《计算机网络基础》PPT课件

计算机网络技术基础 计算机 通信 设备 软件 二 九年六月 网络 应用 1 1计算机网络概述 1 1 1计算机网络的定义 1 最简单的计算机网络有两种方法可以组成最简单的计算机网络 一是用通信线路将两台微机通过后面板上的通信端口COM1和COM2或打印端口LPT1连接起来 二是用双绞线 交叉线 将两台微机通过网卡进行连接 如右图所示 线缆直接连接计算机 2 局域网 典型的局域网 要扩大计算机的连网范围 就需要准备 网卡 通信电缆 线缆连接器等硬件设备和网络操作系统 3 广域网 广域网 通过公共通信线路可以在两台异地计算机之间进行点对点通信 实现包括传送文件 收发传真等功能 总之 计算机网络的本质是把两台以上具有独立功能的计算机系统互连起来 以达到资源共享和远程通信的目的 从用户的角度看 计算机网络是一个透明的数据传输机制和资源共享 协同工作的信息处理系统 1 1 2计算机网络的功能 1 资源共享所谓共享资源就是共享网络上的硬件资源 软件资源和信息资源 1 共享打印机等各种硬件设备 2 共享数据资源 3 共享应用程序 2 通信功能 通信功能是计算机网络的另一个主要功能 它可以为网络用户提供强有力的通信手段 建设计算机网络的主要目的就是让分布在不同地理位置的计算机用户之间能够相互通信 交流信息和共享资源 3 其他功能 高可靠性 均衡负荷 协调运算 分布式处理 1 1 3计算机网络的应用 1 在单位信息管理中的应用 可以实现资源共享 可以提高信息系统的可靠性 可以节约资金 可以增强信息系统的可扩展性 可以为用户提供一种功能强大的通信工具 2 在个人信息服务中的应用 远程信息访问 新的通信工具 家庭娱乐许多新的计算机网络应用系统不断地涌现出来 如 工业自动化 辅助决策 虚拟大学 远程教育 远程医疗 管理信息系统 数字图书馆 电子博物馆 全球情报检索与查询 网上购物 电子商务 视频会议 视频广播与点播 过程控制 等等 1 2计算机网络的产生与发展 1 2 1面向终端的计算机网络 终端可以处于不同的地理位置 它通过传输介质及相应的通信设备与一台计算机相连 用户可以通过本地终端或远程端登录到远程计算机上 使用该计算机系统 远程用户可以在本地方便地使用计算机 这就产生了通信技术与计算机技术的结合 图 a 是一种具有通信功能的面向终端的计算机系统 图 b 是以单台计算机为中心的远程联机系统 第一代计算机网络 面向终端的计算机通信网络 最初的ARPANET的网络结构如下图所示 图中 H HOST 是计算机主机IMP InterfaceMessageProcessor 是接口信息处理机 ARPANET是计算机网络发展的一个里程碑 它标志着以资源共享为目的的计算机网络的诞生 是第二阶段计算机网络的一个典型范例它为网络技术的发展做出了突出的贡献 其贡献主要表现在它是第一个以资源共享为目的的计算机网络 它使用TCP IP协议作为通信协议 使网络具有很好的开放性 为Internet的诞生奠定了基础 此外 它还实现了分组交换的数据交换方式 并提出了计算机网络的逻辑结构由通信子网和资源子网组成的重要基础理论 1 2 3标准化网络 国际标准化组织 ISO InternationalStandardsOrganization 于1984年公布了 开放系统互连参考模型 的正式文件 即著名的国际标准ISO7498 通常称它为开放系统互连参考模型OSI RM OSI RM极大地推动了网络标准化的进程 从此 计算机网络进入了标准化网络阶段 网络的标准化又促进了计算机网络的迅速发展 因此标准化网络也是计算机发展的重要阶段 有人把这个阶段的网络称为第三代网络 以太网EthernetATMTokenRing环型网FDDI光纤结构网 随着计算机网络的发展 在全球建立了不计其数的局域网和广域网 为了扩大网络规模以实现更大范围的资源共享 人们又提出了将这些网络互联在一起的迫切需求 国际互联网Internet应运而生 ARPANET是第一个分组交换网 它的出现标志着以资源共享为目的的计算机网络的诞生 广域网 WAN 的发展也是从ARPAENT的诞生开始的 这一时期美国许多计算机公司开始大力发展计算机网络 纷纷推出自己的产品和结构 1 2 5广域网的发展 1 2 4互联网 目前 一些高速的广域网技术相继问世 如POS Packet Over SDH SONET 技术 波分多路复用技术 WDM DWDM 等都能为广域网连接提供高带宽 这些技术将广域网的传输速率提高到10Gbps 另外 最新的万兆以太网技术也可以支持广域网连接 传输速率也是10Gbps 这些高速广域网技术的出现使广域网的发展开始了一个新的里程碑 1 2 6局域网的发展 20世纪80年代 由于PC机性能不断提高 PC机和小型机的价格不断降低 计算机从 专家 群里走进 大众 中 网络应用也从科学计算走入事务处理 使得PC机大量地进入各行各业的办公室和百姓的家中 个人计算机的大量涌现和广泛分布 基于信息交换和资源共享的需求越来越迫切 一个办公室 一栋楼或一个园区内的计算机互相连接起来 交换信息 交互工作 共享硬件 软件和信息资源 1 3计算机网络的基本组成与逻辑结构 1 3 1计算机网络的基本组成 1 计算机系统2 通信线路和通信设备3 网络协议4 网络软件 1 3 2计算机网络的逻辑结构 根据计算机网络各组成部分的功能 将计算机网络划分为两个功能子网 即资源子网和通信子网 这就是计算机网络的逻辑结构 1 4计算机网络的拓扑结构 1 总线型结构网络 2 星形结构 3 树形结构 4 环形结构 5 网状型 网状型拓扑结构又称完整结构 在网状型拓扑结中 网络节点与通信线路互连成不规则的形状 节点之间没有固定的连接形式 一般每个节点至少与其他两个节点相连 网状拓扑结构 CERNET主干网拓扑结构 1 5计算机网络的分类 计算机网络的分类方法如下 1 按网络覆盖的地理范围分类 2 按网络的拓扑结构分类 3 按局域网的标准协议分类 4 按传输介质分类 5 按所使用的网络操作系统分类 6 按传输技术分类 1 5 1按网络覆盖的地理范围分类 1 局域网 LAN 覆盖的地理范围 有限范围 如实验室内 大楼内 校园内 一般在几十米到几十千米 2 广域网 WAN 覆盖的地理范围 几十千米到几千千米 通常利用公用网络进行组建 3 城域网 MAN 覆盖的地理范围 几十千米之内 表1 1LAN与WAN的比较 1 5 2按网络的拓扑结构分类 按网络的拓扑结构分类 可以把网络分为 总线型 环型 星型 树型和网状型网络 例如 以总线拓扑结构组建的网络为总线型网 以星型拓扑结构组建的网络为星型网 交换式局域网系统属于星型网 1 5 3按局域网标准协议分类 根据所使用的局域网标准协议分类 可以把计算机网络分为 IEEE802 3 以太网IEEE802 3u 快速以太网IEEE802 3z和IEEE802 3ab 千兆以太网IEEE802 3ae 万兆以太网IEEE802 5 令牌环网 1 5 4按使用的传输介质分类 根据网络使用的传输介质 可以把计算机网络分为 双绞线网 以双绞线为传输介质光纤网 以光缆为传输介质同轴电缆网 以同轴电缆为传输介质无线网络 以无线电波为传输介质卫星数据通信网 通过卫星进行数据通信等 1 5 5按使用的网络操作系统分类 根据网络所使用的网络操作系统分类 可以把网络分为 Netware网UNIX网WindowsNT网3 网等 1 5 6按传输技术分类 根据网络所使用的传输技术 可以把计算机网络分为广播式网络和点到点网络 1 广播式网络2 点到点网络 第2章数据通信的基础知识 2 1数据通信的基本概念 2 1 1信息 数据与信号信息的载体可以包含语音 音乐 图形图像 文字和数据等多种媒体 计算机的终端产生的信息一般是字母 数字和符号的组合 数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母 数字 符号的二进代码0和1比特序列的过程 TD SCDMACDMA 2000WCDMA 信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式 分为模拟通信系统与数字通信系统两种 电话线上传送的为模拟信号 AnalogSignal 模拟信号的电平是连续变化的 其波形如图 a 所示 计算机中所产生的电信号是用两种不同的电平去表示0 1比特序列的电压脉冲信号 这种电信号称为数字信号 DigitalSignal 数字信号的波形如图 b 所示 a b 2 1 2数据通信系统的基本结构 数据通信系统的基本结构可以用一个简单的通信模型来表示 产生和发送信息的一端叫信源 接收信息的一端叫信宿 信源与信宿通过通信线路进行通信 在数据通信系统中 也将通信线路称为信道 1 模拟通信系统 模拟通信系统的结构模型 普通的电话 广播 电视等都属于模拟通信系统 2 数字通信系统 在我们现实生活中的计算机通信 数字电话以及数字电视都属于数字通信系统 具体数字通信系统的工作过程如下图如示 数字通信系统的结构模型 2 1 3通信信道的分类 信道的分类方法 常用的有以下三种 1 有线信道与无线信道2 模拟信道与数字信道3 专用信道和公用信道 2 1 4数据通信的技术指标 1 数据通信速率 传输速率 传输速率是指数据在信道中传输的速度 它分为两种 码元速率和信息速率 2 误码率和误比特率误码率是指码元在传输过程中 错误码元占总传输码元的概率 在二进制传输中 误码率也称为误比特率 3 信道带宽与信道容量信道带宽是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频率范围 通常称为信道的通频带 单位用赫兹 Hz 表示 2 2数据的通信方式 2 2 1并 串行通信并行通信是指数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输 并行通信 串行通信是指数据以串行方式在一条信道上传输 由于计算机内部都采用并行通信 因此 数据在发送之前 要将计算机中的字符进行并 串变换 在接收端再通过串 并变换 还原成计算机的字符结构 串行通信 2 2 3信道的通信方式 按照信号传送方向与时间的关系 信道的通信方式可以分为单工 半双工和全双工三种 1 单工通信 2 半双工通信 3 全双工通信 2 2 4信号的传输方式 1 基带传输就数字信号而言 它是一个离散的矩型波 0 代表低电平 1 代表高电平 这种矩形波固有的频带称为基带 矩形波信号称为基带信号 因此 基带实际上就是数字信号所占用的基本频带 2 频带传输在实现远距离通信时 经常需要借助于电话线路 此时应使用频带传输方式 所谓频带传输 3 宽带传输宽带传输常采用75 的同轴电缆 CATV 或光纤作为传输媒体 宽带为300MHz 传送音频信号 视频信号以及数字信号 2 3数据传输的同步方式 1 异步方式异步方式的实现比较容易 但每传输一个字符都需要多使用2 3位 所以适合于低速通信 2 同步方式通常 同步传输方式的信息格式是一组字符或一个二进制位组成的数据块 帧 2 6信道复用技术 通常采用多路复用技术 使多路数据信号共同使用一条电路进行传输 即利用一个物理信道同时传输多个信号 如图所示 信道的复用 目前主要有以下4种信道复用方式 频分复用 FrequencyDivisionMultiplexing FDM 时分复用 TimeDivisionMultiplexing TDM 波分复用 Wave lengthDivisionMultiplexing WDM 码分复用 CodeDivisionMultiplexing CDM 2 7传输介质 1 传输介质传输信号经过的各种物理环境物理上将计算机相互连接起来的介质2 传输介质的种类同轴电缆非屏蔽双绞线 UTP 屏蔽双绞线 STP 光缆无线电 传输介质的种类 非屏蔽双绞线和RJ 45连接器 非屏蔽双绞线 优点 尺寸小 重量轻 容易弯曲价格便宜容易安装和维护RJ 45连接器牢固 可靠缺点 抗干扰能力较弱传输距离比较短UTP分为 3类线 4类线 5类线 超5类线 6类等UTP非常适合于楼宇内部的结构化布线 屏蔽双绞线 优点 传输质量较高电缆尺寸和重量与UTP相当缺点 安装不合适有可能引入外界干扰 同轴电缆 光缆 光缆的特点 优点 传输速率高传输距离远传输损耗低抗干扰能力强缺点 价格相对较高安装比较困难光纤的分类 多模光纤和单模光纤 传输质量比多模光纤好 光缆适合于楼宇内部的结构化布线 无线电传输 地面微波接力通信 1 微波接力通信也存在如下的一些优缺点 优点 通信信道的容量很大 微波通信受外界干扰影响比较小 传输质量较高 投资少 见效快缺点 相邻站之间必须直视 不能有障碍物 微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响 与电缆通信系统相比较 微波通信的隐蔽性和保密性较差 对大量中继站的使用和维护 要耗费一定的人力和物力 卫星通信 2 卫星通信的主要缺点和地面通信的优缺点差不多 卫星通信的最大特点是通信距离远 且通信费用与通信距离无关 2 8差错控制技术 1 差错的产生通信信道中的噪声分为热噪声和冲击噪声 2 差错的控制 1 差错编码 奇偶校验码 循环冗余码CRC 2 差错控制技术 前向差错控制自动反馈重发ARQ 停止等待ARQ 选择ARQ和Go Back N 第3章网络体系结构与协议 3 1网络体系结构的基本概念 协议 protocol 是通信双方为了实现通信所进行的约定或所作的对话规则网络协议的优劣直接影响网络的性能网络协议的组成语义 做什么 whattodo 语法 怎么做 howtodo 定时关系 何时做 whentodo 3 1 1网络协议的概念 协议 Protocol 它是一种通信规约 在邮政通信系统中 就存在着很多的通信规约 层次 Layer 它是人们对复杂问题处理的基本方法 接口 Interface 它是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点 体系结构 Architecture 计算机网络协议就是按照层次结构模型来组织的 我们将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构 3 1 2几个重要的概念 3 2开放系统互连参考模型 OSI RM OSI RM中的 开放 是表示任何两个遵守OSI RM的系统都可以进行互连 当一个系统能按OSI RM与另一个系统进行通信时 就称为该系统为开放系统 OSI RM只给出了一些原则性的说明 它并不是一个具体的网络 它将整个网络的功能划分成7个层次 而且在两个通信实体之间的通信必须遵循这7层结构 3 2 1概述1 OSI参考模型的提出2 OSI参考模型的概念 OSI RM的最高层为应用层 面向用户提供应用服务 最低层为物理层 连接通信媒体实现数据传输 层与层之间的联系是通过各层之间的接口来进行的 上层通过接口向下层提出服务请求 而下层通过接口向上层提供服务 ISO OSI的7层参考模型 3 OSI各层的功能概述 物理层 PhysicalLayer 利用传输介质为数据链路层提供物理连接 实现比特流的透明传输 数据链路层 DataLinkLayer 在物理层提供比特流服务的基础上 线路变成无差错的数据链路 网络层 NetworkLayer 为数据在结点之间传输创建逻辑链路 通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径 以及实现拥塞控制授 网络互连功能 传输层 TransportLayer 向用户提供端到端 最终用户到最终用户 的透明的 可靠的数据传输服务 会话层 SessionLayer 为表示层提供建立 维护和结束会话连接的功能 并提供会话管理服务等功能 表示层 PresentationLayer 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式 主要包括数据格式变换 数据加密与解密 数据压缩与恢复等功能 应用层 ApplicationLayer 为网络用户或应用程序提供各种服务 如文件传输 FTP 电子邮件 E mail 分布式数据库以及网络管理等 3 3TCP IP体系结构 3 3 1 TCP IP概述TCP IP是Internet上所有网络和主机之间进行交流所使用得共同 语言 是Internet上使用得一组完整的标准网络连接协议 通常所说的TCP IP协议实际上包含了大量的协议和应用 且由多个独力定义的协议组合在一起 因此 更确切地说 应该称其为TCP IP协议集 3 3 2TCP IP的分层结构 OSI模型与TCP IP模型的对照 1 网络接口层TCP IP模型的最低层是网络接口层 也被称为网络访问层 它包括了能使用TCP IP与物理网络进行通信的协议 且对应着OSI的物理层和数据链路层 2 网际层网际层是在Internet标准中正式定义的第一层 网际层所执行的主要功能是处理来自传输层的分组 将分组形成数据包 IP数据包 并为该数据包进行路径选择 最终将数据包从源主机发送到目的主机 3 传输层TCP IP的传输层也被称为主机至主机层 与OSI的传输层类似 它主要负责主机到主机之间的端到端通信 该层使用了两种协议来支持两种数据的传送方法 它们是TCP协议和UDP协议 4 应用层在TCP IP模型中 应用程序接口是最高层 它与OSI模型中的高3层的任务相同 都是用于提供网络服务 比如文件传输 FTP 远程登录 TELNET 域名服务DNS 和简单网络管理 SNMP 等 3 应用层协议TELNET 本地主机作为仿真终端登录到远程主机上运行应用程序 FTP 实现主机之间文件的传送 SMTP 实现主机之间电子邮件的传送 DNS 用于实现主机名与IP地址之间的映射 DHCP 实现对主机的地址分配和配置工作 RIP 用于网络设备之间交换路由信息 HTTP 用于Internet中的客户机与WWW服务器之间的数据传输 BOOTP 用于无盘主机或工作站的启动 SNMP 实现网络的管理 第4章计算机局域网络 4 1局域网概述 1 局域网的产生和发展2 局域网的主要特点 覆盖有限的地理范围成本低传输速率高 通常在10Mb s 1000Mb s之间 传输延时小误码率低 通常低于10 8 介质适应性强结构简单 易于实现 归属一个单一组织管理 由该组织维护 管理和扩建网络 4 1 3局域网的基本组成 局域网由网络硬件和网络软件两大部分组成 1 硬件系统 图例 采用100Mbps交换以太网技术组建一个局域网 其硬件设备包括计算机系统 100Mbps网络接口卡 网卡 快速以太网交换机 Switch 非屏蔽双绞线 UTP 及RJ 45标准接口部件 2 网络软件 网络软件是一种在网络环境下运行和使用 或者说控制与管理网络运行的软件 是一种使通信双方能够交流信息的软件 根据网络软件的功能与作用 分为网络系统软件和网络应用软件 4 3决定局域网特征的主要技术 局域网的拓扑结构传输介质和传输形式局域网的介质访问控制方法 4 3 1局域网的拓扑结构 总线型拓扑结构星形拓扑结构环形拓扑结构树型拓扑结构 4 5高速以太网 快速以太网光纤分布式数据接口千兆以太网万兆以太网 4 6交换式以太网 为了解决共享以太网存在的问题 提出了交换式以太网 以太网交换技术是在多端口网桥的基础上于20世纪90年代初发展起来的 交换式局域网的核心是交换式集线器 也称交换机 Switch 其主要特点是 所有端口平时都不连通 当站点需要通信时 交换机才同时连通许多对的端口 使每一对相互通信的站点都能像独占通信信道那样 进行无冲突地传输数据 即每个站点都能独占信道速率 通信完成后就断开连接 因此 交换式网络技术是提高网络效率 减少拥塞的有效方案之一 4 6 2交换式以太网的特点 交换式局域网主要有以下几个特点 独占传输通道 独占带宽 2 允许多对站点同时通信 3 灵活的接口速度 4 高度的可扩充性和网络延展性 5 交换式局域网可以与现有网络兼容 6 互连不同标准的局域网 快速交换式以太网的示意图 4 7 1虚拟局域网的结构虚拟网 逻辑网 是以交换式网络为基础 把网络上的用户 终端设备 分为若干个逻辑工作组 每个逻辑工作组就是一个VLAN VLAN并不是一种新型的局域网技术 而是交换网络为用户提供的一种服务 虚拟网技术是OSI第二层的技术 该技术的实质是将连接到交换机上的用户进行逻辑分组 每个逻辑分组相当于一个独立的网段 4 7虚拟局域网VLAN 虚拟网的示意图 4 7 2VLAN的组网方法 1 静态VLAN交换机上的VLAN端口由管理员静态分配这些端口保持这种配置直到人工改变它们2 动态VLAN交换机上VLAN端口是动态分配的分配原则通常以MAC地址 逻辑地址或数据包的协议类型为基础 在一台交换机上配置VLAN 跨越多台交换机的VLAN VLAN的优点 减少网络管理开销控制广播活动提供较好的网络安全性利用现有的集线器以节省开支 4 8无线局域网 WLAN 有线网络在某些场合要受到布线的限制 布线 改线工程量大 线路容易损坏 网中的各节点不可移动 无线局域网 WLAN WirelessLAN 就是解决有线网络以上问题而出现的 无线局域网与传统以太网具有以下优点 1 安装便捷 2 使用灵活 3 经济节约 4 易于扩展 无线局域网的主要类型 无线局域网使用的是无线传输介质 按照所采用的传输技术可以分为三类 红外线局域网 扩频无线局域网和窄带微波无线局域网 无线局域网标准 IEEE802 11无线局域网标准 4 9异步传输模式 ATM ATM AsynchronousTransferMode 意指异步传输模式 它是为高速数据传输和通过公共网或专用网传输多种业务数据而设计的 这是一种以小的 固定长的包为传输单位 cell 信元 面向连接的分组交换技术 第5章结构化布线系统 5 1结构化布线系统概述 结构化布线系统 PDS 是指按标准的 统一的和简单的结构化方式编制和布置各种建筑物 或建筑群 内各系统的通信线路 包括 网络系统 电话系统 监控系统 电源系统和照明系统等 结构化布线系统是一种通用标准的信息传输系统 5 1 2结构化布线系统的标准 1985年初 计算机工业协会 CCIA 提出了对大楼布线系统标准化的建议 美国电子工业协会 EIA 和美国电气工业协会 TIA 开始了标准化的制定工作 1991年7月 适用于商业建筑物的电信布线标ANSI TIA EIA568问世 它提供了结构化布线系统的一系列规范 同时也推出了与布线通道 空间 管理 电缆性能及连接硬件性能等有关的相关标准 TSB 36和TSB 40A 1995年底 EIA TIA对568标准进行了修订 编入了TSB 36和TSB 40A 并正式更名EIA TIA568A 5 2结构化布线系统的组成 结构化布线系统通常由6个子系统组成 建筑群系统垂直布线系统水平布线系统 平面楼层系统 接线间系统 布线配线系统 用户工作区系统 用户端子区 设备间系统 机房子系统 结构化布线的6个子系统 5 3 28针RJ 45型连接器 RJ 45接头和接口 568A和568B的连接规范 第6章网络操作系统与网络结构 6 1网络操作系统及其特点 6 1 1网络操作系统概述操作系统是计算机系统中的一个系统软件 它由一些程序模块组成 管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源 合理地组织计算机工作流程 以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强 使用方便的工作环境 从而在计算机与用户之间起到接口的作用 6 1 2网络操作系统的特点 1 从体系结构的角度看具有所有操作系统的职能 如任务管理 缓冲区管理 文件管理以及磁盘 打印机等外设管理 2 从操作系统的观点看网络操作系统是多用户共享资源的操作系统 包括磁盘处理 打印机处理 网络通信处理等面向用户的处理程序和多用户的系统核心调度程序 3 从网络的观点看在物理层和数据链路层 一般网络操作系统支持多种网卡 如Intel 3Com Novell公司以及其他厂家的网卡 其中有基于总线的 也有基于令牌环的网卡 从拓扑结构来看 网络操作系统可以运行于总线型 环型 星型等多种形式的网络之上 6 1 3网络操作系统的服务功能 1 文件服务 基本服务 以集中方式管理共享文件 权限访问 文件安全与保密 2 打印服务 基本服务 共享打印机 先到先服务 打印文件排队 3 数据库服务 重要服务 选择网络数据库软件 C S模式 优化局域网系统的协同操作模式 有效地改善了局域网应用系统的性能 4 通信服务 工作站之间的对等通信 工作站和主机之间的通信服务 5 信息服务 用存储转发方式或对等的点到点通信方式完成电子邮件服务 6 分布式服务 新的网络资源管理机制 目录服务 用户在一个服务器上注册 便可与多个服务器连接 用户用简单的方法去访问一个大型互连的局域网系统 7 名字服务 实现字符串和二进制IP地址之间的转换 8 网络管理服务 提供网络性能分析 网络状态监测 存储管理等多种管理服务 9 Internet与Intranet服务 均支持TCP IP协议 支持JAVA应用工具等 6 3网络服务器的种类 在计算机网络中 随着网络规模的扩大 可能需要多台服务器来处理客户机的服务请求 且有可能每台服务器完成的任务各不相同 因此 根据服务器所完成的任务不同 可以将服务器分为以下几类 文件服务器 应用服务器和特殊服务器 6 4典型的网络操作系统 早期的网络操作系统具有简单的文件服务和某些安全性特性 随着用户要求的增加 现代网络操作系统提供了更为广泛的服务 数以百计的具有不同操作系统的个人计算机可以通过先进的操作系统互联起来 目前 常用的网络操作系统有Novell公司的NetWare Microsoft的WindowsNT 2000以及带有网络功能的UNIX 常用的网络命令 Ping 判断主机是否连通 t不断测试 a解析对方计算机名 Ipconfig 查看IP地址配置情况 all显示所有网络配置信息 Netstat 查看网络连接状态 an查看目前活动的连接和开放的端口 网络查看网络是否被入侵的最简单的方法 Net 进行网络操作 查看计算机上的用户列表 添加和删除用户 与对方计算机建立连接 启动或停止某网络服务 netuser netuser用户名密码 netuse IP ipc 密码 user 用户名Dir IP地址 C netstarttelnetAt 进行定时器操作 Nettime IP地址 at IP地址时间notepad exe 第7章网络的计算模式 7 1 3客户机 服务器计算模式的出现 由于处理器技术 计算机技术和网络技术的进一步发展 使得计算机的处理能力更加增强 人们己经不满足于资源共享模式 而是开发出一种新的计算机模式 这就是客户机 服务器 Client Server 模式 简称C S模式 其网络结构如图所示 7 1 4浏览器 服务器计算模式的应用 随着Internet Intranet技术和应用的发展 WWW服务成为核心服务 用户通过浏览器漫游世界 一种新的网络计算模式在20世纪90年代中期逐渐形成和发展 这种基于浏览器 WWW服务器和应用服务器的计算结构称为浏览器 服务器 Browser Server 的计算模式 简称B S模式 其网络结构如图所示 第8章网络的互联 8 1网络互连的基本概念 1 互连互连是指在两个物理网络之间至少有一条物理链路 它为两个网络的数据交换提供了物质基础和可能性 但并不能保证两个网络一定能够进行数据交换 因为这还要取决于两个网络的通信协议是否兼容 2 互通是指两个网络之间可以进行数据交换 它仅仅涉及通信的两个网络之间的端对端连接和数据交换 为互操作提供前提条件 3 互操作互操作是指两个网络中不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力 不依赖于具体连接形式 为支持应用间的相互作用而创建的协议环境 一般由高层软件来实现 8 3网络互连设备简介 网络互连一般都不是简单地直接连接 而是通过一个中间设备互连 常见的中间设备有三种 网桥 路由器 网关 这些设备分别应用于不同的网络环境 8 3 1网桥 网桥是在数据链路层上实现网络互连的设备 一般用于局域网之间的互连 它具有以下几个特征 1 网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议 不同传输介质 不同传输速率的网络 2 网桥通过存储转发和地址过滤方式实现互连网络之间的通信 3 用网桥互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议 8 3 2路由器 路由器是互连网络的重要设备之一 它工作在OSI模型的网络层 一般具有以下几个特征 1 路由器是在网络层上实现多个网络之间互连的设备 2 路由器为两个以上网络之间的数据传输实现最佳路径选择 3 路由器要求节点在网络层以上的各层中使用相同的协议 路由器的主要功能 1 网络连接功能 不但可以连接不同协议的局域网 不可以连接广域网 将网络分隔成各自独立的广播区域 塌到数据流量控制 避免形成广播风暴 2 路由选择功能 通过自身的路由表来完成 路由表有静态和动态之分 3 设备管理功能 实现流量控制 解决拥塞问题 提供对网络配置管理 容错管理和性能管理的支持 8 3 3网关 网关是在网络层以上实现多个网络互连的设备 它可以实现不同高层协议间的转换 包括不同的网络操作系统 网关通过使用适当的硬件和软件达到转换协议的目的 硬件提供不同网络的接口 软件实现不同网络协议的转换 一 直接将输入网络的数据包格式转换成输出网络的数据包格式n n 1 种协议转换程序 二 制定标准的网间数据包格式 2n个数据转换程序 8 4广域网相关技术 目前 较常用的广域网技术主要包括功用电话交换网络 PSTN 综合业务数字网 ISDN 公用分组交换网 X 25 数字数据网络 DDN 帧中继 FR 和异步传输模式 ATM 等 第9章 Internet基础与应用 9 1Internet的基本概念 9 1 1Internet定义 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连网络 9 2 2Internet的组成 Internet主要是由通信线路 路由器 主机与信息资源等部分组成的 可以分为两类 有线通信线路与无线通信信道 传输速率 指的是每秒钟可以传输的比特数 它的单位为位 秒 bps 通信线路的最大传输速率与它的带宽成正比 1 通信线路 2 路由器 路由器是Internet中最重要的设备之一 它负将Internet中的各个局域网或广域网连接起来 3 主机 主机是Internet中不可缺少的成员 它是信息资源与服务的载体 主机可以分为两类 服务器与客户机 服务器 是信息资源与服务的提供者 它一般是性能较高 存储容量较大的计算机 客户机 是信息资源与服务的使用者 它可以是普通的微型机或便携机 9 1 3Internet的管理组织 1 Internet管理者 Internet体系结构委员会 IAB 根据Internet的发展需要制定Internet技术标准 制定与发布Internet工作文件 进行Internet技术方面的国际协调与规划Internet发展战略 Internet的日常管理工作由网络管理中心 NOC 与网络信息中心 NIC 承担 其中 NOC负责保证Internet的正常运行与监督Internet的活动 而NIC负责为ISP与广大用户提供信息方面的支持 2 我国Internet管理者 中国教育与科研计算机网 CERNET 中国公用计算机互联网 CHINANET 中国科学技术网 CSTNET 中国金桥信息网 CHINAGBN 中国联通网 UNINET 我国的Internet主干网 它们共同形成了我国的Internet主干网 1997年6月3日 中国互联网信息中心 CNNIC 在北京成立 并开始管理我国的Internet主干网 9 3 4Internet的资源与应用 1 信息资源 信息的载体几乎涉及到所有媒体 例如 文档 表格 图形 影像 声音以及它们之间的合成 2 主要服务 1 网络信息服务 WWW 2 电子邮件 E Mail 服务 3 文件传输服务 FTP 4 远程登录服务 Telnet 5 电子公告牌服务 BBS 6 网络新闻服务 7 电子商务 8 网上交际 9 其他应用 9 2IP地址与域名 9 2 1IP地址 Internet给每一台上网的计算机分配了一个32位长的二进制数字编号 这个编号就是所谓的IP地址 1 IP地址 IP地址的组成 地址类别 用来标识网络类型 网络号 用来标识一个逻辑网络 主机号 用来标识网络中的一台主机 一台Internet主机至少有一个IP地址 而且这个IP地址是全网惟一的 将IP地址分为4个字节 每个字节为8bit 且每个字节用十进制表示 并用点号 隔开 如上图所示是 新浪网站 www服务器的IP地址 A类地址 适用于大型网络 B类地址 适用于中型网络 C类地址 适用于小型网络 D类地址 用于组播 E类地址用于实验 一个单位或部门可拥有多个IP地址 比如 可拥有2个B类地址和50个C类地址 如何判别IP地址的类别 从IP地址的最高8位进行判别 如下表所示 3 特殊IP地址 特殊IP地址表 9 2 2域名 顶级域名分配 我国二级域名分配 Internet主机域名的排列原则是低层的子域名在前面 而它们所属的高层域名在后面 Internet主机域名的一般格式为 中国南开大学计算机系的主机 子网掩码 通过子网掩码 可以指出一个IP地址中的哪些位对应于网络地址 包括子网地址 哪些位对应于主机地址 对于子网掩码的取值 通常是将对应与IP地址中网络地址 网络号和子网号 的所有位都设置为 1 对应于主机地址 主机号 的所有位置都设置为 0 标准的A类 B类 C类地址都有一个默认的子网掩码 A B C类地址默认的子网掩码 子网掩码的作用 在上面的例子中 涉及到的子网掩码都属于边界子网掩码 即使用主机号中的整个一个字节用于划分子网 因此 子网掩码的取值不是0就是255 但对于划分子网而言 还会使用非边界子网掩码 即使用主机号的某几位用于子网划分 因此 子网掩码除了0和255外 还有其他数值 8 IPV6介绍 地址枯竭 IPv4取得了巨大的成功 但早在1990年TCP IP专家们就已察觉出它潜伏着下列危机 网络号码匮乏 IPv6 将IP地址空间扩展到128位 去年 我国在几个主要城市已经开始试用IPv6 9 3简单网络管理协议SNMP 9 3 1SNMP的概念 简单网络管理协议 SNMP SimpleNetworkManagementProtocol 是在使用TPC IP协议互连的网络中重要的组成构件 同时也是目前应用最为广泛的计算机网络管理协议 9 4WWW服务 9 4 1WWW的发展 WWW WorldWideWeb 的简称是Web 也称为 万维网 是一个在Internet上运行的全球性的分布式信息系统 WWW通过Internet向用户提供基于超媒体的数据信息服务 它把各种类型的信息 文本 图像 声音和影视 有机地集成起来 供用户浏览和查阅 9 5电子邮件服务 E mail 它是一种通过Internet与其他用户进行联系的快速 简便 价廉的现代化通信手段 也是目前Internet用户使用最频繁的一种服务功能 9 6文件传输服务 9 6 1文件传输的概念 就是文件传输服务 它由TCP IP的文件传输协议FTP FileTransferProtocol 支持的 文件传输协议负责将文件从一台计算机传输到另一台计算机上 并且保证其传输的可靠性 因此 人们将这一类服务称为FTP服务 通常 人们也把FTP看成是用户执行文件传输协议所使用的应用程序 采用FTP传输文件时 不需要对文件进行复杂的转换 9 7远程登录服务 远程登录是Internet最早提供的基本服务功能之一 Internet中的用户远程登录是指用户使用Telnet命令 使自己的计算机暂时成为远程计算机的一个仿真终端的过程 一旦用户成功地实现了远程登录 用户使用的计算机就可以像一台与对方计算机直接连接的本地终端一样进行工作 9 9Internet接入方式 9 9 1ISP的作用 Internet服务提供者 ISP InternetServiceProvider 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 它也为用户提供各类信息服务 9 11电子商务技术 电子商务主要涵盖了三个方面的内容 一是政府贸易管理的电子化 即采用网络技术实现数据和材料的处理 传输和存储 二是企业电子商务 即企业间利用计算机技术和网络技术实现与供货商 用户之间的商务活动 三是电子购物 即企业通过网络为个人提供的服务及商业行为 电子商务可以分为两大类别 一是企业与企业之间 BtoB BusinesstoBusiness 的电子商务 例如 阿里巴巴网上交易市场 站点 另一类是企业与个人之间 BtoC BusinesstoConsumer 的电子商务 例如 Amazon网上书店 站点 这类电子商务就是我们常说的网上购物 电子商务中的网络技术 支付工具 网络安全保密技术 例如身份确认 数据加密 数字签名 内容检查与第三方确认技术 将起到重要作用 第10章网络安全 2009 04 私密性 当信息被信息来源人士和收受人获知时 就丧失了私密性 完整性 当信息被非预期方式更动时 就丧失了完整性 身份鉴别 确保使用者能够提出与宣称身份相符的证明 10 1什么是网络安全 信息系统的安全原则 授权 系统必须能够判定用户是否具备足