第1章 基本常识

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,*,Internet,基本技术与应用,2024/11/10,2,安凌鹏,公共邮箱,632145,2024/11/10,3,16,学时理论,16,学时上机,第,1,章 基本常识,1.1,计算机网络基础知识,1.2 Internet,的概念,1.3 Internet,的起源与发展,1.4 Internet,在中国的发展,1.5,关于,Internet,的相关组织机构,1.6,信息高速公路,1.7,常用术语,2024/11/10,5,1.1,计算机网络基础知识,1.1.1,计算机网络的产生与发展,1.1.2,计算机网络的系统组成,1.1.3,计算机网络的功能,1.1.4,计算机网络的分类,2024/11/10,6,1.1.1,计算机网络的产生与发展,计算机网络的发展历史可以分为四个阶段。,1,第一代计算机网络,以单主机为中心，各终端直接连接在该主机上，这就是第一代计算机网络，其结构示意图如图,1-1,所示。,这一代网络并不是真正意义上的网络而是一个面向终端的互联通信系统。,2,第二代计算机网络,以多处理机为中心，为终端用户提供服务的网络，其系统结构如图,1-3,所示。,7,1.1,计算机网络的发展过程,20,世纪,60,年代末，当时，美国国防部提出为无限量的计算机通信找到某种途径，使任何一台计算机都无需充当“中枢”。即：一个中枢控制的网络遭到破坏，不会影响整个网络的正常运行。于是美国于,1969,年开发出,ARPANET,网，该网络被设计成可在计算机间提供许多路线（在计算机术语中称为路由）的网络。它的主要目标是借助于通信系统，使网内各计算机系统间能够共享资源。,ARPANET,网是一个成功的系统，它在概念、结构和网络设计方面都为今后计算机网络的发展奠定了基础。,2024/11/10,8,3,第三代计算机网络,20,世纪,80,年代，,OSI/RM,的正式发布是第三代计算机网络的标志。这时的网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络,4,第四代计算机网络,进入,20,世纪,90,年代后到至今都是属于第四代计算机网络,5,下一代网络,目前，计算机网络进入一个新的发展阶段，即下一代网络（,Next Generation Network,，,NGN,），下一代网络的主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供多媒体业务，整合现有的市内固定电话、移动电话的基础上，增加多媒体数据服务及其他增值型服务。其中话音的交换将采用软交换技术，而平台的主要实现方式为,IP,技术。,2024/11/10,9,1.1.2,计算机网络的系统组成,为了便于分解研究，学术界一般把计算机网络分解为资源子网和通信子网两部分。,1,资源子网,资源子网位于网络系统的外层，主要包括服务器、工作站、网络协议和网络操作系统四个方面的要素，其主要任务是实现资源共享。,（,1,）服务器,:,数据库服务器、,Web,服务器、邮件服务器、视频点播（,VOD,）服务器等。,（,2,）工作站：是连接到计算机网络的计算机，工作站既可以独立工作，也可以访问服务器，使用网络服务器所提供的共享网络资源。,（,3,）网络协议：如常使用的,TCP/IP,、,SPX/IPX,、,NETBEUI,协议等,（,4,）网络操作系统：常用的网络操作系统有,Unix,族、,Windows NT/2000/2003,、,Netware,、,Linux,等。,2024/11/10,10,2024/11/10,11,2,通信子网,通信子网位于网络系统的内层，主要包括网络传输介质和各种网络通信设备两大要素，其主要任务是实现网络通信。,（,1,）网络传输介质：是连接网络中的服务器、工作站及网络设备时使用的介质，它包括有线介质和无线介质两种类型。有线电缆包括同轴电缆、双绞线和光纤，无线介质包括无线电、红外线、微波和卫星等。,（,2,）网络设备：为了使网络之间能够相互访问，需要使用网络互连设备。目前常用的网络互连设备主要有中继器、网桥、路由器、网关等，它们在,OSI,参考模型中的工作层次如图,1-4,所示。,2024/11/10,12,中继器（,Repeater,）：中继器完成物理层的互连，具有信号再生与放大的作用。集线器（,HUB,）是一种特殊的中继器，有多个端口，能将多个网段连接起来，能对信号起再生与放大作用。,网桥（,Bridge,）：网桥是一种在数据链路层实现两个局域网互连的存储转发设备。两层交换机是一种网桥，它的每一个端口可以连接一个局域网。,路由器（,Router,）：路由器是在网络层用来联接多个同类或不同类的网络（局域网或广域网）的一种存储转发设备。三层交换机工作在网络层，是路由器的一种。,网关（,Gateway,）：网关实现的网络互连发生在网络层之上，它是网络层以上的互连设施的总称。网关可用来连接不同类的网络，包括异种局域网的互连，局域网与广域网的互连。,2024/11/10,13,1.1.3,计算机网络的功能,一般来说，计算机网络具有资源共享、数据通信、分布式处理与负载均衡和提高系统可靠性等功能，其中最主要的功能是资源共享和数据通信。,1,资源共享,资源共享是计算机网络产生的主要原动力。通过资源共享，可使网络中各处的资源互通有无、分工协作，从而大大提高系统资源的利用率。,2,数据通信,通信即在计算机之间传送信息，通过计算机网络使不同地区的用户可以快速和准确地相互传送信息。如电子邮件、,IP,电话和网上聊天等。,2024/11/10,14,3,分布式处理与负载均衡,当需要处理综合性的大型作业时（如人口普查、出售机票），通过一定的算法将负载性比较大的作业分解并交给多台计算机进行分布式处理，起到负载均衡的作用，这样就能提高处理速度，充分发挥设备的利用率，提高设备的效率。,协同计算就是在网络环境下利用多台计算机共同完成一个任务。,4,提高可靠性,提高可靠性表现在计算机网络中的多台计算机可以通过网络彼此间相互备用，一旦某台计算机出现故障，其任务可由其它计算机代其处理。如某台服务器由于故障原因而导致系统瘫痪，这时还可以由其它服务器作为后备继续提供网络服务，从而提高了整个网络系统的可靠性。,2024/11/10,15,1.1.4,计算机网络的分类,1,按计算机网络传输技术分类,（,1,）点到点式网络,在这种网络中，网络中每两台主机、节点交换机之间或主机与节点交换机之间都存在一条物理信道，即每条物理线路连接一对计算机。发送的数据沿某信道确定无疑地传送给信道另一端的唯一一台主机。,（,2,）广播式网络,在广播式网络中，所有联网计算机都共享一个公共通信信道，当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，其它所有计算机都会接收并处理这个分组。,2024/11/10,16,2,按计算机网络规模和覆盖范围分类,（,1,）局域网,LAN(Local Area Network),局域网可分布于一间房间、每个楼层、整栋楼及楼群之间等，范围一般在,2km,以内，最大距离不超过,10km,。,（,2,）城域网,MAN(Metropolitan Area Network),城域网是介于广域网与局域网之间，主要指在大型企业集团、,ISP,、电信部门、有线电视台和政府构建的专用网络和公用网络。它的覆盖范围通常为几公里至几十公里。,（,3,）广域网,WAN(Wide Area Network),广域网的覆盖范围很大，通常几个城市，一个国家，几个国家甚至全球的网络都属于广域网的范畴，从数十公里到数千甚至数万公里。,2024/11/10,17,3,按计算机网络拓扑结构分类,（,1,）总线型结构,（,2,）星型结构,（,3,）树型结构,（,4,）环型结构,（,5,）网状型拓扑结构,2024/11/10,18,2024/11/10,19,2024/11/10,20,4,按计算机网络的工作模式分类,（,1,）对等网,(Peer to Peer),（,2,）客户机,/,服务器模式（,Client/Server,）,2024/11/10,21,5,按计算机网络管理性质分类,（,1,）公用网,由电信部门或其他提供通信服务的经营部门组建、管理和控制，网络内的传输和转接装置可供任何部门和个人使用；公用网常用于广域网络的构造，支持用户的远程通信。如我国的电信网、广电网、联通网等。,（,2,）专用网,由用户部门组建经营的网络，不容许其它用户和部门使用；由于投资的因素，专用网常为局域网或者是通过租借电信部门的线路而组建的广域网络。如由学校组建的校园网、由企业组建的企业网等。,2024/11/10,22,1.2 Internet,的概念,Internet,是一个全球性的巨大的计算机网络体系，它把全球数万个计算机网络，数千万台主机连接起来，包含了难以计数的信息资源，向全世界提供信息服务。,从网络通信技术的观点来看，,Internet,是一个以,TCP/IP,通信协议为基础，连接各个国家、各个部门、各个机构计算机网络的数据通信网。,从信息资源的观点来看，,Internet,是一个集各个领域、各个学科的各种信息资源为一体的、供网上用户共享的数据资源网。,一般认为，,Internet,的定义至少包含以下三个方面的内容：,（,1,）,Internet,是一个基于,TCP/IP,协议簇的国际互联网络。,（,2,）,Internet,是一个网络用户的团体，用户使用网络资源，同时也为该网络的发展壮大贡献力量。,（,3,）,Internet,是所有可被访问和利用的信息资源的集合。,2024/11/10,23,1.3 Internet,的起源与发展,Internet,起源于美国，,1969,年实现的,ARPANET(Advanced Research Project Agency Network),是,Internet,的前身。,1986,年在美国国家科学基金会,NSF,的资助下，使用,TCP/IP,协议的,NSFNET,开始建设，它鼓励各地区网络吸收非学术的商业用户，并最终取代了,ARPANET,成为,Internet,的骨干网。,NSFNET,停止运营之后，在美国各,Internet,服务提供商,ISP(Internet Service Provider),之间的高速链路成了美国,Internet,的骨干网。,随着万维网,WWW,（,World Wide Web,）在,Internet,上被广泛使用，使广大非网络专业人员也能方便的使用网络，这成为,Internet,指数级增长的主要驱动力。,IPv6,及下一代互联网必将使,Internet,再一层楼。,2024/11/10,24,1.4 Internet,在中国的发展,1987,年,9,月,14,日，北京计算机应用技术研究所发出了中国第一封电子邮件：,“,Across the Great Wall we can reach every corner in the world.,”,（越过长城，走向世界），揭开了中国人使用互联网的序幕。,1988,年,7,月，中国科学院高能物理研究所采用,X.25,协议使该单位的,DECnet,成为西欧中心,DECnet,的延伸，实现了计算机国际远程连网以及与欧洲和北美地区的电子邮件通信。,1990,年,11,月,28,日，钱天白教授代表中国正式在,SRI-NIC,（,Stanford Research Institute,s Network Information Center,）注册登记了中国的顶级域名,CN,，从此中国的网络有了自己的身份标识。,1993,年,3,月,2,日，中国科学院高能物理研究所接入美国斯坦福线性加速器中心（,SLAC,）的,64K,专线正式开通。这条专线仍是中国部分连入,Internet,的第一根专线。,1994,年,4,月初，美国国家科学基金会,NSF,同意了,NCFC,（,The National Computing and Networking Facility of Chin