第5章计算机网络与网络计算

大学计算机基础第5章计算机网络与网络计算昆明理工大学.计算中心2第5章计算机网络与网络计算OUTLINE5.1计算机网络概述 5.2网络模型与协议 5.3计算机局域网5.4因特网5.5网络数字化生存5.1计算机网络概述3网络：20世纪人类的一项伟大发明。网络技术是通信技术与计算机技术融合的产物。5.1计算机网络概述源起4ClaudeShannon1916—2001

C=Blog2(1＋S/N)Shannon定理－现代通信原理的基石1948年,Shannon创立了信息论。5.1.1计算机网络功能1.数据通信

数据通信是计算机网络最基本的功能2.资源共享

资源共享是建立计算机网络的最初目的3.分布式处理

集中式处理代价高昂、分散式处理统一控制难度大、分布式处理解决了上述的问题4.提高系统的可靠性和可用性

多机备援、链路备份……55.1.2计算机网络的分类覆盖范围（PAN、LAN、MAN、WAN..）拓扑结构（Star、Bus、Tree、Ring..）传输媒介（双绞线、同轴电缆、光纤…）带宽（基带网络、宽带网络）通信协议（TCP/IP、X.25、ATM..）……Readonyourown5.1.2计算机网络的分类按照覆盖范围分类7PersonalAreaNetwork(PAN个域网)

连接个人电子设备的短距离网络LocalAreaNetwork(LAN局域网)

1m～2km支持介质多，传输快，网卡完成通信处理MetropolitanAreaNetwork(MAN城域网)

2km～几十公里，DQDB通信标准WideAreaNetwork(WAN广域网)

几十公里～遍布全球，由若干小型网络互联而成，

主要用于远程通信。个域网（补充）PersonalAreaNetwork(PAN)在人的个体范围内，通过个人信息化设备之间的无线连接实现信息交换与通信的网络.多数这样的设备都支持蓝牙技术（Bluetoothtechnology）。95.1.2计算机网络的分类拓扑结构（physicaltopology）：联网设备在物理布局上的方式。Star星型Ring环型Bus总线型Mesh网状Tree树状5.1.3网络传输介质双绞线twisted-paircables利用RJ-45头进行连接5.1.3网络传输介质同轴电缆coaxialcable有线电视信号线利用BNC头或T型头连接5.1.3网络传输介质光纤

Fiber-opticcable，由直径

大约为0.1mm的细玻璃丝构成。

光导纤维远距离通讯原理的发

现与计算由高锟完成。光纤通信能力发展迅速，2013年，光纤传输数据速度记录已经达到73.7Tbps。无线传输介质红外信号微波无线电波通讯卫星5.1.3网络传输介质5.2网络模型与协议开放系统互联参考模型（OSI/RM）14应用层Application表示层Presentation会话层session传输层transport物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network7654321处理网络应用数据表示主机间通信端到端的连接寻址和最短路径介质访问（接入）二进制传输OSI参考模型图5.2.2网络协议网络协议：为网络数据交换而建立的规则、约定与标准。一个网络协议至少包括三要素:语义用来说明比特流每一部分的意义。发出何种控制信息，完成何种动作。语法用来规定信息格式；数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。时序定义了通信事件的实现顺序。比如通信双方的应答关系。165.3计算机局域网17局域网(LocalAreaNetwork,LAN)

产生于20世纪70年代。90年代以后，局域网技术发展到

交换技术的崭新阶段。局域网是计算机网络产生以来发展

最快的一种网络。LAN主要特点体现为：覆盖范围小，用户集中；数据传输速率高、数据传输误码率低；可以使用多种连接介质，网络易于搭建。5.3.2局域网硬件181.服务器在局域网中根据作用不同，分为：

文件服务器、应用程序服务器、

数据库服务器等。用于网络管理

运行应用程序、处理各网络工作

站的信息请求等。2.工作站工作站是指连接到局域网络中的计算机。类似于术语“结点”和“客户机”。在“客户机/服务器”模式中，客户机工作站是用户和后端服务器进行交互的前端系统。5.3.2局域网硬件3.网卡网卡也称网络适配器、网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），是典型的局域网设备，用于实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接。网卡主要功能：（1）读入由其它网络设备传输过来的数据包将其变成客户机或服务器可以识别的数据；（2）将PC设备发送的数据，打包后输送到其它网络设备中。195.3.2局域网硬件4.中继器连接两个同类型的局域网或者延伸一个局域网。5.集线器（HUB）局域网基础设备，

位于星型网络的

中心，提供多端

口信号转发服务。思考：交换机是功能与集线器类似的设备，请查阅资料，了解交换机与集线器有何区别？205.3.2局域网硬件6.网桥连接同种类型但是不同网段的局域网。7.路由器路由器可以连接两种类型不同的网络，该设备即支持局域网应用，也支持广域网应用。路由器的功能主要体现在网络互连、数据处理和网络管理方面。215.3.2局域网硬件8.调制解调器（Modem）Modem:调制（modulates）解调（demodulates）器，进行信号的数模转换。22你的“猫”在哪里？5.3.3无线局域网无线局域网（WLAN）已经成为局域网的重要发展趋势。众多的无线网络信号遍布在我们周围。无线局域网传递数据所用的无线信号

主要有无线电信号、微波信号、红外

信号等。优点：移动性好、易布控、受电缆电涌

等风险小缺点：易受近频信号干扰、覆盖范围受诸多外部因素影响、相对有线网易受侵袭。235.3.3无线局域网主流的无线网技术蓝牙无线USB60GHz无线技术Wi-FiWiMAXZigbee245.3.3无线局域网利用无线路由组建Wi-Fi网络1.安装路由器与计算机相连2.配置路由器及网络参数3.配置无线参数4.配置DHCP255.3.3无线局域网蓝牙（Bluetooth）蓝牙技术运用802.15协议，在2.4GHz

波段运行，该波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学(ISM)无线电波段。蓝牙技术在今天有着丰富的应用，蓝牙耳机、车载免提蓝牙、蓝牙键盘、蓝牙鼠标等为家居、办公及旅行通讯带来很大的便利。26汽车蓝牙5.4因特网27Sputnik——因特网诞生的催化剂前苏联1957年10月4日发射了地球的第一颗人造卫星——史泼尼克1号。作为回应,1958年美国成立了NASA和ARPA机构，ARPA网就是ARPA的一项重要的项目。1957年11月3日，前苏联又成功地发射了另一颗搭载了一条狗的史泼尼克2号卫星进入绕地轨道。注：史泼尼克2号上携带的狗名为莱卡(Laika)。

5.4因特网28ARPANET——创世纪5.4因特网29沉舟侧畔千帆过——网络40年5.4因特网因特网的核心特征1．因特网是一个基于TCP/IP

协议族的网络；2．因特网拥有规模庞大的用

户集团，用户既是网络资

源的使用者，也是网络发

展的建设者；3．因特网是所有可被访问和利用的信息资源的集合。305.4.2因特网架构第一层：全球性因特网网骨干网（NSP）第二层：全国性的骨干网，我国主要骨

干网络有中国电信（CHINANET）、

中国科技网（CSTNET）、中国教育和

科研计算机网(CERNET)、中国国际经

济贸易互联网(CIETNET)等第三层：地区性的ISP，指在某一地区

范围内，通过一个或多个点提供服务

的ISP；第四层：众多为个人或中、小型企业提供INTERNET服务的ISP；第五层：最终用户。315.4.3因特网基础概念及接入技术TCP/IP协议的特点协议标准具有开放性，其独立于特定的计算机硬件及操作系统，可以免费使用。统一分配网络地址，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的IP地址。实现了高层协议的标准化，能为用户提供多种可靠的服务。33TCP/IP的核心思想把千差万别的的物理网络，建立成一个虚拟的“逻辑网络”，屏蔽或隔离所有物理网络的硬件差异。5.4.3因特网基础概念及接入技术TCP/IP的譬喻34cc:mailFrom:44To:6IP数据包数据5.4.3因特网基础概念及接入技术Internet的世界语—TCP/IP协议35协议名英文全称功能HTTPHyperTextTransportProtocol超文本传输协议，用于在Internet上传输超文本文件FTPFileTransferProtocol文件传输协议，允许用户将远程的文件拷贝到本地SMTPSimpleMailTransferProtocol简单邮政传输协议，用于发送电子邮件POPPostOfficeProtocol邮局协议，用于接受邮件TELNETTelecommunicationnetwork远程登录协议，允许用户在本地登录及操纵远程主机VoIPVoiceoverInternetProtocol因特网语音传输协议，在因特网上传输语音会话BitTorrentBitTorrent比特洪流，由分散的客户端进行文件的传输5.4.3因特网基础概念及接入技术IP地址36D:\>ipconfigWindowsIPConfigurationEthernetadapter本地连接:Connection-specificDNSSuffix.:IPAddress............:8SubnetMask...........:DefaultGateway.........:3IP地址具有以下重要的功能和意义：惟一的Internet网上通信地址全球认可的通用地址格式5.4.3因特网基础概念及接入技术37IPV4地址的书写形式点分十进制写法,例如01分成四段每段不能超过255每个地址需要32bits(每段是8bits)5.4.3因特网基础概念及接入技术38解决IPV4地址不足的途径子网划分动态IP地址的采用IPV65.4.3因特网基础概念及接入技术域名记住IP地址很不方便。Internet在1985年开始采用域名管理系统DNS（DomainNameSystem），域名用英文或中文等文字书写，比IP地址容易记忆。395.4.3因特网基础概念及接入技术域名常识顶级行业域名:com商业edu教育int国际组织的域名net网络组织org非政府组织gov政府顶级地理域名:cn中国大陆tw中国台湾地区

405.4.3因特网基础概念及接入技术因特网常见的接入形式41ADSLPSTN(普通拨号)ISDN综合业务数字网DDN有线网络Cable-modem卫星通信VSAT图10-32VAST接入技术原理接收天线5.4.3因特网基础概念及接入技术ISP选择参考依据(网络服务提供商的标准)1、地理覆盖范围2、网络出口带宽3、接入速率4、资费标准5、信誉及服务425.4.4因特网基本应用1.Web服务43WEB之父与其创作的世界上第一个网站5.4.4因特网基本应用44Email服务FTP服务Internet的迷人之处在于它拥有的众多服务。在Internet上，还可以做什么？5.5网络数字化生存网络数字化生活打破了传统社会的时空界限，促进了经济及社会生活方式全球化的进程。在拥有发达科技和新兴经济的国家里，人们对网络数字化生存方式的依赖将是深远而持久的。45网络时代特征空前的信息容纳能力高速的信息传递能力有力的信息组织与检索能力普遍的可连接性(时间,地点,设备)5.5网络数字生存5.5.1网络即时通信即时通信的功能集成了电子邮件、博客、音乐、电视、游戏和搜索等多种功能。即时通信已经从单纯的通信工具发展成集交流、资讯、娱乐、搜索、电子商务、办公协作和企业客户服务等为一体的综合化信息平台。截至2013年12月底，

我国即时通信用户

规模为5.32亿人，

成为中国网民的第

二大互联网应用。465.5网络数字生存5.5.2搜索引擎·关键词选择·简明描述问题·用好限定·用好忽略·用好布尔运算·善用帮助性搜索·掌握专题搜索475.5网络数字生存5.5.3