第7章计算机网络和Internet应用初步解析课件

第7章计算机网络和Internet应用初步 佛山科学技术学院电子与信息工程学院2011年9月第7章计算机网络和Internet应用初步 佛山科学技术学院1主要内容n7.1 计算机网络概述n7.2 局域网及组网技术n7.3 Internet概述n7.4 Internet应用主要内容27.1 计算机网络概述7.1 计算机网络概述3计算机网络的定义 计算机网络定义为相互联接、彼此独立的计算机系统的集合。相互联接指两台或多台计算机通过信道互连，从而可进行通信；彼此独立则强调在网络中，计算机之间不存在明显的主从关系，即网络中的计算机不具备控制其他计算机的能力，每台计算机都具有独立的操作系统。计算机网络的定义 计算机网络定义为相互联接、彼此47.1.1 计算机网络的发展和应用n1计算机网络的发展n第一代计算机网络:1954年-1969年 n第二代计算机网络:1969年-1974年 n第三代计算机网络:1974年-1990年n第四代计算机网络：1990年之后n2计算机网络的应用n数据通信n资源共享n分布处理7.1.1 计算机网络的发展和应用1计算机网络的发展57.1.2 计算机网络的分类n1按网络覆盖的地理范围分类n局域网（LAN）n局域网（Local Area Network）是一个覆盖地理范围相对较小（10公里以内）的高速网络，带宽在10 M以上，应用于一个学校或公司内部。n广域网（WAN）n城域网（Metropolitan Area Network）是覆盖地理范围介于局域网和广域网范围之间（10公里至100公里）的通信网络，基本上是一种大型的局域网，通常使用与局域网相似的技术。n城域网（MAN）n广域网（Wide Area Network）是覆盖地理范围广阔的数据通信网络，它利用公共数据网络进行传输，是一种可跨越国家及地区的遍布全球的网络。7.1.2 计算机网络的分类1按网络覆盖的地理范围分类62.按网络的拓扑结构分类n总线型n星型n环型n网型2.按网络的拓扑结构分类总线型73按网络交换技术分类按网络交换技术分类n根据通信网络使用的交换技术方式的不同，可分为:n电路交换n报文交换n分组交换3按网络交换技术分类根据通信网络使用的交换技术方式的不同，8n同轴电缆n双绞线n光纤同轴电缆97.1.4网络连接设备n网卡n充当计算机和网线之间的物理接口连接，计算机通过网卡接入网络。n中继器n又叫重发器（Repeater），即数字信号的再生放大器。n集线器n集线器（Hub）是一个多口中继器，它作为一个中心结点，可连接多条传输介质。其优点是当某条传输介质发生故障时，不会影响其他结点。n网桥n网桥（Bridge）和交换机（Switch）都是数据通信设备，又被称为数据链路层设备。网桥是连接两个局域网的一种存储/转发设备，它能将一个较大的局域网分割为多个网段，或将两个以上的局域网互连为一个逻辑局域网。7.1.4网络连接设备网卡107.1.4网络连接设备n交换机n交换机可看成是一个多端口网桥，它传输量大，端口密度高，端口成本低，灵活性好，可将多个物理局域网网段连接到一个大型网络上。n路由器n路由器（Router）是一种连接多个网络或网段的网络设备，是一种典型的网络层设备。它具有数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、转发以及输出数据链路调度等，一般由硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。n一般来说，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器。7.1.4网络连接设备交换机117.1.5 计算机网络协议和体系结构n1网络协议n2网络体系结构n3开放系统互联（OSI）参考模型n4TCP/IP参考模型7.1.5 计算机网络协议和体系结构1网络协议121.网络协议网络协议n网络协议是计算机网络的核心组成部分，一个由3个要素组成。n语法：数据和控制信息的结构或格式（即“怎么讲”）；n语义：控制信息的含义，需要做出的动作和响应（即“讲什么”）；n时序：规定了各种操作的执行顺序。1.网络协议网络协议是计算机网络的核心组成部分，一个由3个要132.网络体系结构网络体系结构n计算机网络涉及不同的计算机硬件、软件、操作系统、传输介质等，要实现相互通信非常复杂。于是人们提出了网络层次的概念n这是一种“分而治之”的方法。通过分层可以将庞大而复杂的问题转化为若干简单的局部问题，以便处理和解决。n网络的各层都具有相应的层协议以及层间协议。n计算机网络的各层和层间协议的集合称为网络体系结构。典型的包括OSI和TCP/IP网络体系结构。2.网络体系结构计算机网络涉及不同的计算机硬件、软件、操作系143.开放系统互联（开放系统互联（OSI）参考模型）参考模型n开放系统互联（OSI，Open System Interconnection）参考模型描述了信息如何从一台计算机通过网络媒体传输到另一台计算机。n是由七层协议组成的概念模型，每一层说明了特定的网络功能。nOSI参考模型是在1984年由国际标准化组织（ISO）发布的，现在已被公认为计算机互联通信的基本体系结构模型。3.开放系统互联（OSI）参考模型开放系统互联（OSI，Op153.开放系统互联（开放系统互联（OSI）参考模型）参考模型第七层-应用层为应用选择适当的服务第六层-表示层提供编码转换，数据重新格式化第五层-会话层协调应用程序之间的交互动作第四层-传输层提供端到端数据传输的完整性第三层-网络层提供交换功能和路由选择信息第二层-数据链路层建立点到点链路，构成帧第一层-物理层传送比特流3.开放系统互联（OSI）参考模型第七层-应用层为应用163.开放系统互联（开放系统互联（OSI）参考模型）参考模型3.开放系统互联（OSI）参考模型174TCP/IP参考模型参考模型n20世纪90年代，Internet迅速发展，得到了世界范围的广泛支持和应用，使得Internet所采用的体系结构TCP/IP参考模型成为了事实上的工业标准。nTCP/IP体系结构将网络划分为四层：n应用层：对应于OSI模型的应用层、表示层和会话层。n传输层：对应于OSI模型的传输层。n网络层：对应于OSI模型的网络层。n网络接口层：对应于OSI模型的物理层和链路层。4TCP/IP参考模型20世纪90年代，Internet迅184TCP/IP参考模型参考模型4TCP/IP参考模型197.2 局域网及组网技术7.2 局域网及组网技术207.2.1 局域网概述n局域网特点：n较小的地域范围，仅用于办公室、机关、工厂、学校等的内部联网，通常不超过2.5km。n高传输速率和低误码率。传输速率主要为10Mbps-100Mbps，目前千兆局域网速率达到1000Mbps；误码率在10-8-10-11之间。n具有较高的安全可靠性。n采用双绞线和光纤建立单位内部的专用线路，然后通过出口连接到公众广域网上，实现接入因特网。7.2.1 局域网概述局域网特点：217.2.3 组建局域网7.2.3 组建局域网227.2.3 组建局域网n1连接硬件设备n2安装驱动程序n3配置路由器（交换机）n4网络协议配置n5.设置共享文件夹7.2.3 组建局域网1连接硬件设备237.3 Internet概述7.3 Internet概述247.3.1 Internet概述nInternet的标准中文名称“因特网”，也常称为“互联网”或“国际互联网”。Internet并不是一个具体的网络，它是全球最大的、开放的、由众多网络互连而成的一个广泛集合。它允许各种计算机通过拨号方式或局域网方式接入，并以TCP/IP协议进行数据通信。n由于越来越多人参与，接入的计算机越来越多，Internet上的资源非常丰富。它正在成为人们交流、获取信息的一种重要手段，对人类社会的各个方面产生着非常重要的影响。7.3.1 Internet概述Internet的标准中文名257.3.2 Internet工作原理nInternet采用了TCP/IP（Transmit Control Protocol/Internet Protocol）协议族，该协议使用分组交换技术进行数据通信，即将数据在传输的起点分成若干小段，每一个数据段称为一个数据包，数据包可以沿不同的路径传输，到达目的地后再拼装还原。7.3.2 Internet工作原理Internet采用了T26Internet协议nTCP/IP协议（协议族，不止两个协议）nTCP/IP：Transfer Control Protocol/Internet Protocol-传输控制/网际协议nTCP协议：保证数据传输的质量，即数据的完整性和正确性nIP协议：保证数据传输到了正确的目的地nTelnet：提供远程登录功能nFTP：远程文件传输协议nSMTP：简单邮件传输协议，用于传输电子邮件Internet协议TCP/IP协议（协议族，不止两个协议）27IP地址n每台计算机都必须有一个IP地址，这个IP地址在整个Internet网络中是唯一的。nIP地址由32位二进制数组成，用点分十进制格式表示：X.X.X.X，其中X为8位二进制，对应的十进制数是0255；如202.192.168.33nIP地址的分类:分为5类，常用的3类IP地址每台计算机都必须有一个IP地址，这个IP地址在整个I28IP地址nA类地址：第1位为0，用第28位（共7位）来标识网络号，后面的24位标识主机号nB类地址：第1、2位为10，用第316位（共14位）来标识网络号，后面的16位标识主机号nC类地址：第13位为110，用第324位（共21位）来标识网络号，后面的8位标识主机号IP地址A类地址：第1位为0，用第28位（共7位）来标识网293类常用IP地址nA类：0 xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxxnB类：10 xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxxnC类：110 xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx 网络号主机号网络号主机号网络号主机号类别第一个字节网络地址数网络主机数A1126126254*254*254B12819164*254254*254C19222332*254*2542543类常用IP地址A类：0 xxxxxxx.xxxxxxxx.30特殊IP地址nA类：10.X.X.XnB类：172.X.X.XnC类：192.168.X.X 特殊IP地址A类：10.X.X.X31子网掩码nA类：255.0.0.0nB类：255.255.0.0nC类：255.255.255.0 子网掩码A类：255.0.0.032域名系统n域名系统(DNS-Domain Name System)n 符号化的命名方法，如n由域名服务器进行域名到IP地址之间的转换n常用机构域名ncom 商业网 edu 教育网 gov 政府机构nmil 军事网 net 网络机构 org 机构网n最高层域名n国家或地区名，如cn 中国 hk 香港 tw 台湾 n也有许多是用大型机构域名作为最高层域名的，特别是美国的公司和机构，如 ,等；中国的如等域名系统域名系统(DNS-Domain Name Sys33统一资源定位器URLn统一资源定位器URLnURL（统一资源定位器）用来完整地描述Internet上超文本的地址。可以是本地磁盘、局域网上的某台机器或Internet上的站点地址。n简单地说，URL就是Web地址，通常称为“网址”nURL地址的一般格式：n协议:/主机名:端口号/文件路径/文件名n标准地址和IP地址 202.192.168.33nhttp:/ 202.192.173.12nftp:/统一资源定位器URL统一资源定位器URL347.4 Internet应用7.4 Internet应用357.4.1 WWW服务nWWW是以超文本标记语言（Hyper Text Markup Language，HTML）和超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol,HTTP）为基础，提供面向Internet服务的、一致的用户界面的信息浏览系统n众多的WWW服务器编织成了一个世界范围的蜘蛛网，因此称为万维网（World Wide Web,WWW）nWWW采用客户机/服务器工作模式，其中WWW服务器（Web服务器）采用超文本链路来链接网页。文本链路由统一资源定位器URL维持。WWW客户端软件（即WWW浏览器）负责信息显示和向服务器发送请求 7.4.1 WWW服务WWW是以超文本标记语言（Hyper 367.4.1 WWW服务n超文本和超媒体（Hypertext&Hypermedia）n超文本是指一种基于计算机的文档，用户在阅读这种文档时，从其中一个地方跳到另一个地方，或从一个文档跳到另一个文档，都是按非顺序的方式进行的 n超链接（Hyper Link）n一个超链接就是在两个对象之间激活一次HTTP协议，从而使显示的信息从第一个对象转换为第二个对象 n 网页（Web Page）n网页也称页面，在WWW上，信息是以网页的形式呈现的，通常一个网页是以一个HTML文件的形式存放。7.4.1 WWW服务超文本和超媒体（Hypertext&377.4.1 WWW服务n浏览器n浏览器是对Internet信息进行浏览时所使用的客户端工具软件。它可以向Web服务器发出请求，并对服务器传送来的信息进行显示和播放。目前浏览器软件有几十种之多nMicrosoft公司的Internet Explorer7.4.1 WWW服务浏览器387.4.2 信息检索n搜索引擎的分类n搜索引擎按其工作方式主要可分为两种。一种是通过在互联网上提取各个网站的信息来建立自己的数据库，并向用户提供查询服务，这种是真正的搜索引擎（Search Engine）。n如Google、百度、Excite、HotBot、Lycos等。n另一种是目录索引（Search Index/Directory），仅仅是按目录分类的网站链接列表，用户完全可以不用进行关键词（Keywords）查询，仅靠分类目录也可找到需要的信息，实际上这种目录索引算不上是真正的搜索引擎。n如Yahoo、搜狐、LookSmart、About等 7.4.2 信息检索搜索引擎的分类397.4.3 E-mail服务n电子邮件的工作原理1.发送方在自己的计算机上编辑电子邮件，在邮件客户端软件中发送；2.该邮件首先被送到发送方ISP的邮件发送服务器中，服务器分析处理后，通过Internet发送到接收方ISP的接收服务器。3.接收方ISP的邮件服务器收到电子邮件后，将其保存到收件人的电子信箱中；4.收件人的计算机连接到服务器，由客户端软件打开自己的电子邮箱查收和阅读邮件。7.4.3 E-mail服务电子邮件的工作原理407.4.3 E-mail服务n电子邮件协议1.电子邮件发送（寄出）协议SMTP:（Simple Mail Transfer Protocol，邮件传输协议）是Internet上基于TCP/IP的应用层协议。它定义了邮件发送和接收之间的连接传输。SMTP的作用是：当发送方计算机与支持SMTP协议的电子邮件服务器连接时，将电子邮件从发送方的计算机中准确地传送到接收方的电子信箱。2.电子邮件接收协议POP3:（Post Office Protocol 3，邮政代理协议版本3）的作用是：当用户计算机与支持POP3协议的电子邮件服务器连接时，把存储在该服务器的电子信箱中的邮件准确地接收到用户的计算机中。7.4.3 E-mail服务电子邮件协议417.4.3 E-mail服务n电子邮件地址的格式n当用户向ISP申请注册时，ISP会在邮件服务器上开设一个帐户，并为它分配一定容量的磁盘空间，同时用户可以得到一个包含帐户信息的邮箱地址。nInternet上E-mail地址的统一格式是：用户名域名n“用户名”是用户申请的帐户，“域名”是ISP的电子邮件服务器域名，这两部分中间用“”隔开，如：、。7.4.3 E-mail服务电子邮件地址的格式427.4.3 E-mail服务n 电子邮箱管理n主要有两种，即客户端软件和基于WWW的电子邮箱管理。n基于WWW的电子邮箱管理是通过Web浏览器提供电子邮件帐户访问界面，收发邮件都可以在浏览器中完成。n许多基于WWW的电子邮件服务提供者同时也支持POP邮件服务，即也可以使用Outlook Express等电子邮件客户端软件收发邮件。n电子邮件收发的客户端服务程序常用的有Outlook Express、Eudora、Foxmail等。7.4.3 E-mail服务 电子邮箱管理437.4.3 E-mail服务n配置Outlook Expressn第一次使用Outlook Express收发邮件前，必须先配置邮件帐号，与电子邮件服务器建立连接。配置过程中要求用户预先从ISP获得有关帐号的如下信息：n电子邮件帐号和密码n邮件接收服务器地址（POP3服务器）n邮件发送服务器地址（SMTP服务器）7.4.3 E-mail服务配置Outlook Expres447.4.4 FTP服务n文件传输的概念nFTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）通过客户端的FTP应用程序与FTP服务器进行远程文件传送nFTP服务基于客户/服务器模式。nFTP软件可分为两类：字符界面和图形界面。7.4.4 FTP服务文件传输的概念457.4.4 FTP服务nFTP的权限n用户登录后，只有拥有了相应的权限才能真正进行文件传输。每一个FTP用户拥有的权限常常是不同的，常见的权限有：列表、读取、写入、修改、删除等，这些权限由服务器的管理者为用户设置。一个用户可以设置一项或多项权限，如拥有读取、列表权限的用户就可以下载文件和显示文件目录，拥有写入权限的用户可以上传文件。7.4.4 FTP服务FTP的权限467.4.4 FTP服务nFTP工具nWindows 内嵌的FTP程序是Windows环境下最基本的FTP工具，它以命令行的形式工作n图形化的FTP客户端软件。这类软件种类繁多，但其完成的基本功能和字符界面的软件是一致的，常用的有CuteFTP、WS-FTP等 n直接使用浏览器IE也可以连接FTP服务器，并进行文件传输操作。在浏览器地址栏中输入：ftp:/服务器地址，如：ftp:/202.192.163.48 7.4.4 FTP服务FTP工具477.4.5 通讯功能nInternet提供的实时通讯功能给用户提供了很大方便，通过如QQ、MSN等应用软件，用户之间可以进行实时的文字交流、语音通讯和视频通讯。n电子公告栏系统（Bulletin Board System,BBS）则为用户发布信息、进行讨论提供了一个有效平台，用户可以发布文章、公告买卖信息、与其他用户在线交流等。7.4.5 通讯功能Internet提供的实时通讯功能给用户48