专题5-计算机网络基础及应用（2021版）

计算思维导论大学计算机公共基础教学部5计算机网络基础与应用1计算机网络基础（重点）2互联网的组成（重难点）内容安排6.3计算机网络概述

6.5因特网

6.26.46.6第7章（自学）专题5计算机网络基础及应用1计算机网络基础计算机网络的分类与组成局域网的基本原理计算机网络的分类与组成1什么是计算机网络2计算机网络的分类3计算机网络的组成4传输速率与带宽5网络的两种工作模式什么是计算机网络？性质：它是一种通信系统（与电话、电视系统不同，它是一种数据通信系统）它是计算机系统的延伸与扩展需要使用多种复杂的技术利用通信设备和网络软件，把两台或多台计算机连接起来的一个系统计算机网络的组成终端设备:计算机、手机、平板电脑、监控探头、服务器等数据通信链路：用于传输数据的介质：双绞线、光缆、无线电波等通信控制设备：如网卡、集线器、交换器、调制解调器、路由器等，确保通信正确、可靠、有效地进行网络通信协议——共同遵循的一组规则和约定通信如何开始、如何结束？数据如何表示？命令如何表示？通信对象如何区分？其身份如何鉴别？发生错误如何处理？等等。例如：TCP/IP,HTTP,FTP，POP3等网络操作系统和网络应用软件：实现通信协议、管理网络资源等实现各种网络应用，如浏览器、电子邮件程序、QQ、搜索引擎等计算机网络的管理——

网络操作系统(服务器操作系统)网络操作系统(Networkoperatingsystem,

NOS)是指运行在服务器上的操作系统，也称为“服务器操作系统”网络操作系统的责任是：支持大量客户机同时发出服务请求并快速作出响应管理并协调资源的分配与共享管理、监测与记录客户机的操作 (记录用户每一次登录和退出的时间，以及每一次使用服务器资源的情况)数据保护和故障处理等当前使用的主流网络操作系统主流网络操作系统：Linux，源代码开放，可免费得到许多应用软件UNIX系统，稳定性和安全性好，可用于大型网络微软公司的Windows系统的服务器版（如WindowsNTServer、Windows2000Server，WindowsServer2008、2012、2016等）网络管理员(超级用户)的职责：为用户建立账号(开户)、分配资源使用权限、撤销账号(销户)、维护网络正常工作和保证信息安全计算机组网的目的（1）数据通信使计算机之间可以相互传送数据，方便地交换信息（2）资源共享用户可以共享网络中其他计算机的软件、硬件和数据资源（3）分布式信息处理大型问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务（4）提高计算机系统的可靠性和可用性计算机出现故障时，网络中的计算机可以互为后备计算机负荷过重时，可将部分任务分配给空闲的计算机计算机网络的分类按使用的传输介质可分为：有线网■无线网按网络的使用性质可分为：公用网■专用网■虚拟专网(VPN)按网络的使用对象可以分为：企业网■政府网■金融网■校园网■

···按网络所覆盖的地域范围可以分为：局域网(LAN)：使用专用通信线路把较小地域范围（一幢楼房、一个楼群、一个单位或一个小区）中的计算机连接而成的网络城域网或市域网(MAN)：作用范围在广域网和局域网之间，其作用距离约为5km～50km，例如一个城市范围的计算机网络广域网(WAN)：把相距遥远的许多局域网和计算机用户互相连接在一起的网络。广域网有时也称为远程网几种网络之间的相互关系广域网城域网城域网接入网接入网接入网局域网校园网PC将分散的用户计算机(网)接入特定城域网的各种网络通信设施个人区域网计算机网络的两种工作模式资源：硬件、软件、数据都是计算机的资源网络中的计算机可以扮演2种不同的角色：客户机：需要使用其它计算机资源的计算机服务器：提供资源（如数据文件、磁盘空间、打印机、处理器等）给其它计算机使用的计算机每一台连网的计算机，其“身份”或者是客户机，或者是服务器，或者两种身份兼而有之计算机网络有两种基本的工作模式：对等（peer-to-peer，简称P2P）模式客户/服务器（Client/Server，简称C/S）模式

对等工作模式（P2P）网络中每台计算机既可以作为客户机也可以作为服务器例：Windows操作系统中的“网上邻居”ABLAN或WAN特点：可共享的资源主要是文件和打印机，由资源所在计算机自己管理，使用比较简单不需要专门的硬件服务器，也不需要网络管理员保证可靠性、安全性是关键A计算机可使用B的打印机B计算机可访问A计算机硬盘中的文件互联网应用中的P2P工作模式P2P是通过网络中计算机与计算机之间直接交换来相互共享计算机资源的一种应用模式以前P2P模式以局域网使用居多，近些年已在互联网上广泛使用，例如：文件共享：BitTorrent(BT下载)，eMule(电驴)，迅雷流媒体服务：Skype（网络IP电话）对等协同计算区块链P2P业务已占互联网业务流量的相当部分（P2P模式）（C/S模式）服务器举例：BT下载的工作原理ACBD客户/服务器工作模式（C/S）特点：网络中的计算机有专门分工，有的是客户机，有的是服务器服务器大多是一些专门设计的性能较高的计算机，并发处理能力强，存储容量大，网络数据传输速率高服务器按用途分为：Web服务器、打印服务器、邮件服务器、文件服务器、数据库服务器等文件服务器打印服务器客户机客户机提出服务请求，使用服务器所提供的资源服务器用于提供资源，为客户机服务Client/Server的工作过程客户机用户必须预先在服务器上注册，由网络管理员为该用户分配访问网络资源的权限。每个注册用户都有自己的账号和口令，并获得使用某些服务的授权需要获得服务时，用户应先登录(login，输入用户名和口令)，登录成功后才能访问服务器上的资源客户机向服务器提出请求(例如访问某个文件)，服务器响应请求，找到该文件，然后将文件传送给客户机(服务器)LAN或WAN(客户机)

请求

请求

结果

结果C/S模式例1：文件服务文件服务(又叫做“共享存储服务”)客户机可以使用服务器中可共享的数据文件，使用方法如同使用本地磁盘一样必须在获得服务器授权的情况下进行文件服务器有访问权限无访问权限(如果是共享服务器中的程序，则一般是将该程序下载到客户机中然后再在客户机中运行，需购买软件的多用户版本和软件许可证)C/S模式例2：打印服务打印服务：共享打印机打印服务器（管理程序）共享的打印机客户机2客户机1打印管理程序的一般原则是先来先服务(排队处理)可以更改打印任务的顺序，也可取消某个正在排队的打印任务例3：ATM柜员机例：银行ATM自动柜员机的工作过程:ATM机是金融计算机网络上的客户机，它是一台嵌入式计算机，供存款、取款、查询等使用服务器在银行的计算中心，是一台大(巨)型计算机，具有一个非常庞大的数据库取款操作时的工作过程：ATM将用户身份信息送到服务器服务器检查是否为合法用户，给出提示用户输入取款数服务器检查是否在允许范围，若可，记帐，发命令给ATM输出现款···WAN局域网的基本原理局域网(LAN)的特点与组成单位自建自管，地理范围有限使用专门铺设的传输介质进行连网数据传输速率高(10Mbps～10Gbps)、延迟时间短数据传输误码率低(10-8～10-11)路由器防火墙服务器共享打印机局域网集线器/交换机广域网广域网双绞线、同轴电缆、光纤或者无线电波连接的每台设备都装有网络接口卡(网卡)，计算机通过网卡和传输介质相互连接计算机局域网(曾经)有不同的拓扑结构总线型局域网环型局域网星型局域网树形局域网(令牌网、FDDI)(交换式以太网)(共享总线以太网)(千兆/万兆以太网)现在是以太网一统天下！以太网原理(1)：MAC地址以太网中，每台计算机都需要安装1块网卡，每块以太网卡都有1个全球惟一的编号，称为MAC地址，也称为该计算机的物理地址MAC地址使用48位表示，例如：0002AC39FEAE（16进制）前三个字节(即高位24位)由IEEE分配给厂家后三个字节(即低位24位)由厂家分配给网卡网卡便携机网卡网卡即计算机的通信控制器网络中每台计算机都应安装网卡网卡的功能大多已集成在芯片组或SoC中，称为“集成网卡”以太网原理(2)：

帧格式在以太网上传输数据，采用将数据分组（包）的方法，以太网上的分组，称为“MAC帧”每个MAC帧格式如下：发送的数据CRC接收计算机MAC地址发送计算机MAC地址循环冗余校验码，可提高数据传输的可靠性有效载荷发送数据时，网卡以帧为单位进行发送；其余网卡收到MAC帧之后，就检查其中的MAC地址：如果是送往本机的帧，则收下进行处理否则，就将此帧丢弃，不做任何处理IEEE802.3标准以太网使用的传输介质同轴电缆（早期使用） 速率为10Mbps的以太网，价格高双绞线（5类线）

大量用于速率为10Mbps和100Mbps的以太网光纤 用于速率为千兆(1Gbps)和万兆(10Gbps)的以太网双绞线和RJ45插头(水晶头)是目前以太网使用最多的传输介质四种以太网介绍近几年局域网技术的变化与发展方向是：

◆技术单一化（交换式以太网）

◆传输高速化（千兆网、万兆网）

◆主干采用树形结构

◆无线局域网（WLAN）普及以太网之1：(经典的)总线式以太网以集线器(hub)为中心，每台计算机通过以太网卡和双绞线连接到集线器的一个端口，通过集线器与其他节点相互通信

集线器ABCD把一个端口接收到的帧向所有端口分发出去，并对信号进行放大，以扩大网络的传输距离，起着中继器的作用

有效载荷(传输的数据)校验信息发送计算机MAC地址接收计算机MAC地址AD(以太网数据帧)总线（使用带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）技术）以太网之2：交换式以太网以以太网交换机(Ethernetswitch)为中心构成以太网交换机是一种高速电子交换器，连接在交换机上的所有计算机均可同时相互通信总线式以太网交换式以太网Hub向所有计算机发送数据帧（广播），由计算机选择接收交换机按MAC地址将数据帧直接发送给指定的计算机1次只允许1对计算机进行数据帧传输允许多对计算机同时进行数据帧传输实质上是总线式拓扑结构星形拓扑结构所有计算机共享一定的带宽每个计算机各自独享一定的带宽（例如：1→3；2→5；4→6同时传输）以太网交换机123456以太网之3：千(万)兆位以太网Web服务器邮件服务器数据库服务器网管工作站防火墙千兆交换机路由器光缆光缆光缆光缆双绞线百兆交换机双绞线光缆光缆网络信息中心双绞线教学楼图书馆化学楼物理楼实验室万兆交换机不同速率的以太网交换机可以按层次方式互相连接起来，构成“校—院系—室、组”的多层次的局域网传输介质(光纤)的长度可达几公里万兆以太网包含多种类型，分别适用于局域网、城域网和广域网。以太网之4：无线局域网组成：无线网卡+无线接入点/无线路由器无线网卡交换机无线接入点无线接入点使用扩频方式通信，具有抗干扰、抗噪声能力。室外覆盖距离通常可达100～300米，室内一般为30米左右每台计算机都需要有无线网卡无线局域网还不能完全脱离有线网络，它只是有线网络的补充无线接入点（WirelessAccessPoint，简称WAP或AP）提供从无线节点对有线局域网和从有线局域网对无线节点的访问，实际上就是一个无线交换机。无线接入点APAP实际上就是一个无线以太网交换机产品形式：无线交换机无线路由器ADSLModem电源天线无线路由器或CableModem变通解决办法：笔记本电脑设置为AP3G/4G手机作为AP小结：几种以太网的比较名称网络速率物理层数据链路层共享总线以太网10Mbps5类双绞线,<100m总线拓扑,广播通信MAC帧，MAC地址CSMA/CD交换式以太网10～1000Mbps5类双绞线或光纤,<100m,星形拓扑MAC帧，MAC地址CSMA/CD千(万)兆以太网1～10Gbps光纤，或4对5类线，星形拓扑MAC帧，MAC地址半双工方式下使用CSMA/CD协议无线局域网11,54,108Mbps无线电波（5.8GHz或2.4GHz频段）MAC帧，MAC地址2互联网的组成网络分层结构与TCP/IP协议IP协议与路由器互联网的发展及组成互联网的接入重点网络分层结构与TCP/IP协议（1）网络的分层结构（2）TCP/IP协议(栈)（1）网络的分层结构文件处理模块主机

甲主机

乙文件处理模块通信服务模块通信服务模块网络接入模块网络接入模块物理通信网络网络接口网络接口计算机网络为什么要划分层次？例：主机甲通过网络向主机乙传送一个文件，甲乙双方均划分为三层，其分工为：从指定位置处读出文件，然后交给下层模块进行发送把文件保存到指定的文件夹中将文件分成一个个包，交给下层模块传输将一个个包组装成文件负责完成与具体物理网络的接口，将数据包转换成帧，按帧在物理网上传输从物理网上接收帧，将数据帧转换成数据包计算机网络分层的优点优点：各层之间是独立的灵活性好结构上可分割开易于实现和维护能促进标准化工作划分为多少层？若层数太少，就会使每一层太复杂。若层数太多，描述和综合各层功能时太繁琐国际标准（7层）互联网标准（4层）(2)TCP/IP协议(栈)计算机网络的分层结构中，不同计算机的同一层必须共同遵循相同的规则和约定，才能正确地进行数据通信，这些规则和约定就是网络协议现在大多数局域网和互联网，都采用源自美国国防部的TCP/IP协议系列什么是TCP/IP协议？TCP/IP是网络互连的工业标准，它包含了100多个协议，其中：TCP（传输控制协议)和IP(网际协议)是两个最基本、最重要的协议4321网络接口和硬件层(以太网,FDDI,X.25,ATM等)网络互连层（IP）传输层（TCP或UDP）应用层(SMTP,HTTP,FTP等)如电子邮件、HTML文档等应用数据应用数据转换为1个或多个TCP数据段或UDP数据段TCP或UDP数据报封装为IP数据报IP数据报封装为以太网信息帧或ATM信元后进行传输负责把数据封装为TCP或UDP数据报，在两个应用程序之间传送数据负责把数据封装为IP数据报，并负责把IP数据报从发送方计算机通过物理网络传送到接受方计算机负责将IP数据报封装成能在物理网络（局域网、广域网）中传输的帧，并进行传输应用程序与应用程序之间通信时使用的协议例:浏览网页时使用的TCP/IP协议4321网络接口和硬件层(以太网)网络互连层（IP）传输层（TCP协议）应用层(HTTP协议)

HTML文档（网页）

HTML文档转换为多个

TCP数据报

TCP数据报封装为IP数据报

IP数据报封装为以太网信息帧进行传输浏览器使用HTTP协议向Web服务器请求网页网页所对应的HTML文档拆分并封装为若干个TCP数据报，由Web服务器用TCP协议逐个进行发送负责把每个TCP报封装为IP数据报，在路由器之间用IP协议进行传送路由器负责将IP数据报封装成以太网帧，在局域网中传输给浏览器网页的地址——URL统一资源定位器URL(UniformResourceLocator)用来标识WWW网中每个信息资源(网页)的地址URL由3部分组成，表示形式为：

协议名称://主机域名或IP地址[:端口号]/文件路径/文件名例：南京市政府官网的URL为:/zjnj//文件路径/文件名指的是网页在Web服务器硬盘中的路径和文件名，缺省时以index.html或default.html作为默认的文件名）主机域名指提供此服务的计算机的域名(端口号通常是默认的，如Web服务器是80，一般不需给出)http表示向Web服务器请求将某个网页传输给用户的浏览器（注：http=超文本传输协议(HyperTextTransportProtocol)）(客户机)浏览器访问网页的工作过程请求网页浏览器WWW服务器LAN或WANWWW服务器(服务器)/zjnj/1用户在浏览器地址栏中输入网页的URL(或点击某个超链)2浏览器发出HTTP请求报文，将网页的URL发送给Web服务器3Web服务器在硬盘中找出网页，将网页放在响应报文中回传给浏览器4浏览器程序将网页内容显示给用户Web服务器不断重复执行如下任务：等待浏览器请求，建立连接，读出并下传网页，关闭连接浏览器任务：建立连接、发出网页请求、接收服务器送来的网页、对网页进行解释并显示网页内容浏览器访问网页的工作过程

（HTTP协议的执行过程）(1) 浏览器向域名服务器请求域名解析，从域名服务器取得Web服务器的IP地址(2) 浏览器中的HTTP客户端程序发起与HTTP服务器（Web服务器）建立1个TCP连接(3) 浏览器按用户输入的URL组成1个请求报文（包含URL、用户名、口令等信息），并向HTTP服务器发送该请求报文(4) HTTP服务器接收请求报文，按请求报文中的文件路径，从硬盘中读出需要的网页，将其封装在响应报文中(5) HTTP服务器向客户端发送响应报文(6) 浏览器接收响应报文，接收完毕后释放TCP连接(7) 浏览器拆封出响应报文中的网页信息，进行显示（报文的传输都是通过调用TCP或UDP协议完成的）！HTTPS协议HTTP协议存在的问题：请求报文和响应报文的内容都是明文传输（不加密），容易被窃听；报文（网页）的内容有没有被篡改也无法证明不验证对方身份，也许是黑客，也许是假冒网站HTTPS协议=HTTP+SSL/TLS，安全的HTTP协议HTTP协议直接调用TCP（或UDP）协议进行报文传输执行HTTPS时，客户端与服务器两端都先执行SSL/TLS协议：1）相互进行身份认证，2）协商生成1个加密/解密用的密钥，3）把报文内容加密之后再调用TCP/UDP进行数据传输国内外许多网站都已经启用了全站HTTPS访问：苹果公司AppStore中要求所有应用都必须使用HTTPS知乎网站也已全站HTTPS新一代的HTTP/2协议也以支持HTTPS作为其基础IP协议和路由器（IPv4）互联网上的计算机如何统一编址？互联网上的每台计算机使用“IP地址”作为其标识IP地址的特点：惟一性：网络上每台计算机都有一个与众不同的惟一的IP地址简明性：所有地址的长度都是32个二进位IP地址的格式：包含网络号和主机号

2个部分A类地址B类地址C类地址主机号（24位）网络号0主机号(8位)网络号011主机号（16位）网络号01指明计算机所属网络的编号指明计算机在该网络中的编号由网络号中的最高1～4位指明该IP地址的类型：分为A,B,C,D,E五类IP地址IP地址类型1.0.0.1~126.255.255.254128.0.0.1~191.255.255.254192.0.0.1~223.255.255.254A类B类C类1261638420971521677721465534254B类A类18162432网络号网络号机器号机器号C类机器号网络号011010允许数量选讲：

5类IP地址的具体格式01234310111组播地址D类01234311111备用E类00181631网络号主机号A类（超大型网络,拥有大量主机(≤16777214)，只有不超过126个网络可获得A类地址）012163101网络号主机号B类（规模适中的网络(≤65534台主机)使用B类地址，首字节大于等于128但小于192）01232431011网络号主机号C类（用于主机不超过254台的小型网络，其IP地址的首字节大于等于192但小于224）两个特殊的IP地址：主机号为“全0”的IP地址，称为网络地址，用来表示整个一个网络主机号为“全1”的IP地址，称为直接广播地址，指该网络中的所有主机IP地址的“点分十进制”表示IP地址是一个32位的地址码，书写和记忆很不方便“点分十进制”表示：用4个十进制数来表示一个IP地址，每个十进制数对应IP地址中的8位(1个字节)，相互间用小数点“．”隔开。例如：800011010000010100010001100110000A类地址810000010000110000010001101000100B类地址211000110011101110001011100001100C类地址点分十进制表示二进制表示IP地址类型IP地址首字节取值网络号取值举例

A类1

1261

126 42B类128

191128.0

191.255 1C类192

223192.0.0

223.255.255 2A、B、C三类IP地址的十进制表示：网络类型、网络号和IP地址举例128.10.0.010.0.0.0191.211.0.0192.5.48.015795红色表示网络号主机IP地址A类网络C类网络路由器路由器路由器B类网络B类网络选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机

甲AP2AP1主机乙应用程序把需要传送的文件交给应用层文件数据5432154321主机

甲AP2AP1主机乙应用层把文件数据加上应用层首部，成为应用层PDU，交给传输层H5文件数据选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机

甲AP2AP1主机

乙传输层加上首部，成为传输层报文(TCP报文或UDP报文)，交给网络层H4H5文件数据选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机

甲AP2AP1主机

乙网络层加上首部成为IP数据报(IP分组)，然后交给数据链路层H3H4H5文件数据选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机

甲AP2AP1主机乙链路层再加上链路层的首部，成为数据链路层的帧，交给物理层进行传送H3H4H5文件数据H2选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321物理传输媒体主机

甲AP2AP1电信号(或光信号)在物理媒体中传播,从发送端物理层传送到接收端物理层主机

乙传输层网络层链路层物理层应用层传输层网络层链路层物理层应用层选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机甲AP2AP1主机乙物理层接收到比特流，上交给数据链路层H3H4H5文件数据H2选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机

甲AP2AP1主机

乙数据链路层剥去帧的首部，取出数据部分，上交给网络层H3H4H5文件数据选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机

甲AP2AP1主机乙网络层剥去首部，取出数据部分上交给传输层H4H5文件数据选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机

甲AP2AP1主机乙传输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层H5文件数据选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机甲AP2AP1主机

乙应用层剥去首部，取出文件数据上交给应用程序文件数据选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程5432154321主机

甲AP2AP1主机乙我收到了

AP1

发来的文件！选讲：采用TCP/IP协议时

主机甲向主机乙传送文件的过程路由器的功能在两个物理网络之间转发IP数据报（主机A→主机B）：若主机B在网络2中，主机A将IP数据报发送给路由器后，路由器通过查找转发表得知，由路由器直接发给B若主机B不在网络2中，则主机A将IP数据报发给路由器后，路由器通过查找转发表得知，再将IP数据报转发给另一个路由器网络接口层主机A主机B路由器网络2网络14321传输层应用层网络互连层网络互连层网络接口层网络接口层传输层应用层网络互连层4321路由器的作用与IP地址设置路由器是一种能够连接异构网络的分组交换机，其作用是：按照路由表在网络之间转发数据包根据需要对数据包的格式进行转换路由器的IP地址设置：当路由器某端口连接一个物理网络时，该端口应分配IP地址该IP地址的网络号，必须与所连接物理网络的网络号相同例：75以太网I()FDDI网.0FDDI网.0ACR1R2以太网II()B数据在计算机、通信链路和路由器中的流动过程

数据数据TCP头部IP数据IP头部帧数据帧头部网络互连层网络接口层应用层应用层传输层传输层网络互连层网络互连层网络互连层网络接口层网络接口层网络接口层以太网光纤网卫星网计算机-计主算机应用进程-应用进程计算机A计算机C以太网路由器R1路由器R2路由器的工作过程工作过程：发送端计算机将数据封装成IP数据报的形式，发送给路由器路由器接收到IP数据报之后，根据IP数据报中目的地主机的IP地址，查找路由表，选择转发路径根据下个网络所使用的协议，将IP数据报封装成相应的数据包（帧）格式，送入缓冲器中排队在数据链路空闲时将数据包转发到另一网络若目的地计算机就在该网络上，则送达计算机，否则再传送给下一个路由器进行处理例：主机A=>主机B223.240.129.17

78.0.0.15223.240.129.2FDDI广域网131.108.99.5R1R2131.108.99.2

223.240.129.5主机A主机B1212路由器设备路由器是连接两个或多个计算机网络的设备，它安装在两个或多个网络的交汇处路由器之间通过路由协议进行通讯，它能创建和维护各自的路由表。路由表存储了去往其他网络的最佳路径互联网中有2类路由器：核心路由器（corerouter）：只负责与其他路由器之间（例如ISP的网络）传递数据边缘路由器（edgerouter）：将客户连接到Internet大型核心路由器无线网络路由器互联网的发展及组成Internet,internet与intranetInternet(开头的“I”是大写字母)专指前身为美国ARPA网、使用IP协议将各种实体网络连结而成的逻辑上的单一网络internet(开头的“i”是小写字母)可以是任意分离的实体网络之集合，它们以一组通用的协议互连成为逻辑上的单一网络Internet的中文名：大陆：互联网、因特网或者英特网台湾：網際網路港澳：互聯網注意与internet的区别Intranet：内部网，是一个使用与互联网同样技术的计算机网络，通常创建在一个企业或组织的内部并只为其成员提供服务互联网的2大组成部分边缘部分由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享互联网的核心部分互联网的边缘部分主机网络路由器

核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成，他们是为边缘部分服务的（提供连通性和交换）基于ISP的3层结构的互联网一级ISP一级ISP第一层

ISP大公司本地

ISP大公司大公司公司本地

ISP本地

ISP政府网家庭网企业网校园网第二层

ISP第二层

ISPNAPNAPAB第一层

ISP第二层

ISP本地

ISP本地

ISP本地

ISP本地

ISP第一层

ISP第一层第二层第三层本地

ISP第二层

ISP本地

ISP本地

ISP本地

ISP本地

ISP第二层

ISP本地

ISP本地

ISP第二层

ISP基于ISP的互联网三层结构入网点#3互联网用户（企业、机构、家庭、个人等）第2层ISP第3层网络第2层网络第3层网络(单一链接的ISP)第3层网络(多重链接的ISP)入网点#2入网点#1互联网服务提供商（ISP）无论是单位的计算机网络，还是个人的一台计算机，如要接入互联网，必须通过互联网服务提供商（ISP）。ISP（例如：江苏电信、南京广电、CERNET等）：拥有自己的通信线路拥有从互联网管理机构申请得到的许多IP地址用户计算机若要接入互联网，必须获得ISP分配的IP地址：对于单位用户，ISP通常分配一批地址（如一个或若干个C类网络号），单位的网络中心再对网络中的每一台主机指定其子网号和主机号，使每台计算机都有固定的IP地址对于个人用户，ISP一般不分配固定的IP地址，而采用动态分配的方法。即上网时由ISP的DHCP服务器临时分配一个IP地址，下网时立即收回给其他用户使用。互联网主机的IP地址及其域名互联网采用TCP/IP协议由大量网络和计算机互连而成，网络中的每一台主机都有一个IP地址IP地址用4个十进制数字来表示，不便记忆和使用互联网采用域名(domainname)作为IP地址的文字表示，易用易记。例如：南京大学的WWW服务器的IP地址是：它对应的域名是：用户可以按IP地址访问主机，也可按域名访问主机主机IP地址与域名的关系：一个IP地址可对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址国家/地区名机构名网络名主机名互联网域名的结构域名的格式：

5级域名.4级域名.3级域名.2级域名.顶级域名举例：

中国南京大学校园网www服务器的域名为:

www.nju.edu.cn

主机名.网络名.机构名.国家名美国哈佛大学校园网www服务器的域名为:

www.harvard.edu

主机名.网络名.机构名互联网域名命名规则只许使用字母、数字和连字符，以字母或数字开头并结尾，域名总长度不超过255个字符顶级域名规定：国际顶级域名，int（国际组织）国家顶级域名，例：cn（中国），uk（英国）通用顶级域名<机构名>：com（营利性组织），net（网络服务机构），美国专用：org，edu，gov，mil等我国对二级域名的规定：机构类别域名：

ac科研机构，com企业，net网络服务机构，

org非营利性组织，edu教育机构，gov政府部门行政区域域名：例：bj北京，sh上海，js江苏

互联网的域名空间为避免域名重复，互联网的域名空间划分为许多不同的域，每个域又分若干子域，从而构成互联网的域名空间cnedunju互联网域名空间milgovcomnetorgukedu根intacnetseutsinghuapkuwwwbbscs……顶级域名二级域名三级域名四级域名cctvwww

域名系统与域名服务器域名系统（DomainNameSystem，DNS）将主机域名翻译为主机IP地址的软件，它是一个分布式数据库系统。域名服务器（DomainNameServer，DNS）运行域名系统软件的一台服务器

每个互联网服务提供商(ISP)或校园网都有一个域名服务器，它用于实现入网主机域名与IP地址的转换为实现域名的查找，需要在本地网域名服务器与上级网的域名服务器之间建立链接

将域名翻译成IP地址的过程假设某台域名为的主机需要访问英国某个名字为paradisc.ulcc.uk的主机，它必须先取得对方主机的IP地址，然后才能相互通信。大体步骤如下：(1)首先通过本机所在子网（即nju子域）的域名服务器(在南京大学网络中心)查找，知道paradisc.ulcc.uk主机不在南京大学校园网内，于是通过链接找到管理edu子域的域名服务器(在清华大学CERNET网络中心)。(2)edu子域的域名服务器中存有我国所有高校的子域名字，查找后得知目的地主机不在CERNET范围内，于是再利用同样方法找到管理edu子域的我国顶级域名cn的域名服务器(在中国互联网络信息中心CNNIC)。(3)cn域名服务器中存放了我国所有二级域名（6个类别域名，34个行政域名）的名字，通过查找得知，需要访问的目的地主机不在我国，于是再向国际互联网络信息中心的域名服务器进行查找。(4)国际互联网络信息中心的域名服务器存有所有国际通用顶级域名和所有国家和地区的顶级域名的地址，这样就可以找到uk域名服务器的地址。(5)从uk域名服务器找到ulcc子域的域名服务器地址，然后再从ulcc子域的域名服务器中查找，知道paradisc.ulcc.uk主机的IP地址是6。互联网的接入城域网在互联网接入中起重要作用什么是城域网？以高速光纤传输网为平台，与国家主干网连接，提供宽带IP出口采用多种宽带和窄带接入技术，构成不同的接入网，实现互联网接入服务，满足人们访问互联网的需求汇聚点(POP)汇接接入网的流量，进行数据的转发与交换接入网的作用：使用各种不同接入技术，解决“最后一公里”问题：

●电话拨号接入 ●ADSL接入

●有线电视接入 ●光纤接入●无线接入POP宽带主干网接入网用户用户用户POP用户用户用户用户接入网国家网主干接入技术1：电话拨号接入(现很少使用)通过本地公用电话网接入计算机网络设备：电话MODEM（调制解调器）技术原理：数字调制最高传输速率：56Kbps把计算机送出的数字信号调制成为适合于在用户线上传输的音频模拟信号把从电话线接收到载波信号恢复成数字信号送给计算机MODEM本地电话网MODEM计算机网络音频模拟信号计算机数字信号互联网服务提供商(ISP)计算机用户数字信号缺点：传输速率低每次都要拨号上网时不能通电话费用不便宜接入技术2：ADSL不对称数字用户线(ADSL):也通过本地公用电话网接入计算机网络配置：

ADSLModem

以太网网卡原理：频分多路复用+数字调制传输速率：上传:64kbps～256kbps下行速度:1～8Mbps频率25.875kHz1.104MHz上行通道下行通道语音频道4.3125kHz的子通道4kHz224个下行子通道26个上行子通道138kHz(1)上网和通话互不影响(2)不需要缴付额外的电话费(3)传输速率可根据线路情况调整电话机PC机以太网卡（住户）ADSLMODEM电话交换机计算机网(ISP)（电话局）ADSLMODEM分离器(滤波器)电话机滤波器电话线接入技术3：有线电视网接入有线电视已广泛采用光纤同轴电缆混合网(HybridFiberCoaxial，简称HFC)进行信息传输:主干线路采用光纤连接到小区然后用同轴电缆以总线方式接入用户需要以太网卡和电缆调制解调器（CableMODEM）CableMODEM的基本原理与ADSL相似，以频分多路复用的方式工作小区内多个用户共享信道有线电视网络（HFC）住户分频器共享信道同轴电缆CableMODEM(1)上网和电视互不影响(2)传输速率受并发用户数目多少的影响接入技术4：光纤接入使用光纤作为计算机接入网络