第4部分计算机网络基础及应用知识讲解

《第4部分计算机网络基础及应用知识讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4部分计算机网络基础及应用知识讲解（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,第4章 计算机网络基础及应用,2,学习目标 1.了解计算机网络的发展过程和分类 2.认识计算机网络的拓扑结构和计算机网络协议 3.认识局域网的特点和分类，了解CSMA/CD 4.掌握双机互联、集线组网和对等网组网，了解无线组网 5.认识互联网、掌握互联网的功能，了解TCP/IP协议，认识互联网的接入，并进行家庭组网并接入互联网 6.了解计算机病毒的分类及防范，能够对个人计算机进行查杀病毒，了解防火墙,3,4.1 计算机网络的基本概念,4.1.1 计算机网络的发展与定义 计算机网络的发展经历了三个阶段 1.以单机为中心的通信系统 一台计算机连接多个终端，在这样的系统中除了中心计算机具有运算功

2、能外，其余的终端都不具备自主处理功能。是为第一代计算机网络，又称面向终端的计算机网络。,4,2. 多个计算机互联的计算机网络 20世纪60年代出现。 这种网络将分散在不同地点的计算机通过通信线路互相连接起来，主机之间无主从关系，网络用户可以共享网络中的软硬件资源。是为第二代计算机网络，也称共享系统资源的计算机网络。 美国国防部ARPANET为典型代表，其突出贡献为： 采用资源子网和通信子网组成的两级网络结构 通信子网就是计算机网络中负责数据通信的部分； 资源子网是计算机网络中面向用户的部分，负责全网络面向应用的数据处理工作； 采用报文分组交换方式 采用层次结构的网络协议,6,国际标准化的计算机

3、网络 这种网络具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。其目的是使不同的计算机和计算机网络能方便地互联起来。 目前存在两个标准化的体系结构，一个是国际标准化组织ISO公布的OSI/RM体系结构，它并未获得实际的使用。另一个是并非真正标准却真正被实际广泛使用成为事实上标准的TCP/IP体系结构。,7,计算机网络的定义 在计算机网络技术发展的不同阶段，人们对计算机网络的定义和理解也有所不同。 本书对计算机网络采用如下定义： 互联起来的且又相互独立的计算机的集合,几个要点: 分散在各地的多立的计算机 通过网络软件、网络协议 在物理上相互连接在一起 实现网络资源共享的系统,8,分类标准很多，目前比较

4、公认的能反映网络技术本质的分类方法是按计算机网络的分布距离分类，因为在距离、速度、技术细节这三大因素中，距离影响速度，速度影响技术细节。 计算机网络网络按分布距离可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）,4.1.2 计算机网络分类,9,局域网（Local Area Network）作用范围小，分布在一个房间、一个建筑物或一个企事业单位。地理范围在10m1km，传输速率在1Mbps以上。目前常见的局域网的传输率有10Mbps，100Mbps和1000Mbps。局域网技术成熟，发展快，是计算机网络中最活跃的领域。,bps？,10,城域网(Metropolitan Area Net

5、work) 作用范围为一个城市，地理范围为5km10km，传输速率在 1Mbps 以上 广域网（Wide Area Network）作用范围大，可以是一个地区、一个省、一个国家或几个国家，地理范围一般在100km以上，传输速率较低(0.1Mbps),11,计算机网络的拓扑结构是指网络结点和通信线路组成的几何排列方式。,1.总线型 (BUS) 在一条单线上连接着所有的工作站（网络上的计算机常称为工作站）和共享设备（文件服务器、打印机等），其特点是结构简单便于扩充。但总线的某一点接触不良或断开，整个网络便陷于瘫痪。,4.1.3 计算机网络的拓扑结构,12,2. 星型 以中央结点为中心与各结点连接。

6、其特点是系统稳定性好，故障率低。由于任意两个结点间通信都要经过中央结点，此点一旦出现故障招致全网瘫痪，所以要求中央结点具有很高的可靠性。目前的局域网大多数采用星型结构，其中央结点大多采用可靠性很高的集线器（Hub），结点间则以廉价的双绞线相连。,13,3.环型 工作站、共享设备通过通信线路将设备连接成一个闭合的环。其特点是信息在网络中沿固定方向流动，两个节点间有唯一的通路，可靠性高。在局域网中常被采用。由于整个网络构成闭合的环，故网络扩充起来不太方便。 典型的环形网是IBM 公司的令牌网（Token Ring）,14,4.网状网 网状结构的网络是由分布在不同地理位置的计算机经传输介质和通信设备

7、连接而成，每两个结点之间的通信链路可能有多条。网状结构的优点是系统可靠性高，缺点是结构复杂。 广域网多采用这种结构。,15,1. 网络协议 在计算机网络中有许多互相连接的结点，这些结点之间要不断地进行数据交换。要做到有条不紊地交换数据，每个结点必须遵守一些事前约定好的规则。这些规则规定了数据交换的格式及同步机制。这些为网络进行数据交换而建立的规则、标准或约定叫做网络协议 (Network Protocol) 。,4.1.4 计算机网络协议,16,2. 协议分层 对于复杂系统采用分层结构进行分层处理可分解处理的难度。网络协议的设计也不例外。一般的分层原则为： 各层相对独立，某一层的内部变化不影响

8、另一层。 层次数量适中，不应过多也不宜太少 每层具有特定的功能，类似功能尽量集中在同一层。 每层对高层提供的服务与低层如何完成无关 相邻层之间的接口应有利于标准化,17,3.网络的体系结构 计算机网络的分层及其协议的集合称为网络的体系结构。它是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。 世界上著名的网络体系结构有： ARPANET 美国ARPA创建于1969年，核心是TCP/IP协议 SNA 美国 IBM 公司于1974年公布，是集中式网络 DNA 美国 DEC 公司于1975年提出，分有8个层次 OSI ISO 于1983年形成正式文件,18,4. OSI参考模型 背景：不同厂商生产的不同

9、类型的计算机网络使用不同的硬件，具有不同的网络体系结构，它们之间很难实行互联。为了解决这种异构网的互联，要求有一个公共的标准，只要按此标准生产，其产品就能实现相互通信。在此情况下OSI参考模型应运而生。,19,ISO于1983年正式发布了ISO7498国际标准，称为开放系统互联参考模型，记为 OSI/RM (Open System Interconnection / Reference Model), 笼统称为OSI。 其中的“开放”是指无论哪家厂商只要遵循OSI标准，一个系统就可以和其他任何地方的遵循同一标准的系统互相通信。 OSI参考模型在逻辑上将整个网络的通信功能划分为7个层次。,20,

10、OSI参考模型及协议,传输,21,1. 局域网的特点 连网范围较小。一般距离在几百米到几公里，如公司、校园、厂区或一个建筑物等。 传输速率高。传输速率范围为0.1Mbps1000Mbps 误码率低。低至10-810-11。 保密性好，可靠性高，便于安装和维护,4.2 局域网4.2.1 局域网特点及分类,22,常用传输介质 双绞线根据有无屏蔽可分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP。既可以传输模拟信号也可以传输数字信号。传输速率可达100Mbps155Mbps，甚至1000Mbps的局域网也可用双绞线。它安装方便，价格便宜。,非屏蔽双绞线UTP,屏蔽双绞线 STP,23,常用传输介质 光纤特点

11、是传输率高，可达几百Mbps甚至更高。没有电磁干扰，传输损耗小。 无线介质以辽阔的自由空间作为传输介质，在无线介质中可通过微波通信、卫星通信、蜂窝无线通信等进行信息的传输。,光在纤芯中 全反射,24,1.什么是以太网（Ethernet） 以太网由美国施乐公司于1975年研制成功，它是众多局域网类型中的一种，是应用最为广泛的一种局域网。至20世纪90年代，以太网在局域网市场中已取得了垄断地位，并且几乎成了局域网的代名词。以太网的技术规范仅支持物理层和数据链路层的协议。 以太网是一个中等区域范围内实现计算机通信的技术规范，其数据传输速率为10 Mbps1000 Mbps，采用 CSMA/CD 介质

12、访问控制。,4.2.2 Ethernet 网络,25,CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测） 介质访问控制方法可以解决多站点共享公共传输介质的问题。适用于总线结构及星型结构的局域网。 其工作过程可概括为四点： 先听后发， 边听边发， 冲突停止， 随机重发。,2. CSMA/CD,26,3. 10 BASE-T 网络 表示10Mbps的传输率，基波传输，T表示双绞线，该网络传输介质为非屏蔽双绞线。使用集线器（Hub），拓扑结构为星型。主机和Hub 之间的最大距离为100米。双绞线两端使用RJ-45接口，一端接主机，一端接Hub,27, 10BASE-T 的组网规则 通过Hub可以扩展网络，

13、Hub之间可以级连，构成树状结构的网络 10BASE-T 的特点 采用非屏蔽双绞线，安装容易。 任何连接上出的问题只会影响某一个设备或某一个网络分段，不影响整个网络的运行，增强了网络的适应性，简化了网络故障的检测工作。 容易移动和改变网络连接。,28,4. 100BASE-T 网络 与10BASE-T结构相同，传输率提高到100Mbps。用户需改用100Mbps的网卡，并使用100Mbps的集线器。 目前IEEE已将100BASE-T 网络定为国际标准，代号为：IEEE 802.3u 为了适应更高带宽的需要，IEEE正在研制千兆位以上的以太网。 IEEE：美国电气和电子工程师协会 ，因大量其他

14、国家的会员而出名，制定有多种标准。,29,1.最小规模的网络 2台计算机互联，使用网卡和双绞线互连。 也可通过串口使用电缆线直接连接(不常用) 2.安装和协议配置 安装TCP/IP协议, 配置两台机器的IP地址及子网掩码 3.网络连接状态检测 4.连接性测试 Ping命令,4.2.3 双机互联网络的组建,30,1.用集线器组网的特点与应用 特点：组网成本低，施工、管理和维护简单。采用星型结构或星型总线结构 2.单一集线器组网 3.多集线器级联组网,4.2.4 用集线器组建局域网,31,1.对等网的概念 C/S模式 对等模式注重网络共享功能 2.对等网的配置 配置TCP/IP网络协议 配置工作组

15、中的标识数据 安装网络客户端 配置共享和打印服务 3.共享文件夹的配置 4.访问共享文件夹,4.2.5 对等网组网,32,1.无线局域网的特点 安装便捷，使用灵活，易于扩展 2.组建无线局域网 无线局域网的拓扑结构 对等网络：通过无线网卡直接连接 结构化网络：无线工作站通过集中接入设备AP进行网络通信，一个的覆盖范围90150米 组建小型工作组无线局域网,4.2.6 小型无线局域网的组建,33,4.3.1 互联网概述 出于冷战的需要，美国拟建一个计算机网络，网上各主机独立、平等地工作，使得任何一台主机或一条线路遭到破坏，不会影响到其它部分的工作和通信。 因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演

16、进。但这三个阶段在时间划分上并非截然分开而是有部分重叠的，这是因为网络的演进是逐渐的而不是突然的。,4.3 互联网技术及应用,34,因特网的发展,1966年美国ARPA提出ARPANET计划 1969年ARPANET研制成功。第一个分组交换网 1972年ARPANET正式对外公开。 1983 年 TCP/IP 协议成为标准协议。 同年，ARPANET分解成两个网络： ARPANET进行实验研究用的科研网 MILNET军用计算机网络 19831984 年，形成了因特网 Internet(两网互连)。 1990 年 ARPANET 正式宣布关闭(实验任务完成)。 1992年Internet协会成立。 Internet协会将Internet定义为“组织松散、独立国际合作的互联网络”，“通过自主遵守协议和过程，支持主机对主机的通信”。,35,4.3.2 因特网的服务功能,2.文件传输,电子邮件,网上交流,3.WWW服务,1.远程登录,通过网络技术收发以电子文件格式编写的邮件,专题讨论、网络新闻组、电子公告栏,信息查询