计算机网络知识.doc

网络基本概念 随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。个人计算机的硬件和软件配置一般都比较低，其功能也有限，因此，要求大型与巨型计算机的硬件和软件资源，以及它们所管理的信息资源应该为众多的微型计算机所共享，以便充分利用这些资源。基于这些原因，促使计算机向网络化发展，将分散的计算机连接成网，组成计算机网络。 计算机网络技术 是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络技术，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。通俗来说，网络就是通过电缆、电话线、或无线通讯等互联的计算机的集合。 网络的功能 通过网络，您可以和其他连到网络上的用户一起共享网络资源，如磁盘上的文件及打印机、调制解调器等，也可以和他们互相交换数据信息。 网络的分类 按计算机连网的区域大小，我们可以把网络分为局域网（LAN，Local Area Network）和广域网（WAN，Wide Area Network）。局域网（LAN）是指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备互联在一起的通信网络，可以包含一个或多个子网，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就称为局域网，广域网（WAN）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。 什么是网络协议 那么，网络上的计算机之间又是如何交换信息的呢？就象我们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。当然了，网络协议也有很多种，具体选择哪一种协议则要看情况而定。Internet上的计算机使用的是TCP/IP协议。 什么是Internet 到Internet海洋去冲浪，如今已成为一种时尚。每当我们拿起一张报纸、一本杂志或者打开收音机、电视机的时候， 都可能听到一个词： Internet 。 而每每谈到Internet，必然离不开WWW、环球网、 信息高速公路之类的时髦词儿，人们不禁要问，Internet是什么? 从广义上讲，Internet是遍布全球的联络各个计算机平台的总网络，是成千上万信息资源的总称；从本质上讲，Internet是一个使世界上不同类型的计算机能交换各类数据的通信媒介。从Internet提供的资源及对人类的作用这方面来理解，Internet是建立在高灵活性的通信技术之上的一个已硕果累累，正迅猛发展的全球数字化数据库。点击下面我们可以形象的看到什么是Internet.Internet是怎样诞生的 与很多人的想象相反，Internet并非某一完美计划的结果，Internet的创始人也绝不会想到它能发展成目前的规模和影响。在Internet面世之初，没有人能想到它会进入千家万户，也没有人能想到它的商业用途。 从某种意义上，Internet可以说是美苏冷战的产物。在美国，20世纪60年代是一个很特殊的时代。60年代初，古巴核导弹危机发生，美国和原苏联之间的冷战状态随之升温，核毁灭的威胁成了人们日常生活的话题。在美国对古巴封锁的同时，越南战争爆发，许多第三世界国家发生政治危机。由于美国联邦经费的刺激和公众恐惧心理的影响，实验室冷战也开始了。人们认为，能否保持科学技术上的领先地位，将决定战争的胜负。而科学技术的进步依赖于电脑领域的发展。到了60年代末，每一个主要的联邦基金研究中心，包括纯商业性组织、大学，都有了由美国新兴电脑工业提供的最新技术装备的电脑设备。电脑中心互联以共享数据的思想得到了迅速发展。 美国国防部认为，如果仅有一个集中的军事指挥中心，万一这个中心被原苏联的核武器摧毁，全国的军事指挥将处于瘫痪状态，其后果将不堪设想，因此有必要设计这样一个分散的指挥系统它由一个个分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后其它点仍能正常工作，而这些分散的点又能通过某种形式的通讯网取得联系。1969年，美国国防部高级研究计划管理局（ ARPA - - Advanced Research Projects Agency ）开始建立一个命名为ARPAnet的网络， 把美国的几个军事及研究用电脑主机联接起来。当初，ARPAnet只联结4台主机，从军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下，从技术上它还不具备向外推广的条件。 1983年，ARPA和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的TCP/IP协议，美国加利福尼亚伯克莱分校把该协议作为其BSD UNIX的一部分，使得该协议得以在社会上流行起来，从而诞生了真正的Internet。 1986年，美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）利用ARPAnet发展出来的TCP/IP 的通讯协议，在5 个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网。由于美国国家科学基金会的鼓励和资助，很多大学、政府资助的研究机构甚至私营的研究机构纷纷把自己的局域网并入NSFnet中。那时，ARPAnet 的军用部分已脱离母网，建立自己的网络-Milnet。ARPAnet -网络之父，逐步被NSFnet所替代。到1990年， ARPAnet已退出了历史舞台。如今，NSFnet已成为Internet的重要骨干网之一。 1989年，由CERN开发成功WWW，为Internet 实现广域超媒体信息截取/检索奠定了基础。 到了90年代初期，Internet事实上已成为一个网中网各个子网分别负责自己的架设和运作费用，而这些子网又通过NSFnet互联起来。由于NSFnet是由政府出资，因此，当时Internet最大的老板还是美国政府，只不过在一定程度上加入了一些私人小老板。 Internet在年代的扩张不单带来量的改变，同时亦带来质的某些改变。由于多种学术团体、企业研究机构，甚至个人用户的进入，Internet的使用者不再限于电脑专业人员。 新的使用者发觉， 加入 Internet 除了可共享NSFnet的巨型机外，还能进行相互间的通讯，而这种相互间的通讯对他们来讲更有吸引力。 于是， 他们逐步把Internet 当作一种交流与通信的工具， 而不仅仅是共享NSFnet巨型机的运算能力。 在90年代以前，Internet的使用一直仅限于研究与学术领域。商业性机构进入Internet一直受到这样或那样的法规或传统问题的困扰。事实上，象美国国家科学基金会等曾经出资建造Internet的政府机构对Internet上的商业活动并不感兴趣。 1991年，美国的三家公司分别经营着自己的CERFnet、PSInet及Alternet 网络， 可以在一定程度上向客户提供Internet联网服务。他们组成了商用Internet协会（CIEA），宣布用户可以把它们的Internet子网用于任何的商业用途。Internet商业化服务提供商的出现，使工商企业终于可以堂堂正正地进入Internet 。 商业机构一踏入Internet这一陌生的世界就发现了它在通讯、资料检索、客户服务等方面的巨大潜力。于是，其势一发不可收拾。世界各地无数的企业及个人纷纷涌入 Internet ， 带来Internet发展史上一个新的飞跃。 Internet目前已经联系着超过160个国家和地区、4万多个子网、500多万台电脑主机，直接的用户超过4000万，成为世界上信息资源最丰富的电脑公共网络。Internet被认为是未来全球信息高速公路的雏形。Internet是怎样工作的 地址和协议的概念 Internet的本质是电脑与电脑之间互相通信并交换信息，只不过大多是小电脑从大电脑获取各类信息。这种通信跟人与人之间信息交流一样必须具备一些条件，比如：您给一位美国朋友写信，首先必须使用一种对方也能看懂的语言，然后还得知道对方的通信地址，才能把信发出去。同样，电脑与电脑之间通信，首先也得使用一种双方都能接受的语言-通信协议，然后还得知道电脑彼此的地址，通过协议和地址，电脑与电脑之间就能交流信息，这就形成了网络。TCP/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。详细介绍请参考TCP/IPIP地址 语言（协议）我们是有了，那地址怎么办呢？没关系，用网际协议地址（即IP地址）就可解决这个问题。它是为标识Internet上主机位置而设置的。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（Internet Protocol Address，简称IP Address），这一地址可用于与该计算机机有关的全部通信。为了方便起见，在应用上我们以8bit为一单位，组成四组十进制数字来表示每一台主机的位置。 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：15，但不能为202.206.259.3。域名地址 尽管IP地址能够唯一地标识网络上的计算机，但IP地址是数字型的，用户记忆这类数字十分不方便，于是人们又发明了另一套字符型的地址方案即所谓的域名地址。IP地址和域名是一一对应的，我们来看一个IP地址对应域名地址的例子，譬如：河北科技大学的IP地址是3，对应域名地址为。这份域名地址的信息存放在一个叫域名服务器（DNS，Domain Name Server）的主机内，使用者只需了解易记的域名地址，其对应转换工作就留给了域名服务器DNS。DNS就是提供IP地址和域名之间的转换服务的服务器。域名地址的意义 域名地址是从右至左来表述其意义的，最右边的部分为顶层域，最左边的则是这台主机的机器名称。一般域名地址可表示为：主机机器名.单位名.网络名.顶层域名。如：，这里的dns是河北科技大学的一个主机的机器名，hebust代表河北科技大学大学，edu代表中国教育科研网，cn代表中国，顶层域一般是网络机构或所在国家地区的名称缩写。 域名由两种基本类型组成：以机构性质命名的域和以国家地区代码命名的域。常见的以机构性质命名的域，一般由三个字符组成，如表示商业机构的“com”,表示教育机构的“edu”等。以机构性质或类别命名的域如下表： 域名含义com商业机构edu教育机构gov政府部门mil军事机构net网络组织int国际机构（主要指北约）org其他非盈利组织 以国家或地区代码命名的域，一般用两个字符表示，是为世界上每个国家和一些特殊的地区设置的，如中国为“cn”、香港为“hk”、日本为“jp”、美国为“us”等。但是，美国国内很少用“us”作为顶级域名，而一般都使用以机构性质或类别命名的域名。下表介绍了一些常见的国家或地区代码命名的域：域名国家或地区域名国家或地区ar阿根廷nl荷兰au澳大利亚nz新西兰at奥地利ni尼加拉瓜br巴西no挪威ca加拿大pk巴基斯坦co哥伦比亚pa巴拿马cr哥斯达黎加pe秘鲁cu古巴ph菲律宾dk丹麦pl波兰eg埃及pt葡萄牙fi芬兰pr波多黎各fr法国ru俄罗斯de德国sa沙特阿拉伯gr希腊sg新加坡gl格陵兰za南非hk香港es西班牙is冰岛se瑞典in印度ch瑞士ie爱尔兰th泰国il以色列tr土耳其it意大利gb英国jm牙买加us美国jp日本vn越南mx墨西哥tw台湾cn中国统一资源定位器统一资源定位器，又叫URL(Uniform Resource Locator)，是专为标识Internet网上资源位置而设的一种编址方式，我们平时所说的网页地址指的即是URL，它一般由三部分组成：传输协议：/主机IP地址或域名地址/资源所在路径和文件名，如今日上海联线的URL为：/shanghai/news/wnw.html，这里http指超文本传输协议，是其Web服务器域名地址，shanghai/news是网页所在路径，wnw.html才是相应的网页文件。标识Internet网上资源位置的三种方式：IP地址：3域名地址：URL：/shanghai/news/wnw.html下面列表是常见的URL中定位和标识的服务或文件：http：文件在WEB服务器上file：文件在您自己的局部系统或匿名服务器上ftp：文件在FTP服务器上gopher：文件在gopher服务器上wais：文件在wais服务器上news：文件在Usenet服务器上telnet：连接到一个支持Telnet远程登录的服务器上Internet的工作原理有了TCP/IP协议和IP地址的概念，我们就很好理解Internet的工作原理了：当一个用户想给其他用户发送一个文件时，TCP先把该文件分成一个个小数据包，并加上一些特定的信息（可以看成是装箱单），以便接收方的机器确认传输是正确无误的，然后IP再在数据包上标上地址信息，形成可在Internet上传输的TCP/IP数据包。使用TCP/IP传送数据当 TCP/IP数据包到达目的地后，计算机首先去掉地址标志，利用TCP的装箱单检查数据在传输中是否有损失，如果接收方发现有损坏的数据包，就要求发送端重新发送被损坏的数据包，确认无误后再将各个数据包重新组合成原文件。 就这样，Internet通过TCP/IP协议这一网上的世界语和IP地址实现了它的全球通信的功能。Internet所提供的服务 Internet是一个涵盖极广的信息库，它存贮的信息上至天文，下至地理，三教九流，无所不包，以商业、科技和娱乐信息为主。除此之外，Internet还是一个覆盖全球的枢纽中心，通过它，您可以了解来自世界各地的信息；收发电子邮件；和朋友聊天；进行网上购物；观看影片片断；阅读网上杂志；还可以聆听音乐会；当然，我们还可以做很多很多其他的事。我们可以简单概括如下功能：信息传播你或他人都可以把各种信息任意输入到网络中，进行交流传播。 Internet上传播的信息形式多种多样，世界各地用它传播信息的机构和个人越来越多，网上的信息资料内容也越来越广泛和复杂。目前， Internet己成为世界上最大的广告系统、信息网络和新闻媒体。现在，Internet除商用外，许多国家的政府、政党、团体还用它进行政治宣传。通信联络Internet有电子函件通信系统，你和他人之间可以利用电子函件取代邮政信件和传真进行联络。甚至你可以在网上通电话，乃至召开电话会议。专题讨论Internet中设有专题论坛组，一些相同专业、行业或兴趣相投的人可以在网上提出专题展开讨论，论文可长期存储在网上，供人调阅或补充。资料检索由于有很多人不停地向网上输入各种资料，特别是美国等许多国家的著名数据库和信息系统纷纷上网，Internet己成为目前世界上资料最多、门类最全、规模最大的资料库你可以自由在网上检索所需资料。 目前，Internet己成为世界许多研究和情报机构的重要信息来源。Internet创造的电脑空间正在以爆炸性的势头迅速发展。你只要坐在微机前，不管对方在世界什么地方，都可以互相交换信息、购买物品、签订巨大项目合同，也可以结算国际贷款。企业领导可以通过Internet洞察商海风云，从而得以确保企业的发展：科研人员可以通过Internet检索众多国家的图书馆和数据库；医疗人员可以通过Internet同世界范围内的同行们共同探讨医学难题；工程人员可以通过Internet了解同行业发展的最新动态：商界人员可以通过Internet实时了解最新的股票行情、期货动态，使自己能够及时的抓住每一次商机，永远立于不败之地；学生也可以通过Internet开阔眼界，并且学习到更多的有益知识。总之，Internet能使我们现有的生活、学习、工作以及思维模式式发生根本性的变化。无论来自何方，Internet都能把我们和世界连在一起。Internet使我们可以坐在家中就能够和世界交流，有了Internet，世界真的小了，Internet将改变我们的生活。 那么，Internet是怎样完成上述功能的呢？那就是它所提供的服务了。它提供的服务包括WWW服务，电子邮件（E-mail），文件传输（FTP），远程登录（Telnet），新闻论坛（Usenet），新闻组（News Group），电子布告栏（BBS），Gopher搜索，文件搜寻（Archie）等等，全球用户可以通过Internet提供的这些服务，获取Internet上提供的信息和功能。这里我们简单的介绍以下最常用的服务：1、 收发EMAIL（E-MAIL服务） 电子邮件(E-mail)服务是Internet所有信息服务中用户最多和接触面最广泛的一类服务。电子邮件不仅可以到达那些直接与Internet连接的用户以及通过电话拨号可以进入Internet结点的用户，还可以用来同一些商业网（如CompuServe，America Online）以及世界范围的其它计算机网络（如 BITNET）上的用户通信联系。电子邮件的收发过程和普通信件的工作原理是非常相似的。2、共享远程的资源（远程登陆服务TELNET） 远程登录是指允许一个地点的用户与另一个地点的计算机上运行的应用程序进行交互对话。 远程登录使用支持Telnet协议的Telnet软件。Telnet协议是TCP/IP通信协议中的终端机协议。它有什么作用呢？ 假设、两地相距很远，地点的人想使用位于地点的巨型机的资源，他应该怎么办呢？乘坐交通工具从地点转移到地点，然后利用位于地点的终端来调用巨型机资源？这种方法既费钱又费时，不可取。那把地点的终端搬回地点，不就好了？但是、两地相距太远了，即使可以把终端搬回去，线也无法连接了，这种方法也是不可行的。但是有了Internet的远程登录服务，位于地的用户就可以通过Internet很方便的使用地巨型机的资源了。Telnet使你能够从与Internet连接的一台主机进入Internet上的任何计算机系统，只要你是该系统的注册用户。它的基本工作过程是这样的。Internet在中国 作为认识世界的一种方式，我国目前在接入Internet网络基础设施已进行了大规模投入，例如建成了中国公用分组交换数据网CHINAPAC和中国公用数字数据网CHINADDN。覆盖全国范围的数据通信网络已初具规模，为Internet在我国的普及打下了良好的基础。 中国科学院高能物理研究所最早在1987年就开始通过国际网络线路接入Internet。1994年随着“巴黎统筹委员会”的解散，美国政府取消了对中国政府进入Internet的限制，我国互联望建设前面展开，到1997年底，已建成中国公用计算机网互联网（ChinaNET）、中国教育科研网（CERNET）、中国科学技术网（CSTNET）和中国金桥信息网（ChinaGBN）等，并与Internet建立了各种连接。 下面我们分别看一下我国现有四大网络的基本情况。 (1)公用计算机互联网ChinaNETChinaNET是原邮电部组织建设和管理的。原邮电部与美国Sprint Link公司在1994年签署Internet互连协议，开始在北京、上海两个电信局进行Internet网络互联工程。目前，ChinaNET在北京和上海分别有两条专线，作为国际出口。 ChinaNET由骨干网和接入网组成。骨干网是ChinaNET的主要信息通路，连接各直辖市和省会网络接点，骨干网已覆盖全国各省市、自治区，包括8个地区网络中心和31个省市网络分中心。接入网是又各省内建设的网络节点形成的网络。 (2)中国教育科研网CERNET 中国教育和科研计算机网CERNET是1994年由国家计委、远国家教委批准立项、远国家教委主持建设和管理的全国性教育和科研计算机互联网络。该项目的目标是建设一个全国性的教育科研基础设施，把全国大部分高校连接起来，实现资源公享。它是全国最大的公益性互联网络。 CERNET已建成由全国主干网、地区网和校园网在内的三级层次结构网络。CERNET分四级管理，分别是全国网络中心；地区网络中心和地区主结点；省教育科研网；校园网。CERNET全国网络中心设在清华大学，负责全国主干网的运行管理。地区网络中心和地区主结点分别设在清华大学、北京大学、北京邮电大学、上海交通大学、西安交通大学、华中科技大学、华南理工大学、电子科技大学、东南大学、东北大学等10所高校，负责地区网的运行管理和规划建设。到2001年，CERNET主干网的传输速率已达到2.5Gbps。CERNET已经有28条国际和地区性信道，与美国、加拿大、英国、德国、日本和香港特区联网，总带宽在100Mbps以上。CERNET地区网的传输速率达到155Mbps，已经通达中国大陆的160个城市，联网的大学、中小学等教育和科研单位达895个（其中高等学校800所以上），联网主机100万台，网络用户达到749万人。 CERNET还