三章节网络技术基础.ppt
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1、三章节网络技术基础 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望n n 摩尔定律说,一块半导体集成电路芯片上的晶体摩尔定律说,一块半导体集成电路芯片上的晶体管数每隔管数每隔1.51.5年到年到2 2年就要翻一番。这条规律过去年就要翻一番。这条规律过去4040年来一直成立,而且业界普遍认为它会持续到年来一直成立,而且业界普遍认为它会持续到20202020年。除摩尔定律外,主导信息产业发展的另一个年。除摩尔定律外,主导信息产业发展的另一个规律来自网络传输变化带来的影
2、响。规律来自网络传输变化带来的影响。19961996年以来,年以来,互联网飞速发展对信息传播带来深远影响,目前互联网飞速发展对信息传播带来深远影响,目前形成了有关网络传输的新规律,即信息传播网络形成了有关网络传输的新规律,即信息传播网络带宽每带宽每9 9个月增长一倍,主干网业务量半年左右翻个月增长一倍,主干网业务量半年左右翻一番,网上的信息每一番,网上的信息每100100天翻一番,业界一般称其天翻一番,业界一般称其为新摩尔定律。可以说技术变化是主导电子信息为新摩尔定律。可以说技术变化是主导电子信息行业发展的关键力量。行业发展的关键力量。案例:案例:3.1 计算机网络概述计算机网络概述一、计算机
3、网络的定义和功能一、计算机网络的定义和功能n n利用各种通信手段,遵循某种协议,把地理上分散利用各种通信手段,遵循某种协议,把地理上分散的,能够以相互共享资源的方式有机地结合起来,的,能够以相互共享资源的方式有机地结合起来,而各自又具有独立功能的计算机系统的集合,称为而各自又具有独立功能的计算机系统的集合,称为计算机网络。计算机网络。n n1 1)能够实现资源共享)能够实现资源共享n n2 2)进行数据信息的集中和综合处理)进行数据信息的集中和综合处理n n3 3)能够提高计算机的可靠性及可用性)能够提高计算机的可靠性及可用性n n4 4)能够进行分布处理)能够进行分布处理n n5 5)节省软
4、、硬设备的开销)节省软、硬设备的开销二、计算机网络的分类二、计算机网络的分类n n网络按照联网范围可以分为局域网(LAN,Local Area Network)、城域网(MAN,Metropolitan Area Network)和广域网(WAN,Wide Area Network),它们的应用范围和作用是不同的。三、三、TCP/IP协议协议n nTCPTCP协协议议(Transmission Transmission Control Control Protocol)Protocol):传传输输控制协议控制协议n nIPIP协议协议(Internet Protocol)Internet Pr
5、otocol):网际协议网际协议 n nIPIP数数据据报报分分报报文文头头和和报报文文正正文文两两部部分分。报报文文头头包包括括源地址、目的地址和文件类型等有关信息。源地址、目的地址和文件类型等有关信息。n nTCPTCP协议负责文件的传送,在两端建立起对话机制。协议负责文件的传送,在两端建立起对话机制。在发送端发送数据报,在接收端收到之后发出一个在发送端发送数据报,在接收端收到之后发出一个反馈信号,若在发送端未收到反馈信号,重新发送。反馈信号,若在发送端未收到反馈信号,重新发送。TCP/IP的分层结构TCP/IP各层功能TCP/IPTCP/IP功功 能能 描描 述述应用层应用层由用户可访问
6、的应用程序和网络服务网络组成。由用户可访问的应用程序和网络服务网络组成。因特网在用户应用程序级别上遵守的所有协议都属应用层协议,如因特网在用户应用程序级别上遵守的所有协议都属应用层协议,如文件传输协议(文件传输协议(FTPFTP),),简单邮件传输协议(简单邮件传输协议(SMTPSMTP),),远程连接协议远程连接协议(TelnetTelnet),),以及以及 WWWWWW系统使用的超文本传输协议系统使用的超文本传输协议HTTPHTTP等。等。传输层(传输层(TCP TCP 层)层)使使用用传传输输协协议议传传输输数数据据,将将对对应应层层传传递递过过来来的的用用户户信信息息进进行行分分段段处
7、处理理,然然后后在在各各段段信信息息中中加加入入一一些些附附加加的的说说明明,如如说说明明各各段段的的顺顺序序等等,保保证证对方收到可靠的信息。对方收到可靠的信息。网络层(网络层(IPIP层)层)管管理理数数据据在在网网络络间间的的寻寻址址和和传传递递,将将传传输输层层形形成成的的小小段段信信息息打打成成 IP IP 数数据包,在报头中填入地址信息,然后选择好发送的路径。据包,在报头中填入地址信息,然后选择好发送的路径。数据链路层数据链路层管理跨越物理网络的数据传递,解决数据的正确传送问题。管理跨越物理网络的数据传递,解决数据的正确传送问题。物理链路层物理链路层安安装装网网络络硬硬件件,描描述
8、述物物理理链链路路参参数数,如如信信号号的的幅幅度度、宽宽度度、链链路路的的电电气和机械特性等。气和机械特性等。四、四、局域网的组成局域网的组成 计算机网络由硬件系统和软件系统组成。计算机网络由硬件系统和软件系统组成。1.1.网络硬件网络硬件网络硬件网络硬件n n 组成局域网的网络硬件可分为四类:服务器、工组成局域网的网络硬件可分为四类:服务器、工作站、网络交换互联设备和外设。作站、网络交换互联设备和外设。(1 1)网络服务器)网络服务器)网络服务器)网络服务器n n按照提供的服务不同,可把服务器分为文件服务器、按照提供的服务不同,可把服务器分为文件服务器、打印服务器、邮件服务器、数据库服务器
9、、通信服打印服务器、邮件服务器、数据库服务器、通信服务器、视频服务器等。服务器可以是一个单纯的文务器、视频服务器等。服务器可以是一个单纯的文件服务器,或一个单纯的打印机服务器,邮件服务件服务器,或一个单纯的打印机服务器,邮件服务器等,也可以是提供多种服务的综合服务器,或提器等,也可以是提供多种服务的综合服务器,或提供几乎所有服务的服务器。服务器可以是专用的供几乎所有服务的服务器。服务器可以是专用的(只作为网络服务器),也可以是并发的(即作为(只作为网络服务器),也可以是并发的(即作为网络服务器,又作为网络工作站)。在局域网上,网络服务器,又作为网络工作站)。在局域网上,最常用的服务器是文件服务
10、器。最常用的服务器是文件服务器。(2 2)网络工作站)网络工作站)网络工作站)网络工作站n n网络工作站是指能使用户在网络环境上进行工作的网络工作站是指能使用户在网络环境上进行工作的计算机系统。网络工作站现在经常被称为客户机。计算机系统。网络工作站现在经常被称为客户机。在局域网上,一般都是采用微型机作为网络工作站,在局域网上,一般都是采用微型机作为网络工作站,如如IBM PCIBM PC系列微机,系列微机,APPLEAPPLE公司的系列微机等,终公司的系列微机等,终端也可以用作网络工作站,但微型机可能更好。因端也可以用作网络工作站,但微型机可能更好。因为微型机除了可在网络上工作外,还可以不依赖
11、于为微型机除了可在网络上工作外,还可以不依赖于网络单独工作,并且还可以对其功能、配置等进行网络单独工作,并且还可以对其功能、配置等进行扩展,而终端只能在网络上工作,而且不具备更大扩展,而终端只能在网络上工作,而且不具备更大的扩展余地。另外,终端运行的操作系统一般是的扩展余地。另外,终端运行的操作系统一般是UNIXUNIX或或LINUXLINUX等字符操作系统,与等字符操作系统,与WINDOWSWINDOWS系系列不兼容,所以终端一般用于金融、科研等专用部列不兼容,所以终端一般用于金融、科研等专用部门。门。(3 3)网络交换互联设备)网络交换互联设备)网络交换互联设备)网络交换互联设备n n网络
12、传输介质网络传输介质 主要用于网络接口卡之间的连接,主要用于网络接口卡之间的连接,进而作为不同计算机之间通信的数据传输通道。局进而作为不同计算机之间通信的数据传输通道。局域网常用的电缆或传输介质有同轴电缆和双绞线,域网常用的电缆或传输介质有同轴电缆和双绞线,随着光缆价格的下降,光缆正被越来越多地用于局随着光缆价格的下降,光缆正被越来越多地用于局域网,另一种目前使用较多的传输介质是无线电波。域网,另一种目前使用较多的传输介质是无线电波。n n网络接口卡(网卡)。网络接口卡用于将计算机网络接口卡(网卡)。网络接口卡用于将计算机同电缆线连接起来并通过电缆线在计算机之间进同电缆线连接起来并通过电缆线在
13、计算机之间进行高速数据传输,因此需要为每一台联网的计算机行高速数据传输,因此需要为每一台联网的计算机装上一块网卡。网卡一般插装上一块网卡。网卡一般插 在计算机主机的扩展在计算机主机的扩展槽内。网卡的种类很多,它们使用不同的传输介质,槽内。网卡的种类很多,它们使用不同的传输介质,采用不同的网络协议。显然二个可以互相通信的计采用不同的网络协议。显然二个可以互相通信的计算机的网卡应采用相同的协议。算机的网卡应采用相同的协议。调制解调器(modem)。n n俗称俗称“猫猫”,是计算机电话上网所必需的设备,通,是计算机电话上网所必需的设备,通过电话线在相互通信的计算机的两端连接调制解调过电话线在相互通信
14、的计算机的两端连接调制解调器。发送数据的一方将数字信号加载到模拟信号中器。发送数据的一方将数字信号加载到模拟信号中(这一过程叫调制),接收数据的一方从接收到的(这一过程叫调制),接收数据的一方从接收到的模拟信号中分离出数字信号(这一过程叫解调),模拟信号中分离出数字信号(这一过程叫解调),在通信的两端都应具备调制和解调的功能,以便既在通信的两端都应具备调制和解调的功能,以便既能发送也能接收数据。按照与计算机的连接方式,能发送也能接收数据。按照与计算机的连接方式,调制解调器可分为外置式和内置式两种。外置式调调制解调器可分为外置式和内置式两种。外置式调制解调器从机体角度讲,它与计算机是互相独立的制
15、解调器从机体角度讲,它与计算机是互相独立的,通过外线与计算机的,通过外线与计算机的COMCOM端口和电话线连接。端口和电话线连接。内置式调制解调器被安装在计算机的扩展槽内,不内置式调制解调器被安装在计算机的扩展槽内,不占用物理占用物理COMCOM端口。端口。n n交换机 是一个中心控制点,将需要连网的计算机都通过网卡、电缆线等与集线器交换机相连,则可以把这里计算机互连在一起组成局域网。n n网桥(网桥(bridgebridge):能对不同类型的局域网实行桥):能对不同类型的局域网实行桥接,实现互相通信,但又能有效地阻止各自网内的接,实现互相通信,但又能有效地阻止各自网内的通信不会流到别的网络。
16、网桥有时也用在同一网络通信不会流到别的网络。网桥有时也用在同一网络内,可以隔离不同的网段,把不需要越出网段的通内,可以隔离不同的网段,把不需要越出网段的通信限制在段内,避免网络传输的过重负担。信限制在段内,避免网络传输的过重负担。n n路由器(路由器(routerrouter):通常是一台专用设备或者就):通常是一台专用设备或者就是一台计算机,在其上面可运行能识别各种网络协是一台计算机,在其上面可运行能识别各种网络协议及能选择合适路由的软件。路由器可以在复杂网议及能选择合适路由的软件。路由器可以在复杂网络中为网络数据的传输自动进行通信线路的选择,络中为网络数据的传输自动进行通信线路的选择,在网
17、络节点之间对通信信息进行存储转发。路由器在网络节点之间对通信信息进行存储转发。路由器是互联网的关键设备。是互联网的关键设备。(4 4)外部设备)外部设备)外部设备)外部设备n n建立网络的目的之一是共享资源,资源分为硬件资建立网络的目的之一是共享资源,资源分为硬件资源和软件资源,外设属于可被网络用户共享的、常源和软件资源,外设属于可被网络用户共享的、常用的硬件资源。通常情况下,共享资源一般是一些用的硬件资源。通常情况下,共享资源一般是一些大型的、昂贵的外部设备:如大型激光打印机、绘大型的、昂贵的外部设备:如大型激光打印机、绘图设备、大容量存储系统等。图设备、大容量存储系统等。2.2.网络软件网
18、络软件网络软件网络软件n n 网络软件包括网络操作系统、网络应用软件、防网络软件包括网络操作系统、网络应用软件、防火墙。火墙。n n 网络软件中最主要的是网络系统软件,在网络系网络软件中最主要的是网络系统软件,在网络系统软件中最重要的是网络操作系统,网络操作系统统软件中最重要的是网络操作系统,网络操作系统往往决定了网络的性能、功能、类型等。计算机系往往决定了网络的性能、功能、类型等。计算机系统的运行需要操作系统的控制和管理,如统的运行需要操作系统的控制和管理,如DOSDOS、WINDOWSWINDOWS、UNIXUNIX、OSOS2 2等,网络系统的运行也等,网络系统的运行也需要网络操作系统。
19、局域网上有很多种网络操作系需要网络操作系统。局域网上有很多种网络操作系统,目前使用最广泛的网络操作系统主要有统,目前使用最广泛的网络操作系统主要有MicrosoftMicrosoft公司的公司的Windows 2000Windows 2000、NovellNovell公司的公司的NetwareNetware、BanyanBanyan公司的公司的VINESVINES,以及,以及UNIXUNIX、LINUXLINUX等。等。Windows 2000Windows 2000的最大特点是方便,的最大特点是方便,UnixUnix的最大特点是封闭和安全,的最大特点是封闭和安全,LinuxLinux和和Un
20、ixUnix类似,但是类似,但是它是免费的。它是免费的。n n在大多数情况下,网络操作系统是工作站或服务器操作系统功能的扩展,这样用户就可以使用与普通计算机相同的操作方法在网络上检索、存储和打印文件,这种扩展也使得工作站或服务器上的某些功能的效率更高。n n防火墙是在局域网和互联网之间构筑的一道屏障,它是在内外有别及在需要区分处设置有条件的隔离设备和软件,用以保护局域网中的信息、资源等不受来自互联网中非法用户的侵犯。需要指出的是还有其它防火墙如病毒防火墙、邮件防火墙等与网络防火墙不是一回事。3.2 互联网简介互联网简介一、互联网的产生与发展一、互联网的产生与发展一、互联网的产生与发展一、互联网
21、的产生与发展1 1、国国国国外外外外:InternetInternet最最初初开开始始与与19691969年年,源源于于美美国国国国防防高高级级研研究究计计划划署署(ARPAARPA)。在在ARPAARPA不不断断发发展展的的同同时时,其其他他一一些些大大型型的的计计算算机机网网络络开开始始组组建建,大大多多数数采采用用与与ARPAARPA网网络络相相同同的的通通信信协协议议。其其中中,美美国国国国家家科科学学基基金金会会的的NSFNSF网网络络对对InternetInternet的的形形成成起起到到了了关关键键作作用用。8080年年代代末末,NSFNSF连连接接了了主主要要大大学学的的超超级
22、级计计算算机机中中心心,逐逐渐渐成成为为全全国国性性的的网网络络,并并与与其其他他大大型型网网络络互互连连起起来来,从从而而导导致致了了InternetInternet的的形成。形成。2、国内:、国内:n n(1)1987年9月14日,在北京计算机技术研究所,钱天白教授发出了我国的第一封电子邮件,“Across the Great Wall,we can reach every corner in the world.”(越过长城,走向世界)。揭开了中国人使用互联网的序幕,中国互联网进入第一个发展阶段。n n(2)1994年4月20日,美国互联网的主管部门美国国家科学基金会同意了中国连进Int
23、ernet。中国科技网成为我国第一个全功能连入Internet的互联网单位。开创了中国互联网发展的第二个阶段。二、互联网的特点n n1)1)全球信息传播全球信息传播 环球通讯是互联网的一个最基本环球通讯是互联网的一个最基本的特点,互联网是全球信息传播覆盖范围最大的传的特点,互联网是全球信息传播覆盖范围最大的传播方式。播方式。n n 2)2)检索方便快捷检索方便快捷 与一般媒体相比,互联网上的信与一般媒体相比,互联网上的信息检索更为方便快捷,信息更新更快,传输也更为息检索更为方便快捷,信息更新更快,传输也更为迅速。通过一般门户网站的搜索引擎,可以很快查迅速。通过一般门户网站的搜索引擎,可以很快查
24、询到与某个关键字询到与某个关键字(当然也可以是几个关键字当然也可以是几个关键字)相关相关的所有信息。的所有信息。n n 3)3)多媒体信息通信多媒体信息通信 互联网已经把网络通信和多媒互联网已经把网络通信和多媒体技术融为一体,实现了文本、声音、图像、动画体技术融为一体,实现了文本、声音、图像、动画、电影等信息的传输和应用。这些技术的应用为互、电影等信息的传输和应用。这些技术的应用为互联网的发展提供了强大的动力,如网上视频点播、联网的发展提供了强大的动力,如网上视频点播、远程教育等。远程教育等。n n4)4)使用费用低廉使用费用低廉 随着人们生活水平的不断提高,随着人们生活水平的不断提高,互联网
25、的使用费用已经使众多普通人能够承担,互联网的使用费用已经使众多普通人能够承担,而且在某些方面互联网的费用比其他方式更为廉而且在某些方面互联网的费用比其他方式更为廉价。例如电子邮件明显比通过邮局邮信便宜得多。价。例如电子邮件明显比通过邮局邮信便宜得多。n n 5)5)丰富的信息资源丰富的信息资源 互联网网络中有极为丰富的信互联网网络中有极为丰富的信息资源,且多数信息是可免费查阅的,如许多国息资源,且多数信息是可免费查阅的,如许多国内外的图书资料、电子公告板信息、商业信息等。内外的图书资料、电子公告板信息、商业信息等。正是这种丰富的资源,方便了人们的生活、学习正是这种丰富的资源,方便了人们的生活、
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