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1、计算机应用技术导论,第6部分：网络与信息安全技术,聂明 张永,2014 年 3 月 1 日,主要内容,网络技术基础,1,一、网络技术基础-概述,1.计算机网络概述： 计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社会发展中，计算机网络起着非常重要的作用，对人类社会的进步做出了巨大贡献。 现在，计算机网络的应用遍布全世界及各个领域，并已成为人们社会生活中不可缺少的重要组成部分。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术的水平，也是衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。,一、网络技术基础-概述,一、网络技术基础-概述
2、,一、网络技术基础-概述,计算机网络的主要功能,一、网络技术基础-概述,计算机网络特点： 可靠性 高效性 独立性 扩充性 廉价性 分布性 易操作性,目前，计算机网络的应用主要体现在以下几个方面：,一、网络技术基础-概述,一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。,一、网络技术基础-概述,一、网络技术基础-概述,网络软件的组成,一、网络技术基础-概述,计算机网络中的通信线路和结点相互连接的几何排列方法和模式称之为网络的拓扑结构，主要有总线型、星型、树型、环型、网状等。,总线型拓扑结构,一、网络技术基础-概述,优点：单点故障不影响全网，结构简单。增删节点及维护管理容 易；故障隔离和检
3、测容易，延迟时间较短。 缺点：成本较高，资源利用率低；网络性能过于依赖中心节点。,一、网络技术基础-概述,局域网较多采用此结构,树型拓扑结构,工作站,工作站,打印机,服务器,集线器,集线器,集线器,集线器,一、网络技术基础-概述,优点：具有较高的可靠 性。某一线路或 节点有故障时， 不会影响整个网 络的工作。 缺点：结构复杂，需要 路由选择和流控 制功能，网络控 制软件复杂，硬 件成本较高，不 易管理和维护。,一、网络技术基础-概述,广域网较多采用此结构,一、网络技术基础-概述,计算机网络的分类： 1.按覆盖范围分类：局域网、城域网、广域网 2.按传播方式分类：广播网络、点-点网络 3.按传输
4、介质分类：有线网、无线网 有线网主要有：双绞线、光纤。 无线网主要有：微波通信网、卫星通信网。,网络技术的发展趋势,一、网络技术基础-概述,一、网络技术基础-数据通信,2.数据通信基础： 计算机网络的基础是数据通信，数据通信是指发送方将需要发送的数据转换成信号并通过物理信道传输到接收方的过程。 现代数据通信都是数字信号类型。 数据通信的主要技术指标包括：数据传输速率、信道容量、带宽、误码率、时延。 传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路，主要就是前述的有线和无线类型，如光纤、双绞线、微波等。,一、网络技术基础-数据通信,网络中两台计算机的通信过程,一、网络技术基础-数据通信,网络通信
5、系统设计中要解决的基本问题有： 数据传输类型 频带传输、基带传输 数据通信方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工或全双工通信 数据传输的同步方式 同步通信、异步通信,一、网络技术基础-数据通信,多路复用技术： 通信工程中用于通信线路铺设的费用相当高，而且通信介质的传输能力都超过单一信道所需带宽，故此广泛采用多路复用技术。 常见的多路复用类型包括：频分多路复用（FDM）时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）。 数字电信号传输普遍采用时分复用技术。 光信号传输采用波分复用技术。 CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)码分多址、WCDMA (宽带码分多址)和TD
6、-SCDMA（时分同步码分多址）都是复用技术的代表。,一、网络技术基础-数据通信,异步时分复用示意图,一、网络技术基础-体系结构与协议,体系结构与协议： 网络体系结构是为了完成计算机间的协同工作，把计算机间互连的功能划分成具有明确定义的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务。网络体系结构是网络各层及其协议的集合。 协议是指两个实体间完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。,计算机之间相互通信涉及到许多复杂的技术问题，而解决这一复杂问题十分有效的方法是分层解决。为此，人们把网络通信的复杂过程抽象成一种层次结构模型。,一、网络技术基础-体系结构与协议,计算机网络系统采用层次化网络体系
7、结构具有以下优点。,一、网络技术基础-体系结构与协议,OSI结构示意图,国际标准化组织ISO于1981年制定了开放系统互连参考模型，OSI（Open System Interconnection ）。OSI模型将整个网络按照功能划分成7个层次。,一、网络技术基础-体系结构与协议,数据的实际传递过程,发送方,接收方,一、网络技术基础-体系结构与协议,1、TCP/IP协议的起源 美国国防部高级研究计划局(ARPA)从20世纪60年代开始致力于研究不同类型计算机网络之间的相互联接问题,并成功开发出了著名的传输控制协议/网际协议（TCP/IP）协议。 2、TCP/IP协议的特点 开放的协议标准：可以免
8、费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。 独立于特定的网络硬件：可以运行在局域网、广域网,更适用于互联网中。 统一的网络地址分配方案：使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的IP地址。 标准化的高层协议：可以提供多种可靠的用户服务。,一、网络技术基础-体系结构与协议,TCP/IP协议,TCP/IP参考模型分为四层：应用层、传输层、互联层、网络接口层。TCP/IP的结构与OSI结构的对应关系如下图所示。,TCP/IP模型与OSI模型对照,一、网络技术基础-体系结构与协议,一、网络技术基础-体系结构与协议,一、网络技术基础-体系结构与协议,1969年美国国防部高级研究计划局（ARPA）按照
9、层次结构思想进行计算机网络模块化研究，开发了一组从上到下单向依赖关系的协议栈（Protocol Stack），也叫做协议族。,IP地址 在Internet网上，每台主机、终端、服务器、以及路由器都有自己的IP地址，这个IP地址是全球唯一的，用于标识该机在Internet网中的位置。IP地址与IP地址的分类如下图所示。,一、网络技术基础-体系结构与协议,IP路由交换 同一个网络区域内的主机可以直接相互通信，而不同网络区域内的主机则无法直接相互通信，必须通过IP路由器进行中转。两个使用TCP/IP协议的网络之间的连接通常依靠IP路由器来完成。例如，利用路由器X和路由器Y来连接甲、乙两个网络的实现如
10、下图所示。,利用路由器连接甲、乙两个网络,一、网络技术基础-体系结构与协议,一、网络技术基础-体系结构与协议,1、域名地址 Internet采用了一套和IP地址对应的地址表示方法，称为域名系统(DNS)。DNS使用与主机位置、作用、行业有关的一组字符来表示IP地址，这组字符类似于英文缩写或汉语拼音。 2、域名结构 Internet的域名系统和IP地址一样,采用典型的层次结构，每一层由域或标号组成，其结构如下表所示。,域名系统,域名结构示意图,3、域名分配 域名的层次结构给域名的管理带来了方便，每一部分授权给某个机构管理，授权机构可以将其所管辖的名字空间进一步划分，最后形成树形的层次结构，如下图
11、所示.,一、网络技术基础-体系结构与协议,IPv6协议,IPv4本身存在一些局限性，因而面临着以下问题。 IP地址的消耗引起地址空间不足：IP地址只有32位,可用的地址有限，最多接入的主机数不超过232。 IPv4缺乏对服务质量优先级、安全性的有效支持。 lPv4协议配置复杂, 特别是随着个人移动计算机设备上网、网上娱乐服务的增加、多媒体数据流的加入,以及出于安全性等方面的需求，迫切要求新一代IP协议的出现。 为此,互联网工程任务组IETE开始着手下一代互联网协议的制定工作。IETE于1991年提出了请求说明，1994年9月提出了正式草案，1995年底确定了IPng的协议规范,被称为“IPv6
12、”，1995年12月开始进入Internet标准化进程。,一、网络技术基础-体系结构与协议,IPv6在技术上做了许多改进,它具有以下5个方面的特点。,一、网络技术基础-体系结构与协议,IPv6地址长度为128位 有三种格式,首选格式、压缩格式和内嵌格式。 首选格式如： 21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A 压缩格式：将地址中不必要的0去掉，如： 21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A 内嵌格式：这是作为过渡机制中的一种方法。IPv6地址的前面部分使用十六进制表示,而后面部分使用IPv4地址，如： 0:0:0:0:0:0:192.
13、168.1.201 或:192.168.1.201 0:0:0:0:0:ffff:192.168.1.201 或:ffff:192.168.1.201,一、网络技术基础-体系结构与协议,一、网络技术基础-网络综合布线,1.我们都在使用综合布线系统 综合布线系统就是网络系统的传输通道和基础，没有综合布线系统，我们就无法获取各种信息。 2.综合布线系统基本概念 综合布线系统就是用数据和通信电缆、光缆、各种软电缆及有关连接硬件构成的通用布线系统，是能支持语音、数据、影像和其他控制信息技术的标准应用系统。 3.综合布线系统是智能建筑、物联网、数字化城市的基础，还是建筑物的基础设施。,一、网络技术基础-
14、网络综合布线,按照GB 50311-2007综合布线系统工程设计规范国家标准规定，综合布线系统工程按照以下七个部分进行分解： 1. 工作区子系统 2. 水平子系统 3. 垂直子系统 4. 建筑群子系统 5. 设备间子系统 6. 进线间子系统 7. 管理间子系统,综合布线示例：,1）总平面图,2）鸟瞰图,3）透视图,一、网络技术基础-网络综合布线,平面走线布局图,一、网络技术基础-网络综合布线,工程施工现场图,一、网络技术基础-网络综合布线,常用器材,一、网络技术基础-网络综合布线,超五类屏蔽电缆,六类电缆,“RJ”45型接口,室内光缆,超五类模块,86型面板,SC连接器,配线机柜,线管线槽,施
15、工常用工具,一、网络技术基础-网络综合布线,常用施工技术,一、网络技术基础-网络综合布线,网线端接,光纤熔接,系统布线,一、网络技术基础-网络设备管理,网络系统中最重要的设备为： 1. 交换机（二层交换机、三层交换机） 2. 路由器 3. 服务器 设备管理技术主要包括相关设备的配置、监控、排错、性能优化等。 网络设备的主要生产厂商有： Cisco（思科） H3C（华三） 锐捷,一、网络技术基础-网络设备管理,交换机配置-命令模式,一、网络技术基础-网络设备管理,WinServer网络服务器系统配置,一、网络技术基础-网络设备管理,Linux网络服务器系统配置,项目的招投标阶段,项目的启动阶段,
16、项目的实施阶段,项目的测试阶段,项目的验收阶段,项目的培训和售后服务阶段,一、网络技术基础-网络工程技术,一、网络技术基础-网络工程技术,网络工程项目实施流程 1.项目规划； 2.项目动员； 3.开局培训； 4.项目启动； 5.试点（样板）开局； 6.项目实施； 各项目组进场实施（综合布线、设备安装）支持调试日报、周报实施完毕用户接口人培训转入试运行 7.工程实施会议； 8.项目验收； 9.工程培训； 10.转入售后；,二、移动网络技术,全球移动互联网用户增长迅速 并逐步超越固定互联网用户规模，国内移动互联网规模日益增加,二、移动网络技术,移动互联网成为当前全球信息产业竞争的焦点,二、移动网络技术,移动互联网成为当前全球信息产业竞争的焦点,二、移动网络技术,移动互联网是互联网的延伸，未来的发展方向,从终端的定义：用户使用手机、上网本、笔记本电脑、平板电脑、智能本等移动终
