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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15.1 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.其他外设打印机2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
2、率: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。3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。45.2 计算机网络系统的组成与功能 1.网络的主体设备 主体设备（HOST）服务器： 提供共享资源客户机： 用户入网操作的节点常用 服务器文件服务器域名服务器打印服务器通信服务器数
3、据库服务器服务器是网络的核心5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。插入主机扩展槽中有线介质安装网卡后，还要进行协议的配置。例如，TCP/IP协议。2. 网络的连接设备 6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）7中继器在OSI模型的物理层上实现信号放大和再生8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9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
4、考模型的数据链路层，而路由发生在网络层。 A1B1C1LAN1A2B2C2局域网 1局域网 2交换机LAN2交换式 集线器 10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络。11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技术指标 传输速率：9600bps、14400bps14400bps、 28800bps28800bps、33.6kbps33.6kbps、56kbps、112kbps 12 调制解调器：具有调制和解调两种功能的设备。分
5、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：又称交换式集线器或多端口网桥，具备集线 器和网桥的功能。133. 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
6、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。14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15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
7、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16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。17TCP（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Te
8、lnet、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182） 网络操作系统 网络操作系统：具有网络功能的操作系统提供高效可靠的网络通信能力 要对全网资源进行管理，以实现 整个系统的资源共享。 提供多种网络服务功能对等式网络操作系统客户机/服务器（Client/Server）模式分类191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201.从网络的地理范围进行分类局域网（ LAN）覆盖范围为几百米
9、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21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）22在一个学校范围内的计算机网络通常我们称为校园网。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
10、。 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）23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
11、形状，称为 网络拓扑。 24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255.4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
12、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 26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。27双向箭头线表示概念上的通信线路空心箭头表示实际通信线路。开放系统互连OSI参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层
13、传输层网络层链路层物理层互连物理传输媒体通 信 子 网资 源 子 网28OSI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。29OSI 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
14、信息称 为“报头”，然后传给下一层，到最底层物理层通 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。30IP 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.XXX0255202.112.0.36（中国教育科研网）IP地址结构： 网络部分+机器部分分类：A
15、、B、C5.5网络地址 31IP地址类型1.0.0.1126.255.255.254 大型网络，例如国家。 128.0.0.1191.255.255.254192.0.0.1223.255.255.254A类B类C类1261638420971152167721465534254B B类类A A类类18162432网络号网络号机器号机器号C C类类机器号网络号0 1 10 1 0允许数量32DNS采用分层次结构，入网的每台主机都可以有一个类似 下面的域名：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
16、 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DNS33域名意义域名意义域名意义com商业类edu教育类gov政府部门int国际机构mil军事类Net网络机构org非盈利组织顶级域名cn中国jp日本34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:/http:/中国互联网络的域名体系域名意义域名意义域名意义ac科研机构edu教育机构Net网络机构com工商金融gov政府部门org非盈利组织顶级域名二级域名cn34个行政区域名6个类别域名用两个字符的汉语拼音：bj北京、sh上海355.7 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出
