计算机网络基础讲解.ppt

第五章计算机网络基础,来自：第三组全体成员2015.3.20,电子竞技,网络购物,网上交流,查阅资料,什么是计算机网络？,计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。,什么是计算机网络,计算机网络概述,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,两级结构模式,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数据通信,数据通信用以实现计算机与终端或计算机与计算机之间传送各种信息，利用这一功能，将地理位置分散的数据终端或计算机通过计算机网络连接起来进行集中的控制和管理,计算机网络的功能,2.资源共享,计算机网络的功能,资源共享包括软件资源共享和硬件资源共享。共享的软件资源包括程序、文件和数据等；共享的硬件资源包括各种硬件设备以及存储空间等。利用计算机网络共享硬件设备可以避免重复购置，提高计算机硬件的利用率。,3.提高计算机的可靠性和可用性,计算机网络的功能,网络中的每台计算机可通过网络互相组成后备机。一旦某台计算机出现故障，它的任务就可由其他计算机代为完成。这样可避免单机情况下，一台计算机故障引起整个系统瘫痪的现象，从而提高了系统的可靠性。而当网络中某台计算机负担过重时，网络又可以将新的任务交给网络中较空闲的计算机完成，均衡负荷，从而提高了每台计算机的可用性。,4.分布式处理,计算机网络的功能,分布式处理是将不同地点的，或具有不同功能的，或拥有不同数据的多台计算机通过通信网络连接起来，在控制系统的统一管理控制下，协调地完成大规模信息处理任务的计算机系统。,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。,按地理分布范围分类：局域网城域网广域网,计算机网络的分类,1.局域网（LAN）,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。,计算机网络的分类,2.城域网（MAN）,城域网(MetropolitanAreaNetwork)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。这是80年代末，在LAN的发展基础上提出的，在技术上与LAN有许多相似之处，而与广域网(WAN)区别较大。MAN的传输媒介主要采用光缆，传输速率在l00兆比特/秒以上。所有联网设备均通过专用连接装置与媒介相联连，只是媒质访问控制在实现方法上与LAN不同。MAN的一个重要用途是用作骨干网，通过它将位于同-城市内不同地点的主机、数据库，以及LAN等互相联接起来,计算机网络的分类,3.广域网(WAN),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。,计算机网络的分类,计算机网络的分类,网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介,传输介质,传输介质双绞线,传输介质同轴电缆,传输介质光纤,传播介质微波,微波与通常的无线电波不一样，它是定向传播，无法像某些低频波那样沿着地球表面传播，由于地球表面是曲面，加上高大建筑物和气候的影响，微波在地面上的传播距离有限，一般在4060km范围内。直接传播信号的距离和天线的高度有关，天线越高距离越远。超过一定距离就要用中继站来“接力”。微波通信具有通信容量大，传输质量高初建费用小等优点，但它最大的缺点是保密性差。,计算机网络是由多种类型的计算机和终端通过通信线路连接起来的复合系统，这些计算机和终端就是通常据说的计算机网络中的节点，节点之间需要不断地交换数据和控制信息。要在计算机网络中有条紊地交换数据，做到信息的正常传输，就要求信息的内容、格式、传输顺序等有一整套的规则、标准的约定，这些为网络数据交换而制定的规则，约定与标准被称为网络协议（Protocol）。,网络协议,一个网络协议主要由以下三个要素组成,语法：数据与控制信息的结构或格式（即“怎么讲”）。语义：控制信息的含义，需要做出的动作及响应（即“讲什么”）同步（时序）：规定了操作的执行顺序,2.协议的层次结构及其分层原则,由于节点之间联系的复杂性，在制定协议时，通常把复杂成份分解成一些简单成分，然后再将它们复合起来。最常用的复合技术就是层次方式。协议分层是描述协议软件的基本结构，也是网络系统的重要内容之一。不同层次的协议完成不同任务，各层次之间协调工作实现网络通信。协议分层的方法很多，ISO/OSI模型和TCP/IP模型是典型的分层模型。无论哪个模型，分层协议的操作都具有一个相同的原则，即住宿机第n层接收到的对象应当与信源机第n层发出的对象完全一致。,层次结构有如下特点：,结构中的每一层都规定有明确的任务及接口标准。把用户的应用程序作为最高层。除了最高层外，中间的每一层都向上一层提供服务，又是下一层的用户。把物理通信线路作为最低层。它使用从高层传送来的参数，是提供服务的基础。,二、OSI体系结构,国际标准化组织于1983年提出了开放式系统互联参考模型OSI/RM（TheReferenceModelofOpenSystemInterconnection），即著名的ISO7498国际标准，记为OSI/RM，简称OSI。该模型把计算机网络划分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层共七个层次。（如下图：OSI参考模型）。其中13层为低层，负责设备间的通信；57层为高层，主要任务是负责信息的处理；第4层是传输层，它作为高层与低层的接口，将高层和低层连接起来。,ISO/OSIRM中各层的主要功能,中继器集线器连接设备路由器网关,网络互连技术,中继器（REPEATER）是网络物理层上面的连接设备。适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。中继器是对信号进行再生和还原的网络设备：OSI模型的物理层设备。,网络互连技术,集线器（hub）属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的“智能记忆”能力和“学习”能力。它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。,网络互连技术,路由器（Router）又称网关设备是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。,网络互连技术,网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。,网络互连技术,局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。特点：网络覆盖范围较小；站点数目有限；局域网通常有某个组织单独拥有；局域网与广域网相比具有较高的数据传输速率，较低的时延和较小的误码率。,局域网,局域网示意图,二、按网络拓扑结构分类,1.总线型结构,2.环形结构,3.星型结构,4.树形结构,5.混合型,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。一般用在广域网中。,网状拓扑结构,CERNET主干网拓扑结构,服务器服务器，也称伺服器，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。,服务器和工作站,工作站工作站是一种高端的通用微型计算机。它是为了单用户使用并提供比个人计算机更强大的性能，尤其是在图形处理能力，任务并行方面的能力。通常配有高分辨率的大屏、多屏显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有极强的信息和高性能的图形、图像处理功能的计算机。另外，连接到服务器的终端机也可称为工作站。,服务器和工作站,工作站,网络操作系统,特点：,网络操作系统,特点：,网络操作系统,特点：复杂性,网络操作系统,特点：复杂性安全性,网络操作系统,特点：复杂性安全性并行性,网络操作系统,特点：复杂性安全性并行性提供多种网络服务,网络操作系统,常见的几个操作系统：NetWareUnix/LinuxWindowsNT/2000/2003/2008Server,Internet的特点开放性共享性平等性低廉型,Internet的基础知识,TCP/IP体系结构,ISO/OSI参考模型在计算机网络发展史上具有里程牌的意义。,共有四层：应用层、传输层、网际层和网络接口层，TCP/IP网络体系结构如右图所示。,Internet的基础知识,处理网络应用端到端的连接寻址和最短路径（由具体物理网络提供相应功能）,Internet的基础知识,Internet的基础知识,TCP/IP协议汉族应用层中几个常用的协议Telnet：远程登录FTP：文件传输协议SMTP：简单邮件传输协议POP3：第三代邮局协议HTTP：超文本传输协议NNTP：网络新闻传输协议,Internet的接入方式1.拨号网络2.ISDN3.ADSL4.专线方式5.无线接入技术,连接Internet,通过局域网连接Internet的基本设置1.安装网卡在计算机中加入网卡添加网卡驱动程序2.添加网卡驱动程序添加“客户端”添加“服务”添加“协议”,连接Internet,通过局域网连接Internet的基本设置3.安装配置TCP/IP协议添加TCP/IP协议配置TCP/IP协议参数：,连接Internet,通过局域网连接Internet的基本设置3.安装配置TCP/IP协议添加TCP/IP协议配置TCP/IP协议参数：打开“本地连接属性”对话框选中“Internet协议（TCP/IP),连接Internet,通过局域网连接Internet的基本设置3.安装配置TCP/IP协议添加TCP/IP协议配置TCP/IP协议参数：打开“本地连接属性”对话框选中“Internet协议（TCP/IP)设置IP地址设置网关设置DNS高级TCP/IP属性设置,连接Internet,数据加密技术所谓数据加密（DataEncryption）技术是指将一个信息（或称明文，plaintext）经过加密钥匙（Encryptionkey）及加密函数转换，变成无意义的密文（ciphertext），而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙（Decryptionkey）还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。,网络信息安全,数据加密技术明文：原始信息；加密算法：以密钥为参数。对明文进行多种置换和转换的规则和步骤变换结果为密文；密钥：加密与解密算法的参数，直接影响对明文进行交换的结果；密文：对明文进行变换的结果；解密算法：加密算法的逆变换、以密文为输