大学计算机基础第2章计算机网络

1、1/114第二章第二章 计算机网络计算机网络u信息时代的发展方向“三网合一三网合一”计算机视有线电信电网络网络2/114u本章主要内容本章主要内容 2.1 2.1 计算机网络基础知识计算机网络基础知识2.2 2.2 计算机网络协议和体系结构计算机网络协议和体系结构2.3 2.3 计算机网络硬件和设备计算机网络硬件和设备2.4 Internet2.4 Internet的接入和应用的接入和应用3/114是计算机技术与通信技术相是计算机技术与通信技术相结合的产物。将不同地理位结合的产物。将不同地理位置的计算机系统，通过通信置的计算机系统，通过通信设备和线路相互连接起来，设备和线路相互连接起来，在网络

2、协议和软件的支持下在网络协议和软件的支持下，实现数据通信和资源共享，实现数据通信和资源共享的系统。的系统。什么是计算机网络什么是计算机网络3、资源共享、资源共享1、数据通信、数据通信我的东西我的东西丢失了！丢失了！2、提高系统的可靠性、提高系统的可靠性计算机网络的功能计算机网络的功能给你发一份给你发一份mail没关系没关系！4、分布与协同处理、分布与协同处理5/1142.1 计算机网络基础知识计算机网络基础知识u内容内容: 计算机网络的发展计算机网络的发展计算机网络组成计算机网络组成计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络传输介质计算机网络传输介质6/114一一. 计算机网络的发展计算机网络

3、的发展u四个阶段：四个阶段：以主机为中心的联机终端系统以主机为中心的联机终端系统“主机主机”-“终端终端”网络网络以通信子网为中心的主机互连以通信子网为中心的主机互连 “计算机计算机”-“计算机计算机”网络网络具有层次化体系结构的国际标准化网络具有层次化体系结构的国际标准化网络 开放式开放式标准化网络标准化网络 Internet网络网络 7/114主机主机- -终端终端终端终端中央主机中央主机终端终端前置处前置处理机理机终端终端中央主机中央主机集中器集中器终端终端计算机网络基础计算机网络基础1. 主机主机-终端网络终端网络8/114u(1) 特征特征共享主机的软硬件资源共享主机的软硬件资源,也

4、称为也称为面向终端的计算机网络。面向终端的计算机网络。单台主机：执行计算和通信任务单台主机：执行计算和通信任务多台终端：执行用户交互多台终端：执行用户交互u(2) 连接方式连接方式本地或远程连接本地或远程连接u(3) 缺点缺点主机负荷重主机负荷重数据处理通信数据处理通信线路利用率低线路利用率低以主机为中心以主机为中心,集中控制方式，可靠性低集中控制方式，可靠性低9/1142. 计算机计算机-计算机网络计算机网络u通信任务从主机中分离通信任务从主机中分离,由由CCP完成完成通信控制处理机中央主机中央主机中央主机通信控制处理机通信控制处理机图5.2 计算机-计算机网络10/114u通信子网通信子网

5、 由由CCP组成的传输组成的传输网络网络,为主机提供信为主机提供信息传输服务息传输服务u资源子网资源子网 建立在通信子网基建立在通信子网基础上的主机集合，础上的主机集合，提供计算资源提供计算资源HHH资源子网资源子网HHCCC通信子网通信子网11/114u 特点特点形成了多主机为中心的网络形成了多主机为中心的网络每台主机都是一个完整的独立设备网每台主机都是一个完整的独立设备网以资源共享为主要目的以资源共享为主要目的12/114 3. 开放式标准化网络开放式标准化网络u(1) 各厂商的不同标准各厂商的不同标准 IBM-SNA，DEC-DNA 缺点：适用范围、互操作性和兼容性缺点：适用范围、互操作

6、性和兼容性如何解决具有不同体系结构的网络的互连？如何解决具有不同体系结构的网络的互连？ 解决方法：体系结构的标准化解决方法：体系结构的标准化 ISO提出提出OSI(Open System Interconnection) 参考模型，计算机网络走向标准化。参考模型，计算机网络走向标准化。International Standardization Organization13/114u(2) 国际标准国际标准OSI参考模型参考模型开放系统互联参考模型：七层框架开放系统互联参考模型：七层框架u(3) 事实上的标准事实上的标准TCP/IP因特网的骨干协议因特网的骨干协议,四层框架四层框架传输控制协议/

7、网络互联协议（Transmission Control ProtocolInternet Protocol，TCP/IP）14/114u因特网时代因特网时代(1) 全球性的网络全球性的网络(2) 标志着网络时代的到来标志着网络时代的到来4. Internet网络网络 InternetInternet是由是由InterconnectionInterconnection和和NetworkNetwork两词两词组合而成的组合而成的, ,翻译成翻译成“因特网因特网”, ,起源于美国，起源于美国，其前身是美国国防部的高级研究规划局（其前身是美国国防部的高级研究规划局（ARPAARPA）组建的阿帕网。最早

8、的组建的阿帕网。最早的ARPANetARPANet只有只有4 4个节点，个节点，目前已遍布全球。目前已遍布全球。 15/1145. Internet在中国在中国 中国作为第中国作为第7171个国家级网于个国家级网于19941994年年3 3月正式加月正式加入入InternetInternet。 到目前我国的到目前我国的InternetInternet主干网有：主干网有： 中国公用计算机互联网络（中国公用计算机互联网络（ChinaNET） 中国科学技术网（中国科学技术网（CTSTNet） 中国教育网（中国教育网（CERNET） 中国金桥信息网（中国金桥信息网（ChinaGBN)16/114二二.

9、 计算机网络的主要分类计算机网络的主要分类u通常有通常有3种分类方法：种分类方法： 17/1141. 按地域范围分类按地域范围分类u局域网局域网(LAN) : 20KMu城域网城域网(MAN): 100KMu广域网广域网(WAN): 100KM采用局域网，传输采用局域网，传输速率较高，误码率速率较高，误码率较低。组网方便，较低。组网方便，技术简单。技术简单。传输距离远，传输传输距离远，传输速率较低，误码率速率较低，误码率较高。机制复杂。较高。机制复杂。局域网（局域网（ ocal rea etwork ）广域网广域网（）（ide reaetwork ）城域网城域网（ ）etropolitanre

10、aetwork计算机网络的分类计算机网络的分类互联网互联网19/1142.按拓扑结构分类按拓扑结构分类u(1) 星形星形一个中心节点一个中心节点其它节点与其构成点到点连接其它节点与其构成点到点连接u(2) 树形树形多级层次结构多级层次结构:1) 一个根结点一个根结点2) 多个分支节点多个分支节点3) 多个叶节点多个叶节点拓扑拓扑是研究点和线组成的几何图形的特性的方法20/114u(3) 总线总线所有节点挂接到一条总线上所有节点挂接到一条总线上总线总线: 广播式信道广播式信道需要有介质访问控制协议以防止冲突需要有介质访问控制协议以防止冲突u(4) 环形环形所有节点连接成一个闭合的环所有节点连接成

11、一个闭合的环结点之间为点到点连接结点之间为点到点连接21/114u(5) 网状网状u1) 全连接全连接: 点到点全连接，点到点全连接，随节点数的增长成本急剧增长随节点数的增长成本急剧增长适用于节点数很少的广域网适用于节点数很少的广域网u2)部分连接部分连接: 点到点不规则连接点到点不规则连接多用于广域网多用于广域网由于连接的不完全性，需要有交换节点由于连接的不完全性，需要有交换节点22/1143. 按通信传播方式分类按通信传播方式分类u1）点对点网络）点对点网络(网状）网状）由一对对机器间的多条链路构成由一对对机器间的多条链路构成报文分组在信源和信宿之间可能需通过一台或报文分组在信源和信宿之间

12、可能需通过一台或多台中间设备进行传播多台中间设备进行传播(转发转发)u2）广播式网络（总线）广播式网络（总线）仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。一发多收一发多收u一般来说，局域网使用广播方式；广域网一般来说，局域网使用广播方式；广域网使用点对点方式。使用点对点方式。23/1144. 按通信介质分类按通信介质分类 有线网：采用同轴电缆、双绞线、光纤有线网：采用同轴电缆、双绞线、光纤 等物理介质来传输数据的网络。等物理介质来传输数据的网络。 无线网：采用卫星、微波、激光等无线形无线网：采用卫星、微波、激光等无线形 式传输数据的网络。式传输数据的网络。5

13、. 按管理性质分类按管理性质分类 公用网公用网 专用网专用网24/1146. 按交换方式分按交换方式分u 电路交换网电路交换网是面向连接的是面向连接的,经过经过“建立连接通信释放连接”三个步骤的连网方式。三个步骤的连网方式。u 报文交换网报文交换网数据被组织成报文，交给网络去发送，由网络数据被组织成报文，交给网络去发送，由网络送达目的地。送达目的地。u 分组交换网分组交换网将较长的报文划分成更小的等长的数据段，加将较长的报文划分成更小的等长的数据段，加上必要的控制信息（如源地址，目的地址等）上必要的控制信息（如源地址，目的地址等）构成构成分组（packet），又叫做），又叫做数据包。25/11

14、4 三三.传输介质传输介质传输介质：传输介质： 是网络上各节点间的物理通道。是网络上各节点间的物理通道。u1. 有线介质有线介质双绞线、同轴电缆、光纤双绞线、同轴电缆、光纤u2. 无线介质无线介质无线电、微波、卫星无线电、微波、卫星26/114屏蔽双绞线屏蔽双绞线 (STP) 星星 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线 (UTP)以箔屏蔽以减少以箔屏蔽以减少 干扰和串音干扰和串音双绞线外没有任何双绞线外没有任何附加屏蔽附加屏蔽27/114同轴电缆同轴电缆 总线总线n基带基带 （细、粗）（细、粗） 一条电缆只用于一个信道，特征一条电缆只用于一个信道，特征阻抗阻抗50 ，适合于，适合于数字信号数字信号传输传输

15、n宽带宽带 一条电缆同时传输不同频率的多一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号，特征阻抗路模拟信号，特征阻抗75 ，用于，用于模拟信号模拟信号传输。传输。铜芯铜芯绝缘层绝缘层外导体外导体屏蔽层屏蔽层保护套保护套光纤光纤u依靠光波承载信息依靠光波承载信息u高传送速率，通信容量大高传送速率，通信容量大u传输损耗小，适合长距离传输传输损耗小，适合长距离传输u抗干扰性能好，保密性好抗干扰性能好，保密性好u轻便轻便29/114无线介质无线介质u使用电磁波使用电磁波u无需物理连接无需物理连接30/114地面微波接力地面微波接力两个地面站之间传送两个地面站之间传送距离：距离：50 -100 km50 -10

16、0 km31/114地球同步卫星地球同步卫星1.1.使用转发器接收和转发使用转发器接收和转发2.2.与地面站相对位置固定与地面站相对位置固定3.3.使用使用3 3个卫星可覆盖全球个卫星可覆盖全球32/1142.2 计算机网络协议和体系结构计算机网络协议和体系结构u内容内容: 计算机网络协议与体系结构计算机网络协议与体系结构局域网协议与体系结构局域网协议与体系结构Internet体系结构和协议体系结构和协议33/114一一. 网络协议与体系结构网络协议与体系结构u1、网络的异质性、网络的异质性（分而治之）（分而治之）1)网络应用环境复杂性网络应用环境复杂性: 如通信媒介、设备、操作系统等如通信媒

17、介、设备、操作系统等2) 解决两台计算机之间通讯问题解决两台计算机之间通讯问题: 制定网络协议制定网络协议-网络体系结构网络体系结构34/114 u2、协议分层、协议分层1) 分层分层: 把网络互联问题划分为若干个较把网络互联问题划分为若干个较小的问题，在不同层上予以解决。小的问题，在不同层上予以解决。2) 对等层：两个不同系统的同名层次。对等层：两个不同系统的同名层次。3) 实体：正在发送或接收的信息。实体：正在发送或接收的信息。4) 对等实体：不同系统的同名层次中的对等实体：不同系统的同名层次中的两个实体。两个实体。35/114u网络各层要解决的问题：网络各层要解决的问题： 差错控制：使网

18、络对等端的相应层次通信差错控制：使网络对等端的相应层次通信更加可靠。更加可靠。 流量控制，使接收端来得及接收发送端发流量控制，使接收端来得及接收发送端发来的数据。来的数据。 分段和重装。分段和重装。 复用和分用：高层多个通信使用底层的复用和分用：高层多个通信使用底层的1个链接，接收端再分开。个链接，接收端再分开。 建立连接和释放。建立连接和释放。36/114 网络协议网络协议:u(1) 定义定义 为在网络中进行数据交换而建立的规则、为在网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定，是网络通信的标准或约定，是网络通信的标准语言标准语言。u(2) 组成要素组成要素1) 语法语法: 信息的结构和格式信

19、息的结构和格式2) 语义语义:需要作出的动作及响应需要作出的动作及响应3) 同步同步: 执行顺序执行顺序37/114HiHiGot thetime?2:00TCP connection req.TCP connectionreply.Get http:/ OSI/RM开放系统互连开放系统互连/参考模型参考模型1) ISO制定的参考模型：制定的参考模型：概念上的模型概念上的模型2) 规定的七层框架，复杂而不实用规定的七层框架，复杂而不实用3) 只说明做什么，未规定怎样做只说明做什么，未规定怎样做OSI参考模型 u 应用层应用层应用层是用户访问层。例如：访问数据应用层是用户访问层。例如：访问数据库

20、、电子邮件、文件传输等。应用层的库、电子邮件、文件传输等。应用层的内容完全取决于用户，各用户可以自己内容完全取决于用户，各用户可以自己决定要完成什么功能和使用什么协议。决定要完成什么功能和使用什么协议。应用层传送的数据单位是应用层传送的数据单位是用户数据用户数据（user data）。）。u 会话层会话层负责建立、管理、拆除负责建立、管理、拆除进程之间的通信进程之间的通信连接。这里进程是指如电子邮件、文件连接。这里进程是指如电子邮件、文件传输等一次独立的程序执行过程。传输等一次独立的程序执行过程。u 表示层表示层负责处理不同的数据在负责处理不同的数据在表示上的差异及表示上的差异及其相互转换其相

21、互转换，如，如ASCII码和码和Unicode码之码之间的转换，不同格式文件的转换，不兼间的转换，不同格式文件的转换，不兼容终端的数据格式之间的转换以及数据容终端的数据格式之间的转换以及数据加密、数据压缩等。加密、数据压缩等。u 传输层传输层提供可靠的提供可靠的端到端的通信端到端的通信，它从会话层，它从会话层接受数据，进行适当处理之后传送到网接受数据，进行适当处理之后传送到网络层。传输层传送的数据单位是络层。传输层传送的数据单位是数据段数据段（segment）。）。u网络层网络层主要提供连接和路由选择，为数据包的主要提供连接和路由选择，为数据包的传送选择一条最佳路径。网络层传送的传送选择一条最

22、佳路径。网络层传送的数据单位是分组（数据单位是分组（packet），也叫），也叫数据包数据包或包。或包。u数据链路层数据链路层链路是链路是点到点的物理线路，必须有一些协点到点的物理线路，必须有一些协议控制数据传输。软硬件加到链路上，就构议控制数据传输。软硬件加到链路上，就构成了成了数据链路数据链路。数据链路层传送的数据单位。数据链路层传送的数据单位是是帧帧（frame）。）。数据链路层的功能包括帧定界、差错控制、数据链路层的功能包括帧定界、差错控制、流量控制和链路管理和寻址。流量控制和链路管理和寻址。u 物理层物理层是最低层，与传输介质相连接。仅负责传送是最低层，与传输介质相连接。仅负责传送二

23、进制比特流，并不关心各比特二进制比特流，并不关心各比特-位位bit。44/114u3、 网络体系结构网络体系结构1)网络体系结构网络体系结构: 同层协议和邻层协议同层协议和邻层协议 的集合。的集合。2)同层协议同层协议: 各层具有各自不同的协议各层具有各自不同的协议3)邻层协议邻层协议(接口接口)：相邻两层之间交互：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务。层对上层的服务。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络体系结构网络体系结构不同层有各自不同的协议；不同层有各自不同的协议；对

24、等层之间遵循相同的协议；对等层之间遵循相同的协议；相邻层之间有接口；相邻层之间有接口；46/114uIEEE的的802委员会制定了局域网的体委员会制定了局域网的体系结构，即系结构，即IEEE 802参考模型。参考模型。u局域网只是计算机通信网，不存在路局域网只是计算机通信网，不存在路由选择问题，因此不需要网络层，只由选择问题，因此不需要网络层，只有最低的两层：有最低的两层：数据链路层：数据链路层： 介质访问控制子层介质访问控制子层 逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层物理层物理层电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronic Engineers）

25、 二二. 局域网协议和体系结构局域网协议和体系结构802.3 总线总线局域网的接入方案，局域网的接入方案，802.5 环型环型局域网的接入方案，局域网的接入方案，802.4 令牌总线令牌总线局域网的接入方案，局域网的接入方案，802.11无线无线局域网的接入方案。局域网的接入方案。逻辑链路控制子层主要提供建立和释放数据链路层逻辑连接、提供与高层的接口、差错控制等功能。介质接入控制子层规定了各种类型局域网的介质接入控制方案。48/114u1. 局域网的特点局域网的特点1) 覆盖范围小：覆盖范围小：20km2) 高传输速率高传输速率:10Mbps1000Mbps3) 低误码率低误码率: 10-8

26、10-10 4) 为一个单位所拥有，自行建设，不对为一个单位所拥有，自行建设，不对外提供服务外提供服务49/114u2. 局域网的组成局域网的组成 网络服务器网络服务器: 共享资源共享资源 客户机客户机 网络适配器网络适配器 集线器集线器传输介质传输介质50/114 局域网的关键技术局域网的关键技术(1) 拓扑结构拓扑结构 总线型、总线型、星型星型、环型、树型、环型、树型(2) 传输介质传输介质双绞线双绞线,同轴电缆同轴电缆(3) 介质访问控制协议介质访问控制协议(MAC)：局域网大多使用广播型网络，局域网大多使用广播型网络， MAC是局域网是局域网特有的协议，多个站点共享同一介质，带宽合特有

27、的协议，多个站点共享同一介质，带宽合理分配给各个站点。理分配给各个站点。51/114介质访问控制协议介质访问控制协议(MAC)有两类：有两类：u1） 随机访问：随机访问： 解决广播信道站点对信道争用的协议。解决广播信道站点对信道争用的协议。u2） 令牌传递令牌传递 令牌传递令牌传递(Token Passing)： Token Ring、Token Bus、FDDI52/114 载波监听多路访问载波监听多路访问/冲突检测协议冲突检测协议CSMA/CDu可能产生冲突的协议，工作原理：可能产生冲突的协议，工作原理：（1）发送前先监听信道是否空闲）发送前先监听信道是否空闲（2）若空闲则立即发送数据）若

28、空闲则立即发送数据（3）发送时，边发边继续监听。）发送时，边发边继续监听。（4）若监听到冲突，则立即停止发送。）若监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间（称为退避）以后，等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。再重新尝试。53/114CSMA/CD的流程图的流程图介质忙？介质忙？发送帧发送帧碰撞？碰撞？发送完？发送完？发送发送JamJamN16?N16?YesYesNoNoNoNoYesYes发送成功发送成功YesYes发送失败发送失败NoNo退避延迟退避延迟NoNoYesYes发送帧发送帧碰撞次数碰撞次数N+N+54/114 令牌传递令牌传递u无冲突协议无冲突协议:(1)环中有一

29、个令牌环中有一个令牌(2)得到令牌的站可得到令牌的站可 以发送数据以发送数据(3)令牌在环中传递令牌在环中传递ABDC单向环单向环55/114三三. Internet接入及应用接入及应用 u1) Internet采用采用TCP/IP协议协议u2) 定义了四层协议定义了四层协议应用层应用层Application传输层传输层transport数据链路层数据链路层Data Link网络层网络层Network4321物理层物理层Physical网络接口层网络接口层56/114应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层7654321OSI参考模型参考模型

30、应用层应用层传输层传输层网络接口层网络接口层(数据链路数据链路+物理层物理层)网络层网络层TCP/IP概念层次概念层次Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等等等TCP/IP支持支持所有标准的数所有标准的数据链路层和物据链路层和物理层协议理层协议3) TCP/IP与与OSI的对应关系的对应关系57/114文件传输文件传输 FTP、TFTP、NFS电子邮件电子邮件 SMTP、POP3WWW应用应用 HTTP远程登录远程登录 Telnet、rlogin网络管理网络管理 SNMP域名系统域名系统 DNS 应用层应用层传输层传输层网络层网络层物理层物理层数据链路层数据链路层TCP/IP的

31、应用层的应用层u应用层协议支持文件传输、电子邮件、应用层协议支持文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、远程登录、网络管理、Web浏览等。浏览等。网络接口层网络接口层58/114网络层网络层应用层应用层传输层传输层 TCP UDP物理层物理层数据链路层数据链路层TCP/IP的传输层的传输层u提供了两种传输协议提供了两种传输协议面向连接的传输面向连接的传输控制协议控制协议无连接的用户数无连接的用户数据报协议据报协议网络接口层网络接口层59/114TCP三次握手三次握手u4. 数据传送过程数据传送过程1) TCP将数据分组将数据分组,每个分组分别封装每个分组分别封装 TCP每次传输数据是必须经过三

32、次握手连接过程每次传输数据是必须经过三次握手连接过程 （1）发送端向接收端发送连接请求）发送端向接收端发送连接请求 （2）接收端向发送端发送连接确认）接收端向发送端发送连接确认 （3）发送端向接收端发送连接确认的确认）发送端向接收端发送连接确认的确认2) IP将各封装分别选不同路径传递到目的地将各封装分别选不同路径传递到目的地3) 到达目的后到达目的后,IP检查是否完整检查是否完整4) 收到所有分组后收到所有分组后,IP组装组装,交交TCP处理处理60/114TCP/IP的网络层的网络层(网际层网际层)网络层的主要协议网络层的主要协议IPu提供无连接的传输服务（不保证送达，提供无连接的传输服务

33、（不保证送达，不保证顺序）不保证顺序）u主要功能是寻找一条能够把数据报送主要功能是寻找一条能够把数据报送到目的地的路径。到目的地的路径。61/114 IP ICMP ARP RARP应用层应用层传输层传输层网络层网络层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层的四个主要协议网络层的四个主要协议不同拓扑结构不同拓扑结构采用不同协议采用不同协议（JEEE802)网卡完成OSI物理层和数据链路层的功能。网卡实现计算机与局域网通信介质接口的直接连接。网络接口层网络接口层62/114u网卡：网卡： 网卡全称为网络接口卡（网卡全称为网络接口卡（Network Interface Card，NIC）又称网络适配

34、器）又称网络适配器（Adapter），是工作站、服务器与网络连），是工作站、服务器与网络连接的接口电路板接的接口电路板 u网卡的分类：网卡的分类： （1）有线网卡）有线网卡 （2）无线网卡：主要指）无线网卡：主要指GPRS网卡网卡 和和 CDMA网卡。网卡。图2.13 WLAN网卡图2.14 GPRS网卡图2.15 CDMA网卡64/114 IP地址地址1. 网络中每台主机都具有的惟一的地址网络中每台主机都具有的惟一的地址 2.写法写法1) 二进制二进制: 32位（位（4个字节）个字节）例如例如: 00001010 00000010 00000000 00000001 2) 点分十进制标记法：

35、点分十进制标记法： 每个字节分别用十每个字节分别用十进制表示进制表示 例如例如: 网络地址网络地址（NetIDNetID）主机地址主机地址（HostIDHostID）65/114A类类B类类C类类0 00 00 01 11 1 1 17bits7bits24 bits24 bits14 bits14 bits16 bits16 bits网络号网络号主机号主机号网络号网络号主机号主机号21bits21bits8bits8bits网络号网络号主机号主机号IP地址分类地址分类A类类 55B类类 5

36、5C类类 55 IP 地址的使用范围地址的使用范围网络类别网络类别 最大网络数最大网络数 第一个可用第一个可用 最后一个可用最后一个可用 每个网络中的每个网络中的 的网络号的网络号 的网络号的网络号 最大主机数最大主机数 A 126 1 126 16 777 214 B 16 384 128.1 191.254 65 534 C 2 097 150 192.0.1 223.255.254 254 67/114 MAC地址地址u1. MAC地址：每一个网卡上的地址。地址：每一个网卡上的地址。 (1) 组成组成 1) 6Byte（48位）位） 2) 前

37、前3字节：由字节：由IEEE统一分配给厂商统一分配给厂商 后后3字节：由厂商分配给每一块网卡字节：由厂商分配给每一块网卡 (2) 物理地址物理地址: 站点的全球唯一的标识站点的全球唯一的标识符，与其真正的物理位置无关。符，与其真正的物理位置无关。68/114 MAC与与IP地址的关系地址的关系 (1) IP地址不能作为网络中传送数据的地址，地址不能作为网络中传送数据的地址，而是网络层使用的地址。而是网络层使用的地址。u 从网络体系结构的层次的角度看从网络体系结构的层次的角度看MAC地址是数据链路层使用的地址地址是数据链路层使用的地址(身份证号身份证号)IP地址是网络层使用的地址地址是网络层使用

38、的地址,是逻辑地址是逻辑地址(邮编邮编)u两者之间并没有必然的联系两者之间并没有必然的联系 (2) IP地址需要转换为主机的地址需要转换为主机的MAC地址才能地址才能进行实际的传输进行实际的传输,转换：使用转换：使用ARP协议。协议。69/114u(3) ARP协议协议: 通过广播的方法查询目的主通过广播的方法查询目的主机的机的MAC地址地址1) 把目的主机的把目的主机的IP地址广播到网络上地址广播到网络上2) 具有该具有该IP地址的主机把自己的地址的主机把自己的MAC地址用地址用ARP响应包发送给发出查询请求的主机。响应包发送给发出查询请求的主机。3) 若主机未收到若主机未收到ARP响应包，

39、说明目的主机响应包，说明目的主机不在本地子网中，则将分组发送到默认网关以不在本地子网中，则将分组发送到默认网关以转发到其它网络。转发到其它网络。 70/114命令提示符：命令提示符： ipconfig /allu部分结果：部分结果： u Ethernet adapter :uDescription . . . . . . . . : NDIS 5.0 driver uPhysical Address. . . . . : 00-E0-4C-3E-15-6EuDHCP Enabled. . . . . . . . : NouIP Address. . . . . . . . . : 202.11

40、7.165.111uSubnet Mask . . . . . . . . : uDefault Gateway . . . . . . : uPrimary WINS Server . . . . : uSecondary WINS Server . . . : 引入子网掩码可以确定两台主机是否在同一个子网中。左边网络位用“1”表示；右边主机位用“0”表示。A类默认掩码为；B类默认掩码为； 。计算网络地址计算网络地址:IP和掩码进行按位“与”运算。71/114u例：已知某例：已知某IP地址为地址为22

41、8，求其网络，求其网络地址。地址。解：先将解：先将IP的第的第1个数转换成二进制：个数转换成二进制： (222)10=(11011110)2 以以“110”开头开头，说明该，说明该IP为为C类类IP C类类IP默认的默认的子网掩码子网掩码为：为： 将将IP和掩码分别转换成二进制数，并进行按位的和掩码分别转换成二进制数，并进行按位的“与与”运算，就得到其网络地址。运算，就得到其网络地址。 72/114IP :11011110 01100001 11111111 01000100掩码掩码 :11111111 11111111 11111111 0000

42、0000按位与按位与:11011110 01100001 11111111 00000000 求出来的结果即为二进制的网络地址：求出来的结果即为二进制的网络地址： 11011110.01100001.11111111.00000000 将其转换成十进制为：将其转换成十进制为：u例：某校例：某校X系位于系位于A楼，有楼，有100台主机，台主机，Y系系位于位于B楼，有楼，有100台主机。两楼距离很远，台主机。两楼距离很远，分别通过交换机连到网络中心，再连入分别通过交换机连到网络中心，再连入Internet。交换机的。交换机的1号端口连号端口连A楼，楼，2号端号端口连口连B楼

43、。网络连接图如图楼。网络连接图如图2.30所示。现申所示。现申请了一个请了一个C类的网络地址类的网络地址。设计。设计子网划分方案，为每个系分配子网划分方案，为每个系分配IP范围，并范围，并求出对应的子网掩码。求出对应的子网掩码。74/114u解：一个解：一个C类网络地址可以容纳类网络地址可以容纳254台主机。台主机。两系主机总数为两系主机总数为200台，所以一个台，所以一个C类网络类网络地址是足够分配的。地址是足够分配的。 为了计算方便，将为了计算方便，将254个个IP均分为均分为2部分，部分，小号的（最后一个字节从小号的（最后一个字节从1到到126）分给）分给X系，系

44、，大号的（最后一个字节从大号的（最后一个字节从129至至254）分给）分给Y系。系。75/114列出最后一个字节数据的变化列出最后一个字节数据的变化 X系系IP范围的变化：范围的变化： 十进制十进制 二进制二进制 100000001 200000010 300000011 . . . . . . . . 125 01111101126011111101270111111176/114 Y系系IP范围的变化：范围的变化： 十进制十进制 二进制二进制128100000001291000000113010000001 . . . . . . . . 2521111110025311111101254

45、1111111077/114X系的特征是首位均为系的特征是首位均为0，Y系首位均为系首位均为1。最后一个字节分成了两部分：最后一个字节分成了两部分： 首位子网首位子网 后后7位子网内主机位子网内主机则最后一个字节的掩码为：则最后一个字节的掩码为：10000000，且两系的均相同。，且两系的均相同。完整的完整的32位掩码为：位掩码为：11111111.11111111.11111111.10000000转换为十进制为：转换为十进制为：2878/114局域网互联设备局域网互联设备 中继器中继器 集线器（集线器（Hub） 网桥网桥 路由器（路由器（Router） 网关网关

46、交换机交换机 调制解调器调制解调器79/114集线器：集线器： （Hub）是一种多端口的中继器，一）是一种多端口的中继器，一 个个输入口和多个输出口，用于连接多台工作站。输入口和多个输出口，用于连接多台工作站。而且，还可以把总线形网络连接成星形或者而且，还可以把总线形网络连接成星形或者树形结构。将信息从一个端口复制到另个端树形结构。将信息从一个端口复制到另个端口，可以连接口，可以连接5个以太网。个以太网。集线器集线器80/114 集线器集线器(HUB)u(1) 多端口的中继器多端口的中继器u(2) 端口数：常见的有端口数：常见的有8,12,16,24口口u(3) 端口功能：连接主机或服务器端口

47、功能：连接主机或服务器u(4) 可级联使用可级联使用81/114HUBUTPPC机机服务器服务器用集线器搭建简单的网络用集线器搭建简单的网络u以以1台服务器，台服务器，3台台PC机为例：机为例： 一台一台HUB 4块块UTP接口的网卡接口的网卡 4台台PC机机 8个个RJ45接头（水晶头）接头（水晶头） 若干米若干米UTP双绞线双绞线 82/114 网桥网桥u网桥：网桥： 实现局域网互联，连接不同类型网。实现局域网互联，连接不同类型网。u 路由器（路由器（Router）：）： 作用是连通不同的网络作用是连通不同的网络,另一个作用是另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近选择信息传送的线

48、路。选择通畅快捷的近路路 83/114u网关网关: 一个网络连接到另一个网络的一个网络连接到另一个网络的“关口关口”。是一个网络通向其他网络。是一个网络通向其他网络的的IP地址地址,就好像一个房间可以有多扇就好像一个房间可以有多扇门一样（默认网关）。门一样（默认网关）。 84/114 交换机交换机(Switch)u交换机交换机: 是网桥的变种，性能更好。又称是网桥的变种，性能更好。又称为多端口的高速网桥。为多端口的高速网桥。u是存储转发设备是存储转发设备85/114典型的交换机组网结构典型的交换机组网结构 86/114 u 物理层物理层: 集线器集线器u 数据链路层数据链路层: 网桥和交换机网

49、桥和交换机u 网络层网络层: 路由器路由器87/1141. 家庭用户的接入家庭用户的接入(1) 使用使用modem拨号拨号通过通过modem经过电话线与经过电话线与ISP连接连接理论上最高传输速率理论上最高传输速率56Kbit/s（40Kbit/s ）(2) ISDN(综合业务数字网：上网不影响打电话综合业务数字网：上网不影响打电话)对电话网进行数字化改造对电话网进行数字化改造,将电话、传真、数字通信等将电话、传真、数字通信等业务全部通过数字化的方式传输（一根电话线）业务全部通过数字化的方式传输（一根电话线） 速率可达速率可达128 kbit/s(3) ADSL(非对称数字用户线：上网不影响打

50、电话非对称数字用户线：上网不影响打电话)在概念上类似于拨号，但采用新的调制解调技术。在概念上类似于拨号，但采用新的调制解调技术。上行速率（家庭到路由器），最高上行速率（家庭到路由器），最高1Mbit/s下行速率（路由器到家庭），最高下行速率（路由器到家庭），最高8Mbit/s 在同一铜线上分别传送数据和语音信号。在同一铜线上分别传送数据和语音信号。88/114电话网电话网PPP账号账号口令口令INTERNETISP网络网络如何接入因特网如何接入因特网Internet Service Provider 89/114因特网服务提供商：因特网服务提供商：（Internet Service Provi

51、der，ISP）首都在线首都在线 ID:263 PW:263 拨入电话拨入电话96963因特网内容提供商：因特网内容提供商： （Internet Content Provider，ICP） 首都在线首都在线 新浪新浪 搜狐搜狐 Yahoo ISPISP90/1142. 单位用户接入单位用户接入u(1)局域网方式局域网方式(集中用户集中用户)路由器将本地路由器将本地LAN作为一个子网连接到作为一个子网连接到InternetLAN中每个主机都有中每个主机都有IP地址地址u(2) DDN、帧中继、帧中继(FR)等专线方式等专线方式通过支持通过支持TCP/IP的路由器连接主机和的路由器连接主机和ISP

52、ISP91/114因特网因特网基站移动主机3. 移动用户移动用户u用无线电波连接移动用无线电波连接移动 端系统和端系统和ISP的基站的基站92/114共有五种接入方式共有五种接入方式u1 使用调制解调器入网使用调制解调器入网u2 通过通过ISDL、ADSL专线入网专线入网u3 以局域网方式以局域网方式u4 以以DDN 、帧中继（、帧中继（FR）专线方式）专线方式 入网入网u5 以无线方式入网以无线方式入网93/114LAN家庭用户家庭用户因特网因特网MODEMPSTNPCLANPSTNISDN、ADSLDDN、FR路由器路由器MODEM共享器共享器基站基站企业用户企业用户移动用户移动用户不同类

53、型的用户访问因特网(5种)94/114 Internet应用应用u WWW万维网万维网u DNS域名系统域名系统u EMAIL电子邮件电子邮件u FTPu 文献检索文献检索95/114一一. 万维网万维网u1. 万维网万维网WWW（World Wide Web）u (1) WWW（3W）的组成）的组成1) 浏览器浏览器: 解释解释Web页面并完成相应转换和页面并完成相应转换和显示显示2) Web服务器服务器:存储存储Web页并向浏览器提供服页并向浏览器提供服务的服务器务的服务器3) 超文本传输协议（超文本传输协议（HTTP ）超文本文件由HTML(超文本置标语言）格式写成，3W文本含有URL地

54、址：统一资源定位符。环球环球信息信息网网96/1146WWWWWW（W World orld W Wide ide W Webeb），），即即WebWeb，也称，也称为全球信息网。为全球信息网。WWWWWW是基于是基于InternetInternet的信息服务系的信息服务系统，统， InternetInternet是物理网，而万维是逻辑网，将能是物理网，而万维是逻辑网，将能提供提供3W3W服务的站点连接起来，利用超链接从一个站服务的站点连接起来，利用超链接从一个站点跳到另一个站点。站点又是由若干个点跳到另一个站点。站点又是由若干个WebWeb页组成页组成的，浏览器不属于的，浏览器不属于Wind

55、owsWindows操作系统，是捆绑的应操作系统，是捆绑的应用程序。用程序。97/114yper extransmitrotocol 特点特点8基于基于TCP/IP的一个应用层的协议的一个应用层的协议8浏览器与浏览器与Web服务器用此协议相互通信服务器用此协议相互通信8可以传输任意类型的数据对象可以传输任意类型的数据对象8面向一次连接、无状态的网络协议面向一次连接、无状态的网络协议建立连接建立连接发送请求信息发送请求信息关闭连接关闭连接超文本传输协议超文本传输协议HTTPHTTP98/114Web页面页面u(2) Web页面页面1) Internet上组织信息的基本单位上组织信息的基本单位2)

56、 包括文字、图象、多媒体信息，也包包括文字、图象、多媒体信息，也包括用超文本或超媒体表示的链接。括用超文本或超媒体表示的链接。3) 用超文本标记语言用超文本标记语言(HTML)编写编写4) 各网页间通过超链接联系各网页间通过超链接联系5) 主页主页: 某个网站的首页某个网站的首页6) 网页制作工具网页制作工具: HTML和各种软件和各种软件99/114超链接超链接100/1142. 统一资源定位器统一资源定位器URL(1) URL（Uniform Resource Locator）在在Web或浏览器中定义信息资源位置或浏览器中定义信息资源位置的标准方法。的标准方法。(2) URL的格式的格式:

57、/:/举例举例: http:/ 域名系统域名系统DNSu1. DNS域名系统域名系统(1) 在在Internet上提供用名字来标识计算上提供用名字来标识计算 机，并保证主机名和机，并保证主机名和IP地址对应地址对应.u例如例如: 域名域名 u IP地址地址(2) DNS用于在主机名和用于在主机名和IP地址间转换地址间转换102/1142. DNS的组成的组成u组成：域名空间、域名服务器、组成：域名空间、域名服务器、 解析程序解析程序 (1) 域名空间域名空间分布式的、多级层次的树形结构分布式的、多级层次的树形结构 1) 顶级域顶级域(根根) 由组织域由组织域(如如o

58、rg、com、edu)国家域国家域(如如cn）构成。）构成。103/114根根INTCNMILNETCOMJPIBMintelengwwwjackedunetxjtuwwwftp哈尔滨工程大学的哈尔滨工程大学的Web服务器：服务器：WWW.HRBEU.EDU.CN104/114DNS顶级域名顶级域名u 域名域名 含义含义 com 商业组织商业组织edu 教育机构教育机构gov 政府部门政府部门mil 军事军事net 网络组织和网络组织和ISP等等org 非商业组织非商业组织arp 用于返向地址查询的用于返向地址查询的cn 国家代码的域名，国家代码的域名，cn 中国中国105/114 2) 二级

59、域名二级域名:顶级域名之下顶级域名之下,单位或组织。单位或组织。3) 三级域名三级域名:二级域名之下，单位下面的部门。二级域名之下，单位下面的部门。4) 叶节点名叶节点名: 单个的计算机。单个的计算机。 106/1143. 域名服务器域名服务器u1) 分布式数据库系统分布式数据库系统u2) 负责管理存放主机域名和负责管理存放主机域名和IP地址的地址的数据库文件，以及域中的主机域名和数据库文件，以及域中的主机域名和IP地址映射。地址映射。107/114网页网页Web服务器服务器浏览器浏览器3http:/www. http:/www. ，得到其，得到其IP地址为地址为3108/114三三. 电子邮件（电子邮件（E-mail）u1. Internet上最先使用的服务之一。上最先使用的服务之一。 特点特点: 方便、快捷、廉价方便、快捷、廉价u2.电子邮件系统的组成：电子邮件系统的组成：（1）用户代理）用户代理（2）邮件服务器）邮件服务器（3）邮件协议）邮件协议 109/1141.用户代理用户代理User Agentu1）用户和邮件系统的接口，用户通过图形）用户和邮件系统的接口，用户通过图形窗口界面发送和接收邮件窗口界面发送和接收邮件u2）软件：）软件：Outlook Express, Foxmail u3）功能）功能撰写：编辑邮件撰写：编