第一章、網絡的組建與運行(課件)

四川省成都市

龍泉驛區(qū)第一(dìyī)中學校信息中心李洋共八十七頁信息(xìnxī)課最最基本要求一、人、書、筆、學習(xuéxí)狀態(tài)不可少二、嚴禁喝的、吃的、垃圾進機房三、上下課起立，遵守課堂紀律四、整齊擺放凳子鼠標耳機鍵盤等五、愛護公共財產，有事舉手報告共八十七頁本學期主要(zhǔyào)內容一、網絡的組建(zǔjiàn)與運行二、因特網的接入與管理三、因特網的應用四、網站的開發(fā)（frontpage）*五、動態(tài)網頁的制作復習、拿下會考*六、網絡安全技術共八十七頁第一章、網絡(wǎngluò)的組建與運行1.1、認識(rènshi)計算機網絡1.2、不同的連接策略1.3、網絡中的數據通信1.4、網絡協(xié)議1.5、組建局域網共八十七頁1.1認識(rènshi)計算機網絡計算機技術通信技術20世紀60年代，美蘇冷戰(zhàn)期間，美國國防部領導的遠景研究規(guī)劃局ARPA提出要研制一種嶄新的網絡（阿帕網）來對付前蘇聯(lián)的核攻擊威脅。網絡，代表(dàibiǎo)著一項技術、一種應用，更代表(dàibiǎo)著一個時代！課堂快速閱讀（3分鐘）：1、P2橙色部分內容（了解什么是GSM，什么是SNS？）2、P3表1-1計算機網絡的應用及功能計算機網絡GlobalSystemforMobileCommunicationsSocialNetworkingServices共八十七頁如MSN、QQ等即時交流(jiāoliú)工具FTP文件(wénjiàn)下載、數字圖書館等ATM機、現(xiàn)代軍事運用等計算機網絡

數據通信資源共享分布控制分布處理計算機網絡三大功能共八十七頁計算機網絡(wǎngluò)多臺地理上分散(fēnsàn)的獨立計算機系統(tǒng)通信協(xié)議傳輸介質和網絡設備

即一臺臺連入網絡的計算機或手機等硬件實體雙方實體完成通信或服務所必須遵循的規(guī)則和約定網線、網卡、路由器、交換機等計算機網絡的組成共八十七頁

局域網LAN

覆蓋范圍不超過(chāoguò)10km辦公室、校園、廠區(qū)、工業(yè)園區(qū)等

城域網MAN廣域網WAN

覆蓋范圍10~60km，不超過100km

一個城市(chéngshì)的大型公司、政府機構等一般跨度超過100km

跨城市、跨地區(qū)、甚至跨國家按照網絡規(guī)模大?。醋饔梅秶┓诸愑嬎銠C網絡的分類共八十七頁1.2不同的連接(liánjiē)策略對等網圖示1不通過(tōngguò)交換機連接的對等網

計算機地位平等，既是資源訪問者，也是資源提供者共八十七頁對等網圖示2通過(tōngguò)交換機連接的對等網

計算機地位平等(píngděng)，既是資源訪問者，也是資源提供者共八十七頁服務器—客戶機網絡(wǎngluò)圖示服務器能向用戶提供(tígōng)更大量的資源和網絡服務共八十七頁1.2不同(bùtónɡ)的連接策略集中控制資源、提供組建大型(dàxíng)網絡的能力，具有更大的資源共享和網絡服務，安全性高……對等網服務器——客戶機網絡需要有專用的服務器和網絡操作系統(tǒng)，有的還要專職網絡管理員……優(yōu)點缺點根據需求選擇網絡網絡成本低、網絡配置和維護簡單……計算機資源占用大、數據備份困難、增加用戶使用負擔……共八十七頁網絡常用的傳輸介質(jièzhì)：（課本P8~P12）有線傳輸(chuánshū)介質無線傳輸介質雙絞線同軸電纜光纜微波紅外線無線電波（如藍牙）激光共八十七頁（1）雙絞線的主要(zhǔyào)特性屏蔽(píngbì)雙絞線STP和非屏蔽雙絞線UTP雙絞線結構示意圖主要用于10Mbps~100Mbps局域網，應用長度一般100米，電話線也是一種雙絞線。bps：比特率，比特/秒共八十七頁（2）同軸電纜的主要(zhǔyào)特性同軸電纜(tónɡzhóudiànlǎn)結構示意圖同軸電纜結構示意圖細纜和粗纜50Ω和75Ω共八十七頁（3）光纜(ɡuānɡlǎn)的主要特性原理(yuánlǐ)是光的全反射光導纖維結構與原理示意圖共八十七頁線纜連接器雙絞線：RJ-11（電話線）、RJ-45（網線）同軸電纜(tónɡzhóudiànlǎn)：BNC連接器光纖：光纖尾線接頭網絡接口適配器（俗稱“網卡”）網卡驅動程序無線傳輸介質(jièzhì)：微波、紅外線、無線電波、激光共八十七頁無線傳輸實例1：地面(dìmiàn)微波接力頻率(pínlǜ)：100MHz—10GHz地球與無線電波向各個方向傳播不同，微波傳送集中于某個方向，可以防止他人截取信號。共八十七頁與地面站相對固定(gùdìng)位置使用3個地球同步衛(wèi)星覆蓋全球。傳輸距離遠傳輸延遲時間長地球無線傳輸(chuánshū)實例2：衛(wèi)星通信共八十七頁常用(chánɡyònɡ)傳輸媒體的比較共八十七頁1.2.3網絡中的連接(liánjiē)設備如何(rúhé)組網：如果兩臺計算機在同一房間里，怎樣才能使它們連接起來？兩臺不同地點的計算機呢？三臺或三臺以上的計算機呢？共八十七頁中繼器作用：接收并復制(fùzhì)數據信號，保持其完整性。共八十七頁BACK集線器作用：共享傳輸(chuánshū)介質，廣播數據。共八十七頁BACK交換機作用：接收存儲(cúnchǔ)某端口數據包，傳送到目的端口。共八十七頁BACK路由器作用：實現(xiàn)不同網絡之間的互聯(lián)（指明從源網絡到目的(mùdì)網絡的路徑）。共八十七頁1.2.4網絡的拓撲(tuòpū)結構網路拓撲：網絡設備之間的連接方式(fāngshì)計算機網絡的拓撲結構是引用拓撲學中研究與大小形狀無關的點線關系的方法。把網絡中的計算機和通信設備抽象為一個點，把傳輸介質抽象為一條線，由點和線組成的幾何圖形就是計算機網絡的拓撲結構。即把網絡中的工作站和服務器等網絡單元抽象為“點”，網絡中的電纜等抽象為“線”。共八十七頁BACK

網絡拓撲：網絡設備之間的連接(liánjiē)方式，網絡拓撲圖忽略了網絡連線長度，只考慮結點的順序和位置，是網絡的一種簡化描述。共八十七頁

總線形結構(jiégòu)

星形結構環(huán)形結構網狀形結構網絡(wǎngluò)的拓撲結構

(P14)共八十七頁總線形(xiànxínɡ)結構

所有(suǒyǒu)節(jié)點都直接連接到總線上，兩端上有終結器。共八十七頁星形結構(jiégòu)網絡中有中央節(jié)點(jiédiǎn)，形成輻射形網絡結構共八十七頁環(huán)形(huánxínɡ)結構

各節(jié)點通過環(huán)路接口連接(liánjiē)在一條首尾相接的閉合環(huán)形通信線路中共八十七頁網狀形結構(jiégòu)

任一個節(jié)點都至少有兩條鏈路與其他節(jié)點相連，數據流向也沒有(méiyǒu)固定的方向共八十七頁BACK網形拓撲的特點及優(yōu)缺點

優(yōu)點(yōudiǎn)：1)應用廣泛；2)不受瓶頸問題和失效問題的影響。

缺點：1)結構較復雜，網絡協(xié)議也復雜，建設成本高。共八十七頁本節(jié)練習題：一、選擇題：1、如果希望把家中的一臺計算機與鄰居的一臺計算機連接起來進行聯(lián)網游戲，應選擇（

）組網方式。A、因特網B、對等網C、服務器—客戶機網絡D、廣域網2、主要應用于10Mbps到100Mbps局域網中，應用長度不超過100米的網絡，一般應選擇（）傳輸介質。A、光纜B、雙絞線C、同軸電纜D、電話線3、下列傳輸介質中能夠實現(xiàn)近距離與多種設備迅速互連的是()A、微波B、紅外線C、藍牙技術D、激光4、網絡中的所有的端節(jié)點都有各自的專用線路接入中央接點，形成(xíngchéng)輻射網絡構型屬于()結構。A、總線形B、星形C、環(huán)形D、網狀形BBCB共八十七頁5、計算機網絡所使用的傳輸介質(jièzhì)中，抗干攏能力最強的是（）

A、雙絞線B、超五類雙絞線C、電磁波D、光纜6、每一個多媒體電腦室或每一棟教學樓采取的網絡拓撲結構應選擇（）比較科學。

A總線型B環(huán)型C星型D蜂窩(fēngwō)拓撲結構7、若網絡形狀是由站點和連接站點的鏈路組成的一個閉合環(huán)，則稱這種拓撲結構為()

A.星形拓撲B.總線拓撲C.環(huán)形拓撲D.樹形拓撲8、屬于集中控制方式的網絡拓撲結構是()

A.星形結構B.環(huán)形結構C.總線結構D.樹形結構D

CCA共八十七頁9、以下(yǐxià)設備，哪一項不是網絡連接設備：（）

Ａ交換機Ｂ集線器Ｃ路由器Ｄ視頻采集卡10、計算機網絡中常見的傳輸(chuánshū)介質是：（）

A雙絞線B光纜C電話線D以上都是DD共八十七頁數據：不僅僅是指一些數字，還包括其它各種數值數據（如整數(zhěngshù)、定點數、浮點數）、字符數據（如英文字母、標點符號、運算符、括號、控制符等）、文字數據、圖形數據、圖像數據和聲音數據、動畫數據、視頻數據等。1.3.1數據通信的基本概念通信：把信息從A點傳到B點。（簡單的通信系統(tǒng)：兩個(liǎnɡɡè)紙杯+一根繩子，俗稱“土電話”、“通話器”）1.3網絡中的數據通信共八十七頁

在通信過程中，信息的傳遞是通過發(fā)送信號實現(xiàn)的。那么(nàme)，信號如何表示？又是如何傳遞的呢？通信(tōngxìn)信號聲音的傳遞：

聲波屬于一種模擬信號，能夠在空氣中傳播。通過一些裝置，可將聲波轉換為其他形式的信號，如：電波，電波可以在通信線路上傳遞。電話就是將人的聲音信號變換成電信號之后來傳遞的，接收時，再通過逆轉換裝置把電信號轉換為聲音信號。共八十七頁計算機是以數字信號來表示和存儲信息的。數字信號只有(zhǐyǒu)兩種狀態(tài)，數字上用“0”和“1”表示，電子電路上則用“高”和“低”電平來表示?？梢杂枚M制數字“0”和“1”來對信息進行編碼。傳送字符“A”相當于傳送一個與“01000001”相對應的一組數字信號波形。通信(tōngxìn)信號計算機中信息的傳遞：共八十七頁美國(měiɡuó)信息標準交換碼ASCII碼用來制訂計算機中每個符號對應的代碼，也叫做計算機的內碼。每個ASCII碼以一個字節(jié)Byte（８個二進制位bit）存儲(cúnchǔ)，從０到數字１２７代表不同的常用符號（字母、數字、標點符號、控制字符及其他字符）。如：大寫字母Ａ的ASCII碼是６５二進制表達式０１０００００１共八十七頁BACK共八十七頁模擬信號：信號(xìnhào)中沒有斷開或不連續(xù)的地方，如時間，溫度，電波，聲音；數字信號：信號僅取一些有限(yǒuxiàn)數目的值，如字符，二進制數，電脈沖。

共八十七頁調制解調器MODEM（P18）調制：把數字信號變換(biànhuàn)成模擬信號的過程。解調(jiědiào)：把模擬信號反變成數字信號的過程。一個MODEM包含數字信號和模擬信號相互轉換的雙向功能。計算機中處理的是數字信號，電話線上傳輸的是模擬信號。共八十七頁modemmodemModem的原理(yuánlǐ)圖示internet共八十七頁1.3.2信道(xìndào)與帶寬（P18）信道：是通信雙方之間以傳輸介質為基礎傳遞信號的通路。由傳輸介質及其兩端(liǎnɡduān)的信道設備共同構成。

根據傳輸介質的不同，信道可劃分為有線信道和無線信道。帶寬：指通信信道的傳輸容量。傳輸數字信號帶寬單位為：bps；傳輸模擬信號帶寬單位為：HZ

寬帶網：指具備較高通信速率和較高吞吐量的計算機網絡。

bps:bitpersecond每秒鐘傳輸的位數共八十七頁某同學家網絡的速率是4Mbps，要下載一個900MB的電影，如果能夠達到全速下載的理想狀態(tài)(zhuàngtài)，他最快能多少時間將電影下載完？【課堂練習】需要(xūyào)時間為：900*8/4秒，即30分鐘。b（bit）：比特、二進制位B（byte）：字節(jié)1B=8b，即1個字節(jié)等于8個比特共八十七頁1.3.3信息交換(jiāohuàn)方式

在開始正式通話前，首先由一方發(fā)起呼叫，一直等到與另一方建立起一條轉接(zhuǎnjiē)式的道路，然后才開始進行通話。在整個通話期間，該通路一直為通話雙方占用，通話結束后才釋放線路。

傳統(tǒng)電話的電路交換方式

缺點：線路的利用率低，專線專用，費用較高。

共八十七頁傳統(tǒng)電話(diànhuà)的電路交換方式1.3.3信息(xìnxī)交換方式共八十七頁把要傳輸的數據分割成一段段編有序號的較小的單元(dānyuán)——分組，然后以“存儲——轉發(fā)”的方式，將每個分組獨立地在網絡中傳輸，每個分組被分別傳送到目的地后，再按分組序號順序裝配成完整的數據信息。

計算機網絡的分組交換(jiāohuàn)方式

優(yōu)點：由于分組交換方式傳輸的數據單位小，可根據當時線路的情況，讓不同的分組分別走不同的路線，它既具有線路交換方式傳輸的延時短的優(yōu)點，又具有線路利用率高的優(yōu)點。

1.3.3信息交換方式共八十七頁A數據BCP1P2P3P4P5甲乙分組交換(jiāohuàn)原理數據

IP電話(diànhuà)是利用計算機網絡實現(xiàn)語音通信的。共八十七頁信息交換(jiāohuàn)方式方式優(yōu)點缺點線路交換(傳統(tǒng)電話)分組交換（IP電話）線路利用率低，專線專用(zhuānyòng)，費用高通信質量好線路利用率高，費用低通信質量差為什么IP電話比傳統(tǒng)電話便宜？共八十七頁1.4網絡協(xié)議

協(xié)議是通信雙方共同遵循的規(guī)則。是關于(guānyú)信息傳輸順序，信息格式和信息內容等的約定。通信雙方遵守相同的協(xié)議，通信過程才能夠完成。共八十七頁1.4.1三種(sānzhǒnɡ)局域網協(xié)議的比較局域網協(xié)議特點應用場合運行平臺說明NetBEUI高效、快速的網絡協(xié)議，安裝簡單、無須配置、不具備跨網段功能由幾臺到百余臺PC組成的單個小型局域網受微軟公司Windows系列產品支持IPX/SPX在復雜網絡環(huán)境下適應能力強，可跨網段，具有路由功能。安裝無須配置適用于Novell網絡使用NovellNetwareIPX/SPX無法在Windows上直接使用。微軟公司提供NWLink協(xié)議作為與IPX/SPX兼容TCP/IP安裝時需要復雜的配置支持任意規(guī)模的網絡幾乎所有廠商和操作系統(tǒng)都支持接入因特網的主機都安裝了TCP/IP協(xié)議

組建局域網過程中，選擇那一類的網絡通信協(xié)議(xiéyì)主要取決于網絡的規(guī)模、網絡的兼容性和網絡管理等幾方面。共八十七頁1.4.2安裝(ānzhuāng)網絡協(xié)議（演示，P22）共八十七頁網絡體系結構：為了解決(jiějué)不同媒介連接起來的不同設備和網絡系統(tǒng)在不同的應用環(huán)境下實現(xiàn)互操作的問題，采用分層的方法，將網絡互聯(lián)的龐大而復雜的問題，劃分為若干個較小而容易解決(jiějué)的問題，計算機網絡的各層和層間協(xié)議的集合稱為“網絡體系結構”。分層是解決分析復雜問題的常用方法。1.4.3網絡協(xié)議OSI模型(móxíng)共八十七頁信件(xìnjiàn)內容郵件地址貨物(huòwù)地址發(fā)信人郵政局運輸系統(tǒng)信件內容郵件地址貨物地址收信人對信件內容的共識對信件如何傳遞的共識對貨物如何運輸的共識P3P2P1公路，鐵路，航空先看一個對等層通信示例：郵遞過程郵政局運輸系統(tǒng)共八十七頁端系統(tǒng)A端系統(tǒng)B第N層協(xié)議第N+1層協(xié)議第N-1層協(xié)議最低層協(xié)議最高層協(xié)議物理介質N層N+1層N-1層最高層最低層……開放系統(tǒng)AN/(N+1)層接口(N-1)/N層接口N層N+1層N-1層最高層最低層……開放系統(tǒng)B計算機網絡中端系統(tǒng)間的通信(tōngxìn)共八十七頁OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（P25）應用層Application表示層Presentation會話層session傳輸層transport物理層Physical數據鏈路層DataLink網絡層Network7654321處理網絡應用數據表示主機間通信進程間的連接尋址和最短路徑介質訪問（接入）二進制傳輸共八十七頁OSI協(xié)議(xiéyì)模型為什么要分層？OSI層次模型優(yōu)點（P25）：（1）使網絡部件標準化、模塊化，各層功能相對獨立，易于研發(fā)維護(wéihù)、易于理解。（2）作為一種通用概念模型，讓全球的計算機能進行開放式通信。共八十七頁“OSI”——三個字母分別表示開放、系統(tǒng)和互連“系統(tǒng)”——可以是一個簡單的終端，也可以是一個復雜的計算機網絡“開放”——標準(biāozhǔn)公開，以便遵循ISO（國際標準化組織），即“InternationalStandardsOrganization”。OSI標準也就是“開放系統(tǒng)互連參考模型”（OpenSystemInterconnection），即有名的OSI模型。是由一個稱為ISO的組織制定(zhìdìng)的。因此，從技術上說，它可以被稱為ISO/OSI標準。區(qū)別ISO與OSI共八十七頁TCP/IP起源于美國國防部高級研究規(guī)劃署(DARPA)的一項研究計劃(jìhuà)——實現(xiàn)若干臺主機之間的相互通信。現(xiàn)在TCP/IP已成為Internet上通信的標準。TCP/IP模型包括4個概念層次：應用層（application）傳輸層（transport）網際層（internet）網絡接口層（networkinterface）1.4.4TCP/IP模型(móxíng)共八十七頁TCP/IP協(xié)議(xiéyì)

TCP/IP協(xié)議是互聯(lián)網絡信息交換、規(guī)則、規(guī)范的集合體。TCP傳輸控制協(xié)議（transportcontrolprotocol）規(guī)定了對傳輸信息怎樣分層、分組和保證(bǎozhèng)在線路上無差錯傳輸。IP網際協(xié)議（Internetprotocol）IP協(xié)議定義了Internet上計算機之間的路由選擇，把各種不同網絡的物理地址轉換為Internet地址。共八十七頁TCP/IP與OSI參考模型的對應(duìyìng)關系應用層表示層會話層傳輸層物理層數據鏈路層網絡層7654321OSI參考模型應用層傳輸層網絡接口(數據鏈路層+物理層)網際層TCP/IP概念(gàiniàn)層次Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等TCP/IP支持所有標準的數據鏈路層和物理層協(xié)議傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)協(xié)議共八十七頁應用層傳輸層網絡接口網際層面向(miànxiànɡ)連接的

●TCP無連接的

●UDPTCP/IP傳輸層提供(tígōng)了兩種傳輸協(xié)議共八十七頁TCP/IP與傳輸層傳輸層的兩項主要(zhǔyào)功能：流量控制可靠傳輸傳輸層提供了TCP和UDP兩種傳輸協(xié)議：TCP是面向連接的、可靠(kěkào)的傳輸協(xié)議。它把報文分解為多個段進行傳輸，在目的站再重新裝配這些段，必要時重新發(fā)送沒有收到的段。UDP是無連接的。由于對發(fā)送的段不進行校驗和確認，因此它是“不可靠”的。（UserDatagramProtocol，中文名是用戶數據包協(xié)議）共八十七頁TCP/IP與應用層應用層協(xié)議支持了文件傳輸、電子郵件、遠程登錄、網絡管理、Web瀏覽(liúlǎn)等應用。應用層傳輸層網絡接口網際層文件傳輸

●FTP、TFTP、NFS電子郵件

●SMTP、POP3WWW應用

●HTTP遠程登錄

●Telnet、rlogin網絡管理

●SNMP名字管理

●DNS共八十七頁

小明家中有兩臺電腦，為了實現(xiàn)資源共享，小明準備組建一個家庭局域網，使兩臺電腦間通過局域網復制(fùzhì)文件。另外小明的父親也經常攜帶筆記本回家辦公。案例(ànlì)分析如何利用前面所學的網絡知識親手組建這個局域網呢？1.5組建局域網共八十七頁組建局域網的基本(jīběn)步驟（P27）①確定網絡組建(zǔjiàn)方案、策略，繪制拓撲圖②計算機操作系統(tǒng)的安裝與配置③硬件的準備和安裝④網絡協(xié)議的選擇與安裝⑤授權網絡資源共享共八十七頁局域網組建(zǔjiàn)方案方案一兩臺計算機各安一塊網卡，通過雙絞線進行連接，主機運行XP操作系統(tǒng)，選擇NETBEUI協(xié)議。優(yōu)點：具有較高的連接速度，安裝簡易，便于實現(xiàn)(shíxiàn)。缺點：網絡不易擴展。共八十七頁局域網組建(zǔjiàn)方案方案二兩臺計算機各安一塊網卡，通過雙絞線接入集線器或雙絞線進行連接，主機運行XP操作系統(tǒng)，安裝(ānzhuāng)NETBEUI協(xié)議。優(yōu)點：網絡易于擴展缺點：需購買網絡設備，成本較高。共八十七頁組建(zǔjiàn)局域網的基本步驟確定網絡組建(zǔjiàn)方案、策略，繪制拓撲圖計算機操作系統(tǒng)的安裝與配置硬件的準備和安裝網絡協(xié)議的選擇與安裝授權網絡資源共享共八十七頁組建局域網的基本(jīběn)步驟確定網絡組建方案、策略，繪制(huìzhì)拓撲圖計算機操作系統(tǒng)的安裝與配置硬件的準備和安裝網絡協(xié)議的選擇與安裝授權網絡資源共享網線、網卡、交換機共八十七頁旋轉式剝線刀共八十七頁RJ-45接頭(jiētóu)