计算机网络课件2013.ppt
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1、计算机网络,继续教育讲座 新疆师范大学 年梅 2013年7月16日,新疆师范大学 制作人:年梅,课件制作人:年梅,引言:无“网”而不胜,网上淘金:电子商务与电子银行 教育革命:无围墙的大学(远程教育) 世纪战争:信息战 虚拟社区:网上家园、网络影视 工作的新世界:SOHO “e”成了21世纪的万能前缀,网络给我们带来了什么?,课件制作人:年梅,高速计算机信息网络是信息社会的神经和血管 体系结构:网络的骨架和神经 协议:网络的心脏和血液,课件制作人:年梅,本课程核心技术的国内外进展,三网合一:电信网、计算机网和有线电视网 核心技术:IPv6、IPTV、移动交易、物联网,云计算,1. 计算机网络的
2、作用,21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化,它是一个以网络为核心的信息时代。 网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。 网络是指“三网”,即电信网络、有线电视网络和计算机网络。 发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。,课件制作人:年梅,因特网(Internet)的发展,进入 20 世纪 90 年代以后,以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展。 已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络。 已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。,课件制作人:年梅,因特网的意义,因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。 现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开因特网。,课件
3、制作人:年梅,计算机网络向用户提供的 最重要的功能,连通性计算机网络使上网用户之间都可以交换信息,好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。 共享即资源共享。可以是信息共享、软件共享,也可以是硬件共享。,课件制作人:年梅,2. 计算机网络的形成与发展,2.1 计算机网络的形成 计算机网络形成的三个阶段: 具有通信功能的单机系统 具有通信功能的多机系统 计算机-计算机网络 分布式计算机网络(称为第四阶段),课件制作人:年梅,具有通信功能的单机系统,课件制作人:年梅,由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统,即多个终端用户分时占用主机上的资源。,具有通信功能的多机系统,前端机:即通信控制处理机,
4、完成通信任务; 集中器 负责从终端到主机的数据集中 负责从主机到终端的数据分发,课件制作人:年梅,实例:具有通信功能的多机系统,课件制作人:年梅,计算机计算机网络,课件制作人:年梅,随着计算机技术和通信技术的进步,将多个单处理机联机终端网络互相连接起来,形成了以多处理机为中心的网络。 建立了OSI参考模型和TCP/IP参考模型,实例:Internet结构示意图,课件制作人:年梅,计算机网络的快速发展,20世纪80年代中期 20世纪90年代中期迅猛发展 以商业化后达到 5000 万用户为例: 电视用了13年, 收音机用了38年,电话更长 Internet 商业化后用了4 年时间 分布式网络:单机
5、局域网广域网,课件制作人:年梅,2.2 计算机网络的发展方向,计算机网络的发展趋势可概括为: 一个目标、两个支撑、三个融合、四个热点 一个目标:建立完善的信息基础设施 两个支撑:微电子技术和光技术 三个融合 计算机、通信、信息这三种技术的融合。 电信网、电视网、计算机网三种网络的统一。 四个热点:多媒体、宽带网、移动通信、信息安全,课件制作人:年梅,3 因特网概述,3.1 网络的网络 起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网 网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。 互联网是“网络的网络”(network of networks)。
6、 连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。,课件制作人:年梅,课件制作人:年梅,ARPANET,19601969,TCP/IP,80年代初,ARPANET TCP/IP,1983,NSFNET,1986,90年代至今,Internet,Internet的形成与发展,课件制作人:年梅,因特网非常奇特的网络,一无所有的网络: 不属于任何个人、企业和部门 无所不在的网络 来去自由的网络: 因特网的成员可以自由地“接入”和“退出” 包罗万象的网络,课件制作人:年梅,Internet的主要特点,(1) Internet的基础与核心是TCP/IP协议。 (2) 网络用户透明地使用Internet,方
7、便地接入Internet。 (3) Internet是一个庞大的国际互联网络。 (4) Internet没有统一的管理机构。,网络与因特网,网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。,课件制作人:年梅,3.2 因特网的组成,从因特网的工作方式上看,可以划分为以下的两大块: (1) 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的,用来进行通信(传送数据、音频或视频)和资源共享。 (2) 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。,课件制作人:年梅,课件制作人:年梅,因特网的核心部分,因特网的边缘部分,主机
8、,网络,路由器,因特网的边缘部分与核心部分,因特网的边缘部分,处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)。 “主机 A 和主机 B 进行通信”,实际上是指:“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。 即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。或简称为“计算机之间通信”,课件制作人:年梅,资源共享的两种通信方式,在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类: 客户服务器方式(C/S 方式) 即Client/Server方式 对等方式(P2P 方式) 即 Peer-to-Pe
9、er方式,课件制作人:年梅,客户服务器方式,客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。 客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方。,课件制作人:年梅,课件制作人:年梅,运行 客户 程序,网络边缘,网络核心,运行 服务器 程序,A,B,客户,服务器,客户 A 向服务器 B 发出请求服务, 而服务器 B 向客户 A 提供服务。,客户软件的特点,被用户调用后运行,在打算通信时主动向远地服务器发起通信(请求服务)。因此,客户程序必须知道服务器程序的地址。 不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。,课件制作人:年梅,服
10、务器软件的特点,一种专门用来提供某种服务的程序,可同时处理多个远地或本地客户的请求。 系统启动后即自动调用并一直不断地运行着,被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此,服务器程序不需要知道客户程序的地址。 一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。,课件制作人:年梅,对等连接方式,对等连接(peer-to-peer,简写为 P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。 只要两个主机都运行了对等连接软件(P2P 软件),它们就可以进行平等的、对等连接通信。 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。,课件制作人:年梅,对等连接方式的特点,对等连接方式从本质上看仍
11、然是使用客户服务器方式,只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。 例如主机 C 请求 D 的服务时,C 是客户,D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供服务,那么 C 又同时起着服务器的作用。,课件制作人:年梅,课件制作人:年梅,网络边缘,网络核心,运行 P2P 程序,运行 P2P 程序,D,C,E,F,运行 P2P 程序,运行 P2P 程序,3.3 资源共享技术,资源的标识:地址 资源的组织:WWW,HTTP,URL,HTML 资源的共享方式: 服务器和客户模式 P2P模式 资源的搜索:搜索引擎 网络资源的组织和管理:网站和网络服务器的建设,课件制作人:年梅,课件制作人:年梅,地
12、址1:物理地址(MAC),在任何一个物理网络中,各个节点的设备必须都有一个可以识别的地址,才能使信息进行交换,这个地址称为“物理地址”,即MAC地址。 物理地址属于非层次化的地址,也不能被修改,课件制作人:年梅,地址2:IP地址,1、什么是IP地址: Internet采用一种全局通用的地址格式,为每一个网络和每一台主机分配一个IP地址,以此屏蔽物理网络地址的差异。 通过IP协议,把主机原来的物理地址隐藏起来,在网络层中使用统一的IP地址。,课件制作人:年 梅,IP地址的表示:点分十进制记法,采用点分十进制记法 则进一步提高可读性,128.11.3.31,128 11 3 31,将每 8 位的二
13、进制数 转换为十进制数,课件制作人:年 梅,IP 地址的一些重要特点,(1) IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是: 第一,IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号,而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。 第二,路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考虑目的主机号),这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间。,课件制作人:年 梅,IP 地址的一些重要特点,(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口。 当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应
14、的 IP 地址,其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomed host)。 由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络),因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。,课件制作人:年 梅,IP 地址的一些重要特点,(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络,因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。 (4) 所有分配到网络号 net-id 的网络,范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的。,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.
15、1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP 地址中的
16、net-id,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上
17、的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.
18、,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,
19、222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.
20、6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,路由器总是具有两个或两个以上的 IP 地址。 路由器的每一个接口都有一个 不同网络号的 IP 地址。,课件制作人:年梅,地址3:域名,Internet上的地址有两类:IP地址和字符地址 如果WWW服务器地址 IP地址用点分十进制表示,例如218.22.72.211,那么用户很难记住; 如果告诉用户WWW服务器地址用字符表示为,每个字符都有一定的意义,
21、且书写有一定的规律,用户容易理解与记忆。,课件制作人:年梅,域名系统(DNS),Internet的域名结构是由TCP/IP协议集的域名系统(DNS)定义的; 域名系统与IP地址的结构一样,采用典型的层次结构 域名系统将整个Internet划分为多个顶级域,并为每个顶级域规定了通用的顶级域名; 网络信息中心(CNNIC)将顶级域的管理权授予指定的管理机构;,课件制作人:年梅,Internet域名的格式,域名的结构由若干个分量组成,各分量分别代表不同级别的域名,分量之间用点隔开: 主机名. .三级域名.二级域名.顶级域名 例如: ,主机名,三级域名,二级域名,顶级域名,课件制作人:年梅,顶级域名分
22、配,顶级域名有三大类: 国家顶级域名。如.cn表示中国,.uk表示英国,.fr表示法国,.jp表示日本。现在使用的国家顶级域名有200多个。 国际顶级域名。采用.int,国际性的组织可在.int下注册。 通用顶级域名。现在共有13个,如下表:,课件制作人:年梅,通用项级域名,课件制作人:年梅,我国的域名结构,中国互联网信息中心(CNNIC)负责管理我国的顶级域,它将cn域划分为多个二级域; Internet主机域名的格式为: 四级域名.三级域名.二级域名.顶级域名 例如: 。,课件制作人:年梅,域名树型结构,课件制作人:年梅,域名的解析过程,资源的组织:万维网 WWW,因特网已经成为世界上规
23、模最大和增长速率最快的计算机网络,没有人能够准确说出因特网究竟有多大。 因特网的迅猛发展始于 20 世纪 90 年代。由欧洲原子核研究组织 CERN 开发的万维网 WWW (World Wide Web)被广泛使用在因特网上,大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用,成为因特网的这种指数级增长的主要驱动力。,课件制作人:年梅,课件制作人:年梅,WWW服务的主要特点,以超文本方式(HTML)组织网络多媒体信息; 用户可以在Internet范围内的任意网站之间查询、检索、浏览及发布信息; 提供生动、直观、统一的图形用户界面; WWW服务的核心技术是: 超文本标记语言(HTML) 超文本传输协议(H
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