计算机网络知识PPT课件

.,1,第一章绪论,第一节计算机网络概念什么是计算机网络？将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，且以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统，可称为计算机网络。,.,2,一、使用计算机网络的主要目的,资源共享数据通讯,.,3,二、计算机网络形成,计算机网络形成经历三个阶段：计算机终端网络（分时多用户联机系统）、计算机通信网络、计算机网络。1、计算机终端网络形成时间：20世纪50年代末期，主要特点：以中央计算机为核心，只有“终端中央（主）计算机”之间的通信，主要缺点：（见P.3）。2、计算机通信网络形成时间：20世纪60年代中期，主要特点：在终端和主计算机之间增加了前端处理机和集中器。实现“计算机计算机”之间的通信，主要缺点：全网缺乏统一的软件控制信息交换和资源共享，仍属于计算机网络低级形式。3、计算机网络形成时间：20世纪60年代末，主要特点：由网络操作系统软件来实现资源共享和管理。注：计算机通信网络与计算机网络的区别和联系：（见p4）。,.,4,三、计算机网络分类,按通信距离分类：广域网WAN(WideAreaNetwork)、城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)、局域网LAN(LocalAreaNetwork)。按信息交换方式分类：电路交换网、分组交换网、综合交换网。按网络拓扑结构分类：星形网、树形网、环形网、总线网。按通信介质分类：双绞线网、同轴电缆网、光纤网、卫星网。按传输带宽分类：基带网、宽带网。,.,5,广域网、城域网、局域网的主要特点,类别,.,6,局域网结构示意图,.,7,广域网结构示意图,.,8,第二节计算机网络基本功能与服务,一、计算机网络基本功能资源共享均衡负荷及分布处理信息快速传输和集中处理综合信息服务提高系统的性能价格比，维护方便，扩展灵活,.,9,二、计算机网络基本服务,文件服务：打印服务：消息服务：应用服务：数据库服务：目录服务：,.,10,第三节网络的结构,计算机网络组成计算机网络由计算机系统、数据通信系统和网络操作系统组成。计算机系统：是网络的基本模块，提供各种网络资源。数据通信系统：连接网络基本模块的桥梁，提供各种连接和交换技术。网络操作系统：网络的组织管理者，提供各种网络服务。,.,11,一、网络基本模块,网络基本模块是组成计算机网络的基本要素，它是以计算机为核心、相对独立的资源点。上图是网络基本模块示意图，网络基本模块主要是由主机系统、通信控制处理机、终端系统、本地线路和高速线路组成的多机系统。,.,12,二、网络的拓扑结构,网络的拓扑结构是指网络中的通信线路和节点之间的几何排序，用于表示网络的整体结构外貌，同时也反映各个模块之间的结构关系。计算机网络的拓补结构，按通信系统的传输方式可分为两大类：点对点传输结构和广播传输结构。点对点传输结构：星型、树型、环型、总线型、分布式。广播传输结构：总线型、微波通信、卫星通信。各种类型的拓扑结构示意图见教材P.1213。,.,13,星形网络结构示意图,.,14,树形网络结构示意图,.,15,环形网络结构示意图,.,16,总线型网络结构示意图,.,17,分布式结构示意图,.,18,三、网络组织方法,对等网络（点对点，工作组）：各个节点都是平等的，无专用服务器。基于服务器网络（客户机/服务器，域）：节点之间具有一定的主从关系，主节点提供网络服务，从节点请求得到服务。,.,19,对等网结构示意图,.,20,第四节计算机网络的发展,一、高速网络技术（一）高速光纤网技术：FDDIFDDI-IIFFOLSONETDQDB,.,21,高速网络技术,（二）高速以太网技术：快速以太网千兆位以太网万兆位以太网（三）其他高速网络技术100VG-AnyLANATMSMDSFrameRelayGigabit,.,22,网络技术,二、ISDN（综合服务数据网）技术三、无线网络技术四、智能网络技术,.,23,第五节Internet网络简介,一、基本概念（一）什么是Internet网络Internet又称因特网、国际互联网。是在计算机网络的基础上发展起来的，是由数以万计的计算机网络自愿互联而组成的一个全球网络，即网络的网络。从通讯的角度看：是个理想的信息交流媒介；从获取信息的角度看：是个庞大的信息资源库从娱乐休闲角度看：是个花样众多的娱乐厅；从商业角度看：是个既能省钱又能赚钱的场所。,.,24,Internet起源,（二）Internet起源与发展起源：Internet起源于美国，开始于1969年，当时的名字是ARPANET。当时，出于军事目的，由美国国防部高级研究规划暑（ARPA）投资研究，用于在电话服务遭到大规模破坏（如核战争）的情况下维持军事通信的畅通。发展：在1969年随后的几年里，ARPANET得到进一步发展，其中最重要的是TCP/IP协议族的开发和使用；1980年，ARPANET成为Internet网最早的主干；1983年，ARPANET系统转而使用TCP/IP协议，其他的TCP/IP网络很快连接到ARPANET主干网上，形成Internet的雏形。1986年美国国家自然科学基金会（NSF）建立基于TCP/IP协议的国家超级计算重新和国家教育科技网（NSFNET）主干网，其允许各大学、政府和私人机构的网络加入，发展迅猛。由于用户数不断增加，NSFNET于1990年6月彻底取代ARPANET成为Internet的主干网。1995年4月30日，NSFNET停止运作，代替它的是由美国政府指定的三家私营企业。Internet从最初的军事目的，到后来的科技推动，直到今天的商业化，从而进入了一个全新的发展阶段。,.,25,Internet发展,Internet在中国1987年，中国科学院高能物理研究所首先通过租用线路实现国际远程联网。1994年4月20日我国正式接入因特网。中国四大互联网络与Internet的接通：1994年4月由中科院管理的中国科技网CSTNET建成并开通与Internet直接专线连接。同年5月正式向Internet网络信息中心注册中国域名CN。1994年6月由原国家教委管理的中国教育和科研网CERNET连通Internet。1996年6月由邮电部管理的中国最大的中国公用计算机互联网CHINANET建成，经由美国的Sprint公司接入Internet。1996年9月，原电子部管理的金桥信息网CGBNET正式投入运行。,.,26,（三）Internet的组织管理,基本上是“用户自己管理自己”，没有任何机构和政府完全拥有Internet。由相关的社会团体、政府机构、企业、个人等自愿组织成立Internet学会，监督和管理Internet标准的建立、发布和更新。Internet学会（ISOC）的网址是：。每个连入Internet的网络一般都建立自己的网络运行中心（NOC）和网络信息中心（NIC），来保证各自网络的正常运行，建立和维护网上的信息资源。Internet总的NOC和NIC都设在美国，称为InterNOC和InterNIC网址：。亚太地区网络信息中心APNIC总部设在日本东京大学，网址：。中国互联网络信息中心CNNIC设在北京，网址：。,.,27,Internet的物理结构,.,28,（四）Internet提供的资源与服务,1、电子邮件服务（E-mail）2、远程登陆服务（RemoteLogin）3、文件传送服务（FTP）4、指名服务（FingerService）5、专题讨论组（Usenet）6、Archie服务7、Gopher服务8、WWW服务9、白页目录服务10、电子公告板服务（InternetBBS）,.,29,二、连接Internet网,（一）地址和域名1、IP地址我们知道因特网是全世界范围内的计算机联为一体而构成的通信网络的总称。联在某个网络上的两台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受数据的计算机的地址。这样，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电话号码一样的标识地址，该标识地址就是我们今天所要介绍的IP地址。根据TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在INTERNET范围内是唯一的。例如，某台联在因特网上的计算机的IP地址为：11010010010010011000110000000010很明显，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，这样计算机的IP地址就变成4段十进制数字，中间用小数点隔开，每个字段的取值范围在0至255之间。上述计算机的IP地址就变成了：。,.,30,IP地址的组成,二进制：由32位二进制值，即四段二进制数组成，每段8位，中间用小数点隔开，每个字段的取值范围在01之间。十进制：由12位十进制值，即4段十进制数字组成，每段3位，中间用小数点隔开，每个字段的取值范围在0至255之间。（这是实际使用的ip地址的格式，另外，0和255这两个地址在Internet中有特殊用途（用于广播），因此，实际上每组数字中真正可以使用的的范围为1254）IP地址可为“网络部分”和“主机部分”。IP地址由Internet网络中心INTERNIC进行分配，Internet网体系结构委员会规定IP地址分类表如下：,.,31,IP地址分类表,.,32,网络寻址规则,A、网络地址必须唯一。B、网络标识不能以数字127开头（第一字段为127表明是本机地址）。在A类地址中，数字127保留给内部回送函数。C、网络标识的第一个字节不能为255。数字255作为广播地址。D、网络标识的第一个字节不能为“0”，“0”表示该地址是本地主机，不能传送。,.,33,子网掩码的含义,在实际应用中，为了解决由于网络数不够出现的问题，采用将主机标识部分的一些二进制位划分出来，用作本网络的各个子网，剩余的部分用作相应子网内的主机标识部分，表示子网标识部分号码的即是子网掩码确定子网掩码规则：凡是IP地址的网络名子网标识部分都用二进制1表示；凡是IP地址的主机网标识部分都用二进制0表示；因为二进制的11111111等于十进制255，二进制的0等于十进制0。所以各标准地址的默认子网掩码为：A类：B类：C类：55.0,.,34,IP地址标准,IPv4用32位（4个字节）表示IP地址；IPv6用128位（16个字节）表示IP地址。IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，实际能用的约有36亿个地址，估计在20052010年间将被分配完毕。Internet中IPv4的IP地址空间容量（如下表）,.,35,Internet中IPv4的IP地址空间容量,注：计算方法16256（192127）254，2064512（223191）254254，16387064254254254，64516254254，例如：206477006412616387064,.,36,IPv6地址格式和结构,目前的IPV4的TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，将组成计算机IP地址的32位二进制分成四段，每段8位，中间用圆点隔开，然后将每八位二进制转换成十进制数，这样计算机的IP地址就变成4段十进制数字，中间用圆点隔开，每个字段的取值范围在0至255之间。地址表现形式采用的是点分十进制形式，那下一代的IPv6地址如何表达呢？由于IPv6的IP地址长度4倍于IPv4地址，即由128位二进制数组成。IPv6地址格式与IPv4不同，一个IPv6的IP地址由8个地址节组成，每节包含16个地址位（二进制），以4个十六进制数书写，节与节之间用冒号分隔，其书写的基本格式是：XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX其中每个X是代表一个十六进制数字，每一位数字取值范围在0F之间。IPv6地址范围，从0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000至ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff。IPv6将现有的IP地址长度扩大4倍，由当前IPv4的32位扩充到128位，可以彻底解决IPv4地址不足的问题，以支持大规模数量的网络节点。这样IPv6的地址总数就大约有3.4*10E38个。平均到地球表面上来说，每平方米将获得6.5*10E23个地址，可对地球上的每一粒砂子进行编号。,.,37,2、域名,域名：与IP地址对应的用英文字母标识网络和主机的一种名称。如：IP地址50的域名为，05的域名为。域名的命名：在主机名（如：gliet桂林电子工业学院）的右边加上机构名和区域名，用小数点隔开，就得到主机域名，在万维网（WWW）中网址表示为，该网址与05，均能访问桂林电子工业学院校园网。主机域名命名方法简称为域名系统DNS（DomainNameSystem）。主机域名需要从右到左解读，以为例，最右边cn表示这台主机在中国，中间部分edu表示教育机构，最左边gliet表示本地主机名。域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用小数点隔开。级别最低的域名写在最左边，级别最高的顶级域名写在最右边。完整的域名不超过255个字符。,.,38,顶级域名有三类,目前互联网上的域名体系中共有三类顶级域名：A,地理顶级域名（共有243个国家和地区）：.cn代表中国美国：us.jp代表日本.ca代表加拿大等等B,类别顶级域名（共有7个）：.com代表公司.net代表网络机构.org代表组织机构.edu代表美国教育.gov代表美国政府部门.arpa代表美国军方.int代表国际组织由于互联网最初是在美国发展起来的，所以最初的域名体系也主要供美国使用，所以.GOV，.EDU，.ARPA虽然都是顶级域名，但却是美国使用的。只有.COM，.NET，.ORG成了供全球使用的顶级域名。C,新增加的顶级域名：.biz代表商业.coop代表合作公司.info代表信息行业.aero代表航空业.pro代表专业人士.museum代表博物馆行业.name代表个人,.,39,派生的顶级域名,在三类顶级域名下，还可以再根据需要定义次一级的域名，如在我国的顶级域名.cn下又设立了：代表北京代表上海等等,.,40,常见机构性域名,域名含义COM盈利性的商业实体EDU教育机构或设施GOV非军事政府或组织INT国际性机构MIL军事机构或设施NET网络资源或组织ORG非盈利性组织机构注意：由于Internet网发源于美国，只有在美国国内才有机构性域名。,.,41,域名层次结构,域名系统DNS的作用：解释机器的IP地址。域名系统DNS的层次结构：根据地理域或机构域进行分层，各个层次用圆点隔开，从右到左依次为最高域名段、次高域名段等，最左的一个字段为主机名。地理域名：根据地理位置来命名主机所在的区域。对于美国以外的主机，其最高层次域基本上都是按地理域命名的，地理域指明了该域名源自的国家，几乎所有的地理域都是两个字母的国家代码。如果在域名的末尾没有找到地理域，就可以假定该地址是源自美国的（在美国注册）。例如：中国的地理域为CN，即在中国注册的所有机器域名的最后两个字母都是CN。,.,42,域名服务器,机器名一般是按