Internet技术基础

Internet技术基础计算机网络概论计算机网络的定义计算机网络定义为相互联接、彼此独立的计算机系统的集合。相互联接指两台或多台计算机通过信道互连，从而可进行通信；彼此独立则强调在网络中，计算机之间不存在明显的主从关系，即网络中的计算机不具备控制其他计算机的能力，每台计算机都具有独立的操作系统。如图示典型的计算机网络示例计算机网络的功能1．数据通信（1）传输文件（2）使用电子邮件（E-mail）2．资源共享（1）共享硬件资源（2）共享软件资源（3）共享数据资源。3．分布处理计算机网络的组成分组交换网由通信子网和资源子网两部分构成如图所示H1H4H3H2R通信子网链路H：主机R：路由器通信子网和资源子网计算机网络的典型应用（1）管理信息系统（2）办公自动化系统。（3）信息检索系统（4）电子收款机系统（5）分布式控制系统（6）计算机集成与制造系统（7）电子数据交换和电子商务系统（8）信息服务系统计算机网络的分类按交换技术分类按拓扑结构分类按网络覆盖的范围分类按数据交换方式分类1.线路交换2.报文交换3.分组交换7653142BDFECA网络站网络通信结点按拓扑结构分类指将网络单元抽象为结点，通信线路抽象为链路，计算机网络是由一组结点和连接结点的链路组成的。其中：结点是由一个通信接口单元和有关的设备如计算机、磁盘等到构成，可分为转接结点和访问结点；链路是指两个结点之间承载信息的通信线路或信道。总线型网络拓扑结构终接器终接器工作站工作站工作站工作站星型网络拓扑结构工作站工作站工作站工作站工作站工作站集线器树型网络拓扑结构工作站工作站工作站工作站网型网络拓扑结构工作站工作站工作站工作站工作站工作站混合型网络拓扑结构工作站工作站工作站工作站工作站工作站按网络覆盖范围分类按网络覆盖范围的大小，可以将计算机网络分为：局域网、城域网、广域网和因特网，它们的典型特征见下表。分类缩写分布距离（近似）典型覆盖地域传输速率局域网LAN10米房间4Mbps～2Gbps100米楼宇数千米校园城域网MAN10千米城市50Kbps～100Mbps广域网WAN—城市、国家、洲或全球9.6Kbps～45Mbps因特网Internet开放系统互联（OSI）参考模型•开放系统互联（OSI,OpenSyytemInterconnection)参考模型描述了信息如何从一台计算机通过网络媒体传输到另一台计算机中，它是由七层协议组成的概念模型，每一层说明了特定的网络功能。–第七层-----应用层：为应用选择适当的服务–第六层-----表示层：提供编码转换，数据重新格式化–第五层-----会话层：协调应用程序之间的交互动作–第四层-----传输层：提供端到端数据传输的完整性–第三层-----网络层：提供交换功能和路由选择信息–第二层-----数据链路层：建立点到点链路，构成帧–第一层-----物理层：传送比特流OSI的参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层网络层链路层物理层网络层链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层子网内部协议应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议链路层协议物理层协议通信子网转接结点转接结点系统系统1系统系统2层次7654321协议数据单元报文报文报文报文分组帧比特TCP/IP参考模型网络接口层以太网令牌环帧中继ATMInternet层IP传输层TCPUDP应用层FTPDNSRIPSNMPSMTPTelnetARPIGMPICMPTCP/IP模型TCP/IP协议族Internet协议•TCP/IP协议（协议族，不止两个协议）–TCP/IP：TransferControlProtocol/InternetProtocol---传输控制/网际协议–TCP协议：保证数据传输的质量，即数据的完整性和正确性–IP协议：保证数据传输到了正确的目的地–Telnet：提供远程登录功能–FTP：远程文件传输协议–SMTP：简单邮件传输协议，用于传输电子邮件IP地址–每台计算机都必须有一个IP地址，这个IP地址在整个Internet网络中是唯一的。–IP地址由32位二进制数组成，用点分十进制格式表示：X.X.X.X，其中X为8位二进制，对应的十进制数是0~255；如202.192.168.33–IP地址的分类:分为5类，常用的3类IP地址–A类地址：第1位为0，用第2~8位（共7位）来标识网络号，后面的24位标识主机号–B类地址：第1、2位为10，用第3~16位（共14位）来标识网络号，后面的16位标识主机号–C类地址：第1~3位为110，用第3~24位（共21位）来标识网络号，后面的8位标识主机号3类常用IP地址–A类：0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx–B类：10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx–C类：110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx网络号主机号网络号主机号网络号主机号类别第一个字节网络地址数网络主机数A1~126126254*254*254B128~19164*254254*254C192~22332*254*254254特殊IP地址–A类：10.X.X.X–B类：172.X.X.X–C类：192.168.X.X子网掩码–A类：255.0.0.0–B类：255.255.0.0–C类：255.255.255.0域名系统•域名系统(DNS---DomainNameSystem)–符号化的命名方法，如–由域名服务器进行域名到IP地址之间的转换•常用机构域名–com商业网edu教育网gov政府机构–mil军事网net网络机构org机构网•最高层域名–国家或地区名，如cn中国hk香港tw台湾–也有许多是用大型机构域名作为最高层域名的，特别是美国的公司和机构，如microsoft.com,ibm.com等；中国的如cctv.com等•中文域名如：联想.com.cn•网络实名如：联想统一资源定位器URL•统一资源定位器URL–URL（统一资源定位器）用来完整地描述Internet上超文本的地址。可以是本地磁盘、局域网上的某台机器或Internet上的站点地址。–简单地说，URL就是Web地址，通常称为“网址”•URL地址的一般格式：–[协议:]//[主机名]:[端口号]/[文件路径]/[文件名]•协议：HttpFTPTelnet•主机名：提供资源的主机地址，可以使用域名（标准地址）或IP地址•端口号：进入服务器的通道，默认端口(80）可以省略•标准地址和IP地址–––协议的路由选择中。当用户使用主机域名进行通信时，必须首先要将其映射成IP地址。这种将主机域名映射为IP地址的过程称为域名解析，Internet的域名系统DNS能够完成此项工作。IPv6•IPv6是下一代的Internet协议•地址空间扩展到128位，从而包含有3×1038个地址•更小的路由表•增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)•加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持•更高的安全性•IPv6同时改进和提高了IP包的基本报头格式基本术语•吞吐量–数据通过网路传输的速率，通常以b/s(bit/second)为单位，也就是常说的bps(bitspersecond)•波特率–指信号每秒变化的次数，用来表示传输硬件的工作速率，单位是Baud(波特)•带宽–源自通信技术中的术语，物理含义是传输系统中硬件能改变信号的最大速率，单位为Hz(赫)。在网络系统中，它表示对一个网络传输系统容量的衡量，值为网络信号可用的最高和最低频率之差。•基带传输和宽带传输–计算机或终端产生的数字信号，频谱都是从零开始的，这种为经调制的信号占用的频率范围叫基本频带，简称基带(BaseBand)–远程通信技术中，任何带宽大于音频(4KHz)的系统，称为宽带系统•双工和半双工–单工：一条线路上只允许信号单向传送–半双工：双向交替通信，不能同时双向–全双工：允许同时双向局域网基础局域网(LAN)常见结构•根据连接结构、工作方式和网络操作系统的不同，局域网分为三种结构：–对等式网络结构–专用服务器结构–主从式结构•按网络的逻辑拓扑结构分，局域网有：–以太网–令牌环网–FDDI基于服务器的网络Com3文件服务器邮件服务器客户机客户机客户机对等网络Com3服务器/客户机服务器/客户机服务器/客户机服务器/客户机服务器/客户机服务器/客户机局域网设备和传输介质•设备–网卡：计算机与网络的连接设备–中继器:Repeater,重发器–集线器：Hub,多口中继器–路由器：Router,连接不同类型的网络，协议转换和路由选择功能，网络管理和安全有线传输介质双绞线双绞线由两根彼此绝缘的铜导线组成，如下图。双绞线既能传输模拟信号，也能传输数字信号。双绞线分为屏蔽双绞线（STP，ShieldedTwistedPair）与非屏蔽双绞线（UTP，UnshieldedTwistedPair）两大类。以太网常用5类双绞线，也用超5类(UTP)返回同轴电缆•分为50欧姆和75欧姆两种光纤•分为单模和多模光纤两种无线传输介质1．无线电波2．微波3．红外线