[理学]大学计算机基础课件.ppt

1,第8章 计算机网络,本章主要内容 （重点） 8.1 计算机网络基础 8.2 局域网技术 8.3 Internet 概述 8.4 Internet 应用 8.5 网络信息安全,2,8.1 计算机网络基础,8.1.1 网络的概念 8.1.2 网络的形成和发展 8.1.3 网络的分类 8.1.4 网络的拓扑结构 8.1.5 网络的组成 8.1.6 网络体系结构,3,什么是计算机网络 ?,产生计算机网络的基本条件: 通信技术与计算机技术的结合。,8.1.1 计算机网络概念,为了实现通信和资源共享的目的，将 分布在不同地理位置的、具有独立功能的 多台计算机用传输介质互连起来组成的系 统称为计算机网络。,4,1信息交换 这是计算机网络最基本的功能，完 成网络中各个节点之间的通信。 2资源共享 包括硬件、软件和数据资源的共享。 3分布式处理 网络系统中分布在不同位置的若干 台计算机可以互相协作共同完成一个任务。,计算机网络的功能,5,8.1.2 计算机网络的形成与发展,计算机网络发展的三个阶段： 1954年 计算机网络雏形阶段 主机终端 单台计算机连接多台终端。 1969年 ARPA网，计算机网络产生与兴起阶段 计算机 计算机 多台计算机相连。 1983年 OSI开放模型，计算机网络成熟阶段 网络体系结构标准化 Internet的建立，计算机网络广泛应用 全球范围网络与网络互联，信息高速公路。,6,网络实例: ARPA网,因特网的前身，是美苏冷战时期 由美国军方建立的实验性网络。地域 跨越美洲、欧洲。具有现代网络的许 多特征，例如: 分组交换 分层次的网络体系结构 较为完善的通信协议,7,8.1.3 计算机网络的分类,局域网( Local Area Network ， LAN ) 范围：小，20KM 传输技术：基带，10-1000Mbps，出错率低（10-10） 城域网( Metropolitan Area Network ，MAN) 范围：中等，100KM 传输技术：宽带/基带 广域网( Wide Area Network ， WAN ) 范围：大，100KM 传输技术：宽带，出错率高,按网络分布的地理范围进行分类：,8,局域网示意图,网络服务器,客户机,9,校园网,一个学校范围内的计算机网络通常称为校园网。它是由若干个局域网连接构成的一个规模较大的、结构较复杂的局域网。,四川大学行政办公大楼,四川大学锦江学院,10,8.1.4 网络的拓扑结构,将连入网络中的各种设备抽象为一个一个的节点，所谓拓扑结构是指各个节点与通信线路之间的几何布局，反映出网络中各实体之间的结构关系。 常用的拓扑结构有： 1. 星形拓扑结构 2 总线形拓扑结构 3. 环形拓扑结构 4. 树形拓扑结构,11,星形拓扑结构,一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接 。 特点： 通信协议简单，网络性能依赖中央结点，单个站点故障不会影响全网。,12,总线形拓扑结构,所有节点挂接到一条总线上。 特点： 结构简单，可靠性高。 对站点扩充和删除容易。 总线任务重，易产生瓶颈问题。,13,环形拓扑结构,所有节点连接成一个闭合的环. 特点： 传输速率高，传输距离远。 站点的故障容易引起整个网络的崩溃。,14,树形拓扑结构,多级层次结构, 一个根结点,多个分支节点。 特点： 通信线路连接简单，维护方便。 资源共享能力差，可靠性低。,15,8.1.5 计算机网络的组成,1. 计算机网络的逻辑组成 通信子网。通信子网主要由通信设备和通信线路组成，其任务是在端节点间传送信息。 资源子网。资源子网又叫数据处理子网，由网络上的主机用户组成。资源子网用于数据处理和资源共享。 2. 计算机网络的物理组成 网络硬件：包括计算机、传输介质和网络互联设备。 网络软件：包括局域网操作系统、网络协议软件、网络通信设备和相关的网络应用软件。,16,通信子网 与资源子网,CCP,一、计算机网络的逻辑组成,17,网络中两层子网的概念,通信子网 位于网络内层,由通信控制处理机CCP组成的传输网络,负责网络数据传输、转发等通信处理任务。 资源子网 网络的外围，建立在通信子网基础上的主机集合，提供各种网络资源和网络服务。,18,二、计算机网络的物理组成,主体设备（计算机） 硬件 传输介质 计算机 网络连接设备 网络 网络操作系统 软件 网络协议软件 网络应用软件,19,1. 网络硬件主体设备（计算机）,服务器 为整个网络提供共享资源和服务的计算机 。 客户机 向网络提出服务请求的计算机。Internet 的工作模式： 客户机 / 服务器模式（C/S模式）,20,客户机/服务器网络模式（C/S）,服务器 网站1,服务器 网站2,客户机,客户机,客户机,客户机,请求服务,提供服务,21,2. 网络传输介质,双绞线,传输介质,22,光纤端头,有线传输介质,同轴电缆,光缆,双绞线,23,无线介质,微波传送塔,目前可用于通信的电磁波频谱有无线电波、微波、红外线、激光。,地球,24,地球同步卫星,使用3个同步卫星可覆盖全球通信范围 通信距离远 覆盖范围广,用卫星作为 微波中继站,25,3. 网络连接设备,网络连接设备是网络硬件的重要组成部分，用来实现网内设备的连接以及网络与网络之间的互联。 主要的网络连接设备有： 网卡 集线器 中继器 路由器 网桥 网关 调制解调器,26,网络内部连接设备,网卡 （网络适配器） 网卡是计算机和传输介质之间的物理接 口，为计算机之间提供数据传输功能。 入网的微机必须安装网卡（插在主机板的扩展槽中）才能与局域网相连。 集线器 （Hub） 用来连接网络上的各个结点。 集线器除了对接收到的信号再生并传输外，还可为网络布线和集中管理带来方便。,27,网内连接设备,网卡,集线器,28,网络与网络连接设备,路由器 用于局域网之间互联的一种存储转发设备。网络通信时可实现路由选择,能自动计算数据传输的最佳路径。 网桥 网桥也是一种存储转发设备，用于两个同类局域网之间的互联，并对网络数据的流通进行管理。 网关 网关又称协议转换器，是一种复杂的网络连接设备。用于不同协议网络之间的连接。 调制解调器（Moden） 用于计算机通过公用电话线与网络的连接。在通信时实现数字信号与模拟信号的相互转换。,29,网间（网 网）连接设备,网关,路由器,网桥,交换机,交换机,交换机与网桥是同类设备， 是一种多端口高速网桥,30,路由器和路由选择,路由器在因特网中起着重要的作用，它连接两个或多个物理网络，负责将从一个网络收来的IP数据报，经过路由选择，转发到一个合适的网络中。 在因特网中，需要进行路由选择的设备一般采用表驱动的路由选择算法。每台需要路由选择的设备保存一张IP选路表，当需要传送IP数据报时，它就查询该表，决定把数据报发往何处。,31,LAN 1,LAN 2,用路由器连接两个LAN,路由器,32,4. 网络软件,网络操作系统 网络操作系统除了具有计算机普通操作 系统的通用功能外，还具有提供高效、可靠 的网络通信能力和多种网络服务的功能。 主流网络操作系统： Windows NT 操作系统 NetWare 操作系统 Uuix 操作系统,33,网络协议,定义： 网络协议是为在网络中进行通信而建立的规则、标准或约定。 组成要素： 1) 语法 信息的结构和格式 2) 语义 需要作出的动作及响应 3) 时序 操作的执行顺序 要在网络中进行通信，网络协议是必不可少的！,34,8.1.6 网络体系结构,网络通信要在两个进行通信的实体之间的不同层面上进行，各层都要定义相应的通信协议，还要建立层间协议。层面与协议的集合称为网络的体系结构。 OSI 模型 TCP/IP 协议,35,网络体系结构的几个基本概念,分层 把复杂的互联网络的通信问题划分为若干 较小的、单一的问题，在不同层上予以解决。 接口 每层都是建立在它的前一层的基础上，每层都 有相应的通信协议，相邻层之间的通信约束称为接口。 服务 在分层处理后，每一层仅与其相邻上、下层通 过接口通信，上、下层之间的关系是下层对上层服务，上层是下层的用户。,36,开放系统互连OSI参考模型,为了实现全球范围内的网络互联，国际标准化组织ISO制定了开放系统互联参考模型OSI，这是一个计算机互联的国际标准。 OSI模型分为七层，将数据从一个站点到达另一个站点的工作按层分割成七个不同的任务。 开放是指任何两个不同的计算机系统，只要共同遵循 OSI标准，就可以进行通信。 OSI中的系统指计算机、外部设备、终端、传输设备、操作人员以及相应软件。,37,开放系统互连OSI参考模型,各层的任务： 处理网络应用 数据如何表示 主机间的通信 端到端的连接 路由寻址 介质访问接入 比特流的传输,38,8.2 局域网(LAN)技术,一、 局域网特点 覆盖范围比较小 范围 20 km 数据传输速率高 10Mbps1000Mbps 误码率低 10-8 10-10 结构简单， 组网容易，价格低廉，应用广泛 二、 局域网的有关技术 拓扑结构 总线型、星型、环型 传输介质 双绞线、同轴电缆 访问控制技术,三、局域网标准（网络协议）,IEEE802系列局域网标准是局域网普遍采用的技术标准，其中IEEE802.3 和IEEE802.5标准应用最为广泛。 局域网不存在路由选择问题，因此它的体系结构不需要网络层。 IEEE802为局域网规定的标准只对应OSI参考模型的最低两层。 以太网采用的标准是 IEEE802.3 令牌网采用的标准是 IEEE802.5,四、 局域网系统组成,服务器 客户机 传输介质 网卡 网内互连设备（集线器，交换机） 附属设备 网络软件,五、局域网建网步骤,网络规划 布线 线缆制作 安装网卡 标识计算机 协议设置 网络联通性测试,42,8.3 Internet概述,主要内容 8.3.1 关于Internet 8.3.2 Internet的接入方式 8.3.3 TCP/IP 协议 8.3.4 网络地址,43,8.3.1 关于Internet,1. Internet 概况 Internet( 因特网,国际互联网）是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联网络。 全世界不同国家、不同地区，不同部门和机构的各种类型的计算机网络互联在一起，形成一个全球范围的信息网络，这就是Internet。 据权威部门统计，仅在本世纪初（2000年），全世界已有100多万个网络、1亿台主机接入Internet ，用户已超过10亿。此后， Internet的规模又急速发展，而今,入网计算机和用户已达到极其惊人的数量， Internet的所能提供的地址资源已接近枯竭。,从本质上讲， Internet 实际上是一种将全球计算机 网络互联起来的技术。,44,Internet(国际互联网）,全球范围 网络互联,45,2. Internet在中国,中国四大骨干网络： 中国科技网 中国教育和科研计算机网 中国公用计算机互联网 中国国家公用经济信息通信网（金桥网） 从1994年起，我国通过四大骨干网联入国际互联网，中国全面进入Internet。,46,中国四大骨干网主页,47,企业内部网 Intranet简介,Intranet是一种在Internet基础上建立起来的新型网络，称为企业内部网，是Internet的网页技术与传统局域网有机相结合的产物。 Intranet是企业内部各个部门信息交流的基础设施，又是与外界交流的重要渠道，它集中了Internet和局域网二者的优点，现已成为企业网络的主流。,48,互联网新技术介绍：物联网技术,物联网技术的定义是：通过信息传感设备（如激光扫描器、红外感应器等等），按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。 物联网技术的核心和基础仍然是互联网技术，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术，其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。 物联网技术的应用已开始进入我国社会生活的各个领域。,49,3. 下一代互联网：Internet 2,美国于1996年开始了下一代高速互联网 Internet2的研究，它的主要目标是：建设高性能的网络，开发具有革命性的Internet应用技术；促进新的网络服务及应用在Internet上的推广，其核心是互联网协议和路由器。1999年底完成主干网Abilene的建设并开始提供服务。,Internet2 ： 1. 地址资源极端丰富（128位地址编码）。 2. 超高传输速率。 3. 网络设计上更安全。 4. 使用更及时、方便。,50,美国的Abilene网,美国于1999年建成的Abilene网是一个Internet2的高性能主干网，提供高带宽的网络服务，主干网传输速度已达到10G/s，桌面连接速度为100M/s。Abilene已经成为美国最先进的IP主干网络，提供先进的网络服务，支持丰富的网络应用，包括虚拟实验室、数字图书馆、远程教育与远程应用等。Abilene充分体现了Internet2的性能的要求。,51,8.3.2 Internet的接入方式,一、接入Internet的桥梁 ISP ISP （ Internet Service Provider ）意为：Internet 服务提供商。 ISP是用户接入Internet的驿站和桥梁。当计算机要接入Internet时，并不是直接与Internet相连，而是采用某种方式与ISP提供的某一台服务器连接起来，通过它再接入Internet。,入网机,服务器,ISP,Internet,52,二、接入Internet的方式,入网方式分类： 1. 从通信介质角度 专线接入方式与拨号接入方式。 2. 按组网架构角度 单机直接连接方式与局域网连接方式。 常用的入网方式： 1. 使用 modem 入网 2. 通过 ISDN 、ADSL专线入网 3 以局域网方式入网 4. 以无线方式入网,53,使用Modem连入Internet,54,通过局域网宽带接入Internet,局域网与Internet连接 一般采用专线接入方式,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,55,8.3.3 TCP/IP 协议,TCP/IP协议是Internet中众多协议的总称，其中最核心的协议是TCP和IP。 TCP 传输控制协议 IP 网际互连协议 IP是基本的通信协议，TCP是帮助IP实现可靠传输的协议,以保证通信过程中数据的完整性。 TCP/IP协议是Internet通信的基础，全球的计算机在Internet中都必须遵循TCP/IP进行通信。 TCP/IP模型是对OSI模型在实际应用中进行的简化 。,56,TCP/IP与OSI的对应关系,57,8.3.4 网络地址（ IP地址和域名）,一 、 IP 地址 要在Internet中进行通信，每一台计算机都必 须要有通信地址。IP 地址是IP协议提供的一种地 址格式，它为Internet上的每一个网络和每一台主 机分配一个全球唯一的网络地址 IP 地址。 IP地址格式： . 用32位二进制表示，分为四段，每段8位。,IP地址结构：网络部分 + 主机部分,每段取值：0255,58,IP地址类型,A类：允许27 -2个网络,每个网络224-2台主机 B类：允许214 -2个网络,每个网络216-2台主机 C类：允许221 -2个网络，每个网络28-2台主机 四川大学校园网IP地址：202. 115. 32. 161 中国教育科研网IP地址 202. 112. 0. 36,大型网络,中型网络,小型网络,59,二、域名,域名 域名是网络地址的另一种形式，是用 字母及符号表示的IP地址。域名可“见名 知义”，便于上网时识别、记忆。 域名系统（DNS ) 将域名转换为IP地址的系统。 例 四川大学校园网地址： IP地址 202. 115. 32. 161 域名 www. ,60,分为类型名和区域名两类。类型名共14个，区域名用两个字母表示世界各国和地区。,顶级域名,61,为计算机设置IP地址,添加 TCP/IP,配置TCP/IP,62,8.4 Internet的应用,Internet的基本服务 信息浏览 （ WWW 和浏览器） 文件传输 （FTP ） 电子邮件 （E-mail） 远程登录 （Telnet ）,63,WWW(World Wide Web)简称3W网 ，也称万维网。 它不是普通意义上的物理网络，是指在因特网上以超文本 技术为基础组成的全球信息网络。,HTML文件,一 、 WWW 浏览,HTML : 超文本标记语言。在WWW中用来指定一个超文本的内容和格式的一种语言，用来编写WWW网页。,HTTP: 超文本传输协议。支持WWW上信息交换的Internet协议,64,有关www的几个重要概念,网页(Web页) 浏览器中所看到的画面,是Internet上组织信息的基本单位，包括文字、图象、多媒体信等。,Web站点（网站） 多个相关的Web页的组合,主页 一个Web站点的首页,Web服务器,存储Web页并向浏览器提供服务的服务器,65,URL ： 统一资源定位器。用来寻找资源地址。,URL结构：资源类型、存放资源的主机域名和资源文件名。,/index.htm,超链接,资源类型,主机域名,资源文件,66,浏览器,浏览器是一种在互联网上专门用于定位和 访问网页信息的交互式软件。 用户必须通过浏览器才能在WWW中浏览和检 索自己需要的信息。 对浏览器的基本要求：1.安全 2.快速 浏览器的种类很多，常用的的浏览器有： IE 微软公司开发，捆绑在Windows中。 Firefox 火狐浏览器，全球市场占有率第二。 360安全浏览器 优秀民族软件。,67,搜索引擎,搜索引擎是自动从互联网上搜集信息，经整理以 后，提供给用户进行查询的信息检索系统。,68,百度搜索引擎,69,谷歌搜索引擎,70,二、文件传输（FTP),文件传输协议,71,三 、电子邮件,电子邮件是一种在互联网上采用电子手段提供的信息交换的通信方式，这种通信方式彻底颠覆了传统的邮政通信方式。电子邮件极其快捷方便，是Internet应用最广泛的服务。 网络中的邮件服务器上开辟了了众多用户的电子信箱，电子信箱 是邮件服务提供商在服务器 的硬盘上为用户开辟的一个 专用存储空间。,72,电子邮箱地址格式,用户名 主机域名 例如: xyzabc 126.com,73,注册新邮箱,74,邮箱登录界面,75,电子邮件发送,76,电子邮箱注册网站, ,77,四、远程登录（Telnet）,远程登录是指用户使Telnet协议（TCP/IP协议族中的一个协议），使自己的计算机暂时成为远程主机的一个仿真终端的过程。这样，你就可以用自己的计算机直接操纵远程计算机。 Telnet的主要用途是使用远程计算机上所拥有的信息资源。,78,Internet的其他应用,电子商务 电子政务 电子警务 远程教育 娱乐游戏 IP电话,79,电子商务简介,伴随着因特网的不断发展与完善，商业领域正在发生着一系列重大变革。由因特网所引发的电子商务应用发展迅猛，给社会带来巨大的发展机遇。那么，什么是电子商务呢？电子商务是以开放的因特网环境为基础，在计算机系统支持下进行的商务活动。它基于浏览器/服务器应用方式，是实现网上购物、网上交易和在线支付的一种新型商业运营模式。 因特网上的电子商务应用主要包括电子商情广告、网上购物、电子支付与结算以及网上售后服务等。,80,8.5 网络信息安全,8.5.1 网络信息安全概述 8.5.2 对信息安全的主要威胁 8.5 3 信息安全技术 8.5.4 计算机病毒及防治,81,8.5.1 网络信息安全概述,网络信息安全，是指网络系统的硬件、软件及系统中的数据受到保护，网络信息不受偶然或者恶意的原因而遭到、泄露、更改、捏造及破坏，网络服务不中断，系统能连续可靠地正常运行。 网络信息安全具有4个特征： 保密性 指信息不泄露给非授权用户或供其利用。 完整性 指数据未经授权不能进行改变。 可用性 指可被授权用户访问并按需求使用。 可控性 指对信息的传播及内容具有控制能力。,82,8.5.2 对信息安全的主要威胁,目前，对网络对信息安全的威胁主要来自下三个方面： 1. 网络信息系统的脆弱性 1）网络的开放性 2）系统的自身缺陷 3）黑客攻击 2. 对信息安全的攻击 1)被动攻击 2)主动攻击 3)物理临近攻击 4)内部人员攻击 5)软、硬件装配攻击 3. 有害程序的威胁 病毒程序 木马程序 其他恶意程序,83,木马程序简介,木马全名叫特洛伊木马，是一种对信息安全危害甚巨的恶意程序，是黑客用来控制他人电脑和窃取他人信息资料的工具。黑客先通过程序“后门”将木马植入上网用户的计算机系统，木马发作后，目标计算机的控制权就被黑客掌握，黑客可窃取用户的密码、银行账号等机密资料，而且还可以对目标计算机进行远程操控，实施如下操作： 监视对方的屏幕显示，查看、修改文件资料，锁定对方的鼠标、键盘， 远程关机或重启计算机、中断对方网络连接、终止系统进程等等。 中了木马的计算机则成为被黑客任意宰割的“肉鸡”。,84,8.5.3 信息安全技术,常用的信息安全技术： 防火墙技术 访问控制技术 数据加密技术 网络反病毒技术 数据备份与恢复技术 身份认证技术、数字签名技术,85,什么是防火墙 ？,网络安全系统中的防火墙是一道位于内部网络（或计算机）与外部网络之间的屏障。 （是软件或是硬件设备或者是二者的的组合）。,Intranet （内部网）,防火墙,Interner （外部网）,86,防火墙的功能及作用,防火墙用于监控进出内部网络的信息，还可以限制内部网络用户访问某些不安全站点，防止内部网络的重要数据外泄。用户通过设置防火墙提供的应用程序和服务以及端口访问规则，达到过滤进出内部网络的不安全访问，保护内部网络的信息不被非授权访问、非法窃取或破坏，从而提高网络和计算机系统的安全性和可靠性。,87,8.5.4 计算机病毒及防治,一、计算机病毒的定义 在中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例中，计算机病毒被明确定义为： “ 计算机病毒，是指编制或者在计算机程序中插入破坏计算机功能或