第6章 网络基础.ppt

1、第六章,计算机网络基础及应用,6.0 本章要求 6.1 数据通信基础 6.2 计算机网络概述 6.3 Internet技术 6.4 Internet的基本服务 6.5 计算机网络管理,通过本章的学习，应掌握： 1. 数据通信系统的组成、传输方式 和技术。 2. 计算机网络的定义、组成 、分类、网络协议 和拓扑结构 。 3. 因特网的基本概念：IP地址和接入方法和配置。 因特网的简单应用：浏览器（IE）使用、电子邮件的收发和文件的传输。 计算机网络管理的概念 、目标和基本功能,返回本章首页,一、数据通信基础 数据通信是计算机与计算机或计算机与终端之间的通信。它传送数据的目的不仅是为了交换数据，更

2、主要的是为了利用计算机处理数据。可以说数据通信是将快速传输数据的通信技术和数据处理、加工及存储的计算机技术相结合，从而给用户提供及时准确的数据。,一、数据通信基础 1、数据通信系统组成 数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。主要由数据终端设备、数据电路、计算机系统三部分组成 。,实线信道 频分信道 时分信道,2、传输方式 按信息传送的方向与时间分为: 单工 （只能沿一个方向传输） 半双工（可以在两个方向上进行数据传输， 不能同时） 全双工（可以在两个方向同时进行数据传输） 按信号传递形式分为： 基带传输 (数字信号，适用

3、于近距离传输) 频带传输（基带信号经过调制转换成的， 便于在模拟信道中传输，适用 于远距离传输） 宽带传输（包括大部分的电磁波谱） 3、信源编码 信源编码是把从信源或其他设备输出的数据进 行相应的变换，目的就是使之便于在相应的信道上有 效地传输。三种数据信息编码方式。,4、多路复用技术 多路复用是利用一条物理信道同时传输多路信息的过程，这是共享信道的应用。 多路复用技术包括复用、传输和分离三个过程 。 多路复用技术通常有: 频分多路复用(将具有一定带宽的信道分割为若干个 较小频带的子信道，每个子信道供 一个用户使用)。 时分多路复用（将一条物理信道的传输时间分为 若干个时隙，多个信号轮流使用

4、） 波分多路复用（在一要光纤上同时传送多个波长 不同的光载波信号） 码分多路复用 (用于无线网络通信),5、同步技术 同步是统一收发两端动作、保持收发步调一致的过程。 同步形式包括位同步、字符同步和帧同步。 常用的数据传输的同步方式 : 异步传输 不需要在发送端和接收端之间传输时钟信 号， 是字符内同步和字符间异步实现方式简单，但传输效率较低。 同步传输 可以面向字符，也可以面向比特。传输效率高，开销 小，但收发双方需建立同步时钟，实现和控制比较复杂 。,6、数据交换技术 数据交换是指在任意拓扑结构的通信网络中，通过网络结点的某种转换方式实现任意两个或多个系统之间的连接。 按交换原理区分，数据

5、交换有线路交换、存储交换和混合交换 。 线路交换：建立线路、传输数据和拆除线路。 特点：数据不丢失、不乱序，传输可靠，传输实时性好，透明性好；线路利用率低；不具备数据存储和差错控制能力。 存储交换：交换结点将输入的信息先在存储区暂存，并对存储的信息进行处理，待指定输出线路空闲时，再分别将信息转发出去。 特点：均衡负荷、不需建立线路、线路利用率高、差错控制、速率匹配、灵活性好等优点；但其实时性不好，网络传输延迟大,二、计算机网络概述,1、资源共享：主要包括软件共享、硬件共享和 数据共享。 2、信息传输与集中处理。 3、均衡负荷与分布处理。 4、综合信息服务。 目前计算机网络主要应用于远程登录、电

6、子邮件、电子数据交换、电子商务和联机会议等,二、计算机网络概述,1 、计算机网络的形成与发展,计算机网络的发展,（1）面向终端的计算机网络,（2）计算机计算机网络,（3）开放式标准化网络,二、计算机网络概述,2、计算机网络的定义与分类,计算机网络的定义,计算机网络指利用通信设备和通信线路将不同地理 位置、以功能完善的网络软件（即网络通信协议、 信息交换方式、网络操作系统等）实现资源共享和 信息传递的自治计算机系统的集合 。计算机网络指 利用通信设备和通信线路将不同地理位置、以功能 完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式、 网络操作系统等）实现资源共享和信息传递的自治 计算机系统的集合,二

7、、计算机网络概述,2、计算机网络的定义与分类,计算机网络的组成：,资源子网 和 通信子网。,资源子网 主要是对信息进行加工和处理，面向用户， 接收本地用户和网络用户提交的任务，最终完成信息的处 理。,主要有主计算机系统、终端控制器和终端、计算机外部设 备、有关软件和可共享的数据（如公共数据库）等。,通信子网 主要负责计算机网络内部信息流的传 递、交换和控制以及信号的变换和通信中的有关处 理工作，间接服务于用户。 它主要包括网络结点、通信链路和信号转换设备等 硬件设施，提供网络通信功能。,资源子网和通信子网两个部分的结构示意图,1.3.1 资源子网的概念,资源子网的组成 主机 终端 终端控制器

8、外设 软件资源 信息资源 主机（host） 大型机、中型机、小型机、工作站或微机 终端（terminal） 用户访问网络的界面; 终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的智能终端; 终端可以通过主机连入网内，也可以通过终端控制器、报文分组组装与拆卸装置或通信控制处理机连入网内。,1.3.2 通信子网的概念,通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务； 通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点； 通信控制处理机作为与资源子网的主机、终端的连接的接口，将主机和终端连入网内； 通信控制处理机作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的

9、接收、校验、存储、转发等功能； 早期的ARPA net中，承担通信控制处理机功能的设备是接口报文处理机（interface message processor，IMP）。,二、计算机网络概述,2、计算机网络的定义与分类,计算机网络的分类 ：,（1）按网络的交换功能进行分类,可分为电路交换、报文交换、分组交换、混合交换。,二、计算机网络概述,2、计算机网络的定义与分类,计算机网络的分类 ：,（2）按网络的使用者进行分类,可分为公用网和专用网。,二、计算机网络概述,2、计算机网络的定义与分类,计算机网络的分类 ：,（3）按网络覆盖的地理范围进行分类,可分为广域网、局域网、城域网。,局域网的技术特点

10、,覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求； 提供高数据传输速率（10Mb/s10Gb/s）、低误码率的高质量数据传输环境； 一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展； 从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共 享介质式局域网与交换式局域网两类。,局域网的应用领域,个人计算机局域网 大型计算设备群的后端网络 存储区域网络 办公室与实验室的网络 企业与学校的主干网,城域网的技术特点,城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络； 城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求； 实现大量用户之间

11、的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能； 城域网在技术上与局域网相似。,广域网的技术特点,广域网也称为远程网； 覆盖的地理范围从几十公里到几千公里； 覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络； 通信子网主要使用分组交换技术； 它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。,二、计算机网络概述,3 计算机网络协议与网络体系结构,网络协议的概念,网络协议是为通信双方实现数据交换而制定的规则、 约定与标准。 网络协议的三要素包括语义、语法与时序。 语义：用于解释比特流的每一部分的意义。 语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式 以及数据出现的顺序的意义。 时序：事

12、件实现顺序的详细说明,协议参考模型,二、计算机网络概述,OSI参考模型各层的功能如下：,（1）物理层 物理层主要讨论在通信线路上比特流的传输问题。 这一层协议描述传输媒质的电气、机械、功能和过程 的特性。其典型的设计问题有信号的发送电平、码元 宽度、线路码型、物理连接器插脚的数量、插脚的功 能、物理拓扑结构、物理连接的建立和终止、传输方 式等。,二、计算机网络概述,OSI参考模型各层的功能如下：,（2）数据链路层 数据链路层主要讨论在数据链路层上帧流的传输 问题。这一层协议的内容包括帧的格式、帧的类型、比 特填充技术、数据链路的建立和终止信息流量控制、差 错控制、向物理层报告一个不可恢复的错误

13、等。这一层 协议的目的是保障在相邻的站与结点或结点与结点之间 正确地、有次序地、有节奏地传输数据帧。常见的数据 链路协议有两类：一是面向字符的传输控制规程，如基 本型传输控制规程（BSC）；另一类是面向比特的传输 控制规程，如高级数据链路控制规程（HDLC），主要 是后一类。,二、计算机网络概述,OSI参考模型各层的功能如下：,（3）网络层 网络层主要处理分组在网络中的传输。这一层 协议的功能包括路由选择、数据交换，网络连接的 建立和终止、一个给定的数据链路上网络连接的复 用，根据从数据链路层来的错误报告而进行的错误 检测和恢复、分组的排序、信息流的控制等。网络 层的典型例子是ITU-T的X.

14、25建议的第三层标准。,二、计算机网络概述,OSI参考模型各层的功能如下：,（4）传输层 传输层是第一个端到端的层次，也就是计算机 计算机的层次。OSI的前三层可组成公共网络，可被 很多设备共享，并且计算机结点机、结点机结点 机是按照“接力”方式传送的，为了防止传送途中报文 的丢失，两个计算机之间可实现端到端控制。这一层 的功能包括把传输层的地址转换为网络层的地址、传 输连接的建立和终止、在网络连接上对传输连接进行 多路复用、端端的次序控制、信息流控制、错误的 检测和恢复等。,二、计算机网络概述,OSI参考模型各层的功能如下：,（5）会话层 会话层是指用户与用户的连接，通过在两台计算机间 建立

15、、管理和终止通信来完成对话。会话层的主要功 能包括在建立会话时核实双方身份是否有权参加会活； 确定何方支付通信费用；双方在各种选择功能方面（如 全双工还是半双工通信）取得一致；在会话建立以后， 需要对进程间的对话进行管理与控制，例如对话过程 中某个环节出了故障，会话层在可能条件下必须存这 个对话的数据，使不丢失数据，如不能保留，那么终 止这个对话，并重新开始。,二、计算机网络概述,OSI参考模型各层的功能如下：,（6）表示层 表示层主要处理应用实体间交换数据的语法，其 目的是解决格式和数据表示的差别，从而为应用层提 供一个一致的数据格式，如文本压缩、数据加密、字 符编码的转换，从而使字符、格式

16、等有差异的设备之 间可以相互通信。,二、计算机网络概述,OSI参考模型各层的功能如下：,（7）应用层 应用层与提供网络服务相关，这些服务包括文 件传送、打印服务、数据库服务、电子邮件等。应 用层提供了一个应用网络通信的接口。,二、计算机网络概述,4、计算机网络的拓扑结构,二、计算机网络概述,5、传输介质及网络设备,传输介质,网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通 路，对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输 介质有双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介等。, 双绞线：双绞线简称TP，由两根绝缘导线相互缠绕 而成，将一对或多对双绞线放置在一个保护套中便成 了双绞线电缆。双绞线既可用于传输

17、模拟信号，又可用 于传输数字信号。,二、计算机网络概述,5、传输介质及网络设备,传输介质, 同轴电缆：同轴电缆由绕在同一轴线上的两个 导体组成，具有抗干扰能力强，连接简单等特点， 信息传输速度可达每秒几百兆位，是中、高档局 域网的首选传输介质。,二、计算机网络概述,5、传输介质及网络设备,传输介质, 光纤：又称为光缆或光导纤维，由光导纤维纤芯、 玻璃网层和能吸收光线的外壳组成，具有不受外界电 磁场的影响、无限制的带宽等特点，可以实现每秒几 十兆位的数据传送，尺寸小、重量轻，数据可传送几 百千米，但价格昂贵。, 无线传输媒介：无线传输媒介包括无线电波、 微波、红外线等。,二、计算机网络概述,5、

18、传输介质及网络设备,网络设备,（1）网卡： 网卡是应用最广泛的一种网络设备，网卡的 全名为（网络接口卡Network Interface Card，简称 网卡），是连接计算机与网络的硬件设备，是局 域网最基本的组成部分之一。,二、计算机网络概述,5、传输介质及网络设备,网络设备,（2）调制解调器（MODEM）： 调制解调器是一种信号转换装置，用于将计算机通 过电话线路连接上网，并实现数字信号和模拟信号之间 的转换。,二、计算机网络概述,5、传输介质及网络设备,网络设备,（3）中继器（Repeater）： 中继器是互联网中的连接设备，其作用是将收 到的信号放大后输出，既实现了计算机之间的连接，

19、又扩充了媒介的有效长度。,二、计算机网络概述,5、传输介质及网络设备,网络设备,（4）集线器（HUB）： 集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生 整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有结点 集中在以它为中心的结点上。,二、计算机网络概述,5、传输介质及网络设备,网络设备,（5）交换机（Bridge）： 交换机是一种在OSI参考模型的数据链路层实现 局域网互连的设备，用来将两个相同类型的局域网连 接在一起，有选择地将信号从一段媒介传向另一段媒 介。,二、计算机网络概述,5、传输介质及网络设备,网络设备,（6）路由器（Router）： 路由器处于OSI参考模型的网络层，具有智能化 管理网络的

20、能力，是互联网重要的连接设备。它用来 连接多个逻辑上分开的网络，用它互连的两个网络或 子网可以是相同类型，也可以是不同类型，能在复杂 的网络中自动进行路径选择和对信息进行存储与转发， 具有比网桥更强大的处理能力，,二、计算机网络概述,6、计算机网络的功能及应用,计算机网络的功能,数据通信,资源共享,可靠性,提高系统处理能力,三、Internet技术,1、Internet简介,Internet起源于美国，它的前身是美国国防部资助建 立的ARPANET，始建于1969年。,Internet是一个基于TCP/IP的网络，它提供的服务主要有： （1）电子邮件； （2）文件传输； （3）远程登录； （4

21、）电子公告牌； （5）信息检索查询系统，如Gopher、Archie和WAIS。 （6）WWW（World Wide Web）；是Internet最受欢迎的服务。,三、Internet技术,2、Internet协议、地址与域名,Internet协议,TCP协议和IP,指两个用在Internet上的网络协议，这两个协议属于 众多的TCP/IP 协议组中的一部分。TCP/IP协议组中 的协议保证Internet上数据的传输，提供了几乎现在 上网所用到的所有服务。,SMTP（Simple Mail Transfer Protocol） 简单邮件协议，主要用来传输电子邮件。,三、Internet技术,

22、2、Internet协议、地址与域名,Internet协议,域名（Domain Name） IP地址的文字表现形式，它的实现依靠DNS （Domain Name Service）和DSP（Domain Service Protocol）。 FTP（File Transfer Protocol） 文件传输协议，主要用来进行远程文件传输。 Telnet的远程登录（Remote Login） 用来与远程主机建立仿真终端。,三、Internet技术,2、Internet协议、地址与域名,Internet协议,UDP（User Datagram Protocol） 用户数据报协议。该协议可以代替TCP协

23、议，与IP 协议和其他协议共同使用。利用UDP协议传输数据时不 必使用报头，也不处理丢失、出错和失序等意外情况， 若发生问题，可通过请求重发的办法来解决。因此它的 效率较高，且比TCP简单得多。该协议适合传输较短的 信息。 HTTP（即WWW）、GOPHER和WAIS既是通信协议， 又是实现协议的软件。,三、Internet技术,2、Internet协议、地址与域名,地址,（1）硬件地址 每台连接到以太网上的计算机都有一个唯一的48位 以太网地址。以太网卡厂商都从一个机构购得一段地址， 在生产时，给每个卡有一个唯一的地址。通常，这个地 址是固化在卡上的。这个地址又叫做物理地址。,三、Inter

24、net技术,2、Internet协议、地址与域名,地址,（2）IP地址 所有Internet上的计算机都必须有一个Internet上唯一的 编号作为其在Internet上的标识，这个编号称为IP地址。也 就是说，IP地址用来唯一地标识Internet上的网络实体，国 际网络信息中心（NIC）统一分配全世界的IP地址。,在同一个物理网络上的主机的地址都有一个相同前缀， 即IP地址分成两个部分（NetID，HostID）。其中NetID代表 网络地址，HostID代表这个网络上的主机地址路由器就是通 过IP地址的NetID部分来决定是否发送和将一个数据包发送 到什么地方。,三、Internet技术

25、,2、Internet协议、地址与域名,域名,IP地址的定义严格且易于划分子网，因此非常有用，但 记忆起来十分不便。因此，每台接入Internet的主机又可以取 一个便于记忆的名字，这就是域名地址。,TCP/IP协议中规定的层次型名字管理机制叫做域名系统。 域名系统将整个Internet划分为多个顶级域，并为每个顶级域 规定了通用的顶级域名。,域名的一般格式:,三、Internet技术,2、Internet协议、地址与域名,域名,组织性顶级域名的标准如下： com=商业机构，mil=军事机构，edu=教育机构， net=网络机构，gov=政府机构，ogr=非盈利组织。,地理性顶级域名的标准如下

26、： cn=中国，jp=日本，fr=法国，us=美国，uk=英国， hk=中国香港,三、Internet技术,3、Internet的接入方法与配置,利用MODEM接入Internet,（1）调制解调器的安装,（2）调制解调器的属性设置,（3）“新建连接”的设置,（4）开始拔号上网,三、Internet技术,3、Internet的接入方法与配置,通过局域网接入Internet,（1）安装网卡,（2）设置网卡,利用ADSL接入Internet,（3）ADSL拨号上网,（2）添加主机的TCP/IP,（1）安装硬件设备,四、Internet的基本服务,1、万维网WWW,WWW（World Wide We

27、b）即万维网，是一个基于超 文本的信息系统，它采用超文本技术组织和管理各种信息， 通过超链接将多媒体文档中的各个信息单元相互链接在一 起，当访问者将鼠标指针移到具有超链接形式的文本上时， 会变成手形的链接指针，单击即可从当前页面快速跳转到 指定的页面，以方便寻找需要的信息。,网页是构成Web网站的基本信息单位。,主页即Home Page是某个Web网站的起始网页，一般 具有明显的网站风格，并通过建立与其他页面的链接，引 导访问者访问网站中的信息资源。,四、Internet的基本服务,1、万维网WWW,（1）统一资源定位器URL,由四部分组成，它的一般格式是：,协议类型:/主机名/路径/文件名 协议类型：指数据的传输方式，如超文本传输协议。 主机名：指计算机的地址，可以是IP地址，或是域名地址。 路径：指信息资源在Web服务器上的目录。 文件名：指要访问的文件名。,例如，2 即为IP地址， 而 则为域名地址。,四、Internet的基本服务,1、万维网WWW,（2）超文本传输协议（HTTP）,为了使超文本的链接能够高效率地完成，需要用 HTTP来传送一切必须的信息。从层次的角度看，HTTP 是面向事务的应用层协议，它是万维网上能够可靠地交 换文件（包括文本、声音、图像等各种多媒体文件）的 重要基