(7.6.5)--第2章 2.3 计算机网络与信息安全.ppt
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1、2.3 计算机网络与Internet技术u 资源共享资源共享u 数据通信数据通信网络的目的网络的目的?u集中管理与分布式处理u负载平衡2.3.1 2.3.1 计算机网络计算机网络概述概述 1 1、计算机网络的定义、计算机网络的定义 为了实现资源共享和数据通信为了实现资源共享和数据通信 ,而通过各种通信手段,将多个,而通过各种通信手段,将多个处于不同地理位置、且具有独立功能的计算机相互连接起来的计算处于不同地理位置、且具有独立功能的计算机相互连接起来的计算机系统。机系统。n三个要素:三个要素:地理位置不同,地理位置不同,具有独立功能的计算机系具有独立功能的计算机系统,各种通信手段。统,各种通信手
2、段。n目的:目的:实现资源共享和数实现资源共享和数据通信据通信在不联网的情况下,多台计算机需要配备多台打印机。l硬件资源共享硬件资源共享在在联网联网的情况下,只需要一台打的情况下,只需要一台打印机就可以了!印机就可以了!l软件资源共享软件资源共享2 2、计算机网络的分类计算机网络的分类 (1 1)、从使用地区范围或规模来划分:)、从使用地区范围或规模来划分:局域网,局域网,LAN(Local Area Network)城域网,城域网,MAN(Metropolitan Area Network)广域网,广域网,WAN(Wide Area Network)(2 2)、从通讯方式)、从通讯方式 分:
3、分:点对点方式和广播式点对点方式和广播式u传输速率:传输速率:是指是指通信通信线上传输信息的速度,即单位时线上传输信息的速度,即单位时间内所传送的二进制代间内所传送的二进制代 码的有效位数,以每秒多少比码的有效位数,以每秒多少比特特(bit)数计,即数计,即 bpsu 局域网(LAN)局域网(Local area network)是将有限的地理区域范围内的计算机、网络设备和打印机等互联在一起的小型计算机网络。局域网的速度:局域网的速度:10Mbps10Gbps,高速,误码率低,可靠,高速,误码率低,可靠 适用于公司、机关、校园、工厂 等有限范围内的计算机连网的需求.一般属于一个单位所有,易于建
4、 立、维护与扩展u城域网(城域网(MANMAN)城域网(Metropolitan area Metropolitan area networks networks)是覆盖一座城市的计算机网络。实际上是将分布在一个城市内不同地点的局域网互联起来的较大范围内的网络。直径约10千米。王城校区育才校区雁山校区。u广域网(广域网(WANWAN)l覆盖范围通常是几十公里到几千公里的大型远程网络,可以覆盖整个城市、国家、乃至全球。l广域网(Wide area network)由相距较远的局域网或城域网互联而成。例如中国教育科研网就是广域网。l具有规模大、传输速率低的特征。l从通信方式通信方式来划分:点对点传
5、输网络点对点传输网络:每条物理线路连接一对计算机。广播式传广播式传输网络:共享公共通信信道计算机网络的构成计算机网络的构成5.2.2 5.2.2 计算机网络的软硬件组成计算机网络的软硬件组成l计算机网络系统的基本组成计算机网络系统的基本组成:由网络硬件设备与运行在其上的网络软件共同组成。由网络硬件设备与运行在其上的网络软件共同组成。网络硬件:网络硬件:是网络运行的物理基础网络软件:网络软件:是支持、管理和使用网络资源的必要工具l计算机网络硬件有哪些呢?计算机网络硬件有哪些呢?网络硬件网络硬件:服务器服务器:用来管理网络并为网络用户提供共享资源(文件共享,打印机共享)和网络服务(远程登录,www
6、服务,数据库服务)。客户机客户机:也称工作站工作站,既可作为独立的计算机供用户使用,又可访问各类共享的资源,需要安装各类网络应用软件。网络适配器网络适配器:简称网卡网卡,是计算机与传输介质之间的接口传输介质传输介质:传送信息的载体,是网络传输信号的通道。网络通信及互联设备:网络通信及互联设备:连接两个或多个不同的设备(如计算机),或是连接两个或多个不同的网络。有线有线传输介质:传输介质:双绞线双绞线双绞线由一对绝缘铜线相互扭绞在一起,是最常用的有线传输介质。u特点:特点:传输速率高,且较为便宜,安装方便,但传输距传输速率高,且较为便宜,安装方便,但传输距离较短(通常在离较短(通常在100米之内
7、)、抗干扰性较差。米之内)、抗干扰性较差。非屏蔽双绞线(非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线)和屏蔽双绞线(STP)传输速率:传输速率:10Mbps-155Mbps。传输介质:传输介质:同轴电缆同轴电缆u同轴电缆:由铜线内导体、绝缘材料、外导体、外层护套同轴电缆:由铜线内导体、绝缘材料、外导体、外层护套组成。外导体通常由铜线编织成网状,起到屏蔽层的作用。组成。外导体通常由铜线编织成网状,起到屏蔽层的作用。u特点:抗干扰性好,传输速率高,传输距离长,但价格贵,特点:抗干扰性好,传输速率高,传输距离长,但价格贵,组网成本高,已被高性能的双绞线电缆取代。组网成本高,已被高性能的双绞线电缆取代。传输介质
8、:传输介质:光纤光纤u由纤芯、包层、护套构成,是一种可以传导光线的纤维导由纤芯、包层、护套构成,是一种可以传导光线的纤维导体。光纤使用光信号而非电信号进行数据传输,实现了电体。光纤使用光信号而非电信号进行数据传输,实现了电磁隔离,磁隔离,u特点:不受外界电磁干扰;信号衰变小,频带较宽,传输特点:不受外界电磁干扰;信号衰变小,频带较宽,传输距离远,传输速度快;但成本较高,主要用于高速局域网距离远,传输速度快;但成本较高,主要用于高速局域网中。中。无线无线传输传输介质介质n不通过线缆连接就能实现信号传送。不通过线缆连接就能实现信号传送。n三种:三种:n无线电波:无线电波:无线电技术的原理在于,导体
9、中电流强弱的改无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。用于无线局域网载于无线电波之上。用于无线局域网n微波通信:微波通信:是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1 1米(不含米(不含1 1米)到米)到1 1毫米之间的电磁波毫米之间的电磁波,用于同步卫星用于同步卫星n红外线:红外线:太阳光线中众多不可见光线中的一种。近距离,太阳光线中众多不可见光线中的一种。近距离,保密性好保密性好l网络通信设备网络通信设备:连接两个或多个不同的设备,常见
10、的有集线器(半双工),交换机,中继器 网络互连设备:网络互连设备:连接两个或多个不同的网络,常见的有网桥、网关(协连接两个或多个不同的网络,常见的有网桥、网关(协议转换)、路由器(路由选择),调制解调器议转换)、路由器(路由选择),调制解调器(Modem)网络通信及互联设备:网络通信及互联设备:网络软件:网络软件:l支持、管理和使用网络资源的必要工具支持、管理和使用网络资源的必要工具网络操作系统:运行在网络硬件之上的,为网络用户提供共享资源管理服务、基本通信服务、网络系统安全服务及其他网络服务的软件系统。例如 Windows Server、Unix、Linux.网络通信协议:通信双方在通信时遵
11、循的规则和约定网络应用软件:用于对网络进行集中管控。网络管理软件:主要面向计算机网络的普通使用者,帮助其访问网络上的共享资源或相互通信。主要有WWW浏览器、即时通信软件等。5.2.3 5.2.3 网络协议及其模型网络协议及其模型u 网络协议网络协议:为实现网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。TCP/IP TCP/IP 协议协议在Internet上的计算机种类繁多,网络结构各异,要完成网络通信,必须使用大家都遵循同一个协议,就是TCP/IP协议。如何在不同如何在不同网络间进行网络间进行通信?通信?TCP/IP TCP/IP 协议协议nTCPTCP_传输控制协议,负责提供传输控制协议,负责提
12、供可靠和高效可靠和高效的的数据传送服务。数据传送服务。nIPIP_网际互联协议,它负责将信息从一台主机网际互联协议,它负责将信息从一台主机传送传送到指定接收的另一台主机。到指定接收的另一台主机。因特网上标准的网络协议,包括因特网上标准的网络协议,包括传输控制协议传输控制协议(TCP)和和网际协议网际协议(IP)两部分两部分.TCP:我只管分割:我只管分割拼装报文,传错了找拼装报文,传错了找我。怎么传不管我。怎么传不管!IP:我只管设法传到,我只管设法传到,出错别找我!出错别找我!1 1、InternetInternet的起源的起源n1969年,美国国防部远景规划署(Advanced Resea
13、rch Projects Agency,ARPA)建立了远程分组交换网络ARPANET(阿帕网),连接加州大学洛杉矶分校、斯坦福研究所、犹他州立大学和加州大学圣巴巴分校各处的一台计算机,这便是这便是Internet的雏形的雏形。n1985年,美国国家科学基金会(The National Science Foundation,NSF)在ARPANET的技术基础之上架设了更大的网络,即NSFNET主干网。ARPANET/NSFNET连接了多个区域内的局域网,使网络和网络之间实现了“互联”,随着“互联网”在全世界范围内的广泛普及和发展,逐渐演变成为“国际互联网”,也就是通常所说的“因特网”.2.3.
14、2 Internet2.3.2 Internet和和“互联网互联网”战略战略2 2、全球信息高速公路的形成全球信息高速公路的形成1993年,美国政府提出建设“信息高速公路”(即“国家信息基础设施”)。这一计划提出后,其他国家纷纷跟进,全球范围内的“信息高速公路”逐渐形成。扎根于北美大陆的NSFNET也最终发展成为全球范围的Internet。1994年4月20日,由中国科学院负责实施的中国国家计算与网络设施工程(The National Computing and Networking Facility of China,NCFC),采用TCP/IP协议实现了中国与Internet的全功能连接,
15、这是中国与全世界网络互联的第一步。19861986年年北京计算机应用技术研究所和德国卡尔斯鲁厄大学合作启动了名为CANET的国际连网项目。19871987年年9 9月月北京计算机应用技术研究所内正式建成我国第一个电子邮件节点,通过CHINAPAC拨号X.25线路,连通了Internet的电子邮件系统。1987-19931987-1993年年部分科研与教育机构通过拨号方式与Internet相连,主要是连通了Internet的电子邮件系统。19891989年年我国开始筹建北京中关村地区计算机网络。19941994年年5 5月月由中国科学院负责实施的国家计算与网络设施工程(NCFC)实现与Inter
16、net的全功能连接,这是我国与Internet连通的第一步,使中国成为加入Internet的第81个国家。19941994年后年后我国的网络发展极为迅速,目前国内形成了以五大网络为主干的信息高速公路。3、我国的互联网发展l我国的互联网发展我国的互联网发展我国的互联网发展我国的互联网发展截至截至2020年年12月,中国网民规模达月,中国网民规模达9.89亿,占全球网民总数的五分之亿,占全球网民总数的五分之一。一。手机网民达手机网民达7.88亿。亿。我国有多个可以与我国有多个可以与Internet互联的全国性公用计算机网络互联的全国性公用计算机网络。l中国教育和科研计算机网(CERNET)l中国科
17、技网(CSTNET)l中国国际经济贸易互联网(CIETNET)l中国长城互联网(CGWNET)l中国联通互联网(UNINET)l中国移动互联网(CMINET)l中国网通公用互联网(CNCNET)l中国卫星集团互联网(CSINET)l中国公用计算机互联网(电信)(CHINANET)目前,我国在第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Networks,简称5G或5G技术)的理论研究、标准制定、产业发展、网络运营等均处于世界领先的地位,我国的各大运营商均已开始5G商用全球网民最多的国家和地区Top10(2010-2020)l我国的我国的我国的我国的“互联网互联网互联网互联网”
18、战略战略战略战略“互联网互联网”战略的提出战略的提出2015年3月5日,国务院总理李克强提出“制定互联网+行动计划”,意味着互联网行业的发展已经是关系到国家经济命脉的重要一环。何为何为“互联网互联网”?把互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合,推动技术进步、效率提升和组织变革,提升实体经济创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态。l我国的我国的我国的我国的“互联网互联网互联网互联网”战略战略战略战略“互联网互联网”的本质表现的本质表现和作用是什么?和作用是什么?“互联网”的本质表现:是现代信息技术与传统产业的跨界融合与应用创新,表现传统产业的在线化、数据化
19、、智能化;其作用:培育出新业态、新服务、新模式成功案例:互联网+零售(线上电商+线下门店),互联网+金融(线上理财等),互联网+租车(滴滴打车),互联网+物流2.3.3 Internet2.3.3 Internet技术技术5.3.2 IP5.3.2 IP地址与地址与域名系统域名系统1、IP地址(独一无二):地址(独一无二):要实现网络通信,网络中的任一计算机必须用一个地址来要实现网络通信,网络中的任一计算机必须用一个地址来标识,而且在同一个网络中不能重复。而这个标识就是标识,而且在同一个网络中不能重复。而这个标识就是IP地址。地址。202.193.5.0202.193.5.0B202.193.
20、5.43202.193.5.43202.193.5.34202.193.5.34202.193.5.48202.193.5.48202.193.5.50202.193.5.50202.193.5.40202.193.5.40IPIP地址地址的表示的表示:例如,某台主机的是例如,某台主机的是例如,某台主机的是例如,某台主机的是IPIP地址是地址是地址是地址是:1100101011000001010000000010001011001010110000010100000000100010TCP/IP协议协议IPv4中规定:由中规定:由32位二进制数组成。位二进制数组成。通常也可用另一种表示形式通常
21、也可用另一种表示形式“点分十进制点分十进制”,这是一个这是一个IP地址的另一地址的另一种表示形式。种表示形式。202.193.64.34XXX.XXX.XXX.XXX0255以下四项中,有效的以下四项中,有效的 地址是地址是 .202.193.4.202.103.224.56 .202.193.257.6 .202,103,223,5练练 习习IP地址由两部分组成:网络号网络号网络号网络号电话号码:电话号码:电话号码:电话号码:0773 0773(区号)(区号)(区号)(区号)-5854688-5854688(本机号码(本机号码(本机号码(本机号码 )主机号主机号主机号主机号问题:问题:202
22、.193.64.34的的网络号网络号和和主机号主机号分别是什么呢?分别是什么呢?IPIP地址内容构成:地址内容构成:网络号(地址):标识一个逻辑网络的地址,相当于电话号码中的区号)主机号(地址);标识该网络中一台主机的地址,相当于电话号码)。根据IP地址的用途和每个网络中可以包含的主机数(规模)不同,IP地址可以划分为A、B、C、D、E五类。IPIP地址分类:地址分类:各类网络特征:各类网络特征:A类类网络号网络号网络号网络号(7)(7)主机号主机号主机号主机号(24)(24)0 0B类类网络号网络号网络号网络号(14)(14)主机号主机号主机号主机号(16)(16)1 10 0C类类网络号网
23、络号网络号网络号(21)(21)主机号主机号主机号主机号(8)(8)1 10 01 1A类:类:1.0.0.0126.255.255.255 (0和和127保留作特殊用途保留作特殊用途)(A类网络地址数量较少,可以用于主机数达类网络地址数量较少,可以用于主机数达1600多万多万台的大型网络。台的大型网络。)B类:类:128.0.0.0191.255.255.255(适用于中等规模规模的网络,每适用于中等规模规模的网络,每个网络所能容纳的计算机数为个网络所能容纳的计算机数为6万万多台。)多台。)C类:类:192.0.0.0223.255.255.255。(C类网络地址数量较多,适用类网络地址数量
24、较多,适用于小规模的局域网络,每个网络最多只能包含于小规模的局域网络,每个网络最多只能包含254台计算机。)台计算机。)通过通过IP地址的地址的第一字节第一字节所处的地址范围,就可以判断属于哪一类地址,所处的地址范围,就可以判断属于哪一类地址,进而可以进而可以判断所在的网络地址以及主机地址判断所在的网络地址以及主机地址,IPv4地址分类练习:练习:练习:练习:IPIP地址为地址为地址为地址为202.193.64.34202.193.64.34的主机属于什么类型地址?的主机属于什么类型地址?的主机属于什么类型地址?的主机属于什么类型地址?主机号是多少?主机号是多少?主机号是多少?主机号是多少?答
25、:答:答:答:(1 1)首先把)首先把)首先把)首先把“202”202”转换成二进制数:转换成二进制数:转换成二进制数:转换成二进制数:110110 0101001010 (2 2)由头部的)由头部的)由头部的)由头部的“110”110”可知是可知是可知是可知是C C类地址类地址类地址类地址 (3 3)第一部分为网络号码(前)第一部分为网络号码(前)第一部分为网络号码(前)第一部分为网络号码(前3 3段)段)段)段)202.193.64202.193.64 (4 4)本地主机号码为)本地主机号码为)本地主机号码为)本地主机号码为3434A A类类类类:1.0.0.0126.255.255.25
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- 7.6.5-第2章 2.3 计算机网络与信息安全 7.6 计算机网络 信息 安全
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