大学计算机基础教程 第五章

大学计算机基础—第五章1第五章计算机网络与INTERNET应用大学计算机基础—第五章2本章主要内容计算机网络基础知识计算机局域网Internet网基础信息安全技术大学计算机基础—第五章3计算机网络概述52年：面向终端的计算机网络(美国半自动地面防空系统)由一台计算机经过通信线路与若干台终端直接连接60年代：计算机通信网络多个主计算机通过通信线路互联70年代：计算机-计算机网络具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议90年代：信息高速公路是一个交互式的多媒体网络大学计算机基础—第五章4计算机网络资源的共享信息的交流什么是计算机网络？一群自治的计算机系统的集合计算机网络是把地理上分散的，具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和通信线路连接起来，且以功能完善的网络软件（网络协议，信息交换方式及网络操作系统等）实现网络资源共享的系统。大学计算机基础—第五章5计算机网络的分类按网络的作用范围区分：局域网(LAN)10公里以内城域网(MAN)几十公里到上百公里广域网(WAN)几十公里到几万公里按交换技术分：电路交换、报文交换、分组交换网络按传输信道分：基带、宽带、模拟和数字网络按数据传输与交换系统的所有权划分：公用网和专用网大学计算机基础—第五章6OSI网络模型为了规范异种网络和不同机型的互连，由国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU-T)联合开发了网络的体系结构标准——开放式系统互连(OpenSystemsInterconnection，OSI)参考模型。OSI模型将网络划分为功能上相对独立的七个层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层及物理层。其主要作用是帮助用户理解所开发的功能和通信软件的流程，并且明确了在每一层通信中所用到的规则即协议。数据链路层物理层数据链路层物理层网卡网卡网络设备层应用层表示层会话层应用层表示层会话层应用软件传输层网络层传输层网络层网络系统软件甲计算机乙计算机路由器路由器网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层大学计算机基础—第五章7OSI各层的功能物理层:OSI参考模型的最低层，直接和网络硬件打交道，是通过物理介质传输和接收二进制位流数据链路层:提供点对点的数据传输，并保证信息在线路中可靠传输网络层:负责路由的选择分段和重组传送层:提供端到端的通信会话层:负责建立、拆除、管理进程之间的通信连接表示层:处理不同数据在表示上的差异及其相互转应用层:是用户访问网络的接口层，OSI的最高层大学计算机基础—第五章8计算机网络的特点资源共享：网络中各地的资源(软硬件)可互相通用数据通信能力:实现各计算机之间的数据传送，对传送数据进行分散、分组、集中管理或处理分布式处理：可将任务划分开，由网络上的计算机分别承担部分任务同时处理提高系统可靠性：网络中的各台计算机可以通过网络互为后备机均衡负载的互相协作：均衡负载可使网络中计算机任务的“轻”与“重”得到合理调整大学计算机基础—第五章9计算机局域网计算机局域网是在较小的范围，用于家庭、办公室、机关、企业、学校等的内部联网，传输率高、误码率低，通常由用户自行建立、管理和使用。邮件服务器工作站文件服务器工作站介质资源局域网的物理组成网络软件、硬件和通信设备等计算机网卡通信线路局部网络通信设备网络互连设备网络软件服务器：能为其他计算机的请求提供服务，共享其他计算机资源的计算机文件服务器、通信服务器、打印服务器、数据库服务器等工作站(客户机)：请求提供服务，而不为其他计算机提供服务的计算机大学计算机基础—第五章10网络连接设备网络互连指局域网与局域网、主机系统与局域网、局域网与广域网的连接。网卡：称网络适配器，用于与网络通信线路相连接通信线路：用来连接服务器、工作站及其他设备局部网络通信设备：延伸传输距离和易于网络布线网桥：用于同类型局域网之间的互连，且各局域网采用同样的网络操作系统。路由器是网络互连中使用较多的设备，用于连接多个逻辑上分开的子网（代表一个单独的网络）网关又称协议转换器。主要用于不同体系结构的网络或局域网与主机的连接。调制解调器（Modem）：通过电话线连网中继器：在不同电缆段间复制放大信号增长距离集线器(HUB)：星形连接设备，复制放大信号并增长距离中继器HUB路由器大学计算机基础—第五章11通信线路：传输介质传输介质把网络中的各种设备互连在一起，是数据在网络上传输的通路。有线介质双绞线（普通电话线，10～100Mbps）同轴电缆（每段长180米或500米）光缆（几十Gbps，长1Km以上）无线介质：微波、红外线、激光、卫星传送大学计算机基础—第五章12网络中的数据传输数据在网络中是以电信号的方式进行传输的电信号有两种形式：即模拟信号和数字信号模拟信号是连续变化的电磁波，可以用各种频率在线缆上传输数字信号是在介质上传输的电压脉冲序列，只有0和1两种状态模拟信号振幅频率时间+0-数字信号01大学计算机基础—第五章13两种信号传输的比较数字信号传输的优点：因噪声和电磁干扰导致的错误少设备费用更低缺点：如果在相同的距离内传输，数字信号的衰减会比模拟信号大得多模拟信号传输的优点：相同距离内的信号衰减程度没有数字信号大可通过多路复用技术提高带宽缺点：模拟信号更容易受到噪声和电磁波的干扰大学计算机基础—第五章14局域网的拓扑结构总线形星形环形树形不规则形格状形全互连形拓扑结构：是计算机的连接方式。把网络中的计算机看作节点，通信线路看作线形成的几何图。终端阻抗匹配器常用集线器作为主结点对总线长度、结点数有限制大学计算机基础—第五章15网络模型的实现总路型结构星型结构环型结构大学计算机基础—第五章16网络操作系统功能是将联入网内的计算机及各种软、硬件资源在网络内实现统一的调度及管理，并为网络中每一个用户提供使用网络资源的手段。是计算机软件与网络协议的集合，是在独立的计算机的操作系统之上协调和管理网络资源。常见的网络操作系统有：UNIXNetWareWindowsNTWindows2000大学计算机基础—第五章17WindowsXP的网络连接两台以上安装了WindowsXP的计算机通过网卡和通信电缆连接后可组成简单而完整的对等网络，步骤：设置网络协议设置网络客户设置文件和打印机共享设置共享大学计算机基础—第五章18客户机/服务器系统服务器（网络的核心）文件服务器、打印服务器、数据库服务器、通信服务器、域名服务器等等客户机（个人计算机）客户机服务器要求服务提供服务所有的INTERNET服务资源都使用客户机/服务器系统大学计算机基础—第五章19什么是InternetInternet--全球计算机互联网络通过高速专用线、普通电话线、卫星、微波和光缆等线路把不同国家、各种组织的计算机子网络连结起来。中国电信公共交换网大学计算机基础—第五章20Internet网的起源及发展69年APARNET美国用于军事控制73年TCP/IP实现不同机型、不同OS互联80年代交流与通信的工具90年代商业化，网络浏览器，友好界面未来信息高速公路军事信息1984年连接Internet的计算机突破1千台1989年连接Internet的计算机突破10万台1996年连接Internet的计算机突破1.28千万台日前Internet的用户已上亿，连接的主机超过数千万台发展方向：商用化、保密性、宽带传输大学计算机基础—第五章21国家信息基础设施(NII)NII是硬件、软件、技能的综合，即一个由通信网、计算机、信息资源、用户信息设备与人构成互联互通、无所不在的信息网络。NII可以把人、家庭、学校、图书馆、医院、政府与企业一一关联起来，可以获得各种各样公用和专用的信息资源，可以传送音频、数据、图文、视像和多媒体等各种形式的信息，它使人与人之间以及人与计算机和业务机构的联系更加便利。我国的CNII计划到2020年建成大学计算机基础—第五章22Internet2第一代Internet开始于1969年，二十多年后它成为几乎转变了人类工作和生活方式的大众媒体和工具。1996年美国率先发起下代高速互联网及其关键技术研究，如美国国家科学基金会设立的NGI研究计划和由100多所大学加盟的Internet2计划。下一代互联网与第一代互联网的区别在于：更大、更快、更安全、更及时、更方便大学计算机基础—第五章23Internet中国网的基本情况我国于1994年正式进入Internet通过国内四大骨干网联入国际Internet可实现和Internet的TCP/IP连接，四大网为：中国公用计算机互联网（CHINANET）中国国家计算机与网络设施（NCFC）中国教育和科研计算机网（CERNET）中国国家公用经济信息通信网（CHINAGBN）大学计算机基础—第五章24新增的五大网络中国联合通信网（中国联通）：中国网络通信网（中国网通）：中国移动通讯网（中国移动）：中国长城互联网中国对外经济贸易网服务提供商，是用户接入Internet的驿站和桥梁。中国的9大骨干网就是中国的ISP，从事高速长距离回路的接入服务。大学计算机基础—第五章25Internet网的体系结构是在各种不同的网络技术之上，再增加一个特殊的“互联网络协议”层，来连接不同类型的网络IPTCP应用程序IPTCP应用程序各种现有的子网及通信线路客户机/服务器因特网组成：物理网：实现信息流的传送协议：共同遵守的交流规范网络界面：是用户与网络打交道的交互界面信息：网络的灵魂大学计算机基础—第五章26网络协议协议：是计算机在物理网上进行通信所需要共同遵守的语言规范。OSI模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层物理层网际互联层网络接口层TelnetFTPHTTPSMTPTCPUDPIPICMPARPRARPTCPTCPTCPHardwareTCP/IP模型大学计算机基础—第五章27Internet的有关概念:分组交换技术在Internet网络中，信息不是以固定的数据流的形式，而是以分解成的较小的数据包的形式，从一台计算机传到另一台计算机的。这样在网络中每台计算机每次只能传送一定的数据量,而不会独占通信线路,因此一条通信线路就可让多个用户共享。典型的局域网一秒种可在两台计算机之间传输1000个大的分组，小的分组传输得更快。对用户来讲，在千分之一秒内发生的事情可认为是立即。大学计算机基础—第五章28Internet的有关概念:TCP/IP协议IP协议(InternetProtocol)：网际协议将多个网络联成一个互联网，并把分组数据传送到对方。(只管传送不保证可靠性)TCP协议(TransmissionControlProtocol)：传输控制协议主要解决分组数据转送中可能出现的问题,它保证分组的可靠传输。TCP/IP协议：网际协议IP传输控制协议TCP应用程序协议大学计算机基础—第五章29Internet的有关概念:应用程序协议负责将网络传输的东西转换成人们能够识别的信息，这些应用程序协议都是TCP/IP协议集的一部分SMTP简单邮件传输协议Telnet远程登录协议Ftp文件传输协议POP3邮局协议HTTP超文本传输协议大学计算机基础—第五章30Internet的有关概念:IP地址主机：与Internet相连的任何一台计算机，无论是大型机、小型机还是单用户PC机，都称为主机IP地址：在Internet网上，每台主机都通过唯一的主机号来标识，标识该主机的编号称为它的IP地址IP地址由32位二进制数组成，分为4组，每组8个二进位（1B），各组之间用小数点隔开，习惯用