计算机网络基础知识培训教程

1、计算机网络应用计算机网络应用网络通晓天下事网络通晓天下事计算机成就未来计算机成就未来第一节第一节 计算机网络基本知识计算机网络基本知识 第五节第五节 电子邮件的使用电子邮件的使用第四节第四节 网上信息浏览网上信息浏览 第三节第三节 连接连接InternetInternet 第二节第二节 TCP/IPTCP/IP协议及相关技术协议及相关技术4计算机网络基本知识问题问题原由原由计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物,它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化。那么它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化。那么,计算机网络涉及到哪些基本概念、基本知识和基本

2、计算机网络涉及到哪些基本概念、基本知识和基本技术呢？这就是本节所要讨论的问题。技术呢？这就是本节所要讨论的问题。本本节节重点讨论计算机网络的基本概念、重点讨论计算机网络的基本概念、计算机网络计算机网络的功能及基本组成的功能及基本组成、计算机网络的分类等。、计算机网络的分类等。教学教学重点重点能力能力要求要求了解了解: 计算机网络的发展计算机网络的发展过程过程与与发展发展趋势趋势。掌握掌握:计算机网络的定义、功能计算机网络的定义、功能、组成、组成、分类分类。 1.11.1 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 1.1.4 4 计算机网络的分类计算机网络的分类 1.1.3 3 计算机网络的基本

3、组成计算机网络的基本组成 1.1.2 2 计算机网络的功能计算机网络的功能6 计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社它的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社会发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会的进步做出了巨大贡献。会的进步做出了巨大贡献。 现在，计算机网络的应用遍布全世界及各个领域，并现在，计算机网络的应用遍布全世界及各个领域，并已成为人们社会生活中不可缺少的重要组成部分。从某种已成为人们社会生活中不可缺少的重要组成

4、部分。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术的水平，也是衡量其国力及现代化计算机科学和通信技术的水平，也是衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。程度的重要标志之一。 那么，计算机网络涉及到哪些基本概念、知识和技术那么，计算机网络涉及到哪些基本概念、知识和技术呢？这就是本节所要讨论的问题。呢？这就是本节所要讨论的问题。1.1 计算机网络的基本概念7远程联机远程联机阶段阶段多机互联多机互联网络阶段网络阶段标准化网标准化网络阶段络阶段互联与高速互联与高速网络阶段网络阶段计算机网络从计算机网络从2020世纪世纪50

5、50年代开始发展至今年代开始发展至今, ,经历了从简经历了从简单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通信演变到计算机与计算机之间的直接通信信演变到计算机与计算机之间的直接通信. .发展经历的发展经历的4 4个阶段个阶段1.1.1计算机网络的形成与发展81.1.1计算机网络的形成与发展为了共享主机资源和信息采集以及综合处理，用一台计算为了共享主机资源和信息采集以及综合处理，用一台计算机与多台用户终端相连，用户通过终端命令以交互方式使用计机与多台用户终端相连，用户通过终端命令以交互方式使用计算机，人们把它称为远程联机系统。算机，人们把它称为远程联

6、机系统。 前端处理机结构：前端处理机结构：前端处理机（前端处理机（FEPFEP）用来专门负责通）用来专门负责通信工作，实现数据处理与通信控制的分工，发挥了中心计算机信工作，实现数据处理与通信控制的分工，发挥了中心计算机的数据处理能力。的数据处理能力。前端处理机的结构如图前端处理机的结构如图1-11-1所示。所示。图图 1-1 1-1 利用利用前端处理机的结构示意图前端处理机的结构示意图终端终端ModemModemCCP或或FEPModem公用电话网公用电话网主机主机9利用利用调制解调器调制解调器的结构示意图的结构示意图 调制解调器：调制解调器：由于计算机和远程终端发出的信号都是由于计算机和远程

7、终端发出的信号都是数字信号，而公用电话线路只能传输模拟信号，所以在传输数字信号，而公用电话线路只能传输模拟信号，所以在传输前必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话前必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话线上传送的模拟信号线上传送的模拟信号, ,传输后再将模拟信号转换成数字信号。传输后再将模拟信号转换成数字信号。利用调制解调器的结构如下图所示。利用调制解调器的结构如下图所示。1.1.1计算机网络的形成与发展终端终端ModemLCModem公用电话网公用电话网主机主机101.1.1计算机网络的形成与发展 集线器集线器(HUB)(HUB)结构：结构：把终端发来的信息收集起来，

8、并把把终端发来的信息收集起来，并把用户的作业信息存入集线器中用户的作业信息存入集线器中, ,然后再用高速线路将数据信息传然后再用高速线路将数据信息传给前端处理机，最后提交给主机。给前端处理机，最后提交给主机。 远程联机系统的特点是系统中只有一个计算机处理中心，远程联机系统的特点是系统中只有一个计算机处理中心，各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源，因此，各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源，因此，主计算机负担过重，终端独占线路，资源利用率低。主计算机负担过重，终端独占线路，资源利用率低。利用利用集线器的结构示意图集线器的结构示意图集线器集线器CCPCCP或或FEPFEP主机主

9、机公用电话网公用电话网11计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因此在逻辑结构上可以将其分成两部分：此在逻辑结构上可以将其分成两部分：资源子网和通信子网资源子网和通信子网。1.1.1计算机网络的形成与发展 (1)(1)资源子网：资源子网：是计算是计算机网络的外层，它由提供机网络的外层，它由提供资源的主机和请求资源的资源的主机和请求资源的终端组成。资源子网的任终端组成。资源子网的任务是负责全网的信息处理务是负责全网的信息处理。 (2)(2)通信子网：通信子网：是计算是计算机网络的内层，它的主要机网络的内层，它的主要任务是将各种计算机互连

10、任务是将各种计算机互连起来完成数据传输、交换起来完成数据传输、交换和通信处理。和通信处理。CCPCCPCCPCCPCCP通信子网通信子网资源子网资源子网主机主机主机主机主机主机主机主机图图 1-2 1-2 资源子网和通信子网示意图资源子网和通信子网示意图121.1.1计算机网络的形成与发展ISOISO于于19771977年成立年成立了专门的机构来了专门的机构来研究该问题，并研究该问题，并且在且在19841984年正式年正式颁布了颁布了“开放系开放系统互联基本参考统互联基本参考模型模型” ” 的国际标的国际标准准OSI,OSI,这就产生这就产生了第三代计算机了第三代计算机网络。网络。 2020世

11、纪世纪7070年代，计年代，计算机网络大都采用算机网络大都采用直接通信方式。直接通信方式。19721972年后，以太网年后，以太网LANLAN、MANMAN、WANWAN迅迅速发展，各个计算速发展，各个计算机生产商纷纷发展机生产商纷纷发展各自的网络系统，各自的网络系统，制定自己的网络技制定自己的网络技术标准。术标准。19741974年年,IBM,IBM公司公司公布了它研制的公布了它研制的系统网络体系结系统网络体系结构构。随后随后DGEDGE公司公司宣布了自己的数宣布了自己的数字网络体系结构字网络体系结构,1976,1976年年UNIVACUNIVAC宣宣布了该公司的分布了该公司的分布式通信体系

12、结布式通信体系结构。构。131.1.1计算机网络的形成与发展 进入进入2020世纪世纪9090年代年代, ,计算机技术计算机技术、通信技术以及建立在互通信技术以及建立在互联计算机网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发联计算机网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。特别是展。特别是19931993年美国宣布建立年美国宣布建立( (国家信息基础设施国家信息基础设施NII)NII)后，后，全世界许多国家纷纷制订和建立本国的全世界许多国家纷纷制订和建立本国的NII,NII,从而极大的推动从而极大的推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入一个崭新的阶了计算机网络技术的发展，使计算机网络

13、进入一个崭新的阶段，这就是计算机网络互联与高速网络阶段。段，这就是计算机网络互联与高速网络阶段。 目前，全球以目前，全球以InternetInternet为核心的高速计算机互联网络已为核心的高速计算机互联网络已经形成，经形成，InternetInternet已经成人类最重要的、最大的知识宝库。已经成人类最重要的、最大的知识宝库。网络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。网络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。 141.1.1计算机网络的形成与发展 图图 1-3 1-3 现代计算机网络逻辑结构示意图现代计算机网络逻辑结构示意图以太网以太网以太网以太网以太网以太网以太网以太网路由器路

14、由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器路由器通信子网通信子网15 到目前为止到目前为止, 计算机网络并没有一个确切的定义。其实，计算机网络并没有一个确切的定义。其实，我们可以简单地描述为：我们可以简单地描述为：计算机网络是通过通信线路连接起计算机网络是通过通信线路连接起来的自治的计算机集合。来的自治的计算机集合。该描述包括了该描述包括了3个方面的含义：个方面的含义： 必须有两台或两台以上、具有独立功能的计算机系统必须有两台或两台以上、具有独立功能的计算机系统相互连接起来，以达到共享资源为目的；相互连接起来，以达到共享资源为目的； 计算机互相通信交换信息，必须有一条通道。这条

15、通计算机互相通信交换信息，必须有一条通道。这条通道的连接是物理的，由物理介质来实现（例如铜线、光纤、道的连接是物理的，由物理介质来实现（例如铜线、光纤、微波、卫星等）；微波、卫星等）； 计算机系统之间的信息交换，必须要遵守某种约定和计算机系统之间的信息交换，必须要遵守某种约定和规则。规则。 以上从三个方面概括了计算机网络的基本内涵。因此，以上从三个方面概括了计算机网络的基本内涵。因此，我们可以把计算机网络定义为：我们可以把计算机网络定义为： 1.1.2计算机网络的定义16 计算机网络是把分布在不同地点，并具有独立功能的多个计算机网络是把分布在不同地点，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备

16、和线路连接起来，在功能完善的网络计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。 由多台计算机组成的计算机网络系统模型如图由多台计算机组成的计算机网络系统模型如图1-41-4所示。所示。1.1.2计算机网络的定义图图 1-4 1-4 计算机互连网络系统基本模型计算机互连网络系统基本模型AB存储器存储器A A机能使用机能使用B B机的机的存储器存储器B B机能使用机能使用A A机的打印机机的打印机171.2 计算机网络的主要功能集中集中管理管理负载负载平衡平衡远程远程传输传输资源资源

17、共享共享分布式分布式处理处理数据数据通信通信18 数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间传输各数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间传输各种类型的信息种类型的信息, ,包括数据信息和图形、图像、声音、视频等各包括数据信息和图形、图像、声音、视频等各种多媒体信息。种多媒体信息。 硬件资源：硬件资源：包括各种类型的计算机包括各种类型的计算机、大容量存储设备大容量存储设备、计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。 软件资源：软件资源：包括各种应用软件、工具软件、系统开发包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库

18、管理系统等。所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。 数据资源：数据资源：包括数据库文件包括数据库文件、数据库数据库、办公文档资料办公文档资料、企业生产报表等。企业生产报表等。 信道资源：信道资源：通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。1.2 计算机网络的主要功能19分布在很远的用户可以互相传输数据信息，互相交流，协同工分布在很远的用户可以互相传输数据信息，互相交流，协同工作。作。 把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台把要处理的任务分散

19、到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。以大大提高工作效率和降低成本。 对地理位置分散的组织和部门对地理位置分散的组织和部门, ,可通过计算机网络来实现集中管可通过计算机网络来实现集中管理理, ,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。统等。 当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网

20、络中的其它计算机中，由多台计算的控制和管理，将作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。机共同完成。1.2 计算机网络的主要功能201.3计算机网络的基本组成 一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现网络硬件是计算机网络系统的物理实现, ,网络软件是网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用网络系统中的技术支持。两者相互作用, ,共同完成网络功能。共同完成网络功能。地面站地面站地面站地面站通讯卫星通讯卫星服务器服务器路由器路由器交换机交换机211.3 .1网络硬件的组成计算机网

21、络硬件系统是由计算机计算机网络硬件系统是由计算机( (主机、客户机、终端主机、客户机、终端) )、通信处理机通信处理机( (集线器集线器、交换机、路由器交换机、路由器) )、通信线路通信线路( (同轴电缆、同轴电缆、双绞线、光纤双绞线、光纤) )、信息变换设备、信息变换设备(Modem(Modem，编码解码器，编码解码器) )等构成。等构成。图图 1-5 1-5 网络硬件组成示意图网络硬件组成示意图HUBHUBHUBHUB路由器路由器中心交换机中心交换机服务器服务器服务器服务器处处理理机机工作站工作站ModemModem终端终端终端终端子网子网子网子网远程网络远程网络InternetInter

22、net221.3 .1 网络硬件的组成主机主机路由器路由器交换机交换机水晶头水晶头双绞线双绞线网卡网卡231.3 .1 网络硬件的组成 在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同中所提供的服务不同,可将其划分为文件服务器可将其划分为文件服务器、打印服务器打印服务器、通信服务器等。通信服务器等。 除服务器外，

23、网络上的其余计算机主要是通过执行应用程除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。 241.3 .1 网络硬件的组成 是用户访问网络的界面，它可以通过主机联入网内，也可是用户访问网络的界面，它可以通过主机联入网内，也可以通过通信控制处理机联入网内。以通过通信控制处理机联入网内。

24、 一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。 通信线路（链路）是为通信处理机与通信处理机、通信处通信线路（链路）是为通信处理机与通信处理机、通信处理机与主机之间提供通信信道。理机与主机之间提供通信信道。 对信号进行变换，包括：调制解调器、无线通信接收和发对信号进行变换，包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。送器、用

25、于光纤通信的编码解码器等。25在计算机网络系统中，除了各种网络硬件设备外，还必须具在计算机网络系统中，除了各种网络硬件设备外，还必须具有网络软件。有网络软件。网络应用网络应用软件软件网络管理网络管理软件软件网络通网络通信软件信软件网络操作网络操作系统系统网络协网络协议软件议软件网络软件的组成网络软件的组成1.3 .2网络软件的组成261.3 .2 网络软件的组成 网络操作系统是网络软件中最主要的软件网络操作系统是网络软件中最主要的软件,用于实现不同用于实现不同主机之间的用户通信，以及全网硬件和软件资源的共享，并主机之间的用户通信，以及全网硬件和软件资源的共享，并向用户提供统一的、方便的网络接口

26、向用户提供统一的、方便的网络接口,便于用户使用网络便于用户使用网络。目目前网络操作系统有三大阵营：前网络操作系统有三大阵营：UNIX、NetWare和和Windows。目前，目前， 我国最广泛使用的是我国最广泛使用的是WindowsWindows网络操作系统。网络操作系统。 网络协议是网络通信的数据传输规范，网络协议软件是网络协议是网络通信的数据传输规范，网络协议软件是用于实现网络协议功能的软件。用于实现网络协议功能的软件。 目前目前, 典型的网络协议软件有典型的网络协议软件有TCP/IPTCP/IP协议协议、IPX/SPXIPX/SPX协议协议、IEEE802IEEE802标准协议系列等标准

27、协议系列等。其中其中, TCP/IPTCP/IP是当前异种网络互连是当前异种网络互连应用最为广泛的网络协议软件。应用最为广泛的网络协议软件。271.3 .2 网络软件的组成 网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件，如性能管理、配置管理、故障管理、记费管行维护的软件，如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。 是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件，使用是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件，使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，控制应

28、用程户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，控制应用程序与多个站进行通信序与多个站进行通信,并对大量的通信数据进行加工和管理。并对大量的通信数据进行加工和管理。 网络应用软件是为网络用户提供服务，最重要的特征是网络应用软件是为网络用户提供服务，最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。是如何实现网络特有的功能。281.4 计算机网络的分类 从不同方向来进行分类从不同方向来进行分类网络的网络的覆盖范围覆盖范围通信信道通信信道传输介质传输介质传输传输技术技术由于计算机网络自身的特点，其分类方法有

29、多种。根据由于计算机网络自身的特点，其分类方法有多种。根据不同的分类原则，可以得到不同类型的计算机网络。不同的分类原则，可以得到不同类型的计算机网络。291.4 .1按覆盖范围分类 局部区域网：局部区域网：传输速率为传输速率为1 120Mb/s,20Mb/s,最大距离为最大距离为25km,25km,采用采用分组交换技术分组交换技术, ,入网最大设备数为入网最大设备数为几百到几千。几百到几千。 高速区域网：高速区域网：采用采用CATVCATV电电缆或光缆缆或光缆, ,传输速率一般传输速率一般50Mb/s50Mb/s，最大距离为最大距离为1km,1km,入网最大设备数入网最大设备数为几十个。为几十

30、个。图图 1-11 1-11 局域网连接示意图局域网连接示意图服务器服务器工作站工作站工作站工作站工作站工作站打印机打印机 根据网络连接的地理范围根据网络连接的地理范围,可将计算机网络分成局域网、城可将计算机网络分成局域网、城域网、广域网三种类型。域网、广域网三种类型。 局域网的作用范围是几百到几千米，通常用于组建企业网局域网的作用范围是几百到几千米，通常用于组建企业网和校园网，并分为局部区域网和高速区域网。和校园网，并分为局部区域网和高速区域网。301.4 .1 按覆盖范围分类 城域网是局域网的延伸城域网是局域网的延伸, ,用于局域网之间的连接用于局域网之间的连接,网络规模网络规模局限在一座

31、城市范围内局限在一座城市范围内, 覆盖的地理范围从几十至几百公里。覆盖的地理范围从几十至几百公里。城域网络城域网络路由器路由器计算机计算机图图 1-12 1-12 城域网链接示意图城域网链接示意图311.4 .1 按覆盖范围分类 广域网又称远程网，是指在一个很大地理范围（从数百公广域网又称远程网，是指在一个很大地理范围（从数百公里到数千公里，甚至上万公里）由许多局域网组成的网络。广里到数千公里，甚至上万公里）由许多局域网组成的网络。广域网是将远距离的网络和资源连接起来的任何系统，主要用在域网是将远距离的网络和资源连接起来的任何系统，主要用在一个地区一个地区、行业甚至在全国范围内组网行业甚至在全

32、国范围内组网, ,达到资源共享的目的达到资源共享的目的。公用交换网公用交换网MANLANMANLAN图图 1-13 1-13 广广域网连接示意图域网连接示意图321.4 .1 按覆盖范围分类图图 1-14 1-14 广域网、城域网和局域网的连接关系示意图广域网、城域网和局域网的连接关系示意图 广域网使用的主要技术为广域网使用的主要技术为存储存储- -转发转发技术技术。城域网与局域网城域网与局域网之间的连接是通过接入网来实现的。接入网又称为本地接入网之间的连接是通过接入网来实现的。接入网又称为本地接入网或居民接入网，它是近年来由于用户对高速上网需求的增加而或居民接入网，它是近年来由于用户对高速上

33、网需求的增加而出现的一种网络技术，是局域网与城域网之间的桥接区。出现的一种网络技术，是局域网与城域网之间的桥接区。 WAN MAN MANLANLANLANLAN33 双绞线：双绞线：其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一般，广泛应用于局域网中。干扰能力一般，广泛应用于局域网中。 同轴电缆：同轴电缆：俗称细缆，现在逐渐淘汰。俗称细缆，现在逐渐淘汰。 光纤电缆：光纤电缆：特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强，是高安全性网络的理想选择。干扰性强，是高安全性网络的理想选择。 无线电话网：无线电话网：是一种很有

34、发展前途的连网方式。是一种很有发展前途的连网方式。 语音广播网：语音广播网：价格低廉、使用方便，但安全性差。价格低廉、使用方便，但安全性差。 无线电视网：无线电视网：普及率高，但无法在一个频道上和用户普及率高，但无法在一个频道上和用户进行实时交互。进行实时交互。 微波通信网：微波通信网：通信保密性和安全性较好。通信保密性和安全性较好。 卫星通信网：卫星通信网：能进行远距离通信，但价格昂贵。能进行远距离通信，但价格昂贵。1.4 .2 按传输介质分类 34课堂练习1 1、数据通信数据通信2 2、资源共享资源共享3 3、远程传输远程传输4 4、集中管理集中管理5 5、分布式处理分布式处理6 6、负载

35、平衡负载平衡12 计算机网络系计算机网络系统是由统是由网络硬件网络硬件和和网络软件网络软件组成。组成。3计算机网络是把分计算机网络是把分布在不同地点，并布在不同地点，并具有具有独立功能的多独立功能的多个计算机系统个计算机系统通过通过通信设备和线路连通信设备和线路连接起来，在功能完接起来，在功能完善的善的网络软件和协网络软件和协议议的管理下，以实的管理下，以实现网络中现网络中资源共享资源共享为目标的系统。为目标的系统。计算机网络的定计算机网络的定义：义：计算机网络的主计算机网络的主要功能要功能: :计算机网络的组成：计算机网络的组成： 计算机网络硬件计算机网络硬件系统是由系统是由计算机计算机(

36、(主机、客主机、客户机、终端户机、终端) )、通信处理机通信处理机( (集线器、交换机、路由器集线器、交换机、路由器) )、通信线路通信线路( (同轴电缆、同轴电缆、双绞线、光纤双绞线、光纤) )、信息变换信息变换设备设备(Modem(Modem，编码解码器，编码解码器) )等构成。等构成。35课堂练习1 1、网络操作系统网络操作系统2 2、网络通信软件网络通信软件3 3、网络应用软件网络应用软件4 4、网络协议软件网络协议软件5 5、网络管理软件网络管理软件4网络软件的组成：5计算机网络按覆盖范围分类 : :计算机网络按按传输介质分类 : :38TCP/IP协议及相关技术问题问题原由原由 T

37、CP/IP协议是协议是Internet发展的基础。学习本节的发展的基础。学习本节的内容将会对内容将会对Internet的组织结构、工作过程以及数据的组织结构、工作过程以及数据传输的理解有很大帮助。传输的理解有很大帮助。 那么那么TCP/IP协议有哪些基协议有哪些基本概念、含义、技术呢？这是本节讨论的问题。本概念、含义、技术呢？这是本节讨论的问题。本本节节重点讨论重点讨论TCP/IP协议协议的基本概念、的基本概念、IP地址的含地址的含义及分类义及分类、 DNS域名域名等。等。教学教学重点重点能力能力要求要求了解了解: TCP/IP协议的起源及特点。协议的起源及特点。熟悉熟悉: IP地址的表示方法

38、、地址的表示方法、DNS域名。域名。掌握掌握:IP地址的含义及分类。地址的含义及分类。 2.12.1 TCP/IPTCP/IP协议的基本概念协议的基本概念 2.4 DNS2.4 DNS域名域名 2.3 IP2.3 IP地址分类地址分类 2.2 IP2.2 IP地址的定义地址的定义402.1 TCP/IPTCP/IP的基本概念的基本概念 美国国防部高级研究计划局美国国防部高级研究计划局( (ARPA) )从从2020世纪世纪6060年代开始年代开始致力于研究不同类型计算机网络之间的相互联接问题致力于研究不同类型计算机网络之间的相互联接问题, ,并成功并成功开发出了著名的传输控制协议开发出了著名的

39、传输控制协议/ /网际协议（网际协议（TCP/IPTCP/IP）协议。）协议。 开放的协议标准：开放的协议标准：可以免费使用，并且独立于特定的可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。计算机硬件与操作系统。 独立于特定的网络硬件：独立于特定的网络硬件：可以运行在局域网可以运行在局域网、广域网广域网, ,更适用于互联网中。更适用于互联网中。 统一的网络地址分配方案：统一的网络地址分配方案：使得整个使得整个TCP/IPTCP/IP设备在网设备在网中都具有唯一的中都具有唯一的IPIP地址。地址。 标准化的高层协议：标准化的高层协议：可以提供多种可靠的用户服务。可以提供多种可靠的用户服务。4

40、12.1 TCP/IPTCP/IP的基本概念的基本概念 TCP/IP协议协议是是Internet上使用最为广泛的通信协议。所上使用最为广泛的通信协议。所谓谓TCP/IP协议，实际上是一个协议簇（组），是一组协议，协议，实际上是一个协议簇（组），是一组协议，其中其中TCP协议协议和和IP协议协议是其中两个最重要的协议。是其中两个最重要的协议。IP协议称协议称为为网际协议网际协议，用来给各种不同的局域网和通信子网提供一个，用来给各种不同的局域网和通信子网提供一个统一的互联平台。统一的互联平台。TCP协议称为协议称为传输控制协议传输控制协议，用来为应用，用来为应用程序提供端到端的通信和控制功能。程序

41、提供端到端的通信和控制功能。422.2 IP地址的定义 在日常生活中，通信双方借助于彼此的地址和邮政编码在日常生活中，通信双方借助于彼此的地址和邮政编码进行信件的传递。进行信件的传递。 Internet Internet中的计算机通信与此相类似，网络中的每台计中的计算机通信与此相类似，网络中的每台计算机都有一个网络地址，发送方在要传送的信息上写上接收算机都有一个网络地址，发送方在要传送的信息上写上接收方计算机的网络地址信息才能通过网络传递到接收方。方计算机的网络地址信息才能通过网络传递到接收方。 基于基于TCP/IPTCP/IP协议的网络系统中，连接在网络上的每台计协议的网络系统中，连接在网络

42、上的每台计算机与设备都被称为算机与设备都被称为“主机主机”, ,主机之间的沟通是通过主机之间的沟通是通过IPIP地址地址、子网掩码和、子网掩码和IPIP路由交换这三个路由交换这三个“桥梁桥梁”实现的。实现的。432.2 IP地址的定义 1、IP地址可描述三个方面的含义：44IPIP地址的表示法地址的表示法: : 十进制和二进制的转换十进制和二进制的转换10000000=12811000000=19211100000=22411110000=24011111000=24811111100=25211111110=25411111111=255128 64321684212.2 IP地址的定义 4

43、5举例：举例：十进制十进制 166. 111. 4. 80 =二进制二进制 10100110. 01101111. 00000100. 01010000二进制二进制 1010 01100110 11110000 01000101 0000十进制十进制 166. 111. 4. 802.2 IP地址的定义 IPIP地址的表示法地址的表示法: : 十进制和二进制的转换十进制和二进制的转换462.3 IP地址的分类 在在InternetInternet网上，每台主机、终端、服务器、以及路由器网上，每台主机、终端、服务器、以及路由器都有自己的都有自己的IPIP地址，这个地址，这个IPIP地址是全球唯一

44、的，用于标识该机地址是全球唯一的，用于标识该机在在InternetInternet网中的位置。网中的位置。IPIP地址与地址与IPIP地址的分类如下图所示。地址的分类如下图所示。类别类别网络号网络号主机号主机号IP地址地址字节字节1（8位）位）字节字节4（8位）位）字节字节3（8位）位）字节字节2（8位）位）0 0 网络号网络号主机号主机号10 10 网络号网络号主机号主机号110 110 网络号网络号主机号主机号1110 1110 组播地址组播地址1111 1111 保留地址保留地址A：0-127B:128-191C:192-223D:224-239E:240-255IP地址类地址类472.

45、3 IP地址的分类网络号网络号主机号主机号地址类型地址类型举例举例用途用途全全0 0全全0 0本机地址本机地址启动时使用启动时使用任意任意全全0 0网络号网络号标识一个网络标识一个网络任意任意全全1 1直接广播地址直接广播地址5555在特定网上广播在特定网上广播全全1 1全全1 1有限广播地址有限广播地址5555在本网段上广播在本网段上广播第一段为第一段为127127任意任意回送地址回送地址测试测试A

46、 A类私有地址类私有地址 54 54保留的内部地址保留的内部地址 B B类私有地址类私有地址 5454保留的内部地址保留的内部地址 C C类私有地址类私有地址 到到 54 54保留的内部地址保留的内部地址 IP地址分为地址分为A类、类、B类、类、C类、类、D类和类和E类共五类。类共五类。482.4 DNS域名国内外常用域名结

47、构情况国内外常用域名结构情况美国商业组织美国商业组织政府组织政府组织 教育机构教育机构中国电信网中国电信网顶层域顶层域comcomgovgovedueducncn第二层第二层ibmibm（IBMIBM公司）公司）net(net(邮电网邮电网),edu(),edu(教育系统网教育系统网) )第三层第三层的的webweb服务器服务器) )Szptt(Szptt(深圳电信局深圳电信局),pku(),pku(北京大学北京大学) )第四层第四层nenpub www(nenpub www(北大北大webweb主机主机) ) 第五层第五层 InternetInternet采用了一套和采用了一套和IPIP地址

48、对应的地址表示方法，称为地址对应的地址表示方法，称为域名系统域名系统(DNS)(DNS)。DNSDNS使用与主机位置、作用、行业有关的一组使用与主机位置、作用、行业有关的一组字符来表示字符来表示IPIP地址，这组字符类似于英文缩写或汉语拼音。地址，这组字符类似于英文缩写或汉语拼音。 Internet Internet的域名系统和的域名系统和IPIP地址一样地址一样, ,采用典型的层次结构，采用典型的层次结构，每一层由域或标号组成，其结构如下表所示。每一层由域或标号组成，其结构如下表所示。492.4 DNS域名图图 3-21 3-21 域名结构示意图域名结构示意图域名域名:域名：域名：rootr

49、ootpkupkucncnedueduhnrtuhnrtuNetNet域名：域名：pub.hn.Netpub.hn.Nethnhnpubpubcomcom163163sohusohu域名：域名： 域名域名: 域名的层次结构给域名的管理带来了方便，每一部分授权域名的层次结构给域名的管理带来了方便，每一部分授权给某个机构管理，授权机构可以将其所管辖的名字空间进一步给某个机构管理，授权机构可以将其所管辖的名字空间进一步划分，最后形成树形的层次结构，如图划分，最后形成树形的层次结构，如图3-213-21所示所示. . 502.4 DNS域名用户使用域名访问用户使用域名访问InternetInterne

50、t上的主机时上的主机时, ,需要通过提供域需要通过提供域名服务的名服务的DNSDNS服务器将域名解析（转换）成对应的服务器将域名解析（转换）成对应的IPIP地址。地址。主机主机消息消息主机主机Internet路由器路由器查询响应查询响应6名字查询名字查询转发查询请求转发查询请求主主DNS服务器服务器其他其他DNS服务器服务器图图 3-22 DNS服务器把域名解析为服务器把域名解析为IP地址地址512.4 DNS域名 域名地址由国际组织网络信息中心（域名地址由国际组织网络信息中心（NICNIC）集中管理）集中管理, ,统统一分配。各级域名的管理权授予相应的机构，各管理机构

51、可一分配。各级域名的管理权授予相应的机构，各管理机构可以将管辖内的各域进一步划分成若干个子域管理权再授予相以将管辖内的各域进一步划分成若干个子域管理权再授予相应的子机构，以完成所属主机名和主机应的子机构，以完成所属主机名和主机IPIP地址的管理。目前地址的管理。目前全世界共有三个这样的网络信息中心：全世界共有三个这样的网络信息中心： InterNICInterNIC：负责美国及其它地区负责美国及其它地区 ENICENIC： 负责欧洲地区。负责欧洲地区。 APNICAPNIC： 负责亚太地区负责亚太地区。 亚太地区的地址分配权在亚太地区网络信息中心亚太地区的地址分配权在亚太地区网络信息中心( (

52、APNIC),其总部设在日本东京大学。申请时要考虑申请哪一类其总部设在日本东京大学。申请时要考虑申请哪一类IPIP地址地址, ,然后向国内的代理机构提出，现在申请到的然后向国内的代理机构提出，现在申请到的IPIP地址大多为地址大多为C C类类地址。地址。54Internet连接及其应用问题问题原由原由人们常把人们常把InternetInternet称为国际互联网、因特网、交互称为国际互联网、因特网、交互网络等。它是一个全球性的、巨大的计算机网络体网络等。它是一个全球性的、巨大的计算机网络体系，把全球数万个计算机网络和网络终端设备连接系，把全球数万个计算机网络和网络终端设备连接起来，实现彼此间的

53、数据和资源共享。起来，实现彼此间的数据和资源共享。本本节节重点讨论重点讨论InternetInternet的接入方法、的接入方法、InternetInternet提供提供的服务、的服务、 InternetInternet的通信协议的通信协议、 InternetInternet提供的提供的应用服务应用服务等。等。教学教学重点重点能力能力要求要求掌握：掌握：InternetInternet的基本概念的基本概念和和接入方法接入方法；IntranetIntranet 的基本技术与应用的基本技术与应用。熟悉熟悉： Internet的通信协议、的通信协议、InternetInternet提供的服务提供的服

54、务等。等。本节内容 3.1 Internet3.1 Internet概述概述 3.3 3.3 Internet提供的应用服务提供的应用服务 3.4 3.4 Internet的接入方式的接入方式3.2 Internet3.2 Internet的通信协议的通信协议566.1 Internet概述 InternetInternet的起源要追溯到的起源要追溯到2020世纪世纪6060年代后期。当时美国国年代后期。当时美国国防部高级计划研究局研制了一个试验性网络防部高级计划研究局研制了一个试验性网络ARPANet,ARPANet,该网络问该网络问世时仅世时仅4 4个结点，连接几个研究所和大学，如下图所示

55、。个结点，连接几个研究所和大学，如下图所示。R RR RR RR R核心系统核心系统ARPANETARPANET主主干网干网本地网点本地网点2 2本地网点本地网点3 3本地网点本地网点4 4本地网点本地网点1 1核心路由器核心路由器573.1.1Internet的形成与发展 1976 1976年，年，ARPANetARPANet发展到发展到6060多个结点多个结点, ,连接了连接了100100多台计算多台计算机主机，跨越整个美国大陆，并通过卫星连至夏威夷机主机，跨越整个美国大陆，并通过卫星连至夏威夷, ,并延伸并延伸至欧洲，形成了覆盖世界范围的通信网络。至欧洲，形成了覆盖世界范围的通信网络。

56、1980 1980年，年，ARPAARPA开始把开始把ARPANetARPANet上运行的计算机转向采用新上运行的计算机转向采用新的的TCP/IPTCP/IP。19851985年年, ,美国国家科学基金会美国国家科学基金会(NSF)(NSF)筹建了筹建了6 6个拥有个拥有超级计算机的中心。超级计算机的中心。 1986 1986年，年，NSFNSF组建了国家科学基金网组建了国家科学基金网NSFNetNSFNet，它采用三级，它采用三级网络结构，分为主干网、地区网、校园网网络结构，分为主干网、地区网、校园网, ,连接所有的超级计连接所有的超级计算机中心算机中心, ,覆盖了美国主要的大学和研究所覆盖

57、了美国主要的大学和研究所, ,实现了与实现了与ARPANetARPANet以及美国其它主要网络的互联。以及美国其它主要网络的互联。 1990 1990年，鉴于年，鉴于ARPANetARPANet的实验任务已经完成。随后，其它的实验任务已经完成。随后，其它发达国家也相继建立了本国的发达国家也相继建立了本国的TCP/IPTCP/IP网络，并连接到网络，并连接到nternetnternet上，一个覆盖全球的国际互联网上，一个覆盖全球的国际互联网(Internet)(Internet)已经形成。已经形成。58NSFNET NSFNET 骨干骨干ARPANET ARPANET 骨干骨干R RR RR R

58、R R核心路由器核心路由器对等骨干的对等骨干的多重互连多重互连本地网点本地网点本地网点本地网点本地网点本地网点本地网点本地网点3.1.1Internet的形成与发展593.1.1Internet的形成与发展 Internet Internet的迅猛发展始于的迅猛发展始于2020世纪世纪9090年代。年代。19921992年发布了年发布了称为称为MosaicMosaic的的wwwwww客户程序客户程序, ,从而使得从而使得InternetInternet从一个由科学从一个由科学家和学生使用的文本工具，转变成为可由数百万人使用的图家和学生使用的文本工具，转变成为可由数百万人使用的图形工具。形工具。

59、 1986 1986年年InternetInternet引入中国，引入中国，19941994年年5 5月月1919日日, ,中国科学院中国科学院高能物理所正式接入高能物理所正式接入InternetInternet，称为中国科技网，称为中国科技网(CSTNet)(CSTNet)。从此，从此，InternetInternet在我国有了突飞猛进的发展。在我国有了突飞猛进的发展。19961996年以后，年以后，随着我国信息产业的发展和不断扩大，随着我国信息产业的发展和不断扩大，InternetInternet在国内得到在国内得到了迅速的普及。目前，与了迅速的普及。目前，与InternetInternet网相联的有十大计算机网网相联的有十大计算机网络，其网络名称、网址和业务经营特点如表络，其网络名称、网址和业务经营特点如表6-16-1所示。所示。60网络中文名称网络中文名称英文名称英文名称网址网址网络业务特点网络业务特点中国公用计算机互联网中国公用计算机互联网CHINANet经营国内国际固定电信网络经营国内国际固定电信网络中国教育和科技网中国教育和科技网CSTNet最早建立具有国际信道的网络最早建立具有国际信道的网络中国教育和科研计算机网中国教育和科研计算机网CERNet教育科研学术计算机互联网络教育科研学术计算机互联网络中国金桥信息网中国金桥信息网CHINAGBN国家公用经济信息通信网