第7章-计算机网络与Internet基础课件.ppt
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- 计算机网络 Internet 基础 课件
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1、第第7章章 计算机网络与计算机网络与Internet基础基础7.1 计算机网络基础知识7.2 Internet的基本知识7.3Internet的基本操作7.1 计算机网络基础知识计算机网络基础知识任务1 认识计算机网络任务2 计算机网络的分类任务3计算机网络的组成任务任务1 认识计算机网络认识计算机网络学习目标 对网络定义及其功能的理解。相关知识与技能计算机网络是将分散在不同地理位置上的,具有独立功能的多台计算机系统、各种终端设备、外部设备及其它附属设备,通过通信设备和通信线路连接起来,在网络协议和网络操作系统的管理和控制下,实现数据通信、资源共享和分布处理的系统。计算机网络的主要功能:资源共
2、享、信息传输、分布处理。任务任务1 认识计算机网络认识计算机网络知识拓展计算机网络是二十世纪60年代末期提出的一种新技术,是计算机技术和通信技术紧密结合的产物。计算机网络可以使远距离的计算机用户相互通信、数据处理和资源共享,从而能实现远程通信、远程医疗、远程教学、电视会议、综合信息服务等功能。随着计算机技术和通信技术的发展,用于计算机网络的硬件和软件大量涌现,价格越来越便宜,操作越来越容易、方便,计算机网络已经成为人们工作和生活中不可缺少的工具,深受用户的欢迎,得到了越来越广泛的应用。任务任务1 认识计算机网络认识计算机网络概括起来,计算机网络的功能可归纳为以下几个方面:资源共享资源共享包括硬
3、件资源、软件资源和数据资源的共享,网络中的用户能在各自的位置上部分或全部地共享网络中的硬件、软件和数据,如绘图仪、激光打印机、大容量的外部存储器等,提高了网络的经济性。软件或数据的共享避免了软件建设上的重复劳动和重复投资,以及数据的重复存储,也便于集中管理。通过 Internet 可以检索许多联机数据库,查看到世界上许多著名的图书馆的馆藏书目等,就是数据资源共享的一个例子。任务任务1 认识计算机网络认识计算机网络信息传输信息传输是计算机网络的基本功能之一。在网络中,通过通信线路可实现主机与主机、主机与终端之间各种信息的快速传输和交换,使分布在各地的用户信息得到统一、集中的控制和管理。例如,用电
4、子邮件快速传递票据、帐单、信函、公文、语音和图像等多媒体信息,为用户提供“远程会议”、“远程教学”、“远程医疗”等服务。分布式处理分布式处理可把复杂的任务划分成若干部分,由网络上各计算机分别承担其中一部分任务,同时运行,共同完成,大大加强了整个系统的效能。任务任务2 计算机网络的分类计算机网络的分类学习目标 理解计算机网络的分类。相关知识与技能计算机网络有各种各样的分类方法。根据网络所覆盖的地理范围、信息的传递速率及应用目的,计算机网络通常分为广域网(Wide Area Netware,WAN)、城域网(Metropolitan Area Network,MAN)和局域网(Local Area
5、 Netware,LAN)。根据网络的使用范围,计算机网络可以分为公用网和专用网。根据网络通信介质的不同,计算机网络可以分为有线网与无线网,任务任务2 计算机网络的分类计算机网络的分类知识拓展广域网(WAN)又称远程网,是跨地域性的网络,大多数广域网是通过各种网络连接而成的,如国际性的Internet网络。组成广域网的各计算机之间地理分布范围广,一般在几百公里到几千公里或更多,常用于一个国家范围或更大范围内的信息交换,能实现较大范围内的资源共享和信息传送。广域网的通信设备通常使用公共的通信设备、地面无线电通信和卫星通信等设施。局域网(LAN)又称局部网,组成网络的各计算机地理分布范围较窄,一般
6、用微型计算机通过高速通信线路相连。局域网简单、灵活、组建方便,其作用范围通常在有限的地理范围内,如在一座办公大楼内、大学校园内、几栋大楼之间或工厂的厂区内等,连网计算机之间的距离一般在几米至几公里范围内。通信线路一般为电话线、同轴电缆、双绞线和光纤电缆等。任务任务2 计算机网络的分类计算机网络的分类城域网(MAN)又称都市网,作用范围介于广域网和局域网之间,其地理范围可从几十公里到上百公里,通常覆盖一个城市或地区。公用网是由国家电信部门组建、控制和管理,为全社会提供服务的公共数据网络,凡愿意按规定交纳费用的都可以使用。专用网是由某部门或公司组建、控制和管理,为特殊业务需要而组建的网络,不允许其
7、它部门或单位使用。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成学习目标 了解计算机网络的组成。相关知识与技能计算机网络由通信子网和资源子网构成。计算机网络的硬件包括计算机设备和网络连接设备。计算机设备包括服务器、工作站、共享设备等。网络连接设备包括用于网内连接的网络适配器(网卡)、中继器、集线器,用于连接网络设备的传输介质,用于网间连接的网桥、路由器、网关等。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成知识拓展1.计算机网络的物理构成计算机网络是由计算机通过通信线路互连而成的网络系统,用户通过终端访问网络。计算机网络中,通信子网由传输介质和通信设备组成,主要功能是进行数据传输、数据交换和通信控制。
8、资源子网由多台地理位置不同的计算机系统及终端设备组成,有些网络还有大容量的硬盘、高速打印机和绘图仪等供网络用户共享的外部设备,这些设备统称为网络的结点,主要功能是提供网中共享硬件、软件和数据库等资源,并进行数据处理。通信子网把资源子网中的各种资源连接起来,以实现资源子网中各种资源之间的信息交流和资源共享。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成2.网络的拓扑结构计算机网络是由一组节点(Node)和连接节点的链路组成。连接到网络上的计算机、大容量的磁盘、高速打印机等部件都可以看作是网络上的一个节点,又称为工作站。网络的拓扑结构是指各节点在网络上的连接形式。局域网的拓扑结构就是网络节点的位置和互
9、连的几何布局,即连接到网络上的工作站(又称节点)互连的几何构形。局域网的拓扑结构分为星形、环形、总线形、树形和混合型等,有些特殊的网络也采用全互连结构。星形结构:以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互连结构。中央节点充当整个网络的控制主控计算机,网络的其它节点(工作站、服务器等)都通过通信电缆与中央节点直接相连,如图7-1()所示。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成环形结构:一种闭合的总线结构,网络中各节点通过中继器连接到闭环上,各个节点连接成一个封闭的环路,节点之间的数据单向传输,即数据沿一个方向在网上各节点之间环行传输,如图7-1()所示。总线结构:一种线状连接,即用一
10、条双绞线或同轴电缆通过接口将工作站连接到电缆上,形成一条公共的访问总线,总线主干的两端必须安装终端器,如图7-2()所示。树形结构:在总线结构上加分叉形成的,如图7-2()所示。混合型结构:将多种拓扑结构的局域网连接在一起,可兼容不同拓扑结构的优点。图图7-1 7-1 星形拓扑结构和环形拓扑结构星形拓扑结构和环形拓扑结构图图7-27-2总线拓扑结构和树形拓扑结构总线拓扑结构和树形拓扑结构任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成网络的拓扑结构对选择网络传输介质和确定控制方法会产生影响,因而会影响网络节点的运行速度和网络软硬件接口的复杂度。网络拓扑结构和介质访问控制方法是影响网络性能的最重要因素
11、。应根据实际情况选择合适的拓扑结构,选用相应的网卡和传输介质,以确保组建的网络具有较高的性能。3.网络的体系结构计算机网络是由多种计算机和各类终端通过通信线路连接起来的复杂系统,网络的通信必须按照双方事先约定的规则进行。这些规则规定了传输数据的格式和有关的同步问题。网络协议是计算机网络中通信各方事先约定的通信规则的集合。为降低协议设计的复杂性,大多数网络按层的方式来组织。不同类型的网络,其层的数量、各层的内容和功能都不完全相同。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成层和协议的集合称为网络的体系结构。网络的体系结构是对构成计算机网络的各个组成部分以及计算机网络本身所必须实现的功能的一组定义、
12、规定和说明。国际标准化组织ISO制定的“开放式系统互连”OSI参考模型定义了异种机连网标准的框架结构,并且得到了世界的公认。“开放式系统互连”中,“系统”是指计算机、终端、外部设备、传输设备、操作人员以及相应操作软件;“开放”是指按照参考模型建立的任意两系统之间的连接和操作。当一个系统能够按照OSI模式与另外一个系统进行通信时,就称为该系统是开放系统。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成“开放式系统互连”参考模型OSI将网络通信功能分成七个层次,每一层各自执行自己承担的任务,层与层之间相互沟通。每层之间均有相应的通信协议(同层协议);相邻层之间的通信约束称为接口。这个协议为计算机网络产品
13、的厂家提供了生产标准,大大地促进了网络技术的发展。目前比较流行的网络协议有Novell NetWare使用的IPX,Internet使用的TCP/IP,以及Windows使用的NetBEUT等。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成4.网络操作系统网络操作系统是整个网络的核心。网络操作系统的目标,是在用户和网络资源之间形成一个操作管理机构。这个管理机构应该是计算机软件和通信协议的综合,并与单机操作系统提供同等的服务能力。网络操作系统具有单机操作和网络管理的双重功能。在启动网络操作系统之前,网络系统中各个独立的系统互不干扰,能够独立进行工作。网络操作系统启动后,网络系统中各相对独立的系统之间
14、需要通信时,网络操作系统可提供多用户系统的功能。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成按照网络操作系统的功能,网络可有三种体系结构:对等型网络(Peer-to-Peer)结构对等型网络不要求一个专用的服务器,每台工作站都可以有绝对自主权,可以互相交换文件。例如,当工作站想要使用工作站的某一文件时,只要工作站开放该文件,即可由工作站直接读取该文件并可以写入工作站的磁盘中,而不需经过其它的工作站。前提是与都必须是相同的操作系统(例如Windows XP)。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成专用服务器(Server-Based)结构专用服务器结构基本上需要一台专用的文件服务器,所有的工作
15、站都以该服务器为中心,即网络上的工作站要作文件传输时,都需要通过服务器,无法在工作站之间直接传输。所有文件的读取、消息的传送等,都在服务器的控制下进行。由于将应用程序和数据存放在文件服务器上,当工作站的使用者需要应用程序和数据时,将从文件服务器上获取,然后送到需要使用的工作站上,而且每一台工作站都具有独立运算和数据处理能力。这种是一种集中管理、分散处理的方式。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成客户机服务器(ClientServer)结构将需要处理的工作分配给客户机(Client)端和服务器(Server)处理。客户机或服务器没有一定的界限,必要时两者角色可以互换。客户机和服务器完全按其
16、所扮演的角色而定。其中,客户机是提出服务请求的一方,只要是主动提出服务的一方即为客户机;服务器是提供服务的一方,只要答应需求方的请求而提供服务即为服务器。客户机服务器结构中,工作站端(Client)可能是一台微机或工作站,直接与使用者打交道,可以执行命令或运行Windows XP等软件系统。服务站(Server)端可能是一台Linux或Windows XP Server服务器。服务站端不断倾听工作站端是否有任何要求,如果有则解释传送来的消息,并且在服务站端上运行,最后才将结果与错误信息送回给工作站端,由工作站端呈现给用户。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成5.网络的硬件组成计算机网络的
17、硬件包括计算机设备和网络连接设备。传输介质传输介质是数据传输系统中发送装置和接收装置的物理媒体。常用的传输介质类型有同轴电缆、双绞线、光纤电缆、微波和无线传送(如卫星通信、红外线、激光、微波等)。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成网络中的计算机设备网络服务器网络服务器运行网络操作系统,为网上用户提供通信控制、管理和共享资源,是一台专用或多用途的计算机。网络服务器可以连接多种设备,如硬盘、打印机、调制解调器等,以供各工作站上的用户使用,实现设备、资源共享。网络软件、公共数据库等一般也是安装在网络服务器上。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成工作站工作站连入网络的,具有独立运行功能并
18、且接受网络服务器控制和管理的,共享网络资源的计算机。工作站通过网卡和通信电缆连接到网络服务器上,每台工作站保持微型计算机的原有功能。工作站通过网络对网络服务器进行访问,从网络服务器中取得程序和数据后,在工作站上执行;对数据进行加工处理后,又将处理结果存回到网络服务器中。网络上的所有工作站都能共享网络服务器上的程序和数据信息。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成共享设备共享设备是为网络用户共享使用的打印机、磁盘和光盘等公用设备。网络连接设备网络适配器(网卡):又称网络接口卡(NIC),简称网卡,是计算机之间直接或间接通过传输介质进行通信的接口,负责将各个节点上的设备连接到网络上。网卡负责执
19、行网络协议、实现物理层信号的转换等功能,是网络系统中的通信控制器。网络服务器和每个工作站上都至少安装有一块网络适配卡,通过网卡与公共的通信电缆相连接。集线器(Hub):对于采用双绞线的星形拓扑结构,集线器作为中心节点,连接网上的各个节点。集线路器分普通型(共享)和交换型,其中,交换型的传输效率比较高。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成中继器(Repeater):又称转发器,负责把网络段上衰减的信号加以放大和整形,使之成为标准信号传送到另一个网络段上,并将两个网络段连接成一个网络。网桥(Bridge):用于两个同类型的局域网之间的连接,分为内桥、外桥和远程桥三种类型。内桥是服务器的一部分
20、,通过服务器中不同网卡将局域网连接起来。外桥安装在某个工作站上,实现两个相似的或不同的独立的网络之间的连接。外桥可以是专用的,也可以是非专用的。两个或两个以上远距离网络可以通过远程桥互连成为广域网,这种互连通常用调制解调器和电话线实现。提示:同类网络即网络操作系统相同的网络。两个网络的网卡、传输介质和拓扑结构可以不同,只要操作系统相同,就可以通过网桥连接起来。任务任务3计算机网络的组成计算机网络的组成路由器(Router):用于两个以上同类型网络之间的连接。除具有网桥的功能之外,还增加了路径选择(选址功能)功能,可根据网络上信息拥挤的程度,自动地选择适当的线路传输信息。网关(Gate Way)
21、:用于不同网络操作系统的局域网之间的互连。网关提供一个协议到另一个协议之间的转换功能,使得互连着的网络可以方便地进行通信。网关的结构和技术都比路由器更复杂。通常采用一台微机作为网关使用。调制解调器(MODEM):用于远程网的互连,其作用是进行传输信号的转换,弥补通信线路质量的不足,如消除通信线路损耗失真和时延失真对数据传输的影响等。7.2 Internet的基本知识的基本知识任务4Internet的概念任务5 Internet地址任务任务4Internet的概念的概念学习目标 掌握Internet的含义,进而了解Internet的形成与发展。相关知识与技能Internet的英文原意是“互连各个
22、网络”(Interconnect networks),简称“互连网”。1997年7月18日全国科学技术名词审定委员会推荐名为“因特网”。Internet起源于20世纪60年代的美国。六十年代末,美国国防部高级研究计划署建立第一个网际网ARPANET(军用实验网),主要目的是寻求一种将不同类型的计算机互连而成为网络的方法。稍后,对互不兼容网络间的互连进行研究,使得异种网络间也可以连接。随着网络互连技术的不断成熟和网上各类用户的迅速增加,1983年,原来的APPANET分裂为两个互连的网络:APPANET和MILNET(Military Network),这种网际互连后来称为DARPAIntern
23、et,不久称为Internet。任务任务4Internet的概念的概念知识拓展Internet是一个世界范围的网络,可以把世界各地的计算机连接在一起,进行数据传输和通信。实际上,Internet是一个网间网,把世界各地已有的各种网络(如计算机网、数据通信网和公用电话交换网等)互连起来,组成一个跨越国界的世界范围的庞大的互连网,实现资源共享、相互通信等目的。1.Internet的发展历程八十年代中,美国科学基金会NSF建立了为科研教育服务的、连接五个超级计算中心的专用网络NSFNET。随着越来越多高等学校、科研机构、图书馆、实验室、政府部门、商业集团、医院和个人的使用,在1990年7月,NSFN
24、ET取代了ARPANET。由于NSFNET的通信能力不足以满足迅速增长的用户需求,美国高级网络和服务公司ANS(Advanced Networks and Service)于1992年组建了ANSNET,其容量是NSFNET的30倍,成为现在的Internet的骨干网。任务任务4Internet的概念的概念Internet建立后,进入Internet 的人员、计算机和网络的数量迅速增长,以Internet 为中心的互连网络逐渐向世界扩展。Internet已经成为政府、学术、工业、商业、社会团体和个人等各界共用的国际互连网络,而且正以前所未有的速度发展。Internet能够迅速发展到全球的根本原
25、因,在于其所拥有的巨大的信息资源。Internet除了在教育科研方面得到广泛深入的应用外,在商业服务方面也迅速发展起来。作为信息和通信的资源,在人们的日常工作和日常生活中也日益发挥着重要的作用。我国在八十年代末也开始了与Internet的连接,1994年建立了以cn为我国最高域名的服务器,从1994年开始建设教育科研网CERNET,至今已把大部分高校接入CERNET网;中国科学院建立了CASNET,连接各个研究所;ChinaNET向社会提供Internet服务等。任务任务4Internet的概念的概念2.Iternet提供的主要服务Internet提供的主要服务包括电子邮件、远程登录、远程文件
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