计算机基础任务驱动教程课件第7章 计算机网络基础

20十二月20231基本要求了解计算机网络发展和功能了解计算机网络的基本组成和一般工作方式了解常用的计算机网络传输介质，理解数据通信的基础知识了解常用的网络软件和网络操作系统掌握IP地址的命名方式了解局域网的特点和组成了解常用网络连接设备的功能（网卡、集线器、调制解调器、路由器、网桥）；掌握网络的连接与设置理解Internet的作用及典型服务类型了解文件传输协议FTP的概念和主要功能掌握浏览器的使用及基本的网络信息检索方法掌握电子邮件的命名和使用20十二月20232本章重点计算机网络的拓扑结构访问并共享网络资源IP地址和域名解析系统Internet应用

如何使用IE浏览网页电子邮件的使用下载网络资源和网上聊天20十二月20233主要内容7.1计算机网络概述7.2计算机通信基础知识

7.3局域网简介

7.4Internet基础

7.5Internet应用7.6远程无线上网技术20十二月20234

计算机网络的应用极其广泛，大到国际互联网Internet，小到几个人组成的工作组，都可以根据需要实现资源共享及信息传输。而要建立计算机网络，应首先了解一些网络的基本概念、网络的功能与结构、网络的类型、通信协议、连接设备等组网所必需的软硬件方面的知识。7.1.1．计算机网络定义7.1.2．计算机网络产生和发展

7.1.3．计算机网络的主要功能

7.1.4．计算机网络的分类7.1.5．计算机网络的拓扑结构7.1.6．计算机网络的基本组成7.1计算机网络概述

20十二月20235“计算机网络”的概念随着计算机网络本身的发展不断完善。总体来说，计算机网络是指将多个不同地理位置且各自具备独立功能的计算机，通过通信线路和通信设备互相连接起来，在网络软件（网络协议和网络操作系统）的管理下实现数据交换和资源（软件、硬件）共享的系统。7.1.1.计算机网络定义20十二月202367.1.2计算机网络的产生和发展其他外设打印机产生计算机网络的基本条件:

通信技术与计算机技术的结合为数据传送和交换提供了必要的手段提高了通信网的各种性能1954年第一代计算机网络单个主机为中心、面向终端1969年ARPA网第二代计算机网络多处理中心1983年OSI模型，第三代计算机网络体系结构标准化Internet的建立，第四代计算机网络信息高速公路20十二月202377.1.3.计算机网络的主要功能

计算机技术与通信技术的结合形成了计算机网络技术，计算机网络在当今社会中越来越体现出它的作用与价值。资源共享：包括硬件、软件和数据资源的共享。数据通信：计算机网络最基本的功能，完成网络中各个节点之间的通信。分布式处理：网络系统中若干台计算机可以互相协作共同完成一个任务。负荷均衡提高可用性和可靠性20十二月20238共享：软件共享硬件共享20十二月202397.1.4计算机网络分类

从网络的地理范围进行分类

覆盖范围为几百米到几公里，局域网内传输速率较高，误码率低，结构简单，容易实现。具体标准是美国电气工程师协会制订的IEEE802系列标准。1.局域网LAN20十二月202310

通常是使用高速光纤的网络，在一个特定的范围内（例如校园、社区或城市）将不同的局域网连接起来，构成一个覆盖该区域的网络，其传输速率比局域网高。

2.城域网

WAN20十二月202311***在一个学校范围内的计算机网络通常我们称为校园网。实质上它是由若干个局域网连接构成的一个规模较大的局域网，也可视校园网为一种介于普通局域网和城域网之间规模较大的、结构较复杂的局域网络。***

一般是在不同城市之间的LAN或者WAN网络互联，地理范围通常为几十公里到几千公里，它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。广域网的通信子网主要使用分组交换技术，它可以使用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网。采用光纤通信，速率大大提高。

3.广域网

LAN20十二月2023127.1.5计算机网络的拓扑结构2.星形拓扑1.总线形拓扑结构

特点：结构简单，可靠性高布线容易，连线总长度小于星形结构结点之间按广播方式通信对站点扩充和删除容易总线任务重，易产生瓶颈问题特点：通信协议简单对外围站点要求不高单个站点故障不会影响全网电路利用率低，连线费用大网络性能依赖中央结点每个站点需要有一个专用链路20十二月202313特点：传输速率高，传输距离远各节点的地位和作用相同各节点传输信息的时间固定，便于实时控制容易实现分布式控制站点的故障会形起整个网络的崩溃3.环形拓扑结构特点：信息交换在上、下节点之间进行通信线路连接简单，网络管理软件也不复杂，维护方便资源共享能力差，可靠性低4.树形拓扑20十二月202314Internet拓扑结构Internet网是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联网络。

Internet网上联有大大小小成千上万个不同拓扑结构的局域网、城域网和广域网。因此，Internet网本身的拓扑只是一种虚拟拓扑结构，无固定形式。20十二月2023157.1.6计算机网络的基本组成通信子网:网络内层，负责网络数据传输、转发等通信处理任务资源子网：网络的外围，提供各种网络资源和网络服务

通信子网资源子网用户角度网络逻辑功能角度20十二月2023161、硬件系统主体设备（HOST）中心站（服务器）提供共享资源工作站（客户机）用户入网操作的节点按功能分文件服务器域名服务器打印服务器通信服务器数据库服务器大多数时候服务器是网络的核心局域网中，文件服务器掌握着整个网络的命脉。20十二月202317传输介质：通信中实际传送信息的载体，在网络中时连接收发双方的物理通路。分为有线介质和无线介质有线介质：双绞线电缆，同轴电缆，光缆等无线介质：无线频段，红外线，激光等无线电波和红外通信可以随时将计算机接入网内，组成无线局域网无线局域网按结构分为点到点和主从式采用无线电波和红外线作为传输介质无线电波：速率可达10Mbps,传输范围为50Km红外通信：波长小于1微米，有较强的方向性，受太阳光的干扰大。20十二月202318无线介质

包括无线频段、红外线、激光等。目前可用于通信的电磁波频谱有无线电波、微波、红外、可见光。地面微波通信：传输距离受到限制，一般50m左右需要微波中继站进行接力通信成本底，误码率高，安全性不高 大气的影响较大卫星微波通信:利用地球同步卫星做为微波中继站发射角可以覆盖地球上1/3的区域20十二月202319有线介质

双绞线非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）共6类，第五类双绞线最大传输率为100Mbps组网方便，价格最便宜，应用广泛

传输距离小于100米同轴电缆基带同轴电缆：速率10Mb/s，传输距离1000m宽带同轴电缆：速率20Mb/s，传输距离100km它是有线电视系统CATV中的标准传输电缆20十二月202320光缆光缆的芯线是由光导纤维做成，它传输光脉冲数字信号。多模光纤：由发光二极管产生用于传输的光脉冲，通过内部的多次反射沿芯线传输。可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输。单模光纤：使用激光，光线与芯轴平行，损耗小，传输距离远，具有很高的带宽，但价格更高。在2.5Gb/s的高速率下，单模光纤不必采用中继器可传输数十公里。光纤和光端设备20十二月202321网络适配器(网卡)网卡通过总线与计算机设备接口相连，另一方面又通过电缆接口与网络传输媒介相连。网络的连接设备：网卡、moden、集线器、中继器、网关网桥、路由器、交换机等。常见网卡接口:BNC接口，通过同轴电缆直接与其他计算机相连

RJ-45接口，使用双绞线连接集线器，再与其它计算机相连20十二月202322网络传输媒介的中间节点，具有信号再生转发功能。集线器类型被动主动智能不对信号做任何处理，工作站到集线器之间的距离在30米以内。对信号可再生和放大，工作站到集线器之间的距离可达600米。具有有源集线器的全部功能外，还提供网络管理、智能选择网络传输通路等功能。集线器（HUB）端口相互独立，用户通过双绞线与之相连20十二月202323网桥在OSI模型的数据链路层上实现互联的设备。网桥能够读取目标地址信息，并决定是否向网络的其他段转发。可以用于互联不同物理介质的网络。同一网段不转发不同网段网桥转发不同网段网桥转发20十二月202324网关网关的连接操作是在OSI模型的七层协议的传输层以上，是最复杂的网络互联设备，用于连接使用不同通信协议或结构的网络。可以说是一个智能超群的路由器，网桥，中继器。20十二月202325连接多个网络或网段的网络设备，在OSI模型的网络层上实现互联路由器不同网络之间数据格式转换和转发维护和更新路由表寻找一条最佳传输路径（路径表）网络控制和管理路由器功能20十二月202326交换机交换机取代集线器和网桥，增强路由选择功能。交换和路由之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的数据链路层，而路由发生在网络层。

虚拟局域网只是给用户提供的一种服务。它通过设置用户群将分布在不同实际局域网内的计算机组合成一个工作群体，而不需要改变布线。

设置工作组1A1B1C1LAN1A2B2C2虚拟局域网

1虚拟局域网

2交换机LAN2交换式集线器

设置工作组220十二月202327调制解调器

一种通过公用电话网（PSTN）连接计算机的设备。实现模拟信号和数字信号的转换。电话网调制

解调模拟信号数字信号数字信号调制解调器的技术指标传输速率：9600bps、14400bps、28800bps、33.6kbps、56kbps、112kbps20十二月2023282、网络软件系统局域网上常用的数据传输协议有：NetBEUINetBEUI（NetBIOSExtendUserInterface）网络基本输入输出系统扩展用户接口。适合单网段小型局域网，无路由功能。

包括了100多个不同功能的协议，最主要的是TCP和IP协议。TCP/IP协议的主要特点：标准化，任何网络软件或设备都能在该协议下运行；可路由性，用户可以将多个局域网连成一个大型互联网络。TCP/IP20十二月202329TCP（TransmissionControlProtocol）传输控制协议用于保证被传送信息的完整性。IP（InternetProtocol）网际互连协议负责将消息从一个地方传送到另一个地方。TCP/IP资料：TCP/IP协议通信软件目的是使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，很容易的控制应用程序与多个站点进行通信，并能对大量的通信数据进行加工和管理。20十二月2023306.3.4网络操作系统

网络操作系统：具有网络功能的操作系统特点复杂性——要对全网资源进行管理，以实现整个系统的资源共享。实现计算机之间通信与同步。并行性——每个节点机上的程序都可以并行执行，一个作业可以分配到本地的节点机上，也可以分配到远程节点机上。安全性——可对不同用户规定不同的权限；提供身份验证机制；保证数据传输的安全和保密。提供高效可靠的网络通信能力提供多种网络服务功能

Unix

LinuxNovellNetware网络操作系统

NetWareWindowsNTUNIX20十二月202332例1：①计算机网络技术是

和

的产物。

②计算机网络的硬件主要由

和

两大部分组成，其必不可少的软件包括

和

两大部分。③计算机网络的三大基本功能是

、

、

。④（）CPU是计算机的资源也是网络的资源。。⑤（）计算机拔号上网必不可少的网络设备是网卡。⑥（）在计算机网络中只能共享软件资源，不能共享硬件资源。⑦（）用电缆连接多台计算机就构成了计算机网络。⑧判断下列哪一个不是网络操作系统

。A．Windows98B．WindowsNTC．NovelD．Linux⑨在网络的连接设备中，网络中的中心设备是

；当网络段长度超过允许的最大距离时，必须采用

设备；用于两个同类型的局域网之间的连接的是

；用于不同网络操作系统的局域网之间互连的是

。

A．网关B．网桥C．中继器D．集线器⑩计算机网络连接最主要的目的是

。A．资源共享B．分布处理C．公共备份D．提高计算机的性能/价格比20十二月202333基本概念7.2数据通信基础知识

信源信宿传输媒体通信系统基本要素数据通信系统一般由数据传输设备，传输控制设备和传输控制规程及通信软件组成。

20十二月202334信道

在传输介质电路中，用信道表示向某一个方向传送信息的媒体，一般可以将信道视为一条通信电路的逻辑部分。分类：传输介质（有线信道，无线信道，卫星信道）使用的权限（专用信道，公用信道）传输信号的种类（模拟信道，数字信道）20十二月202335带宽

指信道能传送信号的频率宽度，可传送的信号的最高频率与最低频率之差。比特率：单位时间内传输二进制代码有效位数，单位为bps波特率：线路中每秒传送的波形的个数，其单位为baud

两者的换算关系为：比特率

=波特率

×log2

N数字信号模拟信号

通常用带宽来描述传输介质的传输容量，容量越大，带宽越宽，通信能力就越强，传输率越高。衡量传输能力的指标：20十二月202336基带与宽带

几种复用技术：频分复用技术(如高速公路多条车道）时分多路复用技术(如行李包传送带）波分复用技术基带：电信号固有的基本频率。将全部介质带宽分配给一个单独的信道，直接用两种不同的电压来表示数字信号0和1。宽带：比音频带宽更宽的频带，包括了大部分的电磁波频谱。20十二月202337数据传输方式

并行传输以比特为单位适用于远距离传输

串行传输数据通信发送装置数据通信接收装置0101001ASSCII码字符TASSCII码字符T数据通信发送装置1011000数据通信接收装置以字符为单位适用于近距离传输20十二月202338线路通信方式

单工通信（单向）信息流是单方向的且不能改变半双工通信（双向交替）通信双方不能同时进行收发全双工通信（双向同时）通信双方可同时收发信息20十二月202339同步技术

使接收速度和发送速度保持一致数据接收端能识别所收到的数据同步同步方法异步传输传输以字符为单位同步传输传输以数据块为单位20十二月202340在每个发送的字符前加入一个起始位，后面插入一个（或两个）停止位。起始位的编码值为0，停止位的编码值为1。异步传输字符间隔不定长发

送器接收器字符码n10011010停止位起始位字符码111001001停止位起始位当没有数据发送时，发送器就连续发出停止码1，接收器根据从1至0的跳变来识别一个新字符的开始。20十二月202341在每一个数据块的开始处和结束处各附加一个或多个特殊的字符或比特序列，用于标记数据块，这些组合称为帧。接收端接收到同步脉冲序列后，根据同步脉冲来确定数据的起始与终止，从而实现发送端信号和接收端信号同步的目的。同步传输发送器接收器数据字符（数据长度可变）结束位同步位校验位控制位20十二月202342线路交换

是一种直接交换方式。发送点与接收点之间构成一条实际连接的专用物理线路。数据传输速度快，线路利用率底。分组交换报文交换线路交换报文交换以报文为交换单位，临时选择通信网络中的一条线路传送数据，两个实体不需要事先建立好一个连接，也不需要同时处于激活状态。分组交换

将报文划分成一个个平均大小保持不变的小组作为交换单位，其他与报文交换相同。每个分组可以有自己独立的传送路径。信息交换技术与差错控制

报文控制信息报文正文信息结束信息交换技术常用技术有三类:20十二月202343例2：①（）计算机网络也是一个通信网络。②（）计算机拔号上网必不可少的网络设备是网卡。③（）一台计算机只能与一种网络互连，因此只需要安装一种协议就够了。④在网络的连接设备中，网络中的中心设备是

；当网络段长度超过允许的最大距离时，必须采用

设备；用于两个同类型的局域网之间的连接的是

；用于不同网络操作系统的局域网之间互连的是

。

A．网关B．网桥C．中继器D．集线器⑤在计算机网络中，表征数据传输可靠性的指标是

。

A．传输率B．误码率C．信息容量D．频带利用率⑥Modem的功能是实现

。

A．模拟信号与数字信号的转换B．数字信号的编码

C．模拟信号的放大D．数字信号的整形20十二月2023447.3局域网简介7.3.1局域网的基本构件

7.3.2局域网的类型

7.3.3局域网的传输媒体

7.3.4局域网的连接设备

7.3.5局域网的工作模式

20十二月2023457.3.1局域网的基本构件图7.8局域网的基本构件20十二月2023467.3.2局域网的类型

左：对等网络右：基于服务器的网络

20十二月202347局域网的拓扑结构20十二月2023487.3.5局域网的工作模式专用服务器结构（Sever-Based）对等式网络操作系统（Peer-to-Peer）客户机/服务器模式（Client/Server）浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）分类

对等网网络中的所有计算机都具有同等地位，没有主次之分。任何一个节点机所拥有的资源都作为网络资源，可被其他节点机上的用户共享。

客户机/服务器模式网络中有几台计算机专门充当服务器，为整个网络提供共享资源和服务。20十二月202349例3：①局域网是一种在小区域内使用的网络，其英文缩写为

，它上面所有工作站相互联接的部件是

。②（）局域网的地理范围一般在几公里之内，具有结构简单、组网灵活的特点。20十二月2023507.4Internet基础Internet（又称互联网）的发展和普及极大的改变了人们生活和工作的方式，使信息交流变得简单而又快捷。通过Internet，人们可以得到各种信息资料，可以得到各种共享软件和软件补丁，它是一个信息资源非常丰富的宝库，它在提供信息的同时，也为人们开辟了进行思想交流、聊天、购物、娱乐和商贸谈判等新的天地，它缩短了人与人之间的距离，开阔了视野。

20十二月2023517.4.1Internet简介Internet，中文译名为因特网，又叫做国际互联网。它是由那些使用公用语言互相通信的计算机连接而成的全球性网络。简单地说，Internet是由多台计算机组成的系统，它们以电缆相连，用户可以相互共享其他计算机上的文件、数据和设备等资源。20十二月2023527.4.2Internet的发展历程ARPA网Internet60年代末90年代初主要协议：TCP/IP20十二月2023531993年中国加入了Internet

中国公用计算机互联网中国科学技术计算机网中国教育和科研计算机网络国家公用经济信息通信网注:共九个计算机网络接入Internet(见图示1)中国的公用网络20十二月2023547.4.3计算机网络的体系结构

例:甲乙两个人通电话语法：电话号码；语义：响铃（表示有电话打进），乙接电话，通话等一系列的动作；同步：甲先拨电话，响铃，乙接听电话，等一系列的通话时序。语法：数据与控制信息的结构或格式语义：用来说明通信双方应当怎么做同步：详细说明事件如何实现协议：一套关于信息传输顺序，信息格式和信息内容等的约定。协议三要素

20十二月202355网络系统体系结构：接口：相邻层之间的通信约束上下层之间通过接口通信，相似的功能出现在同一层。上下层之间的关系是下层对上层服务，上层是下层的用户。网络体系结构：指计算机网络的各个层和在各层上使用的全部协议。20十二月202356开放系统互联OSI参考模型：

国际标准组织（ISO）提出的开放系统互联（OSI）参考模型。它将数据从一个站点到达另一个站点的工作按层分割成七个不同的任务。

开放：任何不同的计算机系统，只要遵循OSI标准，就可以和同样遵循这一标准的任何计算机系统通信。系统：计算机，外部设备，终端，传输设备，操作人员以及相应软件的集合。20十二月202357主机A双向箭头线表示概念上的通信线路，空心箭头表示实际通信线路。应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层互连物理传输媒体通信子网资源子网主机B20十二月202358TCP/IP模型：采用4层模型应用层：常用的应用程序传输层：提供端到端的通信网际层：负责不同网络同一网络中计算机之间的通信网络接口层：负责与物理网络的连接。OSI参考模型TCP/IP模型应用层应用层Telnet、SMTP、FTP、DNS表示层会话层传输层传输层TCP、UDP协议网络层网际层IP协议数据链路层网络接口层物理层20十二月2023597.4.4IP地址和子网掩码IP地址是Internet上的通信地址，是计算机、服务器、路由器的端口地址，每一个IP地址在全球是惟一的，是运行TCP/IP的协议惟一标识。本节介绍的IP地址属于IPV4,由32位二进制数字构成。20十二月202360在寻址时通过子网掩码对IP地址进行屏蔽运算，先找出网络部分，再确定子网中的主机地址。子网掩码某位为1，表示该位所对应IP地址中的一位是网络地址部分中的一位，若某位为0，表示它对应IP地址中的一位是主机地址部分中的一位。A类地址的掩码:255.0.0.0B类地址的掩码:255.255.0.0C类地址的掩码:255.255.255.0IP地址6与掩码进行“与”运算，可得到网络地址，屏蔽IP地址中的网络部分，可得到中国教育科研网主机地址36。子网掩码判断两台主机是否在一个网络中？20十二月202361DNS采用分层次结构，将名字分成若干层次，每个层次只管理自己的内容，典型的域名结构：主机名.单位名.机构名.国家名从左到右，域的范围变大。具有实际含义，比IP地址好记。Internet上几乎在每一子域都设有域名服务器，服务器中包含有该子域的全体域名和地址信息。Internet每台主机上都有地址转换请求程序，负责域名与IP地址转换。域名解析：域名和地址之间的转换工作。swust.

中国教育部7.4.5域名服务系统DNS（DomainNameSystem）及域名解析DNS：一个命名系统，以及按命名规则产生的名字管理和名字与IP地址的对应方法。20十二月202362域名意义域名意义域名意义com商业类edu教育类gov政府部门int国际机构mil军事类Net网络机构org非盈利组织arts文化娱乐arc康乐活动firm公司企业info信息服务nom个人stor销售单位web与WWW有关单位分为类型名和区域名两类。类型名共14个，区域名用两个字母表示世界各国和地区。顶级域名cn中国jp日本se瑞典de德国kr韩国sg新加坡20十二月202363可以直接使用中文命名域名。中国互联网络信息中心网站：中国互联网络的域名体系域名意义域名意义域名意义ac科研机构edu教育机构Net网络机构com工商金融gov政府部门org非盈利组织顶级域名二级域名cn34个行政区域名6个类别域名用两个字符的汉语拼音：bj北京、sh上海20十二月2023647.4.6其它Internet概念ISP（InternetServiceProvider）

Intranet（内联网，也称企业网）

超文本标记语言（HTML）

超文本传输协议（HTTP）

统一资源定位符（URL）

超级链接（hyperlink）

主页（homepage）

20十二月2