（中职）Internet应用第1章教学课件

1、YCF正版可修改PPT（中职）Internet应用第1章教学课件1. 1计算机网络基础1.2Internet概述1.3数据通信基础1.4协议和体系结构第1章Internet基础1. 1计算机网络基础1. 1. 1计算机网络概述1.计算机网络的概念20世纪中期，随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求，用户希望通过联网的方式来实现计算机资源共享的目的，所以进行了各种研究和尝试，这就是计算机网络的起源。所谓计算机网络，就是利用通信设备和网络软件，把分布在不同地理位置的多台独立的计算机系统及其他智能设备互连起来，以便能够相互通信，共享资源。2.计算机网络的功能计算机网络自诞生以来，得到了广泛

2、的应用和普及。计算机网络的功能主要包括以下几个方面。下一页 返回1. 1计算机网络基础1)数据通信数据通信是计算机网络最基本的功能。数据通信用来快速传送计算机与终端、计算机与计算机之间的各种信息，包括文字信件、新闻消息、咨询信息、图片资料、报纸版面等。计算机网络提供的通信服务包括传真、电子邮件、聊天工具、电子公告牌、远程登录和信息浏览等。2)资源共享所谓资源是指计算机系统的软件、硬件和数据资源。所谓资源共享是指网内用户均能享受网络中各个计算机系统的全部或部分资源。典型应用如铁路、民航的售票系统等。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础3)分布式处理和负载均衡对于大型的任务或当网络中某台计算

3、机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的各台计算机上运行，这样处理能均衡各计算机的负载。在解决复杂问题时，多台计算机联合使用并构成高性能的计算机体系，这种协同工作、并行处理的多机系统要比单独购置高性能的大型计算机节约成本。4)提高计算机的可靠性网络中的各台计算机可以通过网络彼此互为后备机。一旦某台计算机出现故障，故障机的任务或资源就可由其他计算机代为处理，或通过不同的路由从其他计算机来访问，避免了单机在无后备使用的情况下，计算机出现故障而导致系统瘫痪和资源崩溃的现象，从而大大提高了系统的可靠性。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础1. 1. 2计算机网络的产生与发展计算机网络是计算机技

4、术、现代信息处理技术和通信技术相互渗透、相互结合的产物。计算机网络出现在20世纪50年代，它的历史虽然不长，但发展很快，经历了一个从简单到复杂、从小到大的演变过程。计算机网络的发展历程大致可以归纳为四个阶段。第一代计算机网络起源于20世纪50年代初，是以单个计算机为中心的远程联机系统，构成了面向终端的计算机通信网。第二代计算机网络是由多个具有自主功能的主机通过通信线路互连，形成了资源共享的计算机网络。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的开放式的计算机网络，能方便地将计算机互连在一起。它起源于20世纪70年代后期，发展于80年代

5、，成熟于90年代。第四代计算机网络是向互连、高速、智能化方向发展的计算机网络，开始于20世纪80年代末。到了90年代，Internet技术不断成熟，功能和应用得到不断拓展和完善，网络在跨地域、跨领域方面的应用目益广泛。目前，计算机网络正在向三网合一(电视网、电话网和计算机网络)的方向发展，同时，高速无线接入技术是计算机网络的另一个热门研究领域，将来的计算机网络在任何时间、任何地点都可以快速安全地运行。计算机网络有着广阔的发展前景。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础1. 1. 3计算机网络的介类计算机网络的品种很多，根据各种不同的联系原则，可以得到各种不同类型的计算机网络。因此，对计算机

6、网络的分类方法也各不相同。例如，按照通信距离来划分、按照网络的拓扑结构来划分等。常见的分类方法如下。1.按照通信距离分类1)局域网(Local Area Network, LAN )如果网络的服务区域在一个局部范围，则称为局域网。在一个局域网中，可以有一台或多台主计算机以及多个工作站，还可以有一些共享设备，如网络打印机等。各计算机系统、工作站之间可通过局域网进行各类数据的通信，需要有网络适配器，也就是网卡。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础局域网的类型通常有以太网、交换式局域网及无线局域网几种不同类型。2)广域网(Wide Area Network, WAN )当网络的服务地区不局限于

7、某一个局部，而是相当广阔的地区，例如各省市之间、全国、甚至全球范围，这样的网络称为广域网。广域网常常连接着多个小型的网络，如局域网(LAN)或城域网(MAN)等。建设广域网必须先解决远程数据传输的问题，为了节约成本，广域网大部分是依靠电信部门的公用数据通信线路来传输数据，只有特殊部门和特殊应用才建立专用的传输线路。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础一台本地计算机要接入广域网，可以通过调制解调器(MODEM)用电话拨号上网，也可以用综合业务数字网(IBDN) ,电缆调制解调光纤接入的方式。目前我国电信部门大力推广的宽带入网方式是一种不对称数字用户技术。为实现远程通信，一般的计算机局域网也

8、可以连接到公共远程通信设备上，例如电报电话网、微波通信站或卫星通信站。在这种情况下，要求局域网是开放式的，并具有与这些公共通信设备的接口。2.按照拓扑结构分类拓扑是一种研究与大小、形状无关的线和面构成图形的特性的方法。网络拓扑则是指各种网络构成图形的基本性质的研究，按照拓扑结构可以分为星形网、环形网、总线型网等。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础1)星形结构由中央结点的计算机充当整个网络控制的主控计算机，并与其他结点的设备相连，而在其他的各个结点之间相互没有电缆线相连，见图1-1 (a) 。2)环形结构环形结构是一条封闭的呈环状的曲线，每个工作站通过中继器连接在环路上，信息在环路中单向

9、传送，见图1-1(b)。3)总线结构这种结构是一种线性结构。所有的结点都连在主干线上，作为主干线的电缆称为总线，见图1-1(c)。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础4)树形结构这种结构呈树状，由一个结点出发，分成若干个分支，每个分支连接一个结点，每个结点再继续形成分支，见图1-1(d) 。5)混合型结构结合不同拓扑结构的优点，用多种结构混合起来构成的。3.按照传输的介质分类传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通道，对网络数据通信的质量有很大影响。按照传输的介质分可以分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础1)双绞线网双绞线是普通电话线，

10、可以抑制电磁干扰，同时也能提高频率的相应能力。2)同轴电缆网同轴电缆中，导线围绕同一个轴心内外相嵌，外导线保卫内导线，对内导线起屏蔽作用。抗干扰能力较强。3)光纤网光纤又叫做光导纤维，用于传输光信号。光纤传输不受电磁干扰、频带宽、距离远，传送速度可达几十Mbps，但是价格很高。4)无线通信网主要用于广域网的通信，包括微波通信和卫星通信。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础1. 1. 4网络连接设备常用的组建网络的连接设备有以下几种。1.网络适配器网络适配器(图1 -2)也称网卡，是计算机之间相互通信的接口，也是计算机和网络之间的逻辑链路，是使计算机具有网络服务功能的基本条件之一。网卡由L

11、AN管理部分、微处理器部分、曼彻斯特编码器、发送和发送控制部分与接收控制部分组成。2.中继器中继器(图1 -3)又称为“转发器”，主要作用是对信号进行放大、整形，使衰减的信号得以再生，并沿着原来的方向继续传播，在实际使用中主要用于延伸网络长度和连接不同的网络。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础3.集线器集线器(图1 -4)是网络的中心设备，又称集中器，平时都习惯地称之为“Hub”，是多口的中继器，可作为传输介质的中央节点，将不同网段传输介质连接起来，优点是某一网段出现故障时，不会影响其他网段节点的正常工作。4.交换机交换机(图1 -5)交换机又称网络开关，是专门设计的、使计算机能够相互

12、高速通信的独享带宽的网络设备。它属于集线器的一种，但是和普通的集线器在功能上有很大的区别。普通的集线器仅能起到数据接收发送的作用，而交换机则可以智能地分析数据包，有选择地将其发送出去。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础5.路由器路由器(图1 -6)主要用于连接相同或不同类型的网络的设备，可将不同传输介质的网络段连起来。路由器相当于大型网络中的不同网段的中继设备，通过路由器可选择最佳的数据转发路径，解决了网络拥塞的问题。6.网关网关(图1 -7)又称为信关，它是工作在互联网中()肛传输层上的设施，它不一定是一台设备，有可能是在一台主机中实现网关功能的一个软件，多数网关是用来互联网络的专用

13、系统。网关的作用是使处于通信网上采用不同高层协议的主机仍然可以互相合作，从而完成各种分布式应用。上一页 下一页 返回1. 1计算机网络基础7.网桥网桥(图1 -8)又称为桥接器，是连接两个局域网的一种存储转发设备，它可以将一个较大的局域网分割成为多个网段，或者将两个以上的局域网互连成一个逻辑上的局域网，使网络上的所有用户均可以访问服务器。简言之，网桥是指用以连接两个同构网的软件和硬件的总称。上一页 返回1.2 Internet概述1. 2. 1 Internet简介Internet的中文名为因特网、国际互联网，是当今世界上发展速度最快、应用最广、规模最大的计算机网络系统。该系统拥有成千上万个数

14、据库，提供的信息包括文字、数据、图像、声音、视频等多种形式，门类涉及政治、经济、科学、教育、法律、军事、物理、体育和医学等社会生活的各个领域。 Internet是无数信息资源的集合，也是一个无极网络，不被某个入或某个组织所控制，入入都可以通过Internet交换信息和共享资源。通过Internet可以传送邮件、查阅信息、打电话、聊天等，它的应用极其广泛，可以说是无所不在。下一页 返回1.2 Internet概述互联网起源于一个名叫ARPANET的广域网，该网是1969年由美国国防部高级研究计划署(ARPA)创办的一个实验性网络。最初只连接了位于不同地区的为数不多的几台计算机，其目的是在不同类型

15、的计算机之间通信，寻求一种连接不同局域网和广域网的新方法，实现一个网络中的网络，层口网际网。由于ARPANET采用分布式的控制与处理，因此，它的一个或多个站点被破坏时，其他站点间的连接不受影响，它所具有的高可靠性使它得到了迅速发展，不断有新团体的网络加入，使得该网变得越来越大，功能也逐步完善起来，1983年正式命名为Internet。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述在互联网的发展过程中，不断有其他国家的计算机网络加入。目前，互联网已经覆盖了全球大部分地区，而且不断有新成员加入其中，所拥有的网络数、上网入数和计算机数量不断增长。近年来，Internet的普及推动了全球范围内“三网

16、合一”的进程，即将计算机网络、电信通信网络与有线电视网络合并成一个网络。Internet在我国的发展也很迅速。1994年，我国的第一个互联网与Internet联通。目前我国与Internet互联的主干网络主要有以下四个。(1)中国科学技术网:简称CSTNet，由中国科学院网络中心主管。是我国第一个与Internet连接的网络，主要包括中科院网、清华大学校园网和北京大学校园网。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述(2)中国教育科研网:简称CERNet，由教育部主管。它由国家网络中心、地区子网和校园网三个层次构成。国家网络中心设在清华大学，是为教育、科研和国际学术交流服务的网络。(3)

17、中国公用计算机互联网:简称ChinaNet，由中国电信主管。是连接其他几大网络的骨干网。(4)国家公用经济信息通信网:也叫金桥网，简称GBNet，由信息产业部吉通公司主管，主要用于大型企业连接的信息通信网。互联网不属于任何个入，也不属于任何组织。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述它由商业组织或政府机构提供资金，世界上任何一台计算机都可以通过互联网服务提供商(Internet Service Provider, ISP)与之连接。Internet上具有各种数据库，内容涉及政治、经济、科学、教育、法律、军事、文艺、体育等社会生活的各个方面，可提供全球性的信息交流和资源共享。1. 2.

18、 2 Internet提供的信息服务Internet之所以能够吸引众多的用户，来源于它具有强大的服务功能。通常Internet能为我们提供以下服务。1.电子邮件(E-mail )电子邮件是Internet上提供和使用得最广泛的一种服务，它是一种通过计算机网络与其他用户进行联系的快速、简便、高效的现代化通信手段。它可以发送和接收文字、图像、声音等多种媒体信息。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述2.WWW服务WWW的中文译名为万维网，它是Internet上集文本、声音、图像及视频等多媒体于一身的全球信息资源网络，是Internet上的重要组成部分。万维网成为Internet用户最喜爱

19、的信息查询工具。3.文件传输(FTP )FTP( File Transfer Protocol)是文件传输协议的简称。FTP协议使得运行任何操作系统的计算机都可以在Internet上通过它进行文件的接收和发送。FTP采用客户机/服务器模式。在此模式中，客户程序把客户的请求告诉服务器，并将服务器发回的结果显示出来，而服务器端发出真正的动作，比如存储、发送文件等。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述4.远程登录(Telnet )远程登录是由本地计算机通过网络连接到远端的另一台计算机上，作为这台远程主机的终端，可以实时地使用远程计算机上对外开放的全部资源，也可以查询数据库、检索资料或利用

20、远程计算机完成大量的计算工作。远程登录使用支持Telnet协议的Telnet软件。5.电子公告板旧目S)BBS即电子公告板系统，是Internet上最著名的信息服务系统之一。 6.网络新闻(Usenet )网络新闻是有共同爱好的Internet用户为了相互交换意见而组成的一种无形的用户交流网络。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述7.网上电话打网上电话需要调制解调器(MODEM)支持语音功能。1 .2. 3Internet的相关概念1. Internet的概念与特点Internet又称因特网，是国际计算机互联网的英文简称，是世界上规模最大的计算机网络。Internet是由各种网络组

21、成的一个全球信息网，可以说是由成千上万个具有特殊功能的专用计算机通过各种通信线路，把地理位置不同的网络在物理上连接起来的网络。Internet最突出的特点是覆盖范围广。目前，因特网已经覆盖了全球大部分地区。Internet是由数以万计个子网络通过自愿的原则连接起来的网络，因此称Internet为“网中网”。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述每一个Internet网络成员都是自愿加入并承担相应的各种费用，与网上的其他成员和睦友好地进行数据传输，不受任何约束，共同遵守协议的全部规定。2.1P地址及分类IP地址是网络上主机的端口地址，是运行TCP/IP协议的唯一标识。每一个IP地址在全

22、球是唯一的。IP地址的结构如下:网络号是一个网络在Internet上的唯一标识，主机号是一台网络设备在特定网络内的唯一编号。IP地址为4个字节长，采用“点分十进制”的方式表示。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述每类地址并非准确地按照A类、B类、C类及D类进行分配，有一些特殊用途的，例如网络地址规定首字节不能是0 ,127及255，主机地址各位不能同时为0或to A类地址第一个字节的最高位为0。第一个字节的范围为0127，其中0和127用于特殊地址。地址范围为0. 0. 0. 0127. 255. 255. 255。(1) A类地址可以连接126 ( 272)个网络，每个网络的主机

23、数可达160 ( 2242)多万台，用于大型网络。(2)B类地址第一个字节的最高位为10。第一个字节的范围为1281910 B类地址可以连接16 384个网络，每个网络的主机数可达6多万台，用于中等规模的网络。(3)C类地址第一个字节的最高位为110。第一个字节的范围为192223 。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述C类地址可以连接二百多万个网络，每个网络的主机数为254台，可用于小型网络(如校园网)。(4) D类地址是多播地址。它不是某台具体的机器的地址，而是指满足一定条件的一组机器的网络地址。3.子网掩码IP协议为每个网络接口分配一个IP地址，对于拥有A类地址和B类地址的单

24、位，可以将他们的网络划分成几个部分，每部分称为子网。每个子网对应一个部门或一个地区，这样便于网络的维护。子网掩码是一个与IP地址对应的32位数字。掩码的一些位为1，另一些位为0。掩码可以将IP地址分为两部分:子网地址和主机地址。IP地址与掩码中为1的位相对应的部分为子网地址，其他的位为主机地址。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述与A类、B类、C类地址对应的一个标准掩码分别为255. 0. 0. 0 , 255. 255. 0. 0 , 255. 255. 255. 0。将子网掩码和IP地址进行“与”运算，可以区分一台计算机是在本地网络还是远程网络。如果两台计算机IP地址和子网掩码

25、的运算结果相同，则表示两台计算机在同一网络内。4.域名系统DNS域名是用于在Internet上识别和定位计算机的一种地址结构，它提供一套容易记忆的Internet地址系统，并通过域名服务器DNS解释在网络上使用的IP地址。可以采用统一的IP地址来识别因特网上的主机，屏蔽底层的物理地址，这给应用带来了很大的方便。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述域名系统为用户提供名字，并将这些名字解析为IP地址，然后网络间可通过IP地址进行互访。域名系统采用分层结构。每个域名是由几个域组成的，域与域之间用小圆点“.”分开，最末的域称为顶级域，其他的域称为子域，域名地址从右向左分别用以说明国家或地区

26、的名称、组织类型、组织名称、单位名称和主机名等。其一般格式为:主机名.商标名(企业名).单位性质.国家代码或地区代码。其中，商标名或企业名是在域名注册时确定的。1.2.4 TCP/IP协议与DNS配置在Windows XP系统安装过程中，TCP/IP也会随之安装完成，但要想使计算机能正常接入网络，还需要通过“TCP/IP属性”对话框对IP地址、子网掩码和DNS进行设置。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述在网络中设置IP地址有自动获取和指定两种方式，在对等网中主要采用指定IP地址的方式。对等网规模较小，一般采用C类私有地址192. 168. x . x，如192. 168. 0.

27、1192. 168. 0. 254，子网掩码为255. 255. 255. 0。操作步骤如下。(1)在桌面上右击“网上邻居”图标，在下拉菜单中选择“属性”命令，弹出“网络连接”对话框。如图1-9所示。(2)在弹出的“网络连接”对话框中，右击“本地连接”图标，选择下拉菜单中的“属性”命令，弹出“本地连接属性”对话框，如图1-10所示。(3)在弹出的“本地连接属性”对话利r的“常规”选项卡中，选中“Internet协议(TCP/IP)”复选框，然后单击“属性”按钮，打开“TCP/IP属性”对话框，如图1-11所示。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述(4)在“TCP/IP属性”对话框中

28、，分别输入各项内容值。如在“IP地址”框中输入IP地址192. 168. 1. 15，在“子网掩码”利f中输入子网掩码255. 255. 255. 0，在“默认网关”框中输入默认网关192. 168. 1. 1，在“首选DNS服务器”框中输入首选DNS服务器地址192. 168. 1. 1和备用DNS地址202. 106. 0. 20 ,最后单击“确定”按钮即可。1. 2. 5 Internet术语互联网泛指多个计算机网络互联而成的网络，是在功能和逻辑上组成的一个大型网络。因特网(Internet） ,专指全球最大的、开放的、由众多网络互联而成的计算机网络。由ARPANET发展而来，主要采用T

29、CP/IP协议。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述万维网，是基于超文本的、方便用户在Internet上搜索和浏览信息的信息服务系统。超文本，一种全局性信息结构，它将文档中的不同部分通过关键字建立连接，使信息得以用交互方式搜索。它是超级文本的简称。超媒体，是超文本和多媒体在信息浏览环境下的结合，是超级媒体的简称。主页，通过万维网进行信息查询时的起始信息页，即常说的网络站点的WWW首页。浏览器，万维网服务的客户端浏览程序，可以向万维网服务器发送各种请求，并对服务器发来的、由HTML语言定义的超文本信息和各种多媒体数据格式进行解释、显示和播放。上一页 下一页 返回1.2 Interne

30、t概述防火墙用于将Internet的子网和Internet的其他部分相隔离，以达到网络安全和信息安全效果的软件和硬件设施。Internet服务提供商(Internet Ser vices Provider , ISP)向用户提供Internet服务的公司或机构。其中，大公司在许多城市都设有访问站点，小公司则只提供本地或地区性的Internet服务。一些Internet服务提供商在提供Internet的TCP/IP连接的同时，也提供他们自己各具特色的信息资源。地址是到达文件、文档、对象、网页或者其他目的地的路径。地址可以是URL (Internet节点地址，简称网址)或UNC局域网文件地址)网络

31、路径。上一页 下一页 返回1.2 Internet概述UNC 意为通用命名约定，它对应局域网络服务器中的目标文件的地址，常用来表示局域网地址。这种地址分为绝对UNC地址和相对UNC地址。绝对UNC地址包括服务器共享名称和文件的完整路径。如果使用了映射驭动器号，则称之为相对UNC地址。URL称为统一资源定位地址。是一个指定因特网上或内联网服务器中目标定位位置的标准。HTTP是一种通过全球广域网，即Internet传递信息的协议，常用来表示网址。利用该协议，可以使客户程序输入URL并从web服务器检索文本、图形、声音及其他数字信息。上一页 返回1. 3数据通信基础1. 3. 1数据通信系统的基本概

32、念1.信息通信的目的就是交换信息，信息的载体可以是多媒体，包含声音、动画、图形图像、文本等。计算机终端产生的信息一般是字母、数字和符号的组合。为了传送这些信息，首先要将字母、数字或括号用二进制代码表示。目前常用的二进制代码有国际5号码、扩充的二-十进制交换码和信息交换标准代码等。2.数据与信号1)数据数据是一种有意义的实体，包含了事物的内容和表示形式。在计算机网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。下一页 返回1. 3数据通信基础数据的单位如下。(1)位b ( bit)每个。或1就是一个位，是数据存储的最小单位。(2)字节B( Byte) ,8 bi就称为一

33、个字节。1KB =1024B;1MB =1024KB;1GB =1024MB。2.信号简单地讲，信号就是携带信息的传输介质。在通信系统中常常使用的电信号、电磁信号、光信号、载波信号、脉冲信号、调制信号等术语就是指携带某种信息的具有不同形式或特性的传输介质。信号在传输过程中有两种不同的表示形式。模拟信号的信号电平是连续变化的，它的取值可以是无限多个。上一页 下一页 返回1. 3数据通信基础数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种(用0和1代表)的波形，称为“二进制信号”。3.信道及信道的类型 传输信息的通路称为“信道”。信道是用来表示

34、向某一个方向传送信息的媒体，包括通信设备和传输介质。信道根据不同的分类方法有以下几种不同的分类。1)物理信道和逻辑信道在计算机网络中，信道分为物理信道和逻辑信道。物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，网络中两个节点之间的物理通路称为通信链路，物理信道由传输介质及相关设备组成。上一页 下一页 返回1. 3数据通信基础逻辑信道也是一种通路，但在信号收、发点之间并不存在一条物理上的传输介质，而是在物理信道基础上，由节点内部的边来实现。通常把逻辑信道称为“连接”。2)有线信道和无线信道按传输介质分类，可分为有线信道或无线信道。有线信道包括电缆、双绞线、同轴电缆、光缆等以各种有形线路传递信息的方式的

35、信道;无线信道包括无线电、微波和卫星通信等以电磁波形式在空间传播信息的方式的信道。3)模拟信道和数字信道按传输信号类型，信道可分为模拟信道和数字信道。模拟信道是以连续模拟信号形式传输数据的信道。数字信道是以数字脉冲形式(离散信号)传输数据的信道。上一页 下一页 返回1. 3数据通信基础按使用权限，信道可分为专用信道和公用信道。这是一种连接用户之间设备的固定线路，既可以是自行架设的专用线路，也可以向电信部门租用。1.3.2数据通信系统模型信息的传递是通过通信系统来实现的。图1-13是通信系统的基本模型，共有五个基本组件，发送设备、接收设备、发送机、信道和接收机。其中，把除去两端设备的部分叫做信息

36、传输系统。信息传输系统由三个主要部分组成:信源(发送机)、信宿(接收机)和信道。1.信源和信宿信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的入或设备。信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的入或设备。大部分信源和信宿设备都是计算机或其他数据终端设备。上一页 下一页 返回1. 3数据通信基础2.信道信道是传送信号的一条通路，由传输线路和传输设备组成。同一个传输介质上可以同时存在多条信号通路，即一条传输线路上可以有多个信道。信道本身可以是模拟的或数字的，用来传输模拟信号的信道叫做模拟信道，用来传输数字信号的信道叫做数字信道。3.信号变换器信号变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。对

37、应不同的信源和信道，信号变换器有不同的组成和变换功能。发送端的信号变换器可以是编码器或调制器，接收端的信号变换器相对应的就是译码器或解调器。上一页 下一页 返回1. 3数据通信基础4.噪声信号在传输过程中受到的干扰称为噪声，干扰可能来自外部，也可能由信号传输过程本身产生。噪声过大将影响被传送的信号的真实性或正确性。1.3.3数据通信系统的主要技术指标描述数据传输速率的大小和传输质量的好坏往往需要运用数据传输率、波特率、信道容量和误码率等技术指标。1.数据传输率数据传输率又称比特率，是一种数字信号的传输速率，它是指每秒钟所传输的二进制代码的有效位数，单位为比特/秒。上一页 下一页 返回1. 3数

38、据通信基础比特率可按下式计算:2.波特率波特率又称为波形速率或调制速率。它是指数据传输过程中，在线路上每秒钟传送的波形个数。其单位是波特(记为band)。设一个波行的持续周期为T，则波特率B可由下式给出: B=1/T(band)上一页 下一页 返回1. 3数据通信基础3.信道容量信道容量一般是指物理信道能够传输信息的最大能力，它的大小由信道的带宽、可使用的时间、传输速率以及信道质量等因素决定。4.误码率误码率，也称出错率，是衡量数据通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标，它是指传输出错的码元数占传输总码元数的比例。信号传送中的基本单位称为码元。每个码元可携带1位或多位二进制信息。上一页 下一

39、页 返回1. 3数据通信基础5.吞吐量吞吐量是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。在单信道总线型网络里，吞吐量=信道容量传输效率。上一页 返回1. 4协议和体系结构网络协议标准与体系结构在计算机网络技术中占有重要的地位，它奠定了网络发展的基础，推动了网络技术的发展。1. 4. 1网络协议通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的计算机系统，要使其能协同工作以实现信息交换和资源共享，它们之间必须具有共同的语言。交流什么、如何交流及何时交流，都必须遵循某种互相都能接受的规则。这些为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为网络协议。网络协议主要由下

40、列三个要素组成。(1)语义:控制信息的内容，需要做出的动作及响应，即定义了交流什么。下一页 返回1. 4协议和体系结构(2)语法:数据与控制信息的格式、数据编码等，即定义了如何交流。(3)时序:事件先后顺序和速度匹配，即定义了何时交流。协议是一种通信规约。从广义的角度来说，入们之间的交往就是一种信息交互的过程，每做一件事都必须遵循一种事先规定好的规则与约定。那么，为了保证计算机网络中大量计算机之间有条不紊地交换数据，就必须制定一系列的通信协议。因此，协议是计算机网络中一个重要的和基本的概念。对于协议，有以下两点值得注意。(1)每一种协议在设计时都是针对于某一个特定的目标和需要解决的问题。目前已

41、经存在了很多的网络协议，它们已经组成了一个完整的体系。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构(2)网络协议同时又是需要不断发展和完善的。当一种新的网络服务出现时，入们必然要制定新的协议。为了便于理解接口和协议的概念，以入们常用的邮政通信系统为例进行说明，如图1-14所示。入们在使用邮政系统通信时，必须按照一定的步骤，每一个步骤都必须遵循一系列的约定。通信的第一步是写信，写信入必须遵循一些约定，如信件的格式、写信采用的文字等，这样收信入在收到信之后，才能看懂信中的内容。第二步，信写好之后，到邮局邮寄，这时，邮局为寄信入服务，寄信入必须遵循邮局的约定，如按规定填写信封并支付邮资。第三步，邮局收

42、到信之后，将信件进行分类，然后交付运输部门进行运输，这时，运输部门为邮局服务，邮局也必须遵循运输部门的一些约定，如提供运输的目的地等。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构信件到达目的地之后，进行相反的过程，最终将信件送到收信入手中。在上述的邮政系统通信过程中，主要涉及到三个层次、用户(写信入、收信入)、邮局、运输部门。在这三个层次中，存在一系列的约定，这些约定可分为同层次的约定和不同层次之间的约定。同层次之间的约定如用户之间的约定以及两地邮局的约定和两地运输部门之间的约定;不同层次之间的约定如用户与邮局之间的约定以及邮局与运输部门之间的约定。在计算机网络中，两台计算机之间的通信过程与邮政

43、系统的通信十分类似。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构在进行计算机网络系统设计时，将复杂的功能划分为功能相对独立的若干层。每一层可与相邻的层进行通信，下层(较低级别的层)向上层(较高级别的层)提供服务，并把如何实现这一服务的细节向上层屏蔽。每一对相邻层之间都有一个接口，接口定义下层向上层提供的原语操作和服务。每一层都有一系列解决特定问题具有既定用途的协议，第n层上的协议称为第n层协议。不同机器里包含对应层的实体成为对等实体，正是对等实体利用协议进行通信。图1-15说明了一个5层的协议。1.4.2网络体系结构当采用结构式协议设计时，将计算机之间相互通信的层次以及各层中的协议和层次之间的接

44、口的集合称为网络体系结构。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构1974年，美国IBM公司提出了世界上第一个网络体系结构SNA ，之后凡是遵循SNA结构的设备就可以方便地进行互连。随之而来是，各个公司纷纷推出自己的网络体系结构，如Digital公司的DNA等。这些网络体系结构的共同之处在于都采用了“层次”技术，而各层次的划分、功能、采用的技术术语等均不相同。因此，计算机网络采用层次结构有以下几点好处。(1)各层之间相互独立。高层并不需要知道低层是如何实现的，而仅需要知道该层通过层间接口所提供的服务。(2)灵活性好。当任何一层发生变化时，例如由于技术的进步促进实现技术的变化，只要接口保持不变

45、，则在这层以上或以下各层均不受影响。另外，当某层提供的服务不再需要时，甚至可将这层取消。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构(3)由于各层独立，因此每层都可以选择最为合适的实现技术，各层实现技术的改变不影响其他层。(4)易于实现和维护。由于整个系统被分割为多个容易实现和维护的小部分，使得整个庞大而复杂的系统变得容易实现、管理和维护。(5)有益于标准化的实现。由于每一层都有明确的定义，即每层实现的功能和所提供的服务都很明确，因此十分利于标准化的实施。1.4.3 OSI/RM参考模型1. OSI参考模型概述上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构在计算机网络产生之初，每个计算机了商都有自己

46、的一套网络体系结构的概念，它们之间互不兼容。为了解决这种问题，国际标准化组织(ISO)在1979年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统互联的体系结构，提出了开放系统互联参考模型，简称OSI模型。由于ISO组织的权威性，OSI参考模型成为广大了商努力遵循的标准。OSI参考模型为连接分布式应用处理的“开放”系统提供了基础。“开放”这个词表示:只要遵守OSI参考模型和有关标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵守OSI参考模型及有关标准的其他任何系统进行连接。国际标准组织所定义的OSI参考模型提供了连接异种计算机的标准框架。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构OSI参考模型定义了

47、开放系统的层次结构和各层所提供的服务。OSI参考模型的一个成功之处在于，它清晰地分开了服务、接口和协议这三个容易混淆的概念:服务描述了每一层的功能，接口定义了某层提供的服务如何被高层访问，而协议是每一层功能的实现方法。通过区分这些抽象概念，OSI参考模型将功能定义与实现细节分了开来，概括性高，使它具有了普遍的适应能力。OSI参考模型本身并不是网络体系结构。按照定义，网络体系结构是网络层次结构和相关协议的集合。通过下面对OSI参考模型各层的介绍，不难发现，它并没有精确定义各层的协议，没有讨论编程语言、操作系统、应用程序和用户界面，只是描述了每一层的功能。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构

48、但这并不妨碍ISO组织制定各层的标准，只不过这些标准不属于OSI参考模型本身。OSI参考模型是具有七个层次的框架，如图1-16所示，自底向上的七个层次分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。该模型有下面几个特点:(1)每个层次的对应实体之间都通过各自的协议通信。(2)各个计算机系统都有相同的层次结构。(3)不同系统的相应层次有相同的功能。(4)同一系统的各层次之间通过接口联系。(5)相邻的两层之间，下层为上层提供服务，同时上层使用下层提供的服务。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构2.物理层1)物理层功能在OSI参考模型中，物理层(Physical Layer)

49、是参考模型的最底层，也是OSI模型的第一层。物理层的主要功能是:利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。物理层的作用是实现相邻计算机结点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。需要注意的是，物理层并不是指连接计算机的具体物理设备或传输介质，而是要使其上面的数据链路层感觉不到这些差异，这样可使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输介质是什么。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化，对传送的比特流来说，这个电路好像是看不见的，当然，物理层并不需要知道哪几个比特代

50、表什么意思。物理层协议是OSI模型的底层，是网络物理设备之间的接口，目的是在通信设备DTE/DCE之间提供透明的二进制位流传输。这里的物理设备是指两个相邻彼此通信的设备，按IS()及CCITT的术语分别称为数据终端设备(DTE)和数据电路终端设备(DCE)。所谓DTE是指用户端任何产生传输用的数据设备如CRT,PC机、工作站、计算机等。所谓DCE是指在数据传输的两端负责通信的设备，它负责建立、维护和拆除物理连接，并在传输介质和DTE间进行信号转换和编码，故也常称作数据通信设备。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构该层设计涉及到信号电平、信号宽度、传送方式(半双工或全双工)、线路连接的建立

51、和拆除，接插件引脚的规格和作用等问题。总的说来，物理层提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械、电气、功能和规程特性。2)物理层特性(1)机械特性。机械特性规定了物理连接时接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等。(2)电气特性。电气特性规定了在物理连接上传输二进制位流时线路上信号电压的高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制等。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构(3)功能特性。功能特性规定了物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。(4)规程特性。规程特性定义了利用信号线进行二进制位流传输的一组操作规程，即各信号线的工作规则和先后顺序。3.数据链路层数据链路层(Data Link Layer

52、)是OSI模型中极其重要的一层，为网络层提供服务，它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传输。数据链路层向网络层提供的功能有:为网络层提供设计良好的服务接口，如何将物理层的位组成帧，如何进行差错处理以及如何进行流量控制等。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构1)成帧为了向网络层提供服务，数据链路层必须使用物理层提供给它的服务。物理层的工作是进行原始位流传输，不能保证位流无差错。数据链路层为保证数据的可靠传输，将数据组装成帧，按顺序传送各帧。帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始(未加工)数据，还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息，地址信息确定帧将发送到何处，纠

53、错和控制信息确保帧无差错到达。数据链路层把来自物理层的、位流形式的数据组装成帧，发送到上层;同时，把来自上层的帧，拆分为位组，转发到物理层。把位流分成帧，常用的方法如下。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构 (1)字符计数法。 (2)带字符填充的首尾界符法。 (3)带位填充的首尾标志法。 (4)物理层编码违例法。关于位流分成帧，很多数据链路层协议通过把字符计数法与其他方法相结合来提高可靠性。2)差错处理数据链路层为了保证数据的可靠传输，必须提供差错控制功能。常采用的方法包括以下几种。(1)数据接收方向数据发送方提供反馈信息，协议要求接收方发回特殊的控制帧，作为数据接收肯定或否定的确认。上

54、一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构如果发送方收到肯定确认，则知道发送正确，不需要重传，如果接收到否定确认，表示发送出了差错，发送方将相应的帧进行重传。(2)计时器，当发送方发出一帧时，启动计时器，在一定时间间隔内，如果帧被正确接收并返回确认帧，计时器清零，如果所传出的帧或者确认信息被丢失，计时器发出超时信号，提醒发送方可能出现了问题，将此帧进行重传。为了避免将同一帧多次传送给网络层，通常对发出的帧进行编号，接收方通过序号辨别是重复帧还是新帧。常用的差错处理措施是采用纠错码和检错码。纠错码是在要发送的数据上附加足够的冗余信息，使接收方通过冗余信息能够推导出正确的数据是什么。上一页 下一页

55、返回1. 4协议和体系结构检错码是在要发送的数据上附加冗余信息，使接收方知道有差错发生，但不知道是什么样的差错。3)流量控制数据链路层要解决的另一个问题是如何防止高速发送方的数据把低速接收方“淹没”。当发送方是在负载较轻的机器上运行，而接收方在负载较重的机器上运行，容易出现“淹没”现象。解决办法是提供流量控制来限制发送方所发出的数据流量，使其发送速率不要超过接收方能处理的速率，其中一种流量控制机制称为“滑动窗口协议”。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构4.网络层数据链路层协议只能解决相邻节点间的数据传输问题，不能解决两个主机之间的数据传输问题，因为两个主机之间的通信通常要包括多段链路，

56、涉及链路选择、流量控制等问题。当通信的双方经过两个或更多的网络时，还存在网络互联问题。网络互联也是网络层要研究的问题。网络层(Network Layer)是通信子网与用户资源子网之间的接口，也是高、低层协议之间的界面层。它涉及的是将本地端发出的分组经各种途径送到目的端，而从本地端至目的端需要经过许多中间节点，所以网络层是控制通信子网、处理端对端数据传输的最底层。网络层的主要功能是路由选择、流量控制、传输确认、中断、差错及故障恢复等。当本地端与目的端不处于同一网络中时，网络层将处理这些差异。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构 1)网络层的主要功能网络层的主要功能是支持网络连接的实现，包括

57、点到点结构的网络连接，由具有不同特性的子网所支持的网络连接等。网络层的具体功能如下。 (1)建立和拆除网络连接。指利用数据链路层提供的数据链路连接，构成两传输实体间的网络连接，网络连接可有若干个通信子网所支持的网络连接等。 (2)分段和组块。为了提高传输效率，当数据单元太长时，可对它们进行分段，也可将几个较短的数据单元组成块后一起传输。无论哪种情况，都必须保留网络服务数据单元的分界符。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构(3)有序传输和流量控制。当传输实体需要有序传输网络服务数据单元时，网络层将在指定的网络连接上用有序传送的方法来实现。利用网络层提供的流量控制服务可对网络连接上传输的网络

58、服务数据单元进行有效地控制，以免发生信息“堵塞”或“拥挤”现象。(4)路由选择和中继。本功能是在两个网络地址之间选择一条适当的路由。(5)差错的检测和恢复。差错检测是利用数据链路层的差错报告，以及其他的差错检测能力来检测经网络连接所传输的数据单元是否出现异常情况。恢复功能指从被检测到的出错状态中解脱出来。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构2)网络层提供的服务OSI参考模型中规定，网络层中提供无连接和面向连接两种类型的服务，也称为数据报服务和虚电路服务。(1)数据报服务。多用于传输短报文的情况，一个或几个报文分组足以容纳所传送的数据信息。每个分组称为一个数据报。数据报服务类似于寄信或发电

59、报，每封信或每个电报都可以单独送到对方。每个数据报携带足够的信息，可以从源端送到目的端。经过中间节点时，要进行存储转发，在整个传输过程中，不必建立连接，但在中间节点要为每个数据报作路由选择。如果数据报在传输过程中出错或丢失，网络将向源端发出一个“未发送成功指示”，通知源端重发。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构(2)虚电路服务。虚电路是在数据依次传送开始前，由发送方和接收方通过呼叫与确认的过程建立起来的。与实际的电路交换不同，虚电路是一种非专用的逻辑连接，是动态的，而电路交换则采用专用路由。虚电路服务在传送数据时，发送方首先提供自己和接收方完整的网络地址，建立虚电路，然后按序传送报文分

60、组，通信完成后拆除虚电路。虚电路一经建立就要赋予虚电路号，它反映分组的传送通道。这样报文分组中就不必再注明全程地址，相应地缩短了信息量。5.传输层传输层是资源子网与通信子网的接口和桥梁，它完成了资源子网中两节点间的直接逻辑通信，实现了通信子网端到端的可靠传输。上一页 下一页 返回1. 4协议和体系结构传输层下面的物理层、数据链路层和网络层均属于通信子网，可完成有关的通信处理，向传输层提供网络服务;传输层上面的会话层、表示层和应用层完成面向数据处理的功能，并为用户提供与网络之间的接口。因此，传输层在7层网络模型中起到承上启下的作用，是整个网络体系结构中的关键部分，是唯一负责总体数据传输和控制的一