计算机网络基础计算机网络.ppt

第5章计算机网络,5.1计算机网络基本知识5.2数据通信基本概念5.3计算机网络技术基础5.4局域网5.5Internet的基础知识5.6连接Internet5.7Internet的服务与应用5.8网络信息检索5.9网络信息安全5.10网络安全技术,5.1计算机网络基本知识,本节主要内容5.1.1计算机网络的定义与组成5.1.2计算机网络的产生与发展5.1.3计算机网络的功能5.1.4计算机网络的分类重点难点计算机网络的几种类型计算机网络的功能,第5章5.1节,5.1.1计算机网络的定义与组成,计算机的定义计算机网络是指把若干台地理位置不同，且具有独立功能的计算机，用通信线路和通信设备互相连接起来，以实现彼此之间的数据通信和资源共享的一种计算机系统。计算机网络的组成计算机网络涉及计算机和通信两个领域，通信技术与计算机技术的结合是产生计算机网络的基本条件。一个计算机网络是由资源子网和通信子网构成。,第5章5.1节5.1.1,5.1.2计算机网络的产生与发展,计算机网络四个发展阶段1.远程终端联机阶段（20世纪60年代初）2.计算机计算机网络阶段（20世纪60年代后期）3.标准化互联阶段（20世纪80年代）4.信息高速公路阶段（20世纪90年代）,第5章5.1节5.1.2,5.1.2计算机网络的产生与发展,1.远程终端联机阶段以单个计算机为中心的远程联机系统。系统由一台大型计算机（MainframeHost）和若干台远程终端（Terminal）通过通信线路连接起来，组成联机系统，进行远程批处理业务。,第5章5.1节5.1.2节,5.1.2计算机网络的产生与发展,2.计算机计算机网络阶段多台计算机通过通信线路互连起来为用户提供服务，即所谓计算机计算机网络。多台计算机都具有自主处理能力。典型代表：美国的远程分组交换网ARPA（AdvancedResearchProjectAgency）网。,第5章5.1节5.1.2,5.1.2计算机网络的产生与发展,3.标准化互联阶段通过建立一系列的国际标准,使得原来由于各个公司因为体系不同而不能互联互通的自成体系的“封闭”系统,实现了各种网络之间互联互通。重要的协议有：国际标准化组织ISO协议，TCP/IP协议。,第5章5.1节5.1.2,5.1.2计算机网络的产生与发展,4.信息高速公路阶段1993年，美国提出“国家信息基础设施”的NII计划,把分散的计算机资源通过高速通信网实现共享，提高国家的综合实力和人民的生活质量，通俗地称之为信息高速公路（SuperHighway）。从技术角度看，新一代计算机网络将向综合化和高速化发展。,第5章5.1节5.1.2,5.1.3计算机网络的功能,（1）数据通信计算机网络提供的数据通信服务包括传真、电子邮件（E-mail）、电子数据交换（EDI）、电子公告牌（BBS）、远程登录等。（2）资源共享所谓“资源”是指计算机系统的软件、硬件和数据资源，所谓“共享”是指网内用户均能享受网络中各个计算机系统的全部或部分资源。,第5章5.1节5.1.3,5.1.3计算机网络的功能,（3）提高计算机的可靠性和可用性网络中每台计算机可通过网络相互成为后备机。一旦某台计算机出现故障，它的任务就可由其他计算机代为完成,提高了系统的可靠性。均衡网络中计算机的负荷，提高每台计算机的可用性。（4）分布式处理将大型的综合性问题，交给不同的计算机分别同时进行处理。,第5章5.1节5.1.3,5.1.4计算机网络的分类,按计算机网络地理分布范围分类局域网（LAN）城域网（MAN）广域网（WAN）其他网络分类按网络的交换方式划分，可分为电路交换、报文交换、分组交换。按所采用的拓扑结构划分，可以分为星形、总线形、环形、树形和网状形。按信道的带宽可划分为窄带网和宽带网。用途的不同可划分为科研网、教育网、商业网、企业网。,第5章5.1节5.1.4,5.2数据通信基本概念,本节主要内容5.2.1模拟通信与数字通信5.2.2多路复用技术5.2.3数据交换技术重点难点多路复用技术数据交换技术,第5章5.2节,5.2.1模拟通信与数字通信,通信系统中传输的信号分类连续变化离散变化数据通信可以通过模拟信道和数字信道来实现调制器解调器,第5章5.2节5.2.1,5.2.2多路复用技术,多路复用技术的定义多路复用技术是利用一条传输线路传送多路信号的技术。两种最基本的复用技术频分多路复用FDM时分多路复用技术TDM,第5章5.2节5.2.2,5.2.3数据交换技术,数据交换信息的定义在数据通信系统中，网络中的两个设备之间通常都需要经过中间节点转发数据。这些中间节点提供一种交换功能，使数据从一个节点传到另一个节点，我们把中间节点参与的通信称为交换。交换技术分类1.电路交换（circuitswitching）2.分组交换（packetswitching）,第5章5.2节5.2.3,5.2.3数据交换技术,电路交换电路交换方式与电话交换方式的工作过程很类似，一般要经历3个阶段：建立电路阶段、传输数据阶段和电路拆除阶段。在通信过程中，物理连接为此次通信专用，不得被其他站点使用。优点：通信实时性强，适用于交互式会话类通信，比较适用于成批数据的传送。缺点：浪费网络资源，线路的利用率低。,第5章5.2节5.2.3,5.2.3数据交换技术,分组交换一种“存储转发”式的交换，数据以短的分组形式转送。通信时传送的是报文（Message），报文是指由被传递的数据、源地址、目的地址和其他控制信息组成的数据块。把一个长的报文拆分成若干个小的段落，称为分组。优点：提高了交换速度。,第5章5.2节5.2.3,5.3计算机网络技术基础,本节主要内容5.3.1传输介质5.3.2网络传输协议5.3.3网络互连技术重点难点网络协议的定义七层架构协议各层的功能,第5章5.3节,5.3.1传输介质,传输介质的定义网络中节点之间的物理通路传输介质的分类有线双绞线，同轴电缆，光纤无线微波，红外线，卫星通信,第5章5.3节5.3.1,5.3.2网络传输协议,1.网络协议的定义和组成网络协议，是使网络中的通信双方能顺利进行信息交换而双方预先约定好并遵循的规程和规则。一个网络协议主要由以下三个要素组成：语义：“讲什么”语法：“如何讲”同步：事件执行的顺序,第5章5.3节5.3.2,5.3.2网络传输协议,2.分层次的体系结构分层模型（Layeringmodel）是一种用于开发网络协议的设计方法，把要实现的功能划分为若干层次，较高层次建立在较低层次基础上，同时又为更高层次提供必要的服务功能。优点：高层次只要调用低层次提供的功能，而无需了解低层的技术细节；只要保证接口不变，低层功能具体实现办法的变更也不会影响较高一层所执行的功能。OSI/RM与TCP/IP。,第5章5.3节5.3.2,5.3.2网络传输协议,3.开放系统互联参考模型（OSI/RM）物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层,第5章5.3节5.3.2,5.3.3网络互连技术,网络互连的类型局域网与局域网，局域网与广域网，广域网与广域网等的互联网间连接设备中继器网桥路由器网关,图5-10网络互联设备与OSI参考模型,第5章5.3节5.3.3,5.4局域网,局域网的定义局域网（LAN）指的是在一较小范围内（如：一间实验室或办公室、一栋大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备连接起来所形成的局部区域网。本节主要内容5.4.1局域网的特点和组成5.4.2局域网类型5.4.3局域网的拓扑结构5.4.4网络设备5.4.5服务器与工作站5.4.6网络操作系统,第5章5.4节,5.4.1局域网的特点和组成,局域网的特点网络覆盖范围较小。站点数目有限。局域网通常由某个组织单独拥有。局域网与广域网相比具有较高的数据传输速率、较低的时延和较小的误码率。,第5章5.4节5.4.1,5.4.1局域网的特点和组成,组建局域网选择网络类型；选定传输介质、网络设备、服务器、客户机和网卡等硬件设备；选择网络操作系统、数据备份软件、网管系统、网络防病毒软件、客户机操作系统等相关软件。,第5章5.4节5.4.1,5.4.1局域网的特点和组成,图5-11某局域网的拓扑结构图,第5章5.4节5.4.1,5.4.2局域网类型,常见的局域网类1.令牌环网由一组用传输介质串联成一个环的站点组成2.ATMATM(AsynchronousTransferMode：异步传输方式)是一种基于信元（Cell）的交换和复用技术,信元长度固定为53字节。3.以太网,第5章5.4节5.4.2,5.4.2局域网类型,几种以太网技术的介绍（1）10Base-T以太网（2）100Base-T以太网（3）千兆位（Gigabit）以太网（4）以太网交换技术局域网交换机，具有多个端口，每个端口都具有桥接功能，都可以组成一个逻辑网段，连接到端口上每台设备都可享有单独的带宽，而不需要与其他设备竞争带宽整个以太网络的性能和每台工作站的可用带宽，也减少了冲突产生的概率,第5章5.4节5.4.2,5.4.3局域网的拓扑结构,拓扑结构的定义计算机网络可以说是由一组节点和链路组成的。网络节点和链路组成的几何图形就是网络拓扑结构由一组用传输介质串联成一个环的站点组成。计算机网络拓扑结构分类1.总线型结构2.星型结构3.树形拓扑4.环形结构5.网状型拓扑,第5章5.4节5.4.3节,5.4.3局域网的拓扑结构,第5章5.4节5.4.3节,总线型,星型,树型,环型,网状型,5.4.4网络设备,常用网络设备,第5章5.4节5.4.4节,5.4.5服务器与工作站,服务器一般采用高性能的微型机、小型机或大型主机，并配有大容量硬盘和较大容量内存。服务器中安装有大量的网络软件，如：网络操作系统、数据备份软件、网络杀毒软件、大型数据库管理系统等。服务器按其作用可分为文件服务器，打印服务器，数据库服务器等，在Internet网上，还有DNS、Web、FTP、电子邮件、Internet代理等服务器。工作站普通的PC机,第5章5.4节5.4.5,5.4.6网络操作系统,网络操作系统的定义具有网络功能的操作系统具有网络的支持功能，能管理整个网络的资源网络操作系统的特点复杂性并行性安全性提供多种网络服务功能常见的网络操作系统Netware，Unix，WindowsNT,第5章5.4节5.4.6,5.5Internet的基础知识,本节主要内容5.5.1Internet的产生和发展5.5.2Internet的特点5.5.3TCP/IP协议5.5.4IP地址5.5.5域名系统,第5章5.5节,5.5.1Internet的产生和发展,第5章5.5节5.5.1节,Internet的产生和发展历程从网络通信技术的观点来看，Internet是一个以TCP/IP协议连接全世界各个国家、各个部门、各个机构计算机网络的数据通信网。从信息资源的观点来看，Internet网是一个集各个领域、各个学科的各种信息资源为一体的、供网上用户共享的数据资源网。,5.5.1Internet的产生和发展,Internet起源于20世纪60年代的ARPANET，1969年到1983年是Internet的形成阶段，从1983年开始逐步进入实用阶段，20世纪90年代以来在全世界得到了广泛应用。目前Internet最重要的应用有：万维网WWW（WorldWideWeb），电子邮件（E-mail），远程登录（Telnet），文件传输（FTP），电子公告牌（BBS）等。,5.5.2Internet的特点,特点开放性自由连接，没有时间和空间的限制，没有地理上的距离概念，任何人随时随地可加入共享性网络用户在网络上可以随意查看别人的网页或访问电子广告牌，从中寻找自己需要的信息和资料平等性任何一个上网的用户都是平等的，没有高低贵贱之分低廉性目前，在Internet上的许多信息和资源都是免费的，网络服务供应商(ISP)一般也采用低价策略占领市,第5章5.5节5.5.2,5.5.3TCP/IP协议,TCP/IP协议的定义一个网络协议族，其中Internet协议IP和传输控制协议TCP为最核心的两个协议，Internet的其他网络协议都要用到这两个协议提供的功能，因而称整个Internet协议族为TCP/IP协议族，简称TCP/IP协议。OSI/RM与TCP/IP体系结构的对比,图5-20OSI/RM与TCP/IP体系结构的对比,第5章5.5节5.5.3,TCP/IP协议族应用层中的几个常用协议：Telnet：远程登录FTP：文件传输协议SMTP：简单邮件传输协议POP3：第三代邮局协议HTTP：超文本传输协议NNTP：网络新闻传输协议其他协议NetBEUI协议、DLC协议IPX/SPX兼容协议、BanyanVINES、AppleTalk,5.5.3TCP/IP协议,第5章5.5节5.5.3,5.5.4IP地址,IP地址的定义IP地址可以视为网络上的门牌号码，它唯一地标识出主机所在的网络（网络地址部分）和网络中位置的编号（主机地址部分）。IP地址的组成由32位二进制数组成，为了表示方便一般写成由4个十进数构成，每个十进制数取值0到255，每个十进制数之间以句点“.”相隔，如将1000000000001011000001100011111记为：1。,第5章5.5节5.5.4,IP地址的格式IP地址由网络号和主机号两部分组成网络号标识一个特定的网络，主机号标识该网络中的一台特定主机,5.5.4IP地址,第5章5.5节5.5.4,5.5.4IP地址,按照网络规模的大小，常用的IP地址分为三类：A类地址：这类地址的特点是以0开头，第一字节表示网络号；第二、三、四字节表示网络中的主机号。B类地址：这类地址的特点是以二进制l0开头，第一、二字节表示网络号，第三、四字节表示网络中的主机号。C类地址：这类地址的特点是以二进制110开头，第一、二、三字节表示网络号，第四字节表示网络中的主机号。D类地址（网络号以二进制1110开头）和E类地址（网络号以二进制11110开头）为保留地址，暂不使用。,第5章5.5节5.5.4,5.5.4IP地址,有特殊用途的IP地址网络号不能以127开头主机号不能全为0，也不能全为1子网掩码作用确定IP地址的哪部分代表网络号，哪部分代表主机号，判断两个IP地址是否属于同一网络划分子网格式：按IP地址的格式给出，三类IP地址的默认子网掩码为：A类：，B类：，C类：,第5章5.5节5.5.4,缺省网关网关是一种连接内部网与Internet上其他网的中间设备缺省网关应设为网关与内部网相连端口的IP地址无分类编址CIDR正式名称是无分类域间路由选择消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念，可以更加有效地分配IPv4的地址空间。使用“网络前缀”来代替分类地址中的网络号和子网号。使用“斜线记法”。它在IP地址后面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的比特数。如，8/18表示在这个32位的IP地址中，前18位表示网络前缀，而后14位为主机号。,5.5.4IP地址,第5章5.5节5.5.4,5.5.5域名系统,域名域名的定义一种能代表计算机在网络中位置的一些实际意义的字符型标识，称为域名地址（DomainName）域名的结构由若干部分组成，每个部分由至少两个字母或数字组成，各部分之间用小数点分开顶级域名与下级域名每个域名对应一个IP地址，它们之间的映射对应关系通过DNS自动转换两类特殊的域名：表机构与国家或地区的类型,第5章5.5节5.5.5,5.5.5域名系统,图5-22域名的结构,第5章5.5节5.5.5,5.5.5域名系统,域名服务器DNS实现域名地址与IP地址的转换。对域名和IP的对应关系采用分层结构的分布式数据库进行管理。每一个子域设定一台专门的域名服务器来负责分配和管理自己域中的映射关系，并保证本域中的域名地址不出现重复现象，每个子域中的域名服务器也同上层域名服务器保持着联系。,第5章5.5节5.5.5,5.5.6统一资源定位符URL,URL的定义Internet中用来描述信息资源的字符串URL的组成协议（或称为服务方式）该资源的主机地址（域名或IP地址），有时也包括端口号、用户名和密码主机资源的具体地址，如目录和文件等实例HTTP:/,第5章5.5节5.5.6,5.6连接Internet,本节主要内容5.6.1Internet接入方式5.6.2通过局域网连接Internet的基本设置5.6.3使用ADSL连接Internet的基本设置,第5章5.6节,5.6.1Internet接入方式,接入技术的定义用于将用户的计算机或局域网连接到公用网络常见的Internet接入方式1.拨号网络（PSTN+MODEM）2.ISDN3.DDN专线4.ADSL5.无线接入技术,第5章5.6节5.6.1,5.6.2通过局域网连接Internet的基本设置,1.安装网卡在计算机中加入网卡添加网卡驱动程序2.添加网络组件添加“客户端”添加“服务”添加“协议”3.安装配置TCP/IP协议添加TCP/IP协议配置TCP/IP协议参数,第5章5.6节5.6.2,5.6.3使用ADSL连接Internet的基本设置,1.ADSL的安装与设置安装ADSLModemADSL接入方式虚拟拨号软件方式带路由的ADSLModem方式2.使用ADSL拨号上网建立ADSL连接拨号上网的操作,第5章5.6节5.6.3,5.7Internet的服务与应用,本节主要内容5.7.1信息浏览（WWW服务）5.7.2电子邮件（E-mail）,第5章5.7节,5.7.1信息浏览（WWW服务）,WWW(WorldWideWeb)服务定义一种交互式动态多平台分布图形信息系统，使用超文本语言，将图像、图形、动画、视频、声音集成到网页中。相关概念网页HTMLHTTP协议常用的WWW浏览器MicrosoftInternetExplorer（简称IE）、NetscapeCommunicator,第5章5.7节5.7.1,5.7.2电子邮件（E-mail）,E-mail服务的基本工作方式发件服务器和收件服务器电子邮件使用的协议SMTP协议、POP3的协议电子邮件地址的格式用户名、邮件服务器的地址电子邮件的收发工作过程,第5章5.7节5.7.2,5.7.2电子邮件（E-mail）,电子邮件工具的使用Web方式收发邮件客户端软件来收发邮件OutlookExpressFoxmailEudora,第5章5.7节5.7.2,5.8网络信息检索,本节主要内容5.8.1信息检索的意义5.8.2搜索引擎的分类与特点5.8.3搜索引擎Google的使用5.8.4科技文献检索,第5章5.8节,5.8.1信息检索的意义,搜集信息是人类赖以生存、发展的一种本能Internet上查找信息，常用方法：利用搜索引擎；利用综合性网站的分类信息；利用各种网络资源指南来查询信息。,第5章5.8节5.8.1,5.8.2搜索引擎的分类与特点,根据搜索方式的不同，搜索引擎可分为两类：分类目录搜索引擎（Directory）关键词搜索引擎,第5章5.8节5.8.2,5.8.2搜索引擎的分类与特点,（1）分类目录搜索引擎（Directory）一种主题分类目录，由人工对网站进行标引和组织，提供分类检索代表：Yahoo!、搜狐优点层次、结构清晰，易于查找多级类目，便于查询到具体明确的主题内容提要、分类目录下，有简明扼要的内容，可以使用户一目了然缺点搜索范围较小更新速度慢查询交叉类目时容易遗漏,5.8.2搜索引擎的分类与特点,（2）关键词搜索引擎由程序自动索引网页建立数据库，提供关键词搜索代表：Google、百度优点全文搜索检索功能强信息更新速度快缺点供选择的信息太多，降低相应的命中率提供的查询结果重复链接较多，层次结构不清晰,第5章5.8节5.8.2,5.8.3搜索引擎Google的使用,基于多种条件同时检索的Google的使用方法单个关键词搜索搜索结果要求包含两个以上关键词搜索结果至少包含多个关键字中的任意一个用“-”号减除无关资料搜索整个短语或者句子通配符问题在某一类文件中搜索高级搜索,第5章5.8节5.8.3,5.8.4科技文献检索,1.科学引文索引SCI认识SCI科学引文索引(ScienceCitationIndex,简称SCI)创刊于1969年，由美国科学情报研究所（InstituteforScientificInformation,简称ISI）编辑出版。SCI报道世界范围多学科和跨学科的科技文献，是大型综合性检索工具，其内容包括物理、化学、数学、生命科学、医学、农业、工程技术等，它收集的主要是期刊文献，还有少量专著、会议论文、书评等。SCI的特点可以从多个方面来反映学科间的交叉、渗透关系；可以用来进行期刊评价、人才预测，科研调查和规划；是引文统计的重要工具，在文献计量学中具有特定作用。,第5章5.8节5.8.4,5.8.4科技文献检索,2.中文期刊网认识CNKI中国知识基础设施（ChinaNationalKnowledgeInfrastructure）工程，它是在中国学术期刊（光盘版）的基础上开发的基于因特网的一种大规模集成化、多功能动态学术期刊全文检索系统。网址：。收费检索数据库。3.CNKI检索实例课本P256-258,第5章5.8节5.8.4,5.9网络信息安全,本节主要内容5.9.1网络信息安全概述5.9.2计算机病毒与防范5.9.3信息安全政策法规和道德规范,第5章5.9节,5.9.1网络信息安全概述,1.网络安全基本要素系统安全网络硬件设备、操作系统和应用软件的安全信息安全各种信息的存储安全和信息的传输安全保密性完整性可用性2.安全威胁的因素黑客的攻击管理的欠缺网络缺陷系统的安全漏洞,第5章5.9节5.9.1,5.9.1网络信息安全概述,3.安全威胁的类型信息泄露信息破坏拒绝服务4.网络安全隐患的防范及处理措施健全管理机制一些常用的防范措施安装补丁程序提高IE浏览器的访问级别安装防火墙，关闭没有使用到的TCP/IP端口关闭不必要的服务,第5章5.9节5.9.1,5.9.2计算机病毒与防范,计算机病毒一种人为编制，具有破坏性的计算机程序1.计算机病毒的特点传染性潜伏性破坏性隐蔽性2.计算机病毒的类型引导型病毒文件型病毒混合型病毒宏病毒,第5章5.9节5.9.2,5.9.2计算机病毒与防范,3.新型病毒介绍(1)网络蠕虫（NetworkWorm）(2)网络木马（Trojan）4.计算机病毒的危害性(1)破坏文件或数据，造成用户数据丢失或毁损(2)非法运行在计算机内存中，占用计算机的资源，降低计算机的性能(3)破坏操作系统或计算机主板上的BIOS信息造成计算机无法启动(4)抢占系统网络资源，造成网络阻塞或系统瘫痪,第5章5.9节5.9.2,5.9.2计算机病毒与防范,5.计算机病毒的主要传播途径(1)通过移动存储设备进行传播(2)通过计算机网络进行传播6.防范病毒的措施(1)定期对重要数据和文件进行备份(2)及时修补操作系统和软件的漏洞(3)安装杀毒软件(4)设置较复杂的用户密码(5)不随意查看陌生邮件,第5章5.9节5.9.2,5.9.3信息安全政策法规和道德规范,信息安全政策法规中华人民共和国信息系统安全保护条例中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理办法全国人大常委会关于维护互联网安全的决定计算机信息网络国际互联网安全保护管理办法计算机信息系统国际