计算机基础第二章.ppt

第2章 计算机网络与Internet,2.1 计算机网络概述 2.2 数据通信基础 2.3 国际互联网Internet,2.1 计算机网络概述,2.1.1 计算机网络的形成与发展 2.1.2 计算机网络的功能、特点与分类2.1.3 计算机网络系统的组成,2.1 计算机网络概述,涵义： 将具有独立功能的多台计算机（系统）通过通信设备和线路连接起来，在网络通信软件的支持下，实现信息交流、资源共享和协同工作的系统。,2.1 计算机网络概述,涵义的关键点： 分布的地点位置不同 互连的计算机系统具有独立的功能 通过通信设施连接 通过网络软件的控制和管理 以资源共享为核心目的,2.1.1 计算机网络的形成与发展,远程联机系统,计算机网络发展的四个阶段,计算机互连网络,标准化网络阶段,网络互连与高速网络,2.1.1 计算机网络的形成与发展,第一个阶段(20世纪60年代以前): -以主机为中心的联机终端网络系统 将地理位置分散的多个终端通信线路连到一台中心计算机上，是具有通信功能的单机（单中心机）系统和多机系统，统称为计算机终端通信网络。,特征共享主机资源 单台主机计算、通信 多台终端用户交互,缺点 主机负荷重，(数据处理通信) 线路利用率低,第二阶段-主机主机网络 20世纪60年代中期出现了以通信子网为中心的计算机网络，将分布在不同地点的计算机通过通信线路互连成为计算机网络，是以通信和共享资源为目的的计算机网络。,2.1.1 计算机网络的形成与发展,单主机终端网络的互联，形成多主机为中心的网络 网络结构从“主机终端” 转变为“主机主机”,缺点 网络普及程度低 标准不统一 网络体系结构的研究不成熟,第三阶段-采用标准化的层次体系结构 70年代大规模集成电路技术的广泛应用，由微型机组建的局域网得到了迅速发展。许多公司推出了自己的网络操作系统。不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力。 国际标准：ISO-OSI/RM Open System Interconnection/ Recommended Model （开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型） 作用：1、其标准保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性 2、规定了网络体系结构的框架 第四个阶段:以Internet为典型代表，各种网络进行互连，向宽带化、高速化和智能化等方面发展的更大规模的互联网络。,2.1.1 计算机网络的形成与发展,2.1.2 计算机网络的功能、特点与分类,1.计算机网络的功能与特点 （1）数据通信和集中处理 （2）资源共享 （3）分布式信息处理 （4）提高计算机系统的可靠性和可用性,2.1.2 计算机网络的功能、特点与分类,2.计算机网络的分类 按通信距离分类 按通信媒体分类 按通信方式分类,广域网WAN,局域网LAN,互联网Internet,有线网,无线网,点到点方式,广播方式,2.1.2 计算机网络的功能、特点与分类,（4）按使用目的分类 （5）按网络结构分类,资源共享网络,数据处理网络,数据传输网络,星形,环形,总线形,树形,网状形,2.1.3 计算机网络系统的组成,1.计算机网络模式 （1）对等网络模式 （2）客户机/服务器模式,2.计算机网络拓扑结构,2.1.3 计算机网络系统的组成,总线型拓扑网络,网络中所有的站点共享一条数据通道，一个节点发出的信息可以被网络上的多个节点接收。 总线型网络结构简单，安装方便，需要铺设的线缆短，成本低，某个站点自身的故障一般不会影响整个网络。因此它是最普遍使用的一种网络。 其缺点是实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。,环型拓扑网络,在环形拓扑网络中，节点通过点到点通信线路连接成闭合环路。环中数据将沿一个方向逐站传送。 环型拓扑网络结构简单，传输延时确定，安装容易，节约电缆，故障诊断容易；但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的屏障。网络节点的加入、退出、环路的维护和管理都比较复杂。,星型拓扑网络,各节点通过点到点的链路与中心节点相连，中心节点可以是转接中心，起到连通的作用，也可以是一台主机，此时就具有数据处理和转接的功能。 优点： 很容易在网络中增加新的站点，可靠性高，数据的安全性和优先级容易控制，易实现网络监控,传输速率高。 缺点 线缆用量大，属于集中控制，对中心节点的依赖性大，一旦中心节点有故障会引起整个网络瘫痪。,网状型拓扑网络,网状型拓扑网络中，节点之间的连接是任意的，没有规律。 主要优点是可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。 广域网基本上采用网状型拓扑结构。,2.2 数据通信基础,2.2.1 数据通信基本知识 2.2.2 网络通信的硬件和软件 2.2.3 数据通信技术,2.2.1 数据通信基本知识,1、两种信号 数字信号:用恒定的电压表示二进制数1， 负电压表示二进制数的0。 特点：短距离传输，受噪音干扰少，易衰减。 模拟信号：连续的电磁波 特点：长距离传输易失真。,（a）模拟信号 （b）数字信号,网络适配器,调制解调器 调制解调器的英文单词为Modem，来自于英文术语MODulator/DEModulator（调制器/解调器），是一种翻译器。将计算机输出的数字信号变换成适应模拟信道信号的过程称为调制，相应的设备称为调制器。从已调制信号恢复为数字信号的过程称为解调，相应的设备叫做解调器。调制器与解调器合起来称为调制解调器。,网络适配器,调制解调器 常见的调制解调器,2.2.1 数据通信基本知识,2.带宽、传输率和信道容量,数据通信 是两实体或多实体之间以二进制形式进行的信息传输和交换。 数据通信系统 由数据通信设备和数据终端设备组成，实现将信息从一个地方传送到另外一个地方。 信号 是数据的具体的物理表现。 通信信道 信号传输的通道，包括传输媒体和通信设备。 信道共享 将一个信道给多个用户同时使用并保证互不干扰。,通信系统的主要技术指标,数据传输速率S(比特率) 比特率 是一种数字信号的传输速率，它是指单位时间内所传送的二进制代码的有效位(bit)数。S用每秒比特数(bit/s)、每秒千比特数(kbit/s)或每秒兆比特数(Mbit/s)等单位来表示。 带宽 带宽 模拟信号传送时，所含谐波最高频率与最低频率之差，即这个信号传输带的宽度，单位为Hz、KHz、MHz、和GHz 或者bps、Mbps、Kbps、Gbps等。 信道容量 信道容量 是指信道能传输信息的最大能力。其通常用数据传输速率表示。,数据通信分类,串行通信 数据流以串行方式在一条信道上依次传输。 串行通信的优点是收、发双方只需要一条传输信道，易于实现，成本低，但速度比较低。,按数据通信方式分为:串行通信和并行通信。,按数据通信的方向,单工：信息只能在一个方向上传输,半双工：可交替发送和接收信息，但不能同时发送和接收,全双工：通信的双方可以同时进行双向的信息传输,电视机,对讲机,手机,数据通信分类,并行通信 使用独立的通信线路同时传输多组数据。 并行通信的优点是速度快，但发端与收端之间有若干条线路，导致费用高，仅适合于近距离和高速率的通信。且长距离时信号的同步不容易实现。,数据通信分类,基带传输 直接传输与数字信号相对应的电信号。多用于局域网。 频带传输（宽带传输） 将基带信号转换成便于传输的频带信号再传输。 多用于传输媒体信号和远距离的传输。,按传输的数据信号分为:基带传输和频带传输。,多路复用技术,多路复用技术: 把多个信号组合在一个物理信道上进行传输.,频分多路复用（FDM-Frequency Division Multiplexing）：利用物理信道的可用宽度超过一个信号带宽的特性，将物理信道带宽分割为多个子信道。,应用:无线电广播,电视,特点:信号被划分成若干通道 (频道,波段),每个通道独立进行数据传递,多路复用技术,多路复用技术,时分多路复用（TDM-Time Division Multiplexing）： 利用物理信道的位传输率超过传输数字所需的数据传输速率的特性，将信道传输时间分割成许多时间片。,应用：电话主干线路,2.2.2 网络通信的硬件和软件,1.传输设备 （1）双绞线 （2）同轴电缆 （3）光导纤维 （4）微波、红外线、激光和卫星 2.网络连接设备 （1）网卡（网络适配器）：计算机与通信线路连接 的网络接口卡 （2）中继器：信号的再生放大设备 （3）集线器（HUB）：局域网内互联 （4）路由器：可连接相同或不同类型的网络设备 （5）交换机：连接不同类型局域网,有线传输介质,传输介质,传输介质,双绞线 双绞线（TP，Twisted Pair）是目前使用最广、价格最便宜的一种传输介质。两条线绞扭在一起，可以减少对相邻近线对的电子干扰。 光纤 光纤是一种能够进行调制的光信号传输的传输介质。不易受到电磁干扰的影响，并且它比其他有线传输介质有更高的数据传输速率。,传输介质,同轴电缆 同轴电缆中的材料是共轴的，故同轴之名由此而来 。从传输速、抗干扰和价格方面来看，同轴电缆介于双绞线和光纤之间。 无线传输介质 微波、红外线、激光和卫星都是常见的无线传输介质。其共同特点是要有一个“视线”通路。,网络互联设备,网卡 计算机与通信线路相连的网络接口卡 ，也叫网络适配器。 中继器 信号再生放大设备。 集线器 实现信号再生放大和管理多路通信功能的设备。它克服了介质单一通道的缺陷。并且以集线器为中心的特点是:当网络中的某条线路或结点出现问题时，不会影响网上其他结点的正常工作。,网络互联设备,路由器 实现不同协议的网络之间、局域网与远程网之间的互连，包括不同网络操作系统的网络之间互连。具有存储、转发、路由选择、过滤和隔离的功能。,路由器,网络互联设备,交换机 交换机是一个具有简单化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品。用于连接不同类型的局域网。具有存储、过滤隔离信息的作用。,3.网络服务器 4.网络操作系统： Windows NT/Netware/Unix/Linux. 5.网络协议软件 （1）OSI模型（0pen System Interconnection开放系统互连参考模型） （2）TCPIP网络协议 （3）NetBEUI协议和IPX/SPX协议,2.2.2 网络通信的硬件和软件,TCP/IP的四层模型 OSI的七层模型,2.2.2 网络通信的硬件和软件,开放系统互连参考模型：OSI/RM（Open System Interconnection / Reference Model）是由ISO于1977年提出的一种不基于特定机型、操作系统或公司的网络体系结构。 在OSI中 的“开放”是指只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方、同样遵循同一标准的其他任何系统进行通信；,OSI参考模型,ISO/OSI参考模型分层结构,OSI参考模型,TCP/IP 网络传输协议,TCP/IP协议简介 传输控制协议/网际协议（TCP/IP）是工业界标准的协议组，为跨越局域网和广域网环境的大规模互联网络设计。,TCP/IP 网络传输协议,OSI参考模型与TCP/IP协议分层对照,2.2.3 数据通信技术,1.DDN数字数据网 2.帧中继FR（FrameRelay）专线 3.FR-VPN 4.ATM（Asynchronous Transfer Mode）异步传输方式 5.数据交换技术 （1）线路交换 （2）报文交换 （3）分组交换,2.3 国际互联网Internet,2.3.1 Internet概述 2.3.2 Internet基本知识与接入方式 2.3.3 电子邮箱的使用 2.3.4 信息浏览、查询与下载,2.3.1 Internet概述,1.在Internet上传输信息的基本工作原理,2.3.1 Internet概述,2.Internet的基本服务与用途 （1）信息浏览与查询 （2）电子邮件服务（Mail Service） （3）文件传输FTP（File Transfer Protocol） （4）远程登录（Telnet） （5）电子商务,2.3.1 Internet概述,（6）信息交流及其他 电子公告板BBS 新闻群组 名录服务： 电子政务 网络会议 远程教学、远程医疗 网络电话（IP电话）,2.3.1 Internet概述,2.3.2 Internet基本知识与接入方式,1.Internet基本知识 （1）WWW: 基于客户机/服务器模式，支持超文本检索； 解决了远程信息服务中的文字显示、数据连接以及图像传递等问题； Internet上最为流行的信息传播方式。 （2）超文本传输协议HTTP（Hyper Text Tranfer Protocol） 是浏览器与Web服务器之间相互通信的协议； 基于TCP/IP协议之上的应用层协议。 （3）超文本标记语言HTML（Hyper Text Mark-up Language） 用于编写Web页面（网页）语言； 用HTML编写页面可以包含指向其他页面的链接。 （4）统一资源定位器URL（Uniform Resource Locator） 用统一的方式指明Internet上信息资源的位置。,2.3.2 Internet基本知识与接入方式,（5）主页（Home Page） （6）浏览器 （7）IP地址、域名与域名系统（DNS） IP地址的构成： 域名构成： 49 4个十进制数，用圆点分隔开 主机名.机构名.单位性质或地区代码.国家名 0-255之间,为什么有了IP地址，还需要域名? 域 名 用字符表示的网络主机名，是一种