计算机导论第九章 计算机网络及应用

1、第九章 计算机网络及应用,第九章 计算机网络及其应用,9.1 计算机网络概述 9.2 计算机网络分类 9.3局域网 9.4Internet的组成 9. Internet的应用 9. IP地址与域名 9. Web的基本概念 9.8 浏览器 9.9 电子邮件,9.1 概述计算机网络发展史,1. 什么是计算机网络,一群具有独立功能的计算机组成的系统 通过通信设备及传输媒体互连起来，在通信软件支持下，实现资源共享、信息交换,2. 计算机网络的发展,1954年第一代计算机网络 1969年ARPA网，第二代计算机网络 1983年OSI模型，第三代计算机网络 Internet的建立，第四代计算机网络,单个主

2、机为中心、面向终端设备 多处理中心 体系结构标准化 信息高速公路,OSI(Open System Interconnection),计算机网络概述-网络三要素,网络三要素：服务共享、通信媒介、网络协议 服务共享文件服务、 打印服务 、信息服务、应用服务、数据库服务等； 网络协议：网络协议规定了网络中设备之间通信的规则和方法。具体在一个网络中，一个协议是一个程序。 通信媒介：有线媒介（电缆和光缆）和无线媒介（无线电波、微波、激光）,1信息交换 2资源共享 3分布式处理,计算机网络最基本的功能，完成网络中各个结点之间的通信。 包括硬件、软件和数据资源的共享。 网络系统中若干台计算机可以互相协作共同

3、完成一个任务。,计算机网络概述-计算机网络的功能,硬件共享,软件共享,计算机网络概述-计算机网络协议,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,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,OSI/RM开放系统互连参考模型,“打包”,“解包”,主机A,主机B,TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议用于保证被传送信息的完整性。 IP（Internet Protocol）网际互连协议负责将消息从一个地方传送到另一个地方。,TCP/IP资料： ,TCP/IP协议,1从网络的地理范围进行分类：局域网（1km以内），城域网（10k

4、m100km），广域网（100km）,局域网内传输速率较高，误码率低，结构简单容易实现。 具体标准是美国电气工程师协会制订的IEEE 802系列标准。,9.2 计算机网络的分类,局域网,在一个学校范围内的计算机网络通常我们称为校园网。实质上它是由若干个局域网连接构成的一个规模较大的局域网，也可视校园网为一种介于普通局域网和城域网之间规模较大的、结构较复杂的局域网络。,它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。,9.2计算机网络的分类,城域网,广域网,9.3 计算机网络系统的组成,计算机网络系统的组成,通信子网:网络的内层负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务 资源子网：网络的外围 ，提供各种

5、网络资源和网络服务,星型拓扑,总线拓扑结构,特点： 结构简单，可靠性高 布线容易，连线总长度小于星型结构 对站点扩充和删除 总线任务重，易产生瓶颈问题 总线本身的故障对系统是毁灭性的,特点： 通信协议简单 对外围站点要求不高 单个站点故障不会影响全网 电路利用率低，连线费用大 网络性能依赖中央结点 每个站点需要有一个专用链路,9.3.1 网络的拓扑结构,特点： 传输速率高，传输距离远 各结点的地位和作用相同 各结点传输信息的时间固定 容易实现分布式控制 站点的故障会形起整个网络的崩溃,Internet网是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联网络。Internet网上联有大大小小

6、成千上万个不同拓扑结构的局域网、城域网和广域网。因此，Internet网本身的拓扑只是一种虚拟拓扑结构，无固定形式。,环型拓扑结构,特点： 信息交换在上、下结点之间进行 通信线路连接简单，网络管理软件也不复杂，维护方便 资源共享能力差，可靠性低,树型拓扑,通信系统基本要素,9.3.2 数据通信,基本概念,带宽,指信道能传送信号的频率宽度，可传送的信号的最高频率与最低频率之差。,比特率：单位时间内传输二进制代码有效位数，单位为b/s 波特率：线路中每秒传送的波形的个数，其单位为baud,数字信号,模拟信号,线路通信方式,单工通信（单向） 信息流是单方向的且不能改变,半双工通信（双向交替） 通信双

7、方不能同时进行收发,全双工通信（双向同时） 通信双方可同时收发信息,数据传输方式,串行传输 以比特为单位并行传输 以字符为单位,串行传输,并行传输,电路交换 是一种直接交换方式。发送点与接收点之间构成一条实际连接的专用物理线路。,分组交换,报文交换,电路交换,报文,以报文为交换单位，临时选择通信网络中的一条线路传送数据。,分组交换 将报文划分成一个个平均大小保持不变的小组作为交换单位，其他与报文交换相同。,数据交换技术,9.4 局域网-局域网的组成,服务器 工作站 外围设备,为网络用户提供服务并管理整个网络,有文件服务器、通信服务器、邮件服务器、备份服务器、打印服务器等。,连接在网络上的计算机

8、，也称为用户机或客户机。,同轴电缆,双绞线,光纤,双绞线 非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP） 组网方便，价格最便宜，应用广泛 五类双绞线最大传输率为100Mb/s 传输距离小于100m,同轴电缆 基带同轴电缆：速率10Mb/s，传输距离1000m 宽带同轴电缆：速率20Mb/s，传输距离100km 它是有线电视系统CATV中的标准传输电缆,电缆,光缆,光缆的芯线是由光导纤维做成，它传输光脉冲数字信号。 多模光纤：由发光二极管产生用于传输的光脉冲，通过内部的多次反射沿芯线传输。可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输。 单模光纤：使用激光，光线与芯轴平行，损耗小，传输距离远，具有很

9、高的带宽，但价格更高。在2.5Gb/s的高速率下，单模光纤不必采用中继器可传输数十公里。,光纤和光端设备,网卡通过总线与计算机设备接口相连，另一方面又通过电缆接口与网络传输媒介相连。,在PC机中网卡有PCI和ISA两种总线。 安装网卡后，还要进行协议的配置。例如，IPX/SPX协议、TCP/IP协议。,9.4 局域网-局域网的连接设备（网卡）,RJ45连接器,IPX/SPX(Internetwork packet eXchange/Sequences Packet eXchange),网络传输媒介的中间结点，具有信号再生转发功能。,集线器类型 无源 有源 智能,不对信号做任何处理，工作站到集线

10、器之间的距离在30米以内。 对信号可再生和放大，工作站到集线器之间的距离可达600m。 具有有源集线器的全部功能外，还提供网络管理、智能选择网络传输通路等功能。,9.4 局域网-局域网的连接设备（集线器（HUB） ）,9.4 局域网-局域网的连接设备（交换机）,交换机取代集线器和网桥，增强路由选择功能。交换和路由之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的数据链路层，而路由发生在网络层。,虚拟局域网只是给用户提供的一种服务。它通过设置用户群将分布在不同实际局域网内的计算机组合成一个工作群体，而不需要改变布线。,设置工作组2,设置工作组1,9.4 局域网-局域网的连接设备（通信协议）,NetBE

11、UI TCP/IP IPX/SPX,双绞线的连接方法,两端连接的设备类型相同用反接线,两端连接的设备类型不同正接线,排线顺序,网络协议,当网卡驱动程序安装完成后，创建一个局域网连接，设置TCP/IP 协议,标识计算机,网络上的每台计算机必须有一个惟一的名称,1.控制面板|系统,2.计算机名,3.设置计算机名,设置资源共享,打开 资源管理器 定位到要共享的文件夹或驱动器 右键单击该文件夹或驱动器，然后单击“共享”。,共享,共享资源的使用,9.5 网络互连 概述,TCP/IP协议来互联不同的网络,网络互连形式:,局域网与局域网 局域网与广域网 广域网与广域网,TCP/IP,网络互连: 实现网络之间

12、的通信 网络间用户实现较高级的应用服务,中继器 网桥 路由器 交换机 网关 调制解调器,9.5.1 网络间的互连设备,中继器,在OSI模型的物理层上实现信号放大和再生,通过中继器连接两个网段,网桥,在OSI模型的数据链路层上实现互连的设备 网桥能够读取目标地址信息，并决定是否向网络的其他段转发,连接多个网络或网段的网络设备，在OSI模型的网络层上实现互连,路由器,不同网络之间数据格式转换和转发 维护和更新路由表寻找一条最佳传输路径 网络控制和管理,路由器功能,网关,网关的连接操作是在OSI模型的七层协议的传输层以上，用于连接使用不同通信协议或结构的网络。,调制解调器,一种通过公用电话网（PST

13、N）连接计算机的设备。实现模拟信号和数字信号的转换。,调制解调器的技术指标 传输速率：9600b/s、14400b/s、 28800b/s、33.6kb/s、56kb/s、112kb/s,9.6 IP地址与域名,Internet上的每台机器有一个唯一的32bit的地址标识，即IP地址。每8bit为一个小节，用“点”隔开。 为了记忆方便引入了域名。除www外，以从右向左范围渐小的规则，各级域名以“点”隔开。 IP和域名的对应是通过叫DNS（Domain Name Server）的系统进行解释。,如：,看看顶级域名的含义吧（P157）,IP地址分类,网络号,0,主机号,24

14、bit,网络号,1,主机号,0,24bit,24bit,16bit,网络号,1,主机号,1,0,8bit,组播地址,1,1,1,0,留做将来使用,1,1,1,1,0,A类,B类,C类,D类,E类,基本都在美国。如ibm的IP都是9.*,分给除美国之外的各大洲。亚洲是 55,子网掩码,通过自我掩码来判断某个IP所在的网段 用掩码和IP地址按位“与” 例：05，7，3三个IP的子网掩码都是，他们是在一个网段吗？,子网掩码,。若

15、将它写成二进制的形式为:11111111.11111111.11111111.00000000 假设IP地址为，子网掩码为，则网络ID为,主机ID为。计算机网络ID的不同，则说明他们不在同一个物理子网内，需通过路由器转发才能进行数据交换。,练习：P167 912,-5 6-1 15的二进制形式: 1111 16的二进制形式：10000 202.175.1. 0-1111 255.255.255. 10000 - 202.17

16、5.1. 0000,常用网络测试工具,IPCONFIG 用来查看IP协议的具体配置信息，显示网卡的物理地址、主机的IP地址、子网掩码以及默认网关等，还可以查看主机的相关信息如：主机名、DNS服务器、结点类型等。,命令：IPCONFIG /ALL,Host Name . . . . . . . . . . . . : jsjjc1 Primary DNS Suffix . . . . . . . : Node Type . . . . . . . . . . . . : Mixed IP Routing Enabled. . . . . . . . : No WINS Proxy Enabled

17、. . . . . . . . : No Ethernet adapter 本地连接: Connection-specific DNS Suffix: Description . . . . . . . . . . . : Legend/D-Link DFE-530TX PCI Fast Ethernet Adapter Physical Address. . . . . . . : 00-50-BA-2A-0A-52 （网卡的物理地址） DHCP Enabled. . . . . . . . : No IP Address. . . . . . . . . . . :

18、8 （IP地址） Subnet Mask . . . . . . . . . : （子网掩码） Default Gateway . . . . . . : 54 （默认网关） DNS Servers . . . . . . . . . : 08,连通性测试 Ping,Ping (packet internet gopher)是网络上一种利用“回响”功能测试对方主机是否能应答的工具。,常见用法 Ping 主机的IP地址或域名,查看Ping的用法键入“Ping -”,Ping 05,Pinging 05 with 32 bytes of data: Reply from 05: bytes=32 time10ms TTL=254 Reply from