计算机网络课件

第5章计算机网络

主要内容

■F网络基本概念

一,局域网基础

电|工因特网基础

网络管理与网络安全

网络应用及网络技术展望

A

5.1网络的基本概念

5.1.1计算机网络的定义与分类

1.计算机网络的定义

计算机网络是指通过通信设备将计算机连接起来，并

在计算机之间进行信息传输的网络。

网络技术支持：

计算机技术和

通讯技术

资源的共享、信息的交流

A

5.1网络的基本概念

5.1.1计算机网络的定义与分类

2.计算机网络的分类

按网络使用范围分：公用网和专用网

公用网一般是由国家邮电或电信部门建设的通信网络。

如CHINANET是中国电信经营管理的中国公用计算机互联网。

它采用TCP/IP协议构建，通过高速数字专线与国际

INTERNET相连。

专用网是指单位自建的、满足本单位业务需求的网络。

专用网不向建网单位以外的人提供服务。如军队、铁路、

电力等系统均拥有各自系统的专用网。y

5.1网络的基本概念

5.1.1计算机网络的定义与分类

2.计算机网络的分类

按网络覆盖的范围和通信的距离分类：

局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)

___________________7

5.1网络的基本概念

5.1.1计算机网络的定义与分类

2.计算机网络的分类

局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）

局域网（LAN,LocalAreaNetwork）：

是研究有限范围内数据通信和资源共享的计算机网

络。局域网一般在10公里以内，以一个单位或一个部门

的小范围为限（如一个学校、一个建筑物内），由这些单位

或部门单独组建.

局域网提供高数据传输速率：

(10Mb/s*1000Mb/s)

5.1网络的基本概念

5.1.1计算机网络的定义与分类

2.计算机网络的分类

局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）

城域网：MAN-MetropolitanAreaNetwork

是一种大型的的LAN,通常使用与局域网相似的技

术，可以覆盖一批临近的公司或一座城市，作用范围

在5〜50公里。

________________________________________7

5.1网络的基本概念

5.1.1计算机网络的定义与分类

2.计算机网络的分类

局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)

广域网：(WAN-WideAreaNetwork)：

是利用公共通信设施(如电信局的专用通信线路或

通信卫星)，将相距数百、甚至数千公里的局域网或计

算机连接起来构建而成的网络。作用范围在几十〜几

千公里。如因特网(Internet)

A

5.1网络的基本概念

5.1.2计算机网络拓扑结构

网络拓扑：

网络拓扑结构是信息系统专业人员物理连接计算机

网络的基本配置。

网络主要拓扑结构有以下三种：

A星型

A总线型

A环型结构

»混合型结构。

1.总线型结构：所有计算机或节点使用同一电缆。

优点：结构简单灵活、可靠性高、设备少等。

缺点：故障诊断困难、隔离困难、实时性不强。

2.星型结构：以一台设备作为中央结点，其他外1

围结点都单独连接在中央结点上，各外围结点必

须通过中央结点才能通信。

优点：如果一台计算机出现

问题，网络不会受到影响；

网络扩充和重新配置相对比

较简单，可以中心管理和监

视网络。

缺点：如果交换机（中央连

接点）出现问题，整个网络

陷入瘫痪；星形网络比总线

网络要求的电缆多。

，3.环型结构：一条电缆将一个节点连接到另外一、

个节点，就像环一样连接。当一个接点发送消息

时，环中的每台计算机都要处理这一消息。

优点:

所有计算机可以同等访问数据；

在使用高峰期，其性能对每个用户来说都是同样的;

环形网络可以很好地执行繁重的网络通信。

网络扩充或重新配置将影响到网络的运行；

在一个环形拓扑结构中，进行隔离是很困难的。

(Z混合网络拓扑结构：更大的网络通常兼有总线、

形和环形拓扑结构，被成为混合拓扑结构。

优点：可以按照要求选择合适的网络拓扑结构实现网络扩展;

服务器管理员可以通过一种或多种方法使用户访问网络。

缺点：混合网络比星形、总线形或环形拓扑结构更难以设计、

优价和雉护C

5.1网络的基本概念

5.1.3网络的体系结构与网络协议的基本概念

♦网络协议IP(InternetworkProtocol)

在计算机网络中，为网络中进行数据交换而建立的规

则、标准或约定就称为网络协议，网络协议是计算机网络

不可缺少的组成部分。主要包括对传输顺序、信息格式和

信息内容等方面的约定或规则。

___________________7

5.1网络的基本概念

5.1.3网络的体系结构与网络协议的基本概念

♦网络的层次式结构：

为简化网络设计的复杂程度，专家们采取“分而治之

”的办法，把网络中两台计算机的通信分解为几个层次的

相互通信。现代计算机网络都采用层次式结构，网络协议

分成若干层，每层完成确定的功能，下层为上层提供服务

,上层利用下层的服务，两个系统对应层之间按对等协议

进行通信。

_______________________________________7

5.1网络的基本概念

5.1.3网络的体系结构与网络协议的基本概念

♦网络的体系结构：

网络的各层及其协议的集合。

♦计算机网络体系结构采用分层模型的优点如下:

独立性强

适应性强

易于维护

促进标准化

网络通信实例

中国某公司经理要向驻美国某韩国公司发一份业务联系报告，两个经理

都只懂本国语言，两方的秘书都会英文，那么这个过程分6步。

最高层应用层第一步：中方经理口述

报文内容。

第二步：秘书翻译为英

文。

第三步：电信局用国际

通用电文码发报至美国

第四步：美国电信局将

报文码译成英文内容。

报务员船」译成通用第五步：秘书将英文内

电报码.容译为韩文。

电报码译成文字：

第六步：美方韩国经理

得知电报内容。

HJ

网络通信实例

上述过程相当于在计算机网络中，两个经理

处于最高层，两个秘书处于次高层，两家电信局

是最低层。在发送一方，经理的服务要求被逐层

传递下去；而在接收一方，则从下向上逐层提供

服务。各层进行通信，必须遵守共同的约定，这

些约定就称为协议。不同的层遵守不同的协议，

如将中文译为英语必须符合英语语法，反之也一

样，而且两家电信局必须采用同一套电报码等。

A

5.1网络的基本概念

5.1.3网络的体系结构与网络协议的基本概念

♦开放系统互连参考模型(OSI/RM)

OpenSystemInterconnection/ReferenceModel

—♦开放系统互连参考模型(OSI/RM)

开放系统互连参考模型（OSI/RM）

（绞线、光纤等）解决实际的信号传输。］

物理层

1广数据是比特流（由。或1组成）。J

广♦开放系统互连参考模型(OSI/RM)

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

10011010101111001010110Q0001011101011100

1物理层

懒介质

A

5.2局域网基础

♦局域网概述

局域网是在一个集中区域内各种通信设备

互联在一起的通信网络.

其协议主要是物理层、数据链路层和网络

层低3层的通信协议。

5.2局域网基础

网服务器：

络工作站：

硬

传输介质:同轴电缆、双绞线与光纤、微波通信、

件

局红外通信.

域《网络连接部件：集线器、路由器等。

网网

络-包括网络操作系统

软

件控制信息传输的网络协议及相应的协议软件

・网络应用软件

A

5.2局域网基础

♦传输介质：

传输介质也称为传输媒体或传输媒介。数据传输是依

靠传输介质按着一定传输顺序传递的，计算机网络中采

用的传输介质可分为有线传输介质和无线传输介质。

有线传输介质:包括同轴电缆、双绞线与光纤等。根

据传输介质分，相应的网络就分别称为同轴电缆网、双

绞线网、光纤网。

无线传输介质：无线电通信、卫星通信、微波通信

以及红外通信等，其相应的网络就分别称为无线网、卫

星网等。

5.2局域网基础

♦按通信方式分类

对等局域网：无主从之分，任一台计算机都是即可作为

服务器，又可以作为工作站。

客户机/服务器局域网：

无盘工作站网络：

无盘的好处：节约大量资金，易管理,高速。

5.2.4网络互联技术

所谓网络互联是指将分布在不同地理位置的

网络、设备相连接，以构成更大规模的互联网络

系统，实现互联网络资源的共享。

互联的网络和设备可以是同种类型的网络、

异构网络，以及运行不同网络协议的设备和系统。

5.2.4网络互联技术

♦网络互联设备

1）集线器（Hub）：集线器用来将多个客户机接入网络。

集线器

PCPC

星型拓扑结构

2）交换机（Switch）：是集线器的换代产品，其作用与集线

器相同，也是将作为传输介质的线缆汇聚在一起，以

实现计算机之间的连接。所不同的是，交换机能够为

计算机提供更高的传输速率。>

5.2.4网络互联技术

♦网络互联设备

3）路由器：用于拓扑结构复杂的网络互联。

例：用于广域网之间或广域网与局域网之间的互联，工作

在网络层，用于对数据包进行转发，并负担着数据包寻址

的功能，为数据传送选择最佳的路径。

5.2.4网络互联技术

发送主机路由器是连接网络的设备。

选择路由路径的能力。

连接不同类型网络以

扩大网络的覆盖范围主机

路由器

an□_D

BiBi

ap□

路由器

主机

5.2.4网络互联技术

♦网络互联设备

4）调制/解调器（Modem）

把由发送端的数据终端设备发出的不连续的脉冲数

字信号转化为连续的模拟信号（连续变化的电磁波），

这个模拟信号就可以在电话线上传输，这个过程叫调制。

反之把模拟信号恢复成数字信号的过程就叫解调,家用

计算机大多数利用调制解调器和电话线连接到Internet。

调制解调器

调制

数字

解调

调制解调器的技术指标：

传输速率：二进制位/每秒（bps）

9600bps>14400bps>

28800bps>33.6kbps>56kbps>112kbps

5.3因特网基础

Internet是当前世界上最大的国际性互联网络它使用

TCP/IP协议，其前身是美国的ARPAnet。

1983：100多台，通过卫星与欧洲其它国家的计算机

网络互相连通。

1997：覆盖193个国家和地区连接1600余万台计算

机。

2000：100万个网络，一亿台计算机，用户达10亿。

发展速度每年翻一番

5.3因特网基础

Internet又称国际互联网，它是在

全球范围内将各地的局域网和广域网通过

网络互联设备连接起来而形成的计算机网

络，因此，它又被称为计算机网络的网络,

中文译名为因特网。

Internet使用TCP/IP协议,IP协议

(InternetProtocol),也称互联网协议；

TCP协议(TransmissionControI

IProtocoI)也称传输控制协议。

5.3.2因特网协议TCP/IP协议

应用层具体体现了因特网客户机

的功能，客户机包括应用程序和

操作系统，表示用户请求的数据。

1.因特网体系结构

传输层接收应用数据和请求，并

应用为使用两个不同传输协议的主机

表不应用层因特网层负责为TCP/IP网络上

OSI的包寻址和路由。基于报头中

会话层一।—tD.、-rr-tr~r~t，［-rr-ztI-----i

模网络接入层接收高一层的包，并

传输层传输层在附属网络上传输它们。接入层

型网络层要处理所有的硬件细节，把信息

放在网络媒体上。

数据链路层

链路层3SAccessControl)

物理层Hardware

5.3.3IP地址和域名

1.物理地址

每一个物理网络中的主机都有其真实的物理地址，这是

网卡制造者制作在网卡上的一般无法改变的地址码。物理网

络的技术和标准不同，其网卡地址编码也不同，例如，以太

网网卡地址其长度用48位二进制数编码。

网卡：

是计算机和传输介质相连接的接口设备，主要功能是将计

算机中的数字信号转换为能够通过介质传输的信号。局域网

中的计算机配上网卡就可以接入Intemet。

______________________________________________________>

5.3.3IP地址和域名

2.IP地址

Internet要对每一台主机进行统一编址，相当于电话号

码，称为IP地址。这是网上的通信地址，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的唯一标识。

IP地址是一个4字节（32位）的二进制数，每字节可对应

一个小于256的十进制整数，字节间用小数点分隔，形如

XXX・XXX.XXX.XXX，

如雅虎站点的IP地址是5。

INTERNET地址・IP

I中也址是通过一个唯一的号码

口一个名字识别机器的方法。

INTERNETPROTOCOL

xxx.xxx.xxx(^^----►o-255

0_____

网络部分+机器部分A、B、C

IP地址组成：

»网络号—用以区分互连的各个网络；

»主机号——用以区分在同一网络上的不同的计算机（以下

称“主机”）o

目前使用的IP地址是一个32位的二进制数,为4字节长,每

个字节可对应一个0〜255之间的十进制数,字节之间用小

数点分隔。例如IP地址nooioioouioooo00011010

00100001

11001010B=202D

超过255了

写成202.112.26.33。例：256.45.12L89是错误的IP地址

网络中的主机数有效地址范围

A类1677214^55

B类65534^55

C类254^55

5.3.3IP地址和域名

2、域名系统

IP地址是一串数字，不便于记忆，于是人们

提出采用域名代替IP。域名便于理解和记忆，

但是在Internet上是以IP地址来访问某台计算机

的，因此需要把域名翻译成IP地址，这个工作

是由域名月艮务器(DNS:DomainNameSever)

完成的。

5.3.3IP地址和域名

2、域名系统

域名结构：

目前所使用的域名是一种层次型命名结构，由若干子域

名按规定的顺序连接，级别从左到右逐渐增高，并用圆点隔

开，表现形式为：

主机名.n级子域名，….二级子域名.顶层域名

顶层域名两种表现形式：国家或地区代码如cn、fr

国际域名:com、edu

A

INTERNET域名

scom商业机构

eedu教育

egov政府机构

煞INT国际性机构

smil军事机构

eNET网络资源或组织

INTERNET域名

eorg其他组织

sFILM商业或公司

sSTORE商场

密ARTS文化娱乐

sNOM个人

密地区标识cn,jp,fr等

（1、域名系统

»域名的顶层域名是国际域名，则二级子域名通

常表示组织名称，如www.ibm.com中的ibm

；三级子域名表示主机名称，如www.ibm.

com中的WWW（表示提供WWW服务的主机）。

A若顶层域名是国家或地区代码，则二级子域名

通常表示机构性质，三级子域名表示组织名称，

四级子域名表示主机名称，如www.cust.edu

cnJ

5.3.4因特网的基本功能

♦1.网络通信服务

•电子邮件服务

远登录服务

•文件传输服务

WWW服务:浏览器、超文本、主页、超媒体、URL

♦2.Internet的其它工具

•(1)网络新闻

(2)信息查询服务Gopher

(3)电子公告牌BBS

5.3.4因特网的基本功能

电子邮件(ElectronicMail)

是一种通过计算机网络实现的非交互方式信

息服务。能够传送文字、声音、图像、图形等。

电子邮件特点：

全新传递链路、迅速、

价格极为便宜，

异步通信

多媒体邮件

电子邮件服务器：

发送邮件服务器（SMTP服务器）

SMPT:接收邮件服务器（POP3服务器）。

简单邮件传

输协议，其□

作用就是将

电子邮件转客户机客户机

交到收件人

手中。SMTP」POP

O

ONTERN国

O一■POP3服务器：采用

SimpleMessageTransferPOP3协议将用户编

写的电子邮件暂时

寄存，直到用户从

POP3服务器上将邮

件取到本地机上。

电子邮件服务1

电子邮件地址格式：用户名@域名

用户名@电子邮件服务器

r邮局

At」在什么之上

lixiu@

smith@

远程登录服务Telnet

用户通过网络在本地主机和远程主机之间建立连接，

然后以合法帐号注册，作为远程主机的合法用户，实时交

互式地使用远程主机上的资源。这时，本地主机就相当于

远程的一台普通终端。

运行Telnet程序进行远程登录的方法

Telnetv远程主机网络地址》

例如，如要登录到北大BBS站点“北大未名站”(bbs.pku

,edu.ch),可在客户端命令行窗口输入

Telnetbbs.pku.edu.cn

WWW服务

WWW是(WorldWideWeb)的中文译名，简称为Web.中文

称为环球信息网，或万维网。

创建WWW是为了解决Internet上的信息传递，它是

—^4^+1丰用木苴的.日羊和王的/三自右去^斫一由'扁右F方^TnaarriQ十

WWW服务器：

负责存放和管理大量的网页文件信息。并负责处理

客户端发出的请求.

WWW服务----浏览器1

万维网工作方式：客户机/服务器模式

IE：InternetExplorer

浏览器(browser)的发展:

1993:第一个图形界面的浏览器Mosaic开发成功

1995:Netscape公司的Navigation浏览器上市

目前：Microsoft公司的IE

A

WWW服务相关术语

超文本(Hypertext)是一种文本，它和书本上的文

本是一样的。但与传统的文本文件相比，它们之间的主要

差别是，传统文本是以线性方式组织的，而超文本是以非

线性方式组织的。这里的“非线性”是指文本中遇到的一

些相关内容通过链接组织在一起，用户可以很方便地浏览

这些相关内容。这种文本的组织方式与人们的思维方式和

工作方式比较接近。

在WWW中，超文本是通过将可选菜单项嵌入文本中

来实现的，即每份文档都包括文本信息和用以指向其他文

'档的嵌入式菜单项。

WWW服务相关术语

超媒体(Hypermedia):

不仅包含文本信息，还包含图形、图象、声音、动画,

多媒体的超文本。

超链接(Hyperlink):

包含在每个页面中能够链接到万维网上其他页面上的信

息。

HTML(HyperTextMarkupLanguage):

超文本标记语言，是专门用来编写网页的语言，使用一

些约定的符号对各种文件进行标记，这些被标记的文件存放

在Web服务器上，通过国际互联网供读者阅读。

WWW服务相关术语

千页(HomePage):

主页是一个Web站点的起始点，它就像一本

书的封面或者目录一样，用户可以通过主页及其

上的超级链接来访问站点的相关信息。

HTTP(HyperTextTransmissionProtocol):

超文本传输协议是标准的万维网传输协议,

是定义合法请求与应答的协议。

URL(UniformResourceLocator)：

统一资源定位器，用于指明资料在互联网上获取的方

式与位置。

标准的URL路径组成：

服务器类型、主机名、路径及文件名

例如，新浪网的WWW服务器的URL为：

http：//www.Sina.com/index.htm

其中：

http:指明访问服务器所使用的协议是HTTP协议,

:为新浪网的主机名，

index.htm为主页文件名。

5.4网络管理与网络安全

1.网络管理的重要性

.网络设备的复杂化要求网络管理与控制必须采用先进

有效的方法。

网络的经济效益越来越依赖网络的有效管理与控制。

网络用户要求网络管理与控制能够先进和可靠。

2.网络的管理的任务

.状态监测

数据收集

状态分析

•状态控制y

A

5.4.2信息安全技术简介

1.网络安全的定义

网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系

统中的数据受到保护，不受偶然的因素或者恶意

的攻击而遭到破坏、更改、泄露，确保系统能连

续、可靠、正常地运行，网络服务不中断。

网络安全主要是指网络上的信息安全。广义

上，涉及到网络上信息的保密性、完整性、真实

性、可用性和可控性的相关技术和理论都属于网

络安全的研究范围。

A

5.4.2信息安全技术简介

2.网络信息安全面临的威胁

(1)造成网络信息安全威胁的原因

①人为的恶意攻击；

②网络软件的漏洞和“后门”

③网络的缺陷。

(2)病毒

病毒是能够通过修改其他程序而“感染”它们的一

种程序，修改后的程序里面包含了病毒程序的一个副

本，这样它们就能够继续感染其他程序，具有传染性、

隐蔽性、潜伏性、破坏性和激发性。/

A

5.4.2信息安全技术简介

2.网络信息安全面临的威胁

(2)病毒

对各类资源的威胁

♦对硬件的威胁——电源掉电；设备故障和丢失

♦对软件的威胁——删除软件；拷贝软件；恶意修改

♦对数据的威胁——窃取机密信息；破坏数据的可用

性；破坏数据的完整性

_________J

A

5.4.2信息安全技术简介

3.加密技术

通过灵敏据加密和数据备份来保护自己的数据，数据

加密使原来清晰的数据变得晦涩难懂，以避免秘密外泄，

加密技术可以应用于数据通信和存储。

A

5.4.2信息安全技术简介

4.认证技术

认证技术是计算机网络安全中的一个重要内容，一般

可以分为三种：

(1)消息认证:用于保证信息的完整性和抗否认性；

(2)身份认证:用于鉴别用户身份。包括：

识别：明确并区分访问者的身份；

验证：对访问者声称的身份进行确认。

(3)数字签名：数字签名机制提供了一种鉴别方法，以

解决伪造、抵赖、冒充和篡改等问题。

A

5.4.2信息安全技术简介

5.防火墙技术

防火墙就是设置在被保护网络和外部网络之间的一道

屏障，以防止发生不可预测的、潜在的破坏性的侵入。

防火墙能有效地防止外来的入侵，它在网络系统中的功能

是：

①控制进出网络的信息流向和信息包；

②提供使用和流量的日志和审计；

③隐藏内部IP地址及网络结构的细节；

④提供虚拟专用网(VPN)功能；

⑤防火墙隔离内部网络。

5.5网络应用及网络技术展望:

5.5.1电子商务

1.电子商务的基本概念

(1)电子商务的定义

电子商务是以开放的因特网环境为基础，在计算机系

统支持下进行的商务活动。

(2)电子商务的形式

通常电子商务的应用模式分为B2B、B2C、C2c二类。

B2B(BusinesstoBusiness)代表商家对商家，B2C(Business

toCitizen)代表商家对个人，C2C(CitizentoCitizen)代表个

人对个人。

A

5.5网络应用及网络技术展望

5.5.2电子政务

1.电子政务的基本概念

所谓电子政务，就是政府机构应用现代信息和通信技

术，将管理和服务通过网络技术进行集成，在互联网上实

现政府组织结构和工作流程的优化重组，超越时间和空间

及部门之间的分隔限制，向社会提供优质和全方位的、规

范而透明的、符合国际水准的管理和服务。

2.电子政务的具体内容

政府间的电子政务；

政府对企业的电子政务；

政府对公民的电子政务。

补充习题

1.电子邮件是O

A）网络信息检索服务B）通过Web网页发布的公告信息

C）通过网络实时交互的信息传递方式

D）一种利用网络交换信息的非交互式服务

2.在Internet中，电子公告板的缩写是。

A）FTPB）WWWC）BBSD）E-MAIL

3.计算机网络最主要的功能在于.

A）传输文件B）共享资源

C）扩充存储容量D）提高运算速度

4.计算机网络中，可以共享的资源是指o

A）硬件和软件B）软件与数据

C）外设和数据D）硬件软件和数据

DCBD

，5.网络中各个节点相互连接的形式，叫做。

A)拓扑结构B)分组结构C)网络协议D)层次结构

6.下列四项中，合法的IP的地址是o

A)190.220.6B)128.256.0.88

C)308D)

7.Web页文件的后缀是o

A).DOCB).TXTC).JPEGD).HTML

8.电子邮件通常采用的协议是SMTP和o

A)TCP/IPB)HTTPC)POP3D)RMTP

9.路由选择是OSI-RM中要解决的问题。

A)物理层B)数据链层C)网络层D)传输层

10.Internet采用的网络协议是。

A)ISO/OSIB)TCP/IP

C)IEEE802.3D)CSMA/CD

ADDCCB

ISO/OSLRM是指。