第4章 计算机网络技术基础

第四章网络技术基础为了理解和掌握管理信息系统的规划、分析与设计，甚至于管理信息系统的实施及运行管理方面的方法和技术，需要具备一定的计算机网络及数据库管理方面的基础知识。一、计算机局域网及数据交换技术二、计算机网络的组成部分三、远程连接四、计算机网络协议及相关概念五、Internet六、Intranet与Extranet七、网络通信模式一、计算机局域网（一）计算机网络（二）计算机网络的拓朴结构（三）三种类型网络的组建（1）总线型网络（2）星型网络（3）环型网络（一）计算机网络计算机网络是利用通信线路将地理位置分散的、具有独立功能的许多计算机系统连接起来，按照某种协议进行数据通信，以实现资源共享的系统（二）计算机网络的分类从物理跨距范围分局域网LAN（LocalAreaNetwork）城域网MAN（MetropolitanAreaNetwork）广域网WAN（WideAreaNetwork）从网络传输技术分广播式网络：所有联网计算机都共享一个公共通信信道。点对点式网络：每条物理线路连结一对计算机。计算机网络的组成

为了便于分析，按照数据通信和数据处理的功能，一般从逻辑上将网络分为通信子网和资源子网两个部分。通信子网由通信控制处理机（CCP）、通信线路与其他通信设备组成，负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务。资源子网由主机系统、终端、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网实现全网的面向应用的数据处理和网络资源共享，它由各种硬件和软件组成。计算机网络概述计算机网络的拓朴结构

拓扑结构一般指点和线的几何排列或组成的几何图形。计算机网络的拓扑结构是指一个网络的通信链路和结点的几何排列或物理布局图形。网络的基本拓朴结构有：总线结构星型结构环形结构网状结构（1）总线型网络总线型拓扑结构采用一条称为公共总线的传输介质，各计算机直接与总线连接，信息沿总线介质逐个节点广播传送。（2）星型网络星型拓扑由主节点和从节点组成，主节点可直接与从节点通信，而从节点之间必须通过主节点才能通信。主节点从节点星型网络实物图星型网络中主节点通常由一种称为集线器（Hub）的设备充当，因此网络上的计算机之间是通过集线器来相互通信的PC-To-Hub网线集线器星型网络设备—集线器RJ45口■端口数：一般有8口，12口，16口，24口，32口几种。■带宽：一般有10M、100M、10/100M(10M与100M自适应）和1000M几种。星型网络的线缆—Pc-To-Hub网线双绞线RJ45头(水晶头)星型网络的传输介质—双绞线■双绞线从结构上又分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线两种■双绞线按用途分为5类，分别称为CAT1-CAT5。以往CAT3，CAT4多用于10M网络的组建，而CAT5用于100M网络，现在一般采用CAT5(即5类)双绞线。PIN1PIN8（3）环型网络环型网络是将计算机连成一个环，每台计算机按位置不同有一个顺序编号。在环型网络中信号按计算机编号顺序以接力方式传输。ABCDEF网络的拓朴结构图

(1)总线结构(2)星型结构(3)环形结构(4)网状结构互联（连）网计算机网络的总线型、星型、环型三种拓扑结构经常被综合应用，并形成互连网。所谓互连网是指将两个或两个以上的计算机网络连接而成的更大的计算机网络。网络通信介质通信介质可以分为有线和无线两大类。有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤。其中双绞线和同轴电缆为金属导体，利用导线电流传输数据；光纤则通过光波实现数据传送。卫星通信、红外通信、激光通信以及微波通信属于无线通信范畴，利用电磁波传送数据。二、计算机网络的组成部分（一）服务器（二）客户机（三）网络连接设备计算机（一）服务器服务器是计算机网络中向其它计算机或网络设备提供某种服务的计算机。各种服务器服务器按提供的服务被冠以不同的名称，如数据库服务器、邮件服务器、打印服务器等。数据库服务器Web服务器打印服务器...客户机（二）客户机在计算机网络中享受其它计算机提供的某种服务的计算机就称为客户机。（三）网络连接设备在计算机网络和互联网中，用于计算机之间、网络与网络之间的连接设备。（1）中继器（2）网桥（3）路由器（4）交换机三、远程连接在建设企业计算机应用系统时，经常需要把距企业中心位置比较远的部门或机构、甚至与企业相关的组织连入到企业网络中来，这个要求从技术的角度来说就是将某台计算机或某个计算机网络连入到企业的中心计算机网络的技术。远程连接的种类（一）普通拨号（二）综合业务数字网（ISDN）（三）不对称数字线路（ADSL）（四）数字租用线路（五）X.25线路（六）虚拟专用网（VPN）（一）普通拨号普通电话拨号技术是在两个计算机之间分别安装一种称为调制解调器（Modem）的网络连接设备，通过电话拨号的形式建立计算机之间的远程连接。调制解调器普通拨号上网的关键设备

—调制解调器调制解调器是一种可实现数字信号与模拟信号相互转换的网络连接设备。调制解调（二）综合业务数字网（ISDN）综合业务数字网（IntegratedServiceDigitalNetwork）的核心技术是将电话线路的带宽分成多个信道，同时提供多信道综合服务。现在ISDN多以2B+D的形式，即2个基本数据信道（B信道）和一个控制信道（D信道）向用户提供服务。一个B信道速率:64Kbs一个D信道速率:16Kbs。（三）不对称数据线路（ADSL）不对称数字线路(AsymmetricalDigitalSubscribeLine)是一种通过公共电话网实现的远程连接新技术，理论上可提供高达34Mbs的传输速率，而且ADSL对现有电话线路不需进行任何改造，因此可以节省许多费用。（四）数字租用线路数字租用线路是指从经营通信业务的电信部门租用的专用通信线路。与前面三种拨号方式建立远程连接不同，专门租用的数字线路适于建立高速、永久性的远程连接。专用的数字线路，可提供较大的带宽和很好的传输质量，但费用昂贵。用租用线路将企业网络连入互联网Internet租用线路路由器企业网络（五）X.25线路X.25线路是一种用于公共分组交换的信息传输线路，理论上可提供64Kbs的传输速率。X.25线路适用于建立长途连接、数据传输可靠性要求高、数据传输量不太大的远程连接，连接的两端需要X.25路由器和X.25网卡。X.25常用在银行、保险等机构。（六）虚拟专用网（VPN）虚拟专用网（VisualPrivateNetwork）是建立在Internet上的专用网。虚拟：并不提供物理上的端到端专用连接；专用：确实可以在局域网、广域网用户间建立虚拟专用通道实现端到端的信息传输。四、计算机网络协议相关概念网络协议通过网络连接的计算机之间在通信中必须遵守一定的约定和规程，才能够相互连接和正确交换信息，这些约定和规程是事先制定的，并以标准的形式固定下来，这就是网络协议。

开放系统互连参考模型

（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel—OSI/RM）国际标准化组织提出的OSI/RM模型，把计算机网络通信的组织与实现按功能划分为七个层次。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理链路层网络协议与各层子协议■一台计算机的某指定层同另一台计算机的相应层对话，对话的全部规则和约定就构成该层的协议。■一种计算机的网络协议是所有层网络子协议的集合。两台计算机间的数据传输示意图应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理链路层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理链路层（1）应用层协议应用层协议规定用户级别的对话规则，包括事务服务、文件传输、远程作业、电子邮件、网络管理、终端输入及屏幕管理这样一些通信任务的处理规则。（2）表示层协议表示层协议所约定的是传输信息时的表达形式，也就是信息的语法（数据格式）与语义（解释规则、控制信息和错误处理等），包括对各种数据类型和数据结构的表示方法、数据编码、数据传输以及数据的加密和压缩等。（3）会话层协议会话层协议处理不同机器上用户之间的会话连接，包括会话的建立、对会话的控制（例如允许信息双向传输或某一时刻只能单向传输），以及结束会话连接等。（4）传输层协议传输层协议涉及通信中数据从一端到另一端的透明传送，以及在出现错误时的恢复处理。传输层要保证信息传送的正确无误，并且使会话层不受硬件技术变化的影响。（5）网络层协议网络层协议约定对数据的分组、从源端机到目端机的路径选择、拥挤控制，以及跨网络传送信息中可能出现的不同寻址方式、不同分组长度的处理规则。（6）数据链路层协议数据链路层协议约定数据的正确传送规则。在这一层发送方把送出的信息分装成数据帧，然后依序传送各帧，提供错误检测手段，接收和处理回执帧，重发噪声干扰破坏后的数据帧，解决传输速度的匹配。（7）物理链路层协议物理链路层协议规定物理链路的参数，如信号的幅度、宽度、链路的电气和机械特性等。五、Internet（一）Internet的产生与发展（二）Internet的网络协议（三）Internet的网络地址（四）Internet的基本功能（五）中国主要的Internet服务商（六）网络信息发布与查询系统WWW（七）统一资源定位器URL（网址）（八）超文本标识语言（HTML）（一）Internet的产生与发展

为了在网络之间交换信息，多个网络相互连接，形成了由多个网络组成的互连网。Internet是全球最大的互连网。推动Internet产生的几个网络ARPAnet：(美国国防部)高级研究计划署网(AdvancedResearchProjectAgency)USENET：世界性新闻组网络系统CSnet： 计算机科学网NSFnet：美国国家科学基金会网（二）Internet的网络协议

——TCP/IP协议所谓Internet的协议是指在Internet的网络之间以及各成员网内部交换信息时要求遵循的网络通信协议，TCP/IP是Internet使用的网络协议的统称。Internet的网络协议

—TCP/IP协议的结构TCP/IP协议模型应用层传输层网络互联层主机-网络层（网络接口层）应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理链路层OSI/RM模型TCP/IP参考模型各层功能概要应用层包括所有的高层协议。传输层与OSI参考模型中传输层的作用是一样的，即在源结点和目的结点的两个进程实体之间提供端到端的数据传输。互联网络层类似于OSI模型中的网络层，允许主机将分组发送到任何网络上，并且让这些分组独立地到达目标端。主机-网络层(网络接口层)负责接收从IP层交来的IP数据报并将IP数据报通过低层物理网络发送出去，或者从低层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。TCP/IP参考模型与OSI模型的对关系

TCP和IP的含义TCP：TransferControlProtocol

（传输控制协议）

IP：InternetProtocol

（网络连接协议）

TCP/IP协议应用层子协议■文件传输协议（FileTransferProtocol—FTP）■简单邮件传输协议（SimpleMailTransferProtocol—SMTP）■远程连接协议(TelnetProtocol—Telnet)■超文本传输协议(HyperTextTransferProtocol—HTTP)非TCP/IP网络与Internet的连接当非TCP/IP协议网络同Internet连接时，需要在实现网络连接的“网关”中进行协议转换。网关非TCP/IP网络Internet（三）Internet的网络地址在Internet中，为了定位每一台计算机，需要给每台计算机分配或指定一个确定的“地址”，其称为Internet的网络地址，也称为IP地址。Internet是采用TCP/IP协议为其标准网络协议的世界上最大的互连网。Internet的域名为了便于使用和管理，Internet通过域名管理系统DNS（DomainNameSystem）对每一个IP地址指定一个容易识别的名称，这个名称就是域名。DNS作用：IP地址与域名之间对应关系的解析。WWW.USTB.EDU.CN0IP地址域名域名：字符地址名世界上任何个人和单位都可以通过NSI（NetworkSolutionInc.)申请国际顶级域名下的二级域名。国际顶级域名有：Examples:COMTypicallycommercialorganizationsEDUUniversities,educationalinstitutionsGOVGovernment,non-militaryMILMilitar,Arm,NavyORGMiscellaneousorganizationsNETUsuallyserviceproviders（四）Internet的基本功能我们通过Internet可获得各式各样的服务，这些服务都是通过Internet的基本功能来实现的。Internet的基本功能有：（1）网络通信（2）计算机远程登录（3）文件传输 （4）网络信息服务(1)网络通信在Internet上，电子邮件（E-mail）系统是使用非常方便和用户最多的网络通信工具。Internet为用户提供完善的传递与管理服务。除电子邮件外其它常用通讯服务有：ICQ（网上寻呼机）和SMS（短消息）等。(2)计算机远程登录远程登录就是通过Internet进入和使用远距离的计算机系统，就象使用本地计算机一样。咱们把某国防部机器给它黑了算了！(3)文件传输文件传输功能可使我们通过Internet在计算机之间进行文件发送和接收。在科学技术交流中，经常需要传输大量的数据和文献，这也是Internet使用初期的主要用途之一。(4)网络信息服务网络信息服务是Internet独具特色和最富有吸引力的功能。信息服务包含信息查询服务（即我们常说的上网浏览）以及信息资源发布服务。在Internet上开发了许多信息查询工具，例如浏览器，Gopher等。用浏览器（Browser)上网浏览中国三大基础运营商：

Internet服务商（InternetServiceProvider—ISP）中国电信：拨号上网、ADSL、1X、EVDO

中国移动：GPRS及EDGE无线上网、FTTx

中国联通：GPRS及CDMA无线上网、拨号上网、ADSL、FTTx

电信重组之后，中国网通并入中国联通，剔除中国联通CDMA，组成新联通；中国铁通并入中国移动组成新移动；中国联通CDMA并入中国电信组成新电信。（五）中国主要的Internet服务商（六）Internet全球网络信息发布与查询系统全球网络信息发布与查询系统，有时称为WWW（World-WideWeb）系统，可译为“环球网”，或音译为“万维网”。WWW系统由信息发布和信息查询两大部分组成。WWW系统的信息发布通过Internet中的WWW服务器完成，它是Internet上的信息资源和服务的提供者。WWW系统中，用户查询信息时借助一个被称为浏览器(Browser)的程序，如微软的IE和网景的Netscape等。WWW系统的工作原理客户端用户在浏览器上键入URL地址或单击链接ISP服务器URL指向的HTML文档和数据（七）统一资源定位器URL(网址)统一资源定位器(UniformResourceLocator—URL)为网络信息资源的定位标识，它是计算机系统文件名概念在网络环境下的扩展。用这种方式标识信息资源时，不仅要指明信息文件所在的目录和文件名本身，而且要指明它存在于网络上的哪一个结点计算机，以及它可以通过何种方式进行访问等。URL的一般结构

URL指明网络信息资源所在的位置,它的句法为：访问方法://服务器[:服务端口号]/

目录/子目录/文件名

例：/china.html（八）超文本标识语言(HyperTextMarkupLanguage—HTML)Internet上的信息文件一般是用HTML语言写成的文本文件，一般以.htm为扩展名。用HTML格式写成的信息文件（称为网页）被存放在WWW服务器上供Internet的用户通过网址访问查询。<html><head>headelements</head><body>bodyelementsandcontents</body></html>HTML文件的结构

HTML文件用各种标签写成HTML用“标签”指明信息对象的类别。标签一般成对出现，分别以<>和</>形式起始和终结，首尾呼应，允许嵌套，大小写不区分。HTML的标签种类很多，大致可分为■结构定义类标签■外观类标签■链接类标签用户通过Internet中某个服务器得到HTML文件后，该HTML文件通过浏览器解释并呈现在屏幕上。HTML文件通过浏览器解释HTML文件的编写HTML格式的信息文件可以简单地用一般的文字编辑工具来编写，但不具备直观性且难于修改。现在已经有了许多可视化的网页编辑制作工具，如Frontpage、DreamWeaver等。六、Intranet、Extranet（一）传统的企业网络与Intranet（二）企业的外联网Extranet（一）传统的企业网络与Intranet

Intranet—基于Internet标准和协议的技术，或者说用这种技术组建的局域网和广域网。Intranet主要运行于企业内部，也可以连接到Internet，并通过防火墙保护Intranet。连入Internet的Intranet的组成①计算机网络设施②支持TCP/IP协议的操作系统③Intranet服务器（Web服务器）④数据库服务器⑤防火墙和代理服务器Web服务器数据库服务器客户机Internet代理服务器Intranet的优势（1）Intranet的浏览器/服务器机制，改进了传统的客户机/服务器机制，极大地方便了用户操作。（2）Intranet不仅可进行数据库服务，还实现了其它应用，如电子邮件，文件传输，远程登录，电子公告板等。（3）Intranet组建容易，管理方便。Extranet

Extranet是一个使用Internet/Intranet技术使企业与其客户、其他企业相连来完成其共同目标的合作网络。它通过存取权限的控制，允许合法使用者存取远程公司的内部网络资源，达到企业与企业间资源共享的目的。Extranet将利用Web技术构建的信息系统的应用范围扩大到特定的外部企业。Extranet可以作为公用的Internet和专用的Intranet之间的桥梁。七、网络通信结构模式

1主机终端模式最开始出现的应用模式是主机加终端结构的模式。其结构为一个很大、很昂贵的主机，通过通信线路连接了很多本地和远程终端。系统所有处理都在主机上进行，终端只是键盘、显示加通信这样一个用户操作工具。这种方式对主机要求非常高，相应的主机价格也非常昂贵，维护费用也很高。

七、网络通信结构模式2文件服务器模式

网络中通常用一台高性能的微机作为文件服务器，其它客户机通过网络共享服务器中的文件。这时期的MIS系统通常是基于FoxBase、Foxpro或Access等桌面数据库的，数据以文件的形式存放于文件服务器中共客户机访问。

文件服务器模式只适用小规模的局域网，对于用户多、数据量大的情况就会产生网络瓶颈。为解决这个问题，客户