计算机网络的组成和分类课件

物流信息技术LogisticsInformationTechnology中国科学技术大学网络教育学院1 1物流信息技术LogisticsInformationT第三章网络与数据库技第三章网络与数据库技术术2 2第三章网络与数据库技术2第一节第一节计算机网络的组成和分类n n一计算机网络的发展及概念一计算机网络的发展及概念n n第一阶段：第一阶段：2020世纪世纪5050年代至年代至2020世纪世纪7070年代初，计年代初，计算机技术与通信技术相结合，形成计算机网络的雏算机技术与通信技术相结合，形成计算机网络的雏形；形；n n第二阶段：第二阶段：2020世纪世纪7070年代中至年代中至2020世纪世纪7070年代末，年代末，在计算机通信网络的基础上，完成网络体系结构与在计算机通信网络的基础上，完成网络体系结构与协议的研究，形成了计算机网络；协议的研究，形成了计算机网络；n n第三阶段：第三阶段：2020世纪世纪8080年代初，在解决计算机联网年代初，在解决计算机联网与网络互联标准化问题的背景下，提出开放系统互与网络互联标准化问题的背景下，提出开放系统互联参考模型与协议，促进了符合国际标准的计算机联参考模型与协议，促进了符合国际标准的计算机网络技术的发展；网络技术的发展；n n第四阶段：第四阶段：2020世纪世纪9090年代，计算机网络向互联、年代，计算机网络向互联、高速、智能化方向发展，并获得广泛的应用。高速、智能化方向发展，并获得广泛的应用。3 3第一节计算机网络的组成和分类一计算机网络的发展及概念3n n计算机网络定义为：计算机网络是利用通信线路计算机网络定义为：计算机网络是利用通信线路将地理位置分散的、具有独立功能的许多计算机将地理位置分散的、具有独立功能的许多计算机系统连接起来，按照某种协议进行数据通信，以系统连接起来，按照某种协议进行数据通信，以实现资源共享的信息系统。实现资源共享的信息系统。n n二、计算机网络的功能和分类二、计算机网络的功能和分类n n（1 1）计算机网络的功能）计算机网络的功能n n数据通信数据通信n n资源共享资源共享n n提高计算机的可靠性和可用性提高计算机的可靠性和可用性n n实现分布式处理实现分布式处理n n（2 2）计算机网络的分类）计算机网络的分类n n从网络结点分布来看，可分为局域网（从网络结点分布来看，可分为局域网（Local Local Area NetworkArea Network，LANLAN）、城域网（）、城域网（Metropolitan Metropolitan Area NetworkArea Network，MANMAN）和广域网（）和广域网（Wide Area Wide Area NetworkNetwork，WANWAN）。）。4 4计算机网络定义为：计算机网络是利用通信线路将地理位置分散的、n n按交换方式可分为线路交换网络（按交换方式可分为线路交换网络（Circurt Circurt SwitchingSwitching）、报文交换网络（）、报文交换网络（Message Message SwitchingSwitching）和分组交换网络（）和分组交换网络（Packet Packet SwitchingSwitching）。）。n n按网络拓扑结构可分为星型网络、总线型网络、按网络拓扑结构可分为星型网络、总线型网络、环型网络等。环型网络等。n n三、计算机网络系统的组成三、计算机网络系统的组成n n1 1、网络硬件、网络硬件n n（1 1）通信介质。）通信介质。n n常用的网络电缆有双绞线、同轴电缆、光缆等，常用的网络电缆有双绞线、同轴电缆、光缆等，此外计算机网络还使用无线传输媒体（包括微波、此外计算机网络还使用无线传输媒体（包括微波、红外线和激光）、卫星线路等传输媒体。红外线和激光）、卫星线路等传输媒体。n n（2 2）网络连接器。）网络连接器。n n网卡。网卡。5 5按交换方式可分为线路交换网络（CircurtSwitchn n集线器。n n 中继器。n n 网桥。n n 路由器。n n 网关。n n（3）网络服务器。n n（4）网络工作站。n n2网络软件n n（1）网络协议和协议软件：它是通过协议程序实现网络协议功能。n n（2）网络通信软件：它用于实现网络工作站之间的通信。6 6集线器。6n n（3）网络操作系统：它是用以实现网络系统资源共享、管理用户对不同资源访问的应用程序，它是最主要的网络软件。n n（4）网络管理及网络应用软件：网络管理软件是用来对网络资源进行管理和对网络进行维护的软件；网络应用软件是为网络用户提供服务并为网络用户解决实际问题的软件。7 7（3）网络操作系统：它是用以实现网络系统资源共享、管理用户对四、计算机网络的拓扑结构n n1 1星型拓扑结构星型拓扑结构n n星型网是以中央结点为中心与各结点连接而组成星型网是以中央结点为中心与各结点连接而组成的，各结点与中央结点通过点与点方式连接的，各结点与中央结点通过点与点方式连接 。8 8四、计算机网络的拓扑结构1星型拓扑结构8星型拓扑结构的优缺点n n星型拓扑结构的优点：网络结构简单，便于管理、星型拓扑结构的优点：网络结构简单，便于管理、集中控制，组网容易，网络延迟时间短，误码率集中控制，组网容易，网络延迟时间短，误码率低，故障诊断、隔离容易，访问协议简单；低，故障诊断、隔离容易，访问协议简单；n n星型拓扑结构的缺点：网络共享能力较差，通信星型拓扑结构的缺点：网络共享能力较差，通信线路利用率不高，扩展困难，对中央节点的依赖线路利用率不高，扩展困难，对中央节点的依赖性强。性强。9 9星型拓扑结构的优缺点星型拓扑结构的优点：网络结构简单，便于管2环型拓扑结构n n环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中。的闭合环形通信线路中。10102环型拓扑结构环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连的环形网的优缺点n n环形网的优点是：信息在网络中沿固定方向流动，环形网的优点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选两个结点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择的控制；，同时当网络确定时，其延时固定、择的控制；，同时当网络确定时，其延时固定、实时性强；实时性强；n n环形网的缺点是由于信息是串行穿过多个结点环环形网的缺点是由于信息是串行穿过多个结点环路接口，当结点过多时，使网络响应时间变长、路接口，当结点过多时，使网络响应时间变长、影响传输效率，同时由于环路封闭、扩充不方便，影响传输效率，同时由于环路封闭、扩充不方便，而且故障诊断、网络重新配置较困难。而且故障诊断、网络重新配置较困难。1111环形网的优缺点环形网的优点是：信息在网络中沿固定方向流动，两3总线拓扑结构n n用一条称为总线的中央主电缆，以线性方式将工用一条称为总线的中央主电缆，以线性方式将工作站连接起来的布局方式，称为总线型拓扑作站连接起来的布局方式，称为总线型拓扑 。12123总线拓扑结构用一条称为总线的中央主电缆，以线性方式将工作总线拓扑结构的优缺点n n总线拓扑结构的优点是：结构简单灵活、安装使总线拓扑结构的优点是：结构简单灵活、安装使用方便、非常便于扩充，可靠性高、设备量少、用方便、非常便于扩充，可靠性高、设备量少、价格低、共享资源能力强；价格低、共享资源能力强；n n总线拓扑结构的缺点是通信介质或中间某一接口总线拓扑结构的缺点是通信介质或中间某一接口出现故障，整个网络随即瘫痪。出现故障，整个网络随即瘫痪。1313总线拓扑结构的优缺点总线拓扑结构的优点是：结构简单灵活、安装第二节第二节 网络的应用网络的应用n n一一一一、电子数据交换、电子数据交换EDI(Electronic Data EDI(Electronic Data Interchange)Interchange)n n是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息用一种国际公认的标准格式，通过计算机网络通用一种国际公认的标准格式，通过计算机网络通信，实现各企业之间的数据交换并完成贸易为中信，实现各企业之间的数据交换并完成贸易为中心的业务全过程。心的业务全过程。n n二、办公自动化二、办公自动化OA(Office Automation)OA(Office Automation)n n三、远程交换三、远程交换(Telecommuting)(Telecommuting)n n是一种在线服务系统，原指在工作人员与其办公是一种在线服务系统，原指在工作人员与其办公室之间的计算机通信形式，按通俗的说法就是家室之间的计算机通信形式，按通俗的说法就是家庭办公。庭办公。1414第二节网络的应用一、电子数据交换EDI(Electronin n四、电子银行(E-Bank)n n电子银行也是一种在线服务系统，是一种由银行提供的基于计算机和计算机网络的新型金融服务系统。n n五、电子公告板系统(Bulletin Board System)n n六、广播分组交换n n是一种无线广播与在线系统结合的特殊服务，该系统使用户在任何地点都可使用在线系统。1515四、电子银行(E-Bank)15n n七、信息高速公路七、信息高速公路“三金工程三金工程”(”(金桥、金金桥、金卡、金关卡、金关)“)“金金”字系列工程字系列工程(金税、金智、金金税、金智、金盾、盾、)n n金桥工程金桥工程:属于信息化的基础设施建设，是中国信属于信息化的基础设施建设，是中国信息高速公路的主体。金桥网是国家经济信息网，息高速公路的主体。金桥网是国家经济信息网，它以光纤、微波、程控、卫星、无线移动等多种它以光纤、微波、程控、卫星、无线移动等多种方式形成空、地一体的网络结构，建立起国家公方式形成空、地一体的网络结构，建立起国家公用信息平台。其目标是：覆盖全国，与国务院部用信息平台。其目标是：覆盖全国，与国务院部委专用网相联，并与委专用网相联，并与3131个省、市、自治区及个省、市、自治区及500500个个中心城市、中心城市、1.21.2万个大中型企业、万个大中型企业、100100个计划单列个计划单列的重要企业集团以及国家重点工程联结，最终形的重要企业集团以及国家重点工程联结，最终形成电子信息高速公路大干线，并与全球信息高速成电子信息高速公路大干线，并与全球信息高速公路互联。公路互联。1616七、信息高速公路“三金工程”(金桥、金卡、金关)“金n n金关工程:即国家经济贸易信息网络工程，可延伸到用计算机对整个国家的物资市场流动实施高效管理。它还将对外贸企业的信息系统实行联网，推广电子数据交换（EDI）业务，通过网络交换信息取代磁介质信息，消除进出口统计不及时、不准确，以及在许可证、产地证、税额、收汇结汇、出口退税等方面存在的弊端，达到减少损失，实现通关自动化，并与国际EDI通关业务接轨的目的。1717金关工程:即国家经济贸易信息网络工程，可延伸到用计算机对整个n n金卡工程金卡工程:即从电子货币工程起步，计划用即从电子货币工程起步，计划用1010多年的时间，多年的时间，在城市在城市3 3亿人口中推广普及金融交易卡，实现支付手段的亿人口中推广普及金融交易卡，实现支付手段的革命性变化，从而跨入电子货币时代，并逐步将信用卡发革命性变化，从而跨入电子货币时代，并逐步将信用卡发展成为个人与社会的全面全面信息凭证，如个人身份、经展成为个人与社会的全面全面信息凭证，如个人身份、经历、储蓄记录、刑事记录等。历、储蓄记录、刑事记录等。n n金智工程金智工程:与教育科研有关的网络工程。金智工程的主体与教育科研有关的网络工程。金智工程的主体部分是部分是“中国教育和科研计算机网示范工程中国教育和科研计算机网示范工程”（即（即CERNETCERNET），），19941994年年1212月由国家计委正式批复立项实施。月由国家计委正式批复立项实施。CERNETCERNET由教育部主持，清华大学、北京大学、上海交通大由教育部主持，清华大学、北京大学、上海交通大学等学等1010所高校承担建设任务，包括全国主干网、地区网和所高校承担建设任务，包括全国主干网、地区网和校园网三级网络层次结构，网络中心设在清华大学。金智校园网三级网络层次结构，网络中心设在清华大学。金智工程的最终目的，是实现世界范围内的资源共享、科学计工程的最终目的，是实现世界范围内的资源共享、科学计算、学术交流和科技合作。算、学术交流和科技合作。1818金卡工程:即从电子货币工程起步，计划用10多年的时间，在城市第三节网络体系结构和网络协议n n一、网络体系结构n n协议（Protocol）：网络中的计算机与终端间要想正确的传送信息和数据，必须在数据传输的顺序、数据的格式及内容等方面有一个约定或规则，这种约定或规则称做协议，它实质上是网络通信时所使用的一种语言。n n协议由如下三个要素组成：n n 1：语义，2：语法，3：定时1919第三节网络体系结构和网络协议一、网络体系结构19二、TCPIP协议(TransmissioncontrolProtocol/Internet(TransmissioncontrolProtocol/InternetProtocol)Protocol)n nTCP/IPTCP/IP是是InternetInternet网络协议集的总称。网络协议集的总称。TCP/IPTCP/IP协协议采用层次体系结构，议采用层次体系结构，TCP/IPTCP/IP协议分为四层：协议分为四层：网络接口层网络接口层传输层传输层网络层网络层应用层应用层n n每一层都实现特定的网络功能，其中每一层都实现特定的网络功能，其中TCPTCP负责提供负责提供传输层的服务，传输层的服务，IPIP协议实现网络层的功能。目前协议实现网络层的功能。目前TCP/IPTCP/IP的市场和地位已为大多数人所认可，并成的市场和地位已为大多数人所认可，并成为事实上的工业标准。为事实上的工业标准。2020二、TCPIP协议(Transmissionco三、因特网n n（一）网址又叫（一）网址又叫IPIP地址，例如：地址，例如：202.96.209.5202.96.209.5n n域名字符形式的域名字符形式的IPIP地址。地址。机器名机器名 网络名网络名 机构名机构名 最高域名最高域名例如：例如： URL URL 统一资源定位器是一种编码方式，即我们所说的统一资源定位器是一种编码方式，即我们所说的网页地址，由三部分组成网页地址，由三部分组成 传输协议：传输协议：/主机主机IPIP地址或域名地址地址或域名地址/资源所在路资源所在路径和文件名径和文件名例如：例如：http:/ n（二）因特网原理（二）因特网原理n n当用户想给其他用户发送一个文件时当用户想给其他用户发送一个文件时n n1 1：TCPTCP先把该文件分成一个个小数据包，在加上先把该文件分成一个个小数据包，在加上特定的信息。（看成装箱和贴装箱单）特定的信息。（看成装箱和贴装箱单）n n2 2：IPIP在数据包上标上地址标签，形成可以在因在数据包上标上地址标签，形成可以在因特网上传输的特网上传输的TCP/IPTCP/IP数据包。（看成写地址信息）数据包。（看成写地址信息）n n3 3：TCP/IPTCP/IP数据包到达目的地后，计算机首先去数据包到达目的地后，计算机首先去掉地址标志，利用掉地址标志，利用TCPTCP装箱单检查数据是否在传装箱单检查数据是否在传输中有损失，如果有损失，则要求重新发送被破输中有损失，如果有损失，则要求重新发送被破坏的数据包，确认无误后，再将各个数据包重新坏的数据包，确认无误后，再将各个数据包重新组合成原文件。（看成拆箱组装家具）组合成原文件。（看成拆箱组装家具）2222（二）因特网原理22n n（三）因特网接入方式（三）因特网接入方式专用线路接入方式专用线路接入方式电话线路拨号方式电话线路拨号方式n n（四）因特网的服务（四）因特网的服务万维网万维网电邮电邮文本传输协议文本传输协议远程登陆远程登陆专题讨论专题讨论2323（三）因特网接入方式23第四节计算机网络安全n n一、网络安全影响因素一、网络安全影响因素一、网络安全影响因素一、网络安全影响因素n n人为的无意失误人为的无意失误人为的无意失误人为的无意失误n n人为的恶意攻击人为的恶意攻击人为的恶意攻击人为的恶意攻击n n二、防范措施二、防范措施二、防范措施二、防范措施 加强教育，增强网络安全防范措施加强教育，增强网络安全防范措施加强教育，增强网络安全防范措施加强教育，增强网络安全防范措施 身份验证和访问控制策略身份验证和访问控制策略身份验证和访问控制策略身份验证和访问控制策略 防火墙控制防火墙控制防火墙控制防火墙控制 信息加密策略信息加密策略信息加密策略信息加密策略2424第四节计算机网络安全一、网络安全影响因素24