大学计算机基础2010-5

1、第八章 计算机网络基础与Internet应用本章学习重点 计算机网络的功能与体系结构 计算机网络系统的组成 Internet基础与TCP/IP协议 Internet典型信息服务 Internet 信息发布大学计算机基础8.1 计算机网络网络是计算机技术与通讯技术结合的产物。网络实现了信息与资源的共享。网络从根本上改变了人们获取信息的方式，改变了经济运行的模式和人们的生活方式。 将分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统通过通讯设备和线路连接起来，在网络软件的支持下，实现彼此之间的数据通讯和资源共享。什么是计算机网络？大学计算机基础1.面向终端的远程联机系统 由一台中央主计算机通过通信线路连

2、接大量的、在地理位置上处于分散的终端构成系统。8.1.1 计算机网络的发展大学计算机基础2.计算机互连网络（以资源共享为主）通信子网为中心的计算机网络分组交换网 60年代中期出现了若干台计算机互连系统。1969年，以美国国防部资助建立的ARPANET网络(4个接点的实验网)为代表，标志着计算机网络的兴起。大学计算机基础3.计算机网络的标准化 70年代，由于ARPANET网络的成功，世界各大计算机公司也都陆续推出了自己的网络体系结构。对各种体系结构来说，同一体系结构的网络产品互连是非常容易实现的，而不同系统体系结构的产品却很难实现互联。 为了不同系统体系结构的网络实现互连。国际标准化组织ISO于

3、1984年正式颁布了“开放系统互连基本参考模型” (Open System Interconnection Basic Reference Model)的国际标准，简称OSI/RM，从此，计算机网络走上了标准化的轨道，诞生了第三代计算机网络。大学计算机基础ARPA网Internet60年代末90年代初主要协议：TCP/IP用户人数：2.1亿域名总数：1193万个网站数量：150万Internet网络4.全球网络互连与信息高速公路 Internet的建立，把分散在各地的网络连接起来，形成一个跨越国界范围、覆盖全球的网络。大学计算机基础计算机网络的发展大学计算机基础1.计算机网络的分类 按分布区域

4、：局域网、城域网、广域网 按信息交换方式：线路交换、分组交换、混合交换 按网络拓扑结构：总线、星型、环型、全互连型、混合型 按通信传输的方式：点对点传播、广播型传播 网络配置：对等网络、客户机/服务器网络8.1.2 计算机网络的分类与功能大学计算机基础有线网：采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质来传输数据的网络。无线网：采用卫星、微波等无线形式来传输数据的网络。按传输介质 局域网(LAN)：几百米到十几公里，一栋或几栋大楼内。广域网(WAN)：几百公里到几千里或更多。按通信距离 城域网(MAN)：几十公里到上百公里，一个城市或地区。局域网（LAN）与广域网（WAN）有线网（LAN）与无线网（W

5、AN）大学计算机基础校园网整体拓扑结构大学计算机基础安徽省教育科研网络拓扑结构 大学计算机基础大学计算机基础2.计算机网络的功能资源共享：资源(硬件、软件和数据)共享是建立计算机网络的目的，是计算机网络最有吸引力的功能。 数据通信：是计算机网络的最基本的功能之一。它通过终端与计算机、计算机与计算机之间，能够为分布在各地的人们及时相互传送数据和交换信息。 提高计算机系统的可靠性和可用性 ：网络中每台计算机都可以通过计算机网络互为后备机。且具有良好的可扩展性。 分布处理：对大型的综合性问题通过一定的算法，把数据处理的功能交给不同的计算机，达到均衡使用网络资源，实现分布处理。 大学计算机基础8.1.

6、3计算机网络的体系结构 计算机网络的各个层和在各层上使用的全部协议以及相邻层接口统称为计算机网络的体系结构。可以用不同的硬件和软件来实现。如：国际标准化组织(ISO)制定的OSI/RM，以及Internet上使用的TCP/IP。 1.网络协议 协议: 计算机通过网络相互对话（通信）的语言。 要使计算机间能正确传输信息，必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等约定。这些规则、标准或约定称为网络协议。 大学计算机基础网络协议协议三要素 协议 一套关于信息传输顺序，信息格式和信息内容等的约定。语义：指对构成协议的协议元素含义的解释，即“讲什么”。语法：用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起

7、来表达一个更完整的内容时所应遵循的格式。即“怎么讲”。定时规则：指通信中各事件发生的因果关系，它规定了某个通信事件及其由它而触发的一系列后续事件的执行顺序。 SOHHEADSTXTEXTETXBCC数据链路控制协议大学计算机基础 为了完成计算机间的通信合作，计算机网络采用分层结构模式，把每个计算机互联的功能划分成定义明确的层次，每一层都是建立在它的前一层的基础上，通信双方同一层有相应的通信协议支持，而相邻层之间的通信则是通过服务接口提供。层与层之间相互独立，当更改某层的功能时，不会对其他层产生影响。N+1NN-1321N+1NN-1321P1P2P3Pn-1PnPn+1系统A应用进程系统B应用

8、进程物理通信线路2、网络分层结构大学计算机基础3.OSI模型物理层会话层数据链路层表示层网络层应用层传输层通信子网资源子网大学计算机基础4.TCP/IP模型Internet上采用的网络体系结构模型（简化并改进了OSI)网络接口层网络层传输层应用层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层其他协议FTP SMTPTELNETHTTP DNSIP ICMPTCP UDP接口层 应用层 网络层传输层5.局域网体系结构物理层介质访问控制子层逻辑链路控制子层数据链路层LLC 逻辑链路控制子层MAC介质访问控制子层物理层物理层大学计算机基础8.2 计算机网络的组成8.2.1 计算机网络系统的逻辑组成

9、1.资源子网 为网络用户提供各种软、硬件资源和数据资源，专门负责 整个网络的数据处理和资源共享。包括：服务器、工作站、共享打印机、网络操作系统、应用软件和数据。 2.通信子网 专门承担网络中数据的传输、交换和通信处理任务，为资源子网服务。包括：接口设备、传输设备、数据交换设备、通信处理机+相应软件。 由网络硬件和网络软件组成 ,硬件的选择对网络起着决定的作用，而网络软件则是挖掘网络潜力 。大学计算机基础1.各种类型的计算机 服务器(server)：分散在不同地点，担负数据处理任务和提供资源的计算机称为服务器。按功能：文件服务器、通信服务器、打印服务器、数据库服务器。 客户机(client)：客

10、户机又称工作站，只向服务器提出请求或共享网络资源而不为其他计算机提供服务的计算机称为工作站。是用户登录网络的接口。 同位体(peer)：可同时既可作为客户机又可作为服务器的计算机。 2.共享的外部设备 连在服务器上的硬盘、打印机、绘图仪等、专门设计的外设，如网络共享打印机(SP)可以不经主机而直接连到网络上。局域网中的工作站都可以使用SP，就像使用本地打印机一样。8.2.2 计算机网络硬件大学计算机基础3.常用接口设备 网卡(Network Adapter)：计算机进行网络通讯的接口 调制解调器(Modem)：提供电话线拨号上网(传输速率b/s)ISA标准RJ45接口网卡 笔记本电脑网卡USB

11、接口网卡PCI标准无线网卡外置式Modem笔记本Modem内置式Modem大学计算机基础4. 常用网络传输介质电话线：可利用电话线拨号上网电缆：粗缆（500米），细缆（185米），双绞线（100米）光缆：单模光纤通讯距离可达40公里微波：通讯距离可达50公里卫星通讯：三颗同步地球卫星可以覆盖整个地球表面 图7-10 同轴电缆图7-11 双绞线图7-12 光纤示例大学计算机基础8.2.3 计算机网络软件1.网络操作系统 除了具有常规操作系统的功能外，还应具备网络通信、网络的资源管理和网络服务等功能。常用：Windows 2000/NT Server、NetWare、Unix和Linux操作系统。

12、2.网络通信协议软件 目前流行的数据传输通信协议:TCP/IP、IPX/SPX （NetWare局域网）、NetBEUI（小型局域网,无路由）。TCP/IP协议是为大型互联网络而设计的，包括100多个不同功能的协议，是互联网上的“交通规则 ”。3.网络应用软件通用软件（软件厂商开发）：电子邮件、Web服务器及相应的浏览和搜索工具等。专用软件：网络上的金融业务、电信业务管理、数据库及办公自动化等软件。 大学计算机基础8.2.4计算机网络拓扑结构1.总线拓扑结构2.星型拓扑结构3.环型拓扑结构4.树型拓扑结构5.全互连型拓扑结构 网络的组成元素可分为两大类：网络节点和通信链路，网络中节点的互连方式

13、叫网络的拓扑结构。通常有：星型结构、总线型结构、环型结构、树型结构和全互联结构。大学计算机基础8.2.5 计算机网络的互联1.网络互联的类型 局域网与局域网互联 局域网与广域网互联 广域网与广域网互联局域网通过网关连接InternetTCP/IP协议可以将任何类型的网络互联大学计算机基础2.网络互联设备路由器交换机中继器中继器(Hub)：局域网总线构成设备。信号的放大、再生和转发作用。网桥：连接两个局域网段(网络负荷重，用网桥分为两个网段)。路由器：为数据传输自动进行路线选择，完成信息存储转发。是互联网络的枢纽和“交通警察”。交换机：目前最热门的网络设备，可取代集线器和网桥，三层交换机还具有路

14、由功能。提高传输的速度，扩展传输的带宽。网关：连接不同协议的子网，完成不同网络之间的协议转换和路由选择。软、硬件（路由器）的结合物。大学计算机基础8.3 Internet基础知识技术角度：一个由分布在世界各地的数以万计的不同规模的计算机网络借助于互联设备（路由器等）相互连接而成的全球性的超级网络。又称为“国际互联网”。使用角度：internet是一个全球范围的信息资源网。TCP/IP协议是其相互通讯的基础。8.3.1 internet 概述Internet 能连接世界的每一个地区乃至个人，达到了实际意义上的“全球的统一”。大学计算机基础Internet的发展从美国的ARPANET在1969年问

15、世以来，连到它上面的计算机数目增长得非常迅速。到1983年就已连上了三百多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。 1984年ARPANET分解成两个网络。一个网络仍称为ARPANET，是民用科研网。另一个网络是军用计算机网络MILNET。 1985年起，美国国家科学基金会就围绕其六个大型计算机中心建设计算机网络。 1986年，NSF建立了国家科学基金网NSFNET，它是一个三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网，覆盖了全美国主要的大学和研究所。NSFNET后来接管了ARPANET，并将网络改名为Internet。 1991年，Internet的容量满足不了需要，于是美国政府决定将Int

16、ernet主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入Internet单位收费。1993年Internet主干网的速率提高到45Mb/s。到1996年速率为155Mb/s的主干网建成。目前主干线路速率高达1Gb/s。 。 大学计算机基础8.3.2 Internet与TCP/IP协议类型： A、B、C、D、E（根据网络规模和应用不同）1. IP地址：同每个人的家都有一个地址一样，Internet上的每台计算机都有一个唯一的网址：IP地址。 组成: 用“.”分隔的 0255 之间的四组数字(32个二进制位)的组合。 格式:11010010001011011111000001000010210.45.2

17、40.66合肥工业大学主页网络类型网络ID 主机ID特殊IP地址: 主机ID全为0（子网）和全为1（广播）。 网络ID为127（循环测试）。55555508162432B类C类A类 网络号(21)机器号(8) 网络号(14)机器号(16)网络号(7) 机器号(24)1011001126（0000000111111110）个网络， 224-2=16777214台主机128191(1000000010111111)个网络，216-2=65534台主机192223(1100000011011111)个网络，28-2=254台主机IP地址不能随意分配，否则会造成网络的混乱状态。为保证全球唯一性，由国际

18、互联网管理中心(INTERNIC)统一管理。大学计算机基础2. 子网掩码子网：更有效地使用地址空间, 解决地址紧张；易于管理网络。子网掩码：用于拆分子网、识别子网；区分IP地址的网络地址和主机地址；判别通信双方主机是否属于同一网络。规则：凡IP地址中表示网络地址的位，在子网掩码对应位上置1，表示主机地址的位，在子网掩码对应位上置0。 A类11111111000000000000000000000000B类11111111111111110000000000000000C类11111111111111111111111100000000A、X、Y三机之间数据通信大学计算机基础3. TCP/IP协

19、议：计算机网络世界的通用语言 无论是局域网、广域网还是Internet，无论是Unix系统还是Windows平台，都支持TCP/IP协议。它解决了不同网络之间难以互联的问题，实现了异网互联通信。 是当今网络互联的核心协议，利用该协议可以方便地实现多个网络的无缝连接。 TCP/IP协议（Transfer Control Protocol/Internet Protocol）叫做传输控制/网际协议(网络通讯协议)，它包括上百个各种功能的协议，如： Telnet 、 FTP和E-mail等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议组，不单

20、单是TCP和IP。 4. 域名系统(DNS) 域名地址：为方便记忆用文字符号组成的IP地址，有“顾名思义”的效果。域名地址与IP地址一一对应。 域名地址与IP地址的转换称为域名解析。由专门的域名服务器（Domain Name System）来完成 。大学计算机基础 DNS采用层次结构，入网的每台主机都有一个类似域名： 主机名.单位名.机构名.顶级域名。从左到右，域的范围变大。-微软网址 -Intel网址 - 域名：www . hfut . edu . cn 中国(cn)教育机构(edu)合肥工业大学(hfut)校园网上一台主机(www) 域名 ？常见顶级域名 (机构性、地理性)：com 商业机

21、构 edu 教育 gov 政府机构 org 非盈利性机构mil 军事机构 nom 个人 info 信息服务 net 网络资源或组织cn 中国 us 美国 jp 日本 hk 香港合肥工业大学6DNS服务器大学计算机基础8.3.3 Internet的连接1.Internet接入点(ISP) 可提供的接入方式、费用及提供的服务2.Internet的连接方式主机方式接入 拥有Internet中公开的IP地址。终端方式接入 拥有局域网中私有IP地址。大学计算机基础8.3.4 Internet提供的服务。www 浏览: intrenet上的多媒体信息查询工具，是环球信息网的缩写也称web或万维网,已成为i

22、nternet上发展最快、用的最多的服务。电子邮件E-mail：具有快捷、方便、廉价等特点，是intetnet使用最广泛的服务之一。地址格式：, wanli887是邮箱名，“”表示“在”，“”表示其使用的E-mail服务器的地址(邮局)。FTP 文件传输：包括文件上载（将文件从本地机拷贝到远程机）和下载（从远程机上将文件拷贝到本地机上）。Telnet 远程登录：本地机作为仿真终端，登录到异地机上。BBS 电子公告板：也是internet上的信息服务，它可以分专题组，供网友相互之间讨论问题，交流经验。网络寻呼(ICQ I Seek You)： 双方通过在计算机上输入所要交流的信息进行即时交流（注

23、册最多的是腾讯的OICQQQ)。IP 电话（网络电话） 不用文字输入，通过麦克风和喇叭直接在线交谈。该计算机应带语音处理设备（话筒、声卡），并要安装IP电话软件如微软的Netmeeting。大学计算机基础8.4 Internet典型信息服务8.4.1 WWW浏览WWW服务器(Web Server)网页(Web Page)浏览器(Browser)超链接(Hyperlink)超文本标记语言(HTML)超文本传输协议(HTTP)统一资源定位(URL)大学计算机基础8.4.2 电子邮件 E-mail 电子邮件不仅可以传送文档，还可以通过附件携带传送声音、视频等多种媒体信息。1.电子邮件的工作过程2.电

24、子邮件地址 用户名电子邮件服务器名 如：jsjjcjys3.电子邮件使用方法 登录邮件服务器收发邮件 在本地机使用用户代理程序收发邮件 常用电子邮件用户代理程序：Foxmail、Outlook Express等。 大学计算机基础8.4.3 文件传输(FTP)FTP是File Transfer Protocol的英文缩写， 即“文件传输协议”1.FTP工作原理 FTP是一个客户/服务器系统，用户直接使用的是客户程序端FTP，它是一个交互式的用户程序，用户通过该程序和远程主机上的FTP服务器相连接，并发出相应的指令来实现文件传送。 登录FTP服务器的用户需要注册才能登录，但有的FTP服务器也允许匿名方式登录。Username: anonymousPassword: testInternet大学计算机基础2.上传与下载把文件从本地主机传送到远程主机称为“上传”Upload，Put