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信息技术导论第八章计算机网络 北京林业大学信息学院 可否共享一个打印机 实现了硬件共享 第八章计算机网络 8 1计算机网络基础 8 2Internet技术及应用 8 3Web技术 8 1计算机网络基础 1 网络的概念2 网络的分类3 计算机网络协议4 网络服务机制5 计算机网络的硬件组成 8 1计算机网络基础 1 网络的概念计算机网络包括以下几个方面的含义数据传输 Email FTP资源共享 共享硬件 软件 数据连接 有线方式 铜线电缆 光纤 双绞线无线方式 红外 无线电波 微波 卫星协议 计算机之间的信息交换 必须有某种约定和规则 Whatisanetwork 计算机网络 network 的定义在网络协议的控制下 通过通信线路将多台地理上分散且独立工作的计算机互连起来 以达到相互通信和共享资源的目的 8 1计算机网络基础 2 网络的分类分类方法一 按照覆盖规模1 局域网localareanetwork LAN 10m到1km的范围 同一个房间 同一个建筑物 校园网 企业网 公司内部网等WirelessLAN WLAN 2 城域网MetropolitanAreaNetwork MAN 一个城市大小的网络此术语很少使用 分类方法一 按照覆盖规模3 广域网wideareanetwork WAN 指同一个国家或同一个洲的计算机网络 甚至可以把全球范围的计算机网络看成一个广域网Internetisworld slargestWAN我国的电信网 广电网 连通网等 按网络的范围大小分类时地域界限范围划分不是十分严格 是一个相对的概念 8 1计算机网络基础 2 网络的分类分类方法二 按照拓扑结构 networktopology 总线型 环型 星型等 总线型 总线 所有节点都通过相应的硬件接口直接连接到干线电缆上 干线电缆构成网络的总线 任何一个节点发送的信号都可以沿着总线传播 并被其它所有的节点接收 优点 方法简单 技术成熟 而且成本较低 总线型 总线 缺点 这种网络结构只有唯一的通讯通道 当两台工作站同时抢用此唯一通道时 容易造成冲突 甚至网络瘫痪 环型 缺点 1 若环上任何一个节点发生故障时 将造成整个网络瘫痪 2 不容易查找故障点 发送方 接收方 星型 中央控制器 所有节点都连接到中央控制器上 各工作站之间的通讯都由中央控制器来统一控制 优点 采用中央集权的方式 有较好的控制性 容易查找故障点 缺点 若中央控制器出现故障 将使整个网络系统瘫痪 发送方 接收方 2 网络的分类其他分类方法按使用范围分 公用网 专用网按速率分 高速网 中速网 低速网按传输介质分 有线网 无线网 8 1计算机网络基础 3 计算机网络协议 1 多层2 封装与拆封 国际化标准组织ISO制定的标准 开放系统互联参考模型OSI RM 基于分层概念的网络体系结构 TCP IP与OSI RM的对应关系 TCP IP TCP IP不是一个单个的协议 而是由数十个具有层次结构的协议组成的一个协议集 TCP和IP是该协议集中的两个最重要的核心协议 TCP IP是Internet上的标准通信协议集 TCP TransmissionControlProtocol传输控制协议IP InternetProtocol网际协议 对等机制网络上的计算机具有同等的权利 互相可以作为服务和被服务的对象 只要双方同意 即可互相读 写磁盘文件在局域网中 Windows的 网上邻居 支持这种对等操作 4 网络服务机制 8 1计算机网络基础 客户端 服务器机制 Client Server 服务器随时等待客户端发来的请求 提供各种服务 客户端通过网络向服务器发出请求 服务器根据分析计算作出应答 送回结果 8 1计算机网络基础 5 计算机网络的硬件组成 网络硬件 服务器 工作站 传输介质 连接设备 指连接到网络上的一台计算机 承载传输信息的物理媒体 指构成网络的部件 比如网卡 集线器 服务器指的是一台性能较强的计算机 服务器 服务器是一台性能较强的计算机 它是网络的核心 服务器与普通计算机的主要区别是 1 运算速度快 2 内存和硬盘容量大 3 可靠性 稳定性好 比如 数据库服务器 email服务器 FTP服务器 传输介质 当前常用的网络传输介质有 同轴电缆Coaxialcable 双绞线Twisted paircable 光纤fiber opticcable 2根 4根 8根铜导线 用不同颜色区分每两根导线缠在一起 使得各线对之间的电磁干扰最小双绞线的两端安装RJ45插头 水晶头 插入网卡等设备上应用 星型局域网性能 单根双绞线允许的最大长度是150米 1 双绞线 2 同轴电缆 流行于20世纪80年代 后来双绞线电缆逐渐取代了同轴电缆应用 总线型局域网 铜芯 绝缘层 外导体 保护套 单芯光缆 多芯光缆 3 光缆 高速度 长距离 大容量的数据传输抗干扰性能极好 误码率低 连接设备 网卡是插在计算机的扩展槽中 和网络传输线相连 1 网卡 集线器是把服务器以及工作站相连接的网络设备 2 集线器 HUB 3 交换机 Switch 交换机 Switch 是实现数据包 数据分组 转发的网络互连设备 转发的速度很快 连接两种不同类型的网络实现局域网与广域网的通信数据处理 数据的分组过滤 转发 加密等网络管理 配置管理 性能管理 流量控制等 4 路由器 router 进行数字信号与模拟信号转换 dial upmodem cablemodem wirelessmodem 5 调制解调器 Modem 50m2 实例 办公室局域网组网方案 功能 实现文件和打印机的共享 硬件设备 第一步准备硬件和工具 水晶头 压线钳 双绞线 集线器 网卡 第二步制作网线 剥胶皮 第二步制作网线 整理导线 第二步制作网线 接水晶头 第三步装网卡及插网线 第三步装网卡及插网线 第三步装网卡及插网线 标准型办公室网络 第八章计算机网络 8 1计算机网络基础 8 2Internet技术及应用 8 3Web技术 1 什么是Internet 8 2Internet技术 Internet InterconnectionNetwork 因特网 是覆盖全球的互联网 Internet是计算机网络的集合 是网络的网络 世界各地的各种网络通过电话线 电缆 光缆 微波 卫星连接在一起 共同遵守TCP IP协议 从而达到互相通信和资源共享的目的 Internet是世界范围的大型信息资源库 遍布着不可计数的信息资源 Internet的起源与发展实验性网络ARPANET 60年代末期 美国国防部高级研究计划局资助实验性网络建设 Internet工作组 72年在首届计算机与国际通信会议上公开亮相 美国科学基础网NSFNET 82年几个计算机网合并成早期主干网 NSFNET取而代之 Internet的商业化 90年代 商业机构进入 使Internet进入快速发展阶段 目前成为最大的国际性网络 Internet在中国的发展早在1986年 中国的有关学术部门就开始努力将Internet引入中国 但是最早建成的学术网络只是和Internet作电子邮件交换 并不能算真正的Internet的一部分 1994年5月19日 中国科学院高能物理所建成了中科院系统的Internet网 中国教育与科研网 CERNET 是由清华大学 北京大学牵头 由原国家教委投资建设的国家教育网 是中国Internet的骨干网之一 中国公众互联网 简称CHINANET 是由原邮电部建设的 现由中国电信管理 主要用于民用和商用 是中国Internet的骨干网之一 CERNET 我国四大网络 中国科技网 CSTNET 中国教育与科研网 CERNET 中国公众互联网 CHINANET 中国金桥网 ChinaGBN Internet的组织机构没有首脑 没有法律 没有警察 没有军队Internet协会 ISOC 资源管理 地址分配和制定标准协议等 Internet工程任务工作组 IETF 接受用户意见并考查技术性问题 Internet体系结构委员会 IAB 技术管理和指导技术性或操作性标准的制定 在Internet上 每一个设备都依靠唯一的IP地址互相区分和相互联系 唯一性 在Internet中不允许有两个设备具有同样的IP地址 2 如何识别Internet上的计算机 IP地址 IP地址是一个32位二进制数 由4段组成 每段8位 每个段之间用点号隔开 10000001 00001000 00010000 00011001为了便于记忆 在书写IP地址时 由点号隔开的4个十进制数来表示的 这种写法称为 十进制点分法 10000001 00001000 00010000 00011001129 8 16 25林业大学Web服务器的IP地址 202 204 112 68 IP地址的表示 202 204 112 256 IP地址组成 由网络号 netID 与主机号 hostID 两部分组成的 IP地址分类 电话 6233837362338147 IP地址 202 204 112 68166 111 4 100202 204 112 69166 111 4 101 网络号标识一个物理网络主机号标识该物理网络上的每一个主机 NetID HostID 32bits Netid 0 Byte1 Byte2 Byte3 Byte4 Hostid Netid Hostid Netid Hostid Multicastaddress Reservedforfutureuse ClassA ClassB ClassC ClassD ClassE 10 110 1110 11110 IP地址分类 0 0 0 0 127 255 255 255 ClassA 128 0 0 0 191 255 255 255 ClassB 192 0 0 0 223 255 255 255 ClassC 224 0 0 0 239 255 255 255 ClassD 240 0 0 0 247 255 255 255 ClassE Multicastaddress 1110 Reservedforfutureuse 11110 0 0 0 0 127 255 255 255 ClassA 128 0 0 0 191 255 255 255 ClassB 192 0 0 0 223 255 255 255 ClassC 224 0 0 0 239 255 255 255 ClassD 240 0 0 0 247 255 255 255 ClassE From To 林业大学 202 204 112 68属于哪一类 A类IP地址 网络号可编码长度为7位 主机号长度为24位 范围 0 0 0 0 127 255 255 255 网络个数 理论上27 128个A类网络 0 x x x和127 x x x的两个地址用于特殊目的 所以实际允许有126个不同的A类网络每个A类网络的容量 网络设备的个数 224 16777216 主机ID为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的 实际允许连接16777214个主机 B类IP地址 网络号可编码长度为14位 主机号长度为16位 范围 128 0 0 0 191 255 255 255 网络个数 理论上214 16384个B类网络每个B类网络的容量216 65536实际一个B类IP地址允许连接65534个主机 C类IP地址网络号可编码长度为21位 主机号长度为8位 C类IP地址是从 192 0 0 0 223 255 255 255 网络个数 221 2097152个不同的C类网络 每个C类网络的容量 最多为28 256 实际为254北京林业大学的IP情况 IP地址构成了整个Internet的基础 每一台联网的计算机无权自行设定IP地址 有一个统一的机构负责对申请的组织分配唯一的网络号 而该组织可以对自己的网络中的每一个主机分配一个唯一的主机号 A类地址已经被分配完了 接下来B类地址也很快就会耗尽 现在正在进行C类网络地址的分配 解决方法之一 IPv6 128位的二进制地址 全球IP地址的分配状况 域名系统DNS是一种将IP地址表示成容易理解和记忆的名称的地址系统 IP 202 204 112 68域名 3 域名系统DNS DomainNameSystem org edu gov com cn fr root microsoft www bjfu www webmail news edu com gov 为了保证全球域名的一致性 Internet规定行业的第一级域名如下 com商业组织edu教育部门gov政府机构mil军事部门net网络组织org非政府组织int国际组织 Internet规定国家的第一级域名 二个字符 cn 中国 jp 日本 hk 香港 tw 台湾 uk 英国 au 澳大利亚 de 德国 it 意大利 fr 法国 Internet相关应用 1 电子邮件E mail电子邮件 ElectronicMail 简称E mail 工作模式为客户 服务器模式 客户端进行收发邮件 服务器在收发邮件过程中起着中转和临时存放邮件的作用 用户使用电子邮件的前提是在邮件服务器上拥有自己的邮箱 邮箱的地址称为E mail地址 其形式为 用户名 邮件服务器域名例如 2 FTP文件传输 FileTransferProtocol 文件传输服务是根据FTP协议命名的 FTP采用客户 服务器工作模式 文件传输分为 上传 Upload 和 下载 Download 文件从远方的计算机传送到你的计算机磁盘驱动器上的过程就叫 下载 上传 是从你的计算机向远方的计算机发送文件的过程 3 高级浏览服务 WorldWideWeb 简称Web WWW也称万维网 是一种建立在Internet上的全球的 交互的 动态的 多平台的 分布的超媒体信息系统 Internet发展如此迅速和广泛 很大程度上得益于WWW 以使人们将Internet理解为Internet上的WWW服务 Web服务采用的客户 服务器工作模式 客户端为浏览器 如IE 浏览器向Web服务器请求信息和信息资源 4 其它应用 1 远程登陆 Telnet 远程登陆允许用户从本地计算机建立一条到某一远程服务器的连接 将本地计算机变为远程机器的虚拟终端 当用户利用Telnet客户程序登陆到远程服务器上之后 本地计算机将完全成为该远程服务器的一个仿真终端 2 BBS电子公告栏 BulletinBoardSystem BBS是一种基于Telnet的服务 但随着WWW功能的增强 基于WWW的BBS越来越多 BBS就像大学校园的公告栏 可以通过它张贴文章和阅读别人的文章 BBS上拥有大量的信息 有很多类似于新闻组的讨论主题 也有各种招聘信息 二手货信息 求助信息等等 清华大学的水木清华BBS是中国第一个BBS 3 即时通信 instantmessaging 4 博客 Blog 网络日志 WebLog QQ MSN 第八章计算机网络 8 1计算机网络基础 8 2Internet技术及应用 8 3Web技术 8 3Web技术 WWW WorldWideWeb 简称Web技术WWW把Internet上现有的资源统统连接起来 使用户能在Internet上查询Web服务器站点提供的超文本 超媒体资源文档 1 Web的结构 从硬件的角度看 一个Web系统至少包括网络支持下的一个Web服务器和多个Web客户机 且只要系统能力许可 就可以扩充到几千个乃至无数个Web客户机 从软件的角度看 Web系统由Web服务器软件 Internet协议和Web浏览器组成 任何一个与Internet互连的机器 只要配上Web服务器 提供Web资源 便可为本地或异地Web用户服务 Web服务器 Web服务器是Web环境中的主角 从硬件角度看Web服务器是高速度 大容量的计算机 从软件角度看Web服务器上必需安装高性能 多任务操作系统如Windows2000 WindowsXP及服务器软件 Web浏览器 Web浏览器 WebBrowser 是Web上客户端软件 支持Internet协议 已成为Internet的图形用户界面 常用Web浏览器主要有 MicrosoftInternetExplorerNetscapeNavigator 超文本 超媒体技术 超文本技术是一种按信息之间关系存储 组织 管理和浏览信息的技术 在现实世界中 信息本身和信息之间的关系是同等重要的 传统的信息技术对信息之间的关系重视不够 超文本技术不仅注意所要管理的信息本身 更注意信息之间关系的建