计算机网络及其应用.ppt

第六章计算机网络及其应用 前言 随着信息社会的到来 我们的学习 工作和生活已越来越离不开计算机网络 时代要求我们必须了解一些计算机网络的基本知识 掌握计算机网络的基本应用 本章主要讲述计算机网络的基本概念 局域网的组成 TCP IP协议配置及测试 因特网的使用 局域网的使用等知识 6 1计算机网络 一 计算机网络的概述 所谓计算机网络 就是利用通信设备和通信线路 将处于不同地理位置且具有独立功能的多台计算机互相连结起来 在网络软件的支持下实现彼此之间的资源共享和相互通信的系统 计算机网络发展之初主要是为了实现计算机硬件资源的共享 因为那时的计算机硬件非常昂贵 人们不可能独自拥有一台计算机 随着计算机技术的发展 人们对软件资源 信息资源的共享要求也越来越迫切 于是计算机网络又承担起实现软件资源和信息资源的共享功能 二 计算机网络的发展 计算机网络从形成 发展到广泛应用大致经历了近40年 它发展过程大致可以分为以下四个阶段 第一阶段是20世纪50年代 它是以单个计算机即主机为中心的远程联机系统 那时 人们开始将彼此独立的计算机技术与通信技术结合起来 完成了数据通信技术与计算机通信网络的研究 为计算机网络的产生做好了技术准备并奠定了理论基础 第二阶段是从20世纪60年代美国的APPANET与分组交换技术开始的 它是多台计算机通过通信线路互联起来为用户提供服务 APPANET是计算机网络技术发展中的一个里程碑 它的研究成果对促进网络技术发展起到了重要作用 并为Internet的形成奠定了基础 第三阶段是从20世纪70年代中期开始 它是开放式标准化网络 具有统一的网络体系结构 遵循国际化标准协议 国际标准化组织 ISO 在1984年颁布了开放系统互连基本参考模型 OSI RM 该模型分为七个层次 也称为OSI七层模型 被公认为新一代计算机网络体系结构的基础 对网络理论体系的形成与网络技术的发展产生了重要的作用 第四阶段从20世纪90年代开始至今 这个阶段计算机网络得到了全速的发展 它以Internet为代表 在经济 文化 科学研究 教育和人类社会活动等方面发挥着重要的作用 计算机的发展也进入了以网络为中心的新时代 三 计算机网络的功能 资源共享 是计算机网络的重要功能 也被认为是最有吸引力的一点 计算机通信 如电子邮件 电子会议等 集中管理与处理分布式处理提高系统性价比 易于扩充 便于维护 三 计算机网络的分类 计算机网络有很多分类方法 最常用的分类方法是以网络的规模和分布范围将计算机网络分为 局域网 LAN 和广域网 WAN 二大类 也有很多人在二者之间增加一类 城域网 MAN 局域网是指网络的分布范围比较小 一般不超过10公里 的网络 像我们现在各个单位组建的计算机网络都属于局域网 广域网是指将相距很远 几十公里 几千公里 的计算机相互连接起来构成的网络 现在的广域网实际上已经成为一种远距离的数据通信网 一般由电信公司负责建设和运营 向用户提供数据通信业务 按网络的拓扑结构分类 网络拓扑结构是指组成计算机网络的计算机 通信设备和通信线路的物理布局 即计算机网络是怎样构成的一种图示 网络的基本拓扑结构主要有四种 总线型 星型 环型 网状型 实际网络的拓扑结构可以是这些基本结构的扩展或混合使用 总线型 总线结构是使用同一条通信线路连接所有计算机的一种方式 也就是说 所有计算机共用同一条通信线路 星型 星型结构中 各个网络节点并不直接相连 而是都连接到一个中心设备上 处于中心位置的网络设备称为集线器 英文名为Hub 环型 这种结构中的传输媒体构成一个环路 所有节点都连接到环上 网状型 在网状型拓扑结构中 网络的各个节点之间通过多条通信线路相互连接 2 局域网的组成 1 硬件的组成 a 网络服务器b 工作站c 组网设备2 交换技术3 网络软件的组成a 网络操作系统b 网络通信协议 常用的局域网组网设备主要有集线器 交换机 路由器等 集线器又称HUB 是局域网中重要的部件之一 现在的局域网基本上都是使用HUB来构建的 交换机在普通集线器基础上发展的起来的 其外形与普通HUB没有什么区别 主要区别在于转发信息包的方式上 普通HUB采用的是广播式转发 而交换机采用的是有目标的转发 这样在同一时刻就可以有多个端口能同时进行信息的发送 提高了整个网络的传输效率 路由器是实现子网互连的主要设备 当一个单位的局域网较大 联网的机器数量很多时 需要将整个网络分隔成几个子网 否则整个网络的数据传输效率将极大地降低 但各个子网必须相互连接起来才能实现整个单位内所有计算机的相互通信和资源共享 2 交换技术 1 电路交换网络电路交换网络指在进行数据传输期间 发送点 源 与接收点 目的 之间构成一条实际连接的专用物理线路 最典型的电路交换网络就是公用电话交换网 PSTN 2 报文交换网络报文交换又称为存储转发技术 该方式不需要建立一条专用的物理线路 信息先被分解成报文 然后一站一站地从源头送达目的地 这有点类似通常的邮政寄信方式 3 分组交换网络分组交换网络的基本原理与报文交换相同 它也不需要建立专用的物理线路 但信息传送的方式不是报文而是分组 分组的最大长度比报文短得多 3 局域网实例 4 通信介质 通信介质是计算机网络中承担信息传送的载体 计算机网络中采用的通信介质可分为有线和无线两大类 双绞线 同轴电缆和光缆是常用的三种有线通信介质 卫星通信 无线电通信 红外通信 激光通信以及微波通信属于无线通信介质 双绞线 双绞线是一种最经常用的通信介质 它相对于其他有线通信介质 同轴电缆和光缆 来说 价格便宜也易于安装与使用 双绞线因由两根绝缘的铜线互绞在一起构成而得名 同轴电缆 同轴电缆由一对导体组成 它们是按 同轴 的形式构成线对 最里面是内导体 外包一层绝缘材料 外面再套一个空心的圆柱形外导体 最外面则是起保护作用的塑料外皮 内导体和外导体构成一组线对 外导体也可由编织线来实现 光缆 光缆由包裹在一起的一根或多根光纤构成 光纤是一根很细的可传导光线的纤维媒体 其半径仅几微米至一二百微米 制造光纤的材料可以是超纯硅 合成玻璃或塑料 5 网卡 网卡 又称为网络卡或网络接口卡 英文简称NIC 网卡是计算机与通信介质的接口部件 6 2计算机网络体系结构 OSI 开放系统互联 参考模型TCP IP参考模型 3 TCP IP协议 计算机通过网线和网络设备相互连接起来以后只是奠定了相互通信的基础 要真正实现相互通信 还必须安装网络协议 所谓协议就是大家所遵从的通信规程和标准 目前广泛使用的网络协议是TCP IP协议 TCP IP协议是一个非常庞大的协议族 其中最重要的两个协议是TCP和IP 故将该协议族命名为TCP IP TCP IP的含义是传输控制协议 网际协议 对一般用户而言 只要掌握和理解与TCP IP配置相关的IP地址 子网掩码 网关 DNS等基本概念即可 IP地址 IP地址由四个字节 32位 的二进制数构成 包含网路号和主机号两部分 网络号位于IP地址的前部 主机号位于IP地址的后部 网络号 也叫做网络地址 用于标识计算机位于哪个网络上 这有点类似于我们身份证号的前几位 表示我们所在的地区信息 主机号 也叫做主机地址 用于标识同一个网络上的各个计算机 IP地址有二进制和十进制两种格式 十进制格式是由二进制翻译过来的 用十进制表示为了便于使用和记忆 二进制的IP地址共有32位 如 11001010011000110110000001000100 若将每个字节用一个十进制数表示 并用 分隔 上例就变为202 99 96 68 IP地址的分类IP地址分成5种类型 A类 B类 C类 D类 E类 子网掩码 子网掩码就是用来供用户重新划分IP地址中网络号和主机号的 子网掩码也是由4个字节 32位 二进制数构成的 若子网掩码的某位为1 则对应的IP地址位表示网络号 若子网掩码的某位为0 则对应的IP地址位表示主机号 由此我们可看出 A类 B类 C类网址的子网掩码应该是 11111111000000000000000000000000 11111111111111110000000000000000 11111111111111111111111100000000 写成十进制数是 255 0 0 0 255 255 0 0 255 255 255 0 网关 所谓网关就是一个网络的出口 网络上的所有计算机要和其他网络上的计算机通信 都必须通过该出口 该出口一般是与其他网络相连的路由器 所以网关的IP地址就是路由器的IP地址 我们设置网关的作用相当于告诉计算机 如果通信对方和我不在同一个网络上 就将信息包送到网关处的网络设备 由它进行转发 域名系统 DNS IP地址是一种数字型网络和主机标识 数字型标识对使用网络的人来说有不便记忆的缺点 因而提出了字符型的域名标识 TCP IP协议将其成为域名 域名使用的字符包括字母 数字和连字符 而且必须以字母或数字开头和结尾 整个域名总长度不得超过255个字符 虽然使用域名给我们带来了极大的便利 但计算机之间的相互识别和通信使用的仍然是IP地址 这样就必须有把域名翻译成IP地址的服务器 我们将其称为 DNS服务器 4 TCP IP协议的配置 TCP IP协议的配置有二种方式 自动获取手工配置配置方法如下 打开 网络 属性对话框打开TCP IP属性对话框输入或选择相关参数 5 TCP IP协议的测试 在使用网络过程中 我们经常会碰到不能上网的故障 导致这种故障的原因很多 但最常见的是TCP IP协议配置不正确或网线与网卡的连接松动等 Windows提供的ipconfig和ping命令可以帮助我们诊断故障的原因 ipconfig命令用来查看TCP IP协议的配置情况ping命令用来测试网络是否连通 6 3因特网的使用 Internet即因特网 又称国际互连网 是当今世界上最大的计算机网络 是一个将全球成千上万台计算机连接起来形成一个全球性计算机网络系统 它使得各网络之间可以自由的交换信息或共享资源 是一个全球的 开放的信息资源网 目前 我国与Internet直接接驳的主要有四大网络 中国科技网 CSTNNET 中国公用计算机网 CHINANET 中国教育和科研计算机网 CERNET 中国金桥网 CHINAGBN 1 Internet网 2 Internet的基本概念 Internet通常称为 因特网 互联网 和 网际网 等 它是全球性的 最具有影响力的计算机互联网络 万维网 WordWideWeb WWW 亦称环球网 是基于超文本的 方便用户在Internet上搜索和浏览信息的信息服务系统 超文本 Hypertext 一种全局性的信息结构 它将文档中的不同部分通过关键字建立连接 使信息得以用交互方式搜索 它是超级文本的简称 超媒体 Hypermedia 是超文本和多媒体在信息浏览环境下的结合 是超级媒体的简称 浏览器 Brower 万维网的客户端浏览程序 可以向万维网服务器发送各种请求 并对服务器发来的 由HTML语言定义的文本信息和多种多媒体数据格式进行解释 显示和播放 防火墙 Firewall 用于将Internet的子网和Internet的其他部分相隔离 以达到网络安全和信息安全效果的软件和硬件设施 ISP InternetServicesProvider Internet服务提供商 是向用户提供Internet服务的公司或机构 也是用户接入Internet的入口点 一方面它为用户提供Internet接入服务 另一方面 它为用户提供各种信息服务 地址 是到达文件 文档 对象 网页或者其他目的地的路径 地址可以是URL Internet结点地址 简称网址 或UNC 局域网文件地址 网络路径 UNC UniversalNamingConvention 意为 通用命名约定 它对应于局域网络服务器中目标文件的地址 常用来表示局域网地址 这种地址分为绝对UNC地址和相对UNC地址 绝对UNC地址包括服务器共享名称和文件的完整路径 如果使用了映射驱动器号 则称之为相对UNC地址 HTTP HyperTextTransmissionProtocol 是一种通过全球广域网即Internet来传递信息的一种协议 通常用来表示互联网地址 利用该协议 可以使客户程序输入URL并从Web服务器检索文本 图形 声音以及其他数字信息 URL UniformResourceLocater 称为 固定资源位置 或 统一资源定位器 它是一个指定因特网 Internet 上或内联网 Intranet 服务器中目标定位位置的标准 文件下载 因特网上有很多软件和资料可供用户下载 下载方法主要有二种1 浏览器下载2 专用软件下载 例如目前得到广泛使用的网际快车 Flashget 网络蚂蚁 NetAnts 迅雷等专用下载软件的下载速度是浏览器下载速度的好几倍 7 4 3电子邮件收发 电子邮件是因特网上一种历史最悠久的应用 上网的人一般都有若干个电子信箱 收发邮件的方式主要有二种 在线方式离线方式在线方式的最大好处是简单易用 不需要专门的软件 不需要进行特殊的设置 不管到哪里只要能访问自己信箱所在的站点就可以进行邮件收发 使用离线方式收发邮件需要专门的软件 需要进行一些简单设置 对网络环境也有一定的要求 信息安全概述 1 信息的概念与特征信息是客观世界中各种事物的变化和特征的最新反映 是客观事物之间联系的表征 也是客观事物的状态经过传递后的再现 信息反映了客观事物在时间和空间上的不同状态 是可传递的 信息自身不能是独立存在的 必须依附于某种物质载体 信源 信宿 信道是信息的3大要素 信源是信息的发源地或信息的出处 信宿是信息的归宿和接收者 信道是信息传递的通道 是信源与信道之间流通的桥梁 2 信息系统的概念和功能信息系统一般泛指收集 存储 处理和传播各种信息的 具有完整功能的集合体 现代信息系统是指以计算机为信息处理工具 以网络为信息传输手段的系统 信息系统的功能主要包括 1 信息的采集信息系统最基本的功能是将分散的信息收集起来 整理成统一的格式 2 信息的加工对信息进行加工处理 如排序 分类 归纳 检索 统计 模拟 预测以及各种数学运算等 3 信息的存储存储保管信息 4 信息的检索检索查询是信息系统的重要功能 通常要用到数据库技术和方法 5 信息的传输用以实现信息的交互 信息安全的概念 信息安全是指信息在产生 传输 处理和存储过程中不被泄露或破坏 确保信息的可用性 保密性 完整性和不可否认性 并保证信息系统的可靠性和可控性 信息安全主要包括5大要素 1 机密性确保信息不暴露给未授权的实体或进程 2 完整性只有得到授权的实体才能修改数据 并且能够判断出数据是否已被篡改 3 可用性指得到授权的实体能够对信息进行正常的访问 4 可控性指可以控制授权范围内的信息流向及行为方式 5 不可否认性 指保证信息行为人不能否认自己的行为 计算机病毒 计算机病毒是一种人为制造的 在计算机运行中对计算机信息或系统起破坏作用的程序 这种程序不是独立存在的 它隐蔽在其他可执行的程序之中 既有破坏性 又有传染性和潜伏性 计算机病毒特性 1 传染性计算机病毒会通过各种渠道从已被感染的计算机扩散到未被感染的计算机 病毒程序代码一旦进入计算机并得以执行 它就会搜寻其他符合传染条件的程序或存储介质 确定目标后再将自身代码程序插入其中 达到自我繁殖的目的 2 潜伏性一般情况下病毒何时爆发是预先设计好的 如常见的病毒触发机制有时间触发 键盘触发 启动触发等 在触发条件满足之前 病毒将很难被察觉 好比潜伏在人体内的疾病一样 一般情况下 计算机病毒的潜伏期越长 破坏性就越大 3 隐蔽性计算机病毒一般是具有很高编程技巧的 短小精悍的程序