新编计算机导论 课件 4-计算平台-网络系统

计算平台新编计算机导论网络系统计算机网络概述01计算机网络的体系结构03网络互连与协议02网络安全04本节CAPACITY内容导读计算机网络产生与发展计算机网络的产生源于美国军方需要，1960’s年代，美国国防部认为，如果仅有一个集中的军事指挥中心，万一该中心被摧毁，全国的军事指挥将处于瘫痪。有必要设计这样一个指挥系统—它必须由一个个分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后其它点仍能正常工作，而这些分散的点又能通过某种形式的通讯网取得联系。随后建立的具有四个结点的ARPANET（AdvancedResearchProjectsAgencyNET）成为全球互联网的鼻祖，到20世纪90年代，Internet逐步取代ARPANET，成为世界上信息资源最为丰富的互联网络将地理位置不同且能独立工作的多个计算机通过通信线路连接，由网络软件实现资源共享的系统，即计算机网络。在网络系统中，一个结点可以是一台计算机、一个硬件部件、也可以是一个软件服务或数据资源1计算机网络计算机网络概述要实现多个计算机间相互通信与资源共享，首先需要使用路由器、交换机等网络互连设备实现计算机间的物理连接。为使不同结点间实现网络互连，并且能够无障碍的发送与接收信息，就需确定在通信过程中双方应遵循的规则，也称为网络协议2网络互连与协议网络互连与协议网络系统中有两类结点：结点间通过线相连2网络互连与协议网络互连一类为计算机、手机等终端结点另一类是将终端结点或其所在网络连接起来的、用于转换信息的转接结点，此类结点也称互连设备线指各种传输介质，包括有线和无线两类，如双绞线、光纤、蓝牙等结点与线的不同连接形式，构成了不同的网络拓扑结构连接方式：总线结构的优点2网络互连与协议总线结构所有站点共享同一条通信线路。结构简单/布线容易/可靠性高/易于扩充。节省连接线/连接成本较低。总线结构的缺点传输能力低，同一时刻只能有一个结点发送数据，存在总线的使用权争用。连接方式：星形结构的优点2网络互连与协议星形结构各工作站点都通过单独的通信线路与中心结点直接连接。处于中心结点的设备一般是集线器或交换机。结构简单/易于维护和扩充。某个工作站点出现故障不会影响其他结点和全网的工作。星形结构的缺点需要的连接线较多/连接成本较高。一旦中心结点出现故障，将导致整个网络瘫痪。连接方式：环形结构的优点2网络互连与协议环形结构所有站点连接在一个封闭的环路中。一个站点发出的数据要通过所有的站点，最后回到起始站点。结构简单/数据在网络中沿环单向传送。不存在对中心结点的依赖。环形结构的缺点新增节点较困难、可靠性差。需要一种控制方法来决定每个结点何时能够发出数据。连接方式：树形结构的优点2网络互连与协议树形结构从星形结构演变而来。各结点按一定的层次连接起来。可靠性高易于扩充网络结点和分支。树形结构的缺点使用的连接线较多。整个网络对根结点的依赖性大连接方式：网状结构的优点2网络互连与协议网状结构每个结点通过多条链路与其他结点相连。可靠性高、数据传输速度快。广域网多采用网状结构。网状结构的缺点结构复杂/连接成本比较高。不易管理和维护。连接方式：混合型结构的优点2网络互连与协议混合型结构混合型拓扑是将两种或多种单一拓扑结构混合起来，取它们的优点构成的拓扑。故障诊断和隔离较为方便。易于扩展、安装方便。混合型结构的缺点需要选用智能网络设备，网络建设成本比较高。利用互连设备单纯实现计算机间的物理连接并不能实现计算机间无歧义、精确的通信。相互通信的计算机间必须遵守一整套合理而严谨的管理体系以使其高度协调地工作。2网络互连与协议网络协议概述连接到网络中的结点可能使用不同的传输介质、采用不同的操作系统、具有不同的软/硬件和接口、不同的应用环境等这套管理体系称为计算机网络的互连协议，也叫网络协议(networkprotocol)，采用层次化的管理模式。在网络系统中，把计算机网络的各层及其协议的集合，称为计算机网络的体系结构。计算机网络体系结构：3计算机网络的体系结构网络体系结构的定义OSI/RM七层模型：由国际化标准组织ISO制定的开放互联参考模型TCP/IP体系结构：目前最完整、被普遍接受的通信协议标准，也是Internet的基础3计算机网络的体系结构开放系统互连参考模型（OSI/RM）TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）协议由应用层、运输层、网络层和网络接口层四层构成TCP/IP参考模型3计算机网络的体系结构Internet网络体系结构以TCP/IP为核心OSI/RM与TCP/IP对照每一层都利用下层提供的服务与对等层通信，每一层都使用自己的协议。3计算机网络的体系结构对等层通信数据的封装和解封装过程3计算机网络的体系结构3计算机网络的体系结构发送信息时，发送端对信息的处理依次通过应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层五层进行。信息的发送过程3计算机网络的体系结构设备产生的信息可以直接发送到传输网络中，也可以先由设备发送至所在的局域网，然后再将信息发送到传输网络中，直至到达接收端。网络信息安全含义4网络安全网络信息安全概述网络上的信息安全，是指网络系统的硬件、软件及系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠、正常地运行，网络服务不中断。网络安全包括四个方面的目标机密性（confidentiality）端点鉴别（end-pointauthentication）报文完整性（messageintegrity）运行安全性（operationalsecurity）安全机制网络存在的安全威胁及安全机制窃听、伪造、篡改、非法访问、冒充重演、恶意攻击、恶意软件、行为否认、内部泄露和破坏4