第5章-计算机网络

1、计算机科学导论,龚捷 西南石油大学计算机科学学院,电邮： 电话引言,什么是计算机网络？,按一定方式互相连接起来的自治计算机集合,为什么会有计算机网络？,共享、交流、协同、沟通,计算机网络如何工作？,网络：计算机+通信,第5章 网络及其应用,数据通信,1.,一、数据通信,通信 vs 通讯？,通“讯”（messgae）,利用书信、报刊、广播、电视、电话、电报,通“信”（information）,利用二进制数据,数据：信息的数字化载体形式,信号：数据的物理表现形式,信道：信号的传输介质形式,带宽：信道的数据传输速率,信息：对客观世界的表达和描述,数据的通信方式,数据的通信方

2、式,通信可能会处出现差错,检错：奇（偶）校验编码 发送方：将10110110编码为010110110 接收方：若收到010110010，可判断出错,校验位,检错 + 纠错：海明编码、CRC编码 因复杂，故一般使用较少,信号的传输方式,缺陷： 信号频谱太宽，传输介质无法满足，从而导致 信号波形容易衰减，传输距离短，传输速率低,优点： 可充分利用信道频带，实现远距离数据传输， 且支持多路复用,调 制,解 调,传输介质的种类,电话线,同轴电缆,双绞线,光纤,蓝牙、迅驰、WIFI、卫星、手机,二、网络互联,计算机之间的连接,集线器（Hub） 交换机（Switch）,以太网 局域网LAN,计算机之间的远

3、程连接,广域网WAN,网络之间的互连,网络A,网络B,互连 vs 互联？,信号放大,报文转发,具有多条 连接的网桥,互联不同 类型的网络,互联网络,资源子网,通信子网,数据在互联网络中的传输,缺陷：信道利用率较差,特点： 存储转发、路由查找,解决办法： 确认重传、存活计数,思考： 分组丢失？分组迷路？,三、网络体系结构,硬件：网络的拓扑结构,特点：广播、碰撞,典型例子：以太网,硬件：网络的拓扑结构,有令牌：可发送自己数据 无令牌：仅转发他人数据,典型例子：城域网,硬件：网络的拓扑结构,通信子网的主要结构,特别说明： 利用集线器或交换机构成的LAN，其实质是总线型拓扑结构,Hub Switch,

4、硬件：网络的拓扑结构,思考： 广域网具有什么样的拓扑结构？,软件：网络的分层协议,重点： 各层不需要关心相邻层的细节,应用层,传输层,链路层,网络层,应用,传输层,链路层,网络层,链路层,链路层,网络层,网络层,Internet国际互联网 所采用的协议,OSI/RM：从未实现的七层参考模型,中间节点,每层都有对等协议,通信子网,四、Internet和TCP/IP,域 Domain,域 Domain,域 Domain,域 Domain,Internet：国际互联网,域：自治的区域性网络， 需要向专门机构申请注册,路由器 网关,由网关组成的区域性网络,域名：,问题： 个人如何访问互联网？,Inte

5、rnet 云,ISP提供的 网关,TCP/IP协议栈,TCP,UDP,IP,ICMP,ARP,RARP,802.3,802.5,802.11,802.15,FDDI,HTTP,FTP,SMTP,POP3,面向连接、可靠,无连接、不可靠,不可靠 不好,Internet上对主机的寻址,MAC地址：每张网卡的全球唯一物理地址，共6字节，如： 00-17-42-8C-B5-B4,MAC地址,IP地址,域中名称,IP地址：每台主机在某个IP网络中的标识，共4字节，如： 3,域中名称：每台主机在所属域中的符号化名称，如： ,IPv4 与 IPv6,DNS：域名服务,WWW：万维网，

6、最具活力的应用,Client Broswer,P2P：另一种模式 Peer to Peer，端到端，对等,WebSite 网站,WWW网站：网页文档的集合,网页：WWW应用中的资源表现单元或信息组织方式,网页的特点：超链接、超文本、超媒体,网页的设计：超文本标记语言HTML,标记：mark 将信息在网页上的表现或显示格式用一些标记加以说明,WWW网站：网页文档的集合,还可以用其它工具软件设计网页， 且实现“所见即所得”,XML标准 除文本外，所有信息都可以用符号标记方式编码成文本文件,WWW网站：网页文档的集合,网页：WWW应用中的信息表现单元或信息组织方式,网页的特点：超链接、超文本、超媒体

7、,网页的设计：超文本标注语言HTML,网页的传输：超文本传输协议HTTP,网页的标识：统一资源定位符URL,访问网站默认主页 ,WWW网站：网页文档的集合,网页：WWW应用中的信息表现单元或信息组织方式,网页的特点：超链接、超文本、超媒体,网页的设计：超文本标注语言HTML,网页的传输：超文本传输协议HTTP,网页的标识：统一资源定位符URL,网页的访问：使用浏览器软件与网站服务器交互,WWW网站：网页文档的集合,Internet,URL,URL,Page,Page,B/S之间的动态交互 1、若网页中含有动画等，由B执行 2、若网页中需提交信息，由S执行,可实现远程控制,可能造成潜在的危险,E

8、mail：人们联系的现代化通信手段,Internet,发件人,收件人,寄送邮局,接收邮局,可以是同一邮局,邮箱： ,对比两种操作方法： 1、亲自去邮局收/发邮件 2、使用代理收/发邮件,最重要的工具 谷歌： 百度：,各类论坛,QQ、MSN、,Internet上的其它服务,五、网络安全,什么是网络安全？,开放性网络中的信息安全,非授权访问、窃听,破坏,拒绝服务攻击,伪造、篡改、抵赖,保护、控制,保障网络安全的主要手段,VPN 虚拟专网,最关键的是 强化自身安全意识,数据加密技术,Hello！,Khoor$,将每个字符的ASCII码 + 3,11110000,00001110,将每个字节 XOR

9、11111110,明文m,加密 E(m) c,产生密钥e,明文m,解密 D(c) m,还原密钥d,公共通道传输,安全通道传输,特点：效率高，但密钥管理困难,数据加密技术,明文m,加密 Epk(m)=c,公开密钥pk,明文m,解密 Dsk(c)=m,私密密钥sk,公共通道传输,接收方的密钥对,特点：密钥管理简单，可用于大众服务， 还可用于数字签名等,RSA算法的理论依据： 将较大整数因式分解为两个素数相乘十分困难,数据加密技术,若有人冒充银行发放公钥呢？,公钥基础设施PKI： 由可充分信任的第三方管理、维护并向客户提供公钥证书,病毒防护,“破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码”。,什么是病毒？,中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例,病毒的特点：寄生、传染、隐蔽、破坏、潜伏、触发,病毒产生的原因：好奇、炫耀、报复、盗窃、,病毒的症状：机器变慢、屏幕异常、操作失效、文件损坏、,病毒的预防：更新防毒软件、备份重要数据、时刻小心,对于病毒： 防大于治！,防火墙：不可缺少的网络安全屏障,过滤特征信息 屏蔽特定端口 屏蔽特定I