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2020 3 18 可编辑 第六章计算机网络和Internet 2020 3 18 可编辑 本章教学目的 了解计算机网络基本知识 掌握两种方式收发电子邮件 掌握搜索引擎的检索功能 掌握文件下载方法 2020 3 18 可编辑 第一讲计算机网络与Internet基础知识 教学内容 6 1计算机网络基础知识6 2Internet基础知识 教学重点和难点 1 计算机网络定义 功能与分类等2 Internet的主要服务功能3 TCP IP协议4 IE浏览器的使用 2020 3 18 可编辑 6 1计算机网络基本知识 6 1 1计算机网络定义6 1 2计算机网络功能6 1 3计算机网络分类 2020 3 18 可编辑 1 计算机网络的定义 为了实现计算机之间的通信 资源共享和协同工作 利用通信设备和线路将地理位置分散的一组计算机联系起来 并且由网络操作系统和通信协议进行管理的系统 6 1 1计算机网络定义 2020 3 18 可编辑 2 计算机网络的形成和发展 计算机网络的形成与发展历史 大致可分为四个阶段 第一阶段 是20世纪50年代 人们开始将彼此独立发展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 奠定了理论基础 第二阶段 是20世纪60年代美国的ARPA网与分组技术 ARAP网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的发展起到了重要作用 6 1 1计算机网络定义 2020 3 18 可编辑 第三阶段 是20世纪70年代中后期 此时国际上各种广域网 局域网与公用分组交换网发展十分迅速 各计算机生产厂商纷纷发展各自的计算机网络系统 随之而来的是网络体系结构与网络协议的国际标准化问题 国际标准化组织ISO在推动开放系统参考模型与网络协议的研究方面做了大量的工作 对网络理论体系的形成与网络技术的发展起到了重要的作用 同时也面临着TCP IP网络通信协议的严峻挑战 第四阶段 是20世纪90年代 90年代网络技术最富有挑战性的话题是Internet与异步传输模式ATM技术 Internet作为世界性的信息网络正在文化 经济 科学 教育 医疗和人类社会生活方面发挥着越来越重要的作用 6 1 1计算机网络定义 2020 3 18 可编辑 6 1 2计算机网络功能 1 资源共享计算机硬件资源 软件资源和数据与信息资源共享 这是网络最核心的功能 2 数据传输计算机之间的相互通信 这是网络最基本的功能 3 分布式数据处理将分散在各个计算机系统中的资源进行集中控制与管理 从而将复杂的问题 交给多个计算机同时进行处理 以提高工作效率 计算机之间或计算机用户之间的协同工作 2020 3 18 可编辑 1 按规模及覆盖范围 1 局域网LAN LocalAreaNetwork 是指在一个较小地理范围内的计算机网络设备互联在一起的通信网络 通常局限在几千米的范围之内 如在一个房间 一座大楼 或是在一个校园内的网络 2 城域网MAN MetropolitanAreaNetwork 通常是指覆盖一个城市的网络 大于局域网的范围内 3 广域网WAN WideAreaNetwork 连接地理范围较大 常常是一个国家或是一个洲 其目的是为了让分布较远的各局域网互联 我们平常讲的Internet就是最大最典型的广域网 6 1 3计算机网络分类 2020 3 18 可编辑 6 1 3计算机网络分类 2 按网络结构分类 1 总线型结构总线结构是使用同一线路连接所有用户的一种方式 2020 3 18 可编辑 6 1 3计算机网络分类 2 星型结构通过一条条独立的电缆或双绞线将各计算机连接到中央设备集线器或交换机上 是网络结构的主流 2020 3 18 可编辑 6 1 3计算机网络分类 3 环型结构这种结构中的传输线路从一个用户连接到另一个用户 直到将所有用户连成环型 这种结构消除了用户通信过程时对中心系统的依赖性 2020 3 18 可编辑 6 1 3计算机网络分类 4 树型结构 就象一棵 根 朝上的树 与总线结构相比 主要区别在于总线结构中没有 根 这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆 树型结构具有容易扩张 故障也容易分离的优点 使用于军事单位 政府部门等上下界限严格的部门 树型结构的缺点是整个网络对根的依赖性很大 一旦网络根发生故障 整个系统就不能正常工作 2020 3 18 可编辑 6 1 3计算机网络分类 树形网络结构图 2020 3 18 可编辑 6 1 3计算机网络分类 5 网状结构 在采用网状结构的计算机网络中 任何一个节点至少有两条线路和其他节点相连 由于每个节点与两个或两个以上的节点相连 各个节点都就具有选择传输线路和控制信息流的功能 不规则的网状结构主要用于广域网中 网状结构计算机网络的最大特点是可靠性高 当某一线路或节点出现故障时 不会影响整个网络的运行 但网状结构的网络管理比较复杂 通信线路长 硬件成本高 2020 3 18 可编辑 6 1 3计算机网络分类 网状结构图 2020 3 18 可编辑 一个局域网络包括网络硬件和网络软件两大部分 网络硬件由网络服务器 客户机 网络适配器 传输介质和连接装置等几个基本部分组成 广域网由于传输距离远 一般通过现有的公共通信线路来组成网络 网络软件主要指网络操作系统 网络通信协议 1 网络硬件系统 网络服务器 是网络的核心设备 负责网络资源管理和用户服务 并使网上的各工作站能共享软件资源和昂贵的外部设备 服务器可分为文件服务器 远程服务器 数据库服务器 打印服务器等 6 1 4计算机网络的组成 2020 3 18 可编辑 客户机 是网络用户直接处理信息和事务的计算机 客户机的配置比较灵活 一般的PC机和图形工作站均可作为客户机 它们通过网络接口和传输介质连接到网络服务器上 共享网络资源 网络适配器 也称为网络接口卡或网卡 插在微机的扩展槽上 这是计算机与计算机之间直接或间接传输介质互相通信的接口 提供数据传输的功能 也是计算机与网络之间的逻辑和物理链路 网卡是物理通信的瓶颈 它的好坏直接影响用户将来的软件使用和物理功能的发挥 目前新式主板上常集成1 2个网络接口 6 1 4计算机网络的组成 2020 3 18 可编辑 无线调制解调器 网络适配器 网卡 2020 3 18 可编辑 传输介质 是数据传输系统中发送装置和接收装置间的物理媒体 常用的传输介质有 1 双绞线 是由两根绝缘金属线缠绕而成 这样的一对线作为一条通信链路 由四对双绞线构成双绞线电缆 屏蔽双绞线 由外部保护层 屏蔽层与多对双绞线组成 非屏蔽双绞线 由外部保护层 多对双绞线组成 2 同轴电缆 由内外两个导体构成 内导体可以由单股或多股线组成 外导体一般由金属纺织网线组成 风外导体之间有绝缘材料 其阻抗为50欧姆 同轴电缆分为粗缆和细缆 粗缆用DB 15连接器 细缆用BNC和T连接器 6 1 4计算机网络的组成 2020 3 18 可编辑 双绞线 水晶头连接 2020 3 18 可编辑 同轴电缆 同轴电缆接头 2020 3 18 可编辑 3 光缆 光纤电缆简称光缆 是网络传输介质中性能最好 应用前途最广泛的一种 光缆由两层折射率不同的材料组成 内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成 外层包一层折射率较低的材料 光缆的传输形式分为单模光缆和多模光缆 单模光缆传送距离为几十公里 多模光缆为几公里 光缆的传输速率可达到每秒几百兆位 光缆用ST或SC连接器 4 无线传送 常用的无线传送有卫星通信 红外线与激光 微波等 6 1 4计算机网络的组成 2020 3 18 可编辑 光纤结构图 2020 3 18 可编辑 连接装置 1 中继器 当总线网络的网段超过最大距离时 可用中继器来延伸 2 集线器 是网络的中心设备 早期的网络是采用同轴电缆并用总线的方式连接的 这种网络结构有个致命的弱点 即当某一段总线或节点出现故障时 整个网络可能陷入瘫痪状态 采用集线器后 网络采用双绞线采用星型网络拓扑结构 中间连接集线器 通过集线器连接网上的各个节点 这样 即使网上的某个节点发生故障 也不会影响其他节点的正常工作 6 1 4计算机网络的组成 2020 3 18 可编辑 3 网桥 连接两个同类网络 即使用相同网络操作系统的网络 4 路由器 两个以上的不同类网络需要互联时 应使用路由器 路由器的功能比网桥还要强 不仅有网桥的所有功能 还具有路径选择功能 路由器可根据网络上的信息拥挤的程度 自动的选择适当的路线传递信息 5 网关 连接不同类的网络 或连接局域网或广域网 或将局域网连接到远程主机上 6 1 4计算机网络的组成 2020 3 18 可编辑 中继器 交换机 2020 3 18 可编辑 路由器 集线器 2020 3 18 可编辑 2 网络软件系统 1 网络操作系统 在网络中管理网络的资源共享 用户通信 访问控制等功能的最基本的软件系统 常见的网络软件系统有 Unix Linux Netware WindowsNT Windows2003Server 2 计算机网络通讯协议 是为网络数据交换而制定的规则 约定与标准 多数网络按层的方式来组织 不同的网络 其层的数量 各层的内容和功能不尽相同 层和协议的集合称为网络的体系结构 它是构成计算机网络的各个组成部分以及计算机网络本身所必须实现的功能的一组定义 规定和说明 6 1 4计算机网络的组成 2020 3 18 可编辑 6 2Internet基础知识 6 2 1Internet的起源与发展6 2 2Internet的主要服务功能6 2 3TCP IP协议 2020 3 18 可编辑 6 2 1Internet的起源与发展 Internet的雏形形成阶段始于1969年 美国国防部研究计划管理局开始建立一个命名为ARPANET的网络 当时建立是为了将美国的几个军事及研究用电脑主机连接起来 把各种不同的网络连接起来 以进行数据传输 人们普遍认为这就是Internet的雏形 这种把不同网络连接在一起的技术的出现 使计算机网络的发展进入一个新的时期 形成由网络实体相互连接而构成的超级计算机网络 人们把这种网络形态称为Internet 互联网络 2020 3 18 可编辑 6 2 1Internet的起源与发展 随着商业网络和大量商业公司进入Internet 网上商业应用取得高速的发展 同时也使Internet能为用户提供更多的服务 使Internet迅速普及和发展起来 现在Internet已发展为多元化 不仅仅单纯为科研服务 正逐步进入到日常生活的各个领域 近几年来 Internet在规模和结构上都有了很大的发展 已经发展成为一个名副其实的 全球网 网络的出现 改变了人们使用计算机的方式 而Internet的出现 又改变了人们使用网络的方式 Internet使计算机用户不再被局限于分散的计算机上 同时 也使他们脱离了特定网络的约束 任何人只要进入了Internet 就可以利用网络中和各种计算机上的丰富资源 2020 3 18 可编辑 6 2 2Internet的主要服务功能 Internet提供了各种各样的服务 信息服务具有动态 多形式的特点 现已经形成以WWW为主体 非常完善的服务体系 Internet提供的主要服务有 1 WWW WorldWideWeb万维网 全球信息网 2 E MAIL 电子邮件 3 FTP 文件传输协议 4 BBS 电子公告牌系统 5 Telnet 远程登录 2020 3 18 可编辑 6 2 2Internet的主要服务功能 1 WWW WorldWideWeb万维网 全球信息网 WWW是一张附着在Internet上的覆盖全球的信息 蜘蛛网 镶嵌着无数以超文本形式存在的信息 有人叫它全球网 有人叫它万维网 或者就简称为Web 全国科学技术名词审定委员会建议 WWW的中译名为 万维网 2020 3 18 可编辑 6 2 2Internet的主要服务功能 WWW是当前Internet上最受欢迎 最为流行 最新的信息检索服务系统 它把Internet上现有资源统统连接起来 使用户能在Internet上已经建立了WWW服务器的所有站点提供超文本媒体资源文档 这是因为WWW能把各种类型的信息 静止图像 文本声音和音像 集成起来 WWW不仅提供了图形界面的快速信息查找 还可以通过同样的图形界面与Internet的其他服务器对接 2020 3 18 可编辑 6 2 2Internet的主要服务功能 2 E MAIL 电子邮件 电子邮件即E Mail 是Internet上使用得最广泛的服务之一 是一种Internet用户之间快捷 简便 廉价的现代通信手段 电子邮件发送的信件内容除普通文字内容外 还可以是软件 数据 甚至是录音 动画 电视等各类多媒体信息 收发方便高效可靠 与电话通信或邮政信件发送不同 发件人可以在任意时间 任意地点发送E mail 收件人通过当地的接收邮件服务系统来收取邮件 2020 3 18 可编辑 6 2 2Internet的主要服务功能 3 FTP 文件传输协议 FTP允许用户连接上一个远程计算机 这些计算机上运行着FTP服务器程序 查看远程计算机有哪些文件 然后把文件从远程计算机上 复制 到本地计算机 或把本地计算机的文件传送到远程计算机去 用户可以通过它把自己的PC机与世界各地所有运行FTP协议的服务器相连 访问服务器上的大量程序和信息 2020 3 18 可编辑 6 2 2Internet的主要服务功能 4 BBS 电子公告牌系统 电子公告栏 BBS 是一种交互性强 内容丰富而及时的Internet电子信息服务系统 用户可以通过Internet连接登录BBS站点 用户在BBS站点上可以获得各种信息服务 下载软件 发布信息 进行讨论 聊天等 2020 3 18 可编辑 6 2 2Internet的主要服务功能 5 Telnet 远程登录 Telnet允许用户登录进入远程主机系统 用户计算机暂时成为网络上另一台计算机的远程终端 实时使用远程计算机上的对外开放的资源 也可以查询数据 检索信息或利用远程计算机完成大量的其他处理工作 2020 3 18 可编辑 6 2 3TCP IP协议 Internet就是由许多小的网络构成的国际性大网络 在各个小网络内部使用不同的协议 正如不同的国家使用不同的语言 那如何使它们之间能进行信息交流呢 这就要靠网络上的 世界语 TCP IP协议 称为传输控制协议 因特网互联协议 又叫网络通讯协议 2020 3 18 可编辑 6 2 3TCP IP协议 1 TCP协议 该协议主要用于在主机间建立一个虚拟连接 以实现高可靠性的数据包交换 使用该协议传输模式中在将数据包成功发送给目标计算机后 TCP会要求发送一个确认 如果在某个时限内没有收到确认 那么TCP将重新发送数据包 另外 在传输的过程中 如果接收到无序 丢失以及被破坏的数据包 TCP还可以负责恢复 2020 3 18 可编辑 6 2 3TCP IP协议 2 IP协议 网络上的计算机之间在相互通信时 在它们所传送的数据包里都会含有某些附加信息 这些附加信息就是发送数据的计算机的地址和接收数据的计算机的地址 2020 3 18 可编辑 6 2 3TCP IP协议 1 IP地址 人们为了通信的方便给每一台计算机都事先分配一个类似我们日常生活中的门牌号一样的标识地址 该标识地址就是IP地址 InternetProtocolAddress Internet上的每一台计算机都被赋予一个世界上唯一的32位Internet地址 例如 某台计算机的IP地址为 11010010010010011000110000000010 这些数字对于人来说不太好记忆 人们为了方便记忆 就将组成计算机的IP地址的32位二进制分成四段 每段8位 中间用小数点隔开 然后将每八位二进制转换成十进制数 这样上述计算机的IP地址就变成了 210 73 140 2 一般的IP地址由4组数字组成 每组数字介于0 255之间 如某一台电脑的IP地址可为 202 206 65 115 但不能为202 206 259 3 2020 3 18 可编辑 6 2 3TCP IP协议 因特网是把全世界的无数个网络连接起来的一个庞大的网间网 每个网络中的计算机通过其自身的IP地址而被唯一标识的 IP地址由两部分组成 分别为网络标识和主机标识 同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识 IP地址的4个字节划分为2个部分 一部分用以标明具体的网络段 即网络标识 另一部分用以标明具体的节点 即主机标识 也就是说某个网络中的特定的计算机号码 2020 3 18 可编辑 6 2 3TCP IP协议 A类IP地址一个A类IP地址是指在IP地址的四段号码中 第一段号码为网络号码 剩下的三段号码为本地计算机的号码 如果用二进制表示IP地址的话 A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成 网络地址的最高位必须是 0 A类IP地址中网络的标识长度为7位 主机标识的长度为24位 A类网络地址可以用于主机数达1600多万台的大型网络 十进制表示范围 1 0 0 1 126 255 255 254 2020 3 18 可编辑 B类IP地址一个B类IP地址是指在IP地址的四段号码中 前两段号码为网络号码 剩下的两段号码为本地计算机的号码 如果用二进制表示IP地址的话 B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成 网络地址的最高位必须是 10 B类IP地址中网络的标识长度为14位 主机标识的长度为16位 B类网络地址适用于中等规模规模的网络 每个网络所能容纳的计算机数为6万多台 十进制表示范围 128 0 0 1 191 255 255 254 6 2 3TCP IP协议 2020 3 18 可编辑 6 2 3TCP IP协议 C类IP地址一个C类IP地址是指在IP地址的四段号码中 前三段号码为网络号码 剩下的一段号码为本地计