第8章计算机通信与网络

第8章计算机通信与网络第一页，共75页。数据通信系统：通过通信信道，在各计算机之间进行数据与信息的收集、传输、交换或重新分布的一个过程。这里通信信道是指在各个系统之间或一个系统的各组成部分之间用来传递数据的信息路径及其相联系着的各类通信线路连通性：通过电话或其他远程通信信道，原来孤立的计算机能够连接到几乎世界任何地方的计算机和信息源，也能连接功能强大的计算机资源8.1.1数据通信和连通性的定义第二页，共75页。连通方法是指实现连通性所能使用的通信手段。传真：扫描文档图像后,把图像转换为能在电话线上传输的信号，送到接收机器E-mail：在个人或计算机之间发送电子书信和信息的方法语音信息系统：连接电话的计算机系统，转换语音成数字比特视频会议系统：允许居住在世界各地的人员进行面对面的会议8.1.2连通方法第三页，共75页。IP电话：又称为网络电话，通过计算机、普通电话等设备进行通话，包括：PC-PC、PC-Phone、Phone-Phone三种；网络寻呼：一台微型计算机可以随时呼叫对方的寻呼机和手机共享资源：微型计算机的用户共享昂贵的网上硬件资源和信息资源在线服务：诸如上海热线、AmericaOnline等ISP/ICP对用户提供的网络服务8.1.2连通方法第四页，共75页。调制解调器：实现模拟与数字信号的转换，速度从9600bps到112.6kbps外置式调制解调器：一根电缆连接计算机的串行口和调制解调器，另一根电缆连接电话插座和调制解调器内置式调制解调器：电话线分别连接卡上插孔和电话插座无线调制解调器：使用红外线或微波等通信手段连接电话和调制解调器8.1.3用户端连接选项第五页，共75页。高速连接方式综合业务数字网ISDN(一线通)：64kbps或144kbps异步数字用户线路ADSL(网络快车)电缆调制解调器(有线电视上网)卫星/大气连接服务E1专线：提供大约2Mbps速度8.1.3用户端连接选项第六页，共75页。计算机之间的通信有两种连接方式：有线和无线有线信道双绞线(电话线)：有电缆组成，双绞线又称双扭线同轴电缆：高频率的传输电缆，用一根实心铜芯线可以替代多对电话双绞线光缆：具有传输频带宽、通信容量大、线路损耗低、传输距离远、抗干扰能力强、线径细、重量轻、光钎制造资源丰富等优点8.1.4通信信道第七页，共75页。无线信道微波：使用高频率的无线电波以直线形式通过大气传播卫星通信：使用离地球22000英里，绕轨道飞行的卫星作为微波传播站8.1.4通信信道第八页，共75页。数据的传输受到带宽、串/并行传输、数据流动的方向以及传输数据的模式等方式有关带宽：一个信道每秒钟传输的比特(bit)数的能力语音频带：标准电话线路的带宽，典型的速度从9600bps到56kbps中等频带：特殊租用线的带宽，其速度从56kbps到264mbps宽带：宽带是包括微波、卫星、同轴电缆和光钎信道的带宽，其速度从264mbps到30gbps8.1.5数据传输第九页，共75页。串行和并行传输串行数据传输：信息是以连续的比特流形式传输;如外置调制解调器通过RS-232C串行口连接。并行数据传输：比特通过分开的多个线路同时传输；如计算机与打印机的通信；8.1.5数据传输第十页，共75页。数据流动方向单工通信：数据仅能以一个方向传输半双工通信：数据以两个方向流动，但是在某一时刻，只能是一个方向，如电话线连接到计算机。全双工通信：数据同时能实现两个方向的传输。这是当前计算机通信的标准模式。数据传输模式异步传输模式：每次发送和接收一个字节的数据同步传输：每次发送多个字节或信息块8.1.5数据传输第十一页，共75页。第8章计算机通信与网络8.1数据通信与连通性8.2计算机网络体系结构8.3计算机网络的分类和使用方式8.4Internet与TCP/IP协议8.5Internet的服务功能8.6Web和浏览器8.7局域网的基础构架8.8网站的创建与网页制作8.9企业内部网和外联网8.10集群与网格技术第十二页，共75页。计算机网络是指各自具有自主功能而又通过各种通信手段相互连接起来以便进行信息交换、资源共享或协同工作的计算机组成的复合系统。具有自主功能指的是这些计算机若离开了网络也能独立运行与工作这些计算机之间是相互连接的，连接所使用的通信手段形式各异，距离可远可近8.2.1计算机网络的定义第十三页，共75页。连接所使用的媒体可以是双绞线(电话线)、同轴电缆或光纤等有线信道和卫星、微波等无线信道，信息在媒体上传输的方式和速率也可以不同；计算机连接的目的是进行信息交换、资源共享或协同工作；8.2.1计算机网络的定义第十四页，共75页。结点：指连接到网络上的任何设备。可以是计算机、打印机、存储设备以及路由器。客户端：请求和使用来自其他结点资源的结点服务器：和其他结点共享资源(即提供资源)的结点。如文件服务器、打印机服务器、通信服务器、Web服务器、数据库服务器。网络操作系统(NOS)：除完成单机操作系统功能外，用于控制和协调网络上计算机的活动分布式处理：计算机的能力和资源分布于不同位置主机：通常是指一个大型的中心计算机，或Internet上具有固定IP地址的结点。8.2.2计算机网络的术语第十五页，共75页。计算机网络组成点-点网络：有许多一对计算机之间的连接组成。信息通过存储-转发技术进行传输；首先必须访问一个或多个中间结点（常为路由器），每个中间结点通过一定的路径算法和存储-转发技术把信息送到目的地。由通信子网(负责计算机的通信)和资源子网(向网络用户提供可共享的硬件、软件和信息资源)组成。8.2.3计算机网络的结构第十六页，共75页。广播式网络：一根通信信道被网上所有计算机所共享，某一机器所发送的信息能被其他所有计算机接受。8.2.3计算机网络的结构第十七页，共75页。计算机网络拓扑结构星型：数台小型/微型计算机或外部设备连接到称为主机或文件服务器的中央单元，网中所有的通信都通过中央单元总线型：总线是指所有设备连接的共同电缆，网上的所有信息传输都沿着这一电缆（总线）环型：网上每一设备连接其他两个设备，形成一个环，网中不存在中心服务器或计算机，信息沿着环传递8.2.3计算机网络的结构第十八页，共75页。层次型：像星型网络一样，由一系列计算机连接到中央主机所组成。然而，这些计算机又是另外更小的计算机、外部设备的主机网状型：节点之间的连接是任意的，没有规则的。8.2.3计算机网络的结构第十九页，共75页。

HUB交换机HUBHUBHUB星型环型总线型网状型层次型第二十页，共75页。计算机网络协议：交换信息的通信规则：ISO的OSI：开放系统互联，国际标准TCP/IP：既成事实的工业标准8.2.3计算机网络的结构第二十一页，共75页。

7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层传输介质系统A应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层系统B应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议链路层协议物理层协议第二十二页，共75页。7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层OSI应用层传输层IP层(网络层)网络接口层(链路层)TCP/IP第二十三页，共75页。集线器是对网络进行集中管理的重要工具，其功能是随机选出某一端口的设备,并让它独占全部带宽,与集线器的上联设备(交换机、路由器等)进行通信。集线器有共享式和交换式两种方式交换机有两种工作方式:一种是直接通过，当信息包进入交换器以后，交换器只检查目的地址，所以这种方式速度较快。另一种方式是存储转发，这种方式需要在信息包转发之前接受和分析信息包，因而速度较慢。8.2.4计算机网络的互联设备第二十四页，共75页。路由器可以对两个相同或不同类型的网络进行连接。它主要完成信息包的选路和流量控制等处理网关是一种将不同网络体系结构的计算机网络连接在一起的设备网桥则是连接相同网络体系结构的计算机网络的设备。8.2.4计算机网络的互联设备第二十五页，共75页。第8章计算机通信与网络8.1数据通信与连通性8.2计算机网络体系结构8.3计算机网络的分类和使用方式8.4Internet与TCP/IP协议8.5Internet的服务功能8.6Web和浏览器8.7局域网的基础构架8.8网站的创建与网页制作8.9企业内部网和外联网8.10集群与网格技术第二十六页，共75页。8.3.1计算机网络分类

处理机间距离处理器所在范围举例0.1m电路板数据流机1m系统多处理机10m屋子局域网(LAN)100m建筑物局域网(LAN)1km校园局域网(LAN)10km城市城域网(MAN)100km国家广域网(WAN)1000km洲Internet10000km全球Internet第二十七页，共75页。终端网络系统：处理的能力是集中在一个大型计算机上，连接到该大型计算机的结点是终端，所谓终端，通常指它几乎没有自己的处理能力对等网络系统：结点既能作为服务器，又能作为客户端客户/服务器(C/S)网络系统：使用功能强大的计算机（通常称为服务器）协调网络中所有其他结点并提供所需要的服务浏览器/服务器(B/S)网络系统：在客户/服务器结构基础上，引入Web浏览功能8.3.2构架计算机网络的策略第二十八页，共75页。第8章计算机通信与网络8.1数据通信与连通性8.2计算机网络体系结构8.3计算机网络的分类和使用方式8.4Internet与TCP/IP协议8.5Internet的服务功能8.6Web和浏览器8.7局域网的基础构架8.8网站的创建与网页制作8.9企业内部网和外联网8.10集群与网格技术第二十九页，共75页。Internet的前身“ARPAnet”于1969年成立，最初只连接了4台计算机。1983年，ARPA和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的TCP/IP协议；1986年，美国国家科学基金会利用ARPAnet发展出来的TCP/IP通信协议，在5个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网。目前，NSFnet已成为Internet的重要骨干网之一。8.4.1Internet的起源第三十页，共75页。国际电信联盟数据显示，2010年底全球网民数量为20.8亿，而一年前为18.6亿。手机用户数量为52.8亿，而2009年底时为46.6亿。当前全球人口数量超过68亿，网民比例占到近1/3，其中57%的网民来自发展中国家。截至2011年6月底，中国网民规模达到4.85亿，较2010年底增加2770万人；互联网普及率攀升至36.2%，较2010年底提高1.9个百分点。我国手机网民规模为3.18亿，较2010年底增加1494万人。手机网民在总体网民中的比例为65.5%。Internet的现状第三十一页，共75页。包含有两个部分：TCP(传输控制协议)：它是控制在Internet上传输数据包的协议。它的任务有：将要传送的信息分割成几个包，每个包标有序列号和接收地址。然后将这些包通过网络发送。在另一端，TCP接收这些包，以及对丢失的和损坏的包要求重发。一旦所有包都已正确地收到，就根据序列号重新构造原来的信息。IP(Internet协议)：将信息包发送到指定的地址（这个地址称为IP地址），在包传送时它在主机与主机之间选择路由器。TCP/IP协议第三十二页，共75页。IP地址——它是Internet协议地址的简称。如同电话网络上标识一台电话机的是其电话号码一样，IP地址是对连接到Internet上的计算机进行标识的标准办法。分配给一台计算机IP地址是独一无二的。路由器根据IP地址来决定如何传送数据包，最终达到他们的目的地。IP地址第三十三页，共75页。IP地址由用4组十进制数表示，每组数可取值0～255，各组数之间用一个点号“.”隔开，其表示方法为：nnn.nnn.nnn.nnn，由网络号和主机号两部分组成的。例如中，202.118.66为网络号，8为主机号。给定了一条IP地址，就给定了信息传送到正确接收者的路线。每一个在Internet上传送的数据包都包含有发送它和接受它的计算机的IP地址。路由器根据IP地址来决定如何传送数据包，最终达到他们的目的地。

IP地址第三十四页，共75页。A类地址的网络号占7位（允许有126个不同的A类网络，0和127保留），主机号占24位（每个网络的主机个数可达224个），地址范围为至55，全0，为本地地址；全1，是广播地址；适用于大量主机的大型网络，一般为本机默认地址，对应的主机名通常为localhost。B类地址的网络号占14位，主机号占16位，地址范围为至55，适用于国际性大公司或政府机构。IP地址第三十五页，共75页。C类地址的网络号占21位，主机号占8位，地址范围为至55，适用于一些小公司、学校或普通的研究机构。D类地址不标识网络，它是从至55

它适用于一些特殊用途，如多目的地址广播。E类地址暂时保留，它是从至55，它用于实验和将来使用。IP地址第三十六页，共75页。用于区分IP地址中哪部分是网络号，哪部分是主机号网络号部分取全“1”，主机号部分取全“0”缺省的子网掩码A类地址：8个“1”24个“0”B类地址：16个“1”16个“0”C类地址：24个“1”8个“0”子网掩码第三十七页，共75页。域名由主机名、机构名、网络名和最高层域名组成。采用分层命名的方式，每一层叫做一个域。域之间用“.”分开。特点：容易记忆；便于网络地址的分层管理和分配。例如：

东莞理工学院城市学院的一台主机的域名。域名第三十八页，共75页。域名域名说明edu教育和科研机构com商业机构mil军事机构gov政府机关org其他组织net主要网络中心cn国家和地区代码，cn表示中国，jp表示日本第三十九页，共75页。域名系统（DNS-DomainNameSystem）——建立并维护着该机构所有上网主机的域名与IP地址的数据库，并提供域名与IP地址间转换服务的主机。当您向所在机构申请把一台计算机联入Internet时，该机构将同时把一个计算机的IP地址和域名提供给你。如：东莞电信的两个域名服务器为：常用：8备用：33域名系统第四十页，共75页。服务提供者：连接到Internet，并为个人访问Internet提供通路或连接的服务商学院和大学服务提供商ISP，ISP提供收费Internet访问服务，如AT&T的WorldNet在线服务提供商：除了提供ISP提供的服务外，还提供其他附加的服务功能，如AOL、上海热线等Internet连接第四十一页，共75页。Internet接入直接或专线连接LIP（SeriallineInternetprotocol）和PPP（point-to-pointprotocol）终端连接（Terminalconnection）Internet连接第四十二页，共75页。第8章计算机通信与网络8.1数据通信与连通性8.2计算机网络体系结构8.3计算机网络的分类和使用方式8.4Internet与TCP/IP协议8.5Internet的服务功能8.6Web和浏览器8.7局域网的基础构架8.8网站的创建与网页制作8.9企业内部网和外联网8.10集群与网格技术第四十三页，共75页。邮件服务三要素：邮件通信协议、邮件服务器和客户端程序邮件通信协议：发送邮件协议SMTP(简单邮件传输协议)和接收邮件协议POP3(邮局协议3)邮件服务器：接收邮件服务器和发送邮件服务器，这里“服务器”指的是计算机程序（进程），实际上，通常接收邮件服务器和发上发送邮件服务器是在一台计算机上客户端程序：Foxmail、OutlookExpress等8.5.1E-Mail第四十四页，共75页。电子邮件的工作过程遵循客户-服务器模式。每份电子邮件的发送都要涉及到发送方与接收方，发送方式构成客户端，而接收方构成服务器，服务器含有众多用户的电子信箱。发送方通过邮件客户程序，将编辑好的电子邮件向邮局服务器（SMTP服务器）发送。邮局服务器识别接收者的地址，并向管理该地址的邮件服务器（POP3服务器）发送消息。邮件服务器识将消息存放在接收者的电子信箱内，并告知接收者有新邮件到来。接收者通过邮件客户程序连接到服务器后，就会看到服务器的通知，进而打开自己的电子信箱来查收邮件。电子邮件的工作原理第四十五页，共75页。通常Internet上的个人用户不能直接接收电子邮件，而是通过申请ISP主机的一个电子信箱，由ISP主机负责电子邮件的接收。一旦有用户的电子邮件到来，ISP主机就将邮件移到用户的电子信箱内，并通知用户有新邮件。因此，当发送一条电子邮件给一另一个客户时，电子邮件首先从用户计算机发送到ISP主机，再到Internet，再到收件人的ISP主机，最后到收件人的个人计算机。电子邮件的工作原理第四十六页，共75页。ISP主机起着“邮局”的作用，管理着众多用户的电子信箱。每个用户的电子信箱实际上就是用户所申请的帐号名。每个用户的电子邮件信箱都要占用ISP主机一定容量的硬盘空间，由于这一空间是有限的，因此用户要定期查收和阅读电子信箱中的邮件，以便腾出空间来接收新的邮件。电子邮件的工作原理第四十七页，共75页。电子邮件地址的格式是“”，由三部分组成。第一部分“USER”代表用户信箱的帐号，对于同一个邮件接收服务器来说，这个帐号必须是唯一的；第二部分“@”是分隔符，读“at”，意为“在”；第三部分“SERVER.COM”是用户信箱的邮件接收服务器域名，用以标志其所在的位置。电子邮件地址的构成第四十八页，共75页。Email基本要素：主题、地址、附件以及内容8.5.1E-Mail第四十九页，共75页。FTP：Internet上的一个文件传输工具匿名服务器：Internet上许多FTP服务器允许每个用户自由地登录，这些FTP服务器被称为匿名服务器，即用“anonymous”作为用户名，用自己的E-Mail地址作为口令便可登录压缩文件的处理：Internet上有许多不同类型的压缩文件，WinZip能处理大部分压缩文件，另外在网上有许多文件被压缩成自展开文件FTP服务器：软件分为共享软件和免费软件两类8.5.3FTP服务功能第五十页，共75页。8.5.3FTP服务功能第五十一页，共75页。8.5.3FTP服务功能第五十二页，共75页。远程登录是指用户使用Telnet命令，使自己的计算机暂时成为远程主机的一个仿真终端的过

程。仿真终端等效于一个非智能的机器，它只负责把用户输入的每个字符传递给主机，再将

主机输出的每个信息回显在屏幕上。8.5.4Telnet远程登录第五十三页，共75页。远程登录的工作过程使用Telnet协议进行远程登陆时需要满足以下条件：在本的计算机上必须装有包含Telnet协

议的客户程序；必须知道远程主机的Ip地址或域名；必须知道登录标识与口令。Telnet远程登录服务分为以下4个过程：1）本地与远程主机建立连接。该过程实际上是建立一个TCP连接，用户必须知道远程主机的

Ip地址或域名；8.5.4Telnet远程登录第五十四页，共75页。2）将本地终端上输入的用户名和口令及以后输入的任何命令或字符以NVT格式传送到远程主机。该过程实际上是从本地主机向远程主机发送一个IP数据报;3）将远程主机输出的NVT格式的数据转化为本地所接受的格式送回本地终端，包括输入命令

回显和命令执行结果；4）最后，本地终端对远程主机进行撤消连接。该过程是撤销一个TCP连接。8.5.4Telnet远程登录第五十五页，共75页。8.5.4Telnet远程登录第五十六页，共75页。第8章计算机通信与网络8.1数据通信与连通性8.2计算机网络体系结构8.3计算机网络的分类和使用方式8.4Internet与TCP/IP协议8.5Internet的服务功能8.6Web和浏览器8.7局域网的基础构架8.8网站的创建与网页制作8.9企业内部网和外联网8.10集群与网格技术第五十七页，共75页。WWW或称为Web、3W，是Internet上的环球信息网，它提供广域超媒体信息服务，可以在同一画面中同时显示文本、图像、声音、动画以及超链接。浏览器：浏览Web网页的程序，如IE、NetscapeCommunicator统一资源定位器：定义资源的地址或位置，简称URL。URL至少有两个部分，第一部分http://定义连接资源的协议；而第二部分表示资源所在位置服务器的名字或域名，微软服务器的名字是。（许多URL还有附加的部分定义目录路径、文件名和指针）8.6.1Web和浏览器第五十八页，共75页。按照语言分类：英文、简体中文、BIG5繁体中文按照搜索引擎的信息组织形式进行分类：按内容分类进行搜索的引擎：搜索引擎将内容分门别类地编排成树状目录结构，在搜索时按主题类别进行浏览按关键字进行搜索的引擎：按输入的关键字进行搜索全文和标题式搜索引擎：标题式搜索引擎是指数据库中存放网页或网站的标题和内容摘要，8.6.3搜索引擎第五十九页，共75页。 而全文式搜索引擎在数据库中保存各网页的全部内容，涉及范围要大得多。独立式搜索引擎：用户提出的搜索要求都在其自身的数据库中进行索引中介搜索引擎：把用户的输入自动格式化，使之符合所查询的每个搜索引擎的语法，然后递交给网上多个搜索引擎同时进行查询其他搜索引擎：寻人搜索引擎、新闻组搜索引擎、企业搜索引擎、软件搜索引擎8.6.3搜索引擎第六十页，共75页。

Web实用程序指的是，和浏览器工作在一起的程序，其目的是提高浏览的速度、效率和能力。插件程序：作为浏览器的一部分自动的装入和操作Macromedia公司的冲击波（shockwave），用于各种基于Web游戏、实况音乐会和逼真的动画Apple公司的数字多媒体技术（Quicktime），大约超过20000个Web站点需要用它来显示视频和播放音频SiliconGraphics的宇宙（cosmos），用于显示三维的图形和在站点中显示虚拟的真实世界8.6.4Web实用程序第六十一页，共75页。附件：是一个独立的程序，它能从浏览器装入并执行脱机浏览器：是一个自动连接选择的Web站点，下载HTML文档，并存放在硬盘上的程序信息推进器：收集主题信息，然后送到用户计算机的硬盘过滤器程序：允许父母和单位有选择的封闭某些站点，并且可以设置时间限制8.6.4Web实用程序第六十二页，共75页。第8章计算机通信与网络8.1数据通信与连通性8.2计算机网络体系结构8.3计算机网络的分类和使用方式8.4Internet与TCP/IP协议8.5Internet的服务功能8.6Web和浏览器8.7局域网的基础构架8.8网站的创建与网页制作8.9企业内部网和外联网8.10集群与网格技术第六十三页，共75页。局域网与其他计算机网络一样，也是由服务器、工作站、外围设备以及网络协议4部分组成。文件服务器：提供了集中的文件存储和备份功能，并能使网上其他用户方便地访问文件。打印服务器：打印机连接到服务器，安装上驱动程序并且在网络上进行共享。通信服务器：是一台运行特定通信软件的代理服务器，它可以作为网络用户和其他网络（例如Internet）进行连接的中介设备。其他服务器:数据库服务器、Web服务器、E_mail服务器、DNS服务器等。8.7.1服务器第六十四页，共75页。硬件独立。可以在不同的硬件上运行，支持多种网卡。多用户支持。给应用程序以及数据文件提供足够的、标准化的保护。能支持多用户共享网络资源。网络管理。支持网络程序及其管理功能，例如安全管理、容错、性能控制以及系统备份等。安全和存取控制。对用户资源进行控制，并提供控制用户对网络访问的方法。8.7.2局域网的软件组成第六十五页，共75页。第8章计算机通信与网络8.1数据通信与连通性8.2计算机网络体系结构8.3计算机网络的分类和使用方式8.4Internet与TCP/IP协议8.5Internet的服务功能8.6Web和浏览器8.7局域网的基础构架8.8网站的创建与网页制作8.9企业内部网和外联网8.10集群与网格技术第六十六页，共75页。HTML：标记语言,不受用户平台的限制,能够将文本、多媒体文件、发送邮件和选项菜单等巧妙的连接在一起，而且每个超文本文件都可通过链接互相访问网页设计工具：MicrosoftFrontPage系列NetscapeComposerDreamWeaver8.8.1网页设计第六十七页，共75页。HTML扩展：CGI：一种Web服务器和应用程序之间的接口JavaScript：一种新的描述语言，它可以直接嵌入HTML文件中Java：由sun公司开发，一种与平台无关的开放式编程语言VRML：虚拟现实模型语言，可以生成一些特殊的效果网页设计（续）第六十八页，共