第一章、网络的组建与运行(课件)

四川省成都市

龙泉驿区第一(dìyī)中学校信息中心李洋共八十七页信息(xìnxī)课最最基本要求一、人、书、笔、学习(xuéxí)状态不可少二、严禁喝的、吃的、垃圾进机房三、上下课起立，遵守课堂纪律四、整齐摆放凳子鼠标耳机键盘等五、爱护公共财产，有事举手报告共八十七页本学期主要(zhǔyào)内容一、网络的组建(zǔjiàn)与运行二、因特网的接入与管理三、因特网的应用四、网站的开发（frontpage）*五、动态网页的制作复习、拿下会考*六、网络安全技术共八十七页第一章、网络(wǎngluò)的组建与运行1.1、认识(rènshi)计算机网络1.2、不同的连接策略1.3、网络中的数据通信1.4、网络协议1.5、组建局域网共八十七页1.1认识(rènshi)计算机网络计算机技术通信技术20世纪60年代，美苏冷战期间，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA提出要研制一种崭新的网络（阿帕网）来对付前苏联的核攻击威胁。网络，代表(dàibiǎo)着一项技术、一种应用，更代表(dàibiǎo)着一个时代！课堂快速阅读（3分钟）：1、P2橙色部分内容（了解什么是GSM，什么是SNS？）2、P3表1-1计算机网络的应用及功能计算机网络GlobalSystemforMobileCommunicationsSocialNetworkingServices共八十七页如MSN、QQ等即时交流(jiāoliú)工具FTP文件(wénjiàn)下载、数字图书馆等ATM机、现代军事运用等计算机网络

数据通信资源共享分布控制分布处理计算机网络三大功能共八十七页计算机网络(wǎngluò)多台地理上分散(fēnsàn)的独立计算机系统通信协议传输介质和网络设备

即一台台连入网络的计算机或手机等硬件实体双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定网线、网卡、路由器、交换机等计算机网络的组成共八十七页

局域网LAN

覆盖范围不超过(chāoguò)10km办公室、校园、厂区、工业园区等

城域网MAN广域网WAN

覆盖范围10~60km，不超过100km

一个城市(chéngshì)的大型公司、政府机构等一般跨度超过100km

跨城市、跨地区、甚至跨国家按照网络规模大小（即作用范围）分类计算机网络的分类共八十七页1.2不同的连接(liánjiē)策略对等网图示1不通过(tōngguò)交换机连接的对等网

计算机地位平等，既是资源访问者，也是资源提供者共八十七页对等网图示2通过(tōngguò)交换机连接的对等网

计算机地位平等(píngděng)，既是资源访问者，也是资源提供者共八十七页服务器—客户机网络(wǎngluò)图示服务器能向用户提供(tígōng)更大量的资源和网络服务共八十七页1.2不同(bùtónɡ)的连接策略集中控制资源、提供组建大型(dàxíng)网络的能力，具有更大的资源共享和网络服务，安全性高……对等网服务器——客户机网络需要有专用的服务器和网络操作系统，有的还要专职网络管理员……优点缺点根据需求选择网络网络成本低、网络配置和维护简单……计算机资源占用大、数据备份困难、增加用户使用负担……共八十七页网络常用的传输介质(jièzhì)：（课本P8~P12）有线传输(chuánshū)介质无线传输介质双绞线同轴电缆光缆微波红外线无线电波（如蓝牙）激光共八十七页（1）双绞线的主要(zhǔyào)特性屏蔽(píngbì)双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP双绞线结构示意图主要用于10Mbps~100Mbps局域网，应用长度一般100米，电话线也是一种双绞线。bps：比特率，比特/秒共八十七页（2）同轴电缆的主要(zhǔyào)特性同轴电缆(tónɡzhóudiànlǎn)结构示意图同轴电缆结构示意图细缆和粗缆50Ω和75Ω共八十七页（3）光缆(ɡuānɡlǎn)的主要特性原理(yuánlǐ)是光的全反射光导纤维结构与原理示意图共八十七页线缆连接器双绞线：RJ-11（电话线）、RJ-45（网线）同轴电缆(tónɡzhóudiànlǎn)：BNC连接器光纤：光纤尾线接头网络接口适配器（俗称“网卡”）网卡驱动程序无线传输介质(jièzhì)：微波、红外线、无线电波、激光共八十七页无线传输实例1：地面(dìmiàn)微波接力频率(pínlǜ)：100MHz—10GHz地球与无线电波向各个方向传播不同，微波传送集中于某个方向，可以防止他人截取信号。共八十七页与地面站相对固定(gùdìng)位置使用3个地球同步卫星覆盖全球。传输距离远传输延迟时间长地球无线传输(chuánshū)实例2：卫星通信共八十七页常用(chánɡyònɡ)传输媒体的比较共八十七页1.2.3网络中的连接(liánjiē)设备如何(rúhé)组网：如果两台计算机在同一房间里，怎样才能使它们连接起来？两台不同地点的计算机呢？三台或三台以上的计算机呢？共八十七页中继器作用：接收并复制(fùzhì)数据信号，保持其完整性。共八十七页BACK集线器作用：共享传输(chuánshū)介质，广播数据。共八十七页BACK交换机作用：接收存储(cúnchǔ)某端口数据包，传送到目的端口。共八十七页BACK路由器作用：实现不同网络之间的互联（指明从源网络到目的(mùdì)网络的路径）。共八十七页1.2.4网络的拓扑(tuòpū)结构网路拓扑：网络设备之间的连接方式(fāngshì)计算机网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小形状无关的点线关系的方法。把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。即把网络中的工作站和服务器等网络单元抽象为“点”，网络中的电缆等抽象为“线”。共八十七页BACK

网络拓扑：网络设备之间的连接(liánjiē)方式，网络拓扑图忽略了网络连线长度，只考虑结点的顺序和位置，是网络的一种简化描述。共八十七页

总线形结构(jiégòu)

星形结构环形结构网状形结构网络(wǎngluò)的拓扑结构

(P14)共八十七页总线形(xiànxínɡ)结构

所有(suǒyǒu)节点都直接连接到总线上，两端上有终结器。共八十七页星形结构(jiégòu)网络中有中央节点(jiédiǎn)，形成辐射形网络结构共八十七页环形(huánxínɡ)结构

各节点通过环路接口连接(liánjiē)在一条首尾相接的闭合环形通信线路中共八十七页网状形结构(jiégòu)

任一个节点都至少有两条链路与其他节点相连，数据流向也没有(méiyǒu)固定的方向共八十七页BACK网形拓扑的特点及优缺点

优点(yōudiǎn)：1)应用广泛；2)不受瓶颈问题和失效问题的影响。

缺点：1)结构较复杂，网络协议也复杂，建设成本高。共八十七页本节练习题：一、选择题：1、如果希望把家中的一台计算机与邻居的一台计算机连接起来进行联网游戏，应选择（

）组网方式。A、因特网B、对等网C、服务器—客户机网络D、广域网2、主要应用于10Mbps到100Mbps局域网中，应用长度不超过100米的网络，一般应选择（）传输介质。A、光缆B、双绞线C、同轴电缆D、电话线3、下列传输介质中能够实现近距离与多种设备迅速互连的是()A、微波B、红外线C、蓝牙技术D、激光4、网络中的所有的端节点都有各自的专用线路接入中央接点，形成(xíngchéng)辐射网络构型属于()结构。A、总线形B、星形C、环形D、网状形BBCB共八十七页5、计算机网络所使用的传输介质(jièzhì)中，抗干拢能力最强的是（）

A、双绞线B、超五类双绞线C、电磁波D、光缆6、每一个多媒体电脑室或每一栋教学楼采取的网络拓扑结构应选择（）比较科学。

A总线型B环型C星型D蜂窝(fēngwō)拓扑结构7、若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为()

A.星形拓扑B.总线拓扑C.环形拓扑D.树形拓扑8、属于集中控制方式的网络拓扑结构是()

A.星形结构B.环形结构C.总线结构D.树形结构D

CCA共八十七页9、以下(yǐxià)设备，哪一项不是网络连接设备：（）

Ａ交换机Ｂ集线器Ｃ路由器Ｄ视频采集卡10、计算机网络中常见的传输(chuánshū)介质是：（）

A双绞线B光缆C电话线D以上都是DD共八十七页数据：不仅仅是指一些数字，还包括其它各种数值数据（如整数(zhěngshù)、定点数、浮点数）、字符数据（如英文字母、标点符号、运算符、括号、控制符等）、文字数据、图形数据、图像数据和声音数据、动画数据、视频数据等。1.3.1数据通信的基本概念通信：把信息从A点传到B点。（简单的通信系统：两个(liǎnɡɡè)纸杯+一根绳子，俗称“土电话”、“通话器”）1.3网络中的数据通信共八十七页

在通信过程中，信息的传递是通过发送信号实现的。那么(nàme)，信号如何表示？又是如何传递的呢？通信(tōngxìn)信号声音的传递：

声波属于一种模拟信号，能够在空气中传播。通过一些装置，可将声波转换为其他形式的信号，如：电波，电波可以在通信线路上传递。电话就是将人的声音信号变换成电信号之后来传递的，接收时，再通过逆转换装置把电信号转换为声音信号。共八十七页计算机是以数字信号来表示和存储信息的。数字信号只有(zhǐyǒu)两种状态，数字上用“0”和“1”表示，电子电路上则用“高”和“低”电平来表示。可以用二进制数字“0”和“1”来对信息进行编码。传送字符“A”相当于传送一个与“01000001”相对应的一组数字信号波形。通信(tōngxìn)信号计算机中信息的传递：共八十七页美国(měiɡuó)信息标准交换码ASCII码用来制订计算机中每个符号对应的代码，也叫做计算机的内码。每个ASCII码以一个字节Byte（８个二进制位bit）存储(cúnchǔ)，从０到数字１２７代表不同的常用符号（字母、数字、标点符号、控制字符及其他字符）。如：大写字母Ａ的ASCII码是６５二进制表达式０１０００００１共八十七页BACK共八十七页模拟信号：信号(xìnhào)中没有断开或不连续的地方，如时间，温度，电波，声音；数字信号：信号仅取一些有限(yǒuxiàn)数目的值，如字符，二进制数，电脉冲。

共八十七页调制解调器MODEM（P18）调制：把数字信号变换(biànhuàn)成模拟信号的过程。解调(jiědiào)：把模拟信号反变成数字信号的过程。一个MODEM包含数字信号和模拟信号相互转换的双向功能。计算机中处理的是数字信号，电话线上传输的是模拟信号。共八十七页modemmodemModem的原理(yuánlǐ)图示internet共八十七页1.3.2信道(xìndào)与带宽（P18）信道：是通信双方之间以传输介质为基础传递信号的通路。由传输介质及其两端(liǎnɡduān)的信道设备共同构成。

根据传输介质的不同，信道可划分为有线信道和无线信道。带宽：指通信信道的传输容量。传输数字信号带宽单位为：bps；传输模拟信号带宽单位为：HZ

宽带网：指具备较高通信速率和较高吞吐量的计算机网络。

bps:bitpersecond每秒钟传输的位数共八十七页某同学家网络的速率是4Mbps，要下载一个900MB的电影，如果能够达到全速下载的理想状态(zhuàngtài)，他最快能多少时间将电影下载完？【课堂练习】需要(xūyào)时间为：900*8/4秒，即30分钟。b（bit）：比特、二进制位B（byte）：字节1B=8b，即1个字节等于8个比特共八十七页1.3.3信息交换(jiāohuàn)方式

在开始正式通话前，首先由一方发起呼叫，一直等到与另一方建立起一条转接(zhuǎnjiē)式的道路，然后才开始进行通话。在整个通话期间，该通路一直为通话双方占用，通话结束后才释放线路。

传统电话的电路交换方式

缺点：线路的利用率低，专线专用，费用较高。

共八十七页传统电话(diànhuà)的电路交换方式1.3.3信息(xìnxī)交换方式共八十七页把要传输的数据分割成一段段编有序号的较小的单元(dānyuán)——分组，然后以“存储——转发”的方式，将每个分组独立地在网络中传输，每个分组被分别传送到目的地后，再按分组序号顺序装配成完整的数据信息。

计算机网络的分组交换(jiāohuàn)方式

优点：由于分组交换方式传输的数据单位小，可根据当时线路的情况，让不同的分组分别走不同的路线，它既具有线路交换方式传输的延时短的优点，又具有线路利用率高的优点。

1.3.3信息交换方式共八十七页A数据BCP1P2P3P4P5甲乙分组交换(jiāohuàn)原理数据

IP电话(diànhuà)是利用计算机网络实现语音通信的。共八十七页信息交换(jiāohuàn)方式方式优点缺点线路交换(传统电话)分组交换（IP电话）线路利用率低，专线专用(zhuānyòng)，费用高通信质量好线路利用率高，费用低通信质量差为什么IP电话比传统电话便宜？共八十七页1.4网络协议

协议是通信双方共同遵循的规则。是关于(guānyú)信息传输顺序，信息格式和信息内容等的约定。通信双方遵守相同的协议，通信过程才能够完成。共八十七页1.4.1三种(sānzhǒnɡ)局域网协议的比较局域网协议特点应用场合运行平台说明NetBEUI高效、快速的网络协议，安装简单、无须配置、不具备跨网段功能由几台到百余台PC组成的单个小型局域网受微软公司Windows系列产品支持IPX/SPX在复杂网络环境下适应能力强，可跨网段，具有路由功能。安装无须配置适用于Novell网络使用NovellNetwareIPX/SPX无法在Windows上直接使用。微软公司提供NWLink协议作为与IPX/SPX兼容TCP/IP安装时需要复杂的配置支持任意规模的网络几乎所有厂商和操作系统都支持接入因特网的主机都安装了TCP/IP协议

组建局域网过程中，选择那一类的网络通信协议(xiéyì)主要取决于网络的规模、网络的兼容性和网络管理等几方面。共八十七页1.4.2安装(ānzhuāng)网络协议（演示，P22）共八十七页网络体系结构：为了解决(jiějué)不同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的应用环境下实现互操作的问题，采用分层的方法，将网络互联的庞大而复杂的问题，划分为若干个较小而容易解决(jiějué)的问题，计算机网络的各层和层间协议的集合称为“网络体系结构”。分层是解决分析复杂问题的常用方法。1.4.3网络协议OSI模型(móxíng)共八十七页信件(xìnjiàn)内容邮件地址货物(huòwù)地址发信人邮政局运输系统信件内容邮件地址货物地址收信人对信件内容的共识对信件如何传递的共识对货物如何运输的共识P3P2P1公路，铁路，航空先看一个对等层通信示例：邮递过程邮政局运输系统共八十七页端系统A端系统B第N层协议第N+1层协议第N-1层协议最低层协议最高层协议物理介质N层N+1层N-1层最高层最低层……开放系统AN/(N+1)层接口(N-1)/N层接口N层N+1层N-1层最高层最低层……开放系统B计算机网络中端系统间的通信(tōngxìn)共八十七页OSI开放系统互联参考模型（P25）应用层Application表示层Presentation会话层session传输层transport物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network7654321处理网络应用数据表示主机间通信进程间的连接寻址和最短路径介质访问（接入）二进制传输共八十七页OSI协议(xiéyì)模型为什么要分层？OSI层次模型优点（P25）：（1）使网络部件标准化、模块化，各层功能相对独立，易于研发维护(wéihù)、易于理解。（2）作为一种通用概念模型，让全球的计算机能进行开放式通信。共八十七页“OSI”——三个字母分别表示开放、系统和互连“系统”——可以是一个简单的终端，也可以是一个复杂的计算机网络“开放”——标准(biāozhǔn)公开，以便遵循ISO（国际标准化组织），即“InternationalStandardsOrganization”。OSI标准也就是“开放系统互连参考模型”（OpenSystemInterconnection），即有名的OSI模型。是由一个称为ISO的组织制定(zhìdìng)的。因此，从技术上说，它可以被称为ISO/OSI标准。区别ISO与OSI共八十七页TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划(jìhuà)——实现若干台主机之间的相互通信。现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。TCP/IP模型包括4个概念层次：应用层（application）传输层（transport）网际层（internet）网络接口层（networkinterface）1.4.4TCP/IP模型(móxíng)共八十七页TCP/IP协议(xiéyì)

TCP/IP协议是互联网络信息交换、规则、规范的集合体。TCP传输控制协议（transportcontrolprotocol）规定了对传输信息怎样分层、分组和保证(bǎozhèng)在线路上无差错传输。IP网际协议（Internetprotocol）IP协议定义了Internet上计算机之间的路由选择，把各种不同网络的物理地址转换为Internet地址。共八十七页TCP/IP与OSI参考模型的对应(duìyìng)关系应用层表示层会话层传输层物理层数据链路层网络层7654321OSI参考模型应用层传输层网络接口(数据链路层+物理层)网际层TCP/IP概念(gàiniàn)层次Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等TCP/IP支持所有标准的数据链路层和物理层协议传输控制协议/互联协议共八十七页应用层传输层网络接口网际层面向(miànxiànɡ)连接的

●TCP无连接的

●UDPTCP/IP传输层提供(tígōng)了两种传输协议共八十七页TCP/IP与传输层传输层的两项主要(zhǔyào)功能：流量控制可靠传输传输层提供了TCP和UDP两种传输协议：TCP是面向连接的、可靠(kěkào)的传输协议。它把报文分解为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段，必要时重新发送没有收到的段。UDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是“不可靠”的。（UserDatagramProtocol，中文名是用户数据包协议）共八十七页TCP/IP与应用层应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览(liúlǎn)等应用。应用层传输层网络接口网际层文件传输

●FTP、TFTP、NFS电子邮件

●SMTP、POP3WWW应用

●HTTP远程登录

●Telnet、rlogin网络管理

●SNMP名字管理

●DNS共八十七页

小明家中有两台电脑，为了实现资源共享，小明准备组建一个家庭局域网，使两台电脑间通过局域网复制(fùzhì)文件。另外小明的父亲也经常携带笔记本回家办公。案例(ànlì)分析如何利用前面所学的网络知识亲手组建这个局域网呢？1.5组建局域网共八十七页组建局域网的基本(jīběn)步骤（P27）①确定网络组建(zǔjiàn)方案、策略，绘制拓扑图②计算机操作系统的安装与配置③硬件的准备和安装④网络协议的选择与安装⑤授权网络资源共享共八十七页局域网组建(zǔjiàn)方案方案一两台计算机各安一块网卡，通过双绞线进行连接，主机运行XP操作系统，选择NETBEUI协议。优点：具有较高的连接速度，安装简易，便于实现(shíxiàn)。缺点：网络不易扩展。共八十七页局域网组建(zǔjiàn)方案方案二两台计算机各安一块网卡，通过双绞线接入集线器或双绞线进行连接，主机运行XP操作系统，安装(ānzhuāng)NETBEUI协议。优点：网络易于扩展缺点：需购买网络设备，成本较高。共八十七页组建(zǔjiàn)局域网的基本步骤确定网络组建(zǔjiàn)方案、策略，绘制拓扑图计算机操作系统的安装与配置硬件的准备和安装网络协议的选择与安装授权网络资源共享共八十七页组建局域网的基本(jīběn)步骤确定网络组建方案、策略，绘制(huìzhì)拓扑图计算机操作系统的安装与配置硬件的准备和安装网络协议的选择与安装授权网络资源共享网线、网卡、交换机共八十七页旋转式剥线刀共八十七页RJ-45接头(jiētóu)