大学计算机应用教程第六章

1、第六章 计算机网络基础,第一节 计算机网络的基本概念 第二节 局域网技术 第三节 广域网技术 第四节 因特网基础,第六章 计算机网络基础,主要内容：,本章介绍了计算机网络的的基本概念。内容涉及计算机网络的定义、功能、组成、拓扑结构，以及目前流行的计算机局域网技术、广域网技术。最后介绍了因特网的基础知识。,第六章 计算机网络基础,第一节 计算机网络的基本概念,计算机网络的发展与展望 计算机网络的定义与功能 资源子网和通信子网 计算机网络的分类,第六章 计算机网络基础,计算机网络的发展与展望,1. 计算机网络的发展 第一代计算机网络面向终端的计算机网络 第二代计算机网络计算机通信网络 第三代计算机

2、网络 网络体系结构和协议标准化的计算机网络 第四代计算机网络 高速化和综合化的计算机网络,第六章 计算机网络基础,计算机网络的发展与展望,2计算机网络的展望 计算机网络将进一步朝着开放、综合、高速、智能的方向发展，必将对未来的经济、军事、科技、教育与文化等诸多领域产生重大的影响。,第六章 计算机网络基础,计算机网络基本概念,以资源共享观点定义为： 将相互独立的计算机系统以通信线路相连接，按照全网统一的网络协议进行数据通信，从而实现网络资源共享的计算机系统的集合。,什么是计算机网络？,一群自治的计算机 系统的集合。,技术支持：计算机 技术和通讯技术。,计算机网络组件,计算机 服务器： 为网络上的

3、其他计算机服务的功能强大的计算机。 客户机： 使用服务器所提供服务的计算机。 同位体： 可同时作为客户机和服务器的计算机。,计算机网络组件,介质：网络上设备之间的物理连接。 资源：在网络上客户机可获得的任何东西都可视 为资源。 用户：任何使用客户机访问网上资源的人。 协议：计算机通过网络相互对话的语言。,网络服务：网络相关软件。,计算机网络的定义与功能,2. 计算机网络的主要功能 （1）资源共享：资源共享的资源包括网内计算机的硬件、软件和信息。 （2）数据通信：网络中的计算机与计算机之间交换各种数据和信息。 （3）分布式处理：将一个大型复杂的计算问题分配给网络中的多台计算机分工协作来完成。 （

4、4）提高了计算机的可靠性和可用性：可以调度另一台计算机来接替完成出现故障计算机的计算任务。,第六章 计算机网络基础,资源子网和通信子网,计算机网络必须具有数据处理和数据通信两种能力。,第六章 计算机网络基础,通信子网,资源子网,主机,主机,主机,通信控制 处理机,通信线路,计算机网络的分类,1.根据网络的覆盖范围与规模 局域网：覆盖的地域范围一般不超过几十公里，常在公司、机关、学校、工厂等范围。 广域网：广域网可以覆盖一个地区、国家、甚至横跨几个洲而形成国际性的广域网络。 城域网：城域网所覆盖的地域范围介于局域网和广域网之间，一般从几十公里到几百公里的范围。,第六章 计算机网络基础,计算机网络

5、的分类,2.根据网络通信信道的数据传输速率 10M网络 100M网络 1000M网络 3.根据网络的信道带宽 窄带网 宽带网 超宽带网,第六章 计算机网络基础,第二节 局域网技术,局域网的定义与特点 局域网的主要技术 以太网 无线局域网 高速局域网 网络操作系统 以太网的组网技术,第六章 计算机网络基础,局域网的定义与特点,1. 局域网定义 在小范围内将多种通信设备互连起来构成的通信网络。 2. 局域网的特点 （1）局域网覆盖一个有限的地理范围。易于建立、维护和扩展。 （2）局域网是一种通信网络，从网络体系结构来看，只包含OSI中的物理层、数据链路层和网络层。 （3）连入局域网的数据通信设备是

6、广义的，包括计算机、终端、电话机等多种通信设备。 （4）局域网的数据传输速率高、误码率低。目前局域网的数据传输速率在10Mbps10000Mbps之间。,第六章 计算机网络基础,局域网的主要技术,局域网中涉及的主要技术因素包括： 网络拓扑结构 传输介质 介质访问控制方法,第六章 计算机网络基础,局域网的主要技术,1. 网络拓扑 （1） 总线型拓扑结构 （2）星型拓扑结构 （3）树型拓扑结构,第六章 计算机网络基础,按软硬件分类,网络连接设备 传输介质,以太网,1传统以太网 传统以太网的典型代表是10Base-T标准以太网。它采用双绞线构建以太网，结构简单，造价低廉，维护方便，因而应用广泛。 采

7、用非屏蔽双绞线组建 10Base-T标准以太网时， 集线器(Hub)是以太网的 中心连接设备。,第六章 计算机网络基础,以太网,2交换式以太网 如果将传统以太网的中心结点置换成以太网交换机，则构成交换式以太网。 目前以太局域网交换机使用最多，相应类型有：只支持10Mbps端口的、只支持100Mbps端口的、只支持1000Mbps端口的以太局域网交换机和带有10Mbps/100Mbps端口自适应的以太局域网交换机。,第六章 计算机网络基础,无线局域网,无线局域网中采用的传输介质有两种：无线电波和红外线，其中无线电波按国家规定使用某些特定频段，如我国一般使用2.4G2.4835GHz的频率范围。,

8、第六章 计算机网络基础,高速局域网,1高速以太网 高速以太网的数据传输速率在介质访问控制方法上仍采用传统以太网中采用的CSMA/CD方法。 常用的两种高速以太局域网包括： （1）快速以太网（Fast Ethernet） 数据传输速率为100Mbps，保留着10Base-T的所有特征。 （2）千兆位以太网(Gigabit Ethernet) 千兆位以太网的数据传输速率达到1000Mbps，仍保留着10Base-T以太网的所有特征。,第六章 计算机网络基础,高速局域网,2FDDI 光纤分布式数据接口(FDDI，Fiber Distributed Data Interface) 是一种以光纤作为传输

9、介质的、高速的、通用的令牌环型网标准。,第六章 计算机网络基础,高速局域网,3ATM 异步传输模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）是新一代的高速分组交换技术，数据传输速率可达155Mbps2.4Gbps。ATM技术不仅可以用于广域网也可用于局域网和无线网。它是宽带综合业务数字网B-ISDN中使用的数据交换技术。,第六章 计算机网络基础,网络操作系统,1网络操作系统的基本概念 网络操作系统既可以管理本机资源，也可以管理网络资源，既可以为本地用户，也可以为远程网络用户服务。 网络操作系统利用局域网提供的数据传输功能，屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为高层网络用户提供共

10、享网络资源、系统安全性等多种网络服务。,第六章 计算机网络基础,网络操作系统,2网络操作系统的类型 网络操作系统可以按其软件是否平均分布在网中各结点而分成对等结构和非对等结构两类。 对等结构网络操作系统，是指安装在每个连网结点上的操作系统软件均相同，局域网中所有的连网结点地位平等，并拥有绝对自主权。,第六章 计算机网络基础,网络操作系统,非对等结构网络操作系统将局域网中结点分为服务器和工作站。非对等结构以集中方式管理局域网的共享资源， 能实现网络资源的合理配置与利用。,第六章 计算机网络基础,网络操作系统,3网络操作系统实例 目前，服务器/客户机模型中流行的网络操作系统主要有： Microso

11、ft公司的Windows NT Server、Windows 2000 Server操作系统。 Novell公司的NetWare操作系统。 IBM公司的LAN Server操作系统。 UNIX操作系统。 Linux操作系统。,第六章 计算机网络基础,以太网的组网技术,1对等式以太网的组网技术 双机互联可组成一个最小规模的对等式网络。硬件只需要网卡和双绞线。,第六章 计算机网络基础,以太网的组网技术,2非对等式以太网的组网技术 基本硬件设备包括：服务器、工作站、 带有RJ-45接口的以太网卡、集线器(Hub)、 非屏蔽双绞线(UTP)和RJ-45连接头。,第六章 计算机网络基础,第三节 广域网技

12、术,分组交换技术 典型的广域网络,第六章 计算机网络基础,分组交换技术,1数据报分组交换技术 在数据报分组交换中传送的数据被称之为数据报。发送端将一个报文的若干个分组依次发往通信子网。通信子网中的每个结点独立地进行路由选择。,第六章 计算机网络基础,分组交换技术,2虚电路分组交换技术 虚电路分组交换是一种面向连接的分组交换。虚电路交换技术的基本思想是：在分组发送前，发送端与接收端需要先建立一个逻辑连接，即建立一条虚电路；然后各分组依次经这条虚电路传送，并在途经的各个结点上有接收、存储和转发的过程；数据传输结束后，这条虚电路被拆除。 虚电路的工作过程可分为虚电路建立，数据传输和虚电路拆除三个阶段

13、。,第六章 计算机网络基础,一种错误概念“宽带”相当于“多车道”,多车道公路是并行传输,100101110100100111010001011010,通信线路上通常都是串行传输,正确的概念,A,B,A,B,宽带线路,窄带线路,正确的概念 宽带线路：每秒有更多比特从计算机注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。,信息在网上的传输,包交换（Packet Switch） 在计算机通信中数据是以包（Packet）为单位进行 传输的。每个结点在交换数据时要确定包的传输路 径和处理数据在传输中发生的差错。,计算机网络基本概念,A,B,C,D,F,E,G,数据交换方式 电话交换（不经济)

14、基于存储转发的分组交换 分组交换（packet switching），将数据分段，将每一段加上地址和控制信息（首部），加在数据的右边，这就是分组（或数据包） 存储转发：将数据发到路由器，路由器先将数据存起来，然后查路由表，查目的地，根据你要到的目的地的IP地址查下一路由器，到了下一路由器，再存起来，再查路由表，直到目的地,101000110111.1110111011111111,10100011,111111111,首部,首部,首部,.,101000110111.1110111011111111,发送数据,接收数据,10100011,111111111,.,TCP/IP协议（一个协议簇） I

15、P（Internet Protocol）网际协议 ：提供一种从源端到目的端传输数据包的最佳尝试方法 （在网络层） TCP传输控制协议：协议负责管理被传送信息的完整性，进行差错控制 其它协议,应用程序协议很多，例如：TELNET、FTP、HTTP等，负责将网络传输的信息转换成用户能够识别的信息。,TCP/IP协议,TCP/IP协议是由美国国防部高级计划研究署（ARPA）推动研究的一个网络通讯协议，主要用来规范网络中主机之间通讯时数据的格式和传输的方式，是Internet的基础协议，当前使用的主要是第四版，简称IPv4。 IPv4地址面临着枯竭的危险， 于是出现了IPv6。IPv6采用128位地址

16、形式取代原来32位IP地址，并且将128位地址分为8组，每组采用十六进制数表示，组间用“：”分割，其形式如下： FE80:0000:0000:0000:0006:0600:00ac:e45f 也可以简单的写为： FE80:6:600:ac:e45f,因特网的体系结构,网络互联,是在各种不同的网络技术之上，再增加一个特殊 的“互联网络协议”层，来互联不同的网络。v,IP,TCP,应用程序,/internet-history/,认识因特网,问题：在局域网中也得采用TCP/IP协议集吗？,因特网的组成,物理网 实现信息流的传送,协议 共同遵守的交流规范,应用软件

17、是我们与网络打交道的交互界面,信息 网络的灵魂,认识因特网,协议,协议是计算机在物理网上进行通信所需要共同遵守的语言规范。,OSI 模 型,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,传输层,链路层,网络层,Telnet,FTP,HTTP,SMTP,TCP,UDP,IP ICMP ARP RARP,DoD 模 型,认识因特网,LLC(Logical Link Access),MAC(Media Access Control),Hardware,典型的广域网络,1公用电话交换网(PSTN) PSTN是以模拟技术为基础的电话交换网络。传输速率为9.6Kbps56Kbps。家

18、庭中常用的利用MODEM上网，就是利用PSTN实现数据传输。 2公用分组交换网 公用分组交换网是基于X.25协议，以数据通信为目的的公用数据网。目前主要用于中、低速率的数据传输。传输速率小于或等于64Kbps。,第六章 计算机网络基础,典型的广域网络,帧中继网 帧中继网在X.25的基础上，简化了控制操作 ，实现快速交换。 4数字数据网（DDN） DDN即是数据租用专线。金融、证券等行业常用DDN专线组建自己的专用网络。 5综合业务数字网（ISDN） ISDN以公用电话网为基础，可以让用户同时上网和打电话。,第六章 计算机网络基础,第四节 因特网基础,因特网的发展 因特网的物理结构与工作模式 I

19、P地址 域 名 因特网的接入 网络安全和网络管理 企业内联网和企业外联网,第六章 计算机网络基础,因特网的发展,1969年11月，ARPANET通过租用电话线路将分布在美国不同地区的4所大学的主机连成一个网络。 1984年，美国国家科学基金会(NSF)决定组建NSFNET。通过56Kbps的通信线路将美国6个超级计算机中心连接并与ARPANET相连。 其他一些国家、地区和科研机构也在建设自己的广域网络，这些网络都是和NSFNET兼容的，它们最终构成因特网在各地的基础。 20世纪90年代以来，这些网络逐渐连接到因特网上，从而构成了今天世界范围内的互联网络。,第六章 计算机网络基础,因特网的物理结

20、构与工作模式,1因特网的物理结构 因特网是将许多的广域网和局域网互相连结起来构成一个世界范围内的互联网络。网络中常见的互联设备有中继器、交换机、路由器和调制解调器。,第六章 计算机网络基础,因特网的物理结构与工作模式,2因特网的工作模式 因特网采用服务器/客户机（C/S ）的工作模式。服务器以集中方式管理因特网上的共享资源，为客户机提供多种服务。客户机主要为本地用户访问本地资源与访问因特网资源提供服务。 因特网上采用的是TCP/IP协议。TCP/IP协议的广泛应用对网络技术发展产生了重要的影响。,第六章 计算机网络基础,物理地址与IP地址,拨号用户,物理地址 00-3d-87-14-3a-d9

21、 IP地址 ,物理地址 00-0c-1b-00-5a-f6 IP地址 8,物理地址 00-60-97-CO-9F-67 IP地址 9,IP地址 7,IP地址,IP 地址是通过一个唯一的号码和一个 名字识别机器的方法。,XXX.XXX.XXX.XXX,18,网络部分+机器部分,IP地址,1IP地址结构 因特网目前使用的IP地址采用IPv4结构。层次上采用按逻辑网络结构划分。一个IP地址划分为两部分：网络地址和主机地址。,第六章 计算机网络基础,IP地址的种类,0,1,1,0,1,0,IP

22、地址,4子网和子网掩码 为了充分利用IP地址，TCP/IP协议采用了子网技术。子网技术把主机地址空间划分为子网和主机两部分，使得网络被划分成更小的网络子网。 为了确定哪几位表示子网，IP协议引入了子网掩码的概念。通过子网掩码将IP地址中分为3部分：网络地址、子网地址部分和主机地址部分。,第六章 计算机网络基础,子网与子网掩码,路由器,路由器,子网1,子网2,子网3,子网出现的原因：,更有效地使用地址空间 易于管理网络,划分管理职责 减少网络拥塞 提供额外的安全性,子网与子网掩码,TCP/IP协议使用子网掩码判断目标主机地址 是位于本地子网，还是位于远程子网。,网络号,主机号,子网号,主机号,子

23、网掩码 “逻辑位与”运算,网络号,网关（路由器）,路由器是连接网络的设备，它可以连接两个或多个网络。路由器具有判断网络地址和选择路由路径的能力，能够在不同网络的主机之间传递消息。,发送主机,路由器,目的主机,路由器,路由器,路由器,IP地址,3特殊IP地址 （1）网络地址 当一个IP地址的主机地址部分为0时，它表示一个网络地址。例如表示一个C类网络。 （2）广播地址 当一个IP地址的主机地址部分为1时，它表示一个广播地址。例如55表示一个B类网络中全部主机。 （3）回送地址 任何一个IP地址以127为第1个十进制数时，则称为回送地址。例如127.

24、0.0.1。可用于对本机进行测试。,第六章 计算机网络基础,域 名,1域名的层次结构 Internet网络信息中心NIC将顶级域名的管理授权给指定的管理机构，由各管理机构再为其子域分配二级域名，并将二级域名管理授权给下一级管理机构，依次类推，构成一个域名的层次结构。,第六章 计算机网络基础,域名系统DNS,DNS采用层次结构，入网的每台主机 都可以有一个类似下面的域名：,主机名.机构名.网络名.顶层域名,从左到右，域的范围变大,具有实际含义，比IP地址好记,域 名,2我国的域名结构 我国的顶级域名.cn由中国互联网信息中心CNNIC负责管理。顶级域cn按照组织模式和地理模式划分为多个二级域名。

25、 对应于组织模式的包括ac、com、edu、gov、net、org，对应于地理模式的是行政区代码。,第六章 计算机网络基础,域 名,第六章 计算机网络基础,域名解析： 将主机域名映射成IP地址的过程。,3. 域名解析和域名服务器,域名服务器： 域名服务器是安装有域名解析处理软件的主机，用于实现域名解析。,名字解析与地址解析,名字解析器（客户端） 域名服务器,域名,IP地址,ARP地址解析协议,物理地址,域 名,第六章 计算机网络基础,3. 域名解析和域名服务器,域名服务器构成一定的层次结构：,因特网的接入,1因特网服务提供者ISP 因特网服务提供者(ISP，Internet Service P

26、rovider) 能为用户提供因特网接入服务，它是用户接入因特网的入口点，能为用户提供多种信息服务，如电子邮件服务、信息发布代理服务等。 ISP和因特网相连，它位于因特网的边缘，用户借助ISP便可以接入因特网。,第六章 计算机网络基础,因特网的接入,2Internet接入技术 （1）电话拨号接入 这种方式下用户计算机通过调制解调器和电话网相连。这是目前家庭上网的常用方法。 调制解调器负责数字信号和模拟信号的转换。 常用的调制解调器的速率是28.8Kbps和33.6Kbps，也有的达到56Kbps。,第六章 计算机网络基础,因特网的接入,2Internet接入技术 （2）xDSL接入 DSL是数

27、字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。xDSL技术是基于铜缆的数字用户线路接入技术。 ASDL接入充分利用了现有的大量市话用户电缆资源，可同时提供传统业务和各种宽带数据业务，两类业务互不干扰。用户接入方便，仅需安装一台ASDL调制解调器即可。,第六章 计算机网络基础,因特网的接入,2Internet接入技术 （3）局域网接入 通过一个或多个边界路由器，将局域网连入因特网的ISP。用户只需要将自己的计算机通过局域网卡正确接入局域网，然后对计算机进行适当的配置，包括正确配置TCP/IP协议中的相关地址等参数，则可以访问因特网上的资源。,第六章 计算机网络基础,因特网的接

28、入,2Internet接入技术 （4）DDN专线接入 公用数字数据网DDN专线连接方式通信效率高，误码率低，但价格也相对昂贵，比较适合大业务量的用户使用。使用这种连接方式时。 （5）无线接入 无线接入技术是指接入网的某一部分或全部使用无线传输媒介，提供固定和移动接入服务的技术。它具有不需要布线、可移动等方面的优点。,第六章 计算机网络基础,TCP/IP配置的故障诊断,Ping Ping 8 Ping Ping 8,使用 Ping 诊断通信的问题,本地主机 8,远程主机 166.111

29、.32.78,,,使用Tracert实用用程序,Tracert,C:tracert Tracing route to 00 Over 1 maximum of 30 hops: 1ms 1ms C C:,网络安全和网络管理,1网络安全 （1）网络安全的威胁因素 物理破坏。 系统软件缺陷。 人为失误。 网络攻击。 计算机病毒。,第六章 计算机网络基础,网络安全和网络管理,（2）网络安全策略 物理安全。 访问控制。 数据加密。 防火墙。 防火墙技术是一种由软、硬件构成的安全系统。它设置在外部网络和内部网络之间。通过一定的安全策

30、略，可以抵御外部网络对内部网络的非法访问和攻击。目前常用的防火墙技术包括包过滤和代理服务两类。,第六章 计算机网络基础,网络安全和网络管理,2网络管理 （1）网络管理功能 网络管理功能分为5个基本模块： 配置管理模块。 故障管理模块。 性能管理模块。 安全管理模块。 计费管理模块。,第六章 计算机网络基础,网络安全和网络管理,（2）简单网络管理协议（SNMP） SNMP建立在TCP/IP协议簇中的UDP协议之上，提供无连接服务。尽管这是一种不可靠的服务，但保证了信息快速传递。 SNMP模型由3部分组成：管理进程（Manager）、管理代理（Agent）和管理信息库（MIB）。,第六章 计算机网

31、络基础,企业内联网和企业外联网,1企业内联网（Intranet） （1）Intranet的特点 采用了TCP/IP协议。 用户可以方便地访问Intranet和Internet。 信息资源在企业内部共享。 不是孤立的，必须和外部网络，特别是Internet相连接。为了保证企业内部信息的安全，往往通过防火墙和Internet相连。,第六章 计算机网络基础,企业内联网和企业外联网,（2）Intranet的基本结构 Intranet一般包括四个基本部分：服务器、客户机、企业内部物理网和防火墙。,第六章 计算机网络基础,企业内联网和企业外联网,2企业外联网（Extranet） （1）Extranet的特

32、点 采用了TCP/IP协议。 信息资源在具有合作关系的企业之间共享。 为了保证Extranet信息的安全，往往采用防火墙、确认授权、数字签名、审计管理等技术。 Extranet不是一种新的技术，只是对现有技术集成和改造而形成的一个新的系统。,第六章 计算机网络基础,企业内联网和企业外联网,（2）Extranet的结构 Extranet通常将已经存在的Internet连接起来，每个Intranet有自己的服务器和防火墙。,第六章 计算机网络基础,第十二章结束 谢谢！,下面介绍了Internet与Web文化， Internet的信息服务、 Internet的基本应用和常用的网络软件等，通过本章学习

33、可以掌握日常工作、生活和社会活动中的相关网络技术。,第一节 Internet与Web文化,Web文化是人、信息、文化三位一体的产物，是以计算机技术和通信技术融合为物质基础，以发送和接收信息为核心的一种文化。 由于Web文化与传统的文化不同，它的发展完全依赖于计算机技术以及网络通信技术的发展。 Web文化是一把双刃剑，它在给人们的精神世界产生积极作用的同时，也产生了消极作用，作为一个有鉴别能力的大学生在充分利用Web文化带给大家的积极有利的功效以外，还要注意抵制Web文化中消极、不良的方面的影响。,第二节 Internet基础及应用, Internet的基本服务 常用术语 Internet的基本应用 Internet的常见应用, Internet的基本服务,1. WWW服务 2. 电子邮件服务 3. 文件传输服务 4. 远程登录服务 5. 网络新闻服务 6. 电子公告牌 7. 信息查找服务,8. 广域信息服务 9. 商业应用 10.网络电话 11.虚拟现实 12.语音广播 13.视频会议,常用术语,1. 浏览器 WWW服务采用客户机服务器工作模式 客户端需使用是一种专用于解读网页的应用软件，即“浏览器”（例如：IE，Netscape Communicator，腾讯TT等）