《計算機導論》第6章：計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)

1、第6章 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng),（時間：2次課，4學時）,第6章 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng),6.1 計算機通信與網(wǎng)絡 6.2 網(wǎng)絡的組成 6.3 計算機局域網(wǎng)絡 6.4 因特網(wǎng)網(wǎng)絡 6.5 小結 6.6 思考題,6.1 計算機通信與網(wǎng)絡,6.1.1 通信 6.1.2 計算機網(wǎng)絡,6.1.1 通信,1.通信過程 通信控制器負責DTE和通信線路的連接，完成數(shù)據(jù)緩沖、速度匹配、串并轉換等。 信道是傳輸信號的通道，可以是有線的傳輸媒體，也可以是無線的傳輸媒體。 信號變換器的功能是把通信控制器發(fā)出的信號轉換成適合于在信道上傳輸?shù)男盘?，或者相反，把從信道上接收的信號轉換成通信控制器所能接受的信號。,6.1.1 通信,圖6.

2、1 數(shù)據(jù)通信結構模型,2.有關通信的基本概念 在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，人們關注得更多的就是數(shù)據(jù)和信號。 數(shù)據(jù)就是把事物的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式，它能被識別，也可以被描述 。 數(shù)據(jù)分為兩種基本類型：文本或二進制數(shù)據(jù)。 通信雙方交互信息的方式有3種：單工通信 ，半雙工通信 ，全雙工通信 。 3.傳輸媒體 傳輸媒體是用于承載傳輸信息的物理媒體。 傳輸媒體可分為兩大類：導向傳輸媒體和非導向傳輸媒體。,6.1.2 計算機網(wǎng)絡,1.計算機網(wǎng)絡的發(fā)展 1969年12月，因特網(wǎng)的前身美國的ARPA網(wǎng)投入運行，它標志著我們常稱的計算機網(wǎng)絡的興起。 進入90年代，計算機技術、通信技術以及建立在計算機和網(wǎng)絡技術基礎上

3、的計算機網(wǎng)絡技術得到了迅猛的發(fā)展。 計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展也非常迅速。 2.計算機網(wǎng)絡的用途 計算機網(wǎng)絡用途很多，其中最重要的三個功能是：數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布處理。,3.計算機網(wǎng)絡的分類 從網(wǎng)絡的交換功能進行分類：電路交換 ，報文交換 ，分組交換，混合交換 。 從網(wǎng)絡的拓撲結構進行分類：集中式網(wǎng)絡 ，分散式網(wǎng)絡 ，分布式網(wǎng)絡 。 從網(wǎng)絡的作用范圍進行分類：廣域網(wǎng) ，局域網(wǎng) ，城域網(wǎng) 。 從網(wǎng)絡的使用范圍進行分類 ：公用網(wǎng) ，專用網(wǎng) 。 4.計算機網(wǎng)絡的客戶機/服務器模式,6.2 網(wǎng)絡的組成,6.2.1 網(wǎng)絡的組成 6.2.2 拓撲結構 6.2.3 網(wǎng)絡協(xié)議,6.2.1 網(wǎng)絡的組成,1.計算

4、機網(wǎng)絡的組成 分成3個組成部分： 資源子網(wǎng) ,通信子網(wǎng)，一系列的協(xié)議。 2.計算機網(wǎng)絡中硬件設備的用途 服務器(Server)：是指向運行在別的計算機上的客戶端程序提供某種特定服務的計算機。 工作站(Workstation)也稱客戶機，由服務器進行管理和提供服務的、連入網(wǎng)絡的任何計算機都屬于工作站，其性能一般低于服務器。,網(wǎng)卡也稱網(wǎng)絡適配器、網(wǎng)絡接口卡(Network Interface Card，NIC)。 調制解調器也叫Modem，俗稱“貓”。它是一個通過電話撥號接入因特網(wǎng)的必備的硬件設備。 集線器是管理網(wǎng)絡的最小單元，是局域網(wǎng)的星型連接點。 網(wǎng)橋(Bridge)，工作于數(shù)據(jù)鏈路層，不但能

5、擴展網(wǎng)絡的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡的性能、可靠性和安全性。,6.2.2 拓撲結構,計算機連接的方式叫做“網(wǎng)絡拓撲結構”(Topology)。網(wǎng)絡拓撲是指用傳輸媒體互聯(lián)各種設備的物理布局，特別是計算機分布的位置以及電纜如何通過它們。 目前常用的計算機網(wǎng)絡拓撲結構有四種，它們是總線形網(wǎng)絡、環(huán)形網(wǎng)絡、星形網(wǎng)絡和網(wǎng)狀網(wǎng)絡。 環(huán)形結構的特點是，每個端用戶都與兩個相鄰的端用戶相連，因而存在著點到點鏈路，但總是以單向方式操作，于是便有上游端用戶和下游端用戶之稱。 星形結構是最古老的一種連接方式，目前使用最普遍的以太網(wǎng)就采用星形結構，處于中心位置的網(wǎng)絡設備稱為集線器，英文名為(Hub)。 星形網(wǎng)的組成通過中

6、心設備形成許多點到點連接。,6.2.2 拓撲結構 (1),圖6.2 總線結構,6.2.2 拓撲結構 (2),圖6.3 環(huán)形結構,6.2.2 拓撲結構 (3),圖6.4 星形拓撲,6.2.2 拓撲結構 (4),圖6.5 網(wǎng)狀拓撲,6.2.3 網(wǎng)絡協(xié)議,為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定稱為網(wǎng)絡協(xié)議。 1.OSI的7層體系結構 2.網(wǎng)絡協(xié)議 3.TCP/IP協(xié)議 TCP/IP分為四個層次：應用層(與OSI的應用層、表示層和會話層對應)、傳輸層(與OSI的傳輸層對應)、網(wǎng)際層IP(與OSI的網(wǎng)絡層對應)和網(wǎng)絡接口層(與OSI的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層對應)，參見下圖6.6。,圖6.6 OSI與

7、TCP/IP體系結構的對比,圖6.7 用三次握手建立TCP連接,圖6.8 TCP連接釋放過程,6.3 計算機局域網(wǎng)絡,6.3.1 計算機局域網(wǎng)絡的概念 6.3.2 常用局域網(wǎng)絡,6.3.1 計算機局域網(wǎng)絡的概念,局域網(wǎng)最主要的特點是：網(wǎng)絡為一個單位所有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。 LAN的拓撲結構目前常用的是總線形和環(huán)形，這是由有限地理范圍決定的。,6.3.2 常用局域網(wǎng)絡,以太網(wǎng)(Ethernet)可能是世界上使用最普及的局域網(wǎng)網(wǎng)絡技術。IEEE 802.3規(guī)定以太網(wǎng)采用CSMA/CD傳輸方式(帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問)。 1.CSMA/CD 2.快速以太網(wǎng) 3.令牌環(huán) 4.光纖分布

8、數(shù)據(jù)接口(FDDI),6.4 因特網(wǎng)網(wǎng)絡,6.4.1 因特網(wǎng)網(wǎng)絡的形成 6.4.2 WWW與HTTP協(xié)議 6.4.3 因特網(wǎng)網(wǎng)絡的應用,6.4.1 因特網(wǎng)網(wǎng)絡的形成,因特網(wǎng)是人類歷史發(fā)展中的一個偉大的里程碑，它是未來信息高速公路的雛形，人類正由此進入一個前所未有的信息化社會。 因特網(wǎng)起源于美國的ARPANET計劃，其目的是建立分布式的、存活力強的全國性信息網(wǎng)絡。,6.4.2 WWW與HTTP協(xié)議,WWW(World Wide Web)即萬維網(wǎng)，是因特網(wǎng)提供的一種信息檢索服務手段。 WWW在因特網(wǎng)上的廣泛使用，大大方便了廣大非專業(yè)人員對網(wǎng)絡的使用，使因特網(wǎng)呈指數(shù)級的增長。 超文本(Hyperte

9、xt)的技術，使用了在文件中有著加重色的詞句或圖形去鏈接或指向其他文件、圖形、聲音等。 本節(jié)知識點包括： 1.統(tǒng)一資源定位符URL(Uniform Resource Locator) 2.WWW的客戶機/服務器工作方式 （下頁續(xù)）,3.Web的特點 Web是圖形化的和易于導航的(navigate) Web與平臺無關 Web是分布式的 4.HTTP協(xié)議 HTTP(超文本傳輸協(xié)議，Hyper-Text Transport Protocol)使萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務器程序之間的交互遵守嚴格的協(xié)議。HTTP是應用層協(xié)議。 5.萬維網(wǎng)高速緩存(Web Cache) 萬維網(wǎng)高速緩存又稱為代理服務器，它

10、將最近的一些請求和響應暫存在本地磁盤中。當暫存的信息與新請求一樣時，就將暫存的響應發(fā)出去，而不需要按URL的地址再去訪問該資源。,網(wǎng)絡就是計算機,游戲,應用軟件,網(wǎng)頁瀏覽,（本地或遠程）,網(wǎng)絡計算的必要條件： 用戶點擊運行 代碼自動加載 代碼自動刪除,6.4.3 因特網(wǎng)網(wǎng)絡的應用,6.4.3 因特網(wǎng)網(wǎng)絡的應用,1.電子郵件(E-mail) 2.文件傳輸(FTP) FTP采取“客戶/服務器”方式，用戶要在自己的本地計算機上安裝FTP客戶程序。FTP客戶程序有字符界面和圖形界面兩種。 3.遠程登錄(Telnet) 遠程登錄就是用于從一個互聯(lián)網(wǎng)站點登錄到另一個站點的程序或命令。 4.萬維網(wǎng)(Worl

11、d Wide Web) 5.新聞組(Newsgroup/Usenet) 新聞組就是專題討論組。,6.電子公告牌BBS(Bulletin Board System) 7.搜索引擎 8.聊天系統(tǒng)(chat) 9.ICQ/OICQ網(wǎng)上傳呼機 10.網(wǎng)上娛樂 11.電子商務 12.網(wǎng)絡廣告,6.5 小 結,人類社會必將更加依賴因特網(wǎng)，人們的生活方式將因此而發(fā)生根本的改變。 網(wǎng)絡互聯(lián)和高速計算機網(wǎng)絡正成為最新一代的計算機網(wǎng)絡的發(fā)展方向。,6.6 思 考 題(1),(1)結合數(shù)據(jù)通信結構模型，了解通信過程。 (2)試述數(shù)據(jù)和信號的關系。 (3)試述每種傳輸媒體的應用場合。 (4)簡述我國信息高速公路建設對我們身邊生活的影響。 (5)淺談計算機網(wǎng)絡的用途并舉例說明。 (6)試述在因特網(wǎng)上計算機網(wǎng)絡的客戶機/服務器工作模式。 (7)在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中計算機網(wǎng)絡的組成有何異同之處？ (8)了解計算機網(wǎng)絡中主要硬件設備的功能及用途。 (9)通過本章學習，思考每種拓撲結構的主要應用。 (10)簡述網(wǎng)絡協(xié)議產(chǎn)生的背景。 (11)通過本章學習思考TCP/IP的功能和特點。,6.6 思 考 題(2),(12)簡述TCP三次握手以及連接釋放過程。 (13)簡述ICMP的主要功能。 (14)簡述常見局域網(wǎng)類型及工作過程。 (15)為什么說因特網(wǎng)是人類歷史發(fā)展中的一個里程