第八章_计算机网络基础知识

计算机基础,第一章 概述第二章 数据在计算机内的表示 第三章 计算机硬件 第四章 操作系统和文件管理 第五章 多媒体技术基础 第六章 软件的开发基础第七章 信息系统概述第八章 计算机网络基础知识第九章 计算机安全,8.1 计算机网络的基本概念8.2 数据通信基础8.3 计算机网络的组成8.4 Internet的基础知识及应用,计算机基础,第八章 计算机网络基础知识,第八章 计算机网络基础知识,8.1.1 什么是计算机网络8.1.2 计算机网络的发展8.1.3 计算机网络的功能8.1.4 计算机网络的分类,8.1 计算机网络的基本概念,资源的共享、信息的交流,8.1.1 什么是计算机网络？,一、定义一群自治的计算机系统的集合。,技术支持：计算机技术和通讯技术。,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,没有主从关系,二、计算机网络的三个要素至少有两台具有独立操作系统的计算机，且互相间有资源的共享两台或多台计算机之间要有通信手段（通信设备和线路）将其相连不同的计算机之间通信时必须遵循相同规则（网络通信协议）,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,在计算机网络中需要共同遵守的规则和约定称为网络协议。负责解释、协调和管理计算机之间的通信和相互间的操作。,面向终端的计算机网络（单机系统）以共享资源为目的的多机系统（多机系统）基于个人计算机的局域网系统标准化的计算机网络系统,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,8.1.2 计算机网络的发展,1. 单机系统,终端,终端,终端,终端,集线器,终端,主机,远程,前端机,面向终端的计算机网络,8.1.2 计算机网络的发展,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,2. 多机系统,多主机通过通信线路互连起来，可共享资源，彼此交换信息，或者与其它计算机联合起来共同完成一项任务。这里的多台计算机都具有独立的处理功能，它们之间不存在主从关系。,以共享资源为目的的网络系统,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,3. 局域网,通信线路,工作站,共享资源，速度快，使用方便，造价低,服务器,外设,基于个人计算机的网络系统,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,各自为政的网络产品不利网络的发展,4. 网络标准化,开放系统互连参考模型（OSI）,1984年，国际标准化协会（ISO）提出“开放系统互连参考模型（OSI）”。成为公认的网络体系结构基础，各产商均按OSI研制网络产品，推动了计算机网络的标准化。,？,制定全网一致遵守的规范,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,通信功能（信息交换、电子邮件、IP电话等）共享信息（通过网络共享分散在各地的有用信息）共享软件（共享网络上的软件，节省费用）共享硬件（共享网络上费用昂贵的硬件设备）提高可靠性（网络上的计算机互为后备，可从网络上不同路径访问所需计算机，提高可靠性）分担负荷和协同工作（在网络操作系统的调度和管理下，可以协同工作解决一个靠单台计算机无法解决的大型任务）,8.1.3 计算机网络的功能,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,一、按网络覆盖的地理范围分类,范围在几公里内 传输速率:4M-2Gbps,1、局域网(LAN),一个单位,主要特征：1）它跨越物理上有限的距离，一般在10公里以内2）以短距离获取高数据率。3）它们为一个单位拥有。,8.1.4 计算机网络的分类,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,2、广域网(WAN),范围从几千至几万公里 传输速率:10K-45Mbps左右,几个国家,它是采用长距离的电话连接、卫星连接、微波传送或其它长距离传导连接的网络。广域网根据采用的网络协议，可以分为电话网、综合业务数据网、分组交换网、帧中继网、异步转移模式ATM网。广域网由公用通信公司安装和运营。,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,3、城域网(MAN),范围从几公里至几十公里 传输速率:50K-100Mbps左右,一个城市,介于局域网和广域网之间，几公里到几十公里范围内，多为市内较大单位或公司等使用。城域网一般由一个城市的邮电部门或政府机构或大公司控制，使用公用通信公司向个人用户或组织提供服务。 局域网中使用的传输介质和协议一般不适合于城域网，否则系统效率太低。城域网主要使用三种协议：IEEE802.6 DQDB(分布式队列双总线)城域网协议、SMDS(切换多兆位服务)、FDDI（光纤分布式数据接口）。,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,二、 按网络的拓扑结构分类,拓扑学是一种研究与大小、距离无关的几何图形特性的方法。网络拓扑结构是抛开网络中的具体设备，将网络中的设备抽象成结点，而通信线路抽象为线段，这样一个计算机网络就抽象为结点和线段组成的几何图形。网络物理连接的构型便称为拓扑结构。常见的拓扑结构有星型、总线型、环型、网状等。,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,计算机网络拓扑的定义 通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。主要指通信子网的拓扑构型。网络拓扑设计的重要性 是实现各种网络协议的基础，对网络性能、系统可靠性与通信费用有很大影响。,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,常用拓扑结构,星形结构,集中控制方式,a.星型拓扑各个节点都与中心节点相连，中心节点控制全网的通信，任意两节点之间的通信必须经过中心节点优点：结构简单，易于实现，便于管理；缺点：中心节点是全网可靠性的瓶颈,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,b.环型拓扑所有节点连接成闭合环路，环中数据沿一个方向逐站传送；优点：结构简单，传输延时确定；缺点：每个节点与连接节点的通信线路是全网可靠性的瓶颈；环维护复杂,串行控制方式,环形结构,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,多种网络通信,总线结构,c.总线拓扑所有节点在总线上连接，数据沿总线双方向按地址选站传送： 优点：结构简单，可以实现广播，可以用于多级网络，增减站点容易，线路利用率高，费用低等 缺点：维护难度大、总线上任一时间只能有一组数据传送（一对节点相互通信），总线上一点出问题会影响整个网络的运行。,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,优点：任意两个节点间有多条通路，具有高可靠性。缺点：结构复杂，实现困难，不易维护和管理。,d、网状结构,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,三、按传输技术分类,依据所使用的传输技术，分为：广播式网络和点到点网络。,1、广播式网络 在广播式网络中仅有一条通信信道，该信道由网络上的所有站点共享。2、点到点网络 点到点网络由一对机器之间的多条连接构成，在每对机器之间都有一条专用的通信信道。,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,四、按应用领域分类,1、专用网,2、公用网,第八章 计算机网络基础知识,8.1 计算机网络的基本概念,8.1 计算机网络的基本概念8.2 数据通信基础8.3 计算机网络的组成8.4 Internet的基础知识及应用,计算机基础,第八章 计算机网络基础知识,什么是数据通信,两个计算机之间或终端与计算机之间的通信。是计算机与通信线路相结合，完成编码信息的传输、转接、存储和处理的通信技术,？,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,什么是数据通信系统,通信线路和数据电路端接设备将本地的数据终端设备和分布在远地的数据终端设备连接起来，执行数据通信的系统。完成传输、收集和分配数据,？,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,什么是数据信息？,凡具有一定编码、格式和位长要求的数字信息称为数据信息,在一般的数据通信系统中，数据信息的编码、格式、位长要求统一,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,通信设备,通信信道,计算机,电话,一、数据通信系统的一般模式,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,通信设备,计算机或终端,数字信号,模拟信号,通信设备,计算机或终端,数字信号,软件,完成信息的收/发与转换,通信信道,？,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,数字信号通常用一个脉冲表示一位二进制数，而电话线设计传输的是连续电波，这样的信号属于模拟信号。计算机处理数字信号；通信信道传输模拟信号。在通信系统中就需要进行数字信号与模拟信号之间的转换（用调制解调器Modem）。D-A调制A-D解调,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,二、数字信号和模拟信号,模拟信号 采用带宽（M）表示传输信息的能力，单位Hz数字信号 采用传输速率表示通信线路数据传输的能力，单位bps带宽越大，信号通过能力越强：数字信号传输速率=2Mlog2M,三、数据传输速率与带宽,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,四、串行通信与并行通信,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,串行通信：,并行通信：,五、数据传输方法,异步传输 一次传送一个字符，每个字符前面加起始码，后面加停止码同步传输 以数据块为单位进行发送和接收数据，每个数据块前面加起始标志，后面加停止标志,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,在以串行方式进行数据通信时，要保证数据的正确传送。具体采用两种方式：,六、数据交换技术,线路交换报文交换分组交换,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,数据交换是指数据从源结点出发经过若干中间结点到达目的地的过程。数据交换技术研究在网络中怎样将一个设备发送的数据，通过通信线路传送到目的设备上去。,1、线路交换 通过中间节点建立一条专用通路而实现两台设备之间的数据交换，数据交换经过线路建立、数据传送、线路拆除。,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,优点：以固定速率传输数据，除了线路延迟外无延迟,缺点：线路利用率低,2、报文交换 以报文为信息交换的一个单位进行发送，将接收报文的目的地址附加在报文上，通过中间节点一站一站地传下去直到目的地。,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,优点：线路分享，利用率高；报文可以发到多个目的地；发送器和接收器不必同时处于可用状态；可建立报文优先级；中间节点可对数据进行处理,缺点：线路延迟较大；结点必须有路径选择功能,3、分组交换 分组是一个固定长度地数据单元，长的报文被分为几个固定长度的单元。,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,数据报方式:类似于报文交换。一个报文的不同分组可由不同的路径传送到目的地。接收方要对这些分组进行重组。,虚电路方式:类似于线路交换，不同处是每个节点要对到达的分组存储缓冲，在预先选定的线路上也要排队等候，因为选定的线路不是专用的，所以叫虚电路。,分组交换技术,传输信号的途径，信道也称为线路,1.信道的分类,有线信道无线信道,信道,按发送方与接收方是否有可见的物理通线线路划分,有哪些种类?,传输介质是自由空间,七、通信信道,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,*数字数据和模拟数据*传输速率,离散的,用一个脉冲表示一位二进制数(D),连续的,用模拟电量表示(A),特性,为了能够借助电话线进行数据通信,需要进行A-D,或D-A的转换（转换设备-调制解调器）,modem,2.信道的特性,第八章 计算机网络基础知识,8.2 数据通信基础,8.1 计算机网络的基本概念8.2 数据通信基础8.3 计算机网络的组成8.4 Internet的基础知识及应用,计算机基础,第八章 计算机网络基础知识,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,1.计算机,计算机网络,网络硬件,网络软件,客户机和服务器,计算机,网络连接设备,网卡(NIC),集线器(HUB),网关、网桥,MODEM和多路复用器,路由器(Router),网络传输介质,双绞线、同轴电缆、光缆和无线,网络操作系统和网络协议,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,8.3.1计算机系统,服务器（Sever） 具有较强计算功能和丰富的信息资源的高档计算机，面向网络客户提供服务，并负责对网络资源进行管理。客户机（Client） 连接在网络上的个人计算机，保持原有的计算机功能，同时又可以按照被授予的一定权限访问服务器。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,双绞线 1.优点：便宜,适用于低速、中速局域网、公共数据网,有线信道,8.3.2传输介质,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,2、双绞线性能 几兆bps，几百米，抗干扰能力一般，能传输模拟信号或数字信号，其带宽取决于铜线的粗细和传输距离。 市场上广泛流行的局域网使用的双绞线有两种： （1）带屏蔽（STP）100米时速率为155Mbps （2）不带屏蔽（UTP）100米时速率为10Mbps随着距离的增加，传输速率迅速下降。如UTP在1000米时速率仅为100Kbps。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,1、优点：尺寸小、重量轻，传输速度快,同轴电缆,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,同轴电缆现常用于有线电视网，同时可传送100套节目。用于数据传输时，其带宽可超过100Mbps。,2、同轴电缆的种类 （1）一种50电缆，用于数字传输。 （2）一种70电缆，用于宽带模拟信号传输。3、将计算机连接到同轴电缆上有两种方法： （1）将电缆切成两段，插入T型插头 （2）用凿孔接头在电缆上钻一个小孔，小孔一直钻到电缆芯线为止，在孔内拧入一个特殊的连接器。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,2、光导纤维光缆 光导纤维是细（2-125m)而软的能传导光束的媒体，是用一捆极细的玻璃管传输光脉冲。采用波分复用技术可在一条光纤上同时传输成百上千路信号。,1、特点：贵、性能好！损耗低、传输速率高（50Gbps）、抗干扰能力强。用于高速传输，可以传送语音、图像信息,光纤（光缆）,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,（1）多模光纤：传送可见光（2）单模光纤：传送激光,3、目前使用的光纤接口有两种： （1）无源接口。由两个接头熔于主光纤形成，接头的一端有一个发光二极管或激光二极管，用于发送，另一端有一个光电二极管，用于接收。接头本身无源，可靠性高。 （2）有源中继器。输入光在中继器中被转换为电信号，如果信号已经减弱，则重新放大到最强度，然后转变成光再发送出去。连接计算机的是一根进入信号再生器的普通铜线。现在已经有了纯粹的光中继器，不需要进行光电转换，可以以很高的带宽运行。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,包括卫星通信和微波通信，用于远程通信,无线信道,1、卫星通信（中继站设在赤道上空的同步卫星上，波长大于3GHz） 1945年，英国，阿塞C.克拉克提出 1957年，苏联，第一颗人造地球卫星Sputnik 1962年，美国，第一颗通信卫星Telsat,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,卫星通信的优点：通信距离远费用与通信距离无关覆盖面积大、不受地理条件限制通信信道宽可进行多址通信与移动通信,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,2、微波（波长为1GHz的电磁波）通信使用微波传播有时也会受到恶劣气候的影响。与电缆通信系统相比，微波通信的保密性和隐蔽性较差。大量中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。微波波段频率很高，其频率范围也很宽，因此通信信道的容量很大。微波传输质量高、建设投资少见效快，但相邻两站之间必须直视，不能有障碍,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,8.3.3 网络协议与网络体系结构,协议是进行交流或合作所必须遵守的一些规则或约定事项。计算机网络中两个计算机要进行通信，也必须制定和相互遵守一定的协议，为网络通信提供可能。 协议可以决定数据包的大小，报头中的信息（源地址、目标地址等）以及数据在数据包中的存储方式。通信双方必须了解这些规则才能进行成功的传输，如果任何一台设备都没有安装一种通用的协议，它们之间就无法通信。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,1、协议（Protocol）,网络协议-通信双方共同遵守的一组通信规则。有了网络协议，不同厂家生产的计算机可相互通信,计算机通过网络进行通信，除了要有物理上的通路外，还要解决以下问题：什么时候通信采用什么样的数据格式，数据如何编码按什么顺序交换数据，数据表示什么意义出现差错怎么处理，如何协调发送和接受数据的速率如何为数据选择传输路径等。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成, 开放系统互联参考模型OSI（Open-System Inter-connection） 由国际标准化协会（ISO）制订，共包含七层通信协议。 TCP/IP TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议 IP（Internet Protocol） 网络互联协议 Internet 采用 TCP/IP协议,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,将计算机网络层次结构模型和各层协议的集合定义为网络体系结构。,1984年国际标准组织（ISO）提出的开放系统互联（OSI）参考模型，由7层组成。,Open System Interconnection/ Reference Model,2、网络体系结构,所谓开放系统，即任何两个遵守该参考模型及有关标准的系统都可以进行互联。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,最高层，是用户与网络的接口解决网络的应用问题,最低层，是传输数据的物理线路（双绞线、光纤等），解决实际的信号传输。数据是比特流（由0或1组成）。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,7 应用层,6 表示层,最高层,用户与网络的接口，直接为用户提供服务,应用层包含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能，如电子邮件和文件传输等,两个终端的用户所用的代码、文件格式和编码可以不一致，由表示层负责转换。这一层类似于在国际大会上使用“译音器”，使与会者听到的都是本国语言的会议发言。另外，表示层的另一功能是完成数据加密和解密，还包括数据的压缩与解压。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,5 会话层,4 传输层,该层负责会话的管理和数据传输的同步。负责会话层建立和验证用户之间的连接，包括口令和登录确认，同时负责纠正错误、出错控制、会话控制、远程过程调用等功能。即相当于：轮到谁讲话，从何处讲？,传输层负责整个消息从信源到信宿（端到端）的传递过程，同时保证整个消息无差错、按顺序地到达目的地。传输控制协议TCP是由传输层提供的，保证数据无差错传输并进行流量控制。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,3 网络层,2 数据链路层,1 物理层,提供机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和接头的类型，传送信号的电压等。在这一层，数据帧对应的比特流被转换成媒体易于传输的电、光等信号，并在媒体中传输。,将网络层的数据包封装成数据帧（frame），帧含有源站点设备和目的站点设备的物理地址。根据网络的类型不同，数据帧分成以太网帧，令牌环帧和FDDI帧。,网络层具体负责传输的路径，包括选择最佳路径，避开拥挤的路，即常说的路由选择。是OSI参考模型七层中最复杂的一层。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,1、调制解调器（Modem）,8.3.4 通信及网络连接设备,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,调制解调器是用于电话上网的一个装置，用来进行模拟信号和数字信号的转换。用于个人计算机的调制解调器的数据传输速率一般在28.8Kbps到56Kbps。,内置调制解调器,外置调制解调器,调制解调器分类,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,调幅：使载波的震幅随基带数字信号而变化。调频：使载波的频率随基带数字信号而变化调相：使载波的初始相位随基带数字信号而变化。,调制解调器传送信息的方式,调制解调器的结构,输出放大,脉冲整型,检 波,信号放大,带通滤波,电话,数据,脉冲整形波型,多谐震荡器,启停控制,信号放大,信道,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,2.网卡（网络适配器）,用于计算机与网络之间的数据转换与缓冲，以及网络数据的接收与发送,计算机和通信电缆的接口电路板,每台计算机都有一块网卡，网卡的种类多，各自有自己的传输介质和网络协议,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,3.网关与网桥,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,网桥是连接两个使用相同网络协议的局域网，好象是一个桥梁，它把实际上两个分离的局域网连接成一个逻辑上的单一的局域网。 网桥的作用是隔离和转发：需要在A网的信息被隔离在A网，而对需要发到B网的信息则起到转发的作用。 网关的任务是完成不同网络协议的局域网之间的互联，网关除具有路由器的全部功能外，还能实现不同网络之间的协议转换，所以也叫协议转换器。,网桥,网关,连接两个协议相同的局域网,连接两个协议不同的网络（协议转换器）,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,4.集线器（HUB） 集线器是网络中的电缆的一个中心节点，一般用于星型物理拓扑结构联网，起到信号放大、扩展网络范围作用。 集线器的端口有8口、12口、16口、24口等多种。 集线器一般只支持一种网络协议。智能化集线器可带有网络管理功能，包括对数据包进行统计、识别错误、报告状态、自动切断出现故障的线路和节点等。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,集线器(HUB),工作站,服务器,工作站,放大信号，扩展网络,外设,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,5.交换机,交换机(Switch)是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。现在的交换机分为：二层交换机，三层交换机或是更高层的交换机。三层交换机同样可以有路由的功能，而且比低端路由器的转发速率更快。它的主要特点是：一次路由，多次转发。交换机主要用于联结HUB，Server或分散式主干网。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,路由器又称网络层网关（工作在网络层），用于连接多个逻辑上分开的网络（子网）。进行路由选择和数据交换当数据包到达路由器时，路由器根据数据包的目标逻辑地址，查找路由表（路径选择信息）如果存在一条到达目标网络的路径，路由器将数据包转发到相应的端口如果目标网络不存在，数据包被丢弃。 路由器有自己的操作系统，运行各种网络层协议（如IP协议、IPX协议、AppleTalk协议等），用于实现网络层的功能。,6.路由器（Router）,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,路由器具有判断网络地址和选择路由路径的能力，能够在不同网络的主机之间传递消息。,网桥用于连接两个局域网，适合于小型和相对简单的网络环境路由器用于将一个大型的网络划分为几个较小的网络。可以连接两个独立的网络：局域网和广域网或城域网。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,7.无线设备,无线AP（ACCESS POINT）： 提供无线工作站和有线局域网之间的相互访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信，是无线网和有线网之间沟通的桥梁。 由于无线AP的覆盖范围是一个向外扩散的圆形区域，因此，应当尽量把无线AP放置在无线网络的中心位置，而且各无线客户端与无线AP的直线距离最好不要太长，以避免因通讯信号衰减过多而导致通信失败。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,无线路由器： 无线路由器是单纯型AP与宽带路由器的一种结合，它借助于路由器功能，可实现无线网络的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。 另外，无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网，这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。,第八章 计算机网络基础知识,8.3 计算机网络的组成,8.1 计算机网络的基本概念8.2 数据通信基础8.3 计算机网络的组成8.4 Internet的基础知识及应用,计算机基础,第八章 计算机网络基础知识,什么是Internet,Internet的起源,客户机/服务器系统结构,TCP/IP协议,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,8.4.1 什么是Internet,因特网（Internet）是一个遵循一定协议自由发展的国际互联网，它利用覆盖全球的通讯系统使各类计算机网络互联，从而实现智能化的信息交流、资源共享和分布处理。 Internet是全球范围内计算机网络的集合，是计算机网络的网络。 Internet是世界上规模最大、用户最多、影响最大的计算机互联网络。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,8.4.2 Internet的起源,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,美国国防部ARPA（Advanced Research Projects Agency，高级研究计划署）,1958年 ARPA提出“资源共享电脑网络”计划,1969年建成ARPAnet网，有4个结点(大学),1982年美国自然科学基金会（NSF）建成NSFnet网，它连接了包括ARPAnet在内的5个网，成为网际网（Internetwork），简称Internet,实现了计算机互联,采用分布式结构、分组交换技术和TCP/IP协议,1995年，Internet成为跨越世界的商用网。2000年网络用户达2.87亿,实现了网络互联,ARPAnet解决的几个主要技术问题： 分布式结构（蜘蛛网：没有中央控制中心，终端之间相互连接，数据从不同线路可到达目的地） 分组交换技术（包交换） 中介信息处理器（接口机：解决数据格式转换、控制信息流量、纠正信息差错） TCP/IP协议,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,目标1：帮助位于不同地点的科学家进行交流和共享宝贵的信息,目标2：即使发生重大灾难，导致部分网络失灵或被摧毁，其余部分仍然能够正常运转,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,8.4.3 客户机/服务器系统结构,客户机/服务器（Client/Server简称CS）系统计算模式是因特网最重要的应用技术之一，其系统结构是把一个大型的计算机应用系统变为多个能互相独立的子系统，而服务器便是整个应用系统资源的存储和管理中心，系统中的多台客户机向服务器提出数据请求和服务请求，共同实现完整的应用。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,1、服务器Server具有较强计算功能和丰富信息资源的高档计算机。网络系统中一般至少有一台服务器。功能：管理网络资源，为网络客户提供服务。,2、客户机（网络工作站）Client通过网卡连接到网络上的计算机。功能：可以脱离网络独立工作，也可以向服务器发出服务请求，并接收网络传来的数据。,互联网上应用层服务采用客户/服务器模式通过两台计算机分工合作完成,3. 客户机服务器模式（Client/Server结构）,服务器,呼叫：请求服务,应答：响应请求,客户端通常是本地计算机上运行的应用程序。服务器是指在远程计算机上运行的应用程序。客户向服务器请求服务，服务器响应请求，向客户端提供相应的服务。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,4. 浏览器服务器模式（Browser/Server结构）,只安装维护一个服务器(Server)，而客户端采用浏览器(Browse)运行软件。在BS体系结构系统中，用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求，服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所需信息返回到浏览器。而其余如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成、对数据库的访问和应用程序的执行等工作全部由Web Server完成。优点：B/S结构分布性强、维护方便、开发简单且共享性强、总体拥有成本低。缺点：数据安全性问题、对服务器要求过高、数据传输速度慢、软件的个性化特点明显降低。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,8.4.4 TCP/IP协议,1.什么是TCPIP 2.TCPIP协议模型 3.TCP/IP协议族介绍 4.IP地址 5.域名系统 6.域名与IP地址的关系,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,通常用TCP/IP代表整个Internet协议系列,1.什么是TCPIP,TCP/IP协议是Internet采用的协议标准，是全世界采用的最广泛的工业标准，是一个协议系列，目前已包括了100多个协议，用来将各种计算机和数据通信设备组成实际的计算机网络。是传输控制协议和网络互联协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）的简称。IP是基本，TCP建立在IP之上。TCP协议用于在应用程序之间传送数据，能检测到传送过程中数据的丢失并重发数据；IP协议用于在程序、主机之间（从一个结点到另一个结点）传送数据，能规定数据格式，选择传送数据的路径等。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,2.TCPIP协议模型,TCPIP协议族把整个协议分成网络接口层、网络层、传输层、应用层4个层次。,网络接口层：负责接收和发送物理帧。网络层：负责相邻节点之间的通信。传输层：负责起点到终端的通信。应用层：提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序，把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,OSI模型,硬件,应用层,传输层,网络层,网络接口层,TCP/IP模型,硬件,DNS HTTP SMTP POP TELNET FTP NFS,TCP UDP NVP,IP ICMP ARP RARP,Ethernet ATM FDDI ISDN TDMA X.25,协议名称,层之间传递的对象,报文流,传输协议分组,IP 数据报,特定的网络帧,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,协议系列中包括的主要协议：FTP 文件传输服务 TELNET 远程通讯网络SMTP 简单邮件传送协议 SNMP 简单网络管理协议NSP 名字服务协议 TCP 传输控制协议UDP 用户数据报协议 NVP 国际语音协议路由方面的协议：IP 网络互联协议 ICMP 国际控制报文协议、APR 地址转换协议 RAPR 反地址转换协议、 IRDP 路由器转发协议 Subnet broadcast 子网广播协议UDP flooding 用于控制分组流，防止拥挤的协议,3.TCP/IP协议族介绍,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,4.IP地址,Internet上的主机之间要进行通信，则每台主机之间都必须由一个惟一的地址以区别于其他主机，这个地址就是Internet地址，也称为IP地址。,一个IP地址由4个字节（32位）组成，平均分成4段，每段8位，每段的取值范围为0255，段与段之间用圆点分开。,IP地址有两种表示方法：二进制表示和十进制表示。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,如:8 202.312.9.16,网络地址,主机地址,例如：0 是北京理工大学WWW服务器的IP地址；9是北京263公司服务器的IP地址。,IPv4的地址总数：4 294 967 296 IP地址的管理采用分级的方式： 一个机构分配一个网段，机构内部具体分配由该机构负责。 机构内部可以采取动态地址分配的方式使用IP地址资源。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,为了充分利用IP地址资源，将IP地址分为5类：A类、B类、C类、D类和E类。其中A类（大型网络）、B类（中型网络）、C类（小型网络）地址经常使用，称为IP主类地址，D类和E类地址被称为IP次类地址。,IP地址分类,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,5.域名系统DNS,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,IP地址难记忆，可用有意义的符号名称（称为主机域名）代替,主机域名由.分隔的若干个字符串组成如： 1,cms . bit . edu . cn 主机名 . 网络名 . 教育部门 . 中国,顶级域名(世界统一),二级域名(国家统一),域名系统的发展过程：本地主机表（分布的，平面的，独立的）；集中式命名系统（集中的，平面的，相关的）；层次性命名系统：DNS（Domain Name System）。,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,DNS采用层次结构，入网的每台主机都可以有一个类似下面的域名：,主机名.机构名.网络名.顶层域名,从左到右，域的范围变大,具有实际含义，比IP地址好记,,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,域名服务器DNS由DNS(Domain Name System)将主机域名转换成IP地址,最高层域名分为两大类：机构性域名和地理性域名。目前共有14种机构性域名：,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,COM 盈利性的商业实体EDU 教育机构或设施GOV 非军事性政府或组织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,FIRM 商业或公司STORE 商场WEB 和WWW有关的实体ARTS 文化娱乐ARC 消遣性娱乐INFU 信息服务NOM 个人,地理域指明了该域名源自的国家或地区，几乎都是两个字母的国家代码。例如CN代表中国的地理域，JP代表日本，DE代表德国，HK代表香港，TW代表台湾等等。 对于美国以外的主机，其最高层次域名基本上都是按地理域命名的。,地区标识：cn，de, ca, sg，fr 等,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,6.统一资源定位器（URL）,在Internet的每台服务器中都有很多页面，用户是借助统一资源定位符(URLUniform Resource Locators)找到所请求的页面。,URL由三部分组成：协议：/主机域名/路径/文件名,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,传输协议 http 超文本传输 ftp 文件传输,/jiuge/index1.html,文件名,子目录名,主机域名,例如,第八章 计算机网络基础知识,8.4 Internet基础知识及应用,8.4.5 Internet的应用,1万维网（WWW）2电子邮件（E-mail）3文件传输协议（FTP）4远程登录（Telnet）5. 电子商务（Electronic Bu