江苏专转本计算机第4章.ppt
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1、第第4章章 计算机网络与因特网计算机网络与因特网4.1 计算机网络基础计算机网络基础4.2 计算机局域网计算机局域网4.3 计算机广域网计算机广域网4.4 因特网的组成因特网的组成4.5 因特网提供的服务因特网提供的服务4.6 网络信息安全网络信息安全24.1 计算机网络基础4.1 计算机网络基础计算机网络基础 计算机网络的组成计算机网络的组成 计算机网络的分类计算机网络的分类 网络的工作模式网络的工作模式 网络提供的服务网络提供的服务 网络操作系统网络操作系统34.1 计算机网络基础4.1.1 计算机网络的计算机网络的组成与分类组成与分类44.1 计算机网络基础什么是计算机网络?什么是计算机
2、网络?n性质:性质:n它是一种通信系统(与电话、它是一种通信系统(与电话、电视系统不同,它是一种数据电视系统不同,它是一种数据通信系统)通信系统)n它是计算机系统的延伸与扩展它是计算机系统的延伸与扩展(“网络就是计算机网络就是计算机”SUN公司)公司)n需要使用多种复杂的技术需要使用多种复杂的技术n利用通信设备和网络软件,把位置分散、功能相对独立的利用通信设备和网络软件,把位置分散、功能相对独立的多台计算机以相互通信和资源共享为目的连接起来的一个多台计算机以相互通信和资源共享为目的连接起来的一个系统系统54.1 计算机网络基础计算机网络的组成计算机网络的组成1.计算机等计算机等“智能智能”设备
3、设备 2.数据传输介质:如双绞线、光缆、无线电波等,用于传数据传输介质:如双绞线、光缆、无线电波等,用于传输数据输数据3.通信控制设备:如网卡、集线器、交换器、调制解调器、通信控制设备:如网卡、集线器、交换器、调制解调器、路由器等,确保通信正确、可靠、有效地进行路由器等,确保通信正确、可靠、有效地进行4.通信协议通信协议共同遵循的一组的规则和约定共同遵循的一组的规则和约定(考点考点)n通信如何开始、如何结束?数据如何表示?命令如何表示?通信如何开始、如何结束?数据如何表示?命令如何表示?通信对象如何区分?其身份如何鉴别?发生错误如何处理?通信对象如何区分?其身份如何鉴别?发生错误如何处理?等等
4、例如:等等。例如:TCP/IP,HTTP,FTP,POP3等等5.网络操作系统:实现通信协议、管理网络资源等网络操作系统:实现通信协议、管理网络资源等6.网络应用软件:实现各种网络应用,如浏览器、电子邮网络应用软件:实现各种网络应用,如浏览器、电子邮件程序、件程序、QQ等等64.1 计算机网络基础计算机组网的目的计算机组网的目的(1)数据通信数据通信n使计算机之间可以相互传送数据,方便地交换信息使计算机之间可以相互传送数据,方便地交换信息(2)资源共享资源共享n用户可以共享网络中其他计算机的软件、硬件和数据资源用户可以共享网络中其他计算机的软件、硬件和数据资源(3)实现分布式信息处理实现分布
5、式信息处理n大型问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成大型问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成n分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务(4)提高计算机系统的可靠性和可用性提高计算机系统的可靠性和可用性n计算机出现故障时,网络中的计算机可以互为后备计算机出现故障时,网络中的计算机可以互为后备n计算机负荷过重时,可将部分任务分配给空闲的计算机计算机负荷过重时,可将部分任务分配给空闲的计算机74.1 计算机网络基础计算机网络的分类计算机网络的分类 n按使用的传输介质可分为:按使用的传输介质可分为:n有线网有线网 无线
6、网无线网n按网络的使用性质可分为:按网络的使用性质可分为:n公用网公用网 专用网专用网 虚拟专网虚拟专网(VPN)n按网络的使用对象可以分为:按网络的使用对象可以分为:n企业网企业网 政府网政府网 金融网金融网 校园网校园网 n按网络所覆盖的按网络所覆盖的地域范围地域范围可以分为:(可以分为:(考点考点)n局域网局域网(LAN):使用专用通信线路把较小地域范围(一幢楼房、使用专用通信线路把较小地域范围(一幢楼房、一个楼群、一个单位或一个小区)中的计算机连接而成的网络一个楼群、一个单位或一个小区)中的计算机连接而成的网络n广域网广域网(WAN):把相距遥远的许多局域网和计算机用户互相连把相距遥远
7、的许多局域网和计算机用户互相连接在一起的网络。广域网有时也称为远程网接在一起的网络。广域网有时也称为远程网n城域网或市域网城域网或市域网(MAN):作用范围在广域网和局域网之间,其作用范围在广域网和局域网之间,其作用距离约为作用距离约为5km50 km,例如一个城市范围的计算机网络例如一个城市范围的计算机网络84.1 计算机网络基础4.1.2 计算机网络的计算机网络的工作模式与网络服务工作模式与网络服务94.1 计算机网络基础计算机网络的计算机网络的2种工作模式种工作模式 n资源:硬件、软件、数据都是计算机的资源资源:硬件、软件、数据都是计算机的资源n网络中的计算机可以扮演网络中的计算机可以扮
8、演2种不同的角色种不同的角色:n客户机客户机:需要使用其它计算机资源的计算机:需要使用其它计算机资源的计算机n服务器服务器:提供资源(如数据文件、磁盘空间、打印机、处理:提供资源(如数据文件、磁盘空间、打印机、处理器等)给其它计算机使用的计算机器等)给其它计算机使用的计算机n每一台联网的计算机,其每一台联网的计算机,其“身份身份”或者是客户机,或者是或者是客户机,或者是服务器,或者两种身份兼而有之服务器,或者两种身份兼而有之 n计算机网络有计算机网络有两种基本的工作模式:(两种基本的工作模式:(考点考点)n对等(对等(peer-to-peer,简称简称P2P)模式模式n客户客户/服务器(服务器
9、Client/Server,简称简称C/S)模式模式 104.1 计算机网络基础对等工作模式(对等工作模式(P2P)n网络中每台计算机既可以作为客户机也可以作为服务器网络中每台计算机既可以作为客户机也可以作为服务器n例:例:Windows操作系统中的操作系统中的“网上邻居网上邻居”、BT、迅雷等、迅雷等ABLAN或或WANn特点:特点:n可共享资源主要是文件和打印机,由资源所在计算机自己管可共享资源主要是文件和打印机,由资源所在计算机自己管理,使用比较简单理,使用比较简单n不需要专门的硬件服务器,也不需要网络管理员不需要专门的硬件服务器,也不需要网络管理员n效率不高,可靠性、安全性较差效率不
10、高,可靠性、安全性较差A计算机可使计算机可使用用B的打印机的打印机B计算机可访计算机可访问问A计算机硬计算机硬盘中的文件盘中的文件114.1 计算机网络基础客户客户/服务器工作服务器工作模式(模式(C/S)n特点:网络中的计算机有专门分工,有的是客户机,有的特点:网络中的计算机有专门分工,有的是客户机,有的是服务器是服务器n服务器大多是一些专门设计的性能较高的计算机,并发服务器大多是一些专门设计的性能较高的计算机,并发处理能力强,存储容量大,网络数据传输速率高处理能力强,存储容量大,网络数据传输速率高n服务器按用途分为:服务器按用途分为:Web服务器、打印服务器、邮件服服务器、打印服务器、邮件
11、服务器、文件服务器、数据库服务器等务器、文件服务器、数据库服务器等文件服务器文件服务器打印服务器打印服务器客户机客户机客户机提出服客户机提出服务请求,使用务请求,使用服务器所提供服务器所提供的资源的资源服务器用于提服务器用于提供资源,为客供资源,为客户机服务户机服务124.1 计算机网络基础网络服务之网络服务之1:文件服务:文件服务n文件服务文件服务(又叫做又叫做“共享存储服务共享存储服务”)n用户可以使用服务器中可共享的数据文件,使用方法如同使用户可以使用服务器中可共享的数据文件,使用方法如同使用本地磁盘一样用本地磁盘一样n必须在获得服务器授权的情况下进行必须在获得服务器授权的情况下进行文件
12、文件服务器服务器 有访问权限有访问权限无访问权限无访问权限(如果是共享服务器中的程序,则一般是将该程序下载到客户机中如果是共享服务器中的程序,则一般是将该程序下载到客户机中然后再在客户机中运行,需购买软件的多用户版本和软件许可证然后再在客户机中运行,需购买软件的多用户版本和软件许可证)134.1 计算机网络基础网络服务之网络服务之2:打印服务:打印服务n打印服务:共享打印机打印服务:共享打印机打印服务器打印服务器(管理程序)(管理程序)共享的共享的打印机打印机客户机客户机客户机客户机打印管理程序的一般原则是先来先服务打印管理程序的一般原则是先来先服务(排队处理排队处理)可以更改打印任务的顺序,
13、也可取消某个正在排队的打印任务可以更改打印任务的顺序,也可取消某个正在排队的打印任务144.1 计算机网络基础网络服务之网络服务之3:消息传递服务:消息传递服务1.登录到登录到即时通信即时通信服务器服务器3.给在线的给在线的伙伴发消息伙伴发消息4.消息由服消息由服务器立即转务器立即转发给您的伙发给您的伙伴伴5.您的伙伴立您的伙伴立即就能看到即就能看到您发的消息您发的消息2.服务器判断有您服务器判断有您的哪些朋友、家人、的哪些朋友、家人、同事同事(称为伙伴称为伙伴)已经已经在线,并通知您知道在线,并通知您知道(C/S工作模式)工作模式)n消息传递服务:实现用户间的相互通信,如电子邮件、消息传递服
14、务:实现用户间的相互通信,如电子邮件、QQ、短信息、短信息、IP电话、视频会议等。电话、视频会议等。例:例:QQ的工作过程的工作过程154.1 计算机网络基础网络服务之网络服务之4:应用服务:应用服务n例:例:银行银行ATM自动柜员机的工作过程自动柜员机的工作过程:nATM机是金融计算机网络上的客户机,机是金融计算机网络上的客户机,它是一台嵌入式计算机,供存款、取款、它是一台嵌入式计算机,供存款、取款、查询等使用查询等使用n服务器在银行的计算中心,它是一台大服务器在银行的计算中心,它是一台大(巨巨)型计算机,具有一个非常庞大的账型计算机,具有一个非常庞大的账目数据库目数据库WANn应用服务应用
15、服务(application service):n完成的某项任务完全由网络中的应用服务器完成完成的某项任务完全由网络中的应用服务器完成164.1 计算机网络基础Client/Server的的管理管理 网络操作系统网络操作系统n网络操作系统网络操作系统(Network operating system,NOS)是指是指运行在服务器上的操作系统,有时也称之为运行在服务器上的操作系统,有时也称之为“服务器操服务器操作系统作系统”n网络操作系统的责任是:网络操作系统的责任是:n支持大量客户机同时发出服务请求并快速作出响应支持大量客户机同时发出服务请求并快速作出响应n管理并协调资源的分配与共享管理并协调
16、资源的分配与共享n管理、监测与记录客户机的操作管理、监测与记录客户机的操作(记录用户每一次登录和退出的时间,以及每一次使记录用户每一次登录和退出的时间,以及每一次使用服务器资源的情况用服务器资源的情况)n数据保护和错误处理数据保护和错误处理 等等174.1 计算机网络基础当前使用的主流网络操作系统当前使用的主流网络操作系统n主流网络操作系统:主流网络操作系统:nUNIX系统,系统,稳定性和安全性好,可用于大型网络稳定性和安全性好,可用于大型网络n微软公司的微软公司的Windows系统服务器版系统服务器版(如(如Windows NT Server、Windows 2000 Server,Wind
17、ows Server 2003 R2等,一般用于中低档服务等,一般用于中低档服务器)器)nLinux,源代码开放,可免费得到许多应用软件源代码开放,可免费得到许多应用软件n网络管理员网络管理员(超级用户超级用户)的职责:的职责:n为用户建立账号为用户建立账号(开户开户)、分配资源使用权限、撤销、分配资源使用权限、撤销账号账号(销户销户)、维护网络正常工作和保证信息安全、维护网络正常工作和保证信息安全4.2 计算机局域网计算机局域网4.2.1 局域网的特点与组成局域网的特点与组成4.2.2 常用局域网介绍常用局域网介绍194.1 计算机网络基础4.2.1 局域网的特点与组成局域网的特点与组成20
18、4.1 计算机网络基础计算机局域网计算机局域网(LAN)的特点的特点 n为一个单位所拥有,地为一个单位所拥有,地理范围有限理范围有限n使用专门铺设的传输介使用专门铺设的传输介质进行连网质进行连网n数据传输速率高数据传输速率高(10Mbps1Gbps)、延延迟时间短迟时间短n可靠性高、误码率低可靠性高、误码率低(10-810-11)路由器路由器防火墙防火墙文件服文件服务器务器共享共享打印机打印机局域网局域网集线器集线器广域网广域网广域网广域网214.1 计算机网络基础局域网的组成局域网的组成 网络上的每个节点都装有网络接口网络上的每个节点都装有网络接口卡卡(NIC,简称网卡简称网卡),网卡通过传
19、输,网卡通过传输介质把节点相互连接起来介质把节点相互连接起来双绞线、同轴双绞线、同轴电缆、光纤或电缆、光纤或者无线电波者无线电波 网络网络服务器服务器工作站工作站网络接网络接口卡口卡传输介质传输介质工作站工作站工作站工作站网络网络 打印机打印机网络上的每台设备网络上的每台设备(如工如工作站、服务器、打印机作站、服务器、打印机等等)都称为是网络中的都称为是网络中的 一个一个“节点节点”224.1 计算机网络基础局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构总线型局域网总线型局域网环型局域网环型局域网星型局域网星型局域网网络上的网络上的 节点节点234.1 计算机网络基础局域网的数据传输方法局域网的数据传输方法
20、n网络上的每个节点(如工作站、服务器、打印机等),都是网络上的每个节点(如工作站、服务器、打印机等),都是数据传输的数据传输的“源源”或者或者“目的地目的地”n介质访问地址介质访问地址(MAC地址地址):为了相互区别,局域网中的每个节:为了相互区别,局域网中的每个节点都有一个惟一的地址,称为点都有一个惟一的地址,称为MAC地址(地址(MAC地址是一个地址是一个48位的二进制数)(位的二进制数)(考点考点)n数据传输方法:数据传输方法:n采用采用时分时分多路复用技术,多个节点共享传输介质(多路复用技术,多个节点共享传输介质(考点考点)n不允许任何节点连续传输任意长的数据,必须把要传输的数据分不允
21、许任何节点连续传输任意长的数据,必须把要传输的数据分成小块(称为成小块(称为“帧帧”,frame),),每个节点每次只传输一个帧每个节点每次只传输一个帧,确保任何节点都有传输数据的机会(确保任何节点都有传输数据的机会(考点考点)244.1 计算机网络基础局域网数据帧的格式局域网数据帧的格式 有效载荷有效载荷(传输的数据传输的数据)校验校验信息信息发送节点发送节点MAC地址地址接收节点接收节点MAC地址地址发给哪一台计发给哪一台计算机?算机?校验信息随同数据一起进行传输,校验信息随同数据一起进行传输,供接收节点在收到数据之后验证供接收节点在收到数据之后验证数据传输是否正确数据传输是否正确哪一台计
22、算机发哪一台计算机发送的数据帧送的数据帧需要传输的数据,如程序、需要传输的数据,如程序、邮件、邮件、MP3音乐等音乐等254.1 计算机网络基础什么是什么是网卡网卡(网络接口卡(网络接口卡)?)?n网卡就是计算机的网络通信控制器网卡就是计算机的网络通信控制器n主要功能:实现节点之间的数据通信,收发数据帧主要功能:实现节点之间的数据通信,收发数据帧网卡及其网卡及其安装安装笔记本电脑使用笔记本电脑使用的网卡的网卡n网网络络中中每每个个节节点点(工工作作站站或或服服务务器器)都都必必须须安安装装网网卡卡,不不同同类类型型的的局局域域网,数据帧的格式各不相同网,数据帧的格式各不相同,需安装使用不同类型
23、的网卡需安装使用不同类型的网卡(要点)(要点)n由由于于芯芯片片组组集集成成度度的的提提高高,现现在在网网卡卡的的功功能能大大多多已已集集成成在在芯芯片片组组中中,即所谓的即所谓的“集成网卡集成网卡”n每块网卡均由生产厂家分配一个全球惟一的每块网卡均由生产厂家分配一个全球惟一的MAC地址,该地址就是地址,该地址就是使用这块网卡的节点使用这块网卡的节点MAC地址(地址(要点要点)264.1 计算机网络基础4.2.2 常用局域网介绍常用局域网介绍274.1 计算机网络基础常用局域网之常用局域网之1:总线式以太网:总线式以太网n以总线式集线器以总线式集线器(hub)为中心,为中心,每个节点通过每个节
24、点通过以太网卡以太网卡和和双绞线双绞线连连接到集线器的一个端口,通过集线器与其他节点相互通信接到集线器的一个端口,通过集线器与其他节点相互通信 集线器集线器ABCD把一个端口接收到的帧把一个端口接收到的帧向所有端口分发出去,向所有端口分发出去,并对信号进行放大,以并对信号进行放大,以扩大网络的传输距离,扩大网络的传输距离,起着中继器的作用起着中继器的作用 有效载荷有效载荷(传输的数据传输的数据)校验校验信息信息发送节点发送节点MAC地址地址接收节点接收节点MAC地址地址AD(以太网数据帧以太网数据帧)284.1 计算机网络基础常见局域网之常见局域网之2:交换式以太网交换式以太网n以交换式集线器
25、以交换式集线器(switch hub)为中心构成为中心构成n交换式集线器是一种高速交换式集线器是一种高速电子交换器,连接在交电子交换器,连接在交换器上的所有节点均可换器上的所有节点均可同时相互通信同时相互通信总线式以太网总线式以太网交换式以太网交换式以太网Hub向所有节点发送数据帧,由节点向所有节点发送数据帧,由节点选择接收选择接收Hub按按MAC地址将数据帧直接发送给地址将数据帧直接发送给指定的节点指定的节点1次只允许次只允许1对节点进行数据帧的传输对节点进行数据帧的传输允许多对节点同时进行数据帧的传输允许多对节点同时进行数据帧的传输总线式拓扑结构总线式拓扑结构星形拓扑结构星形拓扑结构所有节
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