第二章网络基础

第二章网络基础,2.1计算机网络基础知识,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。但是最初的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。,2.1.1计算机网络概述,1网络的发展史计算机网络产生于1954年，当时研制了一种叫做收发器的终端，实现了人们将穿孔卡片上的数据通过电话线发送到其他计算机上的梦想。第一代计算机网络随之出现，但它只是一种面向终端的计算机网络，客户端并不具备数据存储和处理的能力。1969年出现了第二代计算机网络，第二代计算机网络强调了网络的整体性，用户不仅可以共享网络中主机上的资源，还可以共享网络中其他计算机上的各种软硬件资源。直到现在，很多中小型局域网仍在延用这种网络的工作方式。此时的计算机网络中，同一网络只能使用同一厂家生产的计算机，不同厂家生产的计算机之间无法实现互联，这是因为在当时没有一个统一的互联标准。针对这种情况，1977年国际标准化组织提出了一个能够让各种计算机互联成网的标准框架，即开放系统互联基本参考模型ISO/RM。随着该标准的提出，第三代计算机网络出现，开始实现将不同计算机互联成网。20世纪90年代后，随着数字通信的出现，出现了以综合化、高速化为特点的第四代计算机网络，采用TCP/IP协议作为主要通信协议的Internet开始盛行。,2.1.1计算机网络概述,2计算机网络的概念计算机网络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，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，如右图所示。互联线路是双绞线、同轴电缆、光纤、微波信道等。功能独立是指计算机之间没有主从关系，所有计算机都是平等独立的。,2.1.1计算机网络概述,3计算机网络的功能计算机网络的功能主要体现在3个方面：信息交换、资源共享、分布式处理。（一）、信息交换功能这是计算机网络最基本的功能,它为分布在各地的用户提供了强有力的通信手段。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等，极大地方便了用户，提高了工作效率。（二）、资源共享网络上的计算机不仅可以使用自身的资源，也可以共享网络上的资源。所谓的资源是指构成系统的所有要素，包括软、硬件资源。例如，在硬件方面，可以在全网范围内提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等的共享，特别是一些较高级和昂贵的设备，如巨型计算处理、具有特殊功能的处理部件、大型绘图仪以及大容量的外部存储器等。在软件方面，允许互连网上的用户远程访问各种类型的数据库，可以得到网络文件传送服务等。（三）、分布式处理一项复杂的任务可以划分成许多部分，由网络内各计算机分别完成有关部分，使整个系统的性能大为增强。,2.1.1计算机网络概述,4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？就象人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，如图2-2所示。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，网络协议也有很多种，具体选择哪一种协议则要视具体情况而定。Internet上的计算机使用的是TCP/IP协议。,2.1.2计算机网络分层,为了促进计算机网络的发展，国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会，在现有网络的基础上，提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构，称为开放系统互联模型（OSI参考，OpenSystemInterconnection），OSI模型的设计目的是成为一个所有销售商都能实现的开放网路模型，来克服使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。这个模型把网络通信的工作分为7层。,2.1.3计算机网络分类与拓扑结构,按照通信距离划分为广域网、城域网和局域网三类。按照拓扑结构划分为总线结构、星型结构、环型结构、树型结构、混合型结构等。拓扑结构是指各节点（网络上的计算机、大容量磁盘、高速打印机等）在网络上的连接方式。它影响网络传输介质的选择和控制方法的确定，会影响网上节点的运行速度和网络软、硬件接口的复杂度。,2.1.3计算机网络分类与拓扑结构,2.2计算机网络通信基础,1、网络设备主机HOST：计算机网络中的主体设备称为HOST（主机），一般分为中心站（或称服务器）和工作站（或称客户机），这些都是网络通信中的节点。服务器：是为网络提供资源的基本设备，一般选用较高档次的计算机。其工作速度、硬盘容量、内存容量都要求较高。物理媒体（传输介质）：指通信中实际传送信息的载体，常见的有线媒体有双绞线、同轴电缆、光缆；无线媒体有卫星通信、无线通信、激光、微波通信等。网卡:网卡是连接主机与网络的基本设备，每台需连网的计算机都应至少配置一个网卡。现在的以太网卡一般提供RJ-45接口，允许带水晶头的双绞线插入。,2.2.1网络设备,网关：是网络中的一台计算机，是最复杂的网络互连设备其主要作用是作为异种网之间不同协议的转换接口。路由器：是用于实现多个同类网络互连的设备，其主要用途是实现局域网与广域网的互连。网桥：是用于实现使用相同操作系统网络互连的设备，现在一般都被路由器取代了。中继器：只能用于拓扑结构相同的网络的互连，所起的作用是信号的放大和再生，它在物理层上实现网络互连。集线器（HUB）：一个独立的设备，是网络传输媒介的中间节点，具有信号再生转发功能，一个HUB上有多个端口，相互独立，可使多个用户通过双绞线电缆与网络设备相连，同时上网。网络适配器（网卡）：插在计算机的主板扩展槽里，其作用是实现通信信息格式的形成、收发时打包和拆包，实现通信规程和错误管理，形成拓扑结构。,2.2.1网络设备,调制解调器（Modem）：是通过公用电话网连接计算机的设备，作用就是实现模拟信号和数字信号的转换。调制：将数字信号转换成模拟信号的过程。解调：将模拟信号转换成数字信号的过程。Modem有外置式、内置式、PC卡式（是专为笔记本电脑设计的）三种。除了上述的网络设备，还有双绞线电缆、同轴电缆、光纤等。,2.2.2Internet技术用语一览,1传输协议TCP/IP协议：TCP/IP协议是一组协议的总称，是互联网络的信息交换、规则、规范的集合体，定义了计算机进行信息交换所必须遵循的规则，是计算机之间通信的标准。HTTP(HyperTextTransferProtocol)超文本传输协议：一种详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议，是Web上展示信息的一种方式，其中包含与其他相关文档的链接。FTP（FileTransferProtocol）文件传输协议：文件传输协议是用来从Internet某一站点下载文件到用户计算机的一种通信协议。,2.2.2Internet技术用语一览,2IP地址IP地址也称作“网际地址”，是一个32位的二进制无符号数，为了表示方便，国际通行一种点分十进制表示法即将32位地址按字节分为4段，高字节在前，每个字节用十进制数表示出来，并且各字节之间用点号“.”隔开。这样，IP地址表示成了一个用点号隔开的四组数字，每组数字的取值范围只能是0255，如IP地址都由两部分组成：网络号和主机号。“网络号”表明主机所连接的网络，“主机号”则标识该网络上某个特定的主机。IP地址分为五类，其中A、B、C三类是基本类型。在Internet上的主机的IP地址必须唯一。,2.2.2Internet技术用语一览,3域名（DomainName）由于IP地址是一种数字型网络标识和主机标识，过于抽象、不便记忆，网络设计人员设计了Internet的域名系统。域名地址和IP地址实际上是同一个东西，只是外表上不同而已，在访问一个站点的时候，用户可以输入这个站点的IP地址，也可以输入它的域名地址，两者之间通过域名服务器（DNS）转换。域名地址是一个分级的名字空间，第一级域名往往表示主机所属的国家、地区或网络性质的代码，如中国（cn）,英国（uk）,俄罗斯（ru）、商业组织（com）等。第二、三级是子域，第四级是主机。,2.2.2Internet技术用语一览,例如这个域名，其中cn代表中国（China），com代表商业组织，sina代表新浪，www代表全球网（或称万维网，WorldWideWed），整个域名合起来就代表中国商业网上的新浪站点。,2.2.2Internet技术用语一览,4URL（UniformResourceLocator）统一资源定位标志：URL是WWW上每一信息资源的地址，即Internet上存储信息的Web站点的地址。URL由三部分组成：（1）代码标识所使用的传输协议（即资源类型）如：Http、FTP（2）地址（即存放资源的主机域名）（3）在服务器上定位文件的全部路径名（即资源文件名）例如：,2.2.2Internet技术用语一览,5WWW（WorldWideWeb）万维网万维网指的是在Internet上显示信息的一种方式（可包含文本、图象、声音、动画、视频等，在此之前Internet上的信息只限于文本），是一种广域超媒体信息检索的原始规约，其目的是访问分散的巨量文档。6HTML（HyperTextMarkupLanguage）超文本标记语言一种控制文本、图象和链接如何出现在Web页中的格式化语言，是一种规范，一种标准，它通过标记符号来标记要显示的网页中的各个部分。网页文件本身是一种文本文件，通过在文本文件中添加标记符，可以告诉浏览器如何显示其中的内容。（如：文字如何处理，画面如何安排，图片如何显示等）,2.2.2Internet技术用语一览,7网页（Web页）在WWW上显示的一种文档，网页可以有一屏或多屏，其中包括文本、图象、声音、动画、视频和对其它页的链接等。网页是使用HTML格式化的。8远程登录TelnetTelnet是TCP/IP协议的应用层的一部分，从开始菜单的“运行”中输入命令：Telnet即可启动远程登录窗口，输入主机域名或IP地址，再输入帐号和密码，验证后就可以访问了。,2.3任务操作,2.3.1任务一组建家庭局域网组建局域网在日常的应用中很广泛，一般是将相邻的几台电脑，通过中间设备建立连接，实现通信。在家庭中，几个房子内的电脑实现互联互通；在学校寝室里，相邻的计算机实现资源共享；在公司里，几个办公室的电脑实现内