计算机网络的应用和操作。通过本章的学习，了解计算机通信的基础知识、计算机网络的体系结构与使用方式、企业内部网与外联网，并能运用internet的服务功能进行上网操作。计算机网络是一种新的知识媒体,人们不仅可以从网络上获得各种各样的信息资源,而且还可以在网上办公、发布文件、发送e_mail以及进行商业活动等。,8.1 数据通信和连通性,数据通信系统:通过通信信道，在各计算机之间进行数据与信息的收集、传输、交换或重新分布的一个过程。这里通信信道是指在各个系统之间或一个系统的各组成部分之间用来传递数据的信息路径及其相联系着的各类通信线路 连通性:通过电话或其他远程通信信道，原来孤立的计算机能够连接到几乎世界任何地方的计算机和信息源，也能连接功能强大的计算机资源,连通方法,连通方法是指实现连通性所能使用的通信手段。 传真：扫描文档图像后,把图像转换为能在电话线上传输的信号，送到接收机器 e-mail：在个人或计算机之间发送电子书信和信息的方法 语音信息系统：连接电话的计算机系统，转换语音成数字比特 视频会议系统：允许居住在世界各地的人员进行面对面的会议 ip电话：又称为网络电话，通过计算机、普通电话等设备进行通话 网络寻呼：一台微型计算机可以随时呼叫对方的寻呼机和手机 共享资源：微型计算机的用户共享昂贵的网上硬件资源和信息资源 在线服务：诸如上海热线、america online等isp/icp对用户提供的网络服务,接入方式,调制解调器：实现模拟与数字信号的转换，速度从9600bps到56.6kbps 外置式调制解调器：一根电缆连接计算机的串行口和调制解调器，另一根电缆连接电话插座和调制解调器 内置式调制解调器：电话线分别连接卡上插孔和电话插座 无线调制解调器：使用红外线或微波等通信手段连接电话和调制解调器 高速连接方式 综合业务数字网isdn：64kbps或144kbps 异步数字用户线路adsl 电缆调制解调器 卫星/大气连接服务 e1专线：提供大约2mbps速度,通信信道,有线信道 电话线：有双绞线电缆组成，双绞线又称双扭线 同轴电缆：高频率的传输电缆，用一根实心铜芯线可以替代多对电话双绞线 光缆：具有传输频带宽、通信容量大、线路损耗低、传输距离远、抗干扰能力强、线径细、重量轻、光钎制造资源丰富等优点 无线信道 微波：使用高频率的无线电波以直线形式通过大气传播 卫星通信：使用离地球22000英里，绕轨道飞行的卫星作为微波传播站,带宽和串行/并行,数据的传输受到带宽、串/并行传输、数据流动的方向以及传输数据的模式等方式有关 带宽：一个信道每秒钟传输的比特数的能力 语音频带：标准电话线路的带宽，典型的速度从9600bps到56kbps 中等频带：特殊租用线的带宽，其速度从56kbps到264mbps 宽带：宽带是包括微波、卫星、同轴电缆和光钎信道的带宽，其速度从264mbps到30gbps 串行和并行传输 串行数据传输：信息是以连续的比特流形式传输 并行数据传输：比特通过分开的多个线路同时传输,数据流动方向和数据传输模式,数据流动方向 单工通信：数据仅能以一个方向传输 半双工通信：数据以两个方向流动，但是在某一时刻，只能是一个方向 全双工通信：数据同时能实现两个方向的传输 数据传输模式 异步传输模式：每次发送和接收一个字节的数据 同步传输：每次发送多个字节或信息块,8.2 计算机网体系结构 计算机网络定义,计算机网络是指各自具有自主功能而又通过各种通信手段相互连接起来以便进行信息交换、资源共享或协同工作的计算机组成的复合系统。 具有自主功能指的是这些计算机若离开了网络也能独立运行与工作 这些计算机之间是相互连接的，连接所使用的通信手段形式各异，距离可远可近 连接所使用的媒体可以是电话线（双绞线）、同轴电缆或光纤等有线信道和卫星、微波等无线信道，信息在媒体上传输的方式和速率也可以不同 计算机连接的目的是进行信息交换、资源共享或协同工作,计算机网络术语,结点：指连接到网络上的任何设备 客户端：请求和使用来自其他结点资源的结点 服务器：和其他结点共享资源(即提供资源)的结点。如文件服务器、打印机服务器、通信服务器、web服务器、数据库服务器。 网络操作系统：除完成单机操作系统功能外，用于控制和协调网络上计算机的活动 分布式处理：计算机的能力和资源分布于不同位置 主机：通常是指一个大型的中心计算机，或internet上具有固定ip地址的结点。,网络组成、协议与分类,计算机网络组成 点-点网络：有许多一对计算机之间的连接组成。信息通过存储-转发技术进行传输 广播式网络：一根通信信道被网上所有计算机所共享 计算机网络协议：交换信息的通信规则： iso的osi：开放系统互联，国际标准 tcp/ip：既成事实的工业标准,网络组成、协议与分类（续） 计算机网络分类,计算机网络拓扑结构,星型：数台小型/微型计算机或外部设备连接到称为主机或文件服务器的中央单元，网中所有的通信都通过中央单元 总线型：总线是指所有设备连接的共同电缆，网上的所有信息传输都沿着这一电缆（总线） 环型：网上每一设备连接其他两个设备，形成一个环，网中不存在中心服务器或计算机，信息沿着环传递 层次型：像星型网络一样，由一系列计算机连接到中央主机所组成。然而，这些计算机又是另外更小的计算机、外部设备的主机,8.3 计算机网络的互联设备,集线器是对网络进行集中管理的重要工具，其功能是随机选出某一端口的设备,并让它独占全部带宽,与集线器的上联设备(交换机、路由器等)进行通信。集线器有共享式和交换式两种方式 交换机有两种工作方式: 一种是直接通过，当信息包进入交换器以后，交换器只检查目的地址，所以这种方式速度较快。另一种方式是存储转发 路由器可以对两个相同或不同类型的网络进行连接。它主要完成信息包的选路和流量控制等处理 网关是一种将不同网络体系结构的计算机网络连接在一起的设备 网桥则是连接相同网络体系结构的计算机网络的设备。,构架计算机网络的策略,策略就是协调共享的资源和信息的方法 终端网络系统：处理的能力是集中在一个大型计算机上，连接到该大型计算机的结点是终端，所谓终端，通常指它几乎没有自己的处理能力 对等网络系统：结点既能作为服务器，又能作为客户端 客户/服务器网络系统：使用功能强大的计算机（通常称为服务器）协调网络中所有其他结点并提供所需要的服务 浏览器/服务器网络系统：在客户/服务器结构基础上，引入web浏览功能,8.4 internet与tcp/ip协议 internet的发展,1969年 美国建立了一个名为arpa计算机网络。 1972年 arpa网结点机由4台发展到50个 开始制定第二代网络协议。 1983年 arpa网采用了tcp/ip协议。 1985年 美国科学基金会建立基于tcp/ip协议的nsf网络。 1986年 nsf取代arpa网成为今天的internet的基础。 1990年以后 “信息高速公路”计划的推行，光钎、卫星通信成为internet主干网的重要媒介，internet网自然进入了商业网阶段。,第二代互联网internet2（平行互联网），上网速度加快了100倍以上。 可播放高清晰度的影像文件； 使用两个光纤主干网及网络协议为用户提高“超快速”的网络连接 支持新的协作方式的3d虚拟共享环境,internet应用,internet的工作方式,信息的传递：internet的工作方式相似与邮政系统，传递的信息必须封装好，称为一个分组，internet使用的ip协议就是关于在internet中传递分组封装格式的约定，分组在internet中通过若干个路由器（类似邮局）转发来传递到目的地。路由器之间的传输路径可以是一条专线、一条卫星通道、电话网，也可以是其他计算机网络，就如同邮局间的传输可以通过公路、铁路、航空或海运来实行一样 tcp/ip：是完全开放的，其所有的技术和规范都是公开的. ip协议定义了分组的格式、怎样分解信息和重新组装等方面的约定， tcp用于控制怎样和什么时候计算机之间进行信息传输,6（中国教育科研网）,ip地址,ip地址类型,允许数量,dns采用分层次结构，入网的每台主机都可以有一个类似下面的域名：,从左到右，域的范围变大。具有实际含义，比ip地址好记。 internet上几乎在每一子域都设有域名服务器，服务器中包含有该子域的全体域名和地址信息。internet每台主机上都有地址转换请求程序，负责域名与ip地址转换。,域名系统dns,internet中计算机的地址和命名（续）,internet连接,服务提供者：连接到internet，并为个人访问internet提供通路或连接的服务商 学院和大学 服务提供商isp，isp提供收费internet访问服务，如at&t的worldnet 在线服务提供商：除了提供isp提供的服务外，还提供其他附加的服务功能，如aol、上海热线等 internet接入 直接或专线 lip（serial line internet protocol）和ppp（point-to-point protocol） 终端连接（terminal connection）,内置modem卡,单机电话拨号入网连接,局域网连接,局域网与internet连接一般应采用专线接入方式,局域网通过专线连接到internet上后，局域网中的每台计算机都可以拥有单独的ip地址,防火墙,邮件服务功能,邮件服务三要素：邮件通信协议、邮件服务器和客户端程序 邮件通信协议：发送邮件协议smtp和接收邮件协议pop3 邮件服务器：接收邮件服务器和发送邮件服务器，这里“服务器”指的是计算机程序（进程），实际上，通常接收邮件服务器和发上发送邮件服务器是在一台计算机上 客户端程序：foxmail、outlook express等 email基本要素：主题、地址、附件以及内容,发送方使用smtp协议 接收方使用pop3协议,电子邮件收发示意,ftp服务功能,ftp：internet上的一个双向文件传输工具(协议) 匿名服务器：internet上许多ftp服务器允许每个用户自由地登录，这些ftp服务器被称为匿名服务器，即用“anonymous”作为用户名，用自己的e-mail地址作为口令便可登录 压缩文件的处理：internet上有许多不同类型的压缩文件，winzip能处理大部分压缩文件，另外在网上有许多文件被压缩成自展开文件 ftp服务器：软件分为共享软件和免费软件两大类,本地计算机连接到远端的另一台计算机上去，作为这台远程主机的终端,可以实时地使用远程计算机上对外开放的全部资源，也可以查询数据库、检索资料或利用远程计算机完成大量的计算工作。,远程登录telnet,web浏览,www或称为web、3w，是internet上的环球信息网，它提供广域超媒体信息服务，可以在同一画面中同时显示文本、图像、声音、动画以及超链接。 浏览器：浏览web网页的程序，如ie、netscape communicator 统一资源定位器：定义资源的地址或位置，简称urls。urls至少有两个部分，第一部分http:/定义连接资源的协议；而第二部分表示资源所在位置服务器的名字或域名，微软服务器的名字是。（许多urls还有附加的部分定义目录路径、文件名和指针）,搜索引擎,按照语言分类：英文、简体中文、big5繁体中文 按照搜索引擎的信息组织形式进行分类： 按内容分类进行搜索的引擎：搜索引擎将内容分门别类地编排成树状目录结构，在搜索时按主题类别进行浏览 按关键字进行搜索的引擎：按输入的关键字进行搜索 全文和标题式搜索引擎：标题式搜索引擎是指数据库中存放网页或网站的标题和内容摘要，而全文式搜索引擎在数据库中保存各网页的全部内容，涉及范围要大得多。 独立式搜索引擎：用户提出的搜索要求都在其自身的数据库中进行索引 中介搜索引擎：把用户的输入自动格式化，使之符合所查询的每个搜索引擎的语法，然后递交给网上多个搜索引擎同时进行查询 其他搜索引擎：寻人搜索引擎、新闻组搜索引擎、企业搜索引擎、软件搜索引擎,8.7 html与网页设计工具,html：标记语言,不受用户平台的限制,能够将文本、多媒体文件、发送邮件和选项菜单等巧妙的连接在一起，而且每个超文本文件都可通过链接互相访问 网页设计工具： microsoft frontpage系列 netscape composer dreamweaver html扩展： cgi：一种web服务器和应用程序之间的接口 java script：一种新的描述语言，它可以直接嵌入html文件中 java：由sun公司开发，一种与平台无关的开放式编程语言 vrml：虚拟现实模型语言，可以生成一些特殊的效果,网页组件,文本：标题、文章以及文字超链接 图像：图像格式主要是gif和jpeg 视频：windows视频文件.avi以及压缩的视频文件 书签：书签是网页中的一些标记，放在网页的页首作为一个目录 文字和图像超链接：超链接就是在网页之间的跳转 背景：图像或颜色填充网页背景，增加网页的视觉效果 表格：使用表格安排一些统计数据等信息,网页发布与登记,通过免费主页空间发布网页 提出申请：访问提供空间的网站，填写一些申请表格 服务器管理员通过e-mail确认你被许可，许可的同时给你登录服务器的用户名和密码。使你能以ftp方式将自己的网页文件上载到服务器上指定的目录中 上载文件后，向服务器管理员请求分配给其url，并将url与该网页文件建立链接 网页登记：存放网页的服务器一般会给所有个人网页一个专门的列表，并给出简单的描述说明，甚至有的还提供了对个人网页的搜索功能，以便别人浏览它们,服务器一端是一组web服务器，存放可在intranet上共享的html信和其他应用。 (1)客户端则是安装有浏览器的性能较低的微型计算机。(2)intranet是一个组织内部的私有网络，它表示在特定机构范围内使用的internet,extranet:可以与公司经常需要联络的企业或客户，以及远程的用户成员保持联系。,应用服务器 数据库服务器,浏览器,对应于internet是公众网络， intranet通常采用的标准是 internet协议（如tcp/ip和http），并且其体系结构采用 客户/服务器模式。,internet与intranet,intranet安全,本章小结,计算机网络是一种新的知识媒体,人们不仅可以从网络上获得各种各样的信息资源,而且还可以在网上办公、发布文件、发送email以及商业活动等。本章初步介绍了计算机网络的概念及其应用。特别描述了internet的有关技术和各种应用及其相关工具软件以及日渐流行的集群和网格技术。后续课程将学习计算机网络硬件的组成和网络操作系统涉及的iso协议和tcp/ip协议,同时能掌握网络软硬件的安装、设置以及最新发展的网络新应用和新技术，例如多媒体网络、网络安全、电子商务以及adsl、蓝牙通信等宽带和无线接入技术等。,第十章 计算机系统的安全,10.1数据加密 10.2防火墙技术 10.3计算机病毒,计算机信息系统安全,计算机系统的硬件、软件、数据受到保护，不因偶然的或恶意的原因而遭到破坏、更改、显露，系统能连续正常运行。,安全威胁,数据加密 数据加密技术,加密技术