第5章计算机网络基础计算机网络.ppt
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1、第第5章章 计算机网络计算机网络v5.1 计算机网络基本知识v5.2 数据通信基本概念v5.3 计算机网络技术基础v5.4 局域网 v5.5 Internet的基础知识 v5.6 连接Internet v5.7 Internet的服务与应用 v5.8 网络信息检索 v5.9 网络信息安全 v5.10 网络安全技术 5.1 计算机网络基本知识计算机网络基本知识v本节主要内容本节主要内容5.1.1 计算机网络的定义与组成 5.1.2 计算机网络的产生与发展5.1.3 计算机网络的功能5.1.4 计算机网络的分类 v重点难点重点难点计算机网络的几种类型计算机网络的功能第第5 5章章5.15.1节节5
2、1.1 计算机网络的定义与组成计算机网络的定义与组成 v计算机的定义计算机的定义计算机网络是指把若干台地理位置不同,且具有独立功能的计算机,用通信线路和通信设备互相连接起来,以实现彼此之间的数据通信和资源共享的一种计算机系统。v计算机网络的组成计算机网络的组成计算机网络涉及计算机和通信两个领域,通信技术与计算机技术的结合是产生计算机网络的基本条件。一个计算机网络是由资源子网和通信子网构成。第第5 5章章5.15.1节节5.1.15.1.15.1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展 v计算机网络四个发展阶段计算机网络四个发展阶段 1.远程终端联机阶段(20世纪60年代初)2.计算
3、机计算机网络阶段(20世纪60年代后期)3.标准化互联阶段(20世纪80年代)4.信息高速公路阶段(20世纪90年代)第第5 5章章5.15.1节节5.1.25.1.25.1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展v1.远程终端联机阶段远程终端联机阶段以单个计算机为中心的远程联机系统。系统由一台大型计算机(Mainframe Host)和若干台远程终端(Terminal)通过通信线路连接起来,组成联机系统,进行远程批处理业务。第第5 5章章5.15.1节节5.1.25.1.2节节5.1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展v2.计算机计算机计算机网络阶段计算机网络阶段多台
4、计算机通过通信线路互连起来为用户提供服务,即所谓计算机计算机网络。多台计算机都具有自主处理能力。典型代表:美国的远程分组交换网ARPA(Advanced Research Project Agency)网。第第5 5章章5.15.1节节5.1.25.1.25.1.2 计算机网络的产生与发展计算机网络的产生与发展v3.标准化互联阶段标准化互联阶段通过建立一系列的国际标准,使得原来由于各个公司因为体系不同而不能互联互通的自成体系的“封闭”系统,实现了各种网络之间互联互通。重要的协议有:国际标准化组织ISO协议,TCP/IP协议。第第5 5章章5.15.1节节5.1.25.1.25.1.2计算机网络
5、的产生与发展计算机网络的产生与发展v4.信息高速公路阶段信息高速公路阶段1993年,美国提出“国家信息基础设施”的NII计划,把分散的计算机资源通过高速通信网实现共享,提高国家的综合实力和人民的生活质量,通俗地称之为信息高速公路(Super Highway)。从技术角度看,新一代计算机网络将向综合化和高速化发展。第第5 5章章5.15.1节节5.1.25.1.25.1.3 计算机网络的功能计算机网络的功能 v(1)数据通信)数据通信计算机网络提供的数据通信服务包括传真、电子邮件(E-mail)、电子数据交换(EDI)、电子公告牌(BBS)、远程登录等。v(2)资源共享)资源共享所谓“资源”是指
6、计算机系统的软件、硬件和数据资源,所谓“共享”是指网内用户均能享受网络中各个计算机系统的全部或部分资源。第第5 5章章5.15.1节节5.1.35.1.35.1.3 计算机网络的功能计算机网络的功能 v(3)提高计算机的可靠性和可用性)提高计算机的可靠性和可用性网络中每台计算机可通过网络相互成为后备机。一旦某台计算机出现故障,它的任务就可由其他计算机代为完成,提高了系统的可靠性。均衡网络中计算机的负荷,提高每台计算机的可用性。v(4)分布式处理)分布式处理 将大型的综合性问题,交给不同的计算机分别同时进行处理。第第5 5章章5.15.1节节5.1.35.1.35.1.4 计算机网络的分类计算机
7、网络的分类 v按计算机网络地理分布范围分类按计算机网络地理分布范围分类局域网(LAN)城域网(MAN)广域网(WAN)v其他网络分类其他网络分类按网络的交换方式划分,可分为电路交换、报文交换、分组交换。按所采用的拓扑结构划分,可以分为星形、总线形、环形、树形和网状形。按信道的带宽可划分为窄带网和宽带网。用途的不同可划分为科研网、教育网、商业网、企业网。第第5 5章章5.15.1节节5.1.45.1.45.2 数据通信基本概念数据通信基本概念v本节主要内容本节主要内容5.2.1 模拟通信与数字通信5.2.2 多路复用技术5.2.3 数据交换技术v重点难点重点难点多路复用技术数据交换技术第第5 5
8、章章5.25.2节节5.2.1 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信v通信系统中传输的信号分类通信系统中传输的信号分类连续变化离散变化v数据通信可以通过模拟信道和数字信道来实现数据通信可以通过模拟信道和数字信道来实现 n调制器n解调器第第5 5章章5.25.2节节5.2.15.2.15.2.2 多路复用技术多路复用技术v多路复用技术的定义多路复用技术的定义多路复用技术是利用一条传输线路传送多路信号的技术。v两种最基本的复用技术两种最基本的复用技术n频分多路复用FDMn时分多路复用技术TDM第第5 5章章5.25.2节节5.2.25.2.25.2.3 数据交换技术数据交换技术 v数据交换信息的定
9、义数据交换信息的定义在数据通信系统中,网络中的两个设备之间通常都需要经过中间节点转发数据。这些中间节点提供一种交换功能,使数据从一个节点传到另一个节点,我们把中间节点参与的通信称为交换。v交换技术分类交换技术分类1.电路交换(circuit switching)2.分组交换(packet switching)第第5 5章章5.25.2节节5.2.35.2.35.2.3 数据交换技术数据交换技术 v电路交换电路交换电路交换方式与电话交换方式的工作过程很类似,一般要经历3个阶段:建立电路阶段、传输数据阶段和电路拆除阶段。在通信过程中,物理连接为此次通信专用,不得被其他站点使用。优点:通信实时性强,
10、适用于交互式会话类通信,比较适用于成批数据的传送。缺点:浪费网络资源,线路的利用率低。第第5 5章章5.25.2节节5.2.35.2.35.2.3 数据交换技术数据交换技术 v分组交换分组交换一种“存储转发”式的交换,数据以短的分组形式转送。通信时传送的是报文(Message),报文是指由被传递的数据、源地址、目的地址和其他控制信息组成的数据块。把一个长的报文拆分成若干个小的段落,称为分组。优点:提高了交换速度。第第5 5章章5.25.2节节5.2.35.2.35.3 计算机网络技术基础计算机网络技术基础v本节主要内容本节主要内容5.3.1 传输介质 5.3.2 网络传输协议 5.3.3 网络
11、互连技术v 重点难点重点难点网络协议的定义七层架构协议各层的功能第第5 5章章5.35.3节节5.3.1 传输介质传输介质v传输介质的定义传输介质的定义网络中节点之间的物理通路 v传输介质的分类传输介质的分类有线双绞线,同轴电缆,光纤无线微波,红外线,卫星通信第第5 5章章5.35.3节节5.3.15.3.15.3.2 网络传输协议网络传输协议v1.网络协议的定义和组成网络协议的定义和组成网络协议,是使网络中的通信双方能顺利进行信息交换而双方预先约定好并遵循的规程和规则。一个网络协议主要由以下三个要素组成:语义:“讲什么”语法:“如何讲”同步:事件执行的顺序第第5 5章章5.35.3节节5.3
12、25.3.25.3.2 网络传输协议网络传输协议v2.分层次的体系结构分层次的体系结构分层模型(Layering model)是一种用于开发网络协议的设计方法,把要实现的功能划分为若干层次,较高层次建立在较低层次基础上,同时又为更高层次提供必要的服务功能。优点:高层次只要调用低层次提供的功能,而无需了解低层的技术细节;只要保证接口不变,低层功能具体实现办法的变更也不会影响较高一层所执行的功能。OSI/RM 与TCP/IP。第第5 5章章5.35.3节节5.3.25.3.25.3.2 网络传输协议网络传输协议v3.开放系统互联参考模型(开放系统互联参考模型(OSI/RM)物理层数据链路层网络层
13、传输层会话层表示层应用层第第5 5章章5.35.3节节5.3.25.3.25.3.3 网络互连技术网络互连技术 v网络互连的类型网络互连的类型局域网与局域网,局域网与广域网,广域网与广域网等的互联 v网间连接设备网间连接设备 中继器网桥路由器网关 图图5-10 网络互联设备与网络互联设备与OSI参考模型参考模型第第5 5章章5.35.3节节5.3.35.3.35.4 局域网局域网v局域网的定义局域网的定义局域网(LAN)指的是在一较小范围内(如:一间实验室或办公室、一栋大楼、一个校园)的各种计算机、终端与外部设备连接起来所形成的局部区域网。v本节主要内容本节主要内容5.4.1 局域网的特点和组
14、成5.4.2 局域网类型5.4.3 局域网的拓扑结构5.4.4 网络设备5.4.5 服务器与工作站5.4.6 网络操作系统 第第5 5章章5.45.4节节5.4.1 局域网的特点和组成局域网的特点和组成 v局域网的特点局域网的特点网络覆盖范围较小。站点数目有限。局域网通常由某个组织单独拥有。局域网与广域网相比具有较高的数据传输速率、较低的时延和较小的误码率。第第5 5章章5.45.4节节5.4.15.4.15.4.1 局域网的特点和组成局域网的特点和组成 v组建局域网组建局域网n选择网络类型;n选定传输介质、网络设备、服务器、客户机和网卡等硬件设备;n选择网络操作系统、数据备份软件、网管系统、
15、网络防病毒软件、客户机操作系统等相关软件。第第5 5章章5.45.4节节5.4.15.4.15.4.1 局域网的特点和组成局域网的特点和组成 图图5-11 某局域网的拓扑结构图某局域网的拓扑结构图第第5 5章章5.45.4节节5.4.15.4.15.4.2 局域网类型局域网类型v常见的局域网类常见的局域网类1.令牌环网由一组用传输介质串联成一个环的站点组成 2.ATMATM(Asynchronous Transfer Mode:异步传输方式)是一种基于信元(Cell)的交换和复用技术,信元长度固定为53字节。3.以太网第第5 5章章5.45.4节节5.4.25.4.25.4.2 局域网类型局域
16、网类型几种以太网技术的介绍(1)10 Base-T以太网(2)100 Base-T以太网(3)千兆位(Gigabit)以太网(4)以太网交换技术局域网交换机,具有多个端口,每个端口都具有桥接功能,都可以组成一个逻辑网段,连接到端口上每台设备都可享有单独的带宽,而不需要与其他设备竞争带宽整个以太网络的性能和每台工作站的可用带宽,也减少了冲突产生的概率第第5 5章章5.45.4节节5.4.25.4.25.4.3 局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构v拓扑结构的定义拓扑结构的定义计算机网络可以说是由一组节点和链路组成的。网络节点和链路组成的几何图形就是网络拓扑结构由一组用传输介质串联成一个环的站点组成。
17、计算机网络拓扑结构分类1.总线型结构2.星型结构3.树形拓扑4.环形结构5.网状型拓扑第第5 5章章5.45.4节节5.4.35.4.3节节5.4.3 局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构第第5 5章章5.45.4节节5.4.35.4.3节节总线型总线型星型星型树型树型环型环型网状型网状型5.4.4 网络设备网络设备v常用网络设备常用网络设备第第5 5章章5.45.4节节5.4.45.4.4节节5.4.5 服务器与工作站服务器与工作站v服务器服务器一般采用高性能的微型机、小型机或大型主机,并配有大容量硬盘和较大容量内存。服务器中安装有大量的网络软件,如:网络操作系统、数据备份软件、网络杀毒软件、大
18、型数据库管理系统等。服务器按其作用可分为文件服务器,打印服务器,数据库服务器等,在Internet网上,还有DNS、Web、FTP、电子邮件、Internet代理等服务器。v工作站工作站普通的PC机第第5 5章章5.45.4节节5.4.55.4.55.4.6 网络操作系统网络操作系统v网络操作系统的定义网络操作系统的定义具有网络功能的操作系统具有网络的支持功能,能管理整个网络的资源 v网络操作系统的特点网络操作系统的特点复杂性并行性安全性提供多种网络服务功能v常见的网络操作系统常见的网络操作系统Netware,Unix,Windows NT第第5 5章章5.45.4节节5.4.65.4.65.
19、5 Internet的基础知识的基础知识v本节主要内容本节主要内容5.5.1 Internet的产生和发展 5.5.2 Internet的特点 5.5.3 TCP/IP协议 5.5.4 IP地址 5.5.5 域名系统 第第5 5章章5.55.5节节5.5.1 Internet的产生和发展的产生和发展 第第5 5章章5.55.5节节5.5.15.5.1节节vInternet的产生和发展历程的产生和发展历程从网络通信技术的观点来看,Internet是一个以TCP/IP协议连接全世界各个国家、各个部门、各个机构计算机网络的数据通信网。从信息资源的观点来看,Internet网是一个集各个领域、各个学科
20、的各种信息资源为一体的、供网上用户共享的数据资源网。5.5.1 Internet的产生和发展的产生和发展Internet起源于20世纪60年代的ARPANET,1969年到1983年是Internet的形成阶段,从1983年开始逐步进入实用阶段,20世纪90年代以来在全世界得到了广泛应用。目前Internet最重要的应用有:万维网WWW(World Wide Web),电子邮件(E-mail),远程登录(Telnet),文件传输(FTP),电子公告牌(BBS)等。5.5.2 Internet的特点的特点v特点特点开放性自由连接,没有时间和空间的限制,没有地理上的距离概念,任何人随时随地可加入共
21、享性网络用户在网络上可以随意查看别人的网页或访问电子广告牌,从中寻找自己需要的信息和资料平等性任何一个上网的用户都是平等的,没有高低贵贱之分低廉性目前,在Internet上的许多信息和资源都是免费的,网络服务供应商(ISP)一般也采用低价策略占领市第第5 5章章5.55.5节节5.5.25.5.25.5.3 TCP/IP协议协议 vTCP/IP协议的定义协议的定义一个网络协议族,其中Internet协议IP和传输控制协议TCP为最核心的两个协议,Internet的其他网络协议都要用到这两个协议提供的功能,因而称整个Internet协议族为TCP/IP协议族,简称TCP/IP协议。vOSI/RM
22、与与TCP/IP体系结构的对比体系结构的对比 图图5-20 OSI/RM与与TCP/IP体系结构的对比体系结构的对比 第第5 5章章5.55.5节节5.5.35.5.3vTCP/IP协议族应用层中的几个常用协议:协议族应用层中的几个常用协议:nTelnet:远程登录nFTP:文件传输协议nSMTP:简单邮件传输协议nPOP3:第三代邮局协议nHTTP:超文本传输协议nNNTP:网络新闻传输协议v其他协议其他协议NetBEUI协议、DLC协议IPX/SPX兼容协议、Banyan VINES、AppleTalk5.5.3 TCP/IP协议协议第第5 5章章5.55.5节节5.5.35.5.35.5
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