第二章 计算机网络

第二章计算机网络 计算机网络基础计算机网络的组成计算机网络协议应用层网络协议 1 计算机网络基础 计算机的发展计算机网络的概念计算机网络的功能计算机网络的发展局域网 LAN 与广域网 WAN 历史上第一台计算机ENIAC ElectronicNumericalIntegratorandCalculator 计算机的发展 第一代 1946 1958 电子管数字计算机第二代 1958 1964 晶体管数字计算机第三代 1964 1971 集成电路数字计算机第四代 1971年以后 大规模集成电路数字计算机 计算机网络的概念 计算机网络 ComputerNetwork 是利用通信线路和通讯设备 把地理上分散并具有独立功能的多个计算机系统互相连接 按照网络协议进行数据通信 由功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的集合计算机技术和通信技术在高度发展的基础上互相结合的产物 计算机网络的功能 共享硬件和软件共享信息 数据通信互相协作均衡负载分布处理提高可靠性 计算机网络的发展 第一代计算机网络 面向终端的计算机网络第二代计算机网络 现代计算机网络第三代计算机网络 标准化网络第四代计算机网络 宽带综合业务数字网络 第一代计算机网络 面向终端的计算机网络 建于20世纪60年代初 又称为联机系统由一台主机和若干终端组成主机系统负担过重 线路利用率低改进为多机联机系统 主机前设置前端处理机 FEP FrontEndProcessor 第二代计算机网络 现代计算机网络 建于20世纪70年代通过通信网络将若干个自主的计算机连接起来的系统逻辑划分为 通信子网 资源子网分组交换网 ARPANet Internet的雏形 计算机公司自己的网络 SNA DNA 公用数据网 Telenet ISDN WDM 个人计算机 PC 与局域网 LAN 第三代计算机网络 标准化网络 建于20世纪80年代国际标准化组织ISO于1984年公布 开放系统互联基本参考模型 ISO7498 OSI RM OpenSystemInterconnect ReferenceModel 计算机网络进入标准化网络阶段Internet 第四代计算机网络 宽带综合业务数字网络 建于20世纪90年代互联网与新一带计算机网络 宽带综合业务数字网B ISDN BroadBond IntegratedServicesDigitalNetwork 综合化 电话网 有线电视网 计算机网络三网合一高速化 信息高速公路 IH InformationHighway 局域网与广域网 局域网LAN LocalAreaNetwork 覆盖区域小 0 1 20km 传输速率高 10Mb s 10Gb s 拓扑结构简单 总线型 星型 环型 归属单一组织广域网WAN WideAreaNetwork 常借用公用网络覆盖区域大 地区甚至全球 传输速率低网络拓扑复杂城域网MAN MetropolitanAreaNetwork 介于LAN和WAN之间 公共信息基础设施 电信 移动 联通 网通 LAN 路由器 LAN 路由器 WAN 骨干网出口带宽 2008 6 骨干网出口带宽 2011 6 中国互联网基础资源 2 计算机网络的组成 连接对象 即元件 连接 传输 介质网络协议连接方式与结构 硬件 软件 按照网络的拓扑结构分类 星型拓扑 Star 总线型拓扑 Bus 以太网Ethernet环型拓扑 Ring 令牌环网TokenRing树型拓扑 Tree 网状型拓扑 Net 混合型拓扑 星型 环型 网状型 总线型 树型 网络互联设备 传输介质 双绞线 TwistedPair 同轴电缆 CoaxialCable 光导纤维 OpticalFiber 空间介质微波与卫星通信红外线通信激光通信 网络互联方式与接入方式 拨号连接 PSTN 使用调制解调器Modem综合业务数字网 ISDN 2B D非对称数字用户环线 ADSL 下行 上行数字数据网 DDN 公用分组交换数据网 PSDN 帧中继 FrameReply 卫星通信有线电视网无线接入 无线接入 移动电话信号接入1G 模拟制式2G GSM GlobleSystemforMobileCommunication 使用TDMA技术2 5G GPRS GeneralPacketRadioService 通用分组无线服务 CDMA CodeDivisionMultipleAccess 码分多址分组数据传输技术 3G W CDMACDMA2000TD SCDMA 无线宽带接入IEEE802 11WLANWiFi WirelessFidelity无线保真 半径100M 带宽11MB802 11bWAPI WLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure 无线局域网鉴别与保密基础架构 WIPI802 11i802 15WPAN 蓝牙与uwb802 16WMAN WIMAX802 20WBMA 3 计算机网络协议 开放系统互联基本参考模型OSI RM传输控制协议 网间协议TCP IPIP地址和域名系统DNS统一资源定位器URL OSI RM OSI参考模型 开放系统互联基本参考模型OSI RM OpenSystemInterconnect ReferenceModel 应用层 ApplicationLayer 表示层 PresentationLayer 会话层 SessionLayer 软件层传输层 TransportLayer 网络层 NetworkLayer 数据链路层 DataLinkLayer 硬件层物理层 PhysicalLayer TCP IP TCP IP协议 传输控制协议 网间协议 IP地址和域名系统 连接到Internet上的计算机主机或互联设备 如路由器 都由Internet管理机构分配给唯一的地址 称为IP地址 目前Internet的IP地址由4个字节组成 IP4 32位 可以用4个十进制数字表达 每个数字可取值0 255 数字间用 隔开 如 210 32 148 185 将来IP6 128位 IP地址分为A B C三类 按照前缀 后缀 A类地址 A类 0128162431 网络号 主机号 0 A类地址 128个 第一个数字表示网络地址 后三个数字表示网络内部主机地址 网内最多可连2563 16777216 台主机一般分配给国家网络 网络号 主机号 1 B类 0 0128162431 B类地址 B类地址 16384个 前二个数字表示网络地址 后二个数字表示网络内部主机地址 网内最多可连2562 65536 台主机分配给大型网络 如跨国公司的大型网络 网络号 主机号 1 C类 0 1 0128162431 C类地址 C类地址 2097152个 前三个数字表示网络地址 最后一个数字表示网络内部主机地址 网内最多可连256台主机分配给大量的中小型网络 如局域网 校园网 域名DN 为了使基于IP地址的计算机在通信时便于相互识别 Internet在1985年提出域名管理系统 DomainNameSystem 实行分层管理的模式 DNS负责主机名到IP地址的转换 主机名的结构 如 主机名 机构名 网络名 最高域名域名使用统一资源定位器URL UniformResourceLocator Access method server name port directory file name服务方式 域名 IP 端口 路径 文件名域名服务中心 InterNIC CNNIC 国际 中国 cn educomgovnet njutzjupkusjtu jgylibgrswww 解析过程 中国互联网信息中心 中国科学院 中国教科网中心 清华大学 南京工业大学网络中心 常用域名 com工商组织 net网络组织 USA edu教育部门 USA gov政府部门 USA org事业机构 int国际组织 webWWW相关 cn中国 jp日本 us美国 uk英国 fr法国 it意大利 ca加拿大 4 应用层网络协议 HTTPSMTP POP3和IMAPFTP TFTPTelnet其他 HTTP协议 HyperTextTransferProtocol超文本传输协议使用HTML HypertextMarkupLanguage 超文本标记语言 XML eXtensibleMarkupLanguage 可扩展标志语言 XHTML 扮演着类似HTML的角色的XML C S Client Server 模式 B S Browser Server 模式 客户机WebBrowser 服务器WebServer 请求 应答 HTML概述 HypertextMarkupLanguage超文本标记语言本质 具有超级链接的文本文件组成 标记 文本扩展名 htm htmlHTML4 0 1997W3CHTML4 01 1999W3CHTML5 0 2008WHATWG W3C HTML5 0 Web超文本应用技术工作组 WHATWG WebHypertextApplicationTechnologyWorkingGroup 2004年提出WebApplications1 02007年被W3C接纳2008年HTML5草案公布特点 强化了Web网页的表现性能 追加了本地数据库等Web应用的功能改进取消了一些过时的HTML4标记将内容和展示分离一些全新的表单输入对象全新的 更合理的Tag本地数据库Canvas对象浏览器中的真正程序Html5取代Flash在移动设备的地位 第一个网页的制作 HTML的结构 HTML文件开始文件头部开始文件头部内容文件头部结束文件体开始文件体内容文件体结束HTML文件结束 超媒体 Hypermedia 超媒体 Hypertext 超文本 Multimedia 多媒体 浏览器种类 IE内核浏览器InternetExplorer Microsoft Maxthon MYIE2 TheWorldAvantBrowserTT非IE内核浏览器Firefox Mozilla Navigator Netscape Opera Opera Safari Apple Chrome Google SMTP POP3和IMAP协议 SimpleMailTransferProtocol简单邮件传输协议 规定邮件信息的具体格式和邮件的管理方式 提供应用层服务PostOfficeProtocol邮局协议 询问邮件是否到达 从邮件服务器中检索邮件 删除邮件InternetMessageAccessProtocol互联网信息接入协议 比POP更先进 请求邮件服务器提交所收到邮件的方式 只下载所选中的邮件等Outlook Foxmail Coolmail FTP TFTP协议 FileTransferProtocol文件传输协议任意计算机之间传输任意文件 二进制数据或ASCII文本LeapFTP CuteFTP FlashFXPFlashFXP传输速度比较快 但有时对于一些教育网FTP站点却无法连接 LeapFTP传输速度稳定 能够连接绝大多数FTP站点 包括一些教育网站点 CuteFTP虽然相对来说比较庞大 但其自带了许多免费的FTP站点 资源丰富 总之来说 三者各有所长 Server U设置FTP站点Sftp搜索FTP站点TFTP TrivialFileTransferProtocol 简单文件传输协议 Telnet协议 Telnet远程传输协议提供标准接口不强迫输入输出适应异构传输远端命令Cterm Fterm 其他应用层协议 DNS DomainNameSystem 域名管理系统SNMP SimpleNetworkManagementProto