计算机网络基础

计算机网络基础第一页，共四十页，编辑于2023年，星期一参考资料教材：计算机网络技术与应用董吉文主编电子工业出版社参考教材：计算机网络技术与应用乔正洪主编清华大学出版社计算机网络基础与Internet应用(第三版)刘兵编著中国水利水电出版社计算机网络实用技术教程李冬主编清华大学出版社第二页，共四十页，编辑于2023年，星期一要求总学分：2考核方式：考查总学时：40学时（理论课16学时，实验课24学时）第三页，共四十页，编辑于2023年，星期一主要内容计算机网络基础计算机局域网网络操作系统Internet应用网页制作网络安全技术简介第四页，共四十页，编辑于2023年，星期一ITnews谷歌推出Chrome浏览器

电脑报：泄露个人信息将遭立法严惩

前微软高管出任盖茨基金会CEO联想笔记本电脑降价20%抢低端市场份额与番茄花园有染红果公司老总自投罗网杨元庆：借奥运火势联想跨入500强第五页，共四十页，编辑于2023年，星期一Contents计算机网络概述计算机网络的分类和组成计算机网络的拓扑结构计算机网络体系结构IP地址的分类、子网掩码及IPv6协议计算机网络互联设备计算机网络应用模式第六页，共四十页，编辑于2023年，星期一1.1计算机网络概述网络：是由一系列复杂的人或事务组成的系统。（电话网，铁路网，神经系统网络等）计算机网络：就是把分布在不同地理位置的计算机通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现互相通信及网络资源共享的系统。第七页，共四十页，编辑于2023年，星期一计算机网络的演变诞生阶段：

20世纪60年代中期之前，以单个计算机为中心的远程联机系统，实现远程控制。如飞机订票系统。形成阶段：

20世纪60年代中期至70年代，以多个主机通过通信线路互连起来，为用户系统服务。互联互通阶段：

70年代末至90年代，具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化。即TCP/IP、OSI。高速网络技术阶段：

20世纪90年代末至今，出现光纤、高速网络技术、多媒体网络等。Internet为代表的互联网。第八页，共四十页，编辑于2023年，星期一网络硬件和软件

资源硬件：计算机、输入/输出设备网络硬件(服务器、工作站、共享的外围设备)

通信硬件：网络互联设备及通信线路

(网卡、通信线路、通信设备)

系统软件软件资源应用软件第九页，共四十页，编辑于2023年，星期一资源硬件服务器：它是网络的核心，网络中共享的资源大多集中在服务器上。它装有网络操作系统，具有网络管理、资源共享、管理网络通信、为用户提供网络服务的功能等。工作站：除服务器以外的联网计算机。共享的外围设备：各种打印机、绘图仪、磁带机、硬盘、光盘驱动器等。第十页，共四十页，编辑于2023年，星期一通信硬件网卡：计算机与电缆系统的物理连接，提供数据传输功能。每台入网的计算机都通过网卡的电缆接头接入网络。通信线路：是网络的数据传输通路，包括传输介质、相应的接口插件，常用的传输介质有：双绞线和光缆。通信设备：主要用来延长传输距离和便于网络布线。中继器、集线器、交换机、路由器等。第十一页，共四十页，编辑于2023年，星期一网络软件网络协议和协议软件：通过协议程序实现网络协议功能。网络通信软件工作站：实现网络工作站之间的通信。网络操作系统：实现系统资源共享、管理用户对不同资源访问的应用程序。网络管理及应用软件：对网络资源进行管理和维护，为用户提供服务。第十二页，共四十页，编辑于2023年，星期一计算机网络的功能数据通信：最基本的功能。资源共享：网络中的用户都能部分或全部的享受软件、硬件和数据资源。分布处理：分布式计算。第十三页，共四十页，编辑于2023年，星期一1.2计算机网络的分类和组成按网络的覆盖地理范围划分，分为：局域网、城域网、广域网。第十四页，共四十页，编辑于2023年，星期一计算机网络的分类局域网特点：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。典型代表：以太网、令牌环网城域网（MAN）特点：是LAN的一个延伸，连接距离更长，计算机数量更多，通常连接着多个LAN。广域网（WAN）特点：速度慢、延迟长、入网的站点不参与网络管理，而由复杂的互联设备处理。Internet第十五页，共四十页，编辑于2023年，星期一计算机网络的组成通信子网：负责数据通信的设备与通信线路。两种通信子网类型：点对点、广播式计算机网络资源子网：负责数据处理以实现网络资源共享的计算机与终端。第十六页，共四十页，编辑于2023年，星期一1.3计算机网络的拓扑结构将网络中的设备定义为节点，把两个设备之间的连接线路定义为链路。计算机网络是由一组节点和链路组成的几何图形，它反映了网络中各种实体间的结构关系。第十七页，共四十页，编辑于2023年，星期一网络拓扑结构混合拓扑结构混合使用总线拓扑星型拓扑树型拓扑环形拓扑第十八页，共四十页，编辑于2023年，星期一总线型结构总线型拓扑结构:是指网络中的计算机和其他通信设备均连接到一条公用的总线上，所有结点共同使用这条总线，共享总线的全部带宽。特点：一个节点向另一个节点发送数据时，所有节点都被动的侦听该数据，只有目标节点接收并处理数据。容易实现，组建成本低，但扩展性较差，容错能力较差。很少采用单纯的总线型结构。第十九页，共四十页，编辑于2023年，星期一星型结构星型拓扑结构:网络中的每个节点通过一个中央设备连接在一起。中心节点是主节点，网络中的各个节点通过点到点的方式连接到一个中心节点上，再由中心节点向目的节点传输信息。特点：由于使用中央设备作为连接点，可以很容易地移动、隔绝或与其他网络连接，更易于扩展，是目前局域网中最常用的，以太网大都使用星型拓扑结构。第二十页，共四十页，编辑于2023年，星期一树型结构树型结构：是星型结构的一种变形。它将原来用单独链路直接连接的节点通过多级处理主机进行分级连接。特点：与星型结构相比降低了通信线路的成本，但增加了网络复杂性。网络中除最低层节点及其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。第二十一页，共四十页，编辑于2023年，星期一环型结构环型结构：每个节点与两个最近的节点相连接以使整个网络形成一个环形，数据沿着环路逐点传输。特点：单纯的环型拓扑结构非常不灵活或不易于扩展。不同的网络拓扑结构适用于不同的网络规模。在一个实际的网络中，可能是上述几种网络构型的混合。局域网常采用星型、环型、总线型或树型结构；树型在广域网中比较常见。第二十二页，共四十页，编辑于2023年，星期一1.4计算机网络体系结构网络体系：是为了完成计算机之间的通信合作，把计算机互联的功能划分成有明确定义的层次，规定同层次通信的协议及相邻层之间的接口及服务等。网络体系结构：指这些同层进程通信的协议及相邻层之间的接口。网络协议：指网络数据交换而制定的规定、约束与标准。(是什么，怎么做，执行顺序)计算机网络体系结构：指计算机网络层次结构模型和各层协议的集合。它是关于计算机网络系统应设置多少层，每个层能提供哪些功能的精确定义，以及层之间的关系如何联系在一起。第二十三页，共四十页，编辑于2023年，星期一网络体系结构的分层原理在网络分层当中，每一层是其下一层的用户，同时又是其上一层的服务提供者。网络体系分层有以下好处：独立性强：每一层都具有相对独立的功能功能简单：各层完成其特定的功能，每一层都为上一层提供某种服务适应性强：只要层间接口不变，变化不会影响别层易于实现和维护：第二十四页，共四十页，编辑于2023年，星期一OSI/RM国际标准化组织（ISO）制定了开放系统互联参考模型OSI/RM（OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel），从而形成了网络体系结构的国际标准。OSI构造了七层模型：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层.不同系统对等层之间按相应协议进行通信，同一系统不同层之间通过接口进行通信.第二十五页，共四十页，编辑于2023年，星期一OSI参考模型第二十六页，共四十页，编辑于2023年，星期一OSI七层模型物理层：是所有网络的基础。处在OSI的最低层，为信息流提供物理传输通道。这一层将比特流转换成易于介质传输的电、光等信号。

数据链路层：将原始的物理连接改造成无差错的数据链路。数据链路层利用物理层所建立的链路，将报文从一个节点传输至另一个节点。

网络层：主要任务是在通信子网中选择适当的路径。传输层：通过通信线路在不同机器之间进行程序和数据的交换。第二十七页，共四十页，编辑于2023年，星期一OSI七层模型会话层：实现各个进程之间的建立、维护和结束会话连接的功能表示层：是在网络内部实现不同语句格式和编码之间的转换和表示，为应用层提供服务应用层：是OSI的最高层，是网络与用户应用软件之间的接口。如文件传送，远程用户登录，电子邮件等。第二十八页，共四十页，编辑于2023年，星期一TCP/IP体系结构（协议）TCP/IP(TransferControlProtocol/InternetProtocol)传输控制协议/网际协议TCP/IP是一个四层的体系结构:应用层、传输层、网络层、网络接口层。TCP/IP专门设置了网络层，它是整个模型中的核心和关键，该层运行的协议就是IP协议。OSI模型结构TCP/IP模型TCP/IP协议簇应用层应用层HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、Telent、RPC、DNS、Ping、……表示层会话层传输层传输层TCP、UDP网络层网络层IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP数据链路层网络接口层Ethernet、ATM、FDDI、X.25、PPP、Token-Ring物理层第二十九页，共四十页，编辑于2023年，星期一TCP/IP四层协议网络接口层:TCP/IP与各种物理网络的接口，网络接口层负责接收数据报，并把数据报发送到指定的网络上。网络层:它解决两个不同IP地址的计算机之间的通信问题。其中包含的IP协议是Internet中的基础协议,主要功能是进行寻址和路由选择，并将数据包从一个网络转发到另一个网络。传输层（TCP层）：作用是负责将源主机的报文分组发送到目的主机，有两个协议：传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。应用层：将OSI的高三层合并为一层。它为用户提供调用和访问网络上的各种应用程序的接口，并向用户提供各种标准的应用程序及相应的协议。

第三十页，共四十页，编辑于2023年，星期一IP协议只负责数据的传输TCP协议负责数据的可靠传输第三十一页，共四十页，编辑于2023年，星期一IP地址与子网掩码IP地址：指给在Internet中的所有主机和路由器都分配了一个地址。IP地址：是由四个字节组成（32位二进制），分成四组，每组一个字节（8位二进制），中间用.隔开IP:40(11001010.01100011.01100000.10001100)IP地址由网络标识和主机标识两部分组成，网络标识相同的计算机处于同一个网络之中。IP地址一般划分为五类：A、B、C、D、E，目前常用的为前三类。IP地址：类别网络号主机号第三十二页，共四十页，编辑于2023年，星期一IP地址分类A类：最高位为0，前8位为网络地址，后24位为主机地址。编址范围：—55。主要用于拥有大量主机的网络。特点是网络数量少，而拥有的主机数量多。B类：最高位为10，前16位为网络地址，后16位为主机地址。编码范围：—55。主要用于中等规模的网络.特点是网络相对比较多，网络的主机数也多。Ｃ类：最高位为110，前24位为网络地址，后８位为主机地址。编码范围：—55。主要用于小型网络。网络数多，而主机数量少。第三十三页，共四十页，编辑于2023年，星期一子网掩码将主机地址部分划分出一定位数作为网络地址，剩余的位数作为主机地址,来划分子网扩充网络地址。IP地址：子网掩码：是32位的数字，把IP地址中表示网络的部分置为1，表示主机的部分置为0，这样用户就可以通过子网掩码来找到IP地址的网络部分从而完成路由选择。网络标识子网标识主机标识第三十四页，共四十页，编辑于2023年，星期一子网掩码：屏蔽掉主机的ID部分591子网掩码与运算与运算第三十五页，共四十页，编辑于2023年，星期一Ipv6协议IPv6是“InternetProtocolVersion6”的缩写，它是IETF设计的用于替代现行版本IP协议IPv4的下一代IP协议。IPv6具有长达128位的地址空间，可以彻底解决IPv4地址不足的问题。128位地址被划分成8个16位的部分，每部分用16进制表示。IPv6地址申请第三十六页，共四十页，编辑于2023年，星期一1.5计算机网络互联设备物理层：主要有中继器和集线器。可以将一个传输介质传输过来的二进制信号位进行复制、整形、再生和转发。数据链路层：主要有网桥和交换机。用于网络中节点的物理地址进行过滤、网络分段以及跨网段数据侦的转发。网络层：主要是路由器，通过它可以把不同的网络