1、1,第五章 计算机网络基础,5.1 计算机网络概述 5.2 计算机网络系统的组成与功能 5.3 计算机网络分类及拓扑结构5.4 计算机网络的体系结构 5.5 网络地址5.6 局域网5.7 Internet基础,2,5.1 计算机网络概述,1计算机网络基本概念,1)计算机网络:指分布在不同地理位置上的具有独立功能的多个计算机系统,通过通信设备及传输媒体互连起来，在网络软件管理下，实现数据传输和资源共享的系统.,3,计算机网络基本概念,2)调制和解调:在发送端,将数字脉冲信号转换成在模拟信道上传输的模拟信号的过程成为调制;在接收端,再将模拟信号转换成数字脉冲信号,称为解调.3)带宽与数据传输速率:
2、在模拟信道中,以带宽表示信道传输信息的能力,它是传送信号的高频率与低频率之差表示,以Hz、KHz、MHz为单位；在数字信道中，用数据传输速率（比特率）表示信道的传输能力，即每秒传输的二进制位数（bps）如56kbps等。带宽和数据传输率是通信系统主要的技术指标之一。,4,计算机网络基本概念,4）误码率：指在信息传输过程中的出错率，是通信系统的可靠性指标。在计算机网络系统中，一般要求误码率低于百万分之一。,5,5.2 计算机网络系统的组成与功能 1.网络的主体设备,服务器是网络的核心,6,网络适配器(网卡)网卡通过总线与计算机设备接口相连，另一方面又通过电缆接口与网络传输媒介相连。,安装网卡后，
3、还要进行协议的配置。例如，TCP/IP协议。,2.网络的连接设备,7,网络传输媒介的中间节点，具有信号再生转发功能。,集线器（HUB）,8,中继器,在OSI模型的物理层上实现信号放大和再生,9,连接多个网络或网段的网络设备，在OSI模型的网络层上实现互连,路由器,不同网络之间数据格式转换和转发维护和更新路由表寻找一条最佳传输路径网络控制和管理,路由器功能,10,交换机,交换机取代集线器和网桥，增强路由选择功能。交换和路由之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的数据链路层，而路由发生在网络层。,11,网关,网关的连接操作是在OSI模型的七层协议的传输层以上，用于连接使用不同通信协议或结构的网
4、络。,12,调制解调器,一种通过公用电话网（PSTN）连接计算机的设备。实现模拟信号和数字信号的转换。,电话网,调制,解调,模拟信号,数字信号,数字信号,调制解调器的技术指标传输速率：9600bps、14400bps、28800bps、33.6kbps、56kbps、112kbps,13,调制解调器：具有调制和解调两种功能的设备。分为内置和外置两种。经电话线上网，调制解调器是必须的设备。网卡：用于将计算机与通信电缆连接起来，因此，每台连接到局域网中的计算机都需要安装一块网卡。中继器：延长介质和增加网络节点数目的作用。集线器(HUB)：网络传输媒介的中间结点，具有信号再生转发功能。交换机：又称交
5、换式集线器或多端口网桥，具备集线器和网桥的功能。,14,3.数据传输介质,双绞线：两两对绞，降低电磁干扰。分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）特点：组网方便，价格最便宜，应用广泛 双绞线最大传输率为100Mbps传输距离小于100米。,同轴电缆 基带同轴电缆：速率10Mb/s，传输距离1000m宽带同轴电缆：速率20Mb/s，传输距离100km 特点：较不易受外界的干扰，使用寿命较长，价格相对较高。,15,光缆,光缆的芯线是由光导纤维做成，它传输光脉冲数字信号。多模光纤：轴芯直径较宽，价格相对低，传输效率略差于单模光纤。单模光纤：轴芯直径教细，适合长距离传输，具有很高的带宽，但价格
6、更高。传输效率极佳。特点：传输速度快；抗电磁干扰；传输安全性高。缺点是架设不易，价格昂贵，不适合一般小型局域网使用。,光纤和光端设备,16,无线介质,以光为传输介质和以无线电波为传输介质。光传输介质有红外线、激光等。光传输的特点：光无法穿透大多数的障碍物；光的行进路径必须为直线，可通过光的折射和反射解决。无线电波传输的特点：穿透力强，全方位传输，用户不必负担布线和维护线路的成本。,地面微波通信,卫星微波通信,17,传输介质小结,双绞线价格便宜，带宽不断提升，成为当前传输介质的主流；同轴电缆在宽带传输方面有较大的发展空间，现在一般应用在有线电视；光纤是性能最优的传输介质，缺点是价格昂贵，施工困难
7、。,18,TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议用于保证被传送信息的完整性。TCP协议位于OSI参考模型的传输层。IP（Internet Protocol）网际互连协议负责将消息从一个地方传送到另一个地方。IP协议位于OSI参考模型的网络层。其它协议还有Telnet、SMTP、FTP 等等。,4.网络软件系统1）局域网上流行的传输协议有：TCP/IP协议,19,2）网络操作系统,网络操作系统：具有网络功能的操作系统,20,1信息交换：2资源共享：3分布式处理：,计算机网络最基本的功能，完成网络中各个节点之间的通信。包括硬件、软件和数据资源的共享。网络系
8、统中若干台计算机可以互相协作共同完成一个任务。,5.计算机网络的功能,21,1.从网络的地理范围进行分类,局域网（LAN）,覆盖范围为几百米到几公里，局域网内传输速率较高，误码率低，结构简单容易实现。以太网是目前最普遍的局域网技术。10BASE-5的含义：该以太网的带宽为10Mb/s,以基带传输，最大传输距离为500m.,5.3 计算机网络的分类及拓扑结构,22,通常是使用高速光纤的网络，在一个特定的范围内（例如校园、社区或城市）将不同的局域网连接起来，构成一个覆盖该区域的网络，其传输速率比局域网高。（几公里到几十公里）,城域网（MAN）,23,在一个学校范围内的计算机网络通常我们称为校园网。
9、实质上它是由若干个局域网连接构成的一个规模较大的局域网，也可视校园网为一种介于普通局域网和城域网之间规模较大的、结构较复杂的局域网络。,一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围通常为几十公里到几千公里，它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。广域网的通信子网主要使用分组交换技术，它可以使用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网。,广域网（WAN）,24,星形拓扑,总线形拓扑结构,特点：结构简单，可靠性高布线容易，连线总长度小于星形结构对站点扩充和删除容易总线任务重，易产生瓶颈问题。在早期流行。,特点：通信协议简单对外围站点要求不高单个站点故障不会影响全网电路利用率低，连线
10、费用大网络性能依赖中央结点（一般是集线器）,2.网络的拓扑结构含义：多部计算机连成一个网络时，所连成的几何形状，称为网络拓扑。,25,特点：传输速率高，传输距离远各节点的地位和作用相同各节点传输信息的时间固定容易实现分布式控制站点的故障会形起整个网络的崩溃环型网络的设备成本较高，不普及。,环形拓扑结构,特点：信息交换在上、下节点之间进行通信线路连接简单，网络管理软件也不复杂，维护方便资源共享能力差，可靠性低,树形拓扑,26,5.4计算机网络的体系结构,例:甲乙两个人通电话语法：电话号码；语义：响铃（表示有电话打进），乙接电话，通话等一系列的动作；同步：甲先拨电话，响铃，乙接听电话，等一系列的通
11、话时序。,物理网 为实现计算机之间的数据通信、协同工作和资源共享等功能将各自独立的计算机在物理上互相连接起来,是实现网络通信的基础。,语法：数据与控制信息的结构或格式 语义：用来说明通信双方应当怎么做 同步：详细说明事件如何实现,协议 一套关于信息传输顺序，信息格式和信息内容等的约定。,协议三要素,27,开放系统互连OSI参考模型（网络参考模型）,OSI参考模型的作用：将复杂的网络设计模型化、标准化。国际标准组织（ISO）提出的开放系统互联（OSI）参考模型。将整个网络系统分成七层。网络体系结构：指计算机网络的各个层和在各层上使用的协议。,28,双向箭头线表示概念上的通信线路空心箭头表示实际通
12、信线路。,开放系统互连OSI参考模型,29,OSI参考模型各层功能,物理层：是最低层，利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接。数据链路层：提供连接同步化，检测数据的正确性，提供可靠的数据传输。网络层：确定地址、选择传送路径。传输层：控制数据流量及检测错误处理。会话层：建立数据传输时所遵循的规则。表示层：处理在两个通信系统中交换信息的表示方法。应用层：靠近用户的一层，为用户的应用程序提供网络服务如文件传输、电子邮件、网页浏览等服务。,30,OSI 模型七层的运作方式,数据有应用层开始，由上层往下层传送，每经过一层，都会在前端增加一些该层专用的信息，这些信息称为“报头”，然后传给下一层，到最底层
13、物理层通过网线等介质，传送到接收端，接收端接收数据后，从最底曾向上传送，去掉一层层的报头，直到最上层恢复成原数据。,31,IP 地址是IP协议提供的一种地址格式，它为Internet上的每一个网络和每一台主机分配一个网络地址，以此来屏蔽物理地址的差异。是运行TCP/IP协议的唯一标识。IP地址是由32位二进制数组成。为了方便以8bits为单位，将32bits的IP地址分为4部分，转换为十进制数，中间以“.”分隔。,XXX.XXX.XXX.XXX,202.112.0.36（中国教育科研网）,5.5网络地址,32,IP地址类型,允许数量,33,DNS采用分层次结构，入网的每台主机都可以有一个类似下
14、面的域名：,主机名.机构名.顶层域名,从左到右，域的范围变大。具有实际含义，比IP地址好记。Internet上几乎在每一子域都设有域名服务器，服务器中包含有该子域的全体域名和地址信息。Internet每台主机上都有地址转换请求程序，负责域名与IP地址转换。,中国教育部,域名系统DNS,34,顶级域名,35,可以直接使用中文命名域名。中国互联网络信息中心网站：http:/,中国互联网络的域名体系,36,5.7 Internet基础,中国公用计算机互联网（ChinaNET）CHINANET与公用电话分组交换网、中国公用分组交换网、中国公用数字数据网、帧中继网等互联，国际线路带宽的总容量占全国互联网
15、出口总带宽的80%，已达20975Mb/s(宽带中国CHINA169占4475Mb/s)，是接入Internet网最理想的选择。,中国国家计算机与网络设施(NCFC)NCFC亦称中国科技网（CSTNET），是由中科院主持的全国性网络。1994年5月21日完成了我国最高域名cn 主服务器的设置。目前已联接了100多个以太网，3000多台计算机、1万多个用户，国际线路的总容量为55M。,1.Internet在中国：1994年起，通过四大骨干网联入国际互联网，我国正式进入Internet网。,37,Internet在中国,中国教育和科研计算机网(CERNET)是由我国技术人员独立自主设计、建设和管理
16、的计算机互联网络。它主要面向我国的教育和科研单位、政府部门及非盈利机构。目前，国际线路的总容量为259Mbps。2004年3月，第二代CERNET2已正式开通，可直接访问Internet2。,ChinaGBNET又称金桥网，为配合中国的“四金”（金税银行、金关海关、金卫卫生部、金盾公安部）工程，自1993 年开始建设的网络，在全国24个省市联网开通，国际线路的总容量为1710Mbps。金桥网是以卫星综合数字业务网为基础，以光纤、无线移动等方式形成天地一体的网络结构。,中国国家公用经济信息通信网(ChinaGBNET),38,2.与Internet建立连接,1）ISP Internet服务提供商
17、（Internet Service Provider，ISP）是用户接入Internet的驿站和桥梁。当计算机连接Internet时，它并不直接连接到Internet，而是采用某种方式与ISP提供的某一台服务器连接起来，通过它再接入Internet。中国的ISP 主干网ISP 从事高速长距离回路的接入服务 IAP（Internet Access Provider）接入服务提供商 ICP（Internet Content Provider）内容服务提供商,39,2）Internet接入方式,从通信介质角度 专线接入和拨号接入按组网架构角度 单机直接连接和局域网连接。,单机接入到Internet，
18、需要向所连接的ISP申请一个帐号。连接线路 普通电话线、ADSL、有线电视网、宽带线路或无线通信,通过校园网接入Internet，需要向学校的校园网管理中心申请注册。使用网卡将计算机与校园网通信线路相连，并对主机进行静态IP地址或动态IP地址的配置。,局域网与Internet连接一般应采用专线接入方式。,40,ADSL(Asymmetric Digital subscriber Line)入网连接非对称数字用户线路,ADSL的虚拟拨号只是验证用户身份 常用PPPoE协议 虚拟拨号软件是EnterNet300,41,World Wide Web简称WWW或Web，也称万维网。它不是普通意义上的物
19、理网络，而是一种信息服务器的集合标准。WWW遵循的协议是HTTP（超文本传输协议）主页 一个Web站点的首页,3.Internet基本服务1）WWW（万维网）,42,统一资源定位规范 URL,URL结构：资源类型、存放资源的主机域名和资源文件名,Uniform Resource Locator定位资源信息,http:/,超链接使信息不仅可按线性方式搜索，而且可按交叉方式访问。,主页文件缺省名：Index.htm 或 Default.htm,2）超链接,资源类型,主机域名,资源文件,43,3）浏览器,浏览器是是一种专门用于定位和访问Web信息，获取自己希望得到的资源的导航工具，它是一种交互式的应
20、用程序,Http/,44,4）搜索引擎,搜索引擎是用来搜索网上的资源的工具。搜索引擎并不真正搜索Internet，它搜索的是预先整理好的网页索引数据库。,45,FTP（File Transfer Protocol）是一个双向的文件传输协议,5）FTP与Telnet,46,使用FTP传送文件要求在远程机上有一个帐号提供匿名FTP服务的主机上有一个公共的帐号,FTP,47,本地计算机连接到远端的计算机上去，作为这台远程主机的终端,可以实时地使用远程计算机上对外开放的全部资源，也可以查询数据库、检索资料或利用远程计算机完成大量的计算工作。,远程登录Telnet,48,6）电子邮件,SMTP发送服务器
21、,POP3接收服务器,邮件服务器中包含了众多用户的电子信箱，电子信箱实质上是邮件服务提供机构在服务器的硬盘上为用户开辟的一个专用存储空间。,处理电子邮件的计算机，称为邮件服务器，邮件服务器包括发送邮件服务器和接收邮件服务器。,49,发送方使用SMTP协议 接收方使用POP3协议,电子邮件收发示意,50,邮件地址,注意：用户名区分字母大小写，邮件服务器主机域名不区分字母大小写E-mail的使用并不要求用户与注册的主机域名在同一地区,51,邮件客户端软件,基本功能 建立与发送电子邮件 接收、阅读与管理邮件 帐号、邮箱与通信簿管理,常用软件Outlook ExpressFoxmail,52,7）In
22、tranet,Intranet是一种利用Internet技术建立的企业内部信息网络。Intranet以TCP/IP协议为基础，以Web为核心应用，构成企业内部统一的信息交换平台,53,一 选择题,1.不是组建（有线）计算机网络所必需的。（A）计算机（B）网卡（C）打印机（D）网线2.浏览网站需要在 栏写入网址。（A）File（B）HTML（C）URL（D）FTP3.计算机网络按地理范围分为局域网、城域网、。（A）都市网（B）国际网（C）互联网（D）广域网4.浏览网页时采用的超文本传输协议是。（A）http（B）FTP（C）SMTP（D）TCP/IP,54,6.Internet采用的核心协议是。
23、（A）SMTP（B）FTP（C）POP3（D）TCP/IP7.计算机网络是计算机技术与 技术相结合的产物。（A）网络（B）通信（C）软件（D）信息8.OSI参考模型的最低层为。（A）表示层（B）会话层（C）物理层（D）应用层9下列四项内容中，不属于Internet（因特网）基本功能的是。（A）电子邮件（B）文件传输（C）远程登录（D）实时监测控制10.Home Page指WWW站点上的。（A）网页（B）主页（C）任意项（D）名称,55,11.在下列四项中，不属于OSI（开放系统互连）参考模型七个层次的是。（A）会话层（B）用户层（C）数据链路层（D）物理层12某办公室有台计算机需要连入Inte
24、rnet，目前仅有电话线而无与Internet相连的局域网，则需购置。（A）路由器（B）网卡（C）调制解调器（D）集线器14Email邮件本质是。（A）一个文件（B）一份传真（C）一个电话（D）一个电报15.发送邮件时所采用的协议是。（A）http（B）FTP（C）SMTP（D）TCP/IP,56,17.个人计算机通过局域网上网的必备设备是。（A）电话机（B）网卡（C）调制解调器（D）光驱18.在计算机网络中，通常把提供并管理共享资源的计算机称为。（A）服务器（B）网桥（C）工作站（D）操作系统19.数据传送的单位bps是 每秒。（A）字节（B）比特（C）汉字（D）帧20.进入IE浏览器需要双
25、击 图标。（A）网上邻居（B）网络（C）Internet（D）Internet Explorer,57,21 Internet的缺点是。（A）不够安全（B）不能传输文件（C）不能实现实时对话（D）不能传输声音22.从远程文件服务器下载文件夹时采用的文本传输协议是。（A）http（B）FTP（C）SMTP（D）TCP/IP24.通常所说OSI模型分为 层。（A）6（B）2（C）4（D）725.下列不是计算机网络系统的拓扑结构的是。（A）星形结构（B）总线型结构（C）单线结构（D）环形结构,58,26.在局域网的传输介质中，传输速度最快的是。（A）双绞线（B）光缆（C）同轴电缆（D）电话线28.目前（IPv4），因特网使用 位二进制数作为IP地址。（A）8（B）16（C）32（D）64 29.某办公室有10台计算机和一台打印机需要连网，需要购置 块网卡。（A）11（B）10（C）1（D）230.局部地区通信网络简称局域网，英文缩写为。（A）WAN（B）MAN（C）SAN（D）LAN,59,二 判断题,1.计算机局域网的覆盖范围有限，数据传输速度较广域网要快。（）2.数据传输率bps是指单位时间(每秒)内传输的字节数。（）3.在局域网中，当要求信号的传输距离较远时，一般可采用中继器或集线器对传输信号进行还原放大。（）,
