chapter6计算机网络

1、 第第6章章计算机网络与因特网计算机网络与因特网 6.1 6.1 网络概述网络概述 面向终端的网络面向终端的网络 计算机通信网计算机通信网 计算机网络计算机网络从从2020世纪世纪6060年代至年代至8080年代，计算机网络的年代，计算机网络的发展大致可分为发展大致可分为3 3个阶段：个阶段：3 31.1.面向终端的网络面向终端的网络价格昂贵，需要设置专用机房 ,严格意义上只能算作网络的雏形4 42.2.计算机通信网计算机通信网 出现了一些互联系统，也有了一些网络协议，实现了计算机与计算机之间的通信。 计算机之间不存在主从关系，因此这个时期的通信网络中缺乏对资源的统一管理，属于计算机网络的低级

2、形式，被称为计算机网络发展的第二阶段。 5 53.3.计算机网络计算机网络1970年，以生产复印机而知名的施乐公司生产了世界上第一块网卡，标志着计算机网络发展的真正起点。 国际标准化组织(ISO)于1983年颁布了“开放系统互联参考模型”（Open Systems Interconnection） OSI是一个开放式、是一个开放式、标准化的标准化的计算机网计算机网络架构，它络架构，它成为新成为新一代计算机网络的一代计算机网络的基础。基础。 6 6internet 与与 Internet 互连设备连接相对独立的网络，每两个网络又可以通过互连设备连接到更大的网络中，即构成互联网（internet）

3、。2020世纪世纪9090年代，因特网（年代，因特网（InternetInternet）迅速）迅速崛起，对大多数普通用户而言，因特网成崛起，对大多数普通用户而言，因特网成为了计算机网络的代名词为了计算机网络的代名词。将在第二小节将在第二小节对其做专门介绍。对其做专门介绍。7 76.1.2 6.1.2 计算机网络的组成计算机网络的组成 计算机网络的逻辑组成 计算机网络的物理组成 8 8计算机网络的逻辑组成计算机网络的逻辑组成 从计算机网络各组成部件的功能来看，各部件主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。网络系统以通信子网通信子网为中心，通信子网将一个主计算机的信息传送给另一个主计算机，它主要包

4、括交换机、路由器、网桥、中继器、集线器、网卡和缆线等设备及相关软件。 资源子网资源子网处于网络的外围，提供网络资源和网络服务 。连入网络的普通电脑属于资源子网的一部分，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连。 9 92 2计算机网络的物理组成计算机网络的物理组成 （1 1）网络软件系统）网络软件系统 网络操作系统：Windows 2000 Server、 Windows XP、Win7、Unix、Linux等 网络通信协议：制定并遵守互相都能接受的一些规则的集合，如TCP/IP等 网络工具软件：扩充网络操作系统功能的软件，如网络浏览器、网络下载软件 网络应用软件：基于计算机网络应用而

5、开发出来的用户软件。如售票系统、物流管理软件、订单管理软件、酒店管理软件等。1010（2 2）网络硬件系统）网络硬件系统 网络服务器：负责对计算机网络进行统一资源管理和提供各种服务，如域名服务器、邮件服务器、FTP服务器等。 网络工作站：用户上网所用的计算机 网络适配器：即网卡，负责计算机主机与传输介质之间的连接、数据的发送与接收、介质访问控制方法的实现。 网络传输介质：分有线和无线两大类1111网络互联设备：网络互联设备： 中继器：中继器：连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。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。集线器：集线器：与

6、网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备。集线器是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备，被广泛应用到各种场合。1212交换机：交换机：一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。有的交换机还具有对虚拟局域网的支持、对链路汇聚的支持，甚至还具有防火墙的功能。网桥：网桥：用于实现相似的局域网之间的连接，并对网络数据的流通进行管理。能扩展网络的距离或范围，提高网络的性能、可靠性和安全性1313路由器：路由器：互联网的主要节点设备，用于实现局域网与广域网互联。路由器通过检测数据的目的地址，从而决定数据的转发。路由器使用专

7、门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。使用路由器转发和过滤数据的速度要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是，对于结构复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。14146.1.3 6.1.3 通信信道和介质通信信道和介质 通信信道：指一个物理路径或者信号传输频率。如电话线就是提供语音通信的信道。 通信介质：是通信信道的载体。有形和无形双绞线：双绞线：能传输数字信号，也能传输模拟信号，安装方便，如电话线。 同轴电缆：同轴电缆：内导线是传输线，外圆柱导体是屏蔽层，抗干扰能力强。如有线电视用同轴电缆传输电视节目光纤、光导纤维光纤、光导纤维: : 一种传输光束的细微而柔韧的介质，利用光的全反射原

8、理使光束能够沿着光纤传输。1515红外线：红外线：用可见光谱以下的频率范围进行数据通信，家用电器的遥控器就是红外设备。卫星通信：卫星通信：微波是一种频率在1GHz以上的电磁波，使用高空中的同步卫星作为中继站，将微波大面积地覆盖需要通讯的区域。计算机将数据发送到卫星收发器，然后传至碟形天线。碟形天线能够将数据传给卫星或从卫星接收数据。 1616 数据传输速率：数据传输速率：指单位时间内传输的二进制位数，bps(bit per second)，称为比特率。 若某个通信设备比特率为8800bps，则该设备每秒钟能传输8800个二进制位，即信息量是1100B，相当于1100个字符。 带宽：带宽：指一个

9、信道单位时间传输的数据量，有3种：语音带宽：指标准电话线路的带宽。中等带宽：中国电信为金融证劵等行业用户提供的DDN专线。宽带：是微波、卫星、同轴电缆和光纤信道的宽度。带宽是理论值，不一定与传输速率一致。17176.1.4 6.1.4 计算机网络的分类计算机网络的分类 计算机网络:将地理位置不同的多个计算机系统，通过通信设备和线路连接起来，在配有相应的网络软件的情况下实现资源共享的系统。 方法一：按照网络跨越的地理范围划分局域网、城域网和广域网。18181.广域网（Wide Area Network；WAN） 广域网也称远程网，覆盖范围广，可从几百公里到几千公里。因为距离较远，信息衰减比较严重

10、，所以这种网络一般要租用专线。 Internet是典型的广域网，无论从地理范围，还是从网络规模来讲都是最大的一种网络，从地理范围来说，它是全球计算机的互联。19192.城域网（Metropolitan Area Network，MAN） 网络连接距离在10-100公里，如一个城市。一个城域网通常连接着多个局域网，可以说是局域网的延伸。 城域网一般采用光纤连接，使城域网中高速的局域网互连成为可能。20203.3.局域网局域网（Local Area Network，LAN） 局域网局域网覆盖的地区范围较小，几米至10公里。它是最常见、应用最广的一种网络。 局域网可以位于一幢建筑物内，如学校，企业等

11、。最早的网络雏形，就是麻省理工学院的几名学生通过电话线把计算机连接起来，相互交流学习心得。 21213.3.局域网拓扑结构局域网拓扑结构 拓扑结构：拓扑结构：管理和构成局域网的各种配置方式 星型拓扑结构：星型拓扑结构：以中央节点（如网络交换机）为中心，用单独的线路（如双绞线）与其他节点（如工作站）相连。相邻节点间的通信通过中央节点来进行，大多数局域网都采用这种结构。 星型拓扑的结构简单、配置灵活、维护方便。某个连接点出现故障时，不影响网络其他节点的工作。 缺点是中心节点负担重，易发生中心节点“瓶颈”而导致整个网络性能下降。2222 总线型拓扑结构：总线型拓扑结构：所有设备都连接到一条主干电缆（

12、如光缆）上，这条主干电缆称为总线。任何一个节点的信息都可以沿着总线向两个方向传播，且可以被其他节点所接受，具有信息的双向传递功能。 总线型拓扑中的节点对信道故障敏感，任何节点的故障都可能会导致整个网络的瘫痪。2323 环型拓扑结构：环型拓扑结构：各节点是直接通过电缆串接的，最后形成一个闭环。为防止多个节点共享一个环路发生冲突，在环网上设置了一个令牌，只有获得令牌的节点才能发送信息。IBM公司开发的令牌网也成为环网的代称。 环网具有较高的信息传输确定性，早期用于传输速率高的光纤网，不会因为节点故障而引起全网故障，但扩充和关闭节点较复杂。2424 树形拓扑结构：树形拓扑结构：像一颗倒置的树，从根节

13、点到分支节点，再从分支节点继续连接的一种结构，节点按照层次连接，信息交换主要在上下节点之间进行，相邻节点或者同层节点之间一般不进行信息交换，一般采用同轴电缆。 树型网具有组网灵活、成本低、扩充方便等优点，目前较大规模的局域网多采用树型网。25256.2 6.2 因特网基础知识因特网基础知识 6.2.1 因特网的产生因特网的产生 6.2.2 因特网的核心：因特网的核心：TCP/IP 6.2.3 IP地址地址 6.2.4 域名与域名系统域名与域名系统26266.2.2 6.2.2 因特网的核心因特网的核心：TCP/IP 因特网的通信协议有100多种，由于其他协议均依赖于TCP/IP，因此TCP/I

14、P协议作为因特网协议的统称。 TCP协议负责在发送端分割数据并在接收端还原数据，IP协议负责数据包的传送格式和传输路径。 TCP/IP 协议使用分组交换技术，将数据分组，基本单位是数据包，发送数据时，由TCP（Transmission Control Protocol）协议在发送端将数据分为若干个数据包，每个数据包在包头标有编号，以便在接收端将数据按原来格式重组，然后由IP（Internet Protocol）协议为每个数据包加上接收主机的地址，完成传输。27271.1.应用层包含的协议 SMTP简单邮件传送协议：提供了ASCII码电子邮件的传送服务 DNS域名系统协议：提供主机名到IP地址的

15、转换服务 Telnet远程登录协议：为使用网络中的远程主机所提供的虚拟终端服务 FTP文件传送协议：为计算机之间提供文件的传送及其他文件操作服务 NetBIOS网络基本输入输出系统协议：提供PC机的通信服务 HTTP超文本传输协议：用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器28282.运输层（传输层）包含的协议 TCP传输控制协议：提供基于连接的、可靠的字节流传送服务。 UDP用户数据报协议：提供用户数据报服务。 NVP网络声音协议：提供声音传送服务。29293.网络层包含的协议 IP网际协议：为传输层提供网际传输服务。 ICMP网际控制报文协议：允许其他主机或路由器报告IP的服务情况。 ARP

16、地址转换协议：将第3层的IP地址转换成第1层的网络物理地址。 RARP反向地址转换协议：将第1层的网络物理地址转换为第3层的IP地址。30304.物理层数据链路层包含的协议 这两层主要是访问具体的物理网。 TCP/IP协议组织传送信息的方式为：用户通过第一层应用层软件发出服务请求，经过第二层传输层控制信息的完整发送，到第三层网际层将信息分为若干个信息包分组发送，最后到达某个具体的物理网。31316.2.3 IP6.2.3 IP地址地址 网络地址指连入网络的计算机的地址编号，唯一地标识每台计算机。这个地址编号就叫IP地址，即用因特网协议语言表示的地址。 IP地址是一个32位的二进制数，用4个字节

17、表示，分4组，每组8位，由小数点分开，如11010011.01000100.11010000.00001100。 便于记忆用十进制表示：2，每组数的范围为0-255，这种书写方法叫做点数表示法。3232IPIP地址的分类地址的分类 IP地址按节点所在网络规模分为A，B，C三类 A类地址类地址：第一位是0，紧跟的7位是网络地址，最后24位是主机地址。A类网络的地址为1-126（其中0和127有特殊规定），每个A类网络可以包含16777214台主机。全世界只有很少的组织可以拥有A类地址。 B类地址类地址：前两位是10，后面14位是网络地址，最后16位则是主机地址。B类网络的

18、地址是128-191，而每个B类网络可以包含65534台主机。3333 C类地址：类地址：前三位是110，其后21位是网络地址，最后8位是主机地址。C类网络的地址前8位是192-223，每个C类网络可以包含254台主机 D类地址类地址：用途比较特殊，称为广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用。 E类地址：类地址：保留地址，将来使用。 34346.2.4 6.2.4 域名与域名系统域名与域名系统 域名：通过一个有意义或易记忆的名字代表难记忆的IP地址，这个名字就是域名。 域名地址和IP地址实际上是同一个东西，只是外表形式上不同。访问某站点时，可输入这个站点的IP地址，也可输入域名地址。 域

19、名服务器：域名地址和对应的IP地址相转换的信息存放在服务商（Internet Service Provider，ISP）的域名服务器上。输入一个域名地址，域名服务器就会搜索其对应的IP地址，然后访问到该地址所表示的站点。3535 域名系统采用层次结构，按地理域或机构域进行分层。采用圆点将各个层次隔开，从右到左依次为最高域名段、次高域名段等，最左的一个字段为主机名。 例如，天津外国语大学的域名为，可知这台主机名是www，它属于tjfsu（天津外国语大学），机构性质edu表示属于教育网，顶级域名cn，表示其地理位置为中国。3636 顶级域定义为两类：机构域和地理域。以国家或地区代码命名的地理性域名

20、，一般用两个字符表示一个国家或特定地区。 表6-3 常用的顶级域名、机构域名37376.3 6.3 因特网的资源与应用因特网的资源与应用 6.3.1 6.3.1 接入因特网的方式接入因特网的方式 6.3.2 6.3.2 因特网的资源与浏览因特网的资源与浏览 6.3.3 6.3.3 网上搜索信息网上搜索信息 6.3.4 6.3.4 网上收发邮件网上收发邮件 6.3.5 6.3.5 其他因特网服务其他因特网服务38386.3.1 接入因特网的方式 1通过局域网接入：通过局域网接入：单位的局域网通过ISP接入因特网，局域网内的用户无需增加设备就可以访问因特网资源。局域网一般都是通过高速专线和因特网连

21、接，该接入方式速度快，速度与专线的带宽和局域网内的用户数量有关。3939 2通过社区宽带接入通过社区宽带接入 ISP开始采用FTTB（Fiber To The Building，光纤接入到楼）+LAN的方式，即采用以太网双绞线综合布线来构建小区宽带网络。采用光纤接到楼，再通过网线入户，为整幢楼或小区提供共享带宽（通常是10Mb/s）。简单地讲就是ISP将局域网技术加以改造后在小区的应用。用户只需设置好ISP提供的TCP/IP参数就可以了。4040 3ADSL宽带接入宽带接入 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)非对称数字线路，在普通电话线上传输高速数

22、字信号的技术。由于下载速度远高于上传速度，因此称为“非对称”。 ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方由ISP将用户原有的电话线串接入ADSL局端设备；用户端将电话线连上滤波器，滤波器与ADSL MODEM之间用一条两芯电话线连上，ADSL MODEM与网卡间用一条交叉网线连通即可。4141 4. DDN专线 对带宽要求比较高，如企业网站。速率比较高，范围从64kbit/s-2Mbit/s，有固定的IP地址，可靠的线路运行，永久的连接等。但整个链路被企业独占，费用很高，性价比太低。 5. 卫星接入 卫星接入适合偏远地方，用户一般需安装一个甚小口径终端（VSAT），包括天线和其他

23、接收设备，下行数据的传输速率一般为1Mbit/s左右，上行通过PSTN或者ISDN接入ISP。终端设备和通信费用都比较低。4242 6. 光纤接入 在高速城域网，主干网速率可达几十Gbit/s，可以铺设到用户的路边或大楼，可以100Mbit/s以上的速率接入。适合大型企业。 7. Cable Modem接入 随着我国有线电视网遍布全国，很多的城市提供了Cable Modem接入internet的方式，速率可以达到10MBit/s以上，但是Cable Modem的工作方式是共享带宽的，所以有可能在某个时间段出现速率下降的情况。4343 8. 无线接入 无线接入技术较多的是Wi-Fi Hotspo

24、ts（热点）。Wi-Fi(wireless fidelity)是一种无线局域网技术。在无线传输的安全性比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面则要略胜一筹。Wi-Fi的覆盖范围达300英尺左右（约合90米）4444 1WWW概念概念 WWW是World Wide Web的缩写，也称万维网，是Internet上一种高级的基于超文本的信息检索和浏览方式，是Internet用户最重要、使用最多的信息查询服务系统。 WWW的信息资源主要由Web文档（Web页）构成，Web 页采用超级文本（Hyper Text）的格式，含有超级连接使得Web页可以指向其他Web页或其本身内部特定位置，Web页相互链接

25、交织为网状。6.3.2 因特网的资源与浏览4545 2统一资源定位器统一资源定位器URL 统一资源定位器Uniform Resource Locator，是专为标识Internet网上资源位置而设的一种编址方式。网页地址即是URL，一般由三部分组成： ：/，如：http:/ http指通讯协议为超文本传输协议，表示资源所在位置服务器的域名，/learning/English是网页所在路径，welcom_msg.html是相应的网页文件4646 搜索引擎：用来搜索网上信息资源的工具，可以搜索网页、FTP文档、新闻组及各种多媒体信息。搜索引擎通过采用分类查询方式或主题关键字两种方式获取特定信息的。 1常用