高中信息技术-网络技术应用(选修)-第一章要点课件

网络技术应用（选修1)第一单元网络技术基础网络技术应用（选修1)第一单元1我们把计算机网络定义为：凡是将分布在不同地理位置并具有独立功能的多台计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件（网络协议及网络操作系统等）管理和协调下，以实现网络资源共享和数据传输为目的的系统，称为计算机网络。

可以从以下几个方面理解计算机网络的概念:计算机网络是一个多机、互联系统。计算机网络是一个资源共享系统

计算机网络的基本概念我们把计算机网络定义为：凡是将分布在2计算机网络的功能

（1）资源共享

硬件共享软件共享数据共享（2）数据通信（信息交换)

（3）分布式控制和分布处理计算机网络的功能（1）资源共享3计算机网络的分类

按网络的覆盖区域分为:广域网（WAN）局域网（LAN）城域网（MAN）按网络拓扑结构分为:总线网环型网星型网按通信介质可分为：双绞线网光纤卫星网微波网等按传输信号或传输方式可分为：基带网宽带网计算机网络的分类按网络的覆盖区域分为:按通信介质可分为：4按网络的覆盖区域网络可分为1．局域网（LAN）通常是私有的，用于连接一个办公室、一栋建筑物或者一个校园的网路。2．城域网（MAN）处在局域网和广域网之间，是一种由许多局域网连接而成的大型局域网。3．广域网（WAN）通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。按网络的覆盖区域网络可分为1．局域网（LAN）5计算机网络的组成

计算机网络在物理结构上，可分为网络硬件和网络软件组成，如下图所示：

计算机网络的组成6网络硬件——传输介质

（分有线介质和无线介质两种）1.双绞线非屏蔽双绞线STP屏蔽双绞线UTP2.同轴电缆50Ω、75Ω和93Ω同轴电缆3.光导纤维（又称光缆）有线介质网络硬件——传输介质

（分有线介7蓝牙（bluetooth），是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。其数据速率为1Mbps。无线介质有：无线电波、红外线、微波、激光等。Wi-Fi是一种能够将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到54Mbps，并且由于发射信号功率低于100mw，低于手机发射功率，所以Wi-Fi上网相对也是最安全健康的。蓝牙（bluetooth），是一种支持设备短距离通信（一般18常用传输介质的比较常用传输介质的比较9网卡网卡是工作在链路层的网络组件，是连接计算机和传输介质的接口。

计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板，又称为通信适配器、网络适配器或网络接口卡，俗称“网卡”。每块网卡都有唯一的一个固定的硬件地址，称为MAC地址。MAC地址又叫物理地址、硬件地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。MAC地址和网卡是一一对应的，48位，习惯上用12个十六进制数表示，每2个16进制数之间用冒号或-隔开，如：08-00-20-0A-8C-6D。MAC地址在世界上是唯一的。网卡网卡是工作在链路层的网络组件，是连接计算机和传输介质的接10查找MAC地址选择“本地连接”，右键单击，在弹出菜单中选择“状态”，打开本地连接状态窗口。选择“支持”选项单，单击“详细信息”屏幕显示“网络连接详细信息”窗口，此窗口包含网络连接的全部参数，其中“实际地址”就是MAC地址。DOS模式下：在Win9x中可用winipcfg获得，在Win2000/XP中可用ipconfig-all获得查找MAC地址选择“本地连接”，右键单击，在弹出菜单中选择“11网络连接设备集线器：交换机：路由器：网关：网络连接设备集线器：交换机：路由器：网关：12集线器集线器Hub，工作在物理层（最底层），没有相匹配的软件系统，是纯硬件设备。集线器主要用来连接计算机等网络终端。集线器为共享式带宽，连接在集线器上的任何一个设备发送数据时，其他所有设备必须等待，此设备享有全部带宽，通讯完毕，再由其他设备使用带宽。正因此，集线器连接了一个冲突域的网络，所有设备相互交替使用Hub是将信号收集放大后传输给所有其它端口，即传输线路是共享的。网络设备交换机交换机Switch，工作在数据链路层（第二层），稍微高端一点的交换机都有一个操作系统来支持。和集线器一样主要用于连接计算机等网络终端设备。交换机允许连接在交换机上的设备并行通讯，设备间通讯不会再发生冲突，因此交换机打破了冲突域，交换机每个接口是一个冲突域，不会与其他接口发生通讯冲突。交换机能够选择目标端口，在很大程度上减少冲突的发生，为通信双方提供了一条独占的线路。

集线器网络设备交换机13路由器路由器Router，工作在网络层（第三层），所有的路由器都有自己的操作系统来维持，并且需要人员调试，否则不能工作。路由器没有那么多接口，主要用来进行网络与网络的连接。

简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络，这个过程就叫路由。路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域，而且还有更强的网络隔离能力、流量控制能力，从而有效的控制拥塞，提高整个网络的性能。

中继器(Repeater)中继器是网络物理层的一种介质连接设备，即中继器工作在OSI的物理层。中继器具有放大信号的作用，它实际上是一种信号再生放大器。因而中继器用来扩展局域网段的长度，驱动长距离通信。

路由器中继器(Repeater)14网络软件网络操作系统常用的网络操作系统有：WindowsNT、Windows2000、Novell、Netware、Unix和Linux等。网络通信软件（协议软件）是执行各种网络通信协议和通信功能的程序。网络应用软件常用软件有：解压缩工具、文件下载工具、文件上传工具、网络媒体播放器等。网络应用软件结构浏览器/服务器（B/S）结构：可以直接在浏览器中操作的软件。客户机/服务器（C/S）结构：需要安装客户端软件。网络软件网络操作系统15计算机网络的拓扑构型计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系;计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。计算机网络拓扑分类在采用点-点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对结点。点-点线路的通信子网基本拓扑构型有：星型环型总线型网状型树型计算机网络的拓扑构型计算机网络拓扑结构161.星型拓扑结构星型拓扑结构图1.星型拓扑结构星型拓扑结构图172.总线型拓扑结构总线拓扑结构图2.总线型拓扑结构总线拓扑结构图183.环型拓扑结构环型拓扑结构图3.环型拓扑结构环型拓扑结构图191、淘宝网是我国互联网上的购物网站之一。小红在淘宝网的2012年“双十一”大型促销活动中，下订单购买了羽绒衣、雪地靴、暖贴等过冬物品。请问小红的网上购物行为属于互联网服务的（）应用。A、远程教育B、电子商务C、远程医疗D、网上娱乐2、某学校内所有的计算机组成一个网，该网按覆盖范围来划分属于（）A、LANB、MANC、TCPD、WAN3、电子邮件、IP电话、视频聊天等应用主要利用了计算机网络的（）功能。A、电子商务B、数据传输C、资源共享D、分布处理2013年高考试题1、淘宝网是我国互联网上的购物网站之一。小红在淘宝网的201204、在计算机网络中要实现相互之间的信息交换，必须遵循的一系列通讯规则称为（）A、流程B、程序C、算法D、协议5、小明要创建一个“家乡风景独好”的网站，可选用的网站制作软件是（）A、AccessB、WordC、FrontpageD、Excel6、电影《永不消逝的电波》中，地下共产党员李侠在敌后用电报机向红色根据地发送情报。请问电报系统采用下列信息交换技术中的（）A、线路交换B、分组交换C、地址交换D、报文交换4、在计算机网络中要实现相互之间的信息交换，必须遵循的一系列217、在日常使用中为了方便起见，将IP地址表示为4段十进制数，每段数字间用下圆点分隔。下列IP地址中，不正确的是（）A、3B、C、58D、68、在搜索引擎中“蜘蛛”程序或“机器人”程序是利用网页上的（）遍历万维网。A、IP地址B、超文本连接C、域名D、随机爬行9、小明在暑假到江西婺源经历了一次愉快的旅行，拍摄了一些风景优美的照片，要通过电子邮件发给朋友欣赏。发送这些照片时必须进行的操作是（）A、存草稿B、预览C、取消D、添加附件10、小明在维基百科上发布了一篇社区调查报告，同时邀请参与调查的另一个同学到维基百科上查阅修改。维基（wiki）属于Web2.0应用，请问以下也属于Web2.0应用的是（）A、博客B、信息检索C、FTP下载D、电子邮件7、在日常使用中为了方便起见，将IP地址表示为4段十进制数，22二、数据通信简介

——数据交换技术

常用的数据交换技术有三种：即线（电）路交换、报文交换和分组交换。

定义：在任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间数据通路接续的技术。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。二、数据通信简介

231、线（电）路交换电路交换要求通信双方之间建立起一条实际的物理通路，并在整个通信过程中，这条通路被独占。电话交换系统的交换方式就是属于电路交换。线路交换传输的延时较短，但线路利用率低。2、报文交换在报文交换中，信息以报文（信息的一个逻辑单位，发送者拟发送的整个信息块）作为一个整体(单位)以存储转发的方式进行传输。“存储—发送”的数据传输方式导致传输延时比较大，只适合于数字信号传输。3、分组交换兼有报文交换和先来交换的特点。形式像报文交换，区别在于交换数据单元（分组）长度不同。把报文（一段）分成若干分组，在每个分组前加分组标头进行传输。1、线（电）路交换24交换方式数据单元通路方式结点存储延时适用的业务实例线路交换报文专用不要求很小，几乎没有实时业务电话报文交换报文共享存储报文报文存储，转发时间不要求实时的业务电报分组交换分组共享存储分组分组存储，转发时间实时要求不高的业务IP电话三种交换方式的比较：交换方式数据通路结点存储延时适用的业务实例线路交换报文专用不25信息、数据与信号

在数据通信领域中，通常把数据定义为以数字形式存储的信息。数据通信是在两个或多个点之间传送数字信息（通常是二进制形式）的过程。信息被定义为知识或情报。经过处理、组织和存储的信息称为数据。当你给朋友发送电子邮件时，邮件内容本身就是信息，而邮件内容的二进制代码就是数据，数据只有转变成电脉冲、电磁波或光波才能在通信介质上传输，这些电脉冲、电磁波或光波就是信号。信号分为模拟信号和数字信号。数据通信电路的基本目的是把信息从一个地方传送到另一个地方。因此，可以把数据通信概括为数字信息的传输、接收和处理。

信息、数据与信号在数据通信领域中，通常把数据定义为以数字形26信道与带宽在一次通信过程中，产生和发送信号的一端叫信源，接收的一端叫信宿。信源与信宿之间要有传输信号的通路才能互相通信，传输信号的通路就称为信道。信道由传输介质和通信设备共同构成。使用双绞线、同轴电缆等线缆作为传输介质的信道叫有线信道。以电磁波在空间传播方式传递信息的称无线信道，根据传输信号的类型，信道可分为数字信道（传输数字信号）和模拟信道（传输模拟信号）。通信信道的传输容量称为带宽。数字信道的带宽是指单位时间内信道所能传输的最大比特率，用比特（bps，bit/s）表示。宽带——通常人们把传输速率很高（接入网带宽能够达到1Mbps）的网络定义为宽带网。信道与带宽在一次通信过程中，产生和发送信号的一端叫信源，接27三、网络协议

协议———网络世界的规则

协议就是计算机通信网络中两台计算机之间进行通信所必须共同遵守的规定或规则。或那些支撑计算机网络运行的通信规则。因特网就是一个由各种各样的协议支撑的覆盖全球的庞大网络。“无规矩，不成方圆。”计算机网络除了物理上的连接外，还需要考虑计算机之间、设备之间的网络通信规则，这就是网络协议。三、网络协议

协议———网络世界的规则28

OSI参考模型——计算机网络的互联标准（1）什么叫OSI参考模型（开放系统互连参考模型）“系统”是指一个能实现信息处理和信息传输的、自主的整体。国际标准化组织系统在与其它系统进行通信时遵照这个标准，就是“开放”的。“互联”是说，一个计算机网络是几个开放系统的相互连接。“参考模型”则是给出了开放系统在互连时应该遵循的模式。开放系统互联参考模型OSI（OpenSystemInterconnectreferenceModel)OSI参考模型是国际标准化组织为了解决不同系统的互联而提出的模型。它将计算机网络按功能划分为七个层次，这就是网络通信中的七层模型或七层结构。

OSI参考模型——计算机网络的互联标准（1）什么叫OSI参29二进制位流传输

激活和维持系统间的物理链路介质访问控制

提供通过介质的传输控制，如差错和流量控制寻址和路由

确定数据从一处传输到另一处的最佳路径端到端连接

数据流的分段和重组，提供可靠的端到端传输主机间通信建立、维持和管理应用系统之间的会话

数据表示

提供数据表示、代码格式和数据传输语法协商处理网络应用

为应用系统提供网络服务

每一层包含一组协议，以及相应的语法、语义和交换规则；每层实现一组特定的通信功能，逻辑上相对独立；每一层代表着本层和底下所有各层的通信功能，并为上层提供通信服务。(2)开放系统的七个功能层：二进制位流传输激活和维持系统间的物理链路介质访问控制30OSI参考模型各层的功能：OSI参考模型各层的功能如下表所示：名称功能举例说明应用层与其它计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。如一个没有通信功能的打字程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是，如果添加了一个传输文字的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。表示层定义数据格式及加密。如FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输(当使用FTP软件可以看到这个选择项)。如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASCII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASCII后发送数据。在接收方将标准的ASCII转换成接收方计算机的字符集。会话层定义了如何开始、控制和结束一个会话。如计算机共享的时候，是否建立会话。删除一个共享就是结束一个会话；再如当通过拨号向ISP请求连接到因特网时，ISP服务器上的会话层会与你的电脑上的会话层进行协商连接。OSI参考模型各层的功能：OSI参考模型各层的功能如下表所示31OSI参考模型各层的功能如下表所示：名称功能举例说明传输层负责端对端通信，即在网络源和目标系统之间协调通信。如TCP和UDP协议中包含的端口号，它们可以唯一区分每个数据包包含哪些应用协议(例如HTTP、FTP等)。端点系统利用这种信息来区分包中的数据，尤其是端口号使一个接收端计算机系统能够确定它所收到的IP包类型，并把它交给合适的高层软件。网络层对端到端的包传输进行定义，他定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。如路由器因为能连接网络各段，并智能指导数据传送，属于网络层。数据链路层负责准备物理传输，CRC校验，错误通知，网络拓扑等。如MAC地址和交换机都工作在这一层。上层传下来的包，在这一层被分割封装后叫做帧。物理层实实在在的物理链路，负责将数据以比特流的方式发送、接收。如电缆连线连接器。OSI参考模型各层的功能如下表所示：名称功能举例说明如TCP32封装与解封装OSI参考模型的通信方式。OSI各层之间存在相互依存关系，如果没有底层，上层也将无从存在。例如主机A想给主机B发送数据，数据首先要经历一个封装的过程。在进行封装之前，封装过程会对数据附加上必要的协议信息。因此，当数据沿着OSI模型的各层向下传输时，就会逐一被增加上数据报头，最后一直到模型的底部，这个过程被称为“封装”。当二进制数据通过数据线路到达主机B，接受点上的对应层将把数据传送到上一个层之前，重新装配数据字段。随着数据逐渐在目地的模型上向上移动，这个过程被称为“解封装”，网络上数据传输就像是过街的人行地下通道，必须逐级台阶的下，然后逐级台阶的上，才能完成整个过程。具体的“封装”和“解封装”过程如图所示。

封装与解封装OSI参考模型的通信方式。33

以同学们经常使用的即时通信工具QQ之间的通信为例，介绍从主机A发送QQ数据后，是如何被远方主机B的QQ所接受的。整个发送、接收过程。发送方（1）首先主机A的QQ发送用户数据，如“加油中国!”，交给本地的OSI的应用层。应用层对该用户数据进行处理。将应用层的相关标识信息（报头）和用户数据合并成一个新的数据包，然后传送给表示层。以同学们经常使用的即时通信工具QQ之间的通信为例，介绍34（2）在表示层中，将对传送过来的“加油中国!”信息进行加密、压缩处理（现在QQ消息为了保证安全，腾讯公司都要进行加密的；如果在QQ里还发送一张图片，为了传送快捷，还要将图片重新编码压缩），然后将表示层的相关信息填入报头中，生成新的数据包传送给会话层。（3）在会话层中，将会为A地和B地的QQ应用程序建立连接，形成通路。接着会话层数据包交给传输层处理。（4）在传输层中，将相应的标识信息添加为报头，这样来保证主机A发送的用户数据包能被主机B的QQ所接受。（5）当传输层数据包到达网络层后，再为其添加一个头部（报头）。报头信息中包含网络进程所使用的网络协议，以及主机A和主机B的网络地址等。（6）数据链路层为网络层数据包分别添加一个头部和尾部，把数据包封装成帧，头部和尾部中包含使用的协议、主机A和主机B网卡的MAC地址错误校检等信息。然后就把帧交给物理层。（7）物理层，形成二进制数据，交给通信媒体进行传输。（2）在表示层中，将对传送过来的“加油中国!”信息进行加密、35接收方（1）当二进制数据流到达主机B后，首先交给物理层，将这些数据流信息重新组合成帧，交给数据链路层。数据链路层接着将帧数据解封提取出网络层数据包，并把数据包交给网络层。（2）主机B的用户数据处理过程正好和主机A相反，依次经过物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层的处理，并且每层中的处理过程也正好和主机A相应层的处理相反。它们是将主机A的相应数据包进行解封，提出上层所需要的数