第4章 计算机网络与因特网

null第4章 计算机网络与因特网第4章 计算机网络与因特网网络的起源与发展网络的起源与发展计算机网络（Internet）的使用克服了单台计算机应用的局限性，极大地延伸了单机的使用功能。 Internet起源于美国，我国Internet的发展由电子邮件的连通为起点走向世界：1987年9月，一封内容为“越过长城，通向世界”的电子邮件发往了全世界。 null1990年10月，我国正式向InterNIC登记注册了我国的最高域名CN，1994年5月完成了CN的主服务器设置。 1996年开始，我国的网络建设得到了大规模的发展，形成了4个主流网络体系，分别是：中国公用计算机互连网CHINANet、中国科技网CSTNet、中国教育和科研计算机网CERNet、中国金桥信息网CHINAGBN。 4.1 计算机网络基础性质： 它是一种通信系统（与电话、电视系统不同，它是一种数据通信系统） 它是计算机系统的延伸与扩展 需要使用多种复杂的技术一、计算机网络的定义 利用通信设备和网络软件，把位置分散的多台计算机连接起来的一个系统4.1 计算机网络基础null二、计算机网络的组成 计算机、手机等“智能” 设备 数据通信链路： 用于传输数据的介质：双绞线、光缆、无线电波等 通信控制设备：如网卡、集线器、交换器、调制解调器、路由器等，确保通信正确、可靠、有效地进行 网络通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ——共同遵循的一组的规则和约定 通信如何开始、如何结束？数据如何表示？命令如何表示？通信对象如何区分？其身份如何鉴别？发生错误如何处理？等等。例如： TCP/IP, HTTP, FTP，POP3等 网络操作系统和网络应用软件： 实现通信协议、管理网络资源等 实现各种网络应用，如浏览器、电子邮件程序、QQ、搜索引擎等null三、计算机组网的目的 资源共享 计算机硬件：可以在全网范围内提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等昂贵设备的共享，如打印机、扫描仪、传真机、大型绘图仪、巨型计算机以及大容量的外部存储器硬盘等，从而使用户节省投资，也便于集中管理和均衡分担负荷。 软件： 远程访问各类大型数据库 通过网络下载某些软件到本地机上使用 在网络环境下访问一些安装在服务器上的公用网络软件 通过网络登录到远程计算机上使用该计算机上的软件 数据资源：null数据通信：计算机网络为分布在各地的用户提供了强有力的通信手段。用户可以通过计算机网络传送电子邮件、发布新闻消息和进行电子商务活动。 分布式信息处理 大型问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成 分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务 提高系统的可靠性和可用性 计算机出现故障时，网络中的计算机可以互为后备 计算机负荷过重时，可将部分任务分配给空闲的计算机 null四、网络的分类 1、按网络所覆盖的地域范围可以分为： 局域网(LAN)：使用专用通信线路把较小地域范围（一幢楼房、一个楼群、一个单位或一个小区）中的计算机连接而成的网络 城域网或市域网(MAN) ：作用范围在广域网和局域网之间，其作用距离约为5km～50 km，例如一个城市范围的计算机网络 广域网(WAN) ：把相距遥远的许多局域网和计算机用户互相连接在一起的网络。广域网有时也称为远程网 几种网络之间的相互关系几种网络之间的相互关系null2、按使用的传输介质可分为： 有线网 无线网 3、按网络的拓朴结构（连接结构）划分：总线型、星型、环型、树型、网状、混合网等。 4、按网络的使用性质划分： 公用网：其中的主机可以被网络中任何其它主机所访问，如电信网、教育网 专用网：其中的主机不能被网络之外其它主机所访问，如企业网、政府网、金融网 5、按网络的使用对象划分：企业网、政府网、金融网、校园网、科研网、教育网、商业网等。 null6、按网络传输技术分： 广播式网络：网络上所有计算机共享一条信道，任何一台计算机发送的数据包可以被所有其它计算机接收。一般局域网采用广播式。 点到点式网络：网络中通信和两台计算机之间有多条连接线路，发送方计算机发出的数据包可能必须通过若干台中间机器（路由器）到达接收方计算机。一般广域网采用点到点式。 null7、按信道的带宽分 窄带网： 56kbps MODEM拨号上网就是窄带，因为56kbps MODEM的理论信道带宽仅为56kbps，换算成字节流量，理论传输能力就是56k/8=7k/秒。而这个速度仅仅能满足少量文字信息的传输，对于大量数据的视频、音频、图象信息来说，却无力承载。 宽带网：通常，人们把骨干网传输速率在2.5G以上，接入网能够达到1兆的网络定义为"宽带网"。 null五、网络操作系统（NOS） 网络操作系统(Network operating system, NOS)是指运行在服务器上的操作系统，有时也称之为“服务器操作系统” 网络操作系统的责任是： 支持大量客户机同时发出服务请求并快速作出响应 管理并协调资源的分配与共享 管理、监测与记录客户机的操作 (记录用户每一次登录和退出的时间，以及每一次使用服务器资源的情况) 数据保护和错误处理等null主流网络操作系统： UNIX系统， 稳定性和安全性好，可用于大型网络 微软公司的Windows系统的服务器版 （如Windows NT Server、Windows 2000 Server，Windows Server 2003 R2等，用于中低档服务器） Linux， 源代码开放，可免费得到许多应用软件 网络管理员(超级用户) 的 职责 岗位职责下载项目部各岗位职责下载项目部各岗位职责下载建筑公司岗位职责下载社工督导职责.docx ： 为用户建立账号(开户)、分配资源使用权限、撤销账号(销户)、维护网络正常工作和保证信息安全null六、网络的主要性能指标 1、数据传输速率 数据传输速率即数据率(data rate)，也称为比特率(bit rate)，是计算机网络中最重要的性能指标，指数据链路中每秒传输的二进位数目 速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等 千比每秒，即 kb/s （103 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s） 在计算机网络中，“带宽”指的是数据链路所能达到的“最高数据传输速率” ，有时也称为“信道容量” 带宽与采用的传输介质、传输距离、多路复用方法、调制解调方法等密切相关 null2、误码率(error rate) 指数据传输中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例 3、端－端延迟(end-end delay) 指数据从信源传送到信宿所花费的时间 4、吞吐量(throughput) 表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量受网络的带宽或网络额定速率的限制null七、网络中计算机的角色 客户机：需要使用其它计算机资源的计算机 服务器：提供资源（如数据文件、磁盘空间、打印机、处理器等）给其它计算机使用的计算机 每一台连网的计算机，其“身份”或者是客户机，或者是服务器，或者两种身份兼而有之null八、网络工作模式 对等模式（peer-to-peer，简称P2P） ：网络中的每台主机既可以作为工作站也可以作为服务器 客户/服务器模式（Client/Server，简称C/S） ：网络中每一台计算机要么是服务器，要么是客户机1、对等工作模式（P2P）1、对等工作模式（P2P）网络中每台计算机既可以作为客户机也可以作为服务器，例：Windows操作系统中的“网上邻居”特点： 可共享的资源主要是文件和打印机，由资源所在计算机自己管理，使用比较简单 不需要专门的硬件服务器，也不需要网络管理员 保证可靠性、安全性是关键因特网应用中的P2P工作模式因特网应用中的P2P工作模式P2P是通过网络中计算机与计算机之间直接交换来共享计算机资源的一种应用模式 以前P2P模式以局域网使用居多，近些年它已在因特网上广泛使用，例如： 文件共享：BitTorrent(BT下载)，eMule(电驴)，迅雷 即时通信：QQ、MSN Messenger 流媒体服务： Skype（网络IP电话） 对等协同计算 P2P业务已占互联网业务流量的60%以上2、客户/服务器工作模式（C/S）2、客户/服务器工作模式（C/S）特点：网络中的计算机有专门分工，有的是客户机，有的是服务器服务器大多是一些专门设计的性能较高的计算机，并发处理能力强，存储容量大，网络数据传输速率高 服务器按用途分为：Web服务器、打印服务器、邮件服务器、文件服务器、数据库服务器等客户机提出服务请求，使用服务器所提供的资源服务器用于提供资源，为客户机服务Client/Server的工作过程Client/Server的工作过程客户机用户必须预先在服务器上注册，由网络管理员为该用户分配访问网络资源的权限。每个注册用户都有自己的账号和口令，并获得使用某些服务的授权 需要获得服务时，用户应先登录(login，输入用户名和口令)，登录成功后才能访问服务器上的资源 客户机向服务器提出请求(例如访问某个文件)，服务器响应请求， 找到该文件，然后将文件传送给客户机C/S模式例1：文件服务C/S模式例1：文件服务文件服务(又叫做“共享存储服务”) 客户机可以使用服务器中可共享的数据文件，使用方法如同使用本地磁盘一样 必须在获得服务器授权的情况下进行( 如果是共享服务器中的程序，则一般是将该程序下载到客户机中然后再在客户机中运行，需购买软件的多用户版本和软件许可证)C/S模式例2：打印服务C/S模式例2：打印服务打印服务：共享打印机打印服务器 （管理程序）共享的打印机客户机2客户机1打印管理程序的一般原则是先来先服务(排队处理) 可以更改打印任务的顺序，也可取消某个正在排队的打印任务4.2 计算机局域网（LAN）一、局域网的特点 为一个单位所拥有，自建自管，地理范围有限 使用专门铺设的传输介质进行连网 数据传输速率高(10Mbps～10Gbps)、延迟时间短 可靠性高、误码率低 (10-8～10-11)4.2 计算机局域网（LAN）null二、计算机局域网的分类 按使用的传输介质，分为有线网（通过光缆、同轴电缆、双绞线等有线介质连接）和无线网（通过微波、无线电或红外线进行数据传输） 按网络中各种设备互连的拓扑结构，分为总线型、星型网、环型网、树型网和混合型网等 按传输介质所使用的访问控制方法，分以太网、令牌环网、FDDI网和ATM交换式局域网等。 null三、局域网的组成 1、软件系统：网络操作系统、网络管理软件和网络应用软件等。null2、硬件系统：由网络服务器、网络工作站、网络接口卡（网卡）、传输介质和网络互连设备组成。网络工作站网络接口卡传输介质网络打印机网络服务器双绞线、同轴电缆、光纤或者无线电波网络上的每台计算机都装有网络接口卡(NIC,简称网卡)，网卡通过传输介质把节点相互连接起来计算机、 服务器、打印机等设备都可以通过局域网互相连接起来四、什么是网卡（网络接口卡）？四、什么是网卡（网络接口卡）？网卡就是计算机的网络通信控制器 主要功能：将数据分成“帧”，接收/发送数据帧网络中每台计算机(工作站或服务器)都必须安装网卡，不同类型的网络，需安装使用不同类型的网卡 由于芯片组集成度的提高，现在网卡的功能大多已集成在芯片组中，即所谓的“集成网卡”五、传输介质的类型与特点五、传输介质的类型与特点1、双绞线和同轴电缆1、双绞线和同轴电缆原理：利用电流(电压)传输信息 双绞线分类 3类线(10 Mb/s)；5类线(100Mb/s)； 6类线(200Mb/s) 无屏蔽双绞线 (UTP)；屏蔽双绞线 (STP)同轴电缆分类 基带同轴电缆（50Ω） 以前在以太网中使用 宽带同轴电缆（75Ω） 有线电视网使用2、光纤与光缆2、光纤与光缆光缆一般是指有外包护套的成品光缆，光纤一般是指光缆内用于传输的纤芯，但也有人把光缆称为光纤。 光导纤维（光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去）光波在光纤中的传播光缆null六、网络拓朴结构：是网络中通信线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何形式。 1、星形结构 通信协议简单，站点故障容易检测和隔离。 边线费用大，中央结点要求高。2、总线结构和环形结构2、总线结构和环形结构总线结构（以太网） 连线总长度小于星形结构，站点容易扩充和删除。 总线任务重，易产生瓶颈问题。 环形结构 传输速率高，传输距离远。 一个站点的故障会引起整个网络的崩溃。3、树形结构和混合结构3、树形结构和混合结构树形结构 容易扩展，故障容易分离处理。 对根的依赖性很大，根故障可导致系统崩溃。 混合结构 结合不同结构的优点。4、用多个集线器组成的总线网4、用多个集线器组成的总线网七、局域网的基本工作原理七、局域网的基本工作原理介质访问地址(MAC地址)：为了相互区别，局域网中的每台计算机都有一个惟一的地址，称为MAC地址 数据传输方法： 必须把要传输的数据分成小块（称为“帧”，frame），每台计算机每次只传输一个帧，确保任何计算机都有传输数据的机会发给哪一台计算机？校验信息随同数据一起进行传输，供接收节点在收到数据之后验证数据传输是否正确哪一台计算机发送的数据帧需要传输的数据，如程序、邮件、MP3音乐等注意：不同类型的局域网， MAC地址规定不同，数据帧的格式不同，有效载荷最大长度不同，校验方法不同八、常见局域网八、常见局域网1、以太网（Ethernet） ：是当今最常用的一种局域网。以集线器(hub)为中心，每台计算机通过以太网卡和双绞线连接到集线器的一个端口，通过集线器与其他节点相互通信 集线器ABCD把一个端口接收到的帧向所有端口分发出去，并对信号进行放大，以扩大网络的传输距离，起着中继器的作用null（1）拓扑结构： 总线结构 终端器终端器以太网拓扑结构示意图null（2）物理结构： 使用双绞线方式的以太网以集线器为中心，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。（见下图） 使用同轴电缆方式的以太网使用同轴电缆连接各结点 null以太网物理结构（中、大型）null（3）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。null（4）介质访问控制方法： 带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法，由网卡来完成，以保证在结点相互通信时任何时候只有一个结点发送信息。 ①载波侦听： 发送信息之前先对总线侦听，判断是否空闲 ②冲突检测： 发送信息时检测是否有冲突发生null（5）介质访问地址（简称MAC地址、局域网地址）： 为实现总线上任意两个结点之间的通信，局域网中的每个结点的网卡都有的一个全球唯一的地址(48位二进制数)。该地址在网卡生产时被写入网卡的ROM中。 当发送结点发送一帧信息时，帧中必须包含自己的MAC地址和接收结点的MAC地址。 null（6）信息帧的格式：循环冗余校验码CRC发送的数据帧类型发送结点MAC地址接收结点MAC地址同步码 8B 6B 6B 2B 46~1500B 4B帧头部帧数据区null（7）总线结构以太网的特点： 维护方便 增删结点容易 轻负载时效率较高，重负载时，网络性能急剧下降。 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） 100Mbps（100BASE-T）(快速以太网) 1Gbps（千兆位） (千兆位以太网)null2、光纤分布式数字接口网（FDDI， Fiber Distributed Data Interface ） 是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种。它能以100Mbps的速率跨越长达100km的距离，连接多达500个设备，既可用于城域网络也可用于小范围局域网。 null （1）拓扑结构：环型，双环结构，每个设备可以挂接到两个环路结点上 环上的结点依次获得对环路的访问权。为提高可靠性，FDDI采用双环结构(分别称为主/副环)，主环支持正常情况下的数据传输工作，副环作为—种冗余设施，保证在主环故障或者结点故障时环路仍然可以正常地工作。FDDI网的双环结构null（2）FDDI使用的传输介质：光纤 传输速率为100Mb/s。由于光纤特有的低损耗特性，使得线路的不间断距离增大，可用于长距离通信。多模光纤可达2 km，单模光纤可达100km。具有高可靠性和良好的数据传输保密性。 null（3）通信方式：广播方式 （4）介质访问控制方法：令牌传递法，即令牌沿环路在网络中按结点所在的物理顺序依次传递给各个结点，得到令牌的结点才能发送1帧数据。 null （5）应用： FDDI网络可以覆盖较大的范围，能支持较高的数据传输速率(100Mb/s) ，实用中常用于构造局域网的主干部分，它把许多不同部门的局域网互相连接起来。 由于FDDI的帧格式和其他常用局域网的帧格式不同，因此与其他局域网进行互连时，需要通过网关或路由器才能实现。FDDI网以太网以太网null3、交换式局域网 通过增加网段提高局域网容量，适用于大型局域网。null （1）拓扑结构：星形结构 （2）物理结构：以以太网交换机为中心，网络中的每个结点通过网卡和网线连接在交换机上，并通过交换机进行相互通信。交换机从发送结点接收数据后，直接传送给指定的接收结点，不向任何其他结点传送数据。null4、 ATM交换式局域网： ATM是目前网络发展的最新技术，它采用基于信元的异步传输模式和虚电路结构，根本上解决了多媒体的实时性及带宽问题。 它通常提供155Mbps的带宽，非常适合音频和视频的传输，成为迄今为止适用范围最广、技术最先进、传输效果最理想的网络互联手段。 ATM是现今唯一可同时应用于局域网、广域网两种网络应用领域的网络技术，它将局域网与广域网技术统一。一般用作校园网或企业网的骨干网。 拓扑结构：星型结构 null5、无线局域网（WLAN）5、无线局域网（WLAN）是局域网与无线通信技术相结合的产物。利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无需线缆介质。传输介质：红外线、无线电波。通过无线网卡、无线接入点（AP）等设备进行组网每台计算机都需要有1块无线网卡无线局域网还不能完全脱离有线网络，它只是有线网络的补充无线接入点（Wireless Access Point，简称WAP或AP）提供从无线节点对有线局域网和从有线局域网对无线节点的访问，实际上就是一个无线交换机。无线局域网通信协议无线局域网通信协议802.11 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 (Wi-Fi), 其中： 802.11a : 54Mbps（5.8GHz频段） 802.11g : 54Mbps（2.4GHz频段） 802.11b(传输速率能根据环境变化)，最大可达11 Mbps 802.11n : 108 Mbps甚至更高 蓝牙（bluetooth） 近距离无线数字通信的标准，是802.11的补充 最高数据传输速率可达1Mbps(有效传输速率为721kbps) 传输距离为10cm～10m 适合于办公室或家庭环境的无线网络（无线个人网 WPAN）无线局域网的优缺点无线局域网的优缺点优点 具有很好的灵活性 最大通信范围可达几米～几公里 组网、配置和维护较容易 缺点 还不能完全脱离有线网络，只是有线网络的补充 传输速度较慢 产品相对较贵null九、局域网的扩展 （1）使用中继器进行互连 中继器可以用来连接同类型的两个局域网或延伸一个局域网的范围，它的功能是对信号整形放大。以太网集线器实际上就是种中继器。中继器工作在网络的物理层。 （2）使用网桥进行互连 网桥也是用来连接两个同类型的网段，但它比中继器多了一个“帧过滤”的功能，它会检查每一信息帧的发送地址和目的地址。交换式集线器本质上就是一个网桥。网桥工作在网络的链路层。 4.3 计算机广域网4.3 计算机广域网一、概念 广域网（WAN）也称远程网。它的本质特征是：可以将任意距离的任意多的计算机进行互连。 广域网和局域网的比较 广域网的数据传输速率比局域网低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多。广域网的典型速率是从56Kbps到155Mbps，现在已有622Mbps、2.4Gbps甚至更高速率的广域网；传播延迟可从几毫秒到几百毫秒（使用卫星信道时）。 null 二、广域网物理上由两部分组成： 资源子网 通信子网 null资源子网： 运行用户程序的主机（也称数据终端设备，例如PC机、服务器、大型计算机、工作站、智能终端等），既是网络中的数据处理系统，也是网络中数据通信系统的信源或信宿，负责发送信息、接收信息与处理信息。 通信子网： 进行数据通信的子网，是网络中的数据通信系统，主要任务是实现计算机之间的数据传输。三、网络的分层结构文件处理模块主机 甲主机 乙文件处理模块通信服务模块通信服务模块网络接入模块网络接入模块物理通信网络网络 接口网络 接口1、计算机网络为什么要划分层次？ 例：主机甲通过网络向主机乙传送一个文件，甲乙双方均划分为三层，其分工为：从指定位置处读出文件，然后交给下层模块进行发送 把文件保存到指定的文件夹中将文件分成一个个包，交给下层模块传输将一个个包组装成文件负责完成与具体物理网络的接口，将数据包转换成帧，按帧在物理网上传输从物理网上接收帧，将数据帧转换成数据包三、网络的分层结构null2、计算机网络分层的好处 各层之间是独立的 灵活性好 结构上可分割开 易于实现和维护 能促进标准化工作 3、国际标准化组织（ISO）于1977年提出了“开放系统互连参考模型（OSI/RM）”，它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 四、TCP/IP协议四、TCP/IP协议计算机网络的分层结构中，不同计算机的同一层必须共同遵循相同的规则和约定，才能正确地进行数据通信，这些规则和约定就是网络协议 现在的大多数局域网和因特网，采用的是发源于美国国防部的TCP/IP协议系列什么是TCP/IP协议？什么是TCP/IP协议？TCP/IP是网络互连的工业标准，它包含了100多个协议，其中：TCP（传输控制协议)和IP(网际协议)是两个最基本、最重要的协议负责把数据封装为TCP或UDP数据报，在两个应用程序之间传送数据负责把数据封装为IP数据报，并负责把IP数据报从发送方计算机通过物理网络传送到接受方计算机负责将IP数据报封装成能在物理网络（局域网、广域网）中传输的帧，并进行传输应用程序与应用程序之间通信时使用的协议五、IP地址 1、概念 每一台连入因特网的计算机都被分配一个唯一的地址（简称IP地址）。网络上发送的每个包中，都包含了发送方主机的IP地址和接收方主机的IP地址。 五、IP地址 null2、IP地址的特点： 惟一性：网络上每台计算机都有一个与众不同的惟一的IP地址 简明性：所有地址的长度都是32个二进位 3、IP地址的格式：包含网络号和主机号 2个部分指明计算机所属网络的编号指明计算机在该网络中的编号由网络号中的最高1～4位指明该IP地址的类型：分为A, B, C, D, E五类IP地址5类IP地址的具体格式5类IP地址的具体格式null（1）A类IP地址：由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”， 地址范围1.0.0.1-126.255.255.254（二进制表示为：00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111110 11111111 11111111 11111110）。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1600多万个主机。 用于超大型网络。由于网络多年的发展，A类地址已被分配完。null（2）B类IP地址：由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围128.1.0.1-191.254.255.254（二进制表示为：10000000 00000001 00000000 00000001 - 10111111 11111110 11111111 11111110）。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机 。用于中型网络。由于A类地址已用完，所以B类地址也相对紧缺。 null（3）C类IP地址：由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围192.0.1.1-223.255.254.254（二进制表示为: 11000000 00000000 00000001 00000001 - 11011111 11111111 11111110 11111110）。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。用于小型网络。校园网大多使用C类地址。 null例如： 26.10.35.48 A类地址，首字节 1~126 130.24.35.68 B类地址，首字节 128~191 202.119.23.12 C类地址，首字节 192~223null（4）D类地址：第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。地址范围224.0.0.1-239.255.255.254 （5）E类IP地址：以“11110”开始，为将来使用保留。4、IP地址的“点分十进制”表示4、IP地址的“点分十进制”表示IP地址是一个32位的地址码，书写和记忆很不方便 “点分十进制”表示：用4个十进制数来表示一个IP地址，每个十进制数对应 IP地址中的8位(1个字节)，相互间用小数点 “ ．” 隔开。 例如：点分十进制表示 二进制表示 IP地址类型null5、两个特殊的IP地址： 主机号为“全0” （“0．0．0．0”）的IP地址，称为网络地址，用来表示整个一个网络 主机号为“全1” （“255．255．255．255”）的IP地址，称为直接广播地址，指整个网络中的所有主机它们不分配给任何主机使用。 null6、网络掩码（netmask） 用于确定某个IP地址所在的物理子网。网络掩码就是结构为网络号全部是１，主机号全部是０的IP地址。A、B、C三类地址的网络掩码分别是：255.0.0.0、255.255.0.0和255.255.255.0 null7、IP地址是由什么机构分配的? 所有的IP地址都由国际组织NIC（Network Information Center）负责统一分配，目前全世界共有三个这样的网络信息中心。 InterNIC：负责美国及其他地区； ENIC：负责欧洲地区； APNIC：负责亚太地区。 我国申请IP地址要通过APNIC，APNIC的总部设在日本东京大学。申请时要考虑申请哪一类的IP地址，然后向国内的代理机构提出。 NIC只分配一个类型号和网络号给组网者，组网者再对子网内的每一台主机指定一个主机号，从而构成了网络中每一台计算机的IP地址。null六、IP数据报 互连网中的各个物理子网使用的数据包（或信息帧）的格式可能是互不兼容的，因此不能直接将一个子网络送来的包传送给另一个子网络。 为了克服这种异构性，IP协议定义了一种独立于各种物理网的数据包的格式，称为IP数据报（IP datagram）。它由头部和数据包组成。 null 0 3 4 7 8 15 16 31头部数据区数据报格式null头部 主要是为了确定在网络中进行数据传输的路由 包括：发送数据报的计算机的IP地址 接收数据报的计算机的IP地址 IP协议的版本号（目前的版本是第4版，简称IPv4） 头部长度（以32位为单位指出数据报头部的长度） 数据报长度（头部长度加上数据部分的长度） 服务类型（指明发送数据的计算机对数据传输的要求） 数据区 数据部分的长度可以根据应用而改变，数据量最小的时候也许只有1个字节（例如传送键盘上输入的一个字母），最大的时候可以达到64KB（包括头部信息在内）七、路由器 1、异构网络的互连问题七、路由器 1、异构网络的互连问题为了把不同类型的网络互连成一个统一的网络，必须解决： 所有计算机应统一编址 传输的数据包格式应该统一 ··· 解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ：统一采用TCP/IP协议！ 使用的网络互连设备：路由器2、路由器的功能2、路由器的功能在两个物理网络之间转发IP数据报（主机A→主机B）： 若B与A在同一个网络中，IP数据报就直接经网络1交给B而不需要经过路由器 若B与A不在同一网络中，则主机A应将IP数据报发送给所在网络中的路由器，由路由器按转发表将IP数据报进行转发 3、路由器的作用与连接3、路由器的作用与连接路由器是一种能够连接异构网络的分组交换机，其作用是： 按照路由表在网络之间转发数据包 根据需要对数据包的格式进行转换 路由器的IP地址设置： 当路由器某端口连接一个物理网络时，该端口应分配IP地址 该IP地址的网络号，必须与所连接物理网络的网络号相同 例：4、路由器的工作过程4、路由器的工作过程工作过程： 发送端计算机将数据封装成IP数据报的形式，发送给路由器 路由器接收到IP数据报之后，根据IP数据报中目的地主机的IP地址，查找路由表，选择转发路径 根据下个网络所使用的协议，将IP数据报封装成相应的数据包（帧）格式，送入缓冲器中排队 在数据链路空闲时将数据包转发到另一网络 若目的地计算机就在该网络上，则送达计算机，否则再传送给下一个路由器进行处理 例：主机A => 主机B 八、因特网（Internet） 1、因特网的发展过程 八、因特网（Internet） 1、因特网的发展过程 因特网(互联网)是将遍布世界各地的计算 机网络互连而成的一个超级计算机网络 因特网发展的3个阶段： 第1阶段：起源于1969年的美国国防部ARPANET网(4个大学互连)，1983年确定TCP/IP协议作为ARPANET的标准协议 第2阶段：20世纪90年代起，美国政府机构和公司的计算机也纷纷入网，建成了由主干网、地区网和校园网（或企业网）三级结构组成的因特网 第3阶段：迅速扩大到全球约100多个国家和地区，逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网，出现了因特网服务提供商 ISP 2、因特网的2大组成部分2、因特网的2大组成部分边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成，他们是为边缘部分服务的（提供连通性和交换）3、因特网服务提供商ISP3、因特网服务提供商ISPISP： 拥有自己的通信线路 拥有从因特网管理机构申请得到的许多IP地址 用户计算机若要接入因特网，必须获得ISP分配的IP地址： 对于单位用户，ISP通常分配一批地址（如一个或若干个C类网络号），单位的网络中心再对网络中的每一台主机指定其子网号和主机号，使每台计算机都有固定的IP地址 对于家庭用户，ISP一般不分配固定的IP地址，而采用动态分配的方法。即上网时由ISP的DHCP服务器临时分配一个IP地址，下网时立即收回给其他用户使用。4、因特网主机的IP地址及其域名 4、因特网主机的IP地址及其域名 因特网采用TCP/IP协议由大量网络和计算机互连而成，网络中的每一台主机都有一个IP地址 IP地址用4个十进制数字来表示，不便记忆和使用 因特网采用域名(domain name)作为IP地址的文字表示，易用易记。例如： 南京大学的 WWW服务器的IP地址是：202.119.32.7 它对应的域名是： www.nju.edu.cn 用户可以按IP地址访问主机，也可按域名访问主机 主机IP地址与域名的关系： 一个IP地址可对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址 主机从一个物理网络移到另一个网络时，其IP地址必须更换，但可以保留原来的域名。 5、因特网域名的结构5、因特网域名的结构域名的格式： 采用分层次方法命名，每一层构成一个子域名。子域名之间用点号分隔，自右至左逐渐具体化。形式：主机名.网络名.机构名.顶级域名。 举例： 中国南京大学校园网www服务器的域名为: www . nju . edu . cn 主机名.网络名.机构名.国家名 美国哈佛大学校园网www服务器的域名为: www . harvard. edu 主机名. 网络名. 机构名6、因特网域名命名规则6、因特网域名命名规则只许使用字母、数字和连字符，以字母或数字开头并结尾，域名总长度不超过255个字符 顶级域名规定： 国际顶级域名， int（国际组织） 国家顶级域名， 例：cn（中国），uk（英国） 通用顶级域名<机构名>： com（营利性组织），net（网络服务机构）， 美国专用：org，edu，gov，mil等 我国对二级域名的规定： 机构类别域名： ac科研机构， com企业，net网络服务机构， org非营利性组织，edu教育机构，gov政府部门 行政区域域名： 例：bj北京，sh上海，js江苏7、因特网的域名空间7、因特网的域名空间为避免域名重复，因特网的域名空间划分为许多不同的域，每个域又分若干子域，从而构成因特网的域名空间8、域名系统与域名服务器8、域名系统与域名服务器域名系统（ Domain Name System，DNS） 将主机域名翻译为主机IP地址的软件，它是一个分布式数据库系统。 域名服务器（ Domain Name Server，DNS） 运行域名系统软件的一台服务器 每个因特网服务提供商(ISP)或校园网都有一个域名服务器，它用于实现入网主机域名与IP地址的转换 为实现域名的查找，需要在本地网域名服务器与上级网的域名服务器之间建立链接null九、广域网接入技术 用户接入广域网的三种形式： 住宅用户：电话拔号接入、ISDN、ADSL、Cable Modem、光纤等 机构用户：终端系统连接到局域网的集线器/交换器，集线器/交换器连接到广域网的某个边缘路由器 移动用户：通过无线电电磁波连接到基站，基站连接到广域网的某个边缘路由器1、城域网在因特网接入中起重要作用1、城域网在因特网接入中起重要作用什么是城域网？ 以高速光纤传输网为平台，与国家主干网连接，提供宽带IP出口 采用多种宽带和窄带接入技术，构成不同的接入网，实现因特网接入服务，满足人们访问因特网的需求 汇聚点(POP)汇接接入网的流量，进行数据的转发与交换接入网的作用： 使用各种不同接入技术，解决“最后一公里”问题： ● 电话拨号接入 ● ADSL接入 ● 有线电视接入 ● 光纤接入 ● 无线接入接入技术1：电话拨号接入接入技术1：电话拨号接入通过本地公用电话网接入计算机网络 设备：电话MODEM（调制解调器） 技术原理：数字调制把计算机送出的数字信号调制成为适合于在用户线上传输的音频模拟信号把从电话线接收到载波信号恢复成数字信号送给计算机缺点： 传输速率低 每次都要拨号 上网时不能通电话 费用不便宜null MODEM的传输速率： 每秒钟可传送的数据量。调制解调器传输数据的单位为Kbps(千比特/秒) ，MODEM的主流产品速率是56Kbps。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。 MODEM的类型： 外置式（通过串行通讯口与主机连接） 内置式（安装在机器主板或PCI总线上） PCMCIA插卡式（用于笔记本电脑） 接入技术2：ADSL 接入技术2：ADSL不对称数字用户线(ADSL):也通过本地公用电话网接入计算机网络 配置： ADSL Modem 以太网网卡 原理：频分多路复用 + 数字调制 传输速率： 上传: 64kbps～256kbps 下行速度: 1～8Mbps (1)上网和通话互不影响 (2) 不需要缴付额外的电话费 (3) 传输速率可根据线路情况调整接入技术3：有线电视网接入（Cable MODEM）接入技术3：有线电视网接入（Cable MODEM）有线电视已经广泛采用光纤同轴电缆混合网（Hybrid Fiber Coaxial，简称HFC）进行信息传输。HFC主干线部分采用光纤连接到小区，然后在 “最后1公里”时使用同轴电缆以树枝型总线方式接入用户居所。 HFC网络接入因特网时大部分采用传统的高速局域网技术，但最重要的组成部分也就是同轴电缆到用户电脑这一段使用的是电缆调制解调器（Cable MODEM）技术 Cable MODEM的基本原理与ADSL相似接入技术4：光纤接入接入技术4：光纤接入使用光纤作为计算机接入网络的主要传输介质,分为： 光纤到小区（FTTZ）：将光网络单元放置在小区，为整个小区服务 光纤到大楼（FTTB）：将光网络单元放置在大楼内，以每栋楼为单位，提供高速数据通信、远程教育等宽带业务，主要为单位服务 光纤到家庭（FTTH）：将光网络单元放置在楼层或用户家中，由几户或1户家庭专用，为家庭提供宽带业务 “光纤到楼、以太网入户”（FTTx+ETTH）的原理： 接入技术5：无线接入接入技术5：无线接入因特网无线接入技术的比较注：我国3G移动通信有3种技术标准（中国移动的TD-SCDMA、中国电信的CDMA2000和中国联通的WCDMA），他们各自使用专门的上网卡，相互并不兼容。null十、分组交换与存储转发 广域网由许多交换机组成，每一台计算机都连接到交换机上。广域网中的交换机称为分组交换机或包交换机（packet  switch），负责把数据包（packet，简称包，也称为分组）从一个站点传送到另一个站点。 广域网允许多台计算机同时进行通信，它的基本工作模式是存储转发。即每当交换机收到一个包后，检查该数据包的目的地地址，决定应该送到哪个端口进行发送。交换机的每个端口都有一个缓冲区（队列），需要发送的包都存放在该端口的缓冲区中，存储转发技术使包交换机能对同时到达的许多包进行处理，而不会发生冲突。 null十一、数据包的选路转发与路由表 交换机收到一个数据包时，选择一条路径来转发这个包。 如果包的目的地是直接与交换机相连的一台计算机，交换机就将包直接发往该计算机。 如果包的目的地是连接在另一个交换机上的计算机，就通过连接该交换机的高速数据线路转发给另一台交换机。 路由表：在交换机中存储的用于数据包转发的路径选择信息。广域网中的所有交换机都必须有一张路由表，表中应有完整的路由，即必须包含所有可能目的地的下一站交换机位置，而且，下一站的交换机位置必须是指向目的地的最短路径。null十二、常用广域网 x.25网（公共分组交换网）：它是最早的广域网，它使用公共电话网以分组交换方式进行数据传输。传输速度最慢。 帧中断网（FR网）：它是x.25改进网，它使用光纤作为传输介质。传输速率可以达到2Mbps。 ATM：异步传输模式，是一种重要的广域网技术。为获取高速率、低延迟、无抖动的数据传输，及时传输数字语音、数字动态图像，它把数据分成较小的固定大小的包，称为信元。每个ATM信元包括53个字节（5个字节的头部信息，48个字节的数据）。十三、因特网服务十三、因特网服务电子邮件（E-mail） 信息服务（WWW） 文件传输（FTP） 远程登录（Telnet） 电子公告牌（BBS） 即时通信（IM） 专题讨论(USENET) 网络游戏 电子商务 P2P内容共享（点到点） Blog（博客） IP电话 IPTV（交互式网络电视 ) RSS订阅Web信息 网格计算(分布式计算 )1、Internet 通信服务1、Internet 通信服务因特网可以提供下列不同形式的通信服务： 电子邮件 博客(Weblog) 新闻组(Newsgroup) 即时通信(Instant messaging) IP电话 同步通信与异步通信的区别： 同步(实时)通信，要求通信双(多)方同时在线 异步(非实时)通信，通信双(多)方不必同时在线电子邮件如何开通？电子邮件如何开通？向某个电子邮件服务提供商申请开户，在开户的电子邮件服务器中获得一个属于自己的电子邮箱 每个电子邮箱都有一个惟一的地址，邮箱地址由两部分组成，如： xyzwer@netra.nju.edu.cn在客户计算机中安装并运行电子邮件程序（如Outlook Express， Foxmail等），用户即可收、发、阅读或删除邮箱中的邮件 电子邮件的组成 电子邮件的组成 邮件可以包含多媒体信息邮件可以包含多媒体信息 电子邮件的内容采用MIME协议，因而邮件中可以包含中西文字、图片、声音等多媒体信息电子邮件的工作过程电子邮件的工作过程 电子邮件系统按C/S模式工作。发送邮件一般采用SMTP协议，若收信人邮件地址不存在，则退回信件并通知发信人；接收邮件采用POP3协议，需验证用户身份之后才能读出邮件或下载邮件 ？即时通信的工作过程即时通信的工作过程例：QQ的工作过程当前常用的即时通信系统当前常用的即时通信系统主要功能： 文本/视频/语音聊天,多人聊天；可搜索聊天记录 向手机用户发送短消息 文件传输 兴趣组 网络电台和在线音乐播放 精彩新闻 共享网络资源 流行的IM系统: ICQ，腾讯QQ，MSN，雅虎通，网易POPO，Google的G-talk、EBAY的Skype，新浪UC，盛大圈圈 全球使用IM人数已过1亿, QQ同时在线的用户数已破1800万2、文件传输(FTP) 2、文件传输(FTP) 把网络上一台计算机中的文件移动或拷贝到另外一台计算机上，称为远程文件传输，简称FTP FTP的作用: 不同的操作系统，如Windows与Unix（Linux）, 其文件系统不同, 文件命名规则和存取权限规定等均有区别 FTP实际上是一种协议——文件传输协议, 使用该协议进行文件传输操作就能解决不同计算机中文件系统不兼容的问题 3、WWW 3、WWW WWW（World Wide Web）原先是Internet的一种信息服务，有人译作万维网、环球网，或称Web网、3W网，由欧洲核物理研究中心（CERN）提出 功能： 最初的功能：信息服务——查找资料、交换文档、获取信息资源 扩展的功能：信息处理——电子商务、电子政务、几乎各种网上应用 组成： 物理上：大量客户计算机 + 大量Web服务器（大约1亿网站、630亿网页） 技术三要素：WWW是遍布全球的网站互相链接而成的一个信息网络(空间)，用户可以方便地浏览、查找和下载其中的网页(信息资源)网站(Web site)和网页(Web page)网站(Web site)和网页(Web page)通过Web服务器发布的信息资源称为网页，服务器中相关网页组合在一起构成一个网站，网站由Web服务器管理 网页可包含文本、图片、声音、动画等，多数网页是一种采用HTML语言描述的文档(HTML文档)，其文件扩展名为html或htm。 网页是一种超文本文档，它支持超链(Hyperlink)。网页通过超链相互链接，形成网状的信息空间网站中的起始网页称为主页(homepage)，用户通过访问主页就可直接或者间接地访问网站中的其他网页 每个网页都有1个唯一的地址——统一资源定位器URL (Uniform Resource Locator)例：从浏览器上看到的网页例：从浏览器上看到的网页网页地址(URL)网页的标题超 级链接网页中的图片网页和HTML文档网页和HTML文档存放在Web服务器中可以被下载到客户浏览器上进行阅读的文档，可以统称为“网页” 网页可以是各种类型的文档，如HTML文档、DOC文档、PPT文档、PDF文档、···，但主要是HTML文档 HTML文档是使用超文本置标语言(Hyper Text Markup Language，HTML)表示的超文本（超媒体）文件，文件后缀为html或htm 网页可使用专门的软件如FrontPage、 DreamWeaver进行制作，也可以使用Word、Excel、PowerPoint等软件制作，或者从.doc或.ppt文档转换而成选讲： HTML文档的格式选讲： HTML文档的格式HTML文档是使用HTML语言描述的标准的超文本文档，大多数网页都是HTML文档，它由两个部分组成： 网页的正文（包括文字、超链以及格式描述） HTML文档与doc文档、pdf文档一样，文档中可以包含文字、表格、图片、声音，甚至内嵌“脚本程序”，从而使网页内容丰富多彩网页中的超链(hyperlink)网页中的超链(hyperlink)超链提供了将网页相互链接起来、并从一个网页方便地访问其它网页的手段 超链是一种有向链,包括链源(引用处)和链宿(被引用对象)： 链源(也称为锚或锚点)可以是网页中的文字或图片 链宿可以是： 同一个或另一个网站中的网页(用URL指出) 本网页内的某段文字或某个图片(用书签指出)如何在网页上识别超链的链源? 1 文字具有不同的颜色并有下划线; 2 鼠标指针改变为手指状 网页的地址——URL网页的地址——URL统一资源定位器URL (Uniform Resource Locator)用来标识WWW网中每个信息资源(网页)的地址 URL由3部分组成，表示形式为： 协议名称 : //主机域名或IP地址 [:端口号 ] /文件路径 /文件名（注：http = 超文本传输协议(Hyper Text　Transport　Protocol)） 超文本传输协议HTTP 超文本传输协议HTTPHTTP是一种应用层协议，它提供了在客户机与Web服务器之间相互对话和传输信息的一种机制——请求报和响应报IE浏览器的其它功能IE浏览器的其它功能使用IE浏览器除了查找、浏览和下载网页之外，它还能完成几乎所有传统的因特网服务，如： 电子邮件 (mailto:// 执行SMTP协议，向远程计算机发送电子邮件) (https:// 执行邮件协议，向远程计算机收发电子邮件) 远程登录 (telnet:// 执行TELNET协议，登录远程计算机) 文件传输（FTP） (ftp:// 执行FTP协议，使FTP服务器与用户的计算机进行远程文件传输操作) 电子公告板服务 (news:// 执行NNTP协议，访问远程计算机提供的新闻) 使用搜索引擎查找信息使用搜索引擎查找信息Google搜索引擎的初始界面输入关键字目前广泛使用的搜索引擎目前广泛使用的搜索引擎国内： 百度(baidu) 搜狐(sohu) 搜狗(sogou) 网易(netease) 新浪(sina) 中搜(zhongsou) 北大天网 (e.pku.edu.cn)Web的发展Web的发展Web应用的发展： 从信息发布/检索的平台→各种因特网应用的平台（电子商务、电子政务、数字校园等） Web技术的发展： 静态网页(HTM/HTML)