《计算机网络基础》PPT课件.ppt

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1、计算机网络基础第五章 计算机网络基础 本章要点v计算机网络基本知识计算机网络基本知识v数据通信基本概念数据通信基本概念v计算机网络技术基础计算机网络技术基础 v局域网局域网 vInternetInternet的基础知识的基础知识 v连接连接InternetInternetvInternetInternet的服务与应用的服务与应用v网络信息检索网络信息检索v网络信息安全网络信息安全v网络安全技术网络安全技术计算机网络基础理解计算机网络的定义、组成和功能了解计算机网络的产生与发展、分类 学习目标5.1 计算机网络基本知识计算机网络基础5.1 计算机网络基本知识5.1.1 计算机网络的定义与组成5.

2、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 返回计算机网络基础v定义定义 计计算算机机网网络络是是指指把把若若干干台台地地理理位位置置不不同同，且且具具有有独独立立功功能能的的计计算算机机，用用通通信信线线路路和和通通信信设设备备互互相相连连接接起起来来，以以实实现现彼彼此此之间的数据通信和资源共享的一种计算机系统。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通通信信技技术术与与计计算算机机技技术术的的结结合合是是产产生生计计算算机机网网络络的的基基本本条条件件。一一方方面面，通通信信网网为为计计算算机机之之间间的的

3、数数据据传传输输和和交交换换提提供供了了必必要要的的手手段段；另另一一方方面面，计计算算机机技技术术的的发发展展渗渗透透到到通通信技术中，又提高了通信网的各种性能。信技术中，又提高了通信网的各种性能。一一个个计计算算机机网网络络是是由由资资源源子子网网和和通通信信子子网网构构成成。资资源源子子网负责信息处理，通信子网负责网中的信息传递。网负责信息处理，通信子网负责网中的信息传递。5.1.1 计算机网络的定义与组成计算机网络基础v计算机网络的组成计算机网络的组成5.1.1 计算机网络的定义与组成计算机网络基础v远程终端联机阶段远程终端联机阶段v计算机计算机计算机网络阶段计算机网络阶段 v标准化互

4、联阶段标准化互联阶段 v信息高速公路阶段信息高速公路阶段5.1.2 计算机网络的产生与发展中心计算机终端终端终端计算机网络基础v建建立立计计算算机机网网络络的的基基本本目目的的是是实实现现数数据据通通信信和和资资源源共共享享，计计算算机机网网络络的的主主要功能可归纳为要功能可归纳为资源共享资源共享数据通信数据通信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分布式处理分布式处理 5.1.3 计算机网络的功能计算机网络基础v按按计计算算机机网网络络地地理理分分布布范范围围分分类类，可可以以分分成成局域网局域网、城域网城域网和和广域网广域网;v按按网网络络的的交交换换方方式式划划分分，可可分

5、分为为电电路路交交换换、报文交换、分组交换；报文交换、分组交换；v按按所所采采用用的的拓拓扑扑结结构构划划分分，可可以以分分为为星星形形、总线形、环形、树形和网状形；总线形、环形、树形和网状形；v按信道的带宽可划分为窄带网和宽带网；按信道的带宽可划分为窄带网和宽带网；v按按用用途途的的不不同同可可划划分分为为科科研研网网、教教育育网网、商商业网、企业网业网、企业网。5.1.4 计算机网络的分类计算机网络基础理解模拟通信和数据通信的基本概念理解调制解调器的功能了解多路复用和数据交换技术 学习目标5.2 数据通信基本概念计算机网络基础v数数据据通通信信是是指指数数字字计计算算机机或或其其它它数数字

6、字终终端端设设备备之之间通过通信信道进行的数据交换。间通过通信信道进行的数据交换。v数据通信的质量有两个最主要的指标。数据通信的质量有两个最主要的指标。1.1.数据传输速率，用数据传输速率，用“比特位比特位/秒秒”（b/sb/s）来表示；）来表示；2.2.误误码码率率，它它表表示示一一段段时时间间内内接接收收到到的的错错误误比比特特数数与转输的总比特数之比。与转输的总比特数之比。5.2 数据通信基本概念计算机网络基础5.2 数据通信基本概念5.2.1 模拟通信与数字通信 5.2.2 多路复用技术 5.2.3 数据交换技术返回计算机网络基础v通通信信系系统统中中传传输输的的信信号号可可分分为为连

7、连续续变变化化的的和和离离散散变变化的两类。化的两类。模拟信号模拟信号数字信号数字信号v按按照照信信道道中中传传输输的的是是模模拟拟信信号号还还是是数数字字信信号号，可可以以相应地把通信信道分为相应地把通信信道分为模拟信道模拟信道和和数字信道数字信道。v数数据据通通信信可可以以通通过过模模拟拟信信道道实实现现，也也可可以以通通过过数数字字信道来实现。信道来实现。5.2.1 模拟通信与数字通信计算机网络基础v数据通信利用模拟信道来实现时，数据终端设备（DTE）产生的数字信号首先要转换成模拟信号在信道中传输，这个转换过程称为调制。执行调制功能的变换器称为调制器（Modulator）。v通过信道传送

8、到接收端的模拟电信号又要经过一个称为解调器（Demodulator）的反变换器转换成数字终端设备所能按收的数字信号。v大多数情况下，通信是双向的，调制器和解调器合在一个装置中，这就是调制解调器（Modem）。5.2.1 模拟通信与数字通信ModemModemDTEDTE数字信号数字信号模拟信号公用电话网计算机网络基础 多多路路复复用用技技术术是是利利用用一一条条传传输输线线路路传传送送多多路路信信号号的的技技术术。把多路信号组合在一条信道上转输可以提高转输效率。把多路信号组合在一条信道上转输可以提高转输效率。频分多路复用频分多路复用 在在模模拟拟通通信信中中，将将若若干干路路信信号号调调制制在

9、在不不同同的的频频率率上上，使使它它们们互互不不干干扰扰地地在在同同一一条条传传输输介介质质上上同同时时转转输输，到到接接收端再将它们分离出来，这就是频分多路复用。收端再将它们分离出来，这就是频分多路复用。时分多路复用时分多路复用 在在数数字字传传输输中中，将将一一时时间间段段分分割割成成若若干干个个小小的的时时间间片片，每每路路信信号号占占用用一一个个时时间间片片，多多路路的的信信号号按按时时间间先先后后顺顺序序排排队队轮轮流流使使用用同同一一传传输输信信道道。这这样样可可在在时时间间上上交交叉叉发送每一路信号，实现一条线路传送多路信号的目的。发送每一路信号，实现一条线路传送多路信号的目的。

10、5.2.2 多路复用技术计算机网络基础 在在数数据据通通信信系系统统中中，网网络络中中的的两两个个设设备备之之间间需需要要经经过过中间节点转发数据，这种中间节点参与的通信称为交换。中间节点转发数据，这种中间节点参与的通信称为交换。电路交换电路交换电电路路交交换换的的通通信信一一般般要要经经历历3 3个个阶阶段段：建建立立电电路路阶阶段段、传输数据阶段和电路拆除阶段。传输数据阶段和电路拆除阶段。优优点点是是：通通信信实实时时性性强强，适适用用于于交交互互式式会会话话类类通通信信，比较适用于成批数据的传送。比较适用于成批数据的传送。缺缺点点是是：一一旦旦建建立立连连接接后后，即即使使两两个个站站点

11、点间间没没有有数数据据要要传传输输，网网络络资资源源也也没没法法供供其其它它用用户户使使用用；建建立立线线路路的的时时间间比比较较长长，如如果果传传递递的的信信息息很很短短，则则线线路路的利用率很低。的利用率很低。5.2.3 数据交换技术计算机网络基础分组交换分组交换计计算算机机通通信信都都采采用用分分组组交交换换方方式式，分分组组交交换换是是一一种种“存存储储转发转发”式的交换，数据以短的分组形式转送。式的交换，数据以短的分组形式转送。计计算算机机通通信信时时传传送送的的是是报报文文（MessageMessage），报报文文是是指指由由被被传传递的数据、源地址、目的地址和其它控制信息组成的数

12、据块。递的数据、源地址、目的地址和其它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。把一个长的报文拆分成若干个小的段落，称为分组。分分组组交交换换不不需需要要事事先先建建立立物物理理通通路路，只只要要前前方方线线路路空空闲闲，就就以以分分组组为为单单位位发发送送，中中间间节节点点接接收收到到一一个个分分组组后后可可以以直直接接转转发发，而而不不必必等等到到所所有有的的分分组组都都收收到到以以后后再再转转发发，提提高高了了交交换换速速度度。接接收收端端收收到到所所有有分分组组后后，再再按按原原来来的的顺顺序序“组组装装”成成原来的报文。原来的报文。有有限限长长度度的的分分组

13、组可可以以直直接接存存放放在在节节点点的的内内存存中中，而而不不必必设设置置缓存，提高了交换速度。缓存，提高了交换速度。5.2.3 数据交换技术计算机网络基础了解几种传输介质的特点理解网络协议的定义和三个要素理解网络协议的分层模型理解OSI参考模型以及各层的功能了解网络互连技术和网络互连设备 学习目标5.3 计算机网络技术基础计算机网络基础5.3 计算机网络技术基础5.3.1 传输介质 5.3.2 网络传输协议 5.3.3 网络互连技术返回计算机网络基础v构建计算机网络必须解决的三个主要问题：构建计算机网络必须解决的三个主要问题：计算机之间采用什么样的传输介质连接；计算机之间采用什么样的传输介

14、质连接；计算机之间用什么样的拓扑结构连接；计算机之间用什么样的拓扑结构连接；计算机之间采用什么样的协议进行数据的交换。计算机之间采用什么样的协议进行数据的交换。v传传输输介介质质是是网网络络中中节节点点之之间间的的物物理理通通路路，它它对对网网络络数数据据通通信信质质量量有有极极大大的的影影响响。目目前前常常用用的的网络传输介质可分为有线和无线两种网络传输介质可分为有线和无线两种:有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤等，有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤等，无线介质：微波、红外线等。无线介质：微波、红外线等。5.3.1 传输介质计算机网络基础v双双绞绞线线由由绞绞合合在在一一起起的的一一对对导导线线

15、组组成成。通通常常将将一一对对以以上上的的双双绞绞线线封封装装在在一一个个绝绝缘缘外外套套中中，为为了了降降低低干干扰扰，每每对对相互扭绕而成。相互扭绕而成。v双绞线分为非屏蔽双绞线双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)(UTP)和屏蔽双绞线和屏蔽双绞线(STP)(STP)两种。两种。v双双绞绞线线价价格格低低廉廉，数数据据传传输输率率较较低低，抗抗干干扰扰性性能能也也较较差差，双绞线最大使用距离限制在几百米之内。双绞线最大使用距离限制在几百米之内。v局局域域网网中中常常用用的的UTPUTP双双绞绞线线分分为为3 3类类，4 4类类，5 5类类、超超5 5类类和和6 6类类等等。STPSTP的的内内

16、部部与与UTPUTP相相同同，但但外外包包铝铝箔箔，STPSTP双双绞绞线速率较高，抗干扰性比线速率较高，抗干扰性比UTPUTP强，但价格贵。强，但价格贵。v对对于于3 3类类，4 4类类，5 5类类、超超5 5类类和和6 6类类双双绞绞线线使使用用的的连连接接器器为为RJ-45RJ-45（4 4对对8 8芯），遵循芯），遵循EIA-568EIA-568标准。标准。1 双绞线计算机网络基础双绞线非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线(UTP)(UTP)屏屏蔽蔽双双绞绞线线(S ST TP P)RJ-45 RJ-45 接头接头（水晶头）（水晶头）计算机网络基础v同同轴轴电电缆缆由由内内外外两两条条导导线线构构

17、成成，内内导导线线可可以以是是单单股股铜铜线线，也也可可以以是是多多股股铜铜线线；外外导导线线是是一一条条网网状状空空心心圆圆柱柱导导体体。内内外导体之间有一层绝缘材料，最外层是保护性塑料外壳。外导体之间有一层绝缘材料，最外层是保护性塑料外壳。v粗粗缆缆传传输输距距离离长长，性性能能高高，但但成成本本高高，主主要要使使用用于于大大型型局局域域网网干干线线。细细缆缆传传输输距距离离短短，相相对对便便宜宜，使使用用T T型型头头与与具具有有BNCBNC接接头头的的网网卡卡相相连连，两两端端安安装装5050欧欧终终端端电电阻阻器器来来消消弱弱信信号号反射。反射。2 同轴电缆计算机网络基础v光光纤纤又

18、又称称光光缆缆或或称称光光导导纤纤维维，是是一一种种能能够够传传送送光光信信号号的的介质，采用特殊的玻璃材料或塑料制作。介质，采用特殊的玻璃材料或塑料制作。v光光纤纤数数据据传传输输性性能能高高于于双双绞绞线线和和同同轴轴电电缆缆，可可达达到到几几GbpsGbps，抗抗干干扰扰能能力力强强，传传输输损损耗耗少少，安安全全保保密密好好，但但成成本较高，连接难。光纤通常用于网络中的主干线。本较高，连接难。光纤通常用于网络中的主干线。3 光纤计算机网络基础v微微波波与与通通常常的的无无线线电电波波不不一一样样，它它是是定定向向传传播播，无无法法象象某某些些低低频频波波那那样样沿沿着着地地球球表表面面

19、传传播播，由由于于地地球球表表面面是是曲曲面面，再再加加上上高高大大建建筑筑物物和和气气候候的的影影响响，微微波波在在地地面面上上传传播播距距离离有限，一般在有限，一般在4040至至60km60km范围内。范围内。v直直接接传传播播信信号号的的距距离离与与天天线线的的高高度度有有关关，天天线线越越高高距距离离越越远。超过一定距离就要用中继站来远。超过一定距离就要用中继站来“接力接力”。v微微波波通通信信具具有有通通信信容容量量大大，传传输输质质量量高高，初初建建费费用用小小等等优优点，但它最大的缺点是保密性差。点，但它最大的缺点是保密性差。4 微波计算机网络基础v网络协议的定义和组成网络协议的

20、定义和组成 网网络络协协议议（ProtocolProtocol），是是使使网网络络中中的的通通信信双双方方能能顺顺利利进进行行信信息息交交换换而而双双方方预预先先约约定定好好并并遵遵循循的的规程和规则。规程和规则。v一个网络协议主要由以下三个要素组成：一个网络协议主要由以下三个要素组成：语义：规定通信双方彼此语义：规定通信双方彼此“讲什么讲什么”；语法：规定通信双方彼此语法：规定通信双方彼此“如何讲如何讲”；同步：语法同步规定事件执行的顺序。同步：语法同步规定事件执行的顺序。5.3.2 网络传输协议计算机网络基础v分层次的体系结构分层次的体系结构 分分层层模模型型（Layering Layer

21、ing modelmodel）是是一一种种用用于于开开发发网网络络协协议议的的设设计计方方法法。采采用用在在协协议议中中划划分分层层次次的的方方法法，把把要要实实现现的的功功能能划划分分为为若若干干层层次次，较较高高层层次次建建立立在在较较低低层层次次基基础础上上，同同时时又又为为更更高高层层次次提提供供必必要要的服务功能。的服务功能。v分分层层的的好好处处：高高层层次次只只要要调调用用低低层层次次提提供供的的功功能能，而而无无需需了了解解低低层层的的技技术术细细节节；只只要要保保证证接接口口不不变变，低低层层功功能能具具体体实实现现办办法法的的变变更更也也不不会会影响较高一层所执行的功能。影

22、响较高一层所执行的功能。5.3.2 网络传输协议计算机网络基础v开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI/RMOSI/RM）5.3.2 网络传输协议应用层（Application Layer）表示层（Presentation Layer）会话层（Session Layer）传输层（Transport Layer）网络层（Network Layer）数据链路层（Data Link Layer）物理层（Physical Layer）计算机网络基础vOSIOSIRMRM各层的主要功能如下：各层的主要功能如下：物物理理层层：物物理理层层的的主主要要功功能能是是利利用用物物理理传传输输介介质质

23、为为数数据据链链路路层层提提供供物理连接，以便透明地传送比特流。物理连接，以便透明地传送比特流。数数据据链链路路层层：在在物物理理层层提提供供比比特特流流传传输输服服务务的的基基础础上上，在在通通信信的的实实体体之之间间建建立立数数据据链链路路连连接接，传传送送以以“帧帧（FrameFrame）”为为单单位位的的数数据据，采采用用差差错错控控制制、流流量量控控制制方方法法，使使有有差差错错的的物物理理线线路路变变成成无无差差错错的的数数据链路。据链路。网网络络层层：其其主主要要功功能能是是要要完完成成网网络络中中主主机机间间“分分组组”(Packet)(Packet)的的传传输。输。传传输输层

24、层：其其主主要要任任务务是是向向上上一一层层提提供供可可靠靠的的端端到到端端（End-to-EndEnd-to-End）服服务务，确确保保“报报文文段段（SegmentSegment）”无无差差错错、有有序序、不不丢丢失失、无无重重复复地传输。地传输。会会话话层层：会会话话层层的的功功能能是是建建立立、组组织织和和协协调调两两个个互互相相通通信信的的应应用用进进程之间的交互（程之间的交互（InteractionInteraction）。）。表示层：主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。表示层：主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。应用层：应用层确定进程间通信的性质，以满足用

25、户的需要。应用层：应用层确定进程间通信的性质，以满足用户的需要。5.3.2 网络传输协议计算机网络基础v网网络络互互连连的的类类型型包包括括：局局域域网网与与局局域域网网、局局域域网网与与广广域域网、广域网与广域网等的互连。网、广域网与广域网等的互连。v络互连要解决的两个主要问题是：络互连要解决的两个主要问题是：一是网络之间至少要有一条通信链路，一是网络之间至少要有一条通信链路，二二是是在在保保持持原原网网络络结结构构和和服服务务内内容容的的基基础础上上提提供供协协议议转换的功能。转换的功能。v在在OSIOSI参参考考模模型型中中，由由于于网网络络间间的的通通信信是是根根据据不不同同层层划划分

26、分的的，同同层层间间可可相相互互通通信信，所所以以根根据据联联接接层层不不同同，网网间间联联接接设备可以分为中继器、网桥、路由器和网关。设备可以分为中继器、网桥、路由器和网关。5.3.3 网络互连技术计算机网络基础5.3.3 网络互连技术计算机网络基础v中继器（中继器（RepeaterRepeater）中中继继器器完完成成物物理理层层的的互互连连，具具有有信信号号再再生生与与放放大大的的作作用用。当当一一个个网网段段已已超超过过最最大大距距离离时时，可可用用中中继继器器来来延延伸伸，从从而而使使整整个个网网络络的的范围得到扩充。范围得到扩充。IEEE802IEEE802标准规定最多允许四个中继

27、器接五个网段。标准规定最多允许四个中继器接五个网段。集集线线器器（HUBHUB）是是一一种种特特殊殊的的中中继继器器，有有多多个个端端口口，作作为为多多个个网网络络电电缆缆段段的的中中间间转转接接设设备备而而将将多多个个网网段段连连接接起起来来，能能对对信信号号起起再再生与放大作用。生与放大作用。5.3.3 网络互连技术计算机网络基础v网桥（网桥（BridgeBridge）网网桥桥是是一一种种在在数数据据链链路路层层实实现现连连接接两两个个局局域域网网互互连连的的存存储储转转发发设设备备。它它从从一一个个网网段段接接收收完完整整的的数数据据帧帧，进进行行必必要要的的比比较较和和验验证证，然后决

28、定是丢弃还是发送给另外一个网段。然后决定是丢弃还是发送给另外一个网段。网网桥桥具具有有隔隔离离网网段段的的功功能能，在在网网络络上上适适当当使使用用网网桥桥可可以以起起到到调调整整网络的负载，提高整个网络传输性能的作用。网络的负载，提高整个网络传输性能的作用。5.3.3 网络互连技术计算机网络基础v路由器（路由器（RouterRouter）路路由由器器是是在在网网络络层层用用来来联联接接多多个个同同类类或或不不同同类类的的网网络络（局域网或广域网）的一种存储转发设备。（局域网或广域网）的一种存储转发设备。路路由由器器具具有有选选择择路路径径的的功功能能，当当多多于于两两个个网网络络互互连连时时

29、，节节点点之之间间可可供供选选择择的的路路径径往往往往不不止止一一条条，因因此此需需要要路路由由器为节点间传送的分组信息选择一条最佳路径。器为节点间传送的分组信息选择一条最佳路径。5.3.3 网络互连技术计算机网络基础v网关（网关（Gateway）网网关关实实现现的的网网络络互互连连发发生生在在网网络络层层之之上上，它它是是网网络络层层以以上上的的互互连连设设施施的的总总称称。之之所所以以称称为为设设施施，是是因因为为网网关关不不一一定定是是一一台台设设备备，有有可能是在一台主机中实现网关功能的一个软件。可能是在一台主机中实现网关功能的一个软件。网网关关可可用用来来连连接接不不同同类类的的网网

30、络络，包包括括异异种种局局域域网网的的互互连连，局局域域网网与广域网的互连。与广域网的互连。5.3.3 网络互连技术计算机网络基础了解局域网的特点和组成了解局域网类型、网络设备了解网络操作系统理解局域网拓扑结构 学习目标5.4 局域网计算机网络基础5.4 局域网5.4.1 局域网的特点和组成 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 返回计算机网络基础v局局域域网网（LANLAN）指指的的是是在在一一较较小小范范围围内内（如如：一一间间实实验验室室或或办办公公室室、一一栋栋大大楼楼、一一个个校校园园）的的各

31、各种种计计算算机机、终端与外部设备连接起来所形成的局部区域网。终端与外部设备连接起来所形成的局部区域网。v局域网的特点有以下几个方面：局域网的特点有以下几个方面：网络覆盖范围较小。网络覆盖范围较小。站点数目有限。站点数目有限。局域网通常由某个组织单独用有。局域网通常由某个组织单独用有。局局域域网网与与广广域域网网相相比比具具有有较较高高的的数数据据传传输输速速率率、较较低低的时延和较小的误码率。的时延和较小的误码率。v局局域域网网系系统统的的硬硬件件设设备备有有：服服务务器器、中中心心交交换换机机、二级交换机、路由器、防火墙和工作站等；二级交换机、路由器、防火墙和工作站等；5.4.1 局域网的

32、特点和组成计算机网络基础5.4.1 局域网的特点和组成计算机网络基础v令牌环网令牌环网 令令牌牌环环（Token Token RingRing）网网是是由由一一组组用用传传输输介介质质串串联联成成一一个个环环的的站站点点组组成成，它它最最早早是是由由IBMIBM公公司司开开发发的的，现现在在一一般般也也只使用在只使用在IBMIBM主机的网络中，在其它网络中则用得有限。主机的网络中，在其它网络中则用得有限。vATMATM ATM(Asynchronous ATM(Asynchronous Transfer Transfer ModeMode：异异步步传传输输方方式式)是是一一种种基基于于信信元元

33、（CellCell）的的交交换换和和复复用用技技术术,信信元元长长度度固固定定为为5353字字节节。多多数数ATM ATM 网网络络中中的的传传输输速速率率高高达达155Mbps155Mbps，ATMATM现现在在主要应用于主干网的连接。主要应用于主干网的连接。ATMATM在在传传输输数数据据时时有有极极强强的的实实时时性性，适适用用于于信信息息传传输输容容量差异很大的网络，可以满足视频图像和实时通信的要求。量差异很大的网络，可以满足视频图像和实时通信的要求。5.4.2 局域网类型计算机网络基础v以太网（以太网（EthernetEthernet）19851985年年IEEE IEEE 8028

34、02委委员员会会颁颁了了802.3802.3以以太太网网标标准准,它它使使用用CSMACSMACDCD（带带有有冲冲突突检检测测的的载载波波侦侦听听多多路路访访问问）的的访访问问控控制制方方法法。现现在在最最常常用用的的局局域域网网是是以以太太网网（EthernetEthernet），现现阶阶段段它是构建局域网最便宜、最灵活的选择。它是构建局域网最便宜、最灵活的选择。v几种以太网技术的介绍几种以太网技术的介绍10BaseT10BaseT以太网以太网 100BaseT100BaseT快速以太网快速以太网千兆位（千兆位（GigabitGigabit）以太网）以太网以太网交换技术以太网交换技术5.4

35、.2 局域网类型计算机网络基础v把把网网络络单单元元定定义义为为节节点点，两两个个节节点点间间的的连连线线称称为为链路。链路。v这这样样从从拓拓扑扑学学的的观观点点来来看看，计计算算机机网网络络可可以以说说是是由由一一组组节节点点和和链链路路组组成成的的。网网络络节节点点和和链链路路组组成成的的几何图形就是网络拓扑结构。几何图形就是网络拓扑结构。v计计算算机机网网络络的的拓拓扑扑结结构构有有很很多多种种，常常见见的的主主要要有有如下五种：总线型、星型、树型、环型和网状型如下五种：总线型、星型、树型、环型和网状型。5.4.3 局域网的拓扑结构计算机网络基础5.4.3 局域网的拓扑结构服务器服务器

36、工作站工作站工作站工作站工作站打印机打印机总线型总线型星形星形集线器服务器服务器工作站工作站打印机打印机工作站工作站工作站工作站工作站环型环型网状网状树型树型计算机网络基础v局局域域网网的的网网络络设设备备随随网网络络规规模模的的大大小小而而不不同同，但但每每一一台台连连网网的的计计算算机机必必须须有有一一块块网网络络接接口口卡卡（NICNIC），它它将将工工作作站站或或服服务务器器连连到到网网络络上上，用用来来完成电信号的匹配和实现数据传输。完成电信号的匹配和实现数据传输。v规规模模最最小小的的局局域域网网可可能能只只需需要要一一台台共共享享式式集集线线器器（HUBHUB）即即可可，而而大大

37、型型网网络络需需要要主主干干交交换换机机，二二级级交交换换机机，三三级级交交换换机机或或集集线线器器，远远程程访访问问路路由由器器、InternetInternet接入路由器等。接入路由器等。5.4.4 网络设备计算机网络基础5.4.4 网络设备网卡双绞线集线器交换机计算机网络基础v服服务务器器一一般般采采用用高高性性能能的的微微型型机机、小小型型机机或或大大型型主主机机，并并配配有有大大容容量量硬硬盘盘和和较较大大容容量量内内存存，服服务务器器中中安安装装有有大大量量的的网网络软件，为工作站提供服务络软件，为工作站提供服务。v工工作作站站一一般般选选用用普普通通的的PCPC机机，工工作作站站

38、可可以以有有自自己己的的操操作作系系统统，能能独独立立工工作作，通通过过运运行行工工作作站站网网络络软软件件，访访问问服服务务器器的的共享资源，并与网络上的其他计算机通信。共享资源，并与网络上的其他计算机通信。服务器与工作站服务器工作站计算机网络基础v网络操作系统（Network Operating System，NOS）是具有网络功能的操作系统。它除具有通用操作系统的功能外，还应具有网络的支持功能，能管理整个网络的资源。v相对单机操作系统而言，网络操作系统具有如下特点：复杂性、并行性、安全性、提供多种网络服务功能 v目前常见的网络操作系统主要有NetwareUnix/LinuxWindows

39、 NT/2000/2003 Server 5.4.6 网络操作系统计算机网络基础了解Internet的产生和发展、特点了解TCP/IP协议、域名系统了解统一资源定位符掌握IP地址的格式、类型、子网掩码学习目标5.5 Internet的基础知识计算机网络基础5.5 Internet的基础知识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 5.5.6 统一资源定位符URL 计算机网络基础vInternetInternet的的中中文文标标准准名名称称为为“因因特特网网”，是是一一个个由由全全世世界

40、界许许多多的网络互联组成的一个网络集合。许许多多的网络互联组成的一个网络集合。vInternetInternet的产生与发展的产生与发展InternetInternet起源于起源于2020世纪世纪6060年代的年代的ARPANETARPANET，19691969年到年到19831983年是年是InternetInternet的形成阶段，的形成阶段，从从19831983年年开开始始逐逐步步进进入入实实用用阶阶段段，2020世世纪纪9090年年代代以以来来在在全全世世界界得得到了广泛应用。到了广泛应用。2020世世纪纪8080年年代代初初，ARPAARPA和和美美国国国国防防部部通通讯讯局局研研制

41、制成成功功了了TCP/IPTCP/IP协协议议并并在在ARPANETARPANET上上得得到到实实现现，使使得得TCP/IPTCP/IP协协议议在在世世界界流流行行起起来来，从从而而诞生了真正的诞生了真正的InternetInternet。v目目前前InternetInternet最最重重要要的的应应用用有有：万万维维网网WWWWWW（World World Wide Wide WebWeb），电电子子邮邮件件（E-mailE-mail），远远程程登登录录（TelnetTelnet），文文件件传输（传输（FTPFTP），电子公告牌（），电子公告牌（BBSBBS）等。）等。5.5.1 Inter

42、net的产生和发展计算机网络基础v开放性开放性v共享性共享性v平等性平等性v低廉性低廉性5.5.2 Internet的特点计算机网络基础vTCP/IP(Transmission TCP/IP(Transmission Control Control Protocol Protocol/Internet/Internet Protocol)Protocol)是是一一个个网网络络协协议议族族，其其中中InternetInternet协协议议IPIP和和传传输输控控制制协协议议TCPTCP为为最最核核心心的的两两个协议。个协议。vInternetInternet的的其其他他网网络络协协议议都都要要用

43、用到到这这两两个个协协议议提提供供的的功功能能，因因而而称称整整个个InternetInternet协协议议族族为为TCP/IPTCP/IP协协议族，简称议族，简称TCP/IPTCP/IP协议。协议。IPIP是网际层协议，负责分组数据的传输；是网际层协议，负责分组数据的传输；TCPTCP是运输层协议，负责数据的可靠传输。是运输层协议，负责数据的可靠传输。5.5.3 TCP/IP协议计算机网络基础vTCP/IPTCP/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：Telnet(Remote Login)Telnet(Remote Login)：远程登录：远程登录FTP(File

44、 Transfer Protocol)FTP(File Transfer Protocol)：文件传输协议：文件传输协议SMTP(Simple SMTP(Simple Mail Mail Transfer Transfer Protocol)Protocol)：简简单单邮邮件件传传输协议输协议POP3POP3（Post Office Protocol 3Post Office Protocol 3）：第三代邮局协议）：第三代邮局协议HTTPHTTP（Hyper Hyper Text Text Transfer Transfer ProtocolProtocol）：超超文文本本传传输协议输协议N

45、NTPNNTP（Network Network News News Transfer Transfer ProtocolProtocol）：网网络络新新闻传输协议闻传输协议5.5.3 TCP/IP协议计算机网络基础vIPIP地地址址可可以以视视为为网网络络上上的的门门牌牌号号码码，它它唯唯一一地地标标识识出出主主机机所所在在的的网网络络（网网络络地地址址部部分分）和和网网络中位置的编号（主机地址部分）。络中位置的编号（主机地址部分）。vIPIP地地址址由由3232位位二二进进制制数数组组成成，为为了了表表示示方方便便一一般般写写成成由由4 4个个十十进进数数构构成成，每每个个十十进进制制数数取

46、取值值0 0到到255255，每每个个十十进进制制数数之之间间以以句句点点“.”相相隔隔（称为点分十进制），（称为点分十进制），如如 将将 10000000 10000000 00001011 00001011 0000011 0000011 00011111 00011111 记为：记为：。5.5.4 IP地址计算机网络基础vIP地址的格式vIP地址的基本类型：A类IP地址的第一段数字范围为，每个A类地址可连接224(16777214)台主机，Internet上有126个A类地址。A类IP地址的标准掩码：。B类IP地址的第一段数字范围为，每个B类地址可连接65534台主机，Internet上

47、有16384个B类地址。B类IP地址的标准掩码：。C类IP地址的第一段数字范围为，每个C类地址可连接254台主机，Internet上有2097152个C类地址。C类IP地址的标准掩码：。D类IP地址的第一段数字范围为224239，D类地址用作多目的地信息的传输，给因特网体系结构研究委员会IAB使用。E类IP地址的第一段数字范围为240254，E类地址保留，仅作为Internet的实验和开发之用。5.5.4 IP地址 网络号 主机号计算机网络基础5.5.4 IP地址0网络地址网络地址(7位位)10110网络地址网络地址(21位位)1110Multicast Address主机地址主机地址(24位

48、位)网络地址网络地址(14位位)主机地址主机地址(16位位)主机地址主机地址(8位位)ABCD8 bits8 bits8 bits8 bits计算机网络基础v有特殊用途的有特殊用途的IPIP地址地址 IPIP地地址址用用来来标标识识互互联联网网中中的的主主机机，但但少少数数IPIP地地址址有有特特殊殊用用途途，不不能能分配给主机，在使用分配给主机，在使用IPIP地址时要注意值地址时要注意值0 0与与1 1有特殊的意义：有特殊的意义：网络号不能以网络号不能以127127开头，不能全为开头，不能全为0 0，也不能全为，也不能全为l l；主机号不能全为主机号不能全为0 0，也不能全为，也不能全为l

49、l；5.5.4 IP地址net-idhost-id含义00在本网络上的本主机0host-id在本网络上的某个主机全1全1只在本网络上进行广播net-id全1对net-id 上的所有主机广播127任意用作loopback test（回送测试）计算机网络基础v子网掩码（子网掩码（Subnet MaskSubnet Mask）为为了了确确定定IPIP地地址址的的哪哪部部分分代代表表网网络络号号，哪哪部部分分代代表表主主机机号号，判判断断两两个个IPIP地地址址是是否否属属于于同同一一网网络络,就就产产生生了了子子网掩码的概念，子网掩码按网掩码的概念，子网掩码按IPIP地址的格式给出。地址的格式给出。

50、v三类三类IPIP地址的默认子网掩码为地址的默认子网掩码为A A类：类：，B B类：类：，C C类：类：。v用用子子网网掩掩码码判判断断IPIP地地址址的的网网络络号号与与主主机机号号的的方方法法是是用用IPIP地地址址与与相相应应的的子子网网掩掩码码进进行行与与运运算算，可可以以区区分分出出网网络络号号部部分分和和主主机机号号部部分分。如如是是A A类类IPIP地地址址，所所以以默默认认子子网网掩掩码码为为，分分别别转化为二进制进行与运算后，得出网络号为转化为二进制进行与运算后，得出网络号为1010。v子网掩码的另一功能是用来划分子网。子网掩码的另一功能是用来划分子网。5.5.4 IP地址计