大学计算机基础第6章计算机网络与InternetNew201410

1、第第6 6章章 计计算机算机网络与网络与InternetInternet本本章主要章主要内内容容 计算机网络发展史与定义 计算机网络分类与结构 常用传输介质 网络体系结构（重重点点） 常用网络设备与IP地址（难难点点） 网络发展趋势1、计计算机算机网络发网络发展史展史5050年代中期年代中期6060年代中期年代中期7070至至8080年代中期年代中期1 12 23 34 4联机系统计算机互联计算机网络互联高速智能多媒体互连网络9090年代中期年代中期第一代面向终端的联机系统从20世纪50年代中期开始，以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络。譬如，1963年美国空军建立的半自

2、动地面防空系统等单机远程联机系统。1、计计算机算机网络发网络发展史展史第二代计算机（主机）互联从20世纪60年代中期开始进行主机互联，多个独立的主计算机通过线路互联构成计算机网络，无网络操作系统，只是通信网。60年代后期，ARPANET网建成，成为现代计算机网络诞生的标志，并为后来Internet的形成与发展奠定了基础。网络初级阶段，APPANET提出了两个关键技术：数据分组-存储转发技术和TCP/IP协议。1、计计算机算机网络发网络发展史展史通信计算机通信计算机第三代计算机网络互联20世纪70年代至80年代中期，以太网产生；ISO制定了网络互连标准OSI，世界上具有了统一的网络体系结构；遵循

3、国际标准化协议的计算机网络迅猛发展；微型计算机产生和普及；Internet在全球范围内不断发展壮大。7、计计算机算机网络发网络发展史展史7第四代高速智能多媒体化互连网络自90年代中期，计算机网络向综合化、高速化发展；多媒体技术得到了发展与全面应用；信息高速公路的建设在全球得以推广；网络与信息安全得到充分重视；多种局域网及通信技术发展成熟。1、计计算机算机网络发网络发展史展史u 1989年11月CNPAC建立运行。u 1993年建立CHINAPAC（中国包交换网）。u 1993年下半年开始规划实施“金桥”“金卡”“金关”三金工程。中国公用计算机网络u 中国公用计算机信息网（Chinanet）u

4、中国金桥信息网（Chinagbn）u 中国教育和科研计算机网（Cernet）u 中国科学技术网(Cstnet)中国计算机网络的发展史1、计计算机算机网络发网络发展史展史2、什、什么么是是计计算机算机网络网络 计算机网络是现代计算机技术与现代通信技术紧密结合的产物。 计算机网络是用通信线路和通信设备，将不同地理位置的多个计算机系统或共享设备连接起来，并配以功能完善的网络软件，以实现资源共享、互相通信和分布式处理的系统。组网组网目的目的 资源共享 相互通信2、什、什么么是是计计算机算机网络网络3、计计算机算机网络网络的分的分类类按网络使用范围 公用网和专用网按网络节点间资源共享的关系 对等网和Cl

5、ient/Server（客户/服务器）网按网络的覆盖区域 LAN（局域网）、MAN（城域网）、WAN（广域网）和PAN（个人网，譬如蓝牙网）按网络的拓扑结构 总线型、环型、星型、网型等 无“客户机/服务器”之分3、计计算机算机网络网络的分的分类类局域局域网网通常通常是是某某单单位位内内部本地部本地计计算机算机网络网络，采用局域采用局域网网接口接口连连接而成。接而成。3、计计算机算机网络网络的分的分类类广域广域网网通常是社通常是社会会上上远远程程计计算机通信算机通信网络网络，采用广域采用广域网网接口接口连连接而成。接而成。互互联网联网= =局域局域网网 + + 广域广域网网3、计计算机算机网络网

6、络的分的分类类4、计计算机算机网络网络拓朴拓朴结构结构 网络设计或研究人员采用图论的“拓扑”（Topology）数学，表示网络的逻辑结构。 拓朴结构反映网络的点、线、面结构，描述计算机、网线、网络设备的逻辑位置，与实际大小、长度和位置无关。星型星型结构结构4、计计算机算机网络网络拓朴拓朴结构结构u 总线型拓扑总线型拓扑（a a）总总线线型型（b b）环环型型（c c）星星型型（d d）网网型型v优优点点 结构简单结构简单、价、价格低廉、安装使格低廉、安装使用方便用方便。v缺点缺点 故障故障诊断诊断和隔离和隔离困困难难。4、计计算机算机网络网络拓朴拓朴结构结构u 环型拓扑环型拓扑v优优点：点：

7、简简化了路化了路径选择径选择控制，控制，传输传输延延迟迟固固定定。可靠性。可靠性较较高。高。v缺点：缺点： 结结点点过过多影多影响传响传输输效率。效率。环环在某在某处处断开会断开会影影响响整整个个系系统统失效失效，结结点点的的加加入或撤出入或撤出过过程程复杂复杂。（a a）总总线线型型（b b）环环型型（c c）星星型型（d d）网网型型4、计计算机算机网络网络拓朴拓朴结构结构u 星型拓扑星型拓扑v优优点：点： 单单点故障不影点故障不影响响全全网网，结构简单结构简单，增增/ /删节删节点和管理点和管理容容易，故障隔离和易，故障隔离和检检测测容易，延容易，延迟时间迟时间较较短短。v缺点：缺点：

8、成本成本较较高，通信高，通信资资源利用率低，源利用率低，网网络络性能性能过过于依于依赖赖中中心心节节点点。（a a）总总线线型型（b b）环环型型（c c）星星型型（d d）网网型型4、计计算机算机网络网络拓朴拓朴结构结构u 网状拓扑网状拓扑v优优点：点： 具有具有较较高的可靠高的可靠性，某一性，某一个线个线路或路或节节点故障点故障时时, ,不一定不一定影影响响整整个个网络网络工作。工作。v缺点：缺点： 结构复杂结构复杂需要需要路路由由选择选择和流量控制和流量控制功能功能, ,网络网络控制控制软软件件复杂复杂, ,硬件成本高硬件成本高, ,不不易管理和易管理和维护维护。（a a）总总线线型型（

9、b b）环环型型（c c）星星型型（d d）网网型型4、计计算机算机网络网络拓朴拓朴结构结构u计算机网络有两种接入方式 多点接入： 点对点接入：u计算机网络有两种通信方式 广播式通信：用于局域网，一点发至各点。 点对点通信：用于局域网、广域网。5、计计算机算机网络传输网络传输介介质质u有线介质 同轴电缆 双绞线 光纤u无线介质 无线电 微波 激光 红外线5、计计算机算机网络传输网络传输介介质质同同轴电缆轴电缆u同轴电缆：四层同心环状结构，从内到外分别是 1、铜导体 2、绝缘材料 3、铝网 4、塑料外套u 屏蔽性能好，抗干扰能力强。5、计计算机算机网络传输网络传输介介质质双绞线双绞线u双绞线是局

10、域网广泛使用，价格便宜的传输介质。常用的是UTP（无屏蔽双绞线）。u双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线，相互缠绕而成，以减少电气干扰。u若干对双绞线构成的电缆线称为双绞线电缆。分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP。RJ-45RJ-45插头插头双绞线测试双绞线测试器器T568AT568A和和T568BT568B标标准准线线序、跳序、跳线规则线规则：5、计计算机算机网络传输网络传输介介质质双绞线双绞线线线序序1 12 23 34 45 56 67 78 8T568AT568A绿绿白白绿绿橙橙白白蓝蓝蓝蓝白白橙橙棕棕白白棕棕T568BT568B橙白橙白橙橙绿绿白白蓝蓝蓝蓝白白绿绿棕棕白白棕棕直直

11、连线连线( (两两端端线线序序相同相同) )：连连接不同接不同设备设备。跳跳线线(1(1和和3 3，2 2和和6 6对调对调) )：连连接相同接相同设备设备( (如如计计算机和算机和计计算机直算机直连连) )。5、计计算机算机网络传输网络传输介介质质光光纤纤 光传输系统 光源（发送端）：发光二极管或半导体激光器，在电脉冲的作用下，产生出光脉冲。 传输介质：光纤，抗雷电、远距、高速。 检测器：光电二极管，将光脉冲还原成电脉冲。 传输速率：可见光频率约为108MHz数量级，远远大于其他介质的传输带宽，可达数10Gbps。 单向传输高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射

12、5、计计算机算机网络传输网络传输介介质质无无线线介介质质在在电电磁波磁波频谱频谱中中，用于，用于通信的有通信的有无无线线电电波波、微波微波、红红外外等。等。6、计计算机算机网络网络体系体系结构结构 为了使不同厂家不同类型的网络互联，必须制定国际标准的网络协议。 ISO/OSI（国际标准化组织/开放系统互联协议） TCP/IP（传输控制协议/网际互联协议，Internet用） 为了使复杂的网络易于实现，将网络和协议分层，称为网络体系结构 ，即参考模型。 ISO/OSI参考模型 TCP/IP参考模型 6、计计算机算机网络网络体系体系结构结构TCP/OSI对对比比6、计计算机算机网络网络体系体系结构

13、结构ISO/OSI应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络 2网络 1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层4 43 32 21 1路由器用于网络互联，它在转发数据包（分组）时，最高只用到网际层，而没有使用运输层和应用层。 6、计计算机算机网络网络体系体系结构结构TCP/IP6、计计算机算机网络网络体系体系结构结构TCP/IP7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备网卡中继器、集线器（Hub）网桥、交换机（Switcher）路由器（Router）调制解调器（ Modem ）7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备网网卡卡 网卡网卡也称为网络适配器，也称为网络适配器，它是计算机与

14、物理传输它是计算机与物理传输介质之间的接口设备。介质之间的接口设备。 每块网卡都有一个全世每块网卡都有一个全世界唯一的编号来标识它，界唯一的编号来标识它，即网卡地址，也称即网卡地址，也称MACMAC地地址址或或硬件地址硬件地址，它由厂，它由厂家设定，一般不能修改。家设定，一般不能修改。7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备中中继继器器u中继器：对传输中衰减的信号进行放大、转发。7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备集集线线器器u 多端口中继器又称为集线器（Hub）u 星型拓朴的中心设备，提供站点间公共连接u 一根盒中总线，供多台计算机共享。7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备网桥网桥u

15、网桥最初用于分割局域网7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备网桥网桥u后来用于外网接入和无线局域网内联7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备交交换换机机u 交换机(Switch)即多端口网桥。常用以太网(Ethernet总线网)交换机连接计算机组建局域网。通信双方动态建立一根总线，独享速率，微分网段，以免一个网络中主机过多造成广播风暴。u 1个网络=1到多个子网；1个子网=1到多个网段；1个网段=1根总线及主机。7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备路由器路由器u路由器(Router)能连接异构的局域网、广域网，实现网络互联；能转换不同的网络协议。出口路由器又出口路由器又称为称为默认默认

16、网关网关u调制解调器（ Modem ）用于普通电话线上网7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备电话网电话网- -InternetInternet宽带宽带路由器路由器RJ-11RJ-11接口接口RJ-45RJ-45接口接口双绞线双绞线电话线电话线InternetInternet口口ADSL Modem7、计计算机算机网络网络常用常用设备设备ADSL宽带宽带接入接入家庭或家庭或寝寝室室网网卡卡连接完毕，按宽带路由器说明书设置参数，投入使用。有线或无线8、IP地址地址每台每台计计算机算机/路由器要先路由器要先分配分配/设设置置IP地址地址，如，如Windows 7：（位）（位）8、IP地址地址也称

17、为网络地址和主机地址（1）IPv4地址分地址分类类及其格式及其格式点分十进制：每8位用一个十进制数表示。见前页,分别=最大值-最小值-特殊IP地址个数。8、IP地址地址u学习IP地址及其子网掩码，弄清6个问题： 判断某IP地址是哪一类地址？（看第一个数） 计算各类IP地址分别允许多少个网络和主机？ 识别特殊IP地址？（见后） 计算某IP地址的网络地址和主机地址？ 判断通信双方是否在同一个网络？（同网络号） 如何在一个网络中进一步划分子网？至要用子网掩码与IP地址运算取得。课课堂堂讨论讨论网络号主机地址含意00在在本本网络上的网络上的本本主机主机0主机号主机号在在本本网络上的某个主机网络上的某个

18、主机0全全1只在只在本本网络上进行网络上进行广播广播网络号网络号全全1对网络号上的所有主机进行对网络号上的所有主机进行广播广播127任意数任意数表示表示本机作服务器本机作服务器(软件测试用软件测试用)8、IP地址地址（2）特殊）特殊IP地址地址u子网掩码也是一个32位二进制数，将IP地址和子网掩码按位做“与”运算（对应位均为1，得1；否则得0），就得到该IP地址的网络地址。 u默认子网掩码：未划分子网时，网络地址位均为1，主机地址位均为0。A类网络默认子网掩码：B类网络默认子网掩码：C类网络默认子网掩码：8、IP地址地址（3）子

19、）子网网掩掩码码u子网掩码有两个作用：指示某类IP地址的网络地址和主机地址位数，与IP地址运算，取得网络地址。用主机地址头几位作为子网号，对应的子网掩码位为1，把一个大的网络划分为若干个子网。8、IP地址地址网络网络地址地址主机地址主机地址例如：例如：内部内部IP地址：地址：不用向地址管理部门申请，供私网即内部网络自行使用。其范围如下： - 55 （A类） - 55 （B类） - 55 （C类）8、IP地址地址9、Internet服服务务InternetIn

20、ternet服服务务: :InternetInternet应用，采用应用，采用“客户客户/ /服务器服务器”(C/S)”(C/S)工作模式。工作模式。Windows7Windows7或服务器操作系统或服务器操作系统有有各种服务器软件。各种服务器软件。9、Internet服服务务万万维网维网服服务务( (WWWWWW、http)http)：采用采用浏览器浏览器/ /服务器服务器(B/S)(B/S)工工作作模式，模式，WindowsWindows系统带有系统带有WebWeb服务器软件服务器软件IIS(InternetIIS(Internet信息信息服务服务) )。9、Internet服服务务uIP

21、地址既生硬又难以记忆。TCP/IP协议提供了另一种直观易记的地址：域名地址（网址、URL），即用一组英文缩写代替难记的数字。u如清华大学Web服务器IP地址为00，对应的域名地址为：。二者通过域名服务系统(DNS)，自动转换。 域名服务(DNS)9、Internet服服务务http:/ , 可可以是以是ftp,bbsftp,bbs等等单单位位文件名包括路文件名包括路径径领领域域顶级顶级域名域名URL(URL(全球全球统统一一资资源定位符源定位符) )主机主机由由DNSDNS服服务务器器将将其翻其翻译为译为IPIP地址：地址：5202.114.64.

22、35 顶级域名为国家/地区代码一般用两个字符表示。 领域表示域名所属的领域和机构性质，一般由三个字符组成。 9、Internet服服务务9、Internet服服务务 电子邮件系统的构成：用户代理+邮件传输代理。 电子邮件协议 MIME（Multipurpose Internet Mail Extension protocol, 多用途网际邮件扩充协议） SMTP(简单邮件传输协议，发送代理)、POP(邮局协议，接收代理)发发送方送方邮件缓存邮件缓存 接收端接收端邮邮件服件服务务器器用用户户代理代理SMTPSMTPPOP3 发发送端送端邮邮件服件服务务器器用用户户代理代理用用户邮户邮箱箱接收方接

23、收方(发发送送邮邮件件)（发发送送邮邮件）件）(读读取取邮邮件件)因特因特网网(TCP 连连接接)9、Internet服服务务p文件传送(FTP)工作流程登录（客户机向FTP服务器登录，有两种方式）l匿名登录用anonymous为用户名，以用户自己的电子邮件地址为口令。l非匿名登录需要从FTP服务器申请得到用户名和口令。上传和下载退出p 常用常用网网际际快快车车、电驴电驴、 BTBT比特流等比特流等下下载载工具；工具；网网站、站、 Cuteftp proCuteftp pro等等上上传传/ /下下载载工具工具。9、Internet服服务务u远程登录(Telnet)在Windows“运行”环境下

24、使用u1）从“开始”菜单选择“运行”，然后输入“Telnet”，或者在“附件”程序组中双击“Telnet”图标。u2）在“连接”菜单下，选择“远程系统”，则出现一个对话框：u3）在“主机名”的文本框中输入远程主机的IP地址或域名地址；在“端口”列表选择Telnet或输入23，在“终端类型”列表选择vt100选项，然后单击“连接”按钮，开始连接。u4）连接成功后，出现右侧窗口：l 可在Windows的“附件”|“命令提示符”窗口输入：（1）ping命令格式：ping IP地址功能：测试本计算机和该地址的设备是否连通/可达。（2）ipconfig命令格式： ipconfig /all功能：查看本计

25、算机的网卡地址等信息。10、常用常用网络测试网络测试命令命令11、计计算机算机网络发网络发展展u分布式计算分布式计算是将一个任务分解为多个子任务，在不同的计算机上分别对各个子任务进行求解，再统一合并数据以得到整个问题的解。和传统并行计算不同的是，这种模式不需要在计算的过程中进行协调，各个计算单元相对独立地自动完成自己的任务。11、计计算机算机网络发网络发展展u更新换代 更大，广泛采用IPv6协议，使下一代互联网具有非常巨大的地址空间，网络应用更广泛。 更快，100Mbps以上的终端高性能通信。 更安全，可进行网络对象识别、身份认证和访问授权，具有数据加密和完整性，实现一个可信任的网络。 更及时

26、，提供组播服务，进行服务质量控制，可开发大规模实时交互应用。 更方便，无处不在的移动和无线通信应用。 更可管理，有序的管理、有效的运营、及时的维护。 更有效，有盈利模式，创造重大社会和经济效益。第第6 6章章 计计算机算机网络与网络与InternetInternet1. IP地址主要由哪两部分构成？各类主要有什么不同？答：答：网络地址网络地址（包括特征位和网络号）和（包括特征位和网络号）和主机地址主机地址（包括包括子网号和主机号）。子网号和主机号）。 IPIP地址长地址长3232位，位，8 8位缩写成位缩写成1 1个个十进制十进制数，点分；各类的数，点分；各类的网络网络地址和主机地址地址和主机地址长度长度相差一个字节。相差一个字节。2. 子网掩码由哪两部分构成？其默认有哪些？答：答：1 1（对应于网络