第7章 计算机网络基础.ppt

第7章计算机网络基础 7 1计算机网络概述7 2计算机网络体系结构7 3计算机网络的组成7 4网络典型应用7 5网络安全 7 1计算机网络概述 7 1 1计算机网络的发展过程7 1 2计算机网络的分类7 1 3计算机网络在我国的发展 从ARPANET到Internet发展过程 计算机网络产生前 计算机网络产生后 7 1 2计算机网络的分类 按网络的覆盖区域分类 1 局域网LAN LocalAreaNetwork 2 城域网MAN 3 广域网WAN WideAreaNetworks 按网络的使用范围分类公用网 例如 Internet 为公共提供商业性和公益性通用网络专用网 例如 Intranet 为部门提供特定应用服务功能的网络 7 1 3计算机网络在我国的发展 中国公用计算机互联网CHINANET中国教育和科研计算机网CERNET中国科学技术网CSTNET中国联通互联网UNINET中国网通公用互联网CNCNET中国国际经济贸易互联网CIETNET中国移动互联网CMNET中国长城互联网CGWNET中国卫星集团互联网CSNET 7 2计算机网络体系结构 7 2 1划分网络层次的意义7 2 2OSI RM参考模型7 2 3TCP IP参考模型7 2 4IP地址 7 2 1划分网络层次的意义 为了使不同类型的系统设备联入计算机网络中 进行通信和数据交换 针对通信过程中的各种问题 制定了通信双方必须共同遵守的规则 标准和约定 这些规则 标准和约定称为网络协议 协议分层 处理复杂问题的一个有效方法 就是用抽象和层次的方式去构造和分析 同样 对于计算机网络这类复杂的大系统 采用分层方法 把复杂的网络互联问题划分为若干个较小的 单一的问题 在不同层上予以解决 分层结构举例 7 2 2OSI RM参考模型 ISO于1980年12月发表了第一个开放系统互连参考模型 记为OSI RM物理层 数据传输单元是比特数据链路层 数据传输单元是帧网络层 基本单位是分组 或包 路由选择 流量控制传输层 基本单位是报文会话层表示层 数据格式转换 文本压缩应用层 模型中的数据传输 7 2 3TCP IP参考模型 Internet网络体系结构的核心 事实上的国际标准 TCP IP采用分层体系结构 共分四层网络接口层网际层 IP传输层 TCP UDP应用层 DNS SMTP HTTP FTP TCP IP和OSI RM对应关系 7 2 4IP地址 TCP IP的核心协议是IP协议IP地址采用分层结构 包括两部分 网络号标识一个逻辑网络主机号标识网络中一台主机IP地址是一个逻辑地址 因特网上的IP地址具有全球唯一性IP目前使用的版本是IPV4 原始版本 长度为32位 4个字节 常用点分的十进制标记法如00001010000000100000000000000001记为10 2 0 1新版本IPV6使用128位 采用全新的分类 IP地址分类 IP地址划分为五类 A E类 常用的为A B C类 特点 特殊IP地址 某些IP地址具有特殊的含义 不能分配给具体的主机 广播地址 零地址 回送地址 子网划分 因特网规模的急剧增长 对IP地址的需求激增 带来的问题是 IP地址资源的严重匮乏路由表规模的急速增长解决办法 从主机号部分拿出前几位作为子网号 这种方法称为子网划分 IP地址包含 网络号 子网号 主机号例如 三个LAN 主机数为20 25 48 均少于C类地址允许的主机数 为这三个LAN申请3个C类IP地址显然有点浪费解决办法 申请1个网络地址 然后划分3个子网 子网划分后 如何识别不同的子网 解决 采用子网掩码来分离网络号和主机号子网掩码格式 32比特 网络号 包括子网号 部分全为 1 主机号部分全为 0 缺省子网掩码 A类 255 0 0 0B类 255 255 0 0C类 255 255 255 0 子网掩码 例 IP地址202 117 1 207 子网掩码255 255 255 011001010011101010000000111001111 1111111111111111111111110000000011001010011101010000000100000000 子网地址计算 子网掩码与IP地址进行 按位与 运算 得到该IP地址的网络号 扣除网络地址就是主机号 子网的网络地址为 202 117 1 0主机号为 207 7 3计算机网络的组成 7 3 1计算机网络传输介质7 3 2网络互连设备7 3 3局域网的基本实现 7 3 1计算机网络传输介质 导向传输介质双绞线同轴电缆光纤非导向传输介质微波红外线无线电波 1 双绞线 由两条具有绝缘保护层的铜导线按一定密度相互绞合而成可传输模拟信号和数字信号分为非屏蔽双绞线 UTP 和屏蔽双绞线 STP 有三类 五类 超五类 六类四种信号范围为几公里 过远需加放大器或中继器 T568B线序 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白综 综 UTP连接器 使用RJ 45插头 用双绞线与Hub连接 双绞线有3种线序 双绞线的制作 2 同轴电缆 铜线传输电磁信号 绝缘层将铜线与金属屏蔽物隔开 塑料封壳可使电缆免遭物理性破环 50 传输数字信号75 传输模拟信号 同轴电缆类别 接口 3 光纤 光导纤维 由石英玻璃拉成细丝 由纤芯和包层构成的双层通信圆柱体 传送光信号 光纤通信原理 光的全反射 当光线进入较高密度介质时 入射角大于折射角 反之入射角比折射角小 多模光纤和单模光纤 多模光纤的传输速率可达2 5Gb s 单模光纤可以用10Gb s的速度可靠传输数据 4 微波 微波连网应用在不易布线 覆盖面积大的地方 不受地域限制微波通信是使用波长为1m至0 1mm的电磁波进行的通信它具有可用频带宽 通信容量大 传输损耗小 抗干扰能力强 在空间沿直线传播是微波通信的等重要特点 5 卫星 通信卫星应用长距离连网 当两地距离超过800公里时 使用卫星联网更经济 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站 来转发无线电波的通信 具有通信容量大 覆盖面积广 传输损耗小 抗干扰能力强等优点 7 3 2网络互连设备 网卡调制解调器集线器网桥交换机路由器 1 网卡 计算机与物理传输介质之间的接口设备网卡物理地址 MAC地址 唯一 查看网卡地址 开始 程序 附件 命令提示符或开始 运行 输入cmd 进入命令提示符状态输入 ipconfig all 回车 观察 PhysicalAddress 的值 2 调制解调器Modem 3 集线器 物理层的网络设备 4 网桥 数据链路层的网络连接设备网桥的每个端口连接一个LAN网段 以接收 存储 地址过滤与转发的方式实现互联的网络之间的通信网桥可以隔离不同网段之间的广播通信量 有利于改善互联网络的性能与安全性使用网桥连接起来的局域网逻辑上是一个网络 5 交换机 企业级交换机部门级交换机工作组交换机 传统集线器的替代产品 6 路由器 网络与网络之间的互连设备支持网络层协议可连接不同物理网络实现LAN之间 LAN与WAN之间的互连 7 3 3局域网的基本实现 有线局域网 以太网 802 3无线局域网 数据传输速率较慢 信号易受干扰 802 11 7 4网络典型应用 7 4 1域名系统7 4 2电子邮件7 4 3万维网7 4 4文件传输协议 7 4 1域名系统 采用名字来标记一台主机便于记忆DNS用于将主机名转换为IP地址 DNS服务主要基于UDP来实现 端口号 53 域名空间分布式的 层次型的树形结构 根没有名字 顶层域由组织域和国家域构成 再往下分还可分为若干层子域 通常用点来分隔域的层次 组织上的顶级域名 com 商业机构组织 edu 教育机构组织 int 国际机构组织 gov 政府机构组织 mil 军事机构组织 net 网络机构组织 org 非赢利机构组织地理上的顶级域名 cn中国 根 INT CN MIL NET COM JP IBM intel eng www jack edu net cugb www ftp 地大的Web服务器 域名系统 域名解析过程 例如地质大学的cugb域里的一个客户请求访问东方网景 的资源 cugb 域名服务的过程 请求主机 目的主机 7 4 2电子邮件 电子邮件地址 由ISP提供 或Internet上的某些站点提供 或企业的邮件服务器提供 格式 用户名 电子邮件服务器域名 邮件传输协议 SMTP 简单邮件传送协议简单的ASCII码协议 只规定电子邮件如何通过发送方和接收方的TCP协议连接传送 而对其他操作 例如邮件的存储等均不涉及POP3 邮局协议用户通过POP3协议来访问该服务器上的邮件信箱 接收自己的电子邮件 7 4 3万维网 以客户服务器方式工作URL相当于一个文件名在网络范围的扩展 格式 ftp 文件传输协议http 超文本传送协议 例如 存放资源的主机在因特网中的域名 可省略 端口默认80 文件指向主页 7 4 4文件传输协议 文件传送协议FTP 负责文件传输的协议默认端口21C S方式 FTP服务器登录方式包括匿名登录和帐号登录