计算机网络基础

1、计算机网络基础 第五章 计算机网络基础 本章要点 v计算机网络基本知识计算机网络基本知识 v数据通信基本概念数据通信基本概念 v计算机网络技术基础计算机网络技术基础 v局域网局域网 vInternetInternet的基础知识的基础知识 v连接连接InternetInternet vInternetInternet的服务与应用的服务与应用 v网络信息检索网络信息检索 v网络信息安全网络信息安全 v网络安全技术网络安全技术 讲解：XX1 计算机网络基础 理解计算机网络的定义、组成和功能 了解计算机网络的产生与发展、分类 学习目标 5.1 计算机网络基本知识 讲解：XX2 计算机网络基础 5.1

2、计算机网络基本知识 5.1.1 计算机网络的定义与组成 5.1.2 计算机网络的产生与发展 5.1.3 计算机网络的功能 5.1.4 计算机网络的分类 讲解：XX3 计算机网络基础 v定义定义 计算机网络是指把若干台地理位置不同，且具有独立功能计算机网络是指把若干台地理位置不同，且具有独立功能 的计算机，用通信线路和通信设备互相连接起来，以实现彼此的计算机，用通信线路和通信设备互相连接起来，以实现彼此 之间的数据通信和资源共享的一种计算机系统。之间的数据通信和资源共享的一种计算机系统。 v计算机网络的组成计算机网络的组成 通信技术通信技术与与计算机技术计算机技术的结合是产生计算机网络的基本的结

3、合是产生计算机网络的基本 条件。一方面，通信网为计算机之间的数据传输和交换提条件。一方面，通信网为计算机之间的数据传输和交换提 供了必要的手段；另一方面，计算机技术的发展渗透到通供了必要的手段；另一方面，计算机技术的发展渗透到通 信技术中，又提高了通信网的各种性能。信技术中，又提高了通信网的各种性能。 一个计算机网络是由一个计算机网络是由资源子网资源子网和和通信子网通信子网构成。资源子构成。资源子 网负责信息处理，通信子网负责网中的信息传递。网负责信息处理，通信子网负责网中的信息传递。 5.1.1 计算机网络的定义与组成 讲解：XX4 计算机网络基础 v计算机网络的组成计算机网络的组成 5.1

4、.1 计算机网络的定义与组成 讲解：XX5 计算机网络基础 v远程终端联机阶段远程终端联机阶段 v计算机计算机计算机网络阶段计算机网络阶段 v标准化互联阶段标准化互联阶段 v信息高速公路阶段信息高速公路阶段 5.1.2 计算机网络的产生与发展 中心计算机 终端 终端 终端 讲解：XX6 计算机网络基础 v 建立计算机网络的基本目的是实现数建立计算机网络的基本目的是实现数 据通信和资源共享，计算机网络的主据通信和资源共享，计算机网络的主 要功能可归纳为要功能可归纳为 资源共享资源共享 数据通信数据通信 提高计算机的可靠性和可用性提高计算机的可靠性和可用性 分布式处理分布式处理 5.1.3 计算机

5、网络的功能 讲解：XX7 计算机网络基础 v 按计算机网络地理分布范围分类，可以分成按计算机网络地理分布范围分类，可以分成 局域网局域网、城域网城域网和和广域网广域网; ; v 按网络的交换方式划分，可分为电路交换、按网络的交换方式划分，可分为电路交换、 报文交换、分组交换；报文交换、分组交换； v 按所采用的拓扑结构划分，可以分为星形、按所采用的拓扑结构划分，可以分为星形、 总线形、环形、树形和网状形；总线形、环形、树形和网状形； v 按信道的带宽可划分为窄带网和宽带网；按信道的带宽可划分为窄带网和宽带网； v 按用途的不同可划分为科研网、教育网、商按用途的不同可划分为科研网、教育网、商 业

6、网、企业网业网、企业网。 5.1.4 计算机网络的分类 讲解：XX8 计算机网络基础 理解模拟通信和数据通信的基本概念 理解调制解调器的功能 了解多路复用和数据交换技术 学习目标 5.2 数据通信基本概念 讲解：XX9 计算机网络基础 v 数据通信是指数字计算机或其它数字终端设备之数据通信是指数字计算机或其它数字终端设备之 间通过通信信道进行的数据交换。间通过通信信道进行的数据交换。 v 数据通信的质量有两个最主要的指标。数据通信的质量有两个最主要的指标。 数据传输速率，用数据传输速率，用“比特位比特位/ /秒秒”（b/sb/s）来表）来表 示；示； 误码率，它表示一段时间内接收到的错误比特数

7、误码率，它表示一段时间内接收到的错误比特数 与转输的总比特数之比。与转输的总比特数之比。 5.2 数据通信基本概念 讲解：XX10 计算机网络基础 5.2 数据通信基本概念 5.2.1 模拟通信与数字通信 5.2.2 多路复用技术 5.2.3 数据交换技术 讲解：XX11 计算机网络基础 v 通信系统中传输的信号可分为连续变化的和离散通信系统中传输的信号可分为连续变化的和离散 变化的两类。变化的两类。 模拟信号模拟信号 数字信号数字信号 v 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可 以相应地把通信信道分为以相应地把通信信道分为模拟信道模拟信道和和数字

8、信道数字信道。 v 数据通信可以通过模拟信道实现，也可以通过数数据通信可以通过模拟信道实现，也可以通过数 字信道来实现。字信道来实现。 5.2.1 模拟通信与数字通信 讲解：XX12 计算机网络基础 v 数据通信利用模拟信道来实现时，数据终端设备（DTE）产生的 数字信号首先要转换成模拟信号在信道中传输，这个转换过程称 为调制。执行调制功能的变换器称为调制器（Modulator）。 v 通过信道传送到接收端的模拟电信号又要经过一个称为解调器 （Demodulator）的反变换器转换成数字终端设备所能按收的数 字信号。 v 大多数情况下，通信是双向的，调制器和解调器合在一个装置中， 这就是调制解

9、调器（Modem）。 5.2.1 模拟通信与数字通信 ModemModemDTEDTE 数字信号 数字信号 模拟信号 公用电话网 讲解：XX13 计算机网络基础 多路复用技术是利用一条传输线路传送多路信号的技术。多路复用技术是利用一条传输线路传送多路信号的技术。 把多路信号组合在一条信道上转输可以提高转输效率。把多路信号组合在一条信道上转输可以提高转输效率。 频分多路复用频分多路复用 在模拟通信中，将若干路信号调制在不同的频率上，在模拟通信中，将若干路信号调制在不同的频率上， 使它们互不干扰地在同一条传输介质上同时转输，到接使它们互不干扰地在同一条传输介质上同时转输，到接 收端再将它们分离出来

10、，这就是频分多路复用。收端再将它们分离出来，这就是频分多路复用。 时分多路复用时分多路复用 在数字传输中，将一时间段分割成若干个小的时间在数字传输中，将一时间段分割成若干个小的时间 片，每路信号占用一个时间片，多路的信号按时间先后片，每路信号占用一个时间片，多路的信号按时间先后 顺序排队轮流使用同一传输信道。这样可在时间上交叉顺序排队轮流使用同一传输信道。这样可在时间上交叉 发送每一路信号，实现一条线路传送多路信号的目的。发送每一路信号，实现一条线路传送多路信号的目的。 5.2.2 多路复用技术 讲解：XX14 计算机网络基础 在数据通信系统中，网络中的两个设备之间需要经过在数据通信系统中，网

11、络中的两个设备之间需要经过 中间节点转发数据，这种中间节点参与的通信称为交换。中间节点转发数据，这种中间节点参与的通信称为交换。 电路交换电路交换 电路交换的通信一般要经历电路交换的通信一般要经历3 3个阶段：建立电路阶段、个阶段：建立电路阶段、 传输数据阶段和电路拆除阶段。传输数据阶段和电路拆除阶段。 优点是：通信实时性强，适用于交互式会话类通信，优点是：通信实时性强，适用于交互式会话类通信， 比较适用于成批数据的传送。比较适用于成批数据的传送。 缺点是：一旦建立连接后，即使两个站点间没有数缺点是：一旦建立连接后，即使两个站点间没有数 据要传输，网络资源也没法供其它用户使用；建立据要传输，网

12、络资源也没法供其它用户使用；建立 线路的时间比较长，如果传递的信息很短，则线路线路的时间比较长，如果传递的信息很短，则线路 的利用率很低。的利用率很低。 5.2.3 数据交换技术 讲解：XX15 计算机网络基础 分组交换分组交换 计算机通信都采用分组交换方式，分组交换是一种计算机通信都采用分组交换方式，分组交换是一种“存储存储 转发转发”式的交换，数据以短的分组形式转送。式的交换，数据以短的分组形式转送。 计算机通信时传送的是报文（计算机通信时传送的是报文（MessageMessage），报文是指由被传），报文是指由被传 递的数据、源地址、目的地址和其它控制信息组成的数据块。递的数据、源地址、

13、目的地址和其它控制信息组成的数据块。 把一个长的报文拆分成若干个小的段落，称为分组。把一个长的报文拆分成若干个小的段落，称为分组。 分组交换不需要事先建立物理通路，只要前方线路空闲，就分组交换不需要事先建立物理通路，只要前方线路空闲，就 以分组为单位发送，中间节点接收到一个分组后可以直接转以分组为单位发送，中间节点接收到一个分组后可以直接转 发，而不必等到所有的分组都收到以后再转发，提高了交换发，而不必等到所有的分组都收到以后再转发，提高了交换 速度。接收端收到所有分组后，再按原来的顺序速度。接收端收到所有分组后，再按原来的顺序“组装组装”成成 原来的报文。原来的报文。 有限长度的分组可以直接

14、存放在节点的内存中，而不必设置有限长度的分组可以直接存放在节点的内存中，而不必设置 缓存，提高了交换速度。缓存，提高了交换速度。 5.2.3 数据交换技术 讲解：XX16 计算机网络基础 了解几种传输介质的特点 理解网络协议的定义和三个要素 理解网络协议的分层模型 理解OSI参考模型以及各层的功能 了解网络互连技术和网络互连设备 学习目标 5.3 计算机网络技术基础 讲解：XX17 计算机网络基础 5.3 计算机网络技术基础 5.3.1 传输介质 5.3.2 网络传输协议 5.3.3 网络互连技术 讲解：XX18 计算机网络基础 v 构建计算机网络必须解决的三个主要问题：构建计算机网络必须解决

15、的三个主要问题： 计算机之间采用什么样的传输介质连接；计算机之间采用什么样的传输介质连接； 计算机之间用什么样的拓扑结构连接；计算机之间用什么样的拓扑结构连接； 计算机之间采用什么样的协议进行数据的交换。计算机之间采用什么样的协议进行数据的交换。 v 传输介质是网络中节点之间的物理通路，它对传输介质是网络中节点之间的物理通路，它对 网络数据通信质量有极大的影响。目前常用的网络数据通信质量有极大的影响。目前常用的 网络传输介质可分为有线和无线两种网络传输介质可分为有线和无线两种: : 有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤等，有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤等， 无线介质：微波、红外线等。无线介质：微

16、波、红外线等。 5.3.1 传输介质 讲解：XX19 计算机网络基础 v 双绞线由绞合在一起的一对导线组成。通常将一对以上双绞线由绞合在一起的一对导线组成。通常将一对以上 的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干扰，每对的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干扰，每对 相互扭绕而成。相互扭绕而成。 v 双绞线分为非屏蔽双绞线双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)(UTP)和屏蔽双绞线和屏蔽双绞线(STP)(STP)两种。两种。 v 双绞线价格低廉，数据传输率较低，抗干扰性能也较差，双绞线价格低廉，数据传输率较低，抗干扰性能也较差， 双绞线最大使用距离限制在几百米之内。双绞线最大使用距离限制在几百米之

17、内。 v 局域网中常用的局域网中常用的UTPUTP双绞线分为双绞线分为3 3类，类，4 4类，类，5 5类、超类、超5 5类类 和和6 6类等。类等。STPSTP的内部与的内部与UTPUTP相同，但外包铝箔，相同，但外包铝箔，STPSTP双绞双绞 线速率较高，抗干扰性比线速率较高，抗干扰性比UTPUTP强，但价格贵。强，但价格贵。 v 对于对于3 3类，类，4 4类，类，5 5类、超类、超5 5类和类和6 6类双绞线使用的连接器类双绞线使用的连接器 为为RJ-45RJ-45（4 4对对8 8芯），遵循芯），遵循EIA-568EIA-568标准。标准。 1 双绞线 讲解：XX20 计算机网络基础

18、 双绞线 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线(UTP)(UTP) 屏蔽双绞线屏蔽双绞线(STP) (STP) RJ-45 RJ-45 接头接头 （水晶头）（水晶头） 讲解：XX21 计算机网络基础 v 同轴电缆由内外两条导线构成，内导线可以是单股铜线，同轴电缆由内外两条导线构成，内导线可以是单股铜线， 也可以是多股铜线；外导线是一条网状空心圆柱导体。内也可以是多股铜线；外导线是一条网状空心圆柱导体。内 外导体之间有一层绝缘材料，最外层是保护性塑料外壳。外导体之间有一层绝缘材料，最外层是保护性塑料外壳。 v 粗缆传输距离长，性能高，但成本高，主要使用于大型局粗缆传输距离长，性能高，但成本高，主要使用于大型

19、局 域网干线。细缆传输距离短，相对便宜，使用域网干线。细缆传输距离短，相对便宜，使用T T型头与具有型头与具有 BNCBNC接头的网卡相连，两端安装接头的网卡相连，两端安装5050欧终端电阻器来消弱信欧终端电阻器来消弱信 号反射。号反射。 2 同轴电缆 讲解：XX22 计算机网络基础 v 光纤又称光缆或称光导纤维，是一种能够传送光信号的光纤又称光缆或称光导纤维，是一种能够传送光信号的 介质，采用特殊的玻璃材料或塑料制作。介质，采用特殊的玻璃材料或塑料制作。 v 光纤数据传输性能高于双绞线和同轴电缆，可达到几光纤数据传输性能高于双绞线和同轴电缆，可达到几 GbpsGbps，抗干扰能力强，传输损耗

20、少，安全保密好，但成，抗干扰能力强，传输损耗少，安全保密好，但成 本较高，连接难。光纤通常用于网络中的主干线。本较高，连接难。光纤通常用于网络中的主干线。 3 光纤 讲解：XX23 计算机网络基础 v 微波与通常的无线电波不一样，它是定向传播，无法象某微波与通常的无线电波不一样，它是定向传播，无法象某 些低频波那样沿着地球表面传播，由于地球表面是曲面，些低频波那样沿着地球表面传播，由于地球表面是曲面， 再加上高大建筑物和气候的影响，微波在地面上传播距离再加上高大建筑物和气候的影响，微波在地面上传播距离 有限，一般在有限，一般在4040至至60km60km范围内。范围内。 v 直接传播信号的距离

21、与天线的高度有关，天线越高距离越直接传播信号的距离与天线的高度有关，天线越高距离越 远。超过一定距离就要用中继站来远。超过一定距离就要用中继站来“接力接力”。 v 微波通信具有通信容量大，传输质量高，初建费用小等优微波通信具有通信容量大，传输质量高，初建费用小等优 点，但它最大的缺点是保密性差。点，但它最大的缺点是保密性差。 4 微波 讲解：XX24 计算机网络基础 v网络协议的定义和组成网络协议的定义和组成 网络协议（网络协议（ProtocolProtocol），是使网络中的通信双），是使网络中的通信双 方能顺利进行信息交换而双方预先约定好并遵循的方能顺利进行信息交换而双方预先约定好并遵循的

22、 规程和规则。规程和规则。 v一个网络协议主要由以下三个要素组成：一个网络协议主要由以下三个要素组成： 语义：规定通信双方彼此语义：规定通信双方彼此“讲什么讲什么” ； 语法：规定通信双方彼此语法：规定通信双方彼此“如何讲如何讲” ； 同步：语法同步规定事件执行的顺序。同步：语法同步规定事件执行的顺序。 5.3.2 网络传输协议 讲解：XX25 计算机网络基础 v 分层次的体系结构分层次的体系结构 分层模型（分层模型（Layering modelLayering model）是一种用于开发）是一种用于开发 网络协议的设计方法。采用在协议中划分层次的方网络协议的设计方法。采用在协议中划分层次的方

23、 法，把要实现的功能划分为若干层次，较高层次建法，把要实现的功能划分为若干层次，较高层次建 立在较低层次基础上，同时又为更高层次提供必要立在较低层次基础上，同时又为更高层次提供必要 的服务功能。的服务功能。 v 分层的好处：高层次只要调用低层次提供的功分层的好处：高层次只要调用低层次提供的功 能，而无需了解低层的技术细节；只要保证接能，而无需了解低层的技术细节；只要保证接 口不变，低层功能具体实现办法的变更也不会口不变，低层功能具体实现办法的变更也不会 影响较高一层所执行的功能。影响较高一层所执行的功能。 5.3.2 网络传输协议 讲解：XX26 计算机网络基础 v 开放系统互联参考模型（开放

24、系统互联参考模型（OSI/RMOSI/RM） 5.3.2 网络传输协议 应用层（Application Layer） 表示层（Presentation Layer） 会话层（Session Layer） 传输层（Transport Layer） 网络层（Network Layer） 数据链路层（Data Link Layer） 物理层（Physical Layer） 讲解：XX27 计算机网络基础 vOSIOSIRMRM各层的主要功能如下：各层的主要功能如下： 物理层：物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理层：物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供 物理连接，以便透

25、明地传送比特流。物理连接，以便透明地传送比特流。 数据链路层：在物理层提供比特流传输服务的基础上，在通信的实数据链路层：在物理层提供比特流传输服务的基础上，在通信的实 体之间建立数据链路连接，传送以体之间建立数据链路连接，传送以“帧（帧（FrameFrame）”为单位的数据，为单位的数据， 采用差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数采用差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数 据链路。据链路。 网络层：其主要功能是要完成网络中主机间网络层：其主要功能是要完成网络中主机间“分组分组”(Packet)(Packet)的传的传 输。输。 传输层：其主要任务是向上一层

26、提供可靠的端到端（传输层：其主要任务是向上一层提供可靠的端到端（End-to-EndEnd-to-End） 服务，确保服务，确保“报文段（报文段（SegmentSegment）”无差错、有序、不丢失、无重复无差错、有序、不丢失、无重复 地传输。地传输。 会话层：会话层的功能是建立、组织和协调两个互相通信的应用进会话层：会话层的功能是建立、组织和协调两个互相通信的应用进 程之间的交互（程之间的交互（InteractionInteraction）。）。 表示层：主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。表示层：主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。 应用层：应用层确定进程间通信的性

27、质，以满足用户的需要。应用层：应用层确定进程间通信的性质，以满足用户的需要。 5.3.2 网络传输协议 讲解：XX28 计算机网络基础 v网络互连的类型包括：局域网与局域网、局域网与广域网络互连的类型包括：局域网与局域网、局域网与广域 网、广域网与广域网等的互连。网、广域网与广域网等的互连。 v络互连要解决的两个主要问题是：络互连要解决的两个主要问题是： 一是网络之间至少要有一条通信链路，一是网络之间至少要有一条通信链路， 二是在保持原网络结构和服务内容的基础上提供协议二是在保持原网络结构和服务内容的基础上提供协议 转换的功能。转换的功能。 v在在OSIOSI参考模型中，由于网络间的通信是根据

28、不同层划分参考模型中，由于网络间的通信是根据不同层划分 的，同层间可相互通信，所以根据联接层不同，网间联接的，同层间可相互通信，所以根据联接层不同，网间联接 设备可以分为中继器、网桥、路由器和网关。设备可以分为中继器、网桥、路由器和网关。 5.3.3 网络互连技术 讲解：XX29 计算机网络基础 5.3.3 网络互连技术 讲解：XX30 计算机网络基础 v中继器（中继器（RepeaterRepeater） 中继器完成物理层的互连，具有信号再生与放大的作用。当一个中继器完成物理层的互连，具有信号再生与放大的作用。当一个 网段已超过最大距离时，可用中继器来延伸，从而使整个网络的网段已超过最大距离时

29、，可用中继器来延伸，从而使整个网络的 范围得到扩充。范围得到扩充。IEEE802IEEE802标准规定最多允许四个中继器接五个网段。标准规定最多允许四个中继器接五个网段。 集线器（集线器（HUBHUB）是一种特殊的中继器，有多个端口，作为多个网）是一种特殊的中继器，有多个端口，作为多个网 络电缆段的中间转接设备而将多个网段连接起来，能对信号起再络电缆段的中间转接设备而将多个网段连接起来，能对信号起再 生与放大作用。生与放大作用。 5.3.3 网络互连技术 讲解：XX31 计算机网络基础 v网桥（网桥（BridgeBridge） 网桥是一种在数据链路层实现连接两个局域网互连的存储转发设网桥是一种

30、在数据链路层实现连接两个局域网互连的存储转发设 备。它从一个网段接收完整的数据帧，进行必要的比较和验证，备。它从一个网段接收完整的数据帧，进行必要的比较和验证， 然后决定是丢弃还是发送给另外一个网段。然后决定是丢弃还是发送给另外一个网段。 网桥具有隔离网段的功能，在网络上适当使用网桥可以起到调整网桥具有隔离网段的功能，在网络上适当使用网桥可以起到调整 网络的负载，提高整个网络传输性能的作用。网络的负载，提高整个网络传输性能的作用。 5.3.3 网络互连技术 讲解：XX32 计算机网络基础 v路由器（路由器（RouterRouter） 路由器是在网络层用来联接多个同类或不同类的网络路由器是在网络

31、层用来联接多个同类或不同类的网络 （局域网或广域网）的一种存储转发设备。（局域网或广域网）的一种存储转发设备。 路由器具有选择路径的功能，当多于两个网络互连时，路由器具有选择路径的功能，当多于两个网络互连时， 节点之间可供选择的路径往往不止一条，因此需要路由节点之间可供选择的路径往往不止一条，因此需要路由 器为节点间传送的分组信息选择一条最佳路径。器为节点间传送的分组信息选择一条最佳路径。 5.3.3 网络互连技术 讲解：XX33 计算机网络基础 v网关（网关（Gateway） 网关实现的网络互连发生在网络层之上，它是网络层以上的互连网关实现的网络互连发生在网络层之上，它是网络层以上的互连 设

32、施的总称。之所以称为设施，是因为网关不一定是一台设备，有设施的总称。之所以称为设施，是因为网关不一定是一台设备，有 可能是在一台主机中实现网关功能的一个软件。可能是在一台主机中实现网关功能的一个软件。 网关可用来连接不同类的网络，包括异种局域网的互连，局域网网关可用来连接不同类的网络，包括异种局域网的互连，局域网 与广域网的互连。与广域网的互连。 5.3.3 网络互连技术 讲解：XX34 计算机网络基础 了解局域网的特点和组成 了解局域网类型、网络设备 了解网络操作系统 理解局域网拓扑结构 学习目标 5.4 局域网 讲解：XX35 计算机网络基础 5.4 局域网 5.4.1 局域网的特点和组成

33、 5.4.2 局域网类型 5.4.3 局域网的拓扑结构 5.4.4 网络设备 5.4.5 服务器与工作站 5.4.6 网络操作系统 讲解：XX36 计算机网络基础 v局域网（局域网（LANLAN）指的是在一较小范围内（如：一间实）指的是在一较小范围内（如：一间实 验室或办公室、一栋大楼、一个校园）的各种计算机、验室或办公室、一栋大楼、一个校园）的各种计算机、 终端与外部设备连接起来所形成的局部区域网。终端与外部设备连接起来所形成的局部区域网。 v局域网的特点有以下几个方面：局域网的特点有以下几个方面： 网络覆盖范围较小。网络覆盖范围较小。 站点数目有限。站点数目有限。 局域网通常由某个组织单独

34、用有。局域网通常由某个组织单独用有。 局域网与广域网相比具有较高的数据传输速率、较低局域网与广域网相比具有较高的数据传输速率、较低 的时延和较小的误码率。的时延和较小的误码率。 v局域网系统的硬件设备有：服务器、中心交换机、局域网系统的硬件设备有：服务器、中心交换机、 二级交换机、路由器、防火墙和工作站等；二级交换机、路由器、防火墙和工作站等； 5.4.1 局域网的特点和组成 讲解：XX37 计算机网络基础 5.4.1 局域网的特点和组成 讲解：XX38 计算机网络基础 v令牌环网令牌环网 令牌环（令牌环（Token RingToken Ring）网是由一组用传输介质串联成）网是由一组用传输介

35、质串联成 一个环的站点组成，它最早是由一个环的站点组成，它最早是由IBMIBM公司开发的，现在一般公司开发的，现在一般 也只使用在也只使用在IBMIBM主机的网络中，在其它网络中则用得有限。主机的网络中，在其它网络中则用得有限。 vATMATM ATM(Asynchronous Transfer ModeATM(Asynchronous Transfer Mode：异步传输方式：异步传输方式) )是是 一种基于信元（一种基于信元（CellCell）的交换和复用技术）的交换和复用技术, ,信元长度固定为信元长度固定为 5353字节。多数字节。多数ATM ATM 网络中的传输速率高达网络中的传输速

36、率高达155Mbps155Mbps，ATMATM现在现在 主要应用于主干网的连接。主要应用于主干网的连接。 ATMATM在传输数据时有极强的实时性，适用于信息传输容在传输数据时有极强的实时性，适用于信息传输容 量差异很大的网络，可以满足视频图像和实时通信的要求。量差异很大的网络，可以满足视频图像和实时通信的要求。 5.4.2 局域网类型 讲解：XX39 计算机网络基础 v以太网（以太网（EthernetEthernet） 19851985年年IEEE 802IEEE 802委员会颁了委员会颁了802.3802.3以太网标准以太网标准, ,它使用它使用 CSMACSMACDCD（带有冲突检测的载

37、波侦听多路访问）的访问控（带有冲突检测的载波侦听多路访问）的访问控 制方法。制方法。现在最常用的局域网是以太网（现在最常用的局域网是以太网（EthernetEthernet），现），现 阶段它是构建局域网最便宜、最灵活的选择。阶段它是构建局域网最便宜、最灵活的选择。 v几种以太网技术的介绍几种以太网技术的介绍 10BaseT10BaseT以太网以太网 100BaseT100BaseT快速以太网快速以太网 千兆位（千兆位（GigabitGigabit）以太网）以太网 以太网交换技术以太网交换技术 5.4.2 局域网类型 讲解：XX40 计算机网络基础 v把网络单元定义为节点，两个节点间的连线称为

38、把网络单元定义为节点，两个节点间的连线称为 链路。链路。 v这样从拓扑学的观点来看，计算机网络可以说是这样从拓扑学的观点来看，计算机网络可以说是 由一组节点和链路组成的。网络节点和链路组成的由一组节点和链路组成的。网络节点和链路组成的 几何图形就是网络拓扑结构。几何图形就是网络拓扑结构。 v计算机网络的拓扑结构有很多种，常见的主要有计算机网络的拓扑结构有很多种，常见的主要有 如下五种：总线型、星型、树型、环型和网状型如下五种：总线型、星型、树型、环型和网状型。 5.4.3 局域网的拓扑结构 讲解：XX41 计算机网络基础 5.4.3 局域网的拓扑结构 服务器服务器工作站工作站工作站 工作站 工

39、作站 打印机打印机 总线型总线型 星形星形 集线器 服务器服务器 工作站工作站 打印机打印机 工作站工作站 工作站工作站 工作站 环型环型 网状网状 树型树型 讲解：XX42 计算机网络基础 v局域网的网络设备随网络规模的大小而不同，局域网的网络设备随网络规模的大小而不同， 但每一台连网的计算机必须有一块网络接口卡但每一台连网的计算机必须有一块网络接口卡 （NICNIC），它将工作站或服务器连到网络上，用来），它将工作站或服务器连到网络上，用来 完成电信号的匹配和实现数据传输。完成电信号的匹配和实现数据传输。 v规模最小的局域网可能只需要一台共享式集线规模最小的局域网可能只需要一台共享式集线

40、器（器（HUBHUB）即可，而大型网络需要主干交换机，二）即可，而大型网络需要主干交换机，二 级交换机，三级交换机或集线器，远程访问路由级交换机，三级交换机或集线器，远程访问路由 器、器、InternetInternet接入路由器等。接入路由器等。 5.4.4 网络设备 讲解：XX43 计算机网络基础 5.4.4 网络设备 网卡 双绞线 集线器交换机 讲解：XX44 计算机网络基础 v服务器一般采用高性能的微型机、小型机或大型主机，并服务器一般采用高性能的微型机、小型机或大型主机，并 配有大容量硬盘和较大容量内存，服务器中安装有大量的网配有大容量硬盘和较大容量内存，服务器中安装有大量的网 络软

41、件，为工作站提供服务。络软件，为工作站提供服务。 v工作站一般选用普通的工作站一般选用普通的PCPC机，工作站可以有自己的操作系机，工作站可以有自己的操作系 统，能独立工作，通过运行工作站网络软件，访问服务器的统，能独立工作，通过运行工作站网络软件，访问服务器的 共享资源，并与网络上的其他计算机通信。共享资源，并与网络上的其他计算机通信。 5.4.5 服务器与工作站 服务器工作站 讲解：XX45 计算机网络基础 v网络操作系统（Network Operating System，NOS）是具 有网络功能的操作系统。它除具有通用操作系统的功能外， 还应具有网络的支持功能，能管理整个网络的资源。 v

42、相对单机操作系统而言，网络操作系统具有如下特点： 复杂性、并行性、安全性、提供多种网络服务功能 v目前常见的网络操作系统主要有 Netware Unix/Linux Windows NT/2000/2003 Server 5.4.6 网络操作系统 讲解：XX46 计算机网络基础 了解Internet的产生和发展、特点 了解TCP/IP协议、域名系统 了解统一资源定位符 掌握IP地址的格式、类型、子网掩码 学习目标 5.5 Internet的基础知识 讲解：XX47 计算机网络基础 5.5 Internet的基础知识 5.5.1 Internet的产生和发展 5.5.2 Internet的特点

43、5.5.3 TCP/IP协议 5.5.4 IP地址 5.5.5 域名系统 5.5.6 统一资源定位符URL 讲解：XX48 计算机网络基础 vInternetInternet的中文标准名称为的中文标准名称为“因特网因特网”，是一个由全世界，是一个由全世界 许许多多的网络互联组成的一个网络集合。许许多多的网络互联组成的一个网络集合。 vInternetInternet的产生与发展的产生与发展 InternetInternet起源于起源于2020世纪世纪6060年代的年代的ARPANETARPANET， 19691969年到年到19831983年是年是InternetInternet的形成阶段，的

44、形成阶段， 从从19831983年开始逐步进入实用阶段，年开始逐步进入实用阶段，2020世纪世纪9090年代以来在全世界得年代以来在全世界得 到了广泛应用。到了广泛应用。 2020世纪世纪8080年代初，年代初，ARPAARPA和美国国防部通讯局研制成功了和美国国防部通讯局研制成功了TCP/IPTCP/IP协协 议并在议并在ARPANETARPANET上得到实现，使得上得到实现，使得TCP/IPTCP/IP协议在世界流行起来，从协议在世界流行起来，从 而诞生了真正的而诞生了真正的InternetInternet。 v目前目前InternetInternet最重要的应用有：万维网最重要的应用有：

45、万维网WWWWWW（World Wide World Wide WebWeb），电子邮件（），电子邮件（E-mailE-mail），远程登录（），远程登录（TelnetTelnet），文件），文件 传输（传输（FTPFTP），电子公告牌（），电子公告牌（BBSBBS）等。）等。 5.5.1 Internet的产生和发展 讲解：XX49 计算机网络基础 v开放性开放性 v共享性共享性 v平等性平等性 v低廉性低廉性 5.5.2 Internet的特点 讲解：XX50 计算机网络基础 vTCP/IP(Transmission Control Protocol TCP/IP(Transmission

46、 Control Protocol /Internet Protocol)/Internet Protocol)是一个网络协议族，其中是一个网络协议族，其中 InternetInternet协议协议IPIP和传输控制协议和传输控制协议TCPTCP为最核心的两为最核心的两 个协议。个协议。 vInternetInternet的其他网络协议都要用到这两个协议提的其他网络协议都要用到这两个协议提 供的功能，因而称整个供的功能，因而称整个InternetInternet协议族为协议族为TCP/IPTCP/IP协协 议族，简称议族，简称TCP/IPTCP/IP协议。协议。 IPIP是网际层协议，负责分组

47、数据的传输；是网际层协议，负责分组数据的传输； TCPTCP是运输层协议，负责数据的可靠传输。是运输层协议，负责数据的可靠传输。 5.5.3 TCP/IP协议 讲解：XX51 计算机网络基础 vTCP/IPTCP/IP协议族应用层中的几个常用协议：协议族应用层中的几个常用协议： Telnet(Remote Login)Telnet(Remote Login)：远程登录：远程登录 FTP(File Transfer Protocol)FTP(File Transfer Protocol)：文件传输协议：文件传输协议 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)SMTP(

48、Simple Mail Transfer Protocol)：简单邮件：简单邮件 传输协议传输协议 POP3POP3（Post Office Protocol 3Post Office Protocol 3）：第三代邮局协议）：第三代邮局协议 HTTPHTTP（Hyper Text Transfer ProtocolHyper Text Transfer Protocol）：超文本传）：超文本传 输协议输协议 NNTPNNTP（Network News Transfer ProtocolNetwork News Transfer Protocol）：网络新）：网络新 闻传输协议闻传输协议 5.

49、5.3 TCP/IP协议 讲解：XX52 计算机网络基础 vIPIP地址可以视为网络上的门牌号码，它唯一地址可以视为网络上的门牌号码，它唯一 地标识出主机所在的网络（网络地址部分）和地标识出主机所在的网络（网络地址部分）和 网络中位置的编号（主机地址部分）。网络中位置的编号（主机地址部分）。 vIPIP地址由地址由3232位二进制数组成，为了表示方便位二进制数组成，为了表示方便 一般写成由一般写成由4 4个十进数构成，每个十进制数取值个十进数构成，每个十进制数取值 0 0到到255255，每个十进制数之间以句点，每个十进制数之间以句点“.”.”相隔相隔 （称为点分十进制），（称为点分十进制），

50、 如将如将10000000 00001011 0000011 10000000 00001011 0000011 00011111 00011111 记为：记为：11。 5.5.4 IP地址 讲解：XX53 计算机网络基础 vIP地址的格式 vIP地址的基本类型： A类IP地址的第一段数字范围为55，每个A类地址 可连接224(16777214)台主机，Internet上有126个A类地址。A类IP地址的 标准掩码：。 B类IP地址的第一段数字范围为55

51、，每个B类地 址可连接65534台主机，Internet上有16384个B类地址。 B类IP地址的标准 掩码：。 C类IP地址的第一段数字范围为55，每个C类地 址可连接254台主机，Internet上有2097152个C类地址。 C类IP地址的标准 掩码：。 D类IP地址的第一段数字范围为224239，D类地址用作多目的地信息的传 输，给因特网体系结构研究委员会IAB使用。 E类IP地址的第一段数字范围为240254，E类地址保留，仅作为Internet 的实验和开发之用。 5.5.4 IP地址 网络

52、号 主机号 讲解：XX54 计算机网络基础 5.5.4 IP地址 0网络地址 网络地址(7位位) 10 110网络地址网络地址(21位位) 1110Multicast Address 主机地址主机地址(24位位) 网络地址网络地址(14位位)主机地址主机地址(16位位) 主机地址主机地址(8位位) 8 bits8 bits8 bits8 bits 讲解：XX55 计算机网络基础 v有特殊用途的有特殊用途的IPIP地址地址 IPIP地址用来标识互联网中的主机，但少数地址用来标识互联网中的主机，但少数IPIP地址有特殊用途，不能地址有特殊用途，不能 分配给主机，在使用分配给主机，在使用IPIP地址

53、时要注意值地址时要注意值0 0与与1 1有特殊的意义：有特殊的意义： 网络号不能以网络号不能以127127开头，不能全为开头，不能全为0 0，也不能全为，也不能全为l l； 主机号不能全为主机号不能全为0 0，也不能全为，也不能全为l l； 5.5.4 IP地址 net-idhost-id含义 00在本网络上的本主机 0host-id在本网络上的某个主机 全1全1只在本网络上进行广播 net-id全1对net-id 上的所有主机广播 127任意用作loopback test（回送测试） 讲解：XX56 计算机网络基础 v子网掩码（子网掩码（Subnet MaskSubnet Mask） 为了确

54、定为了确定IPIP地址的哪部分代表网络号，哪部分代表地址的哪部分代表网络号，哪部分代表 主机号，判断两个主机号，判断两个IPIP地址是否属于同一网络地址是否属于同一网络, ,就产生了子就产生了子 网掩码的概念，子网掩码按网掩码的概念，子网掩码按IPIP地址的格式给出。地址的格式给出。 v三类三类IPIP地址的默认子网掩码为地址的默认子网掩码为A A类：类：255.O.O.0255.O.O.0，B B类：类： 255.255.0.O255.255.0.O，C C类：类：。 v用子网掩码判断用子网掩码判断IPIP地址的网络号与主机号的方法是用地址

55、的网络号与主机号的方法是用IPIP地地 址与相应的子网掩码进行与运算，可以区分出网络号部分和址与相应的子网掩码进行与运算，可以区分出网络号部分和 主机号部分。如主机号部分。如是是A A类类IPIP地址，所以默认子网掩地址，所以默认子网掩 码为码为255.0.0.O255.0.0.O，分别转化为二进制进行与运算后，得出网，分别转化为二进制进行与运算后，得出网 络号为络号为1010。 v子网掩码的另一功能是用来划分子网。子网掩码的另一功能是用来划分子网。 5.5.4 IP地址 讲解：XX57 计算机网络基础 v缺省网关（缺省网关（Default Gatewa

56、yDefault Gateway） v在在InternetInternet网中，网关是一种连接内部网与网中，网关是一种连接内部网与InternetInternet上其它网的中上其它网的中 间设备，也称间设备，也称“路由器路由器”。缺省网关地址可以理解为内部网与。缺省网关地址可以理解为内部网与 InternetInternet网信息传输的中转通道的地址。网信息传输的中转通道的地址。 v无分类编址无分类编址CIDRCIDR v19931993年年IETFIETF公布了公布了IPIP地址的无分类编址方法，它的正式名称是无分地址的无分类编址方法，它的正式名称是无分 类域间路由选择类域间路由选择CIRD

57、CIRD（Classless Inter-Domain RoutingClassless Inter-Domain Routing），正式文），正式文 档为档为RFC15171520RFC15171520。现在。现在CIRDCIRD已成为因特网建议标准协议。已成为因特网建议标准协议。 vCIRDCIRD消除了传统的消除了传统的A A类、类、B B类和类和C C类地址以及划分子网的概念，它使类地址以及划分子网的概念，它使 用用“网络前缀网络前缀”（network-prefixnetwork-prefix）来代替分类地址中的网络号和子）来代替分类地址中的网络号和子 网号。网号。 vCIRDCIRD

58、使用使用“斜线记法斜线记法”（slash notationslash notation），它在），它在IPIP地址后面加上地址后面加上 一个斜线一个斜线“/ /”，然后写上网络前缀所占的比特数。例如，然后写上网络前缀所占的比特数。例如， 8/188/18表示在这个表示在这个3232位的位的IPIP地址中，前地址中，前1818位表示网络前缀，位表示网络前缀， 而后而后1414位为主机号。位为主机号。 5.5.4 IP地址 讲解：XX58 计算机网络基础 v域名系统域名系统DNSDNS（Domain Name SystemDomain Name Syst

59、em） 域名地址（用标识符表示）和用数字表示的域名地址（用标识符表示）和用数字表示的IPIP地址实际地址实际 上是同一个对象，只是称呼上不同而已，在访问一个站点上是同一个对象，只是称呼上不同而已，在访问一个站点 时，可输入其时，可输入其IPIP地址，也可以输入其域名地址。地址，也可以输入其域名地址。 对对InternetInternet上主机的命名，一般必须考虑以下问题：上主机的命名，一般必须考虑以下问题： 主机名字在全局的惟一性，即能在整个主机名字在全局的惟一性，即能在整个InternetInternet上通用上通用 要便于管理要便于管理 便于映射便于映射 从右到左，子域名分别表示：国家或地

60、区的名称、组织从右到左，子域名分别表示：国家或地区的名称、组织 类型、组织名称、分组织名称、计算机名称等，如：类型、组织名称、分组织名称、计算机名称等，如： WWW.FWWW.F 组织性顶级域名：组织性顶级域名：comcom，netnet，orgorg，eduedu等。等。 国家顶级域名：国家顶级域名：cncn，jpjp（日本），（日本），ukuk（英国）（英国） 5.5.5 域名系统 讲解：XX59 计算机网络基础 vURLURL（Uniform Resource LocaltionUniform Resource Localtion）是一种标准化的命名）是一种标准化的命名 方法，通过各种不