大学计算机基础

第4章计算机网络基础

计算机网络概述网络通信基本观念计算机网络的组成Internet概述Internet应用网络信息发布技术2010年精选2021版课件4.1计算机网络概述4.1.1网络的形成与发展4.1.2网络的功能与应用4.1.3网络的模式与分类4.1.4网络的体系结构4.1.5典型网络介绍2精选2021版课件计算机网络的概念资源共享数据交换3精选2021版课件计算机网络的概念计算机网络是以资源共享的方式相互连接的若干台自主计算机的集合。

计算机网络是通过某种通信介质，将不同地理位置的多台具有独立功能的计算机连接起来，并借助网络硬件，按照网络通信协议，并且配以相应的网络操作系统来进行数据通信，实现网络上的资源共享和信息交换的系统。掌握4精选2021版课件

4.1.1网络的形成与发展初级阶段：终端-计算机联机系统（雏形）由多台终端设备通过通信线路连接到一台中央计算机上而构成。（远程分时多终端系统）1959年美国半自动防空系统SAGE发展阶段：计算机-计算机联机系统以多处理中心为特点的真正的计算机网络。1969年美国国防部高级研究计划署ARPA网成熟阶段：计算机网络互联系统1989年覆盖全球的互联网络Internet5精选2021版课件3.计算机网络互联局域网局域网局域网路由器路由器路由器通信子网资源子网6精选2021版课件网络的发展网络系统：局域网→广域网网络传输介质：有线→无线网络传输信息：多媒体网络模式传输介质通信协议涉及的问题7精选2021版课件

4.1.2网络功能与应用计算机网络功能数据通信：电子邮件、文件传输、远程登录等。

资源共享：包括硬件、软件和数据资源的共享。

系统可靠性、可用性：互为后备机；均衡负载。易于分布式处理：均衡使用网络资源。计算机网络应用改变了我们的工作方式、学习方式、生活方式。8精选2021版课件4.1.3网络的模式与分类网络模式对等模式（PeertoPeerNetwork）相连的计算机之间彼此处于同等地位。共享资源。资源不易进行有效的管理，文件存放分散，不利于数据的保密。客户机/服务器模式（Client/Server，C/S）共享数据全部都集中存放在服务器上。运行稳定、数据安全、扩展方便、易于升级。专用的网络服务器和NOS，成本高，管理复杂。掌握9精选2021版课件对等网络模式ABC客户机DEA登录CC登录A服务器服务器客户机PeertoPeerNetwork10精选2021版课件客户机/服务器网络模式（C/S）服务器

网站1服务器网站2客户机客户机客户机客户机11精选2021版课件4.1.3网络的模式与分类网络的分类按通信距离分局域网（LAN）：家庭网、校园网广域网（WAN）：CHINANET、CERNET、Internet城域网（MAN）：（电子政务：上海、海南）按网络用途分公用网：CHINANET、CNCNET、UNINET专用网：CERNET、CSTNET、CHINAGBNEthernet以太网、Novell网、NT网12精选2021版课件

按拓扑结构分类P96

在计算机网络中把设备连接起来的布局方法叫网络的拓扑结构，也就是网络结点的位置和互连的几何布局。几种典型结构：星型结构总线结构环型结构树型结构掌握13精选2021版课件优点：

连接方便，易于检测和隔离故障,控制方便。eg.以太网双绞线网络缺点：依赖中心结点;成本高。星型拓扑结构中央接点集线器或交换机便于控制和管理，连接方便，容易检测和隔离故障14精选2021版课件总线型拓扑结构优点：易于扩充，增加新的站点容易。使用电缆较少，且安装容易。使用的设备相对简单，可靠性高。缺点：发送信息时要竞用总线，传输信息易发生冲突。故障诊断、隔离困难。AB共用一条公用总线结构简单、可靠性高、方便布局、成本较低、节点增删容易15精选2021版课件环型拓扑结构

环型拓扑结构是由网络中若干中继器通过点到点的链路首尾相连型成一个闭合的环。优点：

传输速率高(光纤)，距离远;

令牌传递方式，无冲突。易实现分布式控制;缺点：

结点故障引起整个网络瘫痪;

诊断故障困难。令牌采用非集中控制方式，各节点之间关系对等。传输速率高、传输距离远、容易实现分布式控制16精选2021版课件树型拓扑结构

优点：

易于扩展;

故障隔离容易缺点：

对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作，可靠性与星型结构相似。17精选2021版课件其他拓扑结构树型网型综合型18精选2021版课件4.1.4网络体系结构系统体系结构——系统功能分解（即层次结构）合理划分层次，确定各层次的功能及之间的接口。每层间有相应的通信协议，相邻层之间通过接口进行通信。网络体系结构——层和协议的集合网络的各个层和在各层上使用的全部协议统称为网络的体系结构。网络协议就是各类通信规程和约定的集合。19精选2021版课件ISO/OSI参考模型网络层数据链路层物理层传输层应用层表示层会话层网络层数据链路层物理层传输层应用层表示层会话层A（Application）层协议物理传输介质主机A主机BP（Presentation）层协议S（Session）层协议T（Transport）层协议N（Network）层协议DL（DataLink）层协议PH（Physical）层协议资源子网通信子网开放系统互联参考模型每层完成的一定的功能，并遵守相应的协议掌握20精选2021版课件ISO/OSI参考模型物理层：直接面对传输介质链路层：负责接点间线路无差错的传送网络层：在分组传送中进行路由选择、网际互连传输层：衔接上三层和下三层应用层：直接面向用户提供服务（Email、FPT等）表示层：数据格式的转换会话层：网络各节点间的信息交换等低三层高三层中间层21精选2021版课件4.1.5典型网络介绍Internet与Intranet（企业内部网——局域网）基于TCP/IP协议ATM（异步传输方式）与ISDN（综合业务数字网）ATM：高速交换（光纤传输）和多路复用技术B-ISDN：（电话线传输）采用ATM广播电视宽带综合数字网（双向交互式，机顶盒）三网（电信、IP网络、有线电视）合一及多网融合多媒体网络系统（基于ATM）22精选2021版课件4.2网络通信基本概念4.2.1信息、数据和信号4.2.2信道及其分类4.2.3通信系统的主要技术指标4.2.4数据通信中的主要技术问题4.2.5串行传输与并行传输4.2.6数据同步技术4.2.7数据交换技术23精选2021版课件4.2.1信息、数据和信号信号信号是对数据在传输过程中的电磁波表示形式，分为数字信号和模拟信号两种。模拟信号：一种连续变化的电信号，例如：电话线上传送的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号。数字信号：一种离散变化的电信号，例如计算机产生的电信号就是“0”和“1”的电压脉冲序列串。掌握24精选2021版课件模拟信号与数字信号25精选2021版课件4.2.2信道及其分类信道信号传输必由之路。由传输线路和传输设备组成。物理信道：用来传送信号或数据的物理通路。传输介质通信设备逻辑信道：结点内部的其他“连接”。有线信道：电缆线、双绞线、同轴电缆、光缆等有形传输介质无线信道：无线电、微波、激光和红外线等无形传输介质专用信道（专线）：连接用户之间设备的固定线路。公共交换信道：通过公共交换机转接，例如公共电话交换网。26精选2021版课件4.2.3通信系统的主要技术指标数据传输速率SS（比特率）：数字信号的传输速率，它是指在有效带宽上，单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，即bit/s，或b/s、Kb/s、Mb/s。带宽物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频率和最低频率之差，单位为赫兹（Hz）。掌握27精选2021版课件4.2.3通信系统的主要技术指标信道容量物理信道上能够传输数据的最大能力带宽和比特率都可以用来表征信道容量：在模拟信道中：原用带宽（Hz）在数字信道中：常用比特率S（b/s）误码率（出错率）数据在传输过程中被传错的概率掌握28精选2021版课件4.2.4数据通信过程中的主要技术问题数据传输类型数字信号模拟信号差错控制技术自动检测差错差错纠正数据通信方式并行/串行单工（单向，eg.电视收看）同步/异步半双工（双向，eg.无线对讲机）全双工（双向同时，eg.电话）数据交换技术线路交换（电路交换）存储转发交换技术报文交换分组（包）交换公用电话网公用电报网公用数据网29精选2021版课件4.2.5数据传输方式（串行/并行传输）并行传输串行传输一次传输若干个bit的数据，需要用相应的若干根传输线。串行传输速率只有并行传输的几分之一发送端接收端信道8信道7信道6信道5信道4信道3信道2信道1并／串转换发送端7654321887654321串／并转换接收端7654321830精选2021版课件4.2.7数据交换技术用户A用户B网络1网络2报文交换技术存储—转发方式实时性强、延时小、成本低线路利用率低电路交换技术网络2用户B网络1用户A转发存储交换机交换机交换机中继线31精选2021版课件4.2.7数据交换技术封装用户B路由器数据分组data包1收发信息data包2收发信息data包n收发信息用户A解除封装节点1节点2节点…节点n选择路径重新装配压缩节点所需的存储容量，缩短了网路时延，提高了传输效率，提高了传输的可靠性。分组交换技术32精选2021版课件4.3计算机网络的组成4.3.1网络主体设备4.3.2网络传输介质4.3.3网络互联设备4.3.4网络操作系统4.3.5网络传输协议33精选2021版课件

4.3计算机网络的组成传输介质：通信线路资源子网（数据处理）主机（服务器）终端及其控制器（客户机）外设软件资源信息资源硬件资源通信子网（数据通信）通信设备网络协议路由器交换机计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。

掌握34精选2021版课件4.3.1计算机的发展历程服务器（提供服务）为网络提供共享资源的基本设备，也称中心站。客户机（提出请求）是网络用户入网操作的节点，也称工作站。

主体设备（主机）客户机服务器通信连接设备传输介质网络硬件系统文件服务器通信服务器数据库服务器35精选2021版课件4.3.2网络传输介质通常用带宽来描述传输介质的传输容量（bit/s或bps）传输介质的传输容量越大，带宽就越宽，传输速率也越高，通信能力就越强。有线介质同轴电缆无线介质传输介质双绞线光缆（光纤）微波卫星传送红外线大多传输数字信号，可以利用利用空间电磁波等实现无线传输

可传输模拟信号和数字信号通信子网中沟通发送方和接收方的物理通路

激光36精选2021版课件4.3.3网络连接设备

网内连接设备为计算机之间提供数据传输功能连接网络上的各个结点（星型结构）网络适配器（网卡）集线器（HUB）网间连接设备（局－局、局－广、广－广）局域网之间进行数据转发（放大、延伸）局域网与局域网互连（存储转发）协议转换器，多个异种网之间的连接公用电话线与网络连接中继器网桥与路由器网关（信关）调制解调器（Moden）交换机连接网络上的各个结点（独享额定带宽）37精选2021版课件4.3.4网络操作系统NOS定义：具有网络功能的操作系统，除了具有计算机操作系统的通用功能，还有网络支持功能。特点：复杂性、并行性、安全性。功能提供高效可靠的网络通信能力提供多种网络服务常见的网络操作系统：Novell网中的NetWare操作系统WindowsNT操作系统（Workstation/Server

）38精选2021版课件4.3.5网络传输协议计算机在物理网上进行通信所需要共同遵守的语言规范OSI模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层物理层网际互联层网络接口层TelnetFTPHTTPSMTPTCPUDPIPICMPARPRARPTCPTCPTCPHardwareTCP/IP模型NetBEUI：IBM公司IPX/SPX：Novell公司TCP/IP：工业标准协议39精选2021版课件4.4Internet概述4.4.1Internet起源与发展4.4.2Internet基本服务

4.4.3Internet工作原理

4.4.4IP地址与域名地址

4.4.5Internet接入2010年精选2021版课件4.4Internet概述

Internet是一个建立在TCP/IP协议基础上的世界范围内的最大的互连网络。它实际上是将不同物理网络技术统一起来的一种软件技术。Internet是通过分层(四层)结构实现：传输协议（TCP）物理层协议应用软件信息网际协议（IP）应用程序协议（SMTP、FTP、HTTP等）公路交规交通工具货物41精选2021版课件

Interner的起源4.4.1Internet起源与发展1969年：美国国防部建成ARPANet1983年：ARPANet与MILNet合并，形成Internet雏形1986年：建立了基于TCP/IP协议的NSFNet网络，Internet基础1990年：与NSFNet相连的网络已达500多个，形成今天的因特网美国有4所大学参与联网世界上最早的计算机网络美国国家科学基金网42精选2021版课件Interner的发展信息高速公路提出

将计算机资源用高速通信网连接起来，以提高国家的综合实力和人民的生活质量，使计算机网络进入了一个高速网络的新阶段。1993年美国提出了“国家信息基础建设”（NII）的计划WWW发明

1991年Hypertext（超文本）系统在Internet上的应用Internet展望与嵌入式系统相结合（“数字基因”）与移动通信相结合(“蓝牙”技术)43精选2021版课件3.中国互联网的发展Internet中国公用计算机互联网CHINANET中国教育和科研计算机互联网CERNET中国科学院计算机互联网NCFC中国国家公用经济信息通信网GBNET校园网也在其中！第一阶段：与Internet电子邮件的连通（1987年9月20日22：）第二阶段：与Internet实现全功能的TCP/IP连接（1994年5月）【中国的四大互联网络】第三阶段：中国下一代互联网诞生（2004年3月）快、大、安全掌握44精选2021版课件4.4.2Internet基本服务电子邮件（E-mail）远程登录（Telnet）文件传输（FTP）访问远地系统的资源收发电子邮件完成文件（下载）和（上传）

万维网信息浏览（WWW）信息的查询与浏览

掌握45精选2021版课件4.4.2Internet其他服务网络新闻服务、BBS近期的服务与应用IP电话与视频点播移动电话与可视电话电子商务（狭义：电子交易；广义：电子商业）电子政务（政府、企业与公民）远程教学智能小区46精选2021版课件4.4.3Internet的工作原理采用TCP/IP协议进行“对话”

工作模式：

客户机/服务器模式

数据传输方式：

分组交换技术

通信协议采用

TCP/IP协议

TCP:传输控制协议

IP:网际协议掌握47精选2021版课件4.4.4IP地址和域名系统

为了使用户能够方便、快捷地找到互联网上信息的提供者、信息的目的地，首先必须解决如何识别网上主机的问题。依靠地址进行识别。

Internet网络中的每一台计算机都有一个唯一的通信地址，这个地址叫做IP地址。

IP地址

xxx.xxx.xxx.xxx网络地址

主机地址40亿台计算机掌握

占4个字节，用“.

”分开的十进制整数（≤255）。48精选2021版课件IP地址类型

IP地址根据网络规模的大小分成了A、B、C三种基本类型。网络号主机号A类1~126224台主机B类128~191216台主机C类192~22328台主机202.115.0.36大型网络中型网络小型网络属C类49精选2021版课件www.scu.edu.cnworldwidewebEducationSichuanUniversityChina访问四川大学有如下IP地址：202.115.32.61也可以用如下地址（域名）：

域名地址

由字符命名主机地址IP地址与域名地址掌握50精选2021版课件IP地址和域名地址是整体一一对应202.115.32.61cs.scu.edu.cn域名地址由域名系统（DNS）定义，并转换成实际的IP地址。主机名.单位名.

机构名.国家名WWW并不代表202域名地址格式域名地址www.scu.edu.cnP121表4-1和4-2掌握51精选2021版课件顶级域名com

商业机构edu

教育机构net

提供网络服务的组织gov

政府部门jp日本cn中国uk英国au澳大利亚区域名机构名域名地址（P121表4-1和4-2）掌握52精选2021版课件4.4.5Internet接入单机连接方式局域网连接方式

接入方式终端仿真方式：无IP地址拨入方式：拥有独立的IP通过电话线连接：共享服务器IP直接（专线）连接：拥有独立的IP53精选2021版课件返回

接入途径普通电话线拨号上网ISDN线路拨号上网

宽带ADSL上网专线上网有线电视网（CATV）无线上网4.4.5接入InternetP123无固定IP(动态分配IP)数字信道传输，128Kbit/s上行1Mb/s,下行8Mb/sDDN——数字数据网线缆调制解调器移动技术、无线局域网54精选2021版课件在Windows中设置IP地址添加TCP/IP配置TCP/IP55精选2021版课件4.5.1WWW与IE浏览器4.5.2电子邮件（E-mail）4.5.3文件传输（FTP）4.5.4远程登录（Telnet）4.5Internet应用56精选2021版课件4.5.1WWW与IE浏览器

WWW（WoldWideWeb)简称：3W、W3、Web,中文译名为万维网。用“关键字”方式建立信息间的链接

WWW是一个基于Internet的全球性多媒体信息系统(可看成是一个分布式信息库)。它通过遍布全球的Web服务器(网站形式)向配有浏览器的Internet用户提供信息服务。通过超文本和超媒体技术将大量的信息连接起来。57精选2021版课件浏览器和WWW服务器之间的通信协议

WWW的组成Web页Web服务器Web浏览器HTTP协议超文本标记语言编写的文档存放Web页的服务器，发布工作站访问Web页的工具HTTP协议超文本传输协议→URL统一资源定位器4.5.1

WWW与IE浏览器58精选2021版课件

统一资源定位器(URL)

在浏览器中对需要访问的资源的描述。所有的浏览器都有一个位置给用户输入所需的URL。http://

www.scu.edu.cn

/

top.html资源类型主机域名资源文件名ftp定位使用ftp协议进行文件传输的文件服务器http定位使用http协议提供的超文本信息服务的Web服务器telnet定位使用telnet协议提供远程登录信息服务的服务器掌握59精选2021版课件IE浏览器P126WWW浏览器用于快速查找网点提供的超媒体文档。较著名的浏览器有：Netscape(景网公司)IE（微软公司）URL：统一资源定位器HTTP：超文本传输协议60精选2021版课件网上冲浪，少不了必要的引擎：