计算机网络基础2.ppt

大学计算机基础,第7章 计算机网络基础,主要内容,7.1计算机网络概述 7.2网络体系结构 7.3网络类型及连接设备 7.4网络操作系统 7.5因特网服务 7.5电子商务 7.7电子政务,7.1计算机网络概述,计算机网络的形成与发展 计算机网络的定义与组成 计算机网络的分类 计算机网络的功能,1.计算机网络的形成与发展,计算机网络的发展可分为三个阶段： 以主机为中心的联机终端系统 以通信子网为中心的主机互联分组交换网络 体系结构标准化网络层次化结构，并对每层进行了精确定义,2.计算机网络的定义,计算机网络是指将地理位置不同的，具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统的集合。,计算机网络的构成,计算机网络分为资源子网和通信子网。 通信子网又称通信系统，用于实现网络中端到端（即连接在网络上的任意两台计算机系统）的数据信号传输。 资源子网主要是指连接在通信系统上的所有独立的计算机系统。,3.计算机网络的分类,按地理范围分类 按传输介质 按网络的拓扑结构分类 其他方式分类,计算机网络的分类,按地理范围分类 局域网(Local Area Network ， LAN) 覆盖范围小，传输速率高，用户数少，传输可靠性高，大多采用基带传输技术 广域网(Wide Area Network ， WAN) 覆盖范围大，传输速率较慢，用户数高，传输可靠性较低，采用更适用于远程数据传输的数据通信技术 城域网(Metropolitan Area Network ， MAN) 城域网与局域网相比扩展的距离更长，连接的计算机数量更多，在地理范围上可以说是局域网络的延伸。在一个大型城市或都市地区，一个城域网络通常是由多个局域网连接构成的,计算机网络的分类,按传输介质分类 有线网 根据信号传输载体的不同，有线网又分为两种，一是采用同轴电缆和双绞线连接的网络，是用电磁信号传输数据；二是采用光导纤维作传输介质的网络，采用光波信号传输数据 无线网 采用空气作传输介质、用电磁波作传输载体的网络。联网方式灵活方便，但目前联网费用较高。,计算机网络的分类,按网络的拓扑结构分类 星形网 有一个中心节点，其它节点与该中心点构成点对点连接。 星型结构连接方便、故障诊断容易。任意一个节点出现故障时，不会影响网络的运行，可靠性较高。缺点是连接所需的电缆较多；对中心节点的依赖性极高。 环形网 所有节点连接成一个闭合的环，节点之间为点到点连接。 环形结构具有信号强度不变的优点，但其增加新节点困难，网络传输容量有限、可靠性较差，不易管理。,7.1.3 计算机网络的分类,总线形网 所有节点挂接到一条总线上，数据在总线上以广播方式传送。总线形结构的优点是电缆长度短，布线容易，便于扩充；其缺点主要是总线中任一处发生故障都将导致整个网络的瘫痪，且故障诊断困难。 网状形网 网状拓扑结构通常是指通信网络中的多个节点以点对点的方式相互连接,每个节点与其他的节点都有直接的物理连接。所以, 网状拓扑结构又称为全连接网络(Full Connected Network)。,计算机网络的分类,7.1.4计算机网络的功能,资源共享 信息交换 分布式处理,7.2计算机网络体系结构,OSI/RM开放式互联参考模型 TCP/IP协议结构 IEEE 802（LMSC）局域网/城域网标准,7.2.1OSI/RM网络体系结构,应用层Application,表示层Presentation,会话层Session,传输层Transportation,物理层Physical,数据链路层Data Link,网络层Network,7 6 5 4 3 2 1,为网络应用提供服务 数据表示 在用户间建立会话关系 不同主机进程间的通信 在主机间传输分组 在节点间可靠地传输帧 位流的透明传输,应用层 HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet, ,传输层 TCP, UDP,网际层(网络层) IP, ICMP, ARP, RARP,网络接口层(数据链路层+物理层) PPP, Ethernet, Token ring, ATM,7.2.2TCP/IP协议,TCP/IP的体系结构层次,7.2.3IEEE802体系结构示意图,IEEE802局域网体系结构,IEEE802系列中的主要标准,802.2 逻辑链路控制 802.3 CSMA/CD（以太网） 802.4 Token Bus （令牌总线） 802.5 Token Ring（令牌环） 802.6 分布队列双总线DQDB - MAN标准 802.8 FDDI（光纤分布数据接口） 802.11 WLAN（无线局域网）,7.3网络类型及其连接设备,传输介质 局域网 广域网 因特网,7.3.1传输介质,传输介质可以采用有线介质或无线介质。有线传输介质可以传输模拟信号和数字信号，无线介质通常只支持模拟信号的传输。 带宽 数据传输率 误码率,传输介质,双绞线,STP屏蔽双绞线,UTP无屏蔽双绞线,RJ-45水晶头,传输介质,同轴电缆,传输介质,光纤,传输介质,无线传输介质,7.3.2局域网,网络适配器 集线器（中继器） 交换机（网桥）,局域网,局域网中的介质访问控制方法 常见的有两种： 载波检测多路访问/冲突检测（CSMA/CD） Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 采用随机访问技术的竞争型介质访问控制方法 主要用于以太网 令牌传递（Token Passing） Token Ring Token Bus FDDI 采用受控访问技术的分散控制型介质访问控制方法 主要用于令牌环网,以太网,采用载波检测多路访问/冲突检测（CSMA/CD） 可采用双绞线、同轴电缆、光纤等有线传输介质和无线传输介质 主要的连接设备包括以太网卡、集线器、交换机等,以太网主要连接设备,网卡 网卡（NIC：Network Interface Card）是计算机连接到以太网的主要硬件设备，是实现ISO/OSI数据链路层功能的网络接入设备。网络上的每台计算机、打印机或其他连网设备都必须安装有网卡。 每一块网卡有一个唯一的48位的MAC地址，又被称为物理地址（Physical Address）。,以太网主要连接设备,中继器 中继器是一种信号放大和整形的网络设备，能够对数据的传输起到信号放大和整形的作用，避免信号在传输过程中因衰减导致的无法识别的情况，因此可以延长信号的传输距离。中继器是实现ISO/OSI物理层功能的连接设备。但在目前的市场上，极少使用单独的中继器产品，而是使用集线器（HUB） 集线器 集线器又称多端口中继器，它将多台计算机连接在一起， 以太网支持使用双绞线、同轴电缆作为有线传输介质，在100BASE-T快速以太网标准中，使用5类及以上规格的UTP做为传输介质，线缆两端用RJ45连接器连接集线器（HUB）和网卡。,以太网主要连接设备,交换机（网桥） 以太网交换机从网桥发展而来，网桥是IS/OSI数据链路层设备，主要用于数据帧的转发、过滤和路径学习。交换机的逻辑功能由硬件实现，因而具有更高的交换速度。它不但实现了的集线器的所有功能，而且有效地避免了以太网因通过共享信道广播数据时产生的广播风暴对网络传输速率的影响。,令牌环网,在这种网络中，有一种专门的帧称为“令牌”（Token），在环路上朝一个方向持续地传输来确定一个结点何时可以发送数据包。令牌环（Token Ring）因此得名 。 可采用双绞线、光纤等有线传输介质和无线传输介质 节点间采用多站访问部件（Multistation Access Unit，MSAU）连接。MSAU是一种专业化集线器，它是用来围绕工作站计算机的环路进行传输。,7.3.3广域网,广域网（WAN，Wide Area Network）也称远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家、或横跨几个洲，并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。,广域网主要连接设备,Modem Cable Modem ADSL Modem 其它,7.3.4网络互连,网关 网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器，是最复杂的网络互连设备。网关是实现异构网络互连的主要设备。“异构”意味着遵守不同协议的网络间的相互连接。可以体现在ISO/OSI的所有层，例如不同的线缆、不同的信号编码、不同的数据包的封装方式以及不同的数据表示形式等。网关可以是硬件，也可以是软件产品。但是目前，很少有单独的网关存在，一般都集成在了其他产品上，例如HUB、交换机和路由器。,网络互连与Internet,路由器 路由器是互联网的主要节点设备。路由器通过维护的路由表中的路由信息完成端到端的数据转发。转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来。所以，我们通常将其视为ISO/OSI第三层，即网络层设备。作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互联网络Internet的主体脉络，也可以说，路由器构成了Internet的骨架。在Internet发展的早期，网关就是路由器 。,7.4网络操作系统,网络操作系统（NOS）是管理计算机网络资源、控制数据流、维护网络系统安全、以及跟踪管理用户账号的系统软件。目前，微软发行的Windows Server System操作系统和其他一些操作系统，如UNIX、Linux和Novell公司的Netware都可以提供上述要求的大多数网络服务和管理功能。,7.5Internet服务,Internet基础 接入Internet Internet基本服务,1.IP地址,IP地址也可以称为互联网地址或Internet地址，是用来唯一标识互联网上计算机的逻辑地址。 IP地址分为两类，IPv4地址与IPv6地址。,（1）IPv4地址,IP地址由32位二进制数构成，以点分十进制表示。 IP地址被划分为两个部分：网络地址和主机地址。,IPv4地址分为五类，A、B、C三类地址可分配：A类保留给政府机构，B类分配给中等规模的公司，C类分配给任何需要的人。D类地址用于组播。一个组播可以将数据同时发给多个主机。E类地址属于特殊保留地址，是一类没有使用的地址。,（2）IPv6地址,从IPv4到IPv6最显著的变化就是网络地址的长度。RFC2373和RFC2374定义的IPv6地址的长度为128位二进制数；地址的表达形式一般采用32个十六进制数，例如： 2001 : 0db8 : 85a3 : 08d3 : 1319 : 8a2e : 0370 : 7344 在很多场合，IPv6地址由两个逻辑部分组成：一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址，主机地址通常根据主机的物理地址自动生成，叫做EUI-64（或者64-位扩展唯一标识）。,2.IP子网与子网掩码,我们把由路由器连接的每个独立的网络都称为子网，把Internet看成由路由器连接的子网的结合。 同一子网内的所有主机的IP地址的网络地址部分必须相同。而判断两台主机是否属于同一子网，则由子网掩码协助完成的。,3默认网关地址,默认网关地址即路由器地址，该地址也必须是一个“可分配”的IP地址，且必须和主机IP地址同属于一个子网。即默认网关IP地址的网络部分必须和主机地址完全相同。所有目的地址不属于该子网的数据包都会被发送到这个地址标识的路由器上并转发到其他子网中。,4.DNS-域名服务,DNS提供域名和IP地址相互映射 域名采用了一种分级结构的命名方式，如下所示： 主机名三级域名二级域名顶级域名 顶级域名分为国际域名和国家及地区域名。顶级域名由国际因特网网络中心负责管理，国家及地区域名则由各个国家及地区自行确定并管理。,常用顶级域名,5.统一资源定位符（URL）,URI是用于完整地描述Internet网络资源的一种标识方法。例如: ftp:/ftp. liz. edu. cn/movie/super.rmvb URL的一般格式为(带方括号 的为可选项)： protocol :/ hostname:port / path/filename protocol（协议）：指定使用的传输协议 hostname（主机名）：是指存放资源的服务器的域名系统 (DNS) 主机名或 IP 地址。 :port（端口号）：整数，可选，省略时使用方案的默认端口，各种传输协议都有默认的端口号，如http的默认端口为80。 path（路径）：由零或多个“/”符号隔开的字符串，一般用来表示主机上的一个目录或文件地址。 filename（文件名）：通常是所要访问的文件的名称。,7.5.2接入Internet,1局域网接入 2ADSL接入 3配置TCP/IP协议,7.5.3Internet基本服务,1WWW万维网 2搜索引擎 3中国知网 4文件传输服务FTP 5电子邮件服务,1.万能的Web浏览器,HTML与HTTP 网页与主页的区别 网页与网站的区别 基于浏览器的网络服务 网页信息浏览、搜索引擎、BBS论坛、社交网络服务、网页游戏、在线操作系统等,2搜索引擎,搜索引擎(search engine)是指根据一定的策略、运用特定的计算机程序搜集互联网上的信息，在对信息进行组织和处理后，为用户提供检索服务的系统。是WWW服务提供的信息资源查询工具。,3中国知网,中国国家知识基础设施工程（China National Knowledge Infrastructure，简称CNKI），是以实现全社会知识资源传播共享与增值利用为目标的信息化建设项目，由清华大学、清华同方发起，始建于1999年6月。中国知网作为CNKI的一