第四章计算机网络基础及应用课件.ppt

1、4.1 计算机网络基本概念计算机网络基本概念定义：计算机网络是自主自主计算机的互联互联集合。互联互联可以通过电缆（电话线、网线或光纤等）来实现，也可以采用无线连接，使用无线电信号、激光或红外技术、或者卫星传输。总之，两台计算机如果能互相交换信息即称为互联。自主自主计算机其实就是指具有独立功能的计算机。如果一台计算机脱离了网络或其它计算机就不能工作，则不是自主的。4.1.14.1.1计算机网络的发展历史计算机网络的发展历史20世纪50年代 计算机终端通信网络 数据通信为主数据通信为主 中心计算机终端终端终端4.1.1计算机网络的发展历史计算机网络的发展历史20世纪60年代 以共享资源为目的的计算

2、机网络以共享资源为目的的计算机网络ARPA网络 分组交换技术4.1.1计算机网络的发展历史计算机网络的发展历史20世纪70年代后期，开始提出发展计算机网络的国际标准化问题。ISO、CCITT、IEEE等都成立了专门的研究机构，研究计算机系统的互连、计算机网络协议标准化等问题。1984年，ISO正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”（OSI模型）的国际标准ISO7498。4.1.1计算机网络的发展历史计算机网络的发展历史20世纪80年代 Internet飞速发展4.1.2计算机网络的组成和功能1、计算机网络系统的组成 通信子网 资源子网通信子网通信子网处于中心，用来对信息进行传递的。IN

3、TERNET的通信子网一般由路由器、交换机、通信线路组成。资源子网资源子网处于通信子网的外围，由主机系统、外设、各种软件资源和信息资源等组成。负责处理全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。2 2、计算机网络的功能、计算机网络的功能 信息交换 资源共享（主要功能）分布式处理4.1.2计算机网络的组成和功能4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类按照计算机网络的覆盖范围划分按照计算机网络的覆盖范围划分（1）广域网WAN（Wide Area Network）（2）城域网MAN（Metropolitan Area Network）（3）局域网LAN（Local area netw

4、ork）（1）广域网WAN（Wide Area Network）广域网是一种跨度大的地域网络，通常覆盖一个国家或州。如图所示。4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 物理范围划分（2）城域网MAN（Metropolitan Area Network）城域网是一种大型的局域网，因此使用类似于局域网的技术，它可能覆盖一个城市。传输速率通常在10Mbps以上，作用距离在10到50公里之间。4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 物理范围划分（3）局域网LAN（Local area network）局域网地理范围一般在几百米到二十公里之间，适用于一个建筑物（办公楼）或相邻的大楼内，属于一个部门

5、或者单位组建的专用网络，如公司或高校的校园内部网络。4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 物理范围划分按照拓扑结构分类按照拓扑结构分类 星型结构 环型结构 总线结构 树型结构4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 拓扑结构拓扑结构（1）星型结构星型结构星型拓扑结构有一个中央节点，以此为中心连接若干外围节点，任何两个节点之间要进行信号的传送必须通过中央节点，由发送端发出，经过中央节点后转发到接收端，如图所示。4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 拓扑结构拓扑结构（2 2）环型结构）环型结构环型结构环型结构环型拓扑结构是将所有节点依次连接起来，并首尾相连构成一个环状结构。任何两个节

6、点都必须通过环路进行数据的传输，发送端将信号发出，环状结构上的下一个节点对该信号进行检查，然后发送给下一个节点，依次传送，直到接收端接收到信号后将反馈信号发出，再经过其他节点传送到发送端，才完成一个信号的传输。4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 拓扑结构拓扑结构（3）总线结构总线结构总线结构总线拓扑结构中的各个节点都是通过相应的硬件接口连接到一条公共的访问线路上，一个节点发送的信号都可以沿着公共的访问线路传播。4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 拓扑结构拓扑结构（4）树型结构树型结构树型结构在树型拓扑结构中所有节点是按照一定的层次关系排列而成的，就像一棵倒立着的树，与总线结构的

7、主要区别在于树型中有“根”，如图所示。4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 拓扑结构拓扑结构4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 信道分类信道分类宽带网具有较高的数据传输速率，一般主干网在100Mbps以上，终端数据传输速率一般在1Mbps以上。数据传输率数据传输率是衡量网络传输数据快慢的最重要的参数宽带网窄带网相对而言公用网（公众网）：公用网（公众网）：一般是国家邮电部门建造的网络。4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 使用范围分类使用范围分类专用网专用网：是某个部门为本单位的特殊工作的需要而建造的网络。如军队、电力系统等4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 按传输技

8、术分类广播网广播网：网络中所有的计算机均共享网络中的唯一的一条通信线路。总线型网络总线型网络点点网点点网：网络中的两台计算机之间通过一条单独的物理链路进行连接，必要时可经过一系列的中间节点进行转接直至到达目的地，此时不存在信道复用。有线网络有线网络：连接网络的传输介质是可见的。如光缆、双绞线等4.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 按传输介质分类无线网络无线网络：接入网络的设备可以是移动的，不受地域的限制，如手机。4.1.4计算机网络的体系结构1、计算机网络协议 计算机网络之间要进行信息交流必须遵守一定的协议。协议是通信双方在通信时使用的约定，规定了计算机通过网络通信所要遵守的特定的规则。

9、三要素：语义：控制信息的内容，需要做出的动作及响应。语法：数据与控制信息的格式、数据编码等。同步或规则：事件先后顺序和速度匹配。网络协议大多采用层的方式来组织的，每一层都是建立在它的下层之上的，为上一层提供一定的服务。2、计算机网络的体系结构将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构4.1.4计算机网络的体系结构ISO/OSIISO/OSI参考模型参考模型OSI参考模型应用层表示层会话层传输层数据链路层物理层网络层网络应用软件一种通用的数据格式对话和交谈流量控制和可靠性路径选择及逻辑寻址帧和介质访问控制信号和介质关键词4.1.4计算机网络的体系结构应用层表示层会话层传输层数据链

10、路层物理层网络层4.1.4计算机网络的体系结构较高层：与应用有关较低层：与数据传输有关目前普遍的几种协议 TCP/IP协议、IPX/SPX、NetBIOS、NetBEUI1TCP/IP协议 是当前工业标准的协议，是一个协议集合。TCP（Transmission control protocol），传输控制协议，IP（Internet protocol），网际协议，详细规定了计算机在通信时应该遵循的全部规则，是Internet上使用的一个关键的底层协议。4.1.4计算机网络的体系结构TelnetFTPSMTPDNS其它协议TCPUDPARPRARPIPEthernetToken Ring其它协议

11、应用层传输层网络互联层网络接口层TCP/IP参考模型的具体协议情况 4.1.4计算机网络的体系结构4.1.4计算机网络的体系结构2、IPX/SPX Novell公司开发出来应用于局域网的一种高速 协议。对应的网络操作系统NetWare13、NetBIOS 网络基本输入输出系统 IBM开发的网络标准4、NetBEUI 网络基本输入输出系统扩展用户接口 Microsoft 和IBM共同开发，适用于结构简单的中小规模的局域网。4.1.4计算机网络的体系结构4.24.2计算机网络的构成计算机网络的构成计算机网络系统由硬件、软件两大部分组成。硬件主要包括计算机、互联设备和传输介质3大部分。软件主要包括网

12、络操作系统、协议软件和应用软件组成。1服务器服务器2工作站工作站3传输介质传输介质4网络接入设备网络接入设备5.网络互连设备网络互连设备4.2.14.2.1硬件系统硬件系统 在网络中提供资源和特定服务的计算机，在其上运行网 络操作系统，是网络控制中心。文件服务器 域名服务器 打印服务器 通信服务器 数据 库服务器4.2.14.2.1硬件系统硬件系统服务器服务器客户机客户机客户机是网络用户入网操作的结点，一般有自己的操作系统。4.2.14.2.1硬件系统硬件系统 传输介质传输介质传输介质传输介质用来传送计算机网络中的数据。常用的传输介质有：（1）双绞线（Twisted Pair）（2）同轴电缆（

13、Coaxial Cable）（3）光纤（Optical Fiber）（4）无线传送介质双绞线（1）网络适配器（2）调制解调器（3）集线器以太网卡集线器/交换机/路由器4.2.14.2.1硬件系统硬件系统 网络接入设备中继器交换机路由器网关4.2.14.2.1硬件系统硬件系统 网络互联设备（1）中继器衰减的信衰减的信号号放大的信放大的信号号中继器对信号的放大中继器对信号的放大中继器中继器4.2.14.2.1硬件系统硬件系统 网络互联设备交换机交换机又称为以太网交换机，外观和HUB很像，功能比HUB强。当网络中数据量较大时，选择交换机作为总交换设备。一个重要功能连接两个局域网络段。4.2.14.2

14、.1硬件系统硬件系统 网络互联设备（3 3）路由器）路由器路由器，如图所示，是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读懂”对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。4.2.14.2.1硬件系统硬件系统 网络互联设备（4）网关网关用于连接执行不同协议或结构的网络，使文件可以在这些网络之间传输。4.2.14.2.1硬件系统硬件系统 网络互联设备4.2.2软件系统网络操作系统网络应用软件网络协议网络操作系统管理网络软件、硬件资源的灵魂，其性能直接影响网络系统的功能。UNIX Novell网络操作系

15、统 Microsoft网络操作系统4.2.2软件系统应用软件针对某一应用目的儿开发的应用程序，它提供用户所需要的应用功能。Email、文件传输系统FTP、WWW万维网系统、域名服务系统DNS4.2.2软件系统4.4 Internet基础知识 Internet又称因特网，是国际计算机互联网的英文简称，是世界上规模最大的计算机网络，正确地说是网络中的网络。Internet是由各种网络组成的一个全球信息网，可以说是由成千上万个具有特殊功能的专用计算机通过各种通信线路，把地理位置不同的网络在物理上连接起来的网络。TCP/IP协议组1、Internet概述2Internet的功能和工作方式 资源分为信息

16、资源和服务资源 功能分为5各方面：4.4 Internet基础知识网上信息查询网上交流电子邮件文件传输远程登陆3、Internet中国网概述1994年形成4大骨干网络为主的Internet全功能服务 中国公用计算机互联网（CHINANET)中国国家计算机与网络设施（NCFC)中国教育和科研计算机网（CERNET)中国国家公用经济信息通信网(CHINAGBN)4.4 Internet基础知识 中国国际经济贸易互联网 CIETNET 中国移动互联网 CMNET 中国长城互联网 CGWNET（建设中）中国卫星集团互联网 CSNET（建设中）1、IP地址的作用在Internet上为每台计算机指定的地址

17、称为IP地址唯一性4.4 Internet基础知识 IP地址与子网掩码Internet通过IP地址使得网上计算机能够彼此交换信息。2、IP地址的格式和分类每个地址是32位二进制数组成。每8位一组用一个十进制表示（0255），每组之间用“.”隔开4.4 Internet基础知识 IP地址与子网掩码202.4.143.20IP地址结构：网络地址 主机地址4.4 Internet基础知识 IP地址与子网掩码设网络地址用16位表示，如果某主机的IP地址是130.1.0.3 则子网地址130.1(130.1.0.0)主机地址后16位 0.3(130.1.0.3)标明不同的子网标明每个子网中的主机地址类别

18、首字节网络号主机号每类地址范围A类07位24位0.0.0.0127.255.255.255B类1014位16位128.0.0.0191.255.255.255C类11021位8位192.0.0.0223.255.255.255D类1110多播地址224.0.0.0239.255.255.255E类11110目前尚未使用240.0.0.0247.255.255.255IP地址编址方法4.4 Internet基础知识 IP地址与子网掩码子网掩码识别子网和判别主机属于哪个网络。32个二进制位设置子网掩码的规则：凡是IP地址中表示网络地址的那部分，在子网掩码的对应位上置1，表示主机地址的那部分对应位设

19、置为0如C类202.112.1.36网络地址是3个字节，所以掩码是255.255.255.04.4 Internet基础知识 IP地址与子网掩码 十进制形式的IP地址尽管比二进制形式的IP地址具有书写简洁的优势，但毕竟不便记忆，也不能直观地反映计算机的属性。为了克服十进制形式I P 地 址 的 缺 陷，人 们 普 遍 使 用 域 名 来 表 示Internet中的主机。域名指的是用字母、数字形式来表示的IP地址。4.4 Internet基础知识 域名系统域名的一般构造形式是：主机名机构名网络名最高层域名（顶级域名）IP地址 域名 域名解析DNS系统代码机构名称代码国家名称Com商业机构CN中国

20、EDU教育机构JP日本GOV政府机构HK香港Int国际组织UK英国Mil军事机构CA加拿大Net网络服务机构DE德国org非赢利机构FR法国常用顶级域名代码常用顶级域名代码4.4 Internet基础知识 域名系统4.4 Internet基础知识 域名系统主机域名center.nbu.educenter:主机的名称nbu:宁波大学edu：教育系统cn：中国网络信息中心（NIC）负责分配IP地址与域名中国互联网络信息中心负责中国境内的互联网络域名注册借助电话网接入借助电话网接入ADSL接入接入CableMODEM接入接入局域网接入局域网接入无线网接入无线网接入4.4 Internet基础知识 接入因特网基本服务分为：基本服务分为：电子邮件、远程登陆和文件传输4.4 Internet基础知识 Internet基本服务功能基本服务功能扩充服务：扩充服务：基于电子邮件的电子公告板和电子杂志名录服务查询服务万维网服务分为基本服务和扩充服务。nbu.edu/user1.asp资源类型主机域名资源文件名4.4 Internet基础知识 Internet基本服务功能基本服务功能URL（统一资源定位规范）资源类型 主机域名 资源文件名