大学计算机基本04.ppt

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1、四川大学计算机基础教学中心,2010年,第4章 计算机网络基础,计算机网络概述 网络通信基本观念 计算机网络的组成 Internet概述 Internet应用 网络信息发布技术,大学计算机基础（第4章）,2,4.1 计算机网络概述,4.1.1 网络的形成与发展 4.1.2 网络的功能与应用 4.1.3 网络的模式与分类 4.1.4 网络的体系结构 4.1.5 典型网络介绍,大学计算机基础（第4章）,3,计算机网络的概念,资源共享 数据交换,大学计算机基础（第4章）,4,计算机网络的概念,计算机网络是以资源共享的方式相互连接的若干台自主计算机的集合。 计算机网络是通过某种通信介质，将不同地理位置

2、的多台具有独立功能的计算机连接起来，并借助网络硬件，按照网络通信协议，并且配以相应的网络操作系统来进行数据通信，实现网络上的资源共享和信息交换的系统。,掌握,大学计算机基础（第4章）,5,4.1.1 网络的形成与发展,初级阶段：终端-计算机联机系统 （雏形） 由多台终端设备通过通信线路连接到一台中央计算机上而构成 。（远程分时多终端系统 ） 1959年美国半自动防空系统SAGE 发展阶段：计算机-计算机联机系统 以多处理中心为特点的真正的计算机网络 。 1969年美国国防部高级研究计划署ARPA网 成熟阶段：计算机网络互联系统 1989年覆盖全球的互联网络Internet,大学计算机基础（第4

3、章）,6,3. 计算机网络互联,路由器,路由器,路由器,通信子网,资源子网,大学计算机基础（第4章）,7,网络的发展,网络系统：局域网广域网 网络传输介质：有线无线 网络传输信息：多媒体,网络模式 传输介质 通信协议,涉及的问题,大学计算机基础（第4章）,8,4.1.2 网络功能与应用,计算机网络功能 数据通信：电子邮件、文件传输、远程登录等。 资源共享：包括硬件、软件和数据资源的共享。 系统可靠性、可用性：互为后备机 ；均衡负载。 易于分布式处理：均衡使用网络资源。 计算机网络应用 改变了我们的工作方式、学习方式、生活方式。,大学计算机基础（第4章）,9,4.1.3 网络的模式与分类,网络模

4、式 对等模式（Peer to Peer Network） 相连的计算机之间彼此处于同等地位。 共享资源。资源不易进行有效的管理，文件存放分散，不利于数据的保密。 客户机/服务器模式（Client/Server，C/S） 共享数据全部都集中存放在服务器上。 运行稳定、数据安全、扩展方便、易于升级。专用的网络服务器和NOS，成本高，管理复杂。,掌握,大学计算机基础（第4章）,10,对等 网络模式,A,B,C,客户机,D,E,A登录C C登录A,服务器,服务器,客户机,Peer to Peer Network,大学计算机基础（第4章）,11,客户机/服务器 网络模式（C/S）,服务器 网站1,服务器

5、 网站2,客户机,客户机,客户机,客户机,大学计算机基础（第4章）,12,4.1.3 网络的模式与分类,网络的分类 按通信距离分 局域网（LAN）：家庭网、校园网 广域网（WAN）：CHINANET、CERNET、Internet 城域网（MAN）：（电子政务：上海、海南） 按网络用途分 公用网： CHINANET、CNCNET、UNINET 专用网： CERNET、CSTNET、CHINAGBN,Ethernet以太网、Novell网、NT网,大学计算机基础（第4章）,13,按拓扑结构分类 P96,在计算机网络中把设备连接起来的布局方法叫网络的拓扑结构，也就是网络结点的位置和互连的几何布局。

6、 几种典型结构： 星型结构 总线结构 环型结构 树型结构,掌握,大学计算机基础（第4章）,14,优点： 连接方便，易于检测和隔离故障,控制方便。 eg.以太网双绞线网络 缺点：依赖中心结点;成本高。,星型拓扑结构,中央接点,集线器或交换机,便于控制和管理，连接方便，容易检测和隔离故障,大学计算机基础（第4章）,15,总线型拓扑结构,优点： 易于扩充，增加新的站点容易。 使用电缆较少，且安装容易。 使用的设备相对简单，可靠性高。 缺点： 发送信息时要竞用总线，传输信息易发生冲突。 故障诊断、隔离困难。,A,B,共用一条公用总线,结构简单、可靠性高、方便布局、成本较低、节点增删容易,大学计算机基础

7、（第4章）,16,环型拓扑结构,环型拓扑结构是由网络中若干中继器通过点到点的链路首尾相连型成一个闭合的环。,优点： 传输速率高(光纤)，距离远; 令牌传递方式，无冲突。 易实现分布式控制; 缺点： 结点故障引起整个网络瘫痪; 诊断故障困难。,令牌,采用非集中控制方式，各节点之间关系对等。,传输速率高、传输距离远、容易实现分布式控制,大学计算机基础（第4章）,17,树型拓扑结构,优点： 易于扩展; 故障隔离容易,缺点： 对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作，可靠性与星型结构相似。,大学计算机基础（第4章）,18,其他拓扑结构,大学计算机基础（第4章）,19,4.1.4 网络体系结

8、构,系统体系结构系统功能分解（即层次结构） 合理划分层次，确定各层次的功能及之间的接口。 每层间有相应的通信协议，相邻层之间通过接口进行通信。 网络体系结构层和协议的集合 网络的各个层和在各层上使用的全部协议统称为网络的体系结构。 网络协议就是各类通信规程和约定的集合。,大学计算机基础（第4章）,20,ISO/OSI参考模型,A（Application）层协议,主机 A,主机 B,P（Presentation）层协议,S（Session）层协议,T（Transport）层协议,N（Network）层协议,DL（Data Link）层协议,资源子网,通信子网,开放系统互联参考模型,每层完成的一定

9、的功能，并遵守相应的协议,掌握,大学计算机基础（第4章）,21,ISO/OSI参考模型,物理层：直接面对传输介质,链路层：负责接点间线路无差错的传送,网络层：在分组传送中进行路由选择、网际互连,传输层：衔接上三层和下三层,应用层：直接面向用户提供服务（Email、FPT等）,表示层：数据格式的转换,会话层：网络各节点间的信息交换等,低三层,高三层,中间层,大学计算机基础（第4章）,22,4.1.5 典型网络介绍,Internet与Intranet（企业内部网局域网） 基于TCP/IP协议 ATM（异步传输方式）与ISDN （综合业务数字网） ATM：高速交换（光纤传输）和多路复用技术 B-IS

10、DN：（电话线传输）采用ATM 广播电视宽带综合数字网 （双向交互式，机顶盒） 三网（电信、IP网络、有线电视）合一及多网融合 多媒体网络系统 （基于ATM）,大学计算机基础（第4章）,23,4.2 网络通信基本概念,4.2.1 信息、数据和信号 4.2.2 信道及其分类 4.2.3 通信系统的主要技术指标 4.2.4 数据通信中的主要技术问题 4.2.5 串行传输与并行传输 4.2.6 数据同步技术 4.2.7 数据交换技术,大学计算机基础（第4章）,24,4.2.1 信息、数据和信号,信号 信号是对数据在传输过程中的电磁波表示形式，分为数字信号和模拟信号两种。 模拟信号：一种连续变化的电信

11、号，例如：电话线上传送的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号。 数字信号：一种离散变化的电信号，例如计算机产生的电信号就是“0”和“1”的电压脉冲序列串。,掌握,大学计算机基础（第4章）,25,模拟信号与数字信号,大学计算机基础（第4章）,26,4.2.2 信道及其分类,信道 信号传输必由之路。由传输线路和传输设备组成。,大学计算机基础（第4章）,27,4.2.3 通信系统的主要技术指标,数据传输速率S S（比特率）：数字信号的传输速率，它是指在有效带宽上，单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，即bit/s，或b/s、Kb/s、Mb/s。 带宽 物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频

12、率和最低频率之差，单位为赫兹（Hz）。,掌握,大学计算机基础（第4章）,28,4.2.3 通信系统的主要技术指标,信道容量 物理信道上能够传输数据的最大能力 带宽和比特率都可以用来表征信道容量： 在模拟信道中：原用带宽（Hz） 在数字信道中：常用比特率S（b/s） 误码率（出错率） 数据在传输过程中被传错的概率,掌握,大学计算机基础（第4章）,29,4.2.4 数据通信过程中的主要技术问题,大学计算机基础（第4章）,30,4.2.5 数据传输方式（串行/并行传输）,一次传输若干个bit的数据，需要用相应的若干根传输线。,串行传输速率只有并行传输的几分之一,发 送 端,接 收 端,并 串 转 换

13、,串 并 转 换,大学计算机基础（第4章）,31,4.2.7 数据交换技术,用户A,用户B,网络 1,网络 2,报文交换技术,存储转发方式,实时性强、延时小、成本低 线路利用率低,电路交换技术,转发,存储,交换机,交换机,交换机,中继线,大学计算机基础（第4章）,32,4.2.7 数据交换技术,封装,用户B,路由器,数据分组,解除封装,选择路径,重 新 装 配,压缩节点所需的存储容量，缩短了网路时延，提高了传输效率，提高了传输的可靠性。,分组交换技术,大学计算机基础（第4章）,33,4.3 计算机网络的组成,4.3.1 网络主体设备 4.3.2 网络传输介质 4.3.3 网络互联设备 4.3.

14、4 网络操作系统 4.3.5 网络传输协议,大学计算机基础（第4章）,34,4.3 计算机网络的组成,计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。,掌握,大学计算机基础（第4章）,35,4.3.1 计算机的发展历程,服务器（提供服务） 为网络提供共享资源的基本设备，也称中心站。 客户机（提出请求） 是网络用户入网操作的节点，也称工作站。,大学计算机基础（第4章）,36,4.3.2 网络传输介质,通常用带宽来描述传输介质的传输容量（bit/s或bps） 传输介质的传输容量越大，带宽就越宽，传输速率也越高，通信能力就越强。,有线介质,同轴电缆,无线介质,传输介质,双绞线,光缆（光纤）,微波,卫星

15、传送,红外线,大多传输数字信号，可以利用利用空间电磁波等实现无线传输,可传输模拟信号和数字信号,通信子网中沟通发送方和接收方的物理通路,激光,大学计算机基础（第4章）,37,4.3.3 网络连接设备,网内连接设备,为计算机之间提供数据传输功能,连接网络上的各个结点（星型结构）,网络适配器（网卡）,集线器（HUB）,网间连接设备（局局、局广、广广）,局域网之间进行数据转发（放大、延伸）,局域网与局域网互连（存储转发）,协议转换器，多个异种网之间的连接,公用电话线与网络连接,中继器,网桥与路由器,网关（信关）,调制解调器（Moden）,交换机,连接网络上的各个结点（独享额定带宽）,大学计算机基础（

16、第4章）,38,4.3.4 网络操作系统NOS,定义：具有网络功能的操作系统，除了具有计算机操作系统的通用功能，还有网络支持功能。 特点：复杂性、并行性、安全性。 功能 提供高效可靠的网络通信能力 提供多种网络服务 常见的网络操作系统： Novell网中的NetWare操作系统 Windows NT操作系统（Workstation/ Server ）,大学计算机基础（第4章）,39,4.3.5 网络传输协议,计算机在物理网上进行通信所需要共同遵守的语言规范,OSI模型,TCP/IP模型,NetBEUI ：IBM公司,IPX/SPX：Novell公司,TCP/IP ：工业标准协议,四川大学计算机

17、基础教学中心,2010年,4.4 Internet 概述,4.4.1 Internet起源与发展 4.4.2 Internet基本服务 4.4.3 Internet工作原理 4.4.4 IP地址与域名地址 4.4.5 Internet接入,大学计算机基础（第4章）,41,4.4 Internet概述,Internet是一个建立在TCP/IP协议基础上的世界范围内的最大的互连网络。它实际上是将不同物理网络技术统一起来的一种软件技术。,Internet是通过分层(四层)结构实现：,传输协议（TCP）,物理层,协 议,应用软件,信 息,网际协议（IP）,应用程序协议（SMTP、FTP、HTTP等）,

18、公路,交规,交通工具,货物,大学计算机基础（第4章）,42,Interner的起源,4.4.1 Internet起源与发展,1969年：美国国防部建成ARPANet,1983年： ARPANet与MILNet合并，形成Internet雏形,1986年： 建立了基于TCP/IP协议的NSFNet网络，Internet基础,1990年：与NSFNet相连的网络已达500多个，形成今天的因特网,美国有4所大学参与联网,世界上最早的计算机网络,美国国家科学基金网,大学计算机基础（第4章）,43,Interner的发展,信息高速公路提出,将计算机资源用高速通信网连接起来，以提高国家的综合实力和人民的生活

19、质量，使计算机网络进入了一个高速网络的新阶段。,1993年美国提出了“国家信息基础建设”（NII）的计划,WWW发明,1991年Hypertext（超文本）系统在Internet上的应用,Internet展望,与嵌入式系统相结合（“数字基因”）,与移动通信相结合(“蓝牙”技术),大学计算机基础（第4章）,44,3. 中国互联网的发展,校园网也在其中！,第一阶段：与Internet电子邮件的连通（1987年9月20日22：）,第二阶段：与Internet实现全功能的TCP/IP连接（1994年5月）,【中国的四大互联网络】,第三阶段：中国下一代互联网诞生（2004年3月）,快、大、安全,掌握,大

20、学计算机基础（第4章）,45,4.4.2 Internet基本服务,电子邮件（E-mail）,远程登录（Telnet）,文件传输（FTP）,访问远地系统的资源,收发电子邮件,完成文件（下载）和 （上传）,万维网信息浏览（WWW）,信息的查询与浏览,掌握,大学计算机基础（第4章）,46,4.4.2 Internet 其他服务,网络新闻服务、 BBS 近期的服务与应用 IP电话与视频点播 移动电话与可视电话 电子商务（狭义：电子交易；广义：电子商业） 电子政务（政府、企业与公民） 远程教学 智能小区,大学计算机基础（第4章）,47,4.4.3 Internet的工作原理,采用TCP/IP 协议进行

21、“对话”,工作模式： 客户机/服务器模式 数据传输方式： 分组交换技术 通信协议采用 TCP/IP 协议 TCP :传输控制协议 IP :网际协议,掌握,大学计算机基础（第4章）,48,4.4.4 IP地址和域名系统,为了使用户能够方便、快捷地找到互联网上信息的提供者、信息的目的地，首先必须解决如何识别网上主机的问题。依靠地址进行识别。,Internet网络中的每一台计算机都有一个唯一的通信地址，这个地址叫做 IP地址 。,IP地址,xxx. xxx. xxx. xxx,40亿台计算机,掌握,占4个字节，用“ . ”分开的十进制整数（255）。,大学计算机基础（第4章）,49,IP地址类型,I

22、P地址根据网络规模的大小分成了A、B、C三种基本类型。,网络号,主机号,A类,B类,C类,202. 115. 0. 36,大型网络,中型网络,小型网络,属C类,大学计算机基础（第4章）,50,访问四川大学有如下IP地址：,202 . 115 . 32 . 61,也可以用如下地址（域名）：,域名地址,由字符命名主机地址,IP 地址与域名地址,掌握,大学计算机基础（第4章）,51,IP地址和域名地址是整体一一对应,202 . 115 . 32 . 61,cs . scu . edu . cn,域名地址由域名系统（DNS）定义，并转换成实际的IP地址。,主机名 . 单位名 . 机构名 . 国家名,W

23、WW 并不代表 202,域名地址格式,域名地址,www . scu . edu . cn,P121 表4-1和4-2,掌握,大学计算机基础（第4章）,52,顶级域名,域名地址（P121 表4-1和4-2）,掌握,大学计算机基础（第4章）,53,4.4.5 Internet接入,单机连接方式,局域网连接方式,接入方式,终端仿真方式：无IP地址,拨入方式：拥有独立的IP,通过电话线连接：共享服务器IP,直接（专线）连接：拥有独立的IP,大学计算机基础（第4章）,54,返回,接入途径,4.4.5 接入 Internet P123,无固定IP(动态分配IP),数字信道传输，128Kbit/s,上行1M

24、b/s,下行8Mb/s,DDN 数字数据网,线缆调制解调器,移动技术、无线局域网,大学计算机基础（第4章）,55,在Windows中设置IP地址,添加 TCP/IP,配置TCP/IP,大学计算机基础（第4章）,56,4.5.1 WWW与IE浏览器 4.5.2 电子邮件（E-mail） 4.5.3 文件传输（FTP） 4.5.4 远程登录（Telnet）,4.5 Internet 应用,大学计算机基础（第4章）,57,4.5.1 WWW与IE浏览器,WWW（Wold Wide Web)简称：3W、W3、Web,中文译名为万维网 。,用“关键字”方式 建立信息间的链接,WWW是一个基于Intern

25、et的全球性多媒体信息系统(可看成是一个分布式信息库) 。它通过遍布全球的 Web服务器(网站形式)向配有浏览器的Internet 用户提供信息服务。通过超文本和超媒体技术将大量的信息连接起来。,大学计算机基础（第4章）,58,浏览器和WWW服务器之间的通信协议,WWW的组成,Web页,Web服务器,Web浏览器,HTTP协议,超文本标记语言编写的文档,存放Web页的服务器，发布,工作站访问Web页的工具,HTTP协议,超文本传输协议URL,统一资源定位器,4.5.1 WWW与IE浏览器,大学计算机基础（第4章）,59,统一资源定位器(URL),在浏览器中对需要访问的资源的描述。所有的浏览器都

26、有一个位置给用户输入所需的URL 。,ftp 定位使用ftp协议进行文件传输的文件服务器,http 定位使用http协议提供的超文本信息服务的Web服务器,telnet 定位使用telnet协议提供远程登录信息服务的服务器,掌握,大学计算机基础（第4章）,60,IE浏览器 P126,WWW浏览器用于快速查找网点提供的超媒体文档。,较著名的浏览器有：Netscape(景网公司) IE（微软公司）,URL：统一资源定位器 HTTP：超文本传输协议,大学计算机基础（第4章）,61,网上冲浪，少不了必要的引擎： ,常用搜索引擎 （实习指导 P141）,掌握,大学计算机基础（第4章）,62,4.5.2

27、电子邮件服务 P127,E-mai 地址格式,scuzl scu . edu . cn,用户名 主机域名,申请E-mail地址,掌握,大学计算机基础（第4章）,63,TOM,263 邮件服务器,MARY,Hotmail 邮件服务器,电子邮箱地址：用户名主机域名 发送邮件：SMTP服务器 接收邮件：POP3服务器等,4.5.2 电子邮件服务 P128,大学计算机基础（第4章）,64,4.5.3 文件传输（FTP）服务 P130,文件传输协议（FTP，File Transfer Protocol）,备份文件库,大学计算机基础（第4章）,65,望江楼：ftp:/202.115.32.62,大学计算机

28、基础（第4章）,66,4.5.4 远程登录（Telnet）服务 P131,远程终端协议（Telnet协议）,大学计算机基础（第4章）,67,大学计算机基础（第4章）,68,4.6 网络信息发布技术（自学）,4.6.1浏览器/服务器（B/S）结构 4.6.2网页制作 超文本标记语言 Web页制作软件 Web页美化工具 网络编程 4.6.3信息发布 1. 网站的组建 2. 信息发布,大学计算机基础（第4章）,69,习题四 参考答案,选择题 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20),C,B,A,C,C,B,D,D,B,B,C,B,D,B,C,D,C,D,B,C,2. 填空题,有线,无线,对等模式,通信,星、环、总线,(21) (22) (23) (24) (25),(26),局域网,信息,网卡,(27),位/秒,(28),误码率,(29),通信、资源子网,(30),路由器,TCP/IP,浏览器,超文本传输,(31) (32) (33) (34) (35),