《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》課件第7章

7.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述

7.2信息技術(shù)的發(fā)展

7.3計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù)

7.4IP地址和域名系統(tǒng) 7.5局域網(wǎng)

7.6Internet

7.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

不同的人群對計算機網(wǎng)絡(luò)的含義和理解是不盡相同的。

7.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程

1．面向終端的計算機通信網(wǎng)

這一階段的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實質(zhì)上就是以單機為中心的聯(lián)機系統(tǒng)，是面向終端的計算機通信，如圖7-1所示。

7.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述圖7-1計算機通過電話線與遠程終端相連

2．分組交換網(wǎng)的出現(xiàn)

在“面向通信”的網(wǎng)絡(luò)的外圍，具有大量資源的主機系統(tǒng)(這些主機系統(tǒng)本身可能帶有大量用戶終端)直接連接到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點上，形成了以分組交換網(wǎng)為通信樞紐、以用戶系統(tǒng)(終端或主機)為資源集散場所的網(wǎng)絡(luò)格局。

3．計算機網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)的形成

計算機網(wǎng)絡(luò)是個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，要想使連接在網(wǎng)絡(luò)上的兩個計算機互相傳送文件，僅有一條傳送數(shù)據(jù)的通路是不夠的。

4．網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與高速網(wǎng)絡(luò)階段

5．下一代計算機網(wǎng)絡(luò)

7.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類

計算機網(wǎng)絡(luò)可以從不同角度進行分類，下面列出最常見的幾種分類方法。

1．按網(wǎng)絡(luò)分布范圍的大小進行分類

2．按交換方式分類

3．按通信方式分類

4．按傳輸介質(zhì)分類

5．按用途分類

7.2.1信息技術(shù)的發(fā)展趨勢

21世紀(jì)，信息技術(shù)將會朝著以下幾方面發(fā)展：

1．微電子向著高效能方向發(fā)展

2．計算機向著多極化方向發(fā)展

3．網(wǎng)絡(luò)向著高級化方向發(fā)展

7.2信息技術(shù)的發(fā)展7.2.2國家信息基礎(chǔ)設(shè)施

國家信息基礎(chǔ)設(shè)施NII(NationalInformationInfrastructure)是一個國家范圍的信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，它可連接政府、學(xué)校、工廠、企業(yè)、圖書館、博物館、科研機構(gòu)等的信息數(shù)據(jù)，使一個國家的人們可以共享資源，使任何人在任何地點、任何時間都可以把信息傳輸給世界上的另一個人，使人們通過信息的交流相互合作。7.3.1計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成和功能

1.計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成

計算機網(wǎng)絡(luò)要完成數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信兩大基本功能，它在結(jié)構(gòu)上分成兩個部分：負責(zé)數(shù)據(jù)處理的主計算機與終端以及負責(zé)數(shù)據(jù)通信處理的通信控制處理機與通信線路。通信子網(wǎng)相當(dāng)于通信服務(wù)提供者，資源子網(wǎng)相當(dāng)于通信服務(wù)使用者。計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖7-3所示。7.3計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù)圖7-3計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.計算機網(wǎng)絡(luò)的功能

(1)數(shù)據(jù)通信。

(2)資源共享。

(3)遠程傳輸。

(4)集中管理。

(5)實現(xiàn)分布式處理。7.3.2計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)

1．總線型網(wǎng)絡(luò)

總線型網(wǎng)絡(luò)通常用于小型的局域網(wǎng)。在總線型網(wǎng)絡(luò)中，計算機或其他設(shè)備連接到一條公用的總線上，各個計算機共用這一總線，而在任何兩臺計算機之間不再有其他連接，如圖7-4所示。圖7-4總線型網(wǎng)絡(luò)

2．環(huán)型網(wǎng)絡(luò)

環(huán)型網(wǎng)絡(luò)是將各個計算機與公共的纜線連接，纜線的兩端連接起來形成一個封閉的環(huán)，數(shù)據(jù)包在環(huán)路上以固定方向流動，如圖7-5所示。

3．星型網(wǎng)絡(luò)

星型網(wǎng)絡(luò)是由一中心點(如集線器)和計算機連接成網(wǎng)。集線器是網(wǎng)絡(luò)的中央布線中心，各計算機通過集線器和其他計算機通信，星型網(wǎng)絡(luò)又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)，如圖7-6所示。圖7-5環(huán)型網(wǎng)絡(luò)圖7-6星型網(wǎng)絡(luò)

4．樹型網(wǎng)絡(luò)

樹型網(wǎng)絡(luò)是總線型網(wǎng)絡(luò)和星型網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合體。在星型網(wǎng)絡(luò)中，幾個星型拓撲由總線型網(wǎng)絡(luò)的干線連接起來，如圖7-7所示。圖7-7樹型網(wǎng)絡(luò)

5．網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)是容錯能力最強的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)上的每個計算機(或某些計算機)與其他計算機有兩條以上的直接線路連接。網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)也稱為分布式網(wǎng)絡(luò)或格狀網(wǎng)，如圖7-8所示。圖7-8網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)7.3.3計算機網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)

1．計算機網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

2．計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

7.3.4計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的層次

若有一方從來沒有聽說過因特網(wǎng)，即使也能辨識聽到有關(guān)因特網(wǎng)內(nèi)容的聲音，但是雙方也無法交流，如圖7-9所示。

圖7-9

兩人通信涉及到的分層模型

OSI的體系結(jié)構(gòu)定義了一個七層模型，從下向上依次包括：物理層(PhysicalLayer)、數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer)、網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer)、傳輸層(TransportLayer)、會話層(SessionLayer)、表示層(PresentationLayer)和應(yīng)用層(ApplicationLayer)，如圖7-10所示。圖7-10OSI七層模型7.3.5TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和計算機網(wǎng)絡(luò)層次組成。目前在因特網(wǎng)中使用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)即層次結(jié)構(gòu)，由下向上分為四個層次：網(wǎng)絡(luò)接口層(NetworkInterfaceLayer)，網(wǎng)絡(luò)層(InternetLayer)，傳輸層(TransportLayer)和應(yīng)用層(ApplicationLayer)。TCP/IP協(xié)議層次如圖7-11所示。圖7-11TCP/IP協(xié)議與OSI參考模型

(1)網(wǎng)絡(luò)接口層。

(2)網(wǎng)絡(luò)層。

(3)傳輸層。

(4)應(yīng)用層。

TCP/IP協(xié)議與OSI模型的關(guān)系如圖7-12所示。圖7-12TCP/IP協(xié)議與OSI模型的關(guān)系7.3.6數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路，它將網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備互聯(lián)在一起。

1．有線通信介質(zhì)

1)雙絞線

因結(jié)構(gòu)不同，可分為無屏蔽雙絞線(UnshieldedTwisted-Pair，UTP)和屏蔽雙絞線(ShieldedTwisted-Pair，STP)，如圖7-13所示。屏蔽雙絞線比非屏蔽雙絞線增加了一個屏蔽層，能夠更有效地防止電磁干擾。圖7-13雙絞線雙絞線價格低廉，是一種廣泛使用的傳輸介質(zhì)，如家庭中的電話線。局域網(wǎng)也普遍采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)。

雙絞線使用RJ-45接頭連接網(wǎng)卡和交換機等通信設(shè)備，它包括4對雙絞線，如圖7-14所示。圖7-14RJ-45接頭

2)同軸電纜

同軸電纜由四層組成。最里層是一根銅或鋁的裸線，這是同軸電纜的導(dǎo)體部分；其上包裹著一層絕緣體，以防止導(dǎo)體與第三層短路；第三層是緊緊纏繞在絕緣體上的金屬網(wǎng)，用以屏蔽外界的電磁干擾；最外一層是用作保護的塑料外皮，如圖7-15所示。圖7-15同軸電纜

BNC系列連接器包括4種元件，分別是BNC纜線連接器，用于連接纜線端頭；BNCT型頭，用于連接網(wǎng)卡和纜線；BNC桶型連接器，用于連接兩根纜線；BNC端接器，用于吸收信號的反射波，如圖7-16所示。圖7-16BNC系列連接器

3)光導(dǎo)纖維

光導(dǎo)纖維簡稱光纖。光纖由內(nèi)向外分為核心、覆層和保護層3個部分。其核心是由極純凈的玻璃或塑膠材料制成的光導(dǎo)纖維芯，覆層也是由極純凈的玻璃或塑膠材料制成的，但它的折射率要比核心部分低。正是由于這一特性，如果到達核心表面的光，其入射角大于臨界角時，就會發(fā)生全反射。光線在核心部分進行多次全反射，達到傳導(dǎo)光波的目的。圖7-17描繪了光纖的基本原理。圖7-17光纖傳播的基本原理

2．無線通信介質(zhì)

(1)無線電短波通信。

(2)微波傳輸。

(3)紅外線。7.4.1IP地址和子網(wǎng)掩碼

1．IP地址

32位長的二進制數(shù)很不好記憶，一般將它按8位為一組，用小數(shù)點“.”將它們隔開，以十進制數(shù)形式表示出來，稱之為點分十進制。這樣，上述IP地址就可寫成表7-1所示形式。7.4IP地址和域名系統(tǒng)表7-1IP地址表示

2．IP地址的分類

IP地址按第一個字節(jié)的前幾位是0或1的組合，標(biāo)識為A、B、C、D、E五類地址，如圖7-18所示。

3．子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼

一個網(wǎng)絡(luò)上的所有主機都必須有相同的網(wǎng)絡(luò)ID，這是識別網(wǎng)絡(luò)主機屬于哪個網(wǎng)絡(luò)的根本方法。圖7-18IP地址類型7.4.2域名系統(tǒng)

1．域名空間結(jié)構(gòu)

域名地址空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖7-19所示。

圖7-19域名地址空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)

2．電子郵件地址標(biāo)識

3．域名解析服務(wù)

域名與IP地址的轉(zhuǎn)換如圖7-20所示。

圖7-20域名與IP地址的轉(zhuǎn)換7.4.3統(tǒng)一資源定位符URL

URL(UniformResourceLocate)是一種統(tǒng)一格式的Internet信息資源地址的標(biāo)識方法，URL的位置對應(yīng)在IE瀏覽器窗口中的地址欄，URL將Internet上提供的服務(wù)統(tǒng)一編址，URL的格式為協(xié)議服務(wù)類型：//主機域名［：端口號］/文件路徑/文件名URL由四部分組成，第一部分指出協(xié)議服務(wù)類型，第二部分指出信息所在的服務(wù)器主機域名，第三部分指出包含文件數(shù)據(jù)所在的精確路徑，第四部分指出文件名。URL中的服務(wù)類型見表7-2。表7-2URL服務(wù)類型7.5.1局域網(wǎng)概述

計算機局域網(wǎng)技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)中占有非常重要的地位。

7.5.2局域網(wǎng)的構(gòu)成

局域網(wǎng)通常由四部分組成：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站、通信設(shè)備和通信協(xié)議。

7.5局域網(wǎng)

1．網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

2．工作站

3．網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備

1)網(wǎng)絡(luò)適配器

2)集線器

3)傳輸介質(zhì)及附屬設(shè)備

4．通信協(xié)議

(1)?NetBEUI協(xié)議。

(2)?IPX/SPX及其兼容協(xié)議。

(3)TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)。7.5.3網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備

1．中繼器

2．網(wǎng)橋

3．路由器

4．網(wǎng)關(guān)

7.5.4以太網(wǎng)

1．以太網(wǎng)概述

2．以太網(wǎng)的連接

1)拓撲結(jié)構(gòu)

2)傳輸介質(zhì)

3)接口的工作模式

3．以太網(wǎng)的工作原理

7.6.1Internet應(yīng)用

因特網(wǎng)是一組全球信息資源的總匯。

7.6.2WWW的由來和特點

1989年，WorldWideWeb(縮寫為WWW)誕生于設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦的歐洲粒子物理研究中心(CERN)。

WWW采用B/S(Browse/