计算机基础第八章.ppt

1 计算机基础 2 目录 第一章计算机基础知识第二章汉字信息处理与输入法简介第三章Windows2000中文版第四章Word2000中文版第五章Excel2000中文版第六章PowerPoint2000中文版第七章多媒体技术基础及应用第八章计算机网络基础知识第九章使用Internet的资源服务 3 第八章计算机网络基础知识 8 1计算机网络概述8 2Internet基础8 3Internet服务简介 4 8 1计算机网络概述8 1 1计算机网络发展史8 1 2计算机网络的定义及功能 1 什么是计算机网络 计算机网络是以各种通信设备和传输介质将处于不同地理位置的具有独立功能的多台计算机互联起来 并在相应的网络软件的管理下实现多台计算机之间信息传递和资源共享的系统 2 计算机网络的发展 1954年第一代计算机网络1969年ARPA网 第二代计算机网络1983年OSI模型 第三代计算机网络Internet的建立 第四代计算机网络 单个主机为中心 面向终端设备多处理中心体系结构标准化信息高速公路 5 8 1 2计算机网络的定义及功能 3 计算机网络系统的组成 通信子网 网络的内层 负责完成网络数据传输 转发等通信处理任务资源子网 网络的外围 提供各种网络资源和网络服务 6 1 信息交换2 资源共享3 分布式处理 计算机网络最基本的功能 完成网络中各个结点之间的通信 包括硬件 软件和数据资源的共享 网络系统中若干台计算机可以互相协作共同完成一个任务 4 计算机网络的功能 硬件共享 软件共享 8 1 2计算机网络的定义及功能 7 1 按地理范围分类 局域网 局域网内传输速率较高 误码率低 结构简单容易实现 具体标准是美国电气工程师协会制订的IEEE802系列标准 8 1 3计算机网络的分类 8 在一个学校范围内的计算机网络通常我们称为校园网 实质上它是由若干个局域网连接构成的一个规模较大的局域网 也可视校园网为一种介于普通局域网和城域网之间规模较大的 结构较复杂的局域网络 城域网 广域网 它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供 8 1 3计算机网络的分类 1 按地理范围分类 9 星型拓扑 总线拓扑结构 特点 结构简单 可靠性高布线容易 连线总长度小于星型结构对站点扩充和删除总线任务重 易产生瓶颈问题总线本身的故障对系统是毁灭性的 特点 通信协议简单对外围站点要求不高单个站点故障不会影响全网电路利用率低 连线费用大网络性能依赖中央结点每个站点需要有一个专用链路 2 按拓扑结构分类 8 1 3计算机网络的分类 10 特点 传输速率高 传输距离远各结点的地位和作用相同各结点传输信息的时间固定容易实现分布式控制站点的故障会形起整个网络的崩溃 Internet网是当今世界上规模最大 用户最多 影响最广泛的计算机互联网络 Internet网上联有大大小小成千上万个不同拓扑结构的局域网 城域网和广域网 因此 Internet网本身的拓扑只是一种虚拟拓扑结构 无固定形式 环型拓扑结构 特点 信息交换在上 下结点之间进行通信线路连接简单 网络管理软件也不复杂 维护方便资源共享能力差 可靠性低 树型拓扑 11 8 1 4计算机网络组成 12 双向箭头线表示概念上的通信线路 空心箭头表示实际通信线路 开放系统互连OSI参考模型 13 1 通信系统基本要素 通信基础知识 2 数字数据编码 8 1 4计算机网络组成 14 3 带宽 指信道能传送信号的频率宽度 可传送的信号的最高频率与最低频率之差 比特率 单位时间内传输二进制代码有效位数 单位为b s波特率 线路中每秒传送的波形的个数 其单位为baud两者的换算关系为 比特率 波特率 log2N 数字信号 模拟信号 通信基础知识 基本概念 15 4 线路通信方式 单工通信 单向 信息流是单方向的且不能改变 半双工通信 双向交替 通信双方不能同时进行收发 全双工通信 双向同时 通信双方可同时收发信息 16 5 数据传输方式 串行传输以比特为单位并行传输以字符为单位 串行传输 并行传输 17 6 数据传输介质 双绞线非屏蔽双绞线 UTP 和屏蔽双绞线 STP 组网方便 价格最便宜 应用广泛五类双绞线最大传输率为100Mb s传输距离小于100m 同轴电缆基带同轴电缆 速率10Mb s 传输距离1000m宽带同轴电缆 速率20Mb s 传输距离100km它是有线电视系统CATV中的标准传输电缆 18 光缆 光缆的芯线是由光导纤维做成 它传输光脉冲数字信号 多模光纤 由发光二极管产生用于传输的光脉冲 通过内部的多次反射沿芯线传输 可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输 单模光纤 使用激光 光线与芯轴平行 损耗小 传输距离远 具有很高的带宽 但价格更高 在2 5Gb s的高速率下 单模光纤不必采用中继器可传输数十公里 光纤和光端设备 19 无线介质 在电磁波频谱中 目前可用于通信的有无线电波 微波 红外 可见光 地面微波通信 卫星微波通信 20 电路交换是一种直接交换方式 发送点与接收点之间构成一条实际连接的专用物理线路 分组交换 报文交换 电路交换 报文 以报文为交换单位 临时选择通信网络中的一条线路传送数据 分组交换将报文划分成一个个平均大小保持不变的小组作为交换单位 其他与报文交换相同 7 交换技术 21 8 计算机网络的硬件与软件组成 大多数时候服务器是网络的核心386以上档次的电脑都可作为组网的工作站 网络的主体设备 22 网络互联设备简介 由于网络的普遍应用 为了满足在更大范围内实现相互通信和资源共享 导致了网络之间的互联 网络互联时 必须解决在物理上如何把两种网络连接起来的问题 如两个网络互访与通信时 要解决其协议方面的差别 速率与带宽的差别等 要解决这些问题 协调 转换机制的部件就是中继器 网桥 路由器和网关等 23 网络适配器 网卡 网卡通过总线与计算机设备接口相连 另一方面又通过电缆接口与网络传输媒介相连 在PC机中网卡有PCI和ISA两种总线 安装网卡后 还要进行协议的配置 例如 IPX SPX协议 TCP IP协议 网络互联设备简介 24 网络传输媒介的中间结点 具有信号再生转发功能 集线器类型无源有源智能 不对信号做任何处理 工作站到集线器之间的距离在30米以内 对信号可再生和放大 工作站到集线器之间的距离可达600m 具有有源集线器的全部功能外 还提供网络管理 智能选择网络传输通路等功能 集线器 HUB 25 中继器 在OSI模型的物理层上实现信号放大和再生 传输介质超过了网段长度后 可用中继器延伸网络的距离 对弱信号予以再生放大 集线器与交换器属于特殊类型的中继器 通过中继器连接两个网段 26 网桥 在OSI模型的数据链路层上实现互连的设备 网桥的主要功能有 过滤和转发 连接不同的传输介质 但无路径选择能力 网桥能够读取目标地址信息 并决定是否向网络的其他段转发 27 连接多个网络或网段的网络设备 在OSI模型的网络层上实现互连 路由器 路由器在多个网络和介质之间实现网络互联 主要功能 分组转发 提供最佳路径 将不同硬件技术的网络互连 必要时进行分组格式和长度的转换 提供隔离 划分子网 提供经济合理的广域网接入 支持备用网络路径 支持网状网络拓扑 互联各种局域网和广域网 使用路由器后 各子网融为一体 形成了一个更大范围的网络 路由器功能 28 连接多个网络或网段的网络设备 在OSI模型的网络层上实现互连 路由器 不同网络之间数据格式转换和转发维护和更新路由表寻找一条最佳传输路径网络控制和管理 路由器功能 29 交换机 交换机取代集线器和网桥 增强路由选择功能 交换和路由之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的数据链路层 而路由发生在网络层 虚拟局域网只是给用户提供的一种服务 它通过设置用户群将分布在不同实际局域网内的计算机组合成一个工作群体 而不需要改变布线 设置工作组2 设置工作组1 30 网关 网关的连接操作是在OSI模型的七层协议的传输层以上 用于连接使用不同通信协议或结构的网络 主要功能是把一种协议变成另一种协议 把一种数据格式变成另一种数据格式 把一种速率变成另一种速率 以求两者的统一 31 调制解调器 一种通过公用电话网 PSTN 连接计算机的设备 实现模拟信号和数字信号的转换 调制解调器的技术指标传输速率 9600b s 14400b s 28800b s 33 6kb s 56kb s 112kb s 32 网络软件系统 局域网上流行的传输协议软件有 NetBEUI NetBEUI NetBIOSExtendUserInterface 是网络基本输入输出系统扩展用户接口 是一个小但效率高的通信协议 IPX InternetPacketExchangeProtocol 是在网络层运行互连网包交换协议 使应用程序能在互连网络上发送包和接收包 SPX SequencedPacketProtocol 为运行在传输层上的顺序包交换协议 在通信用户之间建立并使用应答进行差错检测 IPX SPX 一组工业标准协议 简称为TCP IP协议 它具体包括了100多个不同功能的协议 是互联网络上的 交通规则 其中最主要的是TCP和IP协议 TCP IP协议的主要特点 标准化 几乎任何网络软件或设备都能在该协议下运行 可路由性 这使得用户可以将多个局域网连成一个大型互联网络 TCP IP协议包 33 TCP TransmissionControlProtocol 传输控制协议用于保证被传送信息的完整性 IP InternetProtocol 网际互连协议负责将消息从一个地方传送到另一个地方 TCP IP资料 TCP IP 34 网络操作系统软件 具有网络功能的操作系统 对等网 网络中的所有计算机都具有同等地位 没有主次之分 上任何一个结点机所拥有的资源都作为网络资源 可被其他结点机上的用户共享 客户机 服务器模式 网络中有几台计算机专门充当服务器 为整个网络提供共享资源和服务 网络软件系统 常用的网络操作系统 NovellNetware 36 分组交换网 PDN 帧中继 FR 数字数据网 DDN 光纤分布数据接口FDD有线电视网综合业务数字网 ISDN ADSL技术ATM技术 9 广域网上的通信技术 37 分组交换网采用X 25通信协议 故常叫作X 25网 我国已建立中国公用分组交换网ChinaPAC帧中继 快速分组交换 使分组交换技术从窄带发展到宽带 分组交换网与帧中继 分组交换网和帧中继网数据传输的过程 采用确认 非确认 38 FDDI 光纤分布数据接口网是一个使用光纤作为传输媒体的 高速 通用令牌环形网 支持多种拓扑结构 其传输速率高达100Mb s 相邻站间的最大长度可达2km 最大站间距离为200km FDDI最广泛的用于城域网和校园网 作为连接局域网的主干线 局域网连接到FDDI主干线 39 有线电视网 通过有线电视网宽带接入因特网的主流连线设备是CableModem传输媒体划分为三个宽带 分别用于CableModem数字信号上传 数字信号下传及电视节目模拟信号下传 机顶合 WebTV是通过电视机来浏览Web需要将电视机连接到机顶合设备 40 综合业务数字网是电话网络与数字网络结合而成的网络以光纤为主要传输媒体支持端到端的数字连接支持电话及非话等各种通信业务 2B D 提供标准的用户 网络接口 便于各种用户终端接入 ISDN 综合业务 电话 传真 电视会议等广泛的通信服务 ISDN基本信道 两条64Kb s带宽的B信道和一条16Kb s的D信道B信道传送语音或数据资料 D信道传送控制信息更高速率的标准是30B D 带宽2Mb s 41 一种半永久性连接电路的公共数据网用户数据在传输率 到达地点等方面根据事先的约定进行传输而不能自行改变利用DDN的主要方式是租用专线在用户向电信部门申请了专线后 连接就已完成 这与通过X 25进行数据传输的过程不同 X 25需要通过呼叫建立临时虚电路进行通信我国已建立ChinaDDN数字数据网 数字数据网DDN 42 ADSL 数字用户线技术 以铜质电话线为传输介质的传输技术组合 工作流程 经ADSL调制解调器编码后的信号通过电话线传到电话局后 通过一个信号识别 分离器 如果是语音信号就传到交换机上 如果是数字信号就接入因特网 43 组合了电路交换和分组交换技术的优点发展而成克服了同步传输模式不能适应任意速率业务简化了分组通信中的协议 由硬件对简化的协议进行处理交换结点不再对信息进行流量控制和差错控制一条线路上实现高速率 高带宽地传输信息 异步传输模式ATM技术 ATM使用同步光纤传输速率 622Mb s1 2Gb s2 4Gb s 44 10 常用网络测试工具 IPCONFIG用来查看IP协议的具体配置信息 显示网卡的物理地址 主机的IP地址 子网掩码以及默认网关等 还可以查看主机的相关信息如 主机名 DNS服务器 结点类型等 命令 IPCONFIG ALL HostName jsjjc1PrimaryDNSSuffix NodeType MixedIPRoutingEnabled NoWINSProxyEnabled NoEthernetadapter本地连接 Connection specificDNSSuffix Description Legend D LinkDFE 530TXPCIFastEthernetAdapterPhysicalAddress 00 50 BA 2A 0A 52 网卡的物理地址 DHCPEnabled NoIPAddress 192 168 7 28 IP地址 SubnetMask 255 255 255 0 子网掩码 DefaultGateway 192 168 7 254 默认网关 DNSServers 202 120 190 208 45 连通性测试Ping Ping packetinternetgopher 是网络上一种利用 回响 功能测试对方主机是否能应答的工具 常见用法Ping主机的IP地址或域名 查看Ping的用法键入 Ping Ping202 120 190 205 Pinging202 120 190 205with32bytesofdata Replyfrom202 120 190 205 bytes 32time 10msTTL 254Replyfrom202 120 190 205 bytes 32time 10msTTL 254Replyfrom202 120 190 205 bytes 32time 10msTTL 254Replyfrom202 120 190 205 bytes 32time 10msTTL 254Pingstatisticsfor202 120 190 205 Packets Sent 4 Received 4 Lost 0 0 loss Approximateroundtriptimesinmilli seconds Minimum 0ms Maximum 10ms Average 2ms 数据包的大小 往返一次所使用的时间 46 Ping工作过程 Ping自动向目的主机发送一个32字节的消息 并计算目的站点响应的时间 进行4次 响应时间低于400ms即为正常 超过400ms则较慢 如果返回 Requesttimeout 信息 则意味着目的站点在1秒内没有响应 如果返回4个 Requesttimeout 信息 说明该站点拒绝Ping请求 如果在局域网内执行Ping不成功 则故障可能出现在以下几个方面 网线是否连通 网卡配置是否正确 IP地址是否可用等 如果执行Ping成功而网络无法使用 那么问题可能出在网络系统的软件配置方面 47 Internet是计算机国际互联网络 它将全世界不同国家 不同地区 不同部门和机构的不同类型的计算机及国家主干网 广域网 城域网 局域网通过网络互联设备永久性地高速互联 因此是一个 计算机网络的网络 Internet将全世界范围内各个国家 地区 部门和各个领域的信息资源联为一体 组成庞大的电子资源数据库系统 供全世界的网上用户共享 8 2Internet基础 什么是Internet 48 从通讯的角度来看 Internet是一个理想的信息交流媒介 从获得信息的角度来看 Internet是一个庞大的信息资源库 从娱乐休闲的角度来看 Internet是一个花样众多的娱乐厅 从商业的角度来看 Internet是一个即能省钱又能赚钱的交易场 8 2Internet基础 什么是Internet 49 Internet结构 Internet是通过分层结构实现的 它包括了物理网 协议 应用软件和信息四大部分 8 2Internet基础 50 Internet的发展 1968年美国建立了一个名为ARPA计算机网络 1972年ARPA网结点机由4台发展到50个开始制定第二代网络协议 1983年ARPA网采用了TCP IP协议 1985年美国科学基金会建立基于TCP IP协议的NSF网络 1986年NSF取代ARPA网成为今天的Internet的基础 1990年以后 信息高速公路 计划的推行 光钎 卫星通信成为Internet主干网的重要媒介 Internet网自然进入了商业网阶段 第二代互联网 Internet2 平行互联网 上网速度加快了100倍以上 可播放高清晰度的影像文件 使用两个光纤主干网及网络协议为用户提高 超快速 的网络连接 支持新的协作方式的3D虚拟共享环境 51 Internet在中国 中国公用计算机互联网 ChinaNET 网管中心设在邮电部数据通信局 其骨干网覆盖全国各省市 自治区 包括8个地区网络中心和31个省市网络分中心 ChinaNET与公用电话分组交换网 中国公用分组交换网 中国公用数字数据网 帧中继网等互联 与国际Internet网络互联 出口设在北京 上海和广州 国际线路的总容量已达5147Mb s 通过中国电信16300或中国网通16900接入 中国国家计算机与网络设施 NCFC NCFC亦称中国科技网 CSTNET 是由中科院主持的全国性网络 1994年5月21日完成了我国最高域名cn主服务器的设置 目前已联接了100多个以太网 3000多台计算机 1万多个用户 国际线路的总容量为55M 1994年起 通过四大骨干网联入国际互联网 我国正式进入Internet网 52 Internet在中国 中国教育和科研计算机网 CERNET 全国性的教育科研基础设施 其网络中心设在清华大学 用户是我国的教育和科研单位 政府部门及非盈利机构 目前已有900多个子网和CERNET联网 个人用户达到800多万人 CERNET由全国主干网 地区网和校园网三级层次构成 地区网络中心分别设在北京 上海 广州 武汉 西安 南京 成都和沈阳 目前 国际线路的总容量为259Mb s 可直接访问Internet2 ChinaGBNET又称金桥网 为配合中国的 四金 金税 银行 金关 海关 金卫 卫生部 金盾 公安部 工程 自1993年开始建设的网络 在全国24个省市联网开通 国际线路的总容量为1710Mb s 金桥网是以卫星综合数字业务网为基础 以光纤 无线移动等方式形成天地一体的网络结构 中国国家公用经济信息通信网 ChinaGBNET 53 Internet在中国 中国联合通信网 中国联通 中国网络通信网 中国网通 中国移动通讯网 中国移动 中国长城互联网 中国对外经济贸易网 54 Intranet 内联网 是指在一个单位或企业内通过TCP IP协议建立的网络 它可以是一个局域网 也可以是一个广域网 Intranet是基于Internet技术 TCP IP和HTTP等通信协议以及www等信息服务的一种区域化的信息系统 它通过上述开放的Internet标准协议 把多种服务平台提供给区域网络上的计算机 它既给一个公司或企业提供了将其自身组织成一个完整系统的网络环境 也可以根据需要通过防火墙技术提供访问Internet的平台 或者接入Internet成为其一部分 什么是Intranet 8 2Internet基础 55 8 2 1Internet网的技术特点 1 采用分组交换技术在Internet上的所有数据都以分组的形式传送 发送方将信息和文本划分 分组后在Internet上传送 而接收方则将接收到的分组重新组装成原来的信息 与此同时 在Internet上流动着来自许多台计算机的分组 这些分组称为数据报 2 使用TCP IP协议互联网协议IP的作用是负责控制网上的数据传输 它为数据报定义了标准格式 定义了分配给每台计算机的地址 使互联的一组网络像一个单一的 庞大的网络一样运行 它带有路由选择协议 允许IP数据报穿过路由器传到接收方计算机系统中 传输控制协议TCP和IP协议协同工作 它的作用是在发送和接收计算机系统之间维持连接 提供无差错的通信服务 保证数据传送的完整性 3 通过路由器将各个网络互联起来路由器是互联网络 执行路由选择任务的专用计算机 它像交通警察维持交通秩序一样 负责网上的数据流动路线 防止线路发生阻塞 并在阻塞发生时调节数据流量 4 每台联入Internet的计算机使用唯一的IP地址和域名 56 8 2 2IP地址 Internet中不同计算机的相互通信必须有相应的地址标识 这个地址标识称为IP地址 IP地址唯一地标识出主机所在的网络和网络中位置的编号 IP地址提供统一的地址格式 由32个二进制位 bit 组成 常用 点分十进制 方式来表示 例如 中国教育科研网的IP地址是 202 112 0 36 57 202 112 0 36 中国教育科研网 8 2 2IP地址 58 IP地址类型 允许数量 59 在寻址时通过子网掩码对IP地址进行屏蔽运算 先找出网络部分 再确定子网中的主机地址 子网掩码某位为1 表示该位所对应IP地址中的一位是网络地址部分中的一位 若某位为0 表示它对应IP地址中的一位是主机地址部分中的一位 A类地址的掩码 255 0 0 0B类地址的掩码 255 255 0 0C类地址的掩码 255 255 255 0 IP地址202 112 0 36与掩码255 255 255 0进行 与 运算 可得到网络地址202 112 0 屏蔽IP地址中的网络部分 可得到中国教育科研网主机地址36 子网掩码 60 在Internet中可以用各种方式来命名计算机 为了避免重名 Internet管理机构采取了在主机名后加上后缀名的方法 这个后缀名称为域名 domain 用来标识主机的区域位置 这样 在Internet网上的主机就可以用 主机名 域名 的方式唯一地进行标识 例 中www为主机名 为域名 域名系统需要通过域名服务器 DNS 的解析服务转换为实际的IP地址 才能实现最终的访问 域名是通过申请合法得到的 8 2 3Internet的域名系统DNS和管理机构 域名系统 61 域名管理系统 DomainNameSystem 简称DNS 域名管理系统DNS DomainNameSystem 是域名解析服务器的意思 它在互联网的作用是 把域名转换成为网络可以识别的IP地址 比如 我们上网时输入的会自动