《网络技术基础》PPT课件.ppt

淮海工学院测绘工程学院 孙华,计算机网络B,第一篇：网络技术基础篇 第二篇：计算机网络实现篇 第三篇：计算机网络应用篇,第一篇：网络技术基础篇 第1章 网络技术基础,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,3,本章内容与要求,掌握：计算机网络的定义与功能 了解：计算机网络的分类及特点 了解：计算机网络的软硬件组成 掌握：TCP/IP网络中IP地址的编址技术,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,4,1.1 计算机网络的发展,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,5,1 计算机网络发展的历史阶段,联机系统,终端-通信线路-计算机,2 计算机网络的发展前景,1） 全球网络互连 在1993年美国政府提出“国家信息基础结构（NII）行动计划”，NII是National Information Infrastructure的缩写。到1995年在西方七国部长会议上通过全球信息基础结构（GII）计划，在这个计划中，建议将每个国家的NII相互连接起来，组成世界范围的信息基础结构。,2 计算机网络的发展前景,2.多媒体网络 多媒体技术就是指把文本、声音、图形和图像等多种信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩、加工处理、存储、转发等综合为一体的技术。 发展趋势 “三网合一” ，三网指的是电信网络、有线电视网络和计算机网络。,1.2 计算机网络的定义,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,9,定义是：为了实现计算机之间的通信交往、资源共享和协同工作。采用通信手段，将地理位置分散的、各自具备自主功能的一组计算机有机地联系起来，并且由网络操作系统进行管理的计算机复合系统就是计算机网络。 1. 计算机网络涉及的3个要点 自主性：是指这些计算机离开计算机网络之后，也能独立地工作和运行。 有机连接：是指连接时彼此必须遵循所规定的约定和规则(通信协议)。 资源共享为基本目的：是为了实现通信的交往、信息资源的交流、计算机分布资源的共享，或者是协同工作。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,10,1.2 计算机网络的定义,2.计算机网络的功能 （1）数据通信 数据通信即数据传送，是计算机网络的最基本功能之一。从通信角度看，计算机网络其实是一种计算机通信系统。作为计算机通信系统，能实现下列重要功能： 传输文件 网络能快速地、不需要交换软盘就可在计算机与计算机之间进行文件拷贝。 使用电子邮件（E-mail） 用户可以将计算机网络作为邮局，向网络上的其他计算机用户发送备忘录、报告和报表等。虽然在办公室使用电话是非常方便的，但网络的E-mail可以向不在办公室的人传送消息，而且还提供了一种无纸办公的环境。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,11,1.2 计算机网络的定义,（2）资源共享 资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享，它是计算机网络最有吸引力的功能。资源共享指的是网上用户能够部分或全部地使用计算机网络资源，使计算机网络中的资源互通有无、分工协作，从而大大地提高各种硬件、软件和数据资源的利用率。 共享硬件资源 服务器、打印机、通信设备（Modem，ADSL） 共享软件资源 共享数据,1.2 计算机网络的定义,（3）协同工作 计算机系统可靠性和可用性的提高 计算机系统可靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计算机都可以依赖计算机网络相互为后备机。 计算机可用性的提高是指当计算机网络中某一台计算机负载过重时，计算机网络能够进行智能的判断，并将新的任务转交给计算机网络中较空闲的计算机去完成。 易于进行分布处理 较大型的综合问题，通过一定的算法将任务分交给不同的计算机，从而达到均衡网络资源，实现分布处理的目的。多台计算机连成具有高性能的计算机系统，以并行的方式共同来处理一个复杂的问题。,1.3 计算机网络的分类,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,14,1.3 计算机网络的分类,1.按照网络的使用范围分类 （1）公用网 指由国家电信和邮电部门构建的网络。是指任何单位、部门或个人均可租用的网络。 （2）专用网 是指单位、部门为了某种目的而构建的私有网络。这种网络不为本部门以外的人员服务。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,15,1.3 计算机网络的分类,2.按照网络的作用范围分类,（1）局域网（LAN） 局域网就是局部区域的计算机网络。其本质特征是作用范围短、数据传输速度快、延迟小、可靠性高，并具有成本低、应用广、组网方便和使用灵活等特点。 （2）广域网（WAN） 一般广域网是指作用在不同国家、地域、甚至全球范围内的远程计算机通信网络，其骨干网络一般是公用网，速率较高，能够达到若干Gb/s；但用户构建的专用广域网的传输速率一般较低，例如，2100Mb/s。 （3）城域网（MAN） 城域网原本指的是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。,1.3 计算机网络的分类,1.4 计算机网络的组成,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,18,1.4 计算机网络的组成,1. 局域网的硬件系统 局域网的硬件系统是网络中信息传输的物质基础。网络的硬件系统常指局域网的基础设施。 硬件可以分为网络服务器、网络客户机或工作站、网卡、网络传输介质和网络共享设备等几个部分组成。 2. 网络软件系统的类型与分层 （1）网络软件的类型 通常包括：操作系统、网络管理软件和网络应用软件等3类主要软件。 1) 操作系统：通常被安装在服务器并对网络实施高效、安全的管理；安装在客户计算机时，它是客户与网络的接口，使得网络用户能够在网络工作站上去方便、高效、安全地访问网络上的各种资源。 2) 网络管理软件：用于监视和控制网络的运行。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,19,1.4 计算机网络的组成,3) 各种应用软件平台和客户端软件 用户通常用各种应用软件的平台来开发属于自己业务范围内的网络应用软件。开发平台一般为：基于客户/服务器（C/S）或浏览器/服务器（B/S）模式。 常见信息系统软件如下： 数据库管理系统：Oracle、Sybase、SQL Server和Access等。 办公及管理信息系统软件：Office、MIS、Notes/Domino等。 客户端软件：在浏览器/服务器工作模式中，客户机上必须安装软件是浏览器，如，Internet Explorer、遨游、世界之窗等。 下载、杀毒软件。 （2）网络软件系统运行的层次 计算机网络的软件系统是分层次运行的。在网络计算机工作时，只有将各层软件依次调入内存以后，才能进行正常的通信，共享网上的资源。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,20,1.5 TCP/IP网络中的地址与基本参数,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,21,1.5.1 IPV4编址技术,在TCP/IP网络中，每个节点都有一个惟一的IP地址。 1.IP地址的表示 每个IP地址由32位二进制位组成；分为4个部分，每字段的取值范围为0255。点分十进制表示，如128.64.32.8。 2.IP地址的结构 IP地址由“网络地址”和“主机地址”参见图1-2。 （1）网络地址：用于辨认网络，同一网络中的所有TCP/IP主机的网络编号都相同。 （2）主机地址：用于辨认同一网络中的主机，同一网络中，各主机应当分配不同的主机编号。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,22,1.5.1 IPV4编址技术,3.IP地址的划分 根据网络的大小，Internet委员会定义了5种标准的IP地址类型。 （1）A类地址：分配给拥有大量主机的网络。 （2）B类地址：分配给中等规模的网络。 （3）C类地址：分配给小规模的网络。 （4）D类地址：用于多播，就是把数据同时发送给一组主机。 （5）E类地址：是为将来预留的，也可以作为实验地址。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,23,1.5.1 IPV4编址技术,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,25,1.5.1 IPV4编址技术,4.特殊IP地址及其使用 （1）网络IP地址：主机地址位的各位全为“0”的IP地址叫做“本网地址”，即0地址。 （2）直接广播地址：主机号各位全为“1”的IP地址称为直接广播地址。 （3）有限广播地址（255.255.255.255）：主要用来进行本网广播。 （4）回送地址：127开始的IP地址作为保留地址，被称为“回送地址”。回送地址用于网络软件的测试，以及本地进程的通信。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,26,1.5.2 IP地址的使用,1.IP地址中网络地址的使用规则 分配和使用网络地址时，其取值范围如表1-6所示；分配IP地址时还应遵循以下规则： 网络地址必须惟一。 网络地址的各位不能全为“0”。 网络地址字段的各位不能全为“1”。 网络地址不能以127开头。127.0.0.1被称为“环回地址”，该地址代表本地主机的IP地址，用于测试。 IP地址的32位不等全为“1”。 2.IP地址中主机地址的使用规则 在网络地址相同时，主机地址（编号）必须惟一。 主机编号的各位不能全为0。 主机编号的各位不能全为“1”。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,27,1.5.2 IP地址的使用,3.私有地址和公有地址 允许在Internet中使用的IP地址为公有地址，仅在局域网中使用的IP地址为私有地址。 （1）公有地址 在Internet（公网）中使用IP地址前，必须先到指定的机构（即InterNIC）去申请。 （2）私有地址：InterNIC保留的私有地址区域： 10.0.0.0/8：10.0.0.010.255.255.255。 172.16.0.0/12：172.16.0.0172.31.255.255。 192.168.0.0/16：192.168.0.0192.168.255.255，16表示32位中的前16位是网络地址。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,28,1.5.2 IP地址的使用,4.IP地址的分配和使用的基本原则 同一个网络内的所有主机应当分配相同的网络地址。 不同网络内的主机必须分配不同的网络地址，但是可以分配相同的主机号。 在网络中，仅使用IP地址是无法区分网络地址和主机编号的。（例 130.120.0.1）,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数,在配置TCP/IP协议时共有3个重要参数，即IP地址、子网掩码和默认网关。 1.子网 子网是指在一个IP地址上生成的逻辑网络，它使用源于单个IP地址的IP寻址方案，把一个网络分成多个子网，要求每个子网使用不同的网络ID，通过把主机号（主机ID）分成两个部分，为每个子网生成唯一的网络ID。一部分用于标识作为唯一网络的子网，另一部分用于标识子网中的主机，这样原来的IP地址结构变成如下三层结构：,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数,1.子网掩码（subnet masks） （1）什么是子网掩码 在TCP/IP网络中，每一台主机和路由器指示都会配置IP地址和子网掩码两个参数。子网掩码是由前面连续的1和后面连续的0组成，总共使用32位二进制来表示。 子网掩码中1所对应的IP地址部分是网络地址，而0对应的部分是主机地址。,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数,（2）默认子网掩码的类型,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数,（3）子网掩码的两个功能 区分IP地址的网络编号与主机编号 例如：,11000000 10101000 01100101 00000101 （192.168.101.5） 11111111 11111111 11111111 00000000 （255.255.255.0） 11000000 10101000 01100101 00000000 192 168 101 0,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数, 用于划分子网。 例如： 某单位有4个部门，每个部门有2030台计算机。现在申请到一个IP地址202.204.126.0。现在需要按照这四个部门分成四个子网，试给出合适的子网掩码，每个部门分配一个子网号，并算出各子网中主机号码的最大和最小值。,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数,首先确定子网掩码（ 255.255.255.224 ） 确定子网 子网一：0010000100111110 202.204.126.33202.204.126.62 子网二：0100000101011110 202.204.126.65202.204.126.94 子网三：0110000101111110 202.204.126.97202.204.126.126 子网四：1000000110011110 202.204.126.129202.204.126.158 子网五：1010000110111110 202.204.126.161202.204.126.190 子网六：1100000111011110 202.204.126.193202.204.126.222 可以从这六组IP地址中任意选择四种作为四个部门的子网段。,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数,2.默认网关或IP路由（default gateway） 在TCP/IP网络中，同一网络区段中的计算机可以直接通信，不同网络区段中的计算机要相互通信，则必须借助于IP路由。 IP路由表：IP路由表实际上是相互邻接的网络IP地址的列表。当一个节点接收到一个数据报时，便查询路由表，判断目的地址是否在路由表中，如果是，则直接送给该网络，否则转发给其他网络，直到最后到达目的地。 IP路由可以采用路由器或者将某台计算机设置为路由器，二者都是采用路由表。,2019年7月25日,第1章 网络技术基础,36,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数,在TCP/IP网络中，IP路由器又叫IP网关。每一个节点都有自己的网关。IP报头指定的目的地址不在同一网络区段中，就会将数据报传送给该节点的网关，如果网关知道数据报的去向，就将其转发到目的地。每一网关都有一组定义好的路由表，指明网关到特定目的地的路由。网关不可能知道每一个IP地址的位置，因此网关也有自己的网关，通过不断转发、寻找路径，直到数据报到达目的地为止。 例：源主机64.128.8.1向目的主机128.128.8.2发送信息。,1.5.3 TCP/IP协议的基本参数,1.6下一代的网际协议IPv6,IP地址的设计不够合理的地方 ： 第一，使得各种局域网和网上的主机数目急剧增长。 第二，IP地址在使用时有很大的浪费。 IPv6主要在以下几个方面进行扩充和改进： （1）IPv6把原来IPv4地址增大到了128bit （2）这种下一代的IP协议并不是完全抛弃了原来的IPv4，且允许与IPv4在若干年内共存。 （3）IPv6对IP数据报协议单元的头部与原来的IPv4相比进行了相应的简化 （4）IPv6另一个主要的改善方面是在它的安全方面。,1.6下一代的网际协议IPv6,1、IPv6的一个显著特点是它的地址范围很广，但维护麻烦。 255.254.0.12.0.0.0.0.12.0.0.0.0.0.0.12 2、IPv6用“冒号十六进制”记法，它把每个16比特的量用十六进制值表示，各量之间用冒号分隔。例如: FFFE:000C:0000:0000:0C00:0000:0000:000C 3、IPv6还允许对这种冒号十六进制的地址记法进行压缩： （1）一组中的前导零可以忽略不写。例如上面这个IPv6地址中的第二组000C可以直接写成C，则该地址可压缩为：FFFE:C:0:0:C00:0:0:C。 （2）冒号十六进制记法还可以允许零压缩，即一串连续的零可以为一对冒号所取代，为了保证零压缩有一个不含混的解释，建议中还规定，在任一地址中，只能使用一次零压缩。 例：上面这个IPv6地址可压缩为：