《大学计算机基础》课件第7章

7.1计算机网络概述

7.2信息技术的发展

7.3计算机网络的基础技术

7.4IP地址和域名系统 7.5局域网

7.6Internet

7.1.1计算机网络的定义

不同的人群对计算机网络的含义和理解是不尽相同的。

7.1.2计算机网络的发展历程

1．面向终端的计算机通信网

这一阶段的计算机网络系统实质上就是以单机为中心的联机系统，是面向终端的计算机通信，如图7-1所示。

7.1计算机网络概述图7-1计算机通过电话线与远程终端相连

2．分组交换网的出现

在“面向通信”的网络的外围，具有大量资源的主机系统(这些主机系统本身可能带有大量用户终端)直接连接到网络的节点上，形成了以分组交换网为通信枢纽、以用户系统(终端或主机)为资源集散场所的网络格局。

3．计算机网络标准体系结构的形成

计算机网络是个非常复杂的系统，要想使连接在网络上的两个计算机互相传送文件，仅有一条传送数据的通路是不够的。

4．网络互联与高速网络阶段

5．下一代计算机网络

7.1.3计算机网络的分类

计算机网络可以从不同角度进行分类，下面列出最常见的几种分类方法。

1．按网络分布范围的大小进行分类

2．按交换方式分类

3．按通信方式分类

4．按传输介质分类

5．按用途分类

7.2.1信息技术的发展趋势

21世纪，信息技术将会朝着以下几方面发展：

1．微电子向着高效能方向发展

2．计算机向着多极化方向发展

3．网络向着高级化方向发展

7.2信息技术的发展7.2.2国家信息基础设施

国家信息基础设施NII(NationalInformationInfrastructure)是一个国家范围的信息网络设施，它可连接政府、学校、工厂、企业、图书馆、博物馆、科研机构等的信息数据，使一个国家的人们可以共享资源，使任何人在任何地点、任何时间都可以把信息传输给世界上的另一个人，使人们通过信息的交流相互合作。7.3.1计算机网络系统的组成和功能

1.计算机网络系统的组成

计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，它在结构上分成两个部分：负责数据处理的主计算机与终端以及负责数据通信处理的通信控制处理机与通信线路。通信子网相当于通信服务提供者，资源子网相当于通信服务使用者。计算机网络结构如图7-3所示。7.3计算机网络的基础技术图7-3计算机网络结构

2.计算机网络的功能

(1)数据通信。

(2)资源共享。

(3)远程传输。

(4)集中管理。

(5)实现分布式处理。7.3.2计算机网络的拓扑结构

1．总线型网络

总线型网络通常用于小型的局域网。在总线型网络中，计算机或其他设备连接到一条公用的总线上，各个计算机共用这一总线，而在任何两台计算机之间不再有其他连接，如图7-4所示。图7-4总线型网络

2．环型网络

环型网络是将各个计算机与公共的缆线连接，缆线的两端连接起来形成一个封闭的环，数据包在环路上以固定方向流动，如图7-5所示。

3．星型网络

星型网络是由一中心点(如集线器)和计算机连接成网。集线器是网络的中央布线中心，各计算机通过集线器和其他计算机通信，星型网络又称为集中式网络，如图7-6所示。图7-5环型网络图7-6星型网络

4．树型网络

树型网络是总线型网络和星型网络的结合体。在星型网络中，几个星型拓扑由总线型网络的干线连接起来，如图7-7所示。图7-7树型网络

5．网状型网络

网状型网络是容错能力最强的网络拓扑结构。在这种网络中，网络上的每个计算机(或某些计算机)与其他计算机有两条以上的直接线路连接。网状型网络也称为分布式网络或格状网，如图7-8所示。图7-8网状型网络7.3.3计算机网络通信协议与体系结构

1．计算机网络通信协议

2．计算机网络体系结构

7.3.4计算机网络系统中的层次

若有一方从来没有听说过因特网，即使也能辨识听到有关因特网内容的声音，但是双方也无法交流，如图7-9所示。

图7-9

两人通信涉及到的分层模型

OSI的体系结构定义了一个七层模型，从下向上依次包括：物理层(PhysicalLayer)、数据链路层(DataLinkLayer)、网络层(NetworkLayer)、传输层(TransportLayer)、会话层(SessionLayer)、表示层(PresentationLayer)和应用层(ApplicationLayer)，如图7-10所示。图7-10OSI七层模型7.3.5TCP/IP网络体系结构

计算机网络体系结构由网络协议和计算机网络层次组成。目前在因特网中使用的TCP/IP网络体系结构即层次结构，由下向上分为四个层次：网络接口层(NetworkInterfaceLayer)，网络层(InternetLayer)，传输层(TransportLayer)和应用层(ApplicationLayer)。TCP/IP协议层次如图7-11所示。图7-11TCP/IP协议与OSI参考模型

(1)网络接口层。

(2)网络层。

(3)传输层。

(4)应用层。

TCP/IP协议与OSI模型的关系如图7-12所示。图7-12TCP/IP协议与OSI模型的关系7.3.6数据传输介质

传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路，它将网络中的各种设备互联在一起。

1．有线通信介质

1)双绞线

因结构不同，可分为无屏蔽双绞线(UnshieldedTwisted-Pair，UTP)和屏蔽双绞线(ShieldedTwisted-Pair，STP)，如图7-13所示。屏蔽双绞线比非屏蔽双绞线增加了一个屏蔽层，能够更有效地防止电磁干扰。图7-13双绞线双绞线价格低廉，是一种广泛使用的传输介质，如家庭中的电话线。局域网也普遍采用双绞线作为传输介质。

双绞线使用RJ-45接头连接网卡和交换机等通信设备，它包括4对双绞线，如图7-14所示。图7-14RJ-45接头

2)同轴电缆

同轴电缆由四层组成。最里层是一根铜或铝的裸线，这是同轴电缆的导体部分；其上包裹着一层绝缘体，以防止导体与第三层短路；第三层是紧紧缠绕在绝缘体上的金属网，用以屏蔽外界的电磁干扰；最外一层是用作保护的塑料外皮，如图7-15所示。图7-15同轴电缆

BNC系列连接器包括4种元件，分别是BNC缆线连接器，用于连接缆线端头；BNCT型头，用于连接网卡和缆线；BNC桶型连接器，用于连接两根缆线；BNC端接器，用于吸收信号的反射波，如图7-16所示。图7-16BNC系列连接器

3)光导纤维

光导纤维简称光纤。光纤由内向外分为核心、覆层和保护层3个部分。其核心是由极纯净的玻璃或塑胶材料制成的光导纤维芯，覆层也是由极纯净的玻璃或塑胶材料制成的，但它的折射率要比核心部分低。正是由于这一特性，如果到达核心表面的光，其入射角大于临界角时，就会发生全反射。光线在核心部分进行多次全反射，达到传导光波的目的。图7-17描绘了光纤的基本原理。图7-17光纤传播的基本原理

2．无线通信介质

(1)无线电短波通信。

(2)微波传输。

(3)红外线。7.4.1IP地址和子网掩码

1．IP地址

32位长的二进制数很不好记忆，一般将它按8位为一组，用小数点“.”将它们隔开，以十进制数形式表示出来，称之为点分十进制。这样，上述IP地址就可写成表7-1所示形式。7.4IP地址和域名系统表7-1IP地址表示

2．IP地址的分类

IP地址按第一个字节的前几位是0或1的组合，标识为A、B、C、D、E五类地址，如图7-18所示。

3．子网与子网掩码

一个网络上的所有主机都必须有相同的网络ID，这是识别网络主机属于哪个网络的根本方法。图7-18IP地址类型7.4.2域名系统

1．域名空间结构

域名地址空间结构网如图7-19所示。

图7-19域名地址空间结构网

2．电子邮件地址标识

3．域名解析服务

域名与IP地址的转换如图7-20所示。

图7-20域名与IP地址的转换7.4.3统一资源定位符URL

URL(UniformResourceLocate)是一种统一格式的Internet信息资源地址的标识方法，URL的位置对应在IE浏览器窗口中的地址栏，URL将Internet上提供的服务统一编址，URL的格式为协议服务类型：//主机域名［：端口号］/文件路径/文件名URL由四部分组成，第一部分指出协议服务类型，第二部分指出信息所在的服务器主机域名，第三部分指出包含文件数据所在的精确路径，第四部分指出文件名。URL中的服务类型见表7-2。表7-2URL服务类型7.5.1局域网概述

计算机局域网技术在计算机网络中占有非常重要的地位。

7.5.2局域网的构成

局域网通常由四部分组成：网络服务器、工作站、通信设备和通信协议。

7.5局域网

1．网络服务器

2．工作站

3．网络通信设备

1)网络适配器

2)集线器

3)传输介质及附属设备

4．通信协议

(1) NetBEUI协议。

(2) IPX/SPX及其兼容协议。

(3)TCP/IP(传输控制协议/网际协议)。7.5.3网络的连接设备

1．中继器

2．网桥

3．路由器

4．网关

7.5.4以太网

1．以太网概述

2．以太网的连接

1)拓扑结构

2)传输介质

3)接口的工作模式

3．以太网的工作原理

7.6.1Internet应用

因特网是一组全球信息资源的总汇。

7.6.2WWW的由来和特点

1989年，WorldWideWeb(缩写为WWW)诞生于设在瑞士日内瓦的欧洲粒子物理研究中心(CERN)。

WWW采用B/S(Browse/