1、1 1第8章 计算机网络及互联网第8章 计算机网络及互联网8.1 计算机网络基础知识8.2 网络的类型8.3 Internet基础知识8.4 Internet接入8.5 Internet的应用8.6 基于Internet新的发展2 2第8章 计算机网络及互联网8.1 计算机网络基础知识8.1.1 计算机网络概述1.计算机网络的发展计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物，其发展过程大致可以分为以单计算机为中心的联机终端系统、具有通信功能的多处理机系统、体系结构标准化网络(计算机网络)三个阶段。3 3第8章 计算机网络及互联网1)以单机为中心的联机终端系统2)具有通信功能的多处理机系统3
2、)标准化网络体系结构4 4第8章 计算机网络及互联网2.计算机网络的发展趋势计算机网络的发展趋势是：(1)计算机网络向高速化、宽带化发展。(2)多媒体网络系统成为主流。多媒体网络是多媒体技术与通信技术的结合，是多媒体通信的传输环境。(3)实现任何人(Whoever)在任何时间(Whenever)、任何地方(Whereever)可以与任意其他人(Whomever)传递任何信息(Whatever)的目的。5 5第8章 计算机网络及互联网3.计算机网络基本概念1)计算机网络的定义所谓计算机网络，是指将处于不同地理位置的具有独立功能的计算机和网络专用外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的计算机应
3、用系统，按照规定的通信协议，在网络软件的管理下，实现资源共享和信息交换。6 6第8章 计算机网络及互联网2)对计算机网络的几点说明(1)计算机网络定义中包含有三个基本要素，即计算机、互连和通信协议。(2)计算机也称为主机，必须是若干台具有独立功能的(或独立自治的)计算机。(3)互联是指若干台计算机之间相互连接，可以通过传输媒体直接互联，也可以通过通信网络实现互联。(4)通信协议指计算机相互通信时使用的标准、规则、规范，计算机通信时必须使用相同的通信协议。7 7第8章 计算机网络及互联网8.1.2 计算机网络的组成从计算机网络系统的功能角度来看，典型的计算机网络在逻辑上可以分为资源子网和通信子网
4、，如图8-1所示。8 8第8章 计算机网络及互联网图8-1 资源子网与通信子网9 9第8章 计算机网络及互联网1.资源子网1)硬件资源组成资源子网的硬件主要是指网络中的计算机，这些计算机可以是大型计算机、中型计算机、小型计算机、微型计算机等，通过通信线路与通信子网的通信控制处理机(CPP)连接。1010第8章 计算机网络及互联网2)软件资源 组成资源子网的软件包括网络通信协议、网络操作系统和网络应用软件，其分述如下：(1)网络通信协议。(2)网络操作系统。(3)网络应用软件。1111第8章 计算机网络及互联网3)信息资源信息资源主要指网络中主机上所存储的各种文件、数据等信息。1212第8章 计
5、算机网络及互联网2.通信子网1)常用的传输介质(1)同轴电缆。(2)双绞线。(3)光缆。(4)远红外线。(5)微波传输。1313第8章 计算机网络及互联网2)网络设备(1)网络接口卡。(2)调制解调器(Modem)。(3)集线器(Hub)。(4)交换机(又称为交换式集线器)。(5)路由器(Router)。(6)网桥(Bridge)。(7)网关(Gateway)。1414第8章 计算机网络及互联网8.2 网络的类型可以从不同的角度对计算机网络进行分类，常见的分类方法包括按拓扑结构、应用范围和信息的交换技术进行分类。1515第8章 计算机网络及互联网8.2.1 按网络拓扑结构分类网络的拓扑结构是指
6、网络的几何连接形状，画成图就称为网络拓扑图或网络拓扑结构图。计算机网络按照不同的网络拓扑结构，可分为总线型结构、环型结构、星型结构、树型结构和网状结构等，如图8-2所示(网状结构未给出)。1616第8章 计算机网络及互联网图8-2 网络拓扑结构1717第8章 计算机网络及互联网8.2.2 按网络的应用范围分类网络中计算机设备之间的距离可近可远，覆盖地域面积可大可小，按照联网的计算机之间的距离和网络覆盖面的不同，一般分为局域网、城域网、广域网和互联网。局域网的相关技术是基于处理近距离传输而设计和发展来的，而广域网的相关技术是基于处理远距离传输而设置和发展来的，城域网则是为一个城市网络设计的相关技
7、术。1818第8章 计算机网络及互联网1.局域网(Local Area Network，LAN)2.城域网(Metropolitan Area Network，MAN)3.广域网(Wide Area Network，WAN)4.互联网(Internet)1919第8章 计算机网络及互联网8.2.3 网络交换技术 1.线路交换2.报文交换3.分组交换2020第8章 计算机网络及互联网8.3 Internet基础知识Internet是从美国国防部资助的ARPANET网络发展而来的。Internet的中文译名有因特网、网际网、网间网、国际网、国际计算机网络、国际计算机分组交换网和国际互联网等多种含义
8、。任何计算机都可以通过网络互联设备(如Modem和电话线)接入互联网而成为其中的一员。2121第8章 计算机网络及互联网8.3.1 Internet的发展历史2222第8章 计算机网络及互联网8.3.2 我国Internet的现状作为认识世界的一种方式，我国目前对接入Internet网络基础设施进行了大规模的投入，例如，建成了中国公用分组交换数据网(ChinaPAC)和中国公用数字数据网(ChinaDDN)。覆盖全国范围的数据通信网络已初具规模，为Internet在我国的普及打下了良好的基础。2323第8章 计算机网络及互联网1.中国公用计算机互联网(ChinaNET)ChinaNET是原邮电
9、部组织建设和管理的。原邮电部与美国Sprint Link公司在1994年签署Internet互联协议，开始在北京、上海两个电信局进行Internet网络互联工程。目前，ChinaNET在北京和上海分别有两条专线，作为国际出口。2424第8章 计算机网络及互联网2.中国教育科研网(CERNET)中国教育和科研计算机网(CERNET)是1994年由国家计委、原国家教委批准立项，原国家教委主持建设和管理的全国性教育和科研计算机互联网络。该项目的目标是建设一个全国性的教育科研基础设施，把全国大部分高校连接起来，实现资源共享。它是全国最大的公益性互联网络。2525第8章 计算机网络及互联网3.中国科学技
10、术网CSTNET 中国科学技术网(China Science and Technology Network)是国家科学技术委员会联合全国各省、市的科技信息机构，采用先进信息技术建立起来的信息服务网络，是一个为科研、教育和政府部门服务的网络，主要提供科技数据库、成果信息服务、超级计算机服务、域名管理服务等。中国科学技术网为国内信息资源的开发和利用，促进国际间的交流与合作起到了积极的作用，其丰富的信息资源和多样化的服务方式为国内外科技界和高技术产业界的广大用户提供了很好的服务。2626第8章 计算机网络及互联网4.国家公用经济信息通信网络(金桥网)(ChinaGBN)金桥网是建立在金桥工程基础上的
11、业务网，支持金关、金税、金卡等“金”字头工程的应用，面向公众提供Internet商业服务。它是覆盖全国，实行国际联网，为用户提供专用信道、网络服务和信息服务的基干网。金桥网由吉通公司牵头建设并接入Internet。2727第8章 计算机网络及互联网8.3.3 Internet的特点1.开放性2.共享性3.平等性4.低廉性5.交互性2828第8章 计算机网络及互联网8.3.4 TCP/IP协议簇协议是互相通信的计算机双方必须共同遵从的一组约定。TCP/IP(Transmit Control Protocol/Internet Protocol，网际协议)就是这样的约定，它规定了计算机之间互相通信
12、的方法。TCP/IP是为了使接入Internet 的不同网络、不同设备之间能够进行正常的数据通信而预先制订的大家共同遵守的格式和约定。2929第8章 计算机网络及互联网3030第8章 计算机网络及互联网8.3.5 IP地址的基本概念1.IP地址接入Internet的计算机与接入电话网的电话相似，每台计算机或路由器都有一个由授权机构分配的号码，称为IP地址。3131第8章 计算机网络及互联网2.IP地址的组成及表示从逻辑上讲，每一个IP地址都是由网络地址和主机地址两部分组成的。网络号表明主机所连接的网络，主机号标识了该网络上特定的那台主机。位于同一物理子网上的所有主机和网络设备(如工作站、服务器
13、、路由器等)的网络地址是相同的，该网络地址在Internet中也是唯一的。主机地址是用来区别同一物理子网中不同主机和网络设备的。因此，Internet中每台主机和网络设备的IP地址是唯一的。3232第8章 计算机网络及互联网3.IP地址的分类Internet是由大大小小的各种网络组成的，每个网络中的主机数目是不同的。为了充分利用IP地址以适应主机数目不同的各种网络，对IP地址也进行了分类。IP地址通常可分为A、B、C、D、E等5类，如图8-4所示。3333第8章 计算机网络及互联网3434第8章 计算机网络及互联网4.子网掩码由于IPv4对IP地址的设计不够合理，随着网络主机数量的急剧增加，再
14、加上IP地址使用上的严重浪费，可用的IP地址已经趋于枯竭。因此，人们引入了子网的概念，在IP地址中又增加了一个“子网号字段”。用子网掩码来进行子网识别。子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成，“1”对应网络号和子网号字段，“0”对应主机号字段。3535第8章 计算机网络及互联网3636第8章 计算机网络及互联网8.3.6 IPv6简介1.IPv6的起源基于IPv4的因特网已运行多年，随着网络应用的普及和扩展，IPv4协议的缺陷逐渐暴露，主要问题如下：(1)网络地址短缺。(2)路由速度慢。(3)缺乏安全功能。(4)不支持新的业务模式。3737第8章 计算机网络及互联网2.IPv6基本特点(
15、1)报文结构更加高效(2)地址空间充足(3)地址配置自动化(4)对QoS更好的支持(5)统一的安全策略(6)高效的邻居发现机制(7)扩展能力强(8)内置的移动性 3838第8章 计算机网络及互联网3.IPv6数据包结构IPv6数据包由IPv6包头(40字节的固定长度)、扩展包头(允许有0个或多个)和上层协议数据单元三部分组成。有一个(Base Header)，其后可扩展报头(Extension Header)，再后面是数据，如图8-6所示。IPv6包头中包含数据的发送方、送达方以及基本的传输协议等内容。3939第8章 计算机网络及互联网4040第8章 计算机网络及互联网4.IPv6地址IPv6
16、地址扩展到128位。2128足够大，这个地址空间可能永远用不完。事实上，这个数大于阿伏加德罗常数，足够为地球上每个分子分配一个IP地址。用一个形象的说法，这么大的地址空间允许整个地球表面上每平方米配置71023个IP地址。4141第8章 计算机网络及互联网1)单播(UniCast)地址2)任意播(AnyCast)地址3)组播(MultiCast)地址4242第8章 计算机网络及互联网8.3.7 域名系统基本概念1.域名系统概念IP地址为Internet提供了统一的编址方式，直接使用IP地址就可以访问Internet中的主机。但是，由于IP地址是用一串很难记忆的数字来表示的，因此需要对它给出相应
17、的具有一定意义的主机名，这就是域名(Domain Name)。域名系统(Domain Name System，DNS)帮助人们在Internet上用名字来唯一标识自己的计算机，并保证主机名(域名)和IP地址一一对应。4343第8章 计算机网络及互联网2.域名地址组成域名地址由字母或数字组成，中间以“.”隔开，如。其格式为：“机器名.网络名.机构名.最高域名”。Internet上的域名由域名系统(DNS)统一管理。4444第8章 计算机网络及互联网4545第8章 计算机网络及互联网4646第8章 计算机网络及互联网8.4 Internet接入Internet服务提供商(ISP)是向用户提供接入I
18、nternet服务的公司，用户的计算机要接入Internet必须通过ISP。Internet提供商遍及世界各地，用户通过ISP接入Internet的同时也接受它为用户提供的各种类型的信息服务，如电子邮件服务，信息发布代理服务和广告服务等。目前常见的接入方式主要有PSTN、ISDN、ADSL、LAN、无线接入等。4747第8章 计算机网络及互联网8.4.1 常见的接入方式1.电话拨号接入公用电话交换网(Published Switched Telephone Network，PSTN)技术是通过调制解调器拨号实现用户接入的，如图8-7(a)所示。4848第8章 计算机网络及互联网图8-7 PST
19、N接入与TSDN接入4949第8章 计算机网络及互联网2.ISDN接入技术综合业务数字网(Integrated Service Digital Network，ISDN)接入技术，俗称“一线通”，它采用数字传输和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。用户利用一条ISDN用户线路，可以在上网的同时拨打电话、收发传真，就像两条电话线一样。5050第8章 计算机网络及互联网3.ADSL接入技术非对称数字用户环路(Asymmetrical Digital Subscriber Line，ADSL)是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术，也是目
20、前极具发展前景的一种接入技术。ADSL素有“网络快车”的美誉，因其下行速率高、频带宽、性能优、安装方便、不需交纳电话费等特点而深受广大用户喜爱，成为继Modem、ISDN之后的又一种全新的高效接入方式。5151第8章 计算机网络及互联网图8-8 ADSL接入和LAN接入5252第8章 计算机网络及互联网4.LAN接入LAN方式接入是利用以太网技术，采用光缆+双绞线的方式对社区进行综合布线。采用LAN方式接入可以充分利用局域网的资源优势，为用户提供10 M以上的共享带宽，这比现在拨号上网速度快很多倍，并可根据用户的需求升级到100 M以上。5353第8章 计算机网络及互联网5.无线接入由于铺设光
21、纤的费用很高，对于需要宽带接入的用户，一些城市提供无线接入。用户通过高频天线和ISP连接，距离在10 km左右，带宽为211 Mb/s，费用低廉，但是受地形和距离的限制，适合城市里距离ISP不远的用户，性能价格比很高。无线接入如图8-9所示。5454第8章 计算机网络及互联网图8-9 无线接入5555第8章 计算机网络及互联网8.4.2 网络配置1.网络协议TCP/IP的安装(1)安装网络适配器。(2)安装网络适配器驱动程序。(3)安装TCP/IP协议。5656第8章 计算机网络及互联网图8-10 Internet网络配置5757第8章 计算机网络及互联网2.设置TCP/IP协议在“控制面板”
22、窗口中单击“网络和共享中心”图标，在打开的“网络和共享中心”窗口中用鼠标单击“更改适配器设置”，右键点击“本地连接”图标选择快捷菜单中“属性”命令，打开“本地连接属性”对话框如图8-10(a)所示。左键单击选中本地连接属性对话框的“Internet协议4(TCP/IPv4)”后单击“属性”按钮即可打开“Internet协议版本4(TCP/IPv4)属性”对话框，如图8-10(b)所示。5858第8章 计算机网络及互联网8.5 Internet的应用8.5.1 IE浏览器的使用在互联网上浏览网页离不开浏览器，现在大多数用户使用的是微软公司提供的IE浏览器，还有其他一些浏览器如Netscape N
23、avigator、Mosaic，国内厂商开发的腾讯TT浏览器、遨游浏览器以及近年开发的火狐浏览器等。浏览器实际上是一个软件程序，用于与WWW建立连接并与之进行通信。5959第8章 计算机网络及互联网1.IE浏览器的启动与界面简介启动IE后，会出现浏览器应用程序窗口，如图8-11所示。6060第8章 计算机网络及互联网图8-11 IE窗口组成6161第8章 计算机网络及互联网6262第8章 计算机网络及互联网2.IE浏览器的基本设置如果对IE浏览器的默认设置不满意，可以更改设置。1)改变起始主页在IE浏览器的默认设置中，起始主页是微软公司的主页：“http:/ 计算机网络及互联网图8-12 “I
24、nternet选项”对话框6464第8章 计算机网络及互联网2)设置临时文件在使用IE浏览器浏览网页时，浏览器会自动将所有访问过的网页内容保存到硬盘中的临时文件夹中，这样可以加快访问速度。6565第8章 计算机网络及互联网图8-13 设置临时文件6666第8章 计算机网络及互联网3)设置历史记录“历史记录”文件夹中保存了一段时间内访问过的网页的地址，通过它可以方便地打开以往曾经访问的网页。在“Internet选项”对话框中，可以在“历史记录”选项组设置历史记录。6767第8章 计算机网络及互联网3.浏览器的功能及相关技术WWW(World Wide Web)是一个把信息检索技术与超文本技术相融
25、合而形成的环球信息系统。用户要使用WWW提供的Internet服务，必须使用一个专门提供该服务的软件，一般称之为浏览器。WWW浏览器的功能非常强大，利用它可以方便地访问Internet上的各类信息，如播放声音、动画、视频，使得WWW世界更加丰富多彩。6868第8章 计算机网络及互联网4.搜索引擎搜索引擎是指在Internet上执行信息搜索的专门网站，它们可以对主页进行分类、搜索与检索。利用搜索引擎可以方便地搜索出网页、图片、新闻、软件、MP3、Flash动画等诸多信息，只要用户输入相应的搜索关键词，搜索引擎就会返回若干条包含该关键词信息的URL，用户通过该链接便可以获得所需的信息。6969第8
26、章 计算机网络及互联网8.5.2 电子邮件1.电子邮件服务平常的邮件一般是通过邮局传递，收信人要等几天甚至更长时间才能收到信件。电子邮件和平常的邮件有很大的不同，电子邮件的写信、收信、发信都在计算机上完成，从发信到收信的时间以秒来计算，而且几乎是免费的。同时，在世界上只要可以上网的地方，都可以收到邮件。7070第8章 计算机网络及互联网2.电子邮件系统工作原理电子邮件系统由用户代理(UA)和邮件传输代理MDA两大部分组成。用户代理又称为人机界面，它是用户发送和接收电子邮件的操作台和工具，用于编辑、生成、发送、阅读和管理电子邮件。邮件传输代理又称为邮件服务器，具有发送、接收和存储转发邮件的功能，
27、主要负责将邮件从发送端传送到接收端，相当于邮局。7171第8章 计算机网络及互联网3.电子邮件地址与使用普通邮件一样，E-mail用户要有一个属于自己的电子邮箱。电子邮箱是经用户申请后由邮件服务机构为用户建立的。建立电子邮箱就是在其邮件服务器的硬盘上为用户开辟一块专用的存储空间，存放该用户的电子邮件。每一个电子信箱都有一个格式固定的在Internet上唯一的地址，称为电子信箱地址。7272第8章 计算机网络及互联网4.电子邮件的格式电子邮件与普通的邮政信件相似，也有自己固定的格式。(1)邮件头：(2)邮件体：7373第8章 计算机网络及互联网5.电子邮件客户端软件Outlook Express
28、电子邮件客户端软件用户代理很多，例如，Windows下的Outlook Express、Linux操作系统下的PINE等。7474第8章 计算机网络及互联网图8-14 Internet 连接向导 7575第8章 计算机网络及互联网图8-15 设置电子邮件地址 7676第8章 计算机网络及互联网图8-16 设置邮件服务器 7777第8章 计算机网络及互联网图8-17 输入账户名和密码 7878第8章 计算机网络及互联网8.5.3 文件传输1.文件传输FTP提供了在Internet中任意两台计算机之间相互传输文件的机制，它允许用户从本地计算机连接到远程计算机，查看远程计算机上的资源并下载到本地计算
29、机上，也可以将本地计算机上的信息上传到远程计算机上。利用它，Internet上的用户可以简单方便地交流软件和数据文件，下载丰富的自由软件资源。7979第8章 计算机网络及互联网图8-18 FTP工作原理8080第8章 计算机网络及互联网2.FTP客户端软件CuteFTP 利用FTP服务器下载或上传文件可以通过FTP命令，使用浏览器或FTP客户端软件来实现。最常用的FTP客户端软件是CuteFTP。8181第8章 计算机网络及互联网图8-19 CuteFTP 5.0MX界面8282第8章 计算机网络及互联网图8-20 CuteFTP 5.0 MX常用工具和基本状态8383第8章 计算机网络及互联
30、网8.6 基于Internet新的发展目前，基于Internet新的发展是云计算、物联网和移动Internet。它们代表了当前信息技术行业的发展趋势。8484第8章 计算机网络及互联网8.6.1 云计算云计算(Cloud Computing)是一种基于Internet的计算方式，通过这种方式共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。狭义的云计算是指将计算集中在大量的高速计算机上，用户只需要使用轻量级的前端机(如PC)即可通过Internet来使用远端(或称云端)的计算能力。8585第8章 计算机网络及互联网8.6.2 物联网物联网(The Internet of things)的
31、定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。8686第8章 计算机网络及互联网8.6.3 移动互联网移动互联网(Mobile Internet，MI)是一种通过智能移动终端，终端层包括智能手机、平板电脑、电子书、MID等；软件包括操作系统、中间件、数据库和安全软件等。应用层包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等不同应用与服务。随着技术和产业的发展，未来，LTE(长期演进，4G通信技术标准之一)和NFC(近场通信，移动支付的支撑技术)等网络传输层关键技术也将被纳入移动互联网的范畴之内。
