1、第七章 通信与网络基础,2,主要内容,1计算机网络概述,2. 网络的体系结构与网络协议,3计算机局域网,4. 计算机广域网,5因特网基本概念,6因特网的应用,计算机网络概述,4,计算机网络概述,1计算机网络的发展和应用 Internet是世界上最大的互联网络 1969年，美国国防部建成ARPANET Internet迅速发展的关键原因:WWW(万维网),5,计算机网络概述,2计算机网络定义： 利用通信设备、通信线路和网络软件，把地理上分散且 各自具有独立工作能力的计算机（及其他智能设备）以 相互共享资源（硬件、软件和数据等）为目的连接起 来的一个系统。,6,计算机网络概述,通信子网,若干个主机
2、,通信协议,通信双方事先 约定好的必须 遵守的规则,计算机网络的3个主要组成部分,7,计算机网络概述,计算机网络功能,数据通信,资源共享,实现分布式的信息处理,提高可靠性和可用性,8,按跨度分类 局域网 广域网 因特网 按用途分类 专用网 公共网 按拓扑结构分类 环型网 总线型网 星型网 分布式网络,计算机网络概述,2.网络的体系结构与网络协议,10,1.计算机网络的体系结构,计算机网络的体系结构(OSI/RM),Application,Presentation,Session,Transport,Network,Datalink,Physical,11,1.计算机网络的体系结构,开放系统互连
3、参考模型(OSI/RM),7应用层(ApplicationLayer) 用户应用进程的接口，相当于做什么？ 6表示层(PresentationLayer) 数据格式转换，相当于对方看起来像什么？ 5会话层(SessionLayer) 会话的管理和数据传输的同步，即相当于：轮到谁讲话和从何处讲？ 4运输层(TransportLayer) 从端到端经网络透明地传输报文，即相当于：对方在何处? 3网络层(NetworkLayer) 分组传输和路由选择，即相当于：走哪条路可以到达该处? 2数据链路层(DataLinkLayer) 在链路上无差错地传送一帧一帧信息,即相当于:每一步应该怎么走? 1物理层
4、(PhysicalLayer) 将比特流送到物理介质上传送，即相当于：对上一层的每一步该怎样利用物理介质？,12,开放系统互连参考模型（OSI/RM）,13,2. 网络协议,计算机网络中各个组成部分相互通信时都必须认同的一套规则，也称为网络协议。 TCP/IP协议,Internet 采用的就是TCP/IP协议,14,IP Internet Protocol 网际协议 定义路由选择 把物理地址转换为Internet地址,TCP Transmission Control Protocol 传输控制协议 规定传输信息怎样分层 规定传输信息怎样分组 规定传输信息怎样传输,TCP/IP协议,TCPIP中
5、两个最基本 最重要的协议,目前在网络互联中用得最为广泛的协议。 TCPIP是一个协议系列，包含了100多个协议。,3 计算机局域网,16,计算机局域网主要特点,通信延迟时间较 低可靠性较好,广(组)播方 式通信,传输速率 高 10M 1Gbps,范围 有限,17,局域网的拓扑结构,网络中各个结点相互连接的方法和形式。 总线型局域网 连线线长度小于星型结构，站点容易扩充和删除 总线任务重，易产生瓶颈问题,总线结构,18,局域网拓扑结构,环型局域网 传输速率高，传输距离远。 一个站点的故障会形起整个网络的崩溃。 星型局域网 通信协议简单 站点故障容易检测和隔离 连线费用大 中央结点要求高,环型结构
6、,星型结构,19,局域网拓扑结构,树型局域网 容易扩展，故障容易分离处理。 对根的依赖性很大，根发生故障整个系统就崩溃。 混合型局域网 结合不同拓扑结构的优点。,树型结构,混合型结构,20,常用局域网简介-以太网（Ethernet）,拓扑结构： 总线结构,21,以太网（Ethernet）,以太网物理结构(小型),物理结构： 以集线器为中心，网络中的每个结点通过网卡和网线（一般是5类双绞线）连接到集线器。,22,以太网（Ethernet）,23,以太网（Ethernet）,集线器： 简称Hub，用来连接网络中各个结点 基本功能: 把一个端口接收到的信息向所有端口分发出去 能对接收到的信号进行放大
7、，以扩大网络的传输距离，起着中继器的作用,24,以太网（Ethernet）,通信方式： 广播方式通信。 一个结点发送的信息，可以送达网上的所有 其他结点。结点之间传输数据时，计算机必须 把数据分成一个一个帧（frame），每个结点每 次只能使用总线传输一个帧，然后把总线的使 用权交出来，这样就可以让所有结点公平地使 用总线。,25,以太网（Ethernet）,总线结构以太网的特点： 维护方便 增删结点容易 轻负载时（结点少，或者信息发送不频繁）效率较高 重负载时，网络性能将急剧下降 以太网并不适合实时性要求较高的环境 以太网总线的最高数据传输速率为： 10Mbps（10BASE-T） 100M
8、bps（100BASE-T） 1Gbps（千兆位）,26,局域网建立,两种基本结构局域网,客户机/服务器结构（数据主要集中在服务器中）,硬件 计算机 网卡 集线器（Hub） 双绞线 软件 Windows等,27,局域网使用（对等网）,计算机标识 计算机（标识）名 工作组 查找计算机 通过网络邻居 查找 文件夹共享 打印机共享,教务处,不同的工作组,财务处,4 广域网接入技术,29,广域网接入技术,ADSL,电话拨号,ISDN,Cable Modem,光纤,常见接入方式,30,电话拨号接入,家庭用户利用本地电话网通过调制解调器拨号接入广域网。 调制解调器( MODEM )的组成与功能： 调制器（
9、MOdulator）：数字信号模拟信号 解调器（DEModulator）：模拟信号数字信号,31,电话拨号接入,MODEM的传输速率： 每秒钟可传送的数据量。目前主流产品速率是56K（ITU V9.0协议）， 在实际使用过程中，由于电话线路的质量不佳，或网络服务提供商不能 提供足够的带宽，或者所连接的网络发生拥塞等原因，都会使得传输速 率降低。,32,电话拨号接入,电话拨号接入方式的缺点： 电话网采用传统的电路交换，每一条话路的带宽是64K，建立在此基础 上的MODEM传输机制，发展到极限的V.92也不过是56K的下传速率，其 中还包括控制信令部分，真正有效的数据还要少，线上传送的是模拟信号
10、，受外界电磁环境的干扰比较大。握手时间长，下载速度慢，容易掉线。,33,内置式,外置式,MODEM的类型：,PCMCIA插卡式,34,综合业务数字网(ISDN),通过普通电话的本地环路向用户提供数字语音和数据传输服务。 ISDN使用与模拟信号电话系统相同类型的双绞铜线但却提供端 到端的数字通信线路，这是它与电话网的最大不同。 ISDN通过标准的“用户-网络接口”（UNI），将各类不同的终端 设备（PC机、电话机、传真机等）接入到ISDN网络中。,35,综合业务数字网(ISDN),2Mbps,30个B通道一个D通道,B-ISDN,ISDN,128Kbps,2个B通道一个D通道,N-ISDN,宽带
11、ISDN,一线通,36,不对称数字用户线技术（ADSL）,不对称数字用户线(ADSL)： 提供了高速发送和接收数字信息的能力。 ADSL是一种为接收信息远多于发送信息的用户而优化的 技术, 为下行流提供比上行流更高的传输速率。 数据上传速度:640Kbps - 1Mbps 数据下行速度:1Mbps-8Mbps(理想状态下最大可达 10Mbps）,37,不对称数字用户线技术（ADSL）,ADSL的安装： 在已有的电话线上改造。 需配置:一个ADSL MODEM ，计算机中需安装10M/100M的以太网网卡，网卡与ADSL MODEM之间用双绞线连接，设置有关参数。,ADSL MODEM与PC机的
12、连接,38,不对称数字用户线技术（ADSL）,ADSL优点： 像ISDN一样，可以与普通电话共存于一条电话线上，可同时接听、拨打电话并进行数据传输，两者互不影响 虽然使用的还是原来的电话线，但ADSL传输的数据并不通过电话交换机，所以ADSL上网不需要缴付额外的电话费，节省了费用。 ADSL的数据传输速率是根据线路的情况自动调整的，它以尽力而为的方式进行数据传输。,39,不对称数字用户线技术（ADSL）,ADSL利用普通电话线作为传输介质，通过一种自适应的数字信号调制解调技术，能在电话线上得到3个可以同时工作的信息通道：,ADSL频带分布,为电话服务的通道 速率为 640Kbps - 1.0M
13、bps 的上行通道 速率为 1-8Mbps 的高速下行通道,40,电缆调制解调技术（Cable MODEM）,优点 容量高 抗干扰 同时传送多个频道 未使用的带宽传输数据,41,同轴电缆的频带划分,数字信号上传,数字信号下传,电视下传,频带为542MHz 320 kb/s10Mb/s,频带为550750MHz 36 Mb/s,频带为50550MHz,42,光纤接入网,使用光纤作为主要传输介质的远程网接入系统。 在交换局一侧，应把电信号转换为光信号，以便在光纤中传输，到达用户端时，要使用光网络单元（ONU）把光信号转换成电信号，然后再传送到计算机。,43,光纤到大楼（FTTB）,光纤到路边（FT
14、TC）,光纤接入网分类,光纤到路边（FTTC）,按照主干系统和配线系统的交界点光网络单元（ONU）的位置可划分为,7.5 因特网基本概念,45,Internet概述,Internet的发展 1969年，美国国防部研制成功一种ARPANET网 1986年，美国国家科学基金会将其科学教育网(NSFnet)向社会开放，该网络随后取代ARPANET 成为Internet。 1990年代起，美国政府机构和公司的计算机也纷纷加入Internet，因特网迅速扩大到全球约100多个国家和地区。,46,Internet概述,因特网（Internet）是一个建立在TCP/IP协议族上的国际互联网，是各个子网以网状
15、结构互连而成的。,Internet,47,IP地址,在互连网中，为了实现计算机相互通信，必须为每一台计算机分配一个唯一的地址(IP地址)。 在网络上发送的每个数据包中，都必须包含接收方主机(目的地)的IP地址和发送方主机(源)的IP地址。,48,IP地址的表示,每个IP地址使用32个二进数位（4个字节）表示 一般描述时使用十进制表示, 每8位用一个十进制表示,即由四个0255之间的数字，以“.”相隔。 二进制表示：xxxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx（x的取值为0或1） 十进制表示： XXX.XXX.XXX.XXX （ XXX 取值范围：0 - 255） 例
16、如： 11001010 11000101 01100000 00000010 202 .197 .96 .2,49,IP地址的组成和分类,0 1 2 3 8 16 24 31,A类 B类 C类 D类 E类,IP地址=网络号+主机号,网络号（net-id）：指明主机所从属的物理网络 的编号，标识的是Internet上的哪个子网 主机号（host-id）：主机在物理网络中的编号， 标识的是子网中的哪台主机,50,IP地址的组成和分类,首字节 192223 如:202.119.191.100,首字节 128191 如:166.11.2.7,首字节 0127 如:10.0.0.3,？192.168.1
17、.2属于哪类IP地址,其网络号和主机号分别是什么,51,IP地址的组成和分类,各类IP地址可以应用于不同规模的网络 A类地址(首字节 0127) 用于拥有大量主机（16,777,214）的网络，只有少数几个网络可获得A类地址 B类地址 (首字节 128191) 用于规模适中的网络（主机台数65534） C类地址 (首字节 192223) 用于主机数量不超过254台的小网络,52,固定IP：固定IP地址是长期固定分配给一台计算机使用的IP地址，一般是特殊的服务器才拥有固定IP地址。 动态IP：因为IP地址资源非常短缺，通过电话拨号上网或普通宽带上网用户一般不具备固定IP地址，而是由ISP动态分配
18、暂时的一个IP地址。普通人一般不需要去了解动态IP地址，这些都是计算机系统自动完成的。,53,关于子网掩码,子网掩码也是一个32位的二进制数列，通过将IP地址与子网掩码进行与运算可以获得该IP地址对应的网络号 例如：IP地址为202.197.96.2，子网掩码为255.255.255.0，我们可按如下方法计算该IP地址的网络地址。 IP地址： 11001010. 11000101. 01100000. 00000010 子网掩码： 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 AND运算: 11001010. 11000101. 01100000. 000000
19、00 写成十进制为202.197.96.0，这就是该IP地址所在的网络地址。,54,关于子网掩码,若仅用A、B、C三类IP来标识主机地址，则系统会根据已设置的IP地址自动提供一个缺省的子网掩码，各类地址缺省的子网掩码如下： 通过子网掩码不仅可以辨别访问和被访问的主机是否属于同一网络，还能够对子网作进一步划分,55,既然子网掩码可以决定IP地址的哪一部分是网络号，而子网掩码又可以人工进行设定，因此，可以通过修改子网掩码的方式来改变原有地址分类中规定的网络号和主机号。 可以使用B类或C类地址的子网掩码（即255.255.0.0或255.255.255.0），将原有的A类地址的网络号由一个字节改变为
20、二个或三个字节 使用C类地址的子网掩码（即255.255.255.0），将原有B类地址的网络号由二个字节改变为三个字节，从而增加网络数量，减少每个网络中的主机容量 可以使用B类地址的子网掩码（即255.255.0.0）将C类地址的子网掩码由三个字节改变为二个字节，从而增加每个网络中的主机容量，减少网络数,56,默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发送给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。 所以只有设置好网关IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。,57,上机实验,将自己电脑网络连
21、接设置如下： IP地址：192.168.0.15 子网掩码：255.255.255.0 将邻座电脑网络连接设置如下： IP地址：192.168.1.15 子网掩码：255.255.255.0 通过ping命令测试能否连通 怎样使两台机器能够连通？,58,域 名,IP地址一般用4个十进制数字来表示，它不便于人们记忆和使用。 使用具有特定含义的符号串来表示因特网中的每一台主机 代替 58.192.112.13,59,因特网将整个网络的名字空间划分为许多不同的域，每个域又划分为若干子域，子域又分成许多子域，所有入网主机的名字即由一系列的“域”及其“子域”组成，子域的个数通常不超过5个，并且子域之间用
22、“”分隔，从左到右级别逐级升高 例如： bbs.nju.edu. cn 表示中国(cn)教育科研网(edu)中的南京大学校园网(nju)内的一台负责BBS服务的计算机。,60,域 名,61,域 名,域名系统(Domain Name System，DNS) ：把域名翻译成IP地址的软件。 域名服务器(Domain Name Server)：运行域名系统的主机。,DNS服务器,网站服务器,用户,62,IP地址的发展,由于网络的迅速发展，连入网络的计算机数目的飞速增加，现有IP地址已不能满足需要。 解决IP地址资源不足的方法： 动态分配IP IPv6,63,IPv6的128位地址则是以16位为一分组
23、，每个16位分组写成4个十六进制数，中间用冒号分隔，称为冒号分十六进制格式。 如:21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A 是一个完整的 IPv6地址,7.6 Internet的基本应用,65,Internet的基本应用,Internet的基本应用,66,1. WWW的应用,WWW(World Wide Web):简称万维网、环球网，或Web网、3W网，是集文本、声音、图像、视频等多媒体信息于一身的全球信息资源网络，是Internet的重要组成部分。 WWW的工作原理 由被称为Web服务器的计算机和安装了WWW浏览器的计算机组成 Web服务器中存放着大量以
24、超文本形式表示的可共享信息 安装了WWW浏览器软件（简称浏览器）的用户，可以查询和获取分布在世界各地的Web服务器上的信息资源,WWW浏览器,WWW 服务器,WWW 工作原理,67,1. WWW的应用,基本术语 网站(Web Site)：在互联网络上包含访问者可以通过浏览器查看的信息资源的场所，网站宿主于服务器上。 网页(Pages)：超文本格式的文件，网站的基本信息单位。通常一个网站是由众多不同内容的网页组成的。 主页(Home Page)：也称为首页，或起始页。它是WWW站点上查找信息资源的起点。当你访问某网站时，首先显示出来的便是该网站的主页。 超链接(Hyper links)：网页上链
25、接到其它网页或资源的链接,68,1. WWW的应用,基本术语 网址：网站服务器的IP地址或域名。 URL：Uniform Resouse Locator，统一资源定位器，是专为标识Internet资源位置而设的一种编址方式。 URL组成： 传输协议：/主机IP地址或域名/资源所在路径和文件名 如： “http”指超文本传输协议，“”是网易手机类资源服务器域名，“special/m”是与手机相关的特定资源所在的路径，“mobileprice.html”则是上述路径下存放的手机报价信息对应的网页文件。,69,超文本传输协议HTTP,HTTP:（HyperText Transmit Protocol
26、）超文本传输协议是WWW服务器和浏览器之间遵循的通信协议。 其工作原理是：服务器等待并响应客户的请求，客户通过浏览器向服务器发出请求，双方建立连接，服务器在处理完请求后即断开连接。,70,1. WWW的应用,浏览器IE（Internet Explorer）的基本使用 URL的使用（) 使用浏览器网上浏览 设置访问主页 工具栏的使用（返回、前进、停止、主页、刷新） 收藏夹的使用 保存浏览的网页或内容（文字、图片）,71,电子邮件(Electronic Mail)服务采用C/S模式，网络中专门存放所有邮箱的计算机称为邮件服务器，用户的计算机便是客户机。 E-mail地址。 格式：用户名主机域名 如
27、：gy_teacher 电子邮件一般由3个部分组成： 邮件的头部(header)：包括发送方地址、接收方地址（允许多个）、抄送方地址（允许多个）、主题等 邮件的正文(body)：信件的内容 邮件的附件(attachment )：附件中可以包含一组文件，文件类型可以任意,2. 电子邮件（E-mail）,72,2. 电子邮件（E-mail）,Internet,Hujianhua69,gy_teacher,E-mail工作原理,邮件转发,73,2. 电子邮件（E-mail）,SMTP：简单邮件传送协议。 POP3：收件协议。,74,2. 电子邮件（E-mail）,E-mail地址（信箱）的申请 收发
28、E-mail 直接在上收发E-mail 使用邮件代理（Outlook或Foxmail）收发E-mail,75,电子邮件（E-mail）,76,3.远程登陆（Telnet）,远程登录（remote login）：用户把自己的机器暂时作为一台终端，通过因特网挂接到远程的大型或巨型机上，然后作为它的用户使用大型或巨型机的硬件和软件资源，因特网提供的这种服务称为远程登录。 需要登录的计算机用户应该预先申请合法的帐户,77,4.文件传输（FTP）,远程文件传输（File Transfer Protocol） 利用文件传输协议FTP，用户可以将远程主机上的这类文件下载（Download）到自己计算机的磁盘
29、中，也可以将本地计算机中的文件上传(Upload)到远程主机上。 常用FTP下载软件 Cute FTP Leap FTP,78,FTP_Web主页 FTP_Web是通过Web方式进行FTP帐号的注册、密码的修改及空间的维护。在FTP帐号注册成功后，系统当即为你开通一个个人主页的URL。如下说明： 进入FTP_Web主页，可进行两项操作：登录FTP主页或新用户注册。如下图所示：,79,80,用户在登录页面输入正确的帐号名和密码可以登录到用户的个人操作页面。在操作页面中，用户可以进行如下两项操作： （1）打开个人的FTP窗口及浏览个人的Web网页。 （2）修改用户个人帐号的密码。,81,通过Web
30、页面登录FTP外，用户也可以在IE浏览器或文件夹窗口的地址栏中直接输入FTP地址，如：ftp:/（也可以用IP地址，但必须是ftp:/开头的），按回车键后计算机便会连接远程FTP服务器。如果FTP服务器上有FTP匿名帐号，则可直接打 开匿名帐号FTP窗口，否则出现如下的提示： 此时，你可左键点击“确定”，然在空白窗口内点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“登录(A).”命令，,82,83,5. 信息搜索,搜索引擎 C 文件搜索 B 论文搜索 L,84,全国青少年网络文明公约,要善于网上学习 不浏览不良信息 要诚实友好交流 不污辱欺诈他人 要增强自护意识 不随意约会网友 要维护网络安全 不破坏网络秩序 要益于身心健康 不沉溺虚拟时空,85,小 结,Internet基本概念 什么是Internet IP地址（组成、分类、子网掩码） 域名（规则、DNS） Internet的基本应用 WWW、E-Mail、Telnet、FTP 作业 预习“实验5 Internet的基本操作和应用”,
