第八章_計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1、一、什么是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一、什么是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一群自治的計算機(jī)一群自治的計算機(jī)系統(tǒng)的集合。系統(tǒng)的集合。技術(shù)支持：計算機(jī)技術(shù)支持：計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)。技術(shù)和通訊技術(shù)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三個要素：l至少有兩臺具有獨(dú)立操作系統(tǒng)的計算機(jī)，且互相間有資源的共享l兩臺或多臺計算機(jī)之間要有通信手段將其相連l不同的計算機(jī)之間通信時必須遵循相同規(guī)則5 二、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展二、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)6在主機(jī)前設(shè)置通信處理機(jī)，專門負(fù)責(zé)與終在主機(jī)前設(shè)置通信處理機(jī)，專門負(fù)責(zé)與終端的通信工作，并協(xié)助主機(jī)對信息進(jìn)行預(yù)端的通信工作，并協(xié)助主機(jī)對信息進(jìn)行預(yù)處理。處理。在遠(yuǎn)程終端集中的區(qū)域設(shè)置線路集線

2、器，在遠(yuǎn)程終端集中的區(qū)域設(shè)置線路集線器，集線器按照某種策略將終端信息匯集起來集線器按照某種策略將終端信息匯集起來，通過高速通信線路送給主機(jī)。，通過高速通信線路送給主機(jī)。72.以共享資源為目的的多主機(jī)系統(tǒng)以共享資源為目的的多主機(jī)系統(tǒng)多主機(jī)通過通信線路互連起來，可共享資源，彼此交換信息，或者與其它計算機(jī)聯(lián)合起來共同完成一項任務(wù)。這里的多臺計算機(jī)都具有獨(dú)立的處理功能，它們之間不存在主從關(guān)系。終端終端終端終端終端主機(jī)主機(jī)終端主機(jī)8局域網(wǎng)示意圖或PC機(jī)由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有限，一般以辦公室或一棟樓建立優(yōu)先區(qū)域內(nèi)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，稱為局域網(wǎng)特點(diǎn)：工程造價低結(jié)構(gòu)簡單靈活數(shù)據(jù)傳輸速度快安裝使用方便3基于個人計算機(jī)的局

3、域網(wǎng)系統(tǒng)基于個人計算機(jī)的局域網(wǎng)系統(tǒng)9解決方案：制定全網(wǎng)一致遵守的規(guī)范 1984年，ISO正式頒布了一個“開放系統(tǒng)互連參考模型”（OSI 模型），被國際社會普遍接受，成為公認(rèn)的新一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，各廠商宣布支持OSI，爭相研制符合OSI的產(chǎn)品，推動了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，如果沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)），異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連困難。4標(biāo)準(zhǔn)化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)10三、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1。通信。通信2。共享信息。共享信息信息交換、電子郵件、信息交換、電子郵件、 IP電話等。電話等。通過網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)共享共享分散在各地的有用分散在各地的有用信息。信息。3。共享軟

4、件。共享軟件共享共享網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)絡(luò)上軟件，節(jié)省軟件費(fèi)用。軟件，節(jié)省軟件費(fèi)用。114。共享硬件。共享硬件共享共享網(wǎng)絡(luò)上費(fèi)用昂貴的網(wǎng)絡(luò)上費(fèi)用昂貴的硬件設(shè)備硬件設(shè)備。6。協(xié)同工作，分擔(dān)負(fù)荷。協(xié)同工作，分擔(dān)負(fù)荷5。提高可靠性。提高可靠性網(wǎng)絡(luò)上計算機(jī)可以網(wǎng)絡(luò)上計算機(jī)可以互為后備互為后備；可從網(wǎng)絡(luò)上；可從網(wǎng)絡(luò)上不同路徑訪問不同路徑訪問所需計算機(jī)，提高可靠性。所需計算機(jī)，提高可靠性。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.1.按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類 范圍在幾公里內(nèi)范圍在幾公里內(nèi) 傳輸速率傳輸速率:0.1 -1000:0.1 -1000MbpsMbps 局域網(wǎng)局域網(wǎng)( (LAN)LAN)一個

5、單位一個單位主要特征：主要特征：1 1）它跨越物理上有限的距離，一般在）它跨越物理上有限的距離，一般在1010公里以內(nèi)公里以內(nèi)2 2）以短距離獲取高數(shù)據(jù)率。）以短距離獲取高數(shù)據(jù)率。3 3）它們?yōu)橐粋€單位擁有。）它們?yōu)橐粋€單位擁有。 范圍從幾千至幾萬公里范圍從幾千至幾萬公里 傳輸速率傳輸速率:0.1 :0.1 MbpsMbps 左右左右城域網(wǎng)城域網(wǎng)( (MAN)MAN) 范圍從幾公里至幾十公里范圍從幾公里至幾十公里 傳輸速率傳輸速率:50 :50 MbpsMbps 左右左右?guī)讉€國家?guī)讉€國家它是采用長距離的電話連接、衛(wèi)星連接、微它是采用長距離的電話連接、衛(wèi)星連接、微波傳送或其它長距離傳導(dǎo)連接的網(wǎng)絡(luò)

6、。波傳送或其它長距離傳導(dǎo)連接的網(wǎng)絡(luò)。介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一為幾公里到幾介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一為幾公里到幾十公里范圍，多為市內(nèi)較大單位或公司等使十公里范圍，多為市內(nèi)較大單位或公司等使用用2. 2. 按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類 網(wǎng)絡(luò)物理連接的構(gòu)型便稱為拓?fù)浣Y(jié)網(wǎng)絡(luò)物理連接的構(gòu)型便稱為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、總線型、環(huán)構(gòu)。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、總線型、環(huán)型、樹型等。型、樹型等。 l拓?fù)渫負(fù)?將實體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的點(diǎn)將實體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的點(diǎn)，將連接實體的線路抽象成線，進(jìn)而研究點(diǎn)，將連接實體的線路抽象成線，進(jìn)而研究點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系。、線、面之間的關(guān)系。

7、l計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x 通過網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)與通信線路之間的幾何關(guān)通過網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)與通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各實體間的系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各實體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。主要指結(jié)構(gòu)關(guān)系。主要指通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)型。的拓?fù)錁?gòu)型。l網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計的重要性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計的重要性 是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，對是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)性網(wǎng)絡(luò)性能能、系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)可靠性與與通信費(fèi)用通信費(fèi)用有很大影響。有很大影響。16 星型結(jié)構(gòu)是以一個結(jié)點(diǎn)為中心的處理系統(tǒng)，各類入網(wǎng)設(shè)備均與該中心結(jié)點(diǎn)通過鏈路直接相連，其它結(jié)點(diǎn)之間不能直接通信，由中央結(jié)點(diǎn)對各入網(wǎng)設(shè)備間的通信和信息交換實施

8、集中控制和管理。中央節(jié)點(diǎn)a、星型結(jié)構(gòu)l常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)17優(yōu)點(diǎn)： 高度的集中控制易于網(wǎng)絡(luò)管理 故障判斷和隔離容易 比較容易擴(kuò)展缺點(diǎn)： 費(fèi)用較高中央節(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)可靠性的瓶頸18 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將網(wǎng)絡(luò)中的各個結(jié)點(diǎn)按順序連接形成封閉的環(huán)形。任意兩個結(jié)點(diǎn)間只有一條通路，數(shù)據(jù)只能按一個方向傳輸。b、環(huán)型結(jié)構(gòu)19缺點(diǎn)： 可靠性較差 故障檢測困難 維護(hù)麻煩，不易重新配置和擴(kuò)展 單環(huán)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)只能單向傳輸優(yōu)點(diǎn)： 容易安裝和監(jiān)控 實時性強(qiáng) 結(jié)構(gòu)簡單20 總線型結(jié)構(gòu)是將所有入網(wǎng)的計算機(jī)均接到一條通信線路上。網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)共享一條數(shù)據(jù)通道（總線）。計算機(jī)計算機(jī)計算機(jī)計算機(jī)計算機(jī)計算機(jī)端接器端接器收發(fā)器總線c

9、、總線型結(jié)構(gòu)21優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)建靈活簡單 費(fèi)用較低 易于擴(kuò)展缺點(diǎn)： 故障診斷和隔離比較困難 效率較低 維護(hù)難度大、總線上任一時間只有一組數(shù)據(jù)傳送。 兩個計算機(jī)之間或終端與計算機(jī)之間的通兩個計算機(jī)之間或終端與計算機(jī)之間的通信，是計算機(jī)與通信線路相結(jié)合，完成編信，是計算機(jī)與通信線路相結(jié)合，完成編碼信息的傳輸、轉(zhuǎn)接、存儲和處理的通信碼信息的傳輸、轉(zhuǎn)接、存儲和處理的通信技術(shù)技術(shù)通信線路和數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備將本地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備和分布在遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備連接起來，執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，完成傳輸、收集和分配數(shù)據(jù) 凡具有一定編碼、格式和位長要求的數(shù)字信息稱為數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息在一般的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，數(shù)在一般的數(shù)據(jù)通信系

10、統(tǒng)中，數(shù)據(jù)信息的編碼、格式、位長要據(jù)信息的編碼、格式、位長要求統(tǒng)一求統(tǒng)一數(shù)字信號和模擬信號數(shù)字信號和模擬信號 數(shù)字信號通常用一個脈沖表示一位二進(jìn)數(shù)字信號通常用一個脈沖表示一位二進(jìn)制數(shù)，而電話線設(shè)計傳輸?shù)氖沁B續(xù)電波，這制數(shù)，而電話線設(shè)計傳輸?shù)氖沁B續(xù)電波，這樣信號屬于模擬信號。在通信系統(tǒng)中就須要樣信號屬于模擬信號。在通信系統(tǒng)中就須要進(jìn)行數(shù)字信號與模擬信號之間的轉(zhuǎn)換。進(jìn)行數(shù)字信號與模擬信號之間的轉(zhuǎn)換。一、信號類型通通信信設(shè)設(shè)備備計算計算機(jī)或機(jī)或終端終端數(shù)字信號數(shù)字信號模擬信號模擬信號通通信信設(shè)設(shè)備備計算計算機(jī)或機(jī)或終端終端數(shù)字信號數(shù)字信號軟件完成信息的收完成信息的收/發(fā)與轉(zhuǎn)換發(fā)與轉(zhuǎn)換 通信信道通信信

11、道 模擬信號模擬信號 采用帶寬表示傳輸信息的能力，單位Hz 數(shù)字信號數(shù)字信號 采用傳輸速率表示通信線路數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，單位bps30單工通信單工通信-數(shù)據(jù)沿單方向傳送（如：數(shù)據(jù)沿單方向傳送（如：有線電視信號）有線電視信號）數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸過過程程半雙工通信半雙工通信-數(shù)據(jù)沿兩個方向傳送，數(shù)據(jù)沿兩個方向傳送，但同一時刻只能沿一個方向傳送但同一時刻只能沿一個方向傳送（如：對講機(jī)）（如：對講機(jī)）全雙工通信全雙工通信-數(shù)據(jù)同時沿兩個方向數(shù)據(jù)同時沿兩個方向傳送（如電話系統(tǒng)傳送（如電話系統(tǒng)）二、數(shù)據(jù)傳輸方向313233串行通信：B7B6B5B4B3B2B1B0并行通信：B0B1B2B3B4B5B6B7B0

12、B1B2B3B4B5B6B7三、三、串行通信與并行通信串行通信與并行通信 異步傳輸異步傳輸 一次傳送一個字符，每個字符前面加起始碼，后面加停止碼 同步傳輸同步傳輸 以數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)塊前面加起始標(biāo)志，后面加停止標(biāo)志四、四、數(shù)據(jù)傳輸方法數(shù)據(jù)傳輸方法35 考察傳輸介質(zhì)的能力超過單一信號的情況，例如，兩臺計算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)僅需要1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率就夠了，但是傳輸介質(zhì)提供了10Mbps的能力，這時考慮利用傳輸介質(zhì)的能力，同時傳輸多個信號，即多路復(fù)用技術(shù)。五、五、多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)36頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用多路復(fù)用器多路復(fù)用器37時分多路復(fù)用時分多路復(fù)用2 1 3

13、2 1 3 2 1 3多路復(fù)用器多路復(fù)用器 線路交換 報文交換 分組交換數(shù)據(jù)交換-數(shù)據(jù)從源結(jié)點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過若干中間結(jié)點(diǎn)達(dá)到目的地的過程六、六、數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù) 線路交換線路交換 通過中間節(jié)點(diǎn)建立一條專用通路而實現(xiàn)兩臺設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)交換經(jīng)過線路建立、數(shù)據(jù)傳送、線路拆除。 報文交換報文交換 以報文為信息交換的一個單位進(jìn)行發(fā)送，將接受報文的目的地址附加在報文上，通過中間節(jié)點(diǎn)一站一站地傳下去直到目的地。 分組交換分組交換 分組是一個固定長度地數(shù)據(jù)單元，長的報文被分為幾個固定長度的單元。 分組交換是吸收線路交換和報文交換的特點(diǎn)而形成的一種方法。傳輸信號的途徑，傳輸信號的途徑，信道也稱為線路

14、信道也稱為線路1.1.信道的分類信道的分類有線信道有線信道無線信道無線信道信道信道按發(fā)送方與接收方是否有可見的物理通線線路有哪些種類?傳輸介質(zhì)是自由空間* *數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和和模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)* *傳輸速率傳輸速率離散的離散的, ,用一個脈沖用一個脈沖表示一位二進(jìn)制數(shù)表示一位二進(jìn)制數(shù)( (D)D)連續(xù)的連續(xù)的, ,用模擬用模擬電量表示電量表示(A)(A)為了能夠借助電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)為了能夠借助電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信通信, ,需進(jìn)行需進(jìn)行A-DA-D或或D-D-A A的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換, ,轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)換設(shè)備調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器45計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成2.傳輸介質(zhì)3.網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議4.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議4

15、6計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)軟件客戶機(jī)和服務(wù)器計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備網(wǎng)卡(NIC)集線器(HUB)網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋MODEM和多路復(fù)用器路由器(Router)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)雙絞線、同軸電纜、光纜和無線網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)硬件 計算機(jī)系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備計算機(jī)系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)軟件 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 服務(wù)器服務(wù)器 具有較強(qiáng)計算功能和豐富的信息資源的具有較強(qiáng)計算功能和豐富的信息資源的高檔計算機(jī)，面向網(wǎng)絡(luò)客戶提供服務(wù)，并負(fù)責(zé)高檔計算機(jī)，面向網(wǎng)絡(luò)客戶提供服務(wù)，并負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理。對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理。l客戶機(jī)客戶機(jī) 連接在網(wǎng)絡(luò)上的個人計算

16、機(jī)，保持原有連接在網(wǎng)絡(luò)上的個人計算機(jī)，保持原有的計算機(jī)功能，同時又可以按照被授予的一定的計算機(jī)功能，同時又可以按照被授予的一定權(quán)限訪問服務(wù)器。權(quán)限訪問服務(wù)器。l雙絞線雙絞線 便宜便宜, ,適用與低速、中速適用與低速、中速局域網(wǎng)、公共數(shù)據(jù)網(wǎng)局域網(wǎng)、公共數(shù)據(jù)網(wǎng)有線信道有線信道 尺寸小、重量輕，傳輸速度快尺寸小、重量輕，傳輸速度快貴、性能好！用于高貴、性能好！用于高速傳輸，可以傳送語速傳輸，可以傳送語音、圖象信息音、圖象信息l光纖光纖 包括衛(wèi)星包括衛(wèi)星通信和微波通信和微波通信，用于通信，用于遠(yuǎn)程通信遠(yuǎn)程通信53衛(wèi)星通信 若中繼站設(shè)在赤道上空的同步衛(wèi)星上，則形成衛(wèi)星通信。（波長3GHz)無線通信微波通

17、信微波指波長為1GHz的電磁波，只能直線傳播，遠(yuǎn)程通信時必須設(shè)中繼站。無線介質(zhì)波長為1M-3GHz的電磁波。1 1 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器調(diào)制：調(diào)制：D AD A解解調(diào)：調(diào)：A DA D內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器外置調(diào)制解調(diào)器外置調(diào)制解調(diào)器56客戶機(jī)服務(wù)器網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送2。 網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)適配器）57工作站服務(wù)器集線器(HUB)工作站放大信號，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)3。 集線器（HUB）58網(wǎng)橋4。 網(wǎng)橋（Bridge） 網(wǎng)橋是連接兩個相同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備。作網(wǎng)橋是連接兩個相同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備。作用是隔離和轉(zhuǎn)發(fā)。用是隔離和轉(zhuǎn)發(fā)。595.路由器（Router）路由器又稱為網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)

18、關(guān)，用于多個網(wǎng)絡(luò)的互連。路由器路由器廣域網(wǎng)路由器l網(wǎng)橋用于連接兩個局域網(wǎng)，而路由器可以連接兩個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)：局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)或城域網(wǎng)。從而形成交互式網(wǎng)絡(luò)。60 網(wǎng)關(guān)又稱為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其作用是使兩網(wǎng)關(guān)又稱為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其作用是使兩個網(wǎng)絡(luò)互相連接并通信。個網(wǎng)絡(luò)互相連接并通信。 網(wǎng)關(guān)通常是安裝了必要軟件的計算機(jī)。網(wǎng)關(guān)通常是安裝了必要軟件的計算機(jī)。 網(wǎng)關(guān)能夠理解連接的每個網(wǎng)絡(luò)所使用的網(wǎng)關(guān)能夠理解連接的每個網(wǎng)絡(luò)所使用的協(xié)議，因此能在兩個網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行翻譯。協(xié)議，因此能在兩個網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行翻譯。6。 網(wǎng)關(guān)61對網(wǎng)絡(luò)中所有軟硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供使用網(wǎng)絡(luò)資源的有效手段的程序集合。共享設(shè)備多用戶文件讀

19、寫管理名字服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全容錯多協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)互連電子郵件基 本 功 能：四、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)1.1.網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型和各網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型和各層協(xié)議的集合定義為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。層協(xié)議的集合定義為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。7 7 應(yīng)用層應(yīng)用層6 6 表示層表示層5 5 會話層會話層4 4 傳遞層傳遞層3 3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層2 2數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層1 1 物理層物理層1984年國際標(biāo)準(zhǔn)組織年國際標(biāo)準(zhǔn)組織（）提出的開放系統(tǒng)）提出的開放系統(tǒng)互聯(lián)（互聯(lián)（）參考模型參考模型，由由7層組成層組成。 7 7 應(yīng)用層應(yīng)用層6 6 表示層表示層5 5 會話層會話層4 4 傳輸層傳輸層3 3

20、 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層2 2數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層1 1 物理層物理層是是最高層最高層，用戶與網(wǎng)絡(luò)的接口，用戶與網(wǎng)絡(luò)的接口解決網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用問題解決網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用問題解決與網(wǎng)絡(luò)的信號傳解決與網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸問題（保證數(shù)據(jù)無差錯輸問題（保證數(shù)據(jù)無差錯傳輸?shù)侥康模﹤鬏數(shù)侥康模?是是最低層最低層，傳輸數(shù)據(jù)的物理線路（雙，傳輸數(shù)據(jù)的物理線路（雙絞線、光纖等）解決實際的信號傳輸。數(shù)絞線、光纖等）解決實際的信號傳輸。數(shù)據(jù)是比特流（由據(jù)是比特流（由0 0或或1 1組成）。組成）。7 7 應(yīng)用層應(yīng)用層6 6 表示層表示層5 5 會話層會話層4 4 傳輸層傳輸層最高層最高層, ,用戶與網(wǎng)絡(luò)的接口，直接為用戶提供服務(wù)用戶與網(wǎng)絡(luò)的接口

21、，直接為用戶提供服務(wù), ,應(yīng)用層包含用戶應(yīng)用程序執(zhí)行通信任務(wù)所需要的協(xié)應(yīng)用層包含用戶應(yīng)用程序執(zhí)行通信任務(wù)所需要的協(xié)議和功能，如電子郵件和文件傳輸?shù)茸h和功能，如電子郵件和文件傳輸?shù)葍蓚€終端的用戶所用的代碼、文件格式和編碼可以兩個終端的用戶所用的代碼、文件格式和編碼可以不一致，由表示層負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換。不一致，由表示層負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換。這一層類似于在國際這一層類似于在國際大會上使用大會上使用“譯音器譯音器”，使與會者聽到的都是本國，使與會者聽到的都是本國語言的會議發(fā)言。另外，表示層的另一功能是完成語言的會議發(fā)言。另外，表示層的另一功能是完成數(shù)據(jù)加密和解密，還包括數(shù)據(jù)的壓縮與解壓。數(shù)據(jù)加密和解密，還包括數(shù)據(jù)的壓縮與

22、解壓。該層負(fù)責(zé)會話的管理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐健拰咏ㄔ搶迂?fù)責(zé)會話的管理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。會話層建立和驗證用戶之間的連接，包括口令和登錄確認(rèn)，立和驗證用戶之間的連接，包括口令和登錄確認(rèn)，同時負(fù)責(zé)糾正錯誤、出錯控制、會話控制、遠(yuǎn)程過同時負(fù)責(zé)糾正錯誤、出錯控制、會話控制、遠(yuǎn)程過程調(diào)用等功能。即相當(dāng)于：輪到誰講話，從何處講？程調(diào)用等功能。即相當(dāng)于：輪到誰講話，從何處講？傳輸層負(fù)責(zé)整個消息從信源到信宿（端到端）的傳輸層負(fù)責(zé)整個消息從信源到信宿（端到端）的傳遞過程，同時保證整個消息無差錯、按順序地傳遞過程，同時保證整個消息無差錯、按順序地到達(dá)目的地。傳輸控制協(xié)議到達(dá)目的地。傳輸控制協(xié)議TCPTCP是由傳輸層

23、提供是由傳輸層提供的，保證數(shù)據(jù)無差錯傳輸。的，保證數(shù)據(jù)無差錯傳輸。3 3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層2 2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層鏈路層1 1 物理層物理層解決實際的信號傳輸解決實際的信號傳輸, ,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是比特流（由傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是比特流（由0 0或或1 1組成）物理層負(fù)責(zé)線路的連接（可以用雙絞線、組成）物理層負(fù)責(zé)線路的連接（可以用雙絞線、光纖等）。并把需要傳送的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢栽趯嵐饫w等）。并把需要傳送的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢栽趯嶋H線路上運(yùn)動的物理信號，如電脈沖。插頭插座際線路上運(yùn)動的物理信號，如電脈沖。插頭插座的規(guī)格、調(diào)制解凋器都屬于這一層。的規(guī)格、調(diào)制解凋器都屬于這一層。負(fù)責(zé)在連接的兩臺計算機(jī)進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)據(jù)流的正負(fù)責(zé)在連

24、接的兩臺計算機(jī)進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)據(jù)流的正確傳輸，并進(jìn)行差錯檢測和流量控制。該層利用確傳輸，并進(jìn)行差錯檢測和流量控制。該層利用一種機(jī)制保證信息不丟失、不重復(fù)一種機(jī)制保證信息不丟失、不重復(fù)( (例如，加上信例如，加上信息校驗碼息校驗碼) )；接收方對于收到的信息予以答復(fù)，發(fā)；接收方對于收到的信息予以答復(fù)，發(fā)送方經(jīng)過一段時間未接到答復(fù)則重發(fā)等等。送方經(jīng)過一段時間未接到答復(fù)則重發(fā)等等。網(wǎng)絡(luò)層具體負(fù)責(zé)傳輸?shù)穆窂?，包括選擇最佳路網(wǎng)絡(luò)層具體負(fù)責(zé)傳輸?shù)穆窂?，包括選擇最佳路徑，避開擁擠的路，即常說的路由選擇。是徑，避開擁擠的路，即常說的路由選擇。是OSIOSI參考模型七層中最復(fù)雜的一層。參考模型七層中最復(fù)雜的一層。2

25、.2.協(xié)議（協(xié)議（ProtocolProtocol）計算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信所需要共同遵守的語言規(guī)范。計算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信所需要共同遵守的語言規(guī)范。協(xié)議可以決定數(shù)據(jù)包的大小，報頭中的信息（源地址、協(xié)議可以決定數(shù)據(jù)包的大小，報頭中的信息（源地址、目標(biāo)地址等）以及數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)包中的存儲方式。通信目標(biāo)地址等）以及數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)包中的存儲方式。通信雙方必須了解這些規(guī)則才能進(jìn)行成功的傳輸，如果任雙方必須了解這些規(guī)則才能進(jìn)行成功的傳輸，如果任何一臺設(shè)備都沒有安裝一種通用的協(xié)議，它們之間就何一臺設(shè)備都沒有安裝一種通用的協(xié)議，它們之間就無法通信。無法通信。 因特網(wǎng)（Internet）是一個遵循一定協(xié)議自由發(fā)展的國際

26、互聯(lián)網(wǎng)，它利用覆蓋全球的通訊系統(tǒng)使各類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而實現(xiàn)智能化的信息交流和資源共享。 Internet是世界上規(guī)模最大、用戶最多、影響最大的計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。Internet源自于美國國防部的ARPANet計劃。l1981年ARPA分成兩個網(wǎng)絡(luò)，即ARPANet和MILNetl1986年美國國家科學(xué)基金會NSF使用TCP/IP協(xié)議建立 NSFNET網(wǎng)絡(luò)；l1990年7月，NSFNet取代了ARPANet；l1992年美國高級網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司ANS組建了ANSNNet。1997年美國開始實施下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計劃。 客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server簡稱CS）系統(tǒng)計算模式是因特網(wǎng)最重要的

27、應(yīng)用技術(shù)之一，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是把一個大型的計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)變?yōu)槎鄠€能互為獨(dú)立的子系統(tǒng)，而服務(wù)器便是整個應(yīng)用系統(tǒng)資源的存儲和管理中心，系統(tǒng)中的多臺客戶機(jī)則向服務(wù)器提出數(shù)據(jù)請求和服務(wù)請求，共同實現(xiàn)完整的應(yīng)用。 TCP/IP TCP/IP協(xié)議是一種網(wǎng)際互聯(lián)通信協(xié)協(xié)議是一種網(wǎng)際互聯(lián)通信協(xié)議，是傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)際協(xié)議（議，是傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)際協(xié)議（Transmission Control Transmission Control Protocol/Internet ProtocolProtocol/Internet Protocol）的簡稱。）的簡稱。IPIP是基本，是基本，TCPTCP建立在建立在IPIP之

28、上。之上。TCPTCP協(xié)議用協(xié)議用于在應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù)，于在應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù)，IPIP協(xié)議用于協(xié)議用于在程序、主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)。在程序、主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)。 TCP TCPIPIP協(xié)議族把整個協(xié)議分成網(wǎng)協(xié)議族把整個協(xié)議分成網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層4 4個個層次。層次。 網(wǎng)絡(luò)接口層：負(fù)責(zé)接收和發(fā)送物理幀。網(wǎng)絡(luò)接口層：負(fù)責(zé)接收和發(fā)送物理幀。 網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信。網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信。 傳輸層：負(fù)責(zé)起點(diǎn)到終端的通信。傳輸層：負(fù)責(zé)起點(diǎn)到終端的通信。 應(yīng)用層：提供諸如文件傳輸、電子郵應(yīng)用層：提供諸如文件傳輸、電子郵件等應(yīng)用程序，把數(shù)據(jù)

29、以件等應(yīng)用程序，把數(shù)據(jù)以TCP/IPTCP/IP協(xié)議方式從協(xié)議方式從一臺計算機(jī)傳送到另一臺計算機(jī)。一臺計算機(jī)傳送到另一臺計算機(jī)。 OSI分層模式分層模式TCP/IP分層模式分層模式TCP/IP常用協(xié)議常用協(xié)議應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層DNS HTTP SMTP POP TELNET FTP NFS表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層傳輸層傳輸層TCP UDP網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層IP ICMP ARP RARP數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層Ethernet ATM FDDI ISDN TDMA X.25物理層物理層TCP/IP協(xié)議分層與協(xié)議分層與OSI分層對比分層對比 TCP/IP TCP/

30、IP協(xié)議族中包括上百個互為關(guān)聯(lián)的協(xié)議族中包括上百個互為關(guān)聯(lián)的協(xié)議，不同功能的協(xié)議分布在不同的協(xié)議層協(xié)議，不同功能的協(xié)議分布在不同的協(xié)議層，幾個常用協(xié)議為：，幾個常用協(xié)議為： Telnet Telnet：提供遠(yuǎn)程登錄功能。：提供遠(yuǎn)程登錄功能。 FTPFTP：遠(yuǎn)程文件傳輸協(xié)議。：遠(yuǎn)程文件傳輸協(xié)議。 SMTPSMTP：簡單郵政傳輸協(xié)議。：簡單郵政傳輸協(xié)議。 NFSNFS：網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器。：網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器。 UDPUDP：用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議。：用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議。 Internet Internet上的主機(jī)之間要進(jìn)行通信，上的主機(jī)之間要進(jìn)行通信，則每臺主機(jī)之間都必須由一個惟一的地址則每臺主機(jī)之間都必須由一個惟

31、一的地址以區(qū)別于其他主機(jī)，這個地址就是以區(qū)別于其他主機(jī)，這個地址就是InternetInternet地址，也稱為地址，也稱為IPIP地址。地址。 一個一個IPIP地址由地址由4 4個字節(jié)（個字節(jié)（3232位）組成位）組成，平均分成，平均分成4 4段，每段段，每段8 8位，每段的取值范位，每段的取值范圍為圍為0 0255255，段與段之間用圓點(diǎn)分開。，段與段之間用圓點(diǎn)分開。 IP IP地址有兩種表示方法：二進(jìn)制表示地址有兩種表示方法：二進(jìn)制表示和十進(jìn)制表示。和十進(jìn)制表示。7600000000 00000000 00000000 0000000011111111111111111111111111

32、1111110 0 00 0 00 0 00 0 02 5 52 5 52 5 52 5 5為了便于書寫和理解，采用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，兩個字節(jié)中間用“.”分割。IP地址采用分層結(jié)構(gòu)，由網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址組成，地址長32位，分為4個字節(jié)。77網(wǎng)絡(luò)地址+主機(jī)地址33網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號例如：1 是網(wǎng)絡(luò)教室服務(wù)器的IP地址，33 是北京電信局主機(jī)服務(wù)器。 IP IP地址共分為地址共分為5 5類：類：A A類、類、B B類、類、C C類、類、D D類類和和E E類。其中類。其中A A類、類、B B類、類、C C類地址經(jīng)常使用，類地址經(jīng)常使用，稱為稱為IP

33、IP主類地址，主類地址，D D類和類和E E類地址被稱為類地址被稱為IPIP次次類地址。類地址。 IP地址分類 79 A A類地址類地址用用8 8位表示網(wǎng)絡(luò)地址，其最高位位表示網(wǎng)絡(luò)地址，其最高位為為0 0，有效的網(wǎng)絡(luò)地址范圍是，有效的網(wǎng)絡(luò)地址范圍是1 1126126，即，即有有126126個個A A類網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)地址有類網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)地址有2424位，位，A A類類地址適用于主機(jī)較多的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)地址地址適用于主機(jī)較多的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)地址有（有（2 22424-2-2）=16,777,214=16,777,214個。個。 B B類地址類地址用用1616位表示網(wǎng)絡(luò)地址，最左邊兩位表示網(wǎng)絡(luò)地址，最左邊兩位是位

34、是1010，主機(jī)地址，主機(jī)地址1616位，位，B B類網(wǎng)絡(luò)可以有類網(wǎng)絡(luò)可以有 2 214 14 個，每個網(wǎng)絡(luò)中可以有（個，每個網(wǎng)絡(luò)中可以有（2 21616-2-2）=65534=65534個主機(jī)，這是一個中型網(wǎng)絡(luò)。個主機(jī)，這是一個中型網(wǎng)絡(luò)。80 C C類地址類地址用用2424位表示網(wǎng)絡(luò)地址，其最位表示網(wǎng)絡(luò)地址，其最左邊左邊3 3位為位為110110，即有，即有2 22121=2,097,152=2,097,152個個C C類網(wǎng)絡(luò)。類網(wǎng)絡(luò)。C C類網(wǎng)絡(luò)中可以有（類網(wǎng)絡(luò)中可以有（2 28 8-2-2）= 254 = 254 臺主機(jī)，臺主機(jī)，C C類網(wǎng)絡(luò)屬于小型網(wǎng)類網(wǎng)絡(luò)屬于小型網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)。 根據(jù)過去分

35、配數(shù)據(jù)的預(yù)測模型，如果全球IPv4地址還是以現(xiàn)行的分配政策分配，所剩IPv4地址將在2012年前后耗盡。 最本質(zhì)的改進(jìn)：幾乎無限的地址空間地址長度從32位擴(kuò)展到128位IPv4的地址數(shù)40億左右IPv6提供的地址數(shù):340,282,266,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 IPv6讓地球上每粒沙子都擁有了一個IP地址IPv6IPv6地址格式地址格式 IPv6地址 = 前綴 + 接口標(biāo)識前綴：相當(dāng)于v4地址中的網(wǎng)絡(luò)ID 接口標(biāo)識：相當(dāng)于v4地址中的主機(jī)ID 128位長用冒號將128比特分割成8個2字節(jié)的部分，每個部分包括4位的16進(jìn)制數(shù)字 地址前綴長

36、度用“/+數(shù)字”來表示舉例：舉例：3ffe:3700:1100:0001:d9e6:0b9d:14c6:45ee/6484IPIP地址難記憶，可用有意義的符號名稱（稱為主機(jī)地址難記憶，可用有意義的符號名稱（稱為主機(jī)域名）代替域名）代替 主機(jī)域名主機(jī)域名由由. .分隔的若干個字符串組成分隔的若干個字符串組成如：如：mh mh mh . bit . edu . cn 計算機(jī)名 . 北理工 . 教育部門 . 中國頂級域名(世界統(tǒng)一)二級域名(國家統(tǒng)一)85由域名管理系統(tǒng)DNS（Domain Name System）完成域名與IP地址的轉(zhuǎn)換Intern

37、et上主機(jī)的名字例：為北京電信局主機(jī)服務(wù)器的域名 86 計算機(jī)主機(jī)名.網(wǎng)絡(luò)名.最高層域名 常用的最高層域名:.com(商業(yè)),.edu(教育),.mil(軍事),.gov(政府)按國別設(shè)置的域名:.cn(中國),.uk(英國),.au(澳大利亞),us(美國),hk(香港)com商業(yè)機(jī)構(gòu)商業(yè)機(jī)構(gòu)edu教育教育gov政府機(jī)構(gòu)政府機(jī)構(gòu)org非盈利性機(jī)構(gòu)非盈利性機(jī)構(gòu)mil軍事機(jī)構(gòu)軍事機(jī)構(gòu)net網(wǎng)絡(luò)資源或組織網(wǎng)絡(luò)資源或組織最高層域名分為兩大類：機(jī)構(gòu)性域名和地理性最高層域名分為兩大類：機(jī)構(gòu)性域名和地理性域名。域名。 地理域指明了該域名源自的國家或地區(qū)，地理域指明了該域名源自的國家或地區(qū)，幾乎都是兩個字母

38、的國家代碼。例如幾乎都是兩個字母的國家代碼。例如CN代表中代表中國的地理域，國的地理域，JP代表日本，代表日本，DE代表德國，代表德國，HK代表香港，代表香港，TW代表臺灣等等。對于美國以外代表臺灣等等。對于美國以外的主機(jī)，其最高層次域名基本上都是按地理域的主機(jī)，其最高層次域名基本上都是按地理域命名的。命名的。中國中國70人民郵電出版社商業(yè)機(jī)構(gòu)WWW服務(wù)教育科研網(wǎng)北京理工大學(xué)電子公告版了解域名：從右向左看，子域越來越專門化903。統(tǒng)一資源定位器（URL）在Internet的每臺服務(wù)器中都有很多頁面，用戶是借助統(tǒng)一資源定位符(URLUniform Res

39、ource Locators)找到所請求的頁面。URL由三部分組成：協(xié)議：/主機(jī)域名/路徑/文件名。91傳輸協(xié)議 http 超文本傳輸 ftp 文件傳輸http:/ 萬維網(wǎng)（萬維網(wǎng)（WWWWWW） 電子郵件（電子郵件（E-mailE-mail） 文件傳輸協(xié)議（文件傳輸協(xié)議（FTPFTP） 遠(yuǎn)程登錄（遠(yuǎn)程登錄（TelnetTelnet） 電子商務(wù)（電子商務(wù)（Electronic BusinessElectronic Business） 電子論壇（電子論壇（Electronic ForumElectronic Forum） 電子公告（電子公告（BBSBBS） 電子新聞（電子新聞（Usenet Ne

40、wsUsenet News） 網(wǎng)上網(wǎng)上IPIP電話電話 遠(yuǎn)程教育遠(yuǎn)程教育951。環(huán)球信息網(wǎng)（WWW） WWW(World Wide Web)又稱萬維網(wǎng)。把文本、聲音、圖象組織在超文本中，以頁面（網(wǎng)頁）形式存儲在服務(wù)器上，客戶通過瀏覽器（如IE）向服務(wù)器提出申請，服務(wù)器根據(jù)客戶的請求將保存在服務(wù)器中的頁面返回到客戶端，瀏覽器對返回的頁面進(jìn)行解釋，最終將圖、文、聲音等呈現(xiàn)給用戶。962。郵件服務(wù)E-Mail 為Internet用戶之間提供快速廉價的信件通信手段。主要功能： 郵件發(fā)送與接收 郵件閱讀與檢索 郵件回復(fù)與轉(zhuǎn)發(fā) 郵件管理973。文件傳輸（FTP File Transfer Protocol ）FTP為計算機(jī)之間雙向文件傳輸提供了一個有效的手段，多用于文件的下載。文件請求響應(yīng)控制連接服務(wù)器文件數(shù)據(jù)連接客戶機(jī)與