第3章 数据通信与网络技术

1、3.4 使用互联网使用互联网 3.3 互联网的工作原理互联网的工作原理 3.2 计算机网络的分类计算机网络的分类 3.1 计算机通信与网络概述计算机通信与网络概述 3.5 网络计算模式网络计算模式 什么是计算机网络 计算机网络是把分布在不同地点的且具有 独立功能的计算机, 通过通信设备和线路连接 起来,在功能完善的网络软件的支持下,遵照一 定的协议实现网络中信息传递和资源共享的系 统。 计算机通信与网络概述 计算机网络的发展史 计算机通信与网络概述 具有通讯功能的单机系统阶段,此阶段形成网络 雏形 具有通讯功能的多机系统阶段,此阶段以面向终 端的计算机通讯网为象征 以资源共享为目标的计算机网络

2、阶段 Internet与高速网络发展阶段 第一代：单机系统阶段（远程联机系统） 以单个计算机为中心，以预定飞机票系统SABRE I 为代表。 终端终端控制器前端处理机主计算机。 计算机网络的发展史 计算机通信与网络概述 主计算机 前端处理机 TC TC . . . . TC终端控制器 第二代：多计算机互联（ARPANET） 采用存储转发方式。 通信子网： IMP和它们之间互联的通信线路一起负 责完成主机之间的通信任务，构成通信子网。 资源子网：通过通信子网互联的主机负责运行用户 应用程序，向网络用户提供可供共享的软硬件资源 ，组成资源子网。 计算机网络的发展史 计算机通信与网络概述 IMP I

3、MP IMP IMP IMP IMP H H H H H H H H主机主机 IMP接口报文处理机接口报文处理机 第三代：国际标准化的网络 具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化的协议 。其互联的国际标准为ISO7498。该模型也称OSI 七层模型。 计算机网络的发展史 计算机通信与网络概述 典型网络的组成部分 计算机通信与网络概述 计算机 每台需要连入网络的电脑必须具有一个网 络接口设备, 称为网络适配器, 简称网卡 (network interface card, NIC), 用来负责计算 机和网络之间的数据转换。 每一个网卡在出厂时被给定一个唯一的网络 地址, 称为MAC 地址(Medi

4、a Access Control, 介质访问控制地址), MAC 地址被直接写入 在网卡中,因此它是网卡的物理地址。 计算机通信与网络概述 典型网络的组成部分 通信介质通信介质 通信控制设备通信控制设备 接入设备, 如调制解调器。计算机通过接入设备接 入互联网。 连接设备, 如集线器、交换机、路由器等。把小的 网络连接成一个更大的网络。 网络软件网络软件 网络通信的管理和网络资源的协调。 协议协议 是用来管理网络节点之间的信息传输的一套规则和 流程。 计算机通信与网络概述 典型网络的组成部分 常用的通信介质 双绞线 同轴电缆 光缆（光导纤维） 微波通信 计算机通信与网络概述 什么是带宽 计算机

5、通信与网络概述 从实际应用的角度来说, 带宽常用每秒内传 输的比特数来衡量, 例如1Mbps, 注意这里的单 位是比特而不是位。 常用常用的通信介质的通信介质-双绞线双绞线 计算机通信与网络概述 由两根相互绝缘的塑封铜导线扭绞在一起组成, 我们平 时所用的网线就是双绞线, 它有8 根线, 两两绞在一起组 成4 对。 双绞线进行数据传输的距离一般在数十米内，且抗干扰 能力较差，通常只用于室内短距离的数据传输。 橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕 由相互绝缘的同轴心导体构成, 与双绞线相比, 它的传输 速度更快，抗干扰能力更强。 根据抗阻的大小分成若干类； 常使用的是：50同轴电缆传输带宽为1

6、2OMHz 75同轴电缆传输带宽可达1GHz 按直径可分为粗、细同轴电缆。 常用的通信介质常用的通信介质-同轴电缆同轴电缆 计算机通信与网络概述 光纤可提供极宽的频带且功率损耗小、传输距离长、传 输率高、抗干扰性强,是构建安全性网络理想选择。 主要用于大容量的骨干线和长距离传输。 费用高、安装困难。 常用的通信介质常用的通信介质-光纤光纤 计算机通信与网络概述 传输媒体为大气。 微波、红外线、激光。 常用的通信介质常用的通信介质-无线传输媒体无线传输媒体 计算机通信与网络概述 调制解调器 网络接口卡 中继器 集线器 交换机 网桥 路由器 常用的通信设备 计算机通信与网络概述 网网 卡卡 线缆接

7、口 插入部位 常用的通信设备 计算机通信与网络概述 中继器中继器 常用的通信设备 计算机通信与网络概述 延长网络信号的传输距离。 用来连接两个网段。 集线器集线器 工作原理与中继器相同。 是一个多端口的连接设备，起到了线缆汇聚的 功能。 集线器HUB，RJ45线缆接口 网桥与交换机网桥与交换机 常用的通信设备 计算机通信与网络概述 两者的工作原理类似，都是根据数据包的目的 地的MAC地址转发，与中继器和集线器不同。 网桥是一个两端口的设备，交换机是一个多端 口的设备。 能够控制网络流量。 交换机，RJ45线缆接口 计算机网络的功能 数据通信 是计算机网络的最基本的功能, 也是实现其 他功能的基

8、础, 它是指实现计算机与终端、 计算机与计算机间的数据传输 资源共享 这里的资源指的是网络中的硬件、软件和数 据资源, 网络允许其用户部分或全部地使用 这些资源。 计算机通信与网络概述 根据传输媒介根据传输媒介 网络可以分为有线网络和无线网络。 根据拓扑结构根据拓扑结构 网络可以分为总线型网络、星型网络、环型网络等 根据网络的所有权根据网络的所有权 可以分为私有网络和公有网络 网络覆盖的地理范围网络覆盖的地理范围 局域网、广域网和城域网 计算机网络的分类 计算机网络的拓扑结构 计算机网络的分类 网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物 理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连 接起来。

9、 计算机网络的分类 局域网(LAN) 指在某一较小区域内, 由多台计算机互联成的计算 机网络。 局域网只能在较小的距离范围内连接网络设备, 例 如一个办公室、一幢大楼或距离相近的几栋建筑内, 一般在半径为500 米以内。 局域网的传输速度快, 例如快速以太网和高速以太 网分别可以达到100Mbps 和1Gbps。 局域网局域网(LAN)(LAN) 计算机网络的分类 计算机网络的分类 广域网(WAN) 连接的是位于不同地理位置的计算机, 通常跨越很 大的地理范围整个地区、国家、大洲乃至整个世 界。 通常广域网的数据传输速率比局域网低 城域网(MAN) 所连接的用户在地域范围上大于局域网但小于广域

10、 网, 通常覆盖一个城市所在的区域。 计算机网络的分类 广域网广域网(WAN)(WAN) 互联网的工作原理 分组交换网络分组交换网络 互联网的工作原理 OSl参考模型参考模型 为实现网络互连,国际标准化组织(ISO)提出开 放系统互联参考模型,凡按照此模型建立起的网 络都可以互联。 开放系统互连分层参考模型 Open Systems Interconnection, OSI OSI 参考模型包括7 层, 自上而下分别是: 应用层、 表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和 物理层 互联网的工作原理 OSl参考模型参考模型 互联网的工作原理 TCP/IP模型模型 TCP / IP 模型 TC

11、P/ IP 是传输控制协议/ 互联网协议 (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) 的简称。 TCP/IP 是包含了很多协议的一个协议组, TCP 和IP 只是其中两种最重要的协议。 该协议组有四层, 自上而下分别是: 应用层、传输层 、互联网协议层和网络接口层。 互联网使用的是TCP/ IP 模型。 互联网的工作原理 互联网的工作原理 TCP/IP模型模型 应用层应用层 应用层包括HTTP、FTP、SMTP、telnet、DNS 等 一系列协议。 应用层协议可以使客户端应用程序访问其他层, 并 且该层中的每个协议, 都描述了某个特定

12、应用(程序) 是如何使用互联网络的是浏览网页、收发电 子邮件还是请求其他的服务 互联网的工作原理 TCP/IP模型模型 传输控制协议层传输控制协议层( (TCP层层) ) TCP 协议负责正确地传输数据, 并有助于控制网络 流量。 互联网协议层互联网协议层( (IP层层) ) IP 层的功能是将数据包引导到目的地 网络接口层网络接口层 最底层的是网络接口层, 它负责在物理网络介质中 发送和接收数据包 互联网的工作原理 路由器路由器 当信息需要从一个独立的网络传递到另一个独 立的网络时, 就需要使用到路由器。 路由器是三层设备。 工作在OSI 模型的第三层(网络层) 路由器的作用是管理网络流量和

13、找到发送分组 数据包的最佳路由, 从而把数据包正确地引导到 目的地。 使用互联网 域名是与数字型的IP 地址相对应的字符型地址 域名格式通常: 主机名.组织机构名.网络名.顶级域名 域名系统DNS统一管理域名,并进行域名解析 如：表示汕头大学域名 www-表示这是Web服务器 Stu表示机构名汕头大学 Edu教育结构 Cn中国注册的 域名 域名组织类型域名组织类型域名组织类型 edu教育机构cn中国it意大利 com商业机构de德国jp日本 gov政府机构dk丹麦sg新加坡 int国际性组织eg埃及uk英国 mil军事网点fr法国us美国 net网络管理机构tw中国台湾nl荷兰 org其他机构

14、hk中国香港au澳大利亚 常用组织类顶级域名地理类顶级域名 使用互联网 顶级域名 使用互联网 万维网 万维网 英文全称是World Wide Web, 简称WWW 或Web 它是Internet 上的一种服务形式, 或者说是Internet 的一种应用。 更详细地说, 万维网是建立在客户机/ 服务器模型之 上, 以HTML 语言和HTTP 协议为基础, 能够提供面 向Internet 服务的、一致的用户界面的信息浏览系 统。 使用互联网 WWW 的工作过程 使用互联网 Intranet与与Extranet Intranet，又称为企业内联网，是在局域网内部采用 Internet技术，使用TCP

15、/IP协议构建的信息网络，为 用户提供信息服务。 Extranet，即扩展的Intranet，通过Internet将多个不同 地理位置的Intranet联系起来，它使用的基本技术仍然 是Internet技术。 Extranet把企业内部已存在的网络扩展到企业之外， 使得可以完成一些合作性的商业应用，例如企业和其 客户及供应商之间的电子商务、供应链管理等。企业 与合作伙伴间使用Extranet，做到信息共享，共同发 展。 集中式模式 分布式模式 C/S模式 B/S模式 网络计算模式网络计算模式 集中式模式 主机/终端系统 工作站/文件服务器系统 “主机瓶颈” “传输瓶颈” 网络计算模式网络计算模

16、式 对数据的处理分前台和后台。 客户机:运行应用程序,完成屏幕交互和输入输出等前 台任务; 服务器:运行DBMS完成大量数据处理及存储管理等后台 任务,有效解决传输瓶颈; 运行过程:客户机将请求传送给服务器,服务器回送处理结果 ,客户机据此进行分析,然后呈现给用户。 服务器:分为数据库服务器/应用服务器/电子邮件和打印服 务器 C/S模式 网络计算模式网络计算模式 优点： 交互性强； 存取模式更安全； 开发成本高； 兼容性差； 缺点： 不利于推广； 软件维护和升级困难。 通信量小； 负荷均衡。 网络计算模式网络计算模式 C/S模式优缺点模式优缺点 网络计算模式网络计算模式 B/S模式 优点： 部署简便； 业务扩展、系统升级简单方便； 对前端的用