计算机网络与Internet应用.ppt

第四章计算机网络与Internet应用,4.1计算机网络基础知识,4.1.1计算机网络的形成与发展,计算机网络是计算机与通信技术相结合的产物。最早投入使用的计算机网络是于1969年美国国防部研究计划局开发的ARPANET网络，此后计算机网络开始迅速发展起来，并在全球范围内进行推广。,4.1.2,计算机网络的定义和功能,一、计算机网络的定义,性质：是一种通信系统是计算机系统的延伸与扩展,计算机网络是将处于不同地理位置的具有独立功能的计算机通过通信介质和通信设备互连在一起，配置网络软件从而实现资源共享的系统。,二、计算机网络的功能,（1）数据通信使计算机之间可以相互传送数据，方便地交换信息（2）资源共享用户可以共享网络中其他计算机的软件、硬件和数据资源（3）实现分布式信息处理大型问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务（4）提高计算机系统的可靠性计算机出现故障时，网络中的计算机可以互为后备计算机负荷过重时，可将部分任务分配给空闲的计算机,4.1.3计算机网络的分类,4.1.3计算机网络的分类,按使用的传输介质可分为：有线网无线网按覆盖的地理范围分类可以把计算机网络分为局域网、广域网和城域网，这是计算机网络最常用的分类方法。,4.1.3计算机网络的分类（续）,局域网（localareanetwork，简称LAN），是在一个局部地区范围内，使用专用通信线路把各种计算机相互连接起来组成的计算机网络。其通信距离一般在十公里范围内，如一栋楼房、一个学校或一个小区等。局域网是封闭型的，可以由办公室或宿舍的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。,4.1.3计算机网络的分类（续）,广域网(WideAreaNetwork,简称WAN)，是远距离的计算机网络，其通信距离通常在几十公里到几千公里，甚至更远，是一种可以跨地区和国家的远程网。广域网通信范围广，通常由电信部门或公司负责组建、管理和维护。广域网主要面向社会提供通信的有偿服务。,4.1.3计算机网络的分类（续）,城域网（MetropolitanAreaNetwork,简称MAN），是指地理覆盖范围为一个城市的计算机网络，其通信距离通常在几十公里以内，城域网的地理覆盖范围介于局域网和广域网之间。宽带城域网能满足政府机构、金融保险、学校以及各种企事业单位对高速高质量的通信服务的要求。,几种网络之间的相互关系,4.1.4计算机网络的组成,计算机网络由计算机网络硬件和计算机网络软件组成。,一、计算机网络硬件的组成,计算机网络硬件包括:服务器：指网络中能够向其他计算机提供资源和服务的主机。如：文件服务器、打印服务器、应用程序服务器等。工作站：指网络中向服务器发出请求的主机，也称客户机。,一、计算机网络硬件的组成（续）,网卡：是主机与通信介质的接口。通信介质：负责在网络节点中传输信息，如双绞线、光纤等。通信设备：负责网络中数据的传送和转发，如交换机、路由器等。,二、计算机网络软件的组成,计算机网络软件包括：网络操作系统网络应用服务软件,二、计算机网络软件的组成（续）,网络操作系统能够对计算机网络资源进行控制和管理，提供网络通信、网络管理和网络安全等服务。网络服务器必须安装网络操作系统，常见的网络操作系统有UNIX、Linux、Wiindows2000Server、WindowsServer2003。,二、计算机网络软件的组成（续）,网络应用软件是为满足用户各种各样的网络应用需求而开发的软件。如：IE浏览器、电子邮件系统、文件传输软件、聊天软件等。,4.1.5计算机网络应用模式,4.1.5计算机网络应用模式,常见的计算机网络应用模式有：客户/服务器（Client/Server，简称C/S）模式浏览器/服务器模式（Browser/Server，简称B/S）模式对等网络(PeertoPeer)模式。,4.1.5计算机网络应用模式(续),客户机：需要使用其它计算机资源的计算机服务器：提供资源（如数据文件、磁盘空间、打印机、处理器等）给其它计算机使用的计算机每一台联网的计算机，可能是客户机，也可能是服务器，或者两种身份兼而有之。,1、客户/服务器工作模式（C/S）,特点：网络中的计算机有专门分工，有的是客户机，有的是服务器,Client/Server的工作过程,请求,请求,1、客户/服务器工作模式（C/S）（续）,2、浏览器/服务器（B/S）模式,B/S模式在用户的计算机上安装有浏览器软件，用户通过浏览器访问服务器，进行信息浏览、文件传输和电子邮件等服务,浏览器,服务器,数据库,3、对等工作模式,对等网络中每台计算机既可以作为客户机也可以作为服务器。,4.2数据通信基础知识,4.2.1数据通信基本概念,1通信系统模型一个通信系统通常由信源、发送器、信道、接收器、信宿五部分组成。,4.2.1数据通信基本概念（续）,2基带传输和频带传输（1）在数字通信信道上直接传输数字数据信号的传输方式称为基带传输。基带传输具有速度快和误码率低等优点。,4.2.1数据通信基本概念（续）,（2）在模拟通信信道上传输数据信号的传输方式称为频带传输。在频带传输中，经常采用调制解调器对信号进行调制和解调。,4.2.1数据通信基本概念（续）,例如：家庭中利用电话线上网发送方计算机产生的数字信号必须通过调制解调器调制成模拟信号，才能在电话线上有效传输；接收方计算机必须使用调制解调器进行解调，把模拟信号还原成数字信号，送入接收方的计算机。,4.2.1数据通信基本概念（续）,MODEM,本地电话网,MODEM,计算机,模拟通信技术,计算机,数字信号,数字信号,3数据通信的技术指标（1）数据传输速率(简称数据速率)指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目。计量单位：“位/秒”(bps，波特)、“千位/秒”(kbps)、“兆位/秒”(Mbps)或“千兆位/秒”(Gbps)等,4.2.1数据通信基本概念（续）,4.2.1数据通信基本概念（续）,（2）信道带宽(也称为信道容量)一个信道允许的最大数据传输速率。（3）误码率指数据传输中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例。,4.2.2通信介质,4.2.2通信介质,常用的通信介质分为有线介质和无线介质。有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤无线介质包括无线电波、微波、红外线和可见光等。,4.2.2通信介质（续）,（1）双绞线,（2）同轴电缆,内层导线,金属屏蔽,外绝缘层,绝缘体,4.2.2通信介质（续）,4.2.2通信介质（续）,（3）光纤与光缆光纤主要用于传输数字信号，目前一束光每秒能携带2.5G或10G的二进位信号。光缆具有传输速率高、传输容量大、传输距离远、抗干扰性好和保密性强等特点。,4.2.2通信介质（续）,光波,4.2.3数据通信基本技术,4.2.3数据通信基本技术,1数据交换技术网络通信中，计算机终端之间的信息交换采用相应的交换技术来实现。常用的交换技术有电路交换、报文交换和分组交换。,4.2.3数据通信基本技术（续）,（1）电路交换电路交换是在一对需要通信的站点之间建立一条临时的专用传输通道。利用电路交换进行通信包括建立电路、传输数据和拆除电路三个阶段。,4.2.3数据通信基本技术（续）,（2）报文交换报文交换属于“存储/转发”交换方式。当信息从源站发出后，如果信道空闲，就进行传输，如果信道忙，就在相应的交换节点等待，直到信道空闲，再继续传输。在传输数据之前不需要建立电路，数据传输完毕后，也不需要拆除电路。,4.2.3数据通信基本技术（续）,（3）分组交换分组交换把报文分为若干个分组每个分组中必须包含收发双方的地址每个分组由分组交换机进行处理、存储和转发才能送达目的地,4.2.3数据通信基本技术（续）,发送方将数据分成3个包,分组交换示意图,4.2.3数据通信基本技术（续）,分组交换的优点和技术基础优点：线路利用率较高收发双方不必同步工作,4.2.3数据通信基本技术（续）,为了高效利用传输介质，常常采用多路复用技术，使得多种信号可以在同一个传输介质上同时进行传输。常用的多路复用技术有：频分多路复用：如广播、电视时分多路复用：CPU时间片分配,4.3局域网,4.3.1局域网(LAN)的主要特点,为一个单位所拥有，地理范围有限使用专线进行铺设数据传输速率高(10Mbps1Gbps)误码率低(10-810-11),4.3.2局域网的组成,4.3.3常见的局域网,4.3.3常见的局域网,常见的局域网有：（1）以太网（2）光纤数字网（3）无线局域网,4.3.3常见的局域网,（1）以太网以太网分为传统以太网、快速以太网和高速以太网。传统以太网的工作站通过共享集线器进行连接，共享集线器的带宽，又称共享式以太网。快速以太网的工作站通过交换机进行连接，独享交换机的带宽，又称交换式以太网。高速以太网传输速率从1Gb/S,到10Gb/S,到100Gb/s，主要用于主干网。,集线器,A,B,C,D,集线器,共享式以太网,（2）光纤分布式数字接口网(FDDI),采用双环结构。主环用于正常情况下的数据传输，副环作为备份，在主环故障或者节点故障时替代主环工作，使网络仍可正常工作,（3）无线局域网,优点：使用无线电波作为传输介质，具有灵活性，组建、配置和维护较为容易具有抗干扰、抗噪声、抗衰减能力，通信比较安全，不易偷听和窃取,（3）无线局域网,缺点:还不能完全脱离有线网络，只是有线网络的补充。传输速度较慢,（3）无线局域网,无线局域网通过无线网卡、无线hub等设备进行组网。,4.4Internet基础,4.4.1Internet的产生和发展,Internet的中文名称是“因特网”或“国际互联网”，是最大的全球性网络。因特网起源于1969年美国国防部ARPANET计划。,4.4.1Internet的产生和发展,20世纪90年代起，美国政府机构和公司的计算机也纷纷入网，并迅速扩大到全球约100多个国家和地区。,4.4.2Internet的体系结构,Internet采用TCP/IP协议进行连接TCP/IP是网络互联的工业标准，它包含了100多个协议其中以下两个是最重要的协议：TCP：传输控制协议IP：网际协议,4.4.2Internet的体系结构（续）,TCP/IP协议的主要特点：适用于连接异构网络。统一的网络地址分配方案，所有TCP/IP设备在全球性的网络中具有唯一的地址。,4.4.2Internet的体系结构（续）,4321,网络接口层,互联网络层,传输层,应用层,由低到高,4.4.2Internet的体系结构（续）,（1）应用层应用层位于最高层，包含多种应用服务协议，能够为用户提供多种服务。如电子邮件传输服务（采用SMTP协议）、文件传输服务（FTP协议）和远程登录服务（采用Telnet协议）。,4.4.2Internet的体系结构（续）,（2）传输层传输层定义了两个端到端的协议TCP和UDP。TCP（传输控制协议）允许从一台机器发出的字节流准确地发往互连网上的其他机器，数据传输比较可靠。UDP主要应用于对数据传输可靠性要求不高的场合，如：语音传输等。,4.4.2Internet的体系结构（续）,（3）互连网络层互连网络层的主要功能是实现各种子网的互联、规定数据分组的格式和传输路径。IP协议是互连网络层主要的协议。IP协议定义的数据报包括报头和数据。报头信息包括源地址、目的地址、数据报长度和服务类型等。,4.4.2Internet的体系结构（续）,4网络接口层网络接口层指出主机必须使用某种协议与网络连接，以便进行IP分组的传输，但没有具体协议。,4.4.3Internet的地址和域名,4.4.3Internet的地址和域名,因特网上的每台计算机使用“IP地址”作为其标识。网络上的每台计算机都有一个惟一的IP地址。,1、IP地址,4.4.3Internet的地址和域名（续）,（1）IP地址的组成所有的IP地址都使用32个二进位表示IP地址=网络号+主机号网络号由网络信息中心NIC分配，以避免冲突。,4.4.3Internet的地址和域名（续）,IP地址的“点分十进制”表示法：将32位IP地址按字节分为4段，每段用十进制表示各段之间用点号“”隔开，如：8,4.4.3Internet的地址和域名（续）,（2）IP地址的类型IP地址的类型有A类、B类、C类、D类和E类网络地址。,5类IP地址的具体格式,4.4.3Internet的地址和域名（续）,IP地址首字节取值举例A类112642B类1281911C类1922232,A、B、C三类IP地址的十进制表示：,（3）两个特殊的IP地址,主机号为“全0”的IP地址，称为网络地址，用来表示整个一个网络。主机号为“全1”的IP地址，称为直接广播地址，指整个网络中的所有主机。,4.4.3Internet的地址和域名（续）,因特网中的每一台主机都有一个IP地址因特网采用域名作为IP地址的文字表示，易用易记。用户可以按IP地址访问主机，也可按域名访问主机,4.4.3Internet的地址和域名（续）,例如：南京大学的WWW服务器的IP地址是：它对应的域名是：,4.4.3Internet的地址和域名（续）,因特网的域名组织模式第一种是按部门机构组织的，称为“组织模式”第二种是按地理位置组织的，称为“地理模式”现在大部分是按照组织模式命名的。,4.4.3Internet的地址和域名（续）,cn,edu,nju,因特网域名空间,com,一级域名,二级域名,三级域名,四级域名,cctv,www,4.4.3Internet的地址和域名（续）,美国的主机的域名通常以组织为第一级域除美国以外，其他国家通常以国家代码为第一级域名。域名的最高管理机构是国际网络信息中心NIC。中国互联网信息中心CNNIC负责管理中国的顶级域。,4.4.3Internet的地址和域名（续）,域名的格式：4级域名.3级域名.2级域名.顶级域名举例：中国南京大学校园网www服务器的域名为:,4.4.3Internet的地址和域名（续）,一个IP地址可对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址主机从一个物理网络移到另一个网络时，其IP地址必须更换，但可以保留原来的域名。,4.4.3Internet的地址和域名（续）,域名系统是将主机域名翻译为主机IP地址的软件。域名服务器（DomainNameServer，DNS）是运行域名系统软件的一台服务器。每个因特网服务提供商(ISP)或校园网都有一个域名服务器，它用于实现入网主机域名与IP地址的转换。,4.5接入Internet的方法,（1）电话拨号接入方式,电话拨号接入方式是通过现有公用电话网，使用调制解调器来实现电话线路中的模拟信号与终端中的数字信号转换，从而接入Internet。,（1）电话拨号接入方式（续）,用户使用这种方式需要以下配备：（1）计算机；（2）调制解调器Modem；（3）电话线；（4）标准的通信软件；（5）在所选择的因特网服务提供商那里申请一个账号。,MODEM,本地电话网,MODEM,计算机,模拟通信技术,计算机,数字信号,数字信号,（1）电话拨号接入方式（续）,（2）综合业务数字网ISDN接入方式,综合业务数字网ISDN，又称为“一线通”，它将语音、数据、图像等业务综合在一个网内，可以高速高质量地完成图像、动画等多媒体数字传输业务。,（3）ADSL接入方式,ADSL全称为非对称数字式用户网络，其特点是下行带宽大，上行带宽小。ADSL可以利用普通电话线进行传输，只需配上专用的Modem即可。,（4）CableModem接入方式,CableModem称为线缆调制解调器，它利用现有的有线电视网将计算机接入Internet，是一种先进的高速Internet接入方案。,（5）无线接入方式,无线接入方式是利用微波、移动通信、卫星通信等无线技术进行通信的，适合于室内及移动环境。,6.局域网接入方式,常用的方法有以下两种：（1）通过路由器访问Internet，局域网上每台计算机都有自己正式的IP地址，可以在Internet上快速传输大量信息。（2）通过代理服务器访问Internet，只有服务器需要正式的IP地址，可以使有限的IP地址资源得到充分的利用。,7.DDN接入方式,DDN是“DigitalDataNetwork”的缩写，即数字数据网。DDN采用专用线路连接，为用户提供高速率、高质量的数字专用电路用户通过租用DDN专线可以传输图像、视频、声音等多媒体信息。,4.6Internet的服务与应用,因特网提供的服务类型,信息服务（WWW）电子邮件（E-mail）文件传输（FTP）远程登录（Telnet）电子公告牌（BBS）即时通信专题讨论,4.6.1WWW,（1）WWW的概念,WWW（WorldWideWeb）的中文译名万维网、环球网。WWW以超文本方式组织多媒体信息用户可以方便地浏览、查找和下载其中的网页。,（2）WWW服务的工作模式,WWW服务的工作模式是B/S模式，即浏览器/服务器模式。用户通过浏览器将访问请求发送给Web服务器；Web服务器读出网页，将网页传送给浏览器，并将网页内容显示给用户。,（2）WWW服务的工作模式（续）,WWW浏览器和WWW服务器之间通过HTTP（超文本传输协议）进行传输。,（2）WWW服务的工作模式（续）,(客户机),请求网页,浏览器软件,WWW服务器,LAN或WAN,WWW服务器,(计算机系Web服务器),(多媒体组Web服务器),（2）WWW服务的工作模式（续）,网页主要是HTML文档，是使用超文本标记语言（HTML）表示的超文本（超媒体）文件，文件后缀为html或htm。,例：从浏览器上看到的网页,网页地址(URL),网页的标题,超级链接,网页中的图片,（3）网页地址URL,WWW服务器上有很多网页，客户机可以通过网页地址URL（统一资源定位器）来访问服务器上的某个网页。网页地址URL由3部分组成：协议名称、主机名、文件路径和文件名例：某课程网站主页的URL为:,4.6.2电子邮件,电子邮件（E-mail）概述,电子邮件是用户利用计算机，通过Internet与其他用户进行快速通信的方式。电子邮件与传统邮政服务的区别：使用电子文档代替纸质文档使用网络传输代替人工投递,电子邮件概述,电子邮件的特点方便快捷可使用多媒体表示邮件内容具有地址簿功能,群体通信极为方便可使用计算机管理邮件。,（1）电子邮件的格式,电子邮件由邮件头和邮件体组成。邮件头包括：发件人地址、收件人地址、抄送人地址、主题等。邮件体是发件人要发送的内容，包括邮件正文和附件。邮件的正文可包含文本和图像附件中可以包含一个或多个文件，文件类型可以任意,（2）电子邮件的地址,每个电子邮箱都有一个惟一的地址，邮箱地址由两部分组成，格式为：用户名主机名如：slr319,（3）电子邮件的工作过程,电子邮件系统按C/S模式工作。发送邮件一般采用SMTP协议，若收信人邮件地址不存在，则退回信件并通知发信人；接收邮件采用POP3协议，需验证用户身份之后才能读出邮件或下载邮件。,？,（3）电子邮件的工作过程,4.6.3文件传输服务,4.6.3文件传输服务(FTP),在Internet上，通常利用文件传输协议（FTP）实现不同计算机之间的文件传输。FTP服务器常采用客户机/服务器工作模式。客户机将FTP服务器上的文件复制到客户机中称为下载客户机将客户机中的文件复制到FTP服务器称为上传。,4.6.3文件传输服务(FTP),FTP服务器分为匿名FTP服务器和非匿名FTP服务器。匿名FTP服务器的账号和密码是公开的。一般为“anonymous”，密码为“guest”。,4.6.3文件传输服务(FTP),使用FTP下载文件的方式有：传统的FTP命令行浏览器方式：在浏览器的URL地址栏输入ftp:/FTP服务器地址，即可访问FTP服务器，进行文件下载.FTP下载工具：高速下载，断点续传。常见的FTP下载工具有CuteFTP、QuickFTP2000等。,4.6.4电子公告板,4.6.4电子公告板,电子公告板，简称BBS，是一种供大家进行信息交流的服务电子公告板的主要功能包括：为用户提供若干感兴趣的讨论组，用户可以就感兴趣的话题进行讨论；发布供他人阅读的文章；对他人发布的文章，发表自己的意见；查看消息并为其他用户留言。,4.6.4电子公告板,登录BBS主机的方式有多种，目前，可以通过浏览器访问BBS主机，很多著名门户网站都提供了电子公告板服务。,清华大学的的BBS,4.7计算机网络安全,4.7.1计算机网络安全概述,网络安全问题可以划分成以下四个方面：保密、鉴别、不可否认、完整性控制。保密是不能让未授权的用户访问相关的信息；鉴别是正确识别授权的用户；不可否认是授权的用户在事后不能否认自己的行为；完整性控制是保证信息在存储和传输过程中的正确性,不能被无故修改。,4.7.1计算机网络安全概述,计算机网络安全保障技术（1）认证技术：对通信双方的身份和所传送信息的真伪能准确地进行鉴别（2）访问控制：控制用户对信息等资源的访问权限，防止未经授权使用资源（3）数据加密：保护数据秘密，未经授权其内容不会显露,4.7.1计算机网络安全概述,（4）数字签名:与消息一起发送的一串代码,在电子商务和电子政务中用来鉴别消息的真伪（5）防火墙:用于将因特网的子网与因特网的其余部分相隔离的软件或硬件设备,4.7.2计算机病毒及防范,（1）计算机病毒的定义,计算机病毒（ComputerVirus）是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据、影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码”。,（2）计算机病毒的特点,（1）寄生性（2）可执行性（3）传染性（4）潜伏性（5）可触发性,（6）破坏性（7）隐蔽性（8）衍生性（9）针对性,（3）计算机病毒的分类,（1）引导区型病毒（2）文件型病毒（3）混合型病毒（4）宏病毒（5）网络病毒,（4）计算机病毒的表现现象,（1）系统内存空间无故减少。（2）磁盘空间无故减少。（3）主机经常无缘无故地死机或重启动。（4）无故出现文件的时间和日期变动。,（4）计算机病毒的表现现象（续）,（5）程序加载或执行时间无故变的很长。（6）屏幕显示异常信息。（7）系统文件丢失或损坏。（8）以前能够正常操作的文件无故不能正常操作。,（5）计算机病毒的防范,使用防病毒卡和防病毒芯片。使用本机硬盘启动，尽量不要使用软盘启动。采用系统开机检查和扫描病毒程序。定期对重要文件进行备份。尽可能使用具有合法版权的软件，避免使用盗版软件。,（5）计算机