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1、第四章计算机网络基础知识第四章计算机网络基础知识第一页，本课件共有30页2.2.网络传输速率网络传输速率网络数据的传输速率是指每秒钟能够传输数据代码的位数。网络数据的传输速率是指每秒钟能够传输数据代码的位数。单位：比特单位：比特/秒秒（bit/s）bps（bitpersecond）最常用的传输介质最常用的传输介质1）双绞线）双绞线传输率：传输率：1.510Mbps传输距离可达几百米，在局域网中应用很普遍。传输距离可达几百米，在局域网中应用很普遍。3 3）光缆）光缆 传输率：传输率：10010010106 6 Mbps可实现远距离高速传输，一般用在网络通信的可实现远距离高速传输，一般用在网络通信
2、的主干线主干线。2 2）同轴电缆）同轴电缆 传输率：传输率：1010100 100 Mbps传输距离可达几公里，在计算机网络中被广泛采用。传输距离可达几公里，在计算机网络中被广泛采用。4 4）微波）微波 传输率：传输率：1200 1200 Mbps微波是直线传播，因此传输距离过长，需要借助中继站微波是直线传播，因此传输距离过长，需要借助中继站5 5）卫星通信）卫星通信 传输率：传输率：1.2 1.2 Gbps具有一发多收的传输功能，具有一发多收的传输功能，覆盖面积大覆盖面积大，传输距离远。，传输距离远。第二页，本课件共有30页二、数据交换技术二、数据交换技术1.数据交换数据交换从发送端发出的数
3、据要通过网络的从发送端发出的数据要通过网络的中间结点中间结点，这些中间结点作为交换设备将数据，这些中间结点作为交换设备将数据从一个结点传到另一个结点，直至达到接收端。从一个结点传到另一个结点，直至达到接收端。2.中间结点（交换设备）中间结点（交换设备）不关心被传输的数据内容，仅执行交换的动作，起数据交换的功能，不关心被传输的数据内容，仅执行交换的动作，起数据交换的功能，将数据从一个端口交换到另一端口，继而传输到另一台中间结点，直将数据从一个端口交换到另一端口，继而传输到另一台中间结点，直至目的地。整个数据传输的过程被称为至目的地。整个数据传输的过程被称为数据交换过程数据交换过程。结点：用于数据
4、交换的中间设备。结点：用于数据交换的中间设备。站点：发送和接收数据的终端设备。站点：发送和接收数据的终端设备。第三页，本课件共有30页二、数据交换技术二、数据交换技术3.数据交换方式数据交换方式1）线路交换）线路交换（电路交换）（电路交换）工作原理：交换设备在通信双方找出一条工作原理：交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路实际的物理线路的过程。的过程。2）报文交换）报文交换工作原理：将整个报文作为一个整体一起发送，在交换过程中，交换设备将接收到的工作原理：将整个报文作为一个整体一起发送，在交换过程中，交换设备将接收到的报文先报文先存储存储，待信道空闲时再，待信道空闲时再转发转发出去，一级一级
5、中转，直到目的地。出去，一级一级中转，直到目的地。优点：建立连接后，传输延迟小。优点：建立连接后，传输延迟小。缺点：建立连接的时间长；独占线路，线路利用率低；无纠错机制。缺点：建立连接的时间长；独占线路，线路利用率低；无纠错机制。第四页，本课件共有30页2 2）报文交换）报文交换 3）分组交换）分组交换工作原理工作原理：将报文划分为若干个大小相等的分组：将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。进行存储转发。报文交换的优点：报文交换的优点：1）不独占线路，多个用户的数据可以通过存储和排队共享一条线路；）不独占线路，多个用户的数据可以通过存储和排队共享一条线路；2）无线路建立
6、的过程，提高了线路的利用率；）无线路建立的过程，提高了线路的利用率；3）一个报文可同时传输给多个用户）一个报文可同时传输给多个用户报文交换的不足之处：报文交换的不足之处：1 1）由于）由于“存储转发存储转发”和排队，增加了数据传输的延迟；和排队，增加了数据传输的延迟；2 2）报文交换难以支持）报文交换难以支持实时通信和交互式通信实时通信和交互式通信的要求。的要求。这种方式是目前计算机网络通信中采用的这种方式是目前计算机网络通信中采用的主要交换技术主要交换技术。特点：传输速度快；延迟小，适用于交互式通信；效率高；可靠性高；特点：传输速度快；延迟小，适用于交互式通信；效率高；可靠性高；有强大的纠错
7、机制。有强大的纠错机制。第五页，本课件共有30页三种交换方式的事件顺序三种交换方式的事件顺序第六页，本课件共有30页三、网络体系结构与协议三、网络体系结构与协议1.网络体系结构网络体系结构应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层应用协议应用协议表示协议表示协议对话协议对话协议传输协议传输协议网络协议网络协议链路协议链路协议物理协议物理协议开放系统开放系统A开放系统开放系统B信道（物理介质）信道（物理介质）开放式系统互联模型（开放式系统互联模型（OpenSystemsInterconnection，OSI）通过物理介质传送和接通过物理介质传送和
8、接收原始的位流。收原始的位流。将位流分解为数据包，向网络将位流分解为数据包，向网络层提供报文分组的发送和接收层提供报文分组的发送和接收服务。服务。根据报文分组中的地址，提供联结根据报文分组中的地址，提供联结和路径选择。和路径选择。提供计算机之间的提供计算机之间的通信联系。通信联系。负责建立、管理和拆除负责建立、管理和拆除进程之间的联接。进程之间的联接。负责处理不同数据表达方式的差异，负责处理不同数据表达方式的差异，并提供相互转换。并提供相互转换。直接和用户进行交互。直接和用户进行交互。InternationalReferenceModelforLinkingDifferentTypesofCo
9、mputers&Networks第七页，本课件共有30页传输过程传输过程应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层发送方发送方应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层接收方接收方中间节点中间节点资源子网资源子网通信子网通信子网第八页，本课件共有30页2.2.网络协议网络协议网络协议网络协议是指网络内部数据传递关系的一种事先约定，网络传递双方按是指网络内部数据传递关系的一种事先约定，网络传递双方按这种事先约定来识别数据信号。这种事先约定来识别数据信号。SNA协议（协议（SystemNetworkArchitecture）DNA协议（协议（D
10、igitalNetworkArchitecture）IPX/SPX协议协议IPX（全称（全称InternetworkPacketExchange网间数据包交换）网间数据包交换）SPX（全称（全称SequencesPacketExchange顺序包交换）顺序包交换）TCP/IP TCP/IP协议（传输控制协议协议（传输控制协议/网际协议）网际协议）如图如图第九页，本课件共有30页2.2.广播式广播式1.1.点到点式点到点式星型结构：各站点都与中央控制机连接，各站点之间不直接连接。星型结构：各站点都与中央控制机连接，各站点之间不直接连接。环型结构：通过信号转发器将各站点连成一个闭环。环型结构：通过
11、信号转发器将各站点连成一个闭环。树型结构：是星型结构按层次展开而成的，最高层有一主机，不同分树型结构：是星型结构按层次展开而成的，最高层有一主机，不同分支可以有自己的次主机，各用户之间不形成回路。支可以有自己的次主机，各用户之间不形成回路。总线结构：网络中各站点都经电缆接口连在一条电缆，即总线上。总线结构：网络中各站点都经电缆接口连在一条电缆，即总线上。卫星和无线电式卫星和无线电式每个节点都有自己发送和接收信息的天线，用以接收来自卫星的信息。每个节点都有自己发送和接收信息的天线，用以接收来自卫星的信息。适用于地理范围广阔的部门之间进行通信。适用于地理范围广阔的部门之间进行通信。优点：建立通信容
12、易，发送站点无须知道接收站点的位置。优点：建立通信容易，发送站点无须知道接收站点的位置。优点：简单、扩展性好、可靠性高。优点：简单、扩展性好、可靠性高。使用最为广泛。使用最为广泛。四、网络的拓扑结构四、网络的拓扑结构网络的拓扑结构指网络上各个站点的连接形式。网络的拓扑结构指网络上各个站点的连接形式。第十页，本课件共有30页第二节第二节局域网和广域网局域网和广域网一、局域网一、局域网（LocalAreaNetwork，LAN）1.1.概念概念局域网：是将小区域内的各种通信设备互连在一起的网络。局域网：是将小区域内的各种通信设备互连在一起的网络。1）高数据传输速率和低的传输误码率。）高数据传输速率
13、和低的传输误码率。2）网络覆盖范围小（）网络覆盖范围小（25公里以内）。公里以内）。3）成本低，便于安装和维护。）成本低，便于安装和维护。2.2.特点特点二、广域网（二、广域网（WideAreaNetwork，WAN）1.定义定义广域网：能够将地理位置相距较远的多个计算机系统通过通信线路联接广域网：能够将地理位置相距较远的多个计算机系统通过通信线路联接起来实现数据通信的计算机网络。也可以说是将分散于各地的局域网互起来实现数据通信的计算机网络。也可以说是将分散于各地的局域网互联而形成的跨越地区的大型网络。联而形成的跨越地区的大型网络。如图如图第十一页，本课件共有30页3.Internet 常用的
14、术语：常用的术语：1 1）WWW2 2）浏览器（）浏览器（BrowserBrowser）:几种常用的几种常用的WEBWEB浏览器浏览器3 3）BBSBBS（Bulletin Board SystemBulletin Board System）4 4）HTTPHTTP（Hypertext Transfer ProtocolHypertext Transfer Protocol）1）主要提供面向通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离的信息交换；）主要提供面向通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离的信息交换；2）覆盖范围广，通信的距离远，需要考虑的因素增多，如媒体的成本、线）覆盖范围广，通信的距
15、离远，需要考虑的因素增多，如媒体的成本、线路的冗余、媒体带宽的利用和差错处理等；路的冗余、媒体带宽的利用和差错处理等；3）由电信部门或公司负责组建、管理和维护，并向全社会提供面向通信的）由电信部门或公司负责组建、管理和维护，并向全社会提供面向通信的有偿服务、流量统计和计费等。有偿服务、流量统计和计费等。2.广域网的特点广域网的特点 Internet Internet 是全球最大的、开放的、由众多网络互联而成的计算机网络。是全球最大的、开放的、由众多网络互联而成的计算机网络。第二节第二节局域网和广域网局域网和广域网第十二页，本课件共有30页 Internet Internet的基本功能：的基本功
16、能：1 1）通信交流）通信交流 连接连接InternetInternet方法：方法：2 2）远程主机登录）远程主机登录（Telnet：Telecommunication Network）3 3）信息检索）信息检索4 4）WWW多媒体信息服务多媒体信息服务5 5）网络在线服务）网络在线服务网上话谈（网上话谈（Chatting）电子邮件电子邮件（E-mail：ElectronicMail）网上专题组或新闻组网上专题组或新闻组（UseNet：UsenetNewsgroups）拨号接入、局域网接入以及无线接入等。拨号接入、局域网接入以及无线接入等。如图如图第二节第二节局域网和广域网局域网和广域网第十三
17、页，本课件共有30页第二节第二节局域网和广域网局域网和广域网三、三、Intranet（内部网）（内部网）Intranet是传统的企业网与是传统的企业网与Internet相结合的新型企业网。相结合的新型企业网。特点：特点：1）采用）采用TCP/IP协议协议2）是小型化的）是小型化的Web，可以对外发布企业信息，可以对外发布企业信息3）采用统一的浏览界面，方便、迅速的查询企业内部各种网上资源）采用统一的浏览界面，方便、迅速的查询企业内部各种网上资源4）通过编程技术，利用各种数据库生成动态）通过编程技术，利用各种数据库生成动态Web查询页面查询页面5）具有强大的远程管理和信息共享功能）具有强大的远程
18、管理和信息共享功能第十四页，本课件共有30页第二节第二节局域网和广域网局域网和广域网三、三、Intranet（内部网）（内部网）加密技术加密技术：是保证网络资源安全的技术基础，是一种：是保证网络资源安全的技术基础，是一种主动主动安全防御策略，常用安全防御策略，常用的加密方法有的加密方法有对称密钥加密对称密钥加密和和非对称密钥加密非对称密钥加密两种。两种。防火墙技术防火墙技术：是一种访问控制技术，用于加强两个或多个网络间的防卫能：是一种访问控制技术，用于加强两个或多个网络间的防卫能力，是一种力，是一种被动被动型防卫技术。型防卫技术。工作方法：在公共网和专用网之间设立一道隔离墙，在此检查进出专用网
19、络的信息工作方法：在公共网和专用网之间设立一道隔离墙，在此检查进出专用网络的信息是否被通过，或用户请求是否被允许，从而阻止对信息资源的非法访问和非法用户是否被通过，或用户请求是否被允许，从而阻止对信息资源的非法访问和非法用户的进入。的进入。Intranet的安全管理的安全管理Intranet网中广泛采用的安全措施主要包括网中广泛采用的安全措施主要包括加密技术加密技术和和防火墙技术防火墙技术。第十五页，本课件共有30页第三节第三节 管理信息系统的体系结构管理信息系统的体系结构 一、集中式系统一、集中式系统集中式系统：管理信息系统的硬件、软件、数据等信息资源在空间上集集中式系统：管理信息系统的硬件
20、、软件、数据等信息资源在空间上集中配置的系统。中配置的系统。集中式系统集中式系统优点：优点：1 1 信息资源集中，管理方便，规范统一；信息资源集中，管理方便，规范统一；2 2 专业人员集中使用，有利于发挥他们的作用，提高工作。专业人员集中使用，有利于发挥他们的作用，提高工作。3 3 信息资源利用率高。信息资源利用率高。4 4 系统安全措施实施方便。系统安全措施实施方便。管理信息系统的体系结构可分为管理信息系统的体系结构可分为集中式集中式和和分布式分布式两大类。两大类。集中式系统集中式系统缺点：缺点：1 1 随着系统规模的扩大，系统的复杂性增大，给管理、维护带来困难；随着系统规模的扩大，系统的复
21、杂性增大，给管理、维护带来困难；2 2 对组织变革和技术发展的适应性差，应变能力弱；对组织变革和技术发展的适应性差，应变能力弱；3 3 系统比较脆弱。系统比较脆弱。第十六页，本课件共有30页二、分布式系统二、分布式系统一一）客户）客户/服务器模式（服务器模式（C/S）常用常用C/SC/S模式有两种模式有两种结结构：构：1.1.两两层层C/SC/S结结构构 如如图图应用系统被分为两部分：应用系统被分为两部分：用户层，工作在客户机；用户层，工作在客户机；数据层，工作在服务器端；数据层，工作在服务器端；DBDB服务器对客户机的请求直接作答。服务器对客户机的请求直接作答。缺点：缺点：大量的大量的应应用
22、必用必须须在客在客户户机端，通机端，通过应过应用程序的运行用程序的运行实现实现。所以客所以客户户端端软软件件负负担沉重，管理复担沉重，管理复杂杂。“胖胖终终端端”优点：优点：前、后台协同工作，数据处理在服务器上完成，网络上传前、后台协同工作，数据处理在服务器上完成，网络上传 输的仅仅是处理的结果，这大大减轻了网络传输的压力，输的仅仅是处理的结果，这大大减轻了网络传输的压力，从而提高系统的效率。从而提高系统的效率。分布式系统：分布式系统：利用计算机网络把分布在不同地点的信息资源联系在一起服务于利用计算机网络把分布在不同地点的信息资源联系在一起服务于一个共同的目标而实现相互通信和资源共享，就形成了
23、管理信息系统的分布一个共同的目标而实现相互通信和资源共享，就形成了管理信息系统的分布式结构。具有分布式结构的系统称为式结构。具有分布式结构的系统称为分布式系统分布式系统。第十七页，本课件共有30页2.2.三层三层C/S/SC/S/S结构（客户机结构（客户机/服务器服务器/服务器）服务器）用用户户界面界面 DB DB服服务务器器（DBMS，DB）事事务请务请求服求服务务器器（应用程序）（应用程序）表达层表达层功能层功能层数据层数据层表达层：是客户浏览器，主要提供浏览或者执行应用程序的界面，实表达层：是客户浏览器，主要提供浏览或者执行应用程序的界面，实现用户接口。现用户接口。功能层：即功能层：即W
24、ebWeb服务器，可以看作数据库的客户机，这一层包含调用存储服务器，可以看作数据库的客户机，这一层包含调用存储 过程的程序代码和安全管理。同时控制用户对应用程序的访问。过程的程序代码和安全管理。同时控制用户对应用程序的访问。数据层：数据层：DB服务器。包括了所有数据完整性约束机制。服务器。包括了所有数据完整性约束机制。特点：特点：1）形成）形成瘦客户端瘦客户端，客户端仅用作浏览器而已。，客户端仅用作浏览器而已。2）易于利用现有资源。）易于利用现有资源。3）实现企业间的连接。）实现企业间的连接。一）客户一）客户/服务器模式（服务器模式（C/S）第十八页，本课件共有30页二、分布式系统二、分布式系
25、统二）浏览器二）浏览器/Web服务器（服务器（B/S）模式）模式特点：特点：1信息信息处处理的广度和深度大理的广度和深度大为为增加；增加；B/S模式：是基于模式：是基于Intranet的需要而产生的，只要在的需要而产生的，只要在Intranet上构建上构建Web服务器，使用相关技术将其与服务器，使用相关技术将其与DB服务器连接而成为服务器连接而成为WebDB系统，那么系统，那么用户就可以用任一浏览器在客户机上访问用户就可以用任一浏览器在客户机上访问DB了，这种了，这种IntranetWebDB的结构，即为的结构，即为B/S模式。模式。2系统开放性和可移植性好；系统开放性和可移植性好；3可大大节
26、省应用系统开发的成本，缩短开发周期。可大大节省应用系统开发的成本，缩短开发周期。如图如图第十九页，本课件共有30页第四节第四节 Web数据库应用开发数据库应用开发基于基于WEBWEB信息系统的数据库连接技术信息系统的数据库连接技术ODBC和和OLEDBODBC和和OLEDB都是微软提供的访问数据库的编程接口。都是微软提供的访问数据库的编程接口。ODBC主要针对访问关系型数据库。它解决了应用软件在不同的主要针对访问关系型数据库。它解决了应用软件在不同的DBMS上的上的移植以及异构数据库之间的数据的访问、数据交换。移植以及异构数据库之间的数据的访问、数据交换。OLEDB除了可以访问关系型数据库，还
27、可以访问非关系型数据库、电子邮件系除了可以访问关系型数据库，还可以访问非关系型数据库、电子邮件系统、电子表格和文本文件等数据源。统、电子表格和文本文件等数据源。主要包括：开放数据互联（主要包括：开放数据互联（ODBC：OpenDatabaseConnection）、对象连）、对象连接嵌入数据库（接嵌入数据库（OLEDB：ObjectLinkingandEmbeddingDatabase）和）和Java数据库互联（数据库互联（JDBC：JavaDatabaseConnectivity）三种。）三种。其它中间件其它中间件第二十页，本课件共有30页第四节第四节 Web数据库应用开发数据库应用开发JD
28、BCJDBC是用于执行是用于执行SQL语句的语句的Java应用程序接口。它由一组应用程序接口。它由一组Java语言编写语言编写的类和接口组成。的类和接口组成。JDBC是一种规范，其目的是让各数据库开发商为是一种规范，其目的是让各数据库开发商为Java程程序员提供标准的数据库访问类和接口。使用序员提供标准的数据库访问类和接口。使用JDBC，用户可以很容易地把，用户可以很容易地把SQL语言传送到绝大部分关系数据库中，实现对数据库的访问。语言传送到绝大部分关系数据库中，实现对数据库的访问。第二十一页，本课件共有30页两层两层C/SC/S结构结构返回返回用用户户界面界面,应应用程序用程序DBMS，DB
29、用用户层户层数据数据层层客客户户机（机（PC机）机）服服务务器（小型机或器（小型机或PC机）机）第二十二页，本课件共有30页浏览器名称 开发者 适用平台 主要特点 Netscape Navigator 网景公司 Unix、Linux、Windows以及Mac OS等 功能强大；使用方便；可免费获得 Internet Explorer（简称IE）微软公司 Windows和Mac OS 功能强大；Windows环境下运行速度快、稳定性好；与Windows操作系统捆绑免费赠送 Opera Opera公司 Unix、Linux、Windows以及Mac OS等 体积小；浏览速度快；可获得免费版本 Ho
30、t java SUN公司 各种操作系统平台 实现了动画效果；提供真实生动的交互功能；可以免费获得非商业版本 返回返回几种常用的几种常用的WEB浏览器浏览器第二十三页，本课件共有30页TCPTCPIPIP协议采用了层次体系结构协议采用了层次体系结构 层次包括数据链路层、网络层、传输层和应用层。层次包括数据链路层、网络层、传输层和应用层。数据链路层数据链路层 提供与各种物理网络的接口。提供与各种物理网络的接口。网络层网络层 IPIP协议提供协议提供IPIP地址管理、路由选择和数据包分段与重组功能。地址管理、路由选择和数据包分段与重组功能。传输层传输层 TCPTCP协议自动检测丢失的数据包并自动重传
31、；过滤多个重复的数据包；协议自动检测丢失的数据包并自动重传；过滤多个重复的数据包；负责计算机通信前的连接准备。负责计算机通信前的连接准备。应用层应用层 提供计算机之间的各种应用服务。包含的主要协议有：提供计算机之间的各种应用服务。包含的主要协议有：HTTPHTTP协议：超文本传输协议（协议：超文本传输协议（Hypertext Transfer ProtocolHypertext Transfer Protocol）FTPFTP协议：文件传输协议协议：文件传输协议 （FTPFTP：File Transfer ProtocolFile Transfer Protocol）SMTPSMTP协议：简单
32、邮件传输协议协议：简单邮件传输协议 （SMTPSMTP：Simple Mail TransferSimple Mail Transfer Protocol）等。等。第二十四页，本课件共有30页OSIOSI和和TCP/IPTCP/IP的对应关系的对应关系应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层OSI参考模型参考模型应用层传输层网络层数据链路层TCP/IP返回返回第二十五页，本课件共有30页广域网实例广域网实例中国教育和科研计算机网中国教育和科研计算机网 返回返回第二十六页，本课件共有30页B/S模式结构模式结构WebDB系系统统DB服服务务器器Web浏览浏览器器中中间间件件应应用程序用程序
33、DB信息信息Web服服务务器器返回返回WEBWEB服务器的主要功能包括：服务器的主要功能包括：静态信息发布静态信息发布：WEBWEB服务器可以将大量服务器可以将大量HTMLHTML文件及其它信息文件存储在自文件及其它信息文件存储在自己的文件系统中，然后根据浏览器发出的请求，将相应的文件发送给己的文件系统中，然后根据浏览器发出的请求，将相应的文件发送给浏览器。浏览器。动态信息发布动态信息发布：WEBWEB服务器还可以根据用户要求动态生成页面以获得与用服务器还可以根据用户要求动态生成页面以获得与用户交互的效果。如，用户可以将姓名、地址、信用卡号、购买意向等户交互的效果。如，用户可以将姓名、地址、信
34、用卡号、购买意向等通过页面上的表格发送给通过页面上的表格发送给WEBWEB服务器，服务器，WEBWEB服务器可以将这些信息写入数据库，服务器可以将这些信息写入数据库，并给用户一个反馈，实现电子购物。并给用户一个反馈，实现电子购物。第二十七页，本课件共有30页返回返回第二十八页，本课件共有30页连接连接Internet的方式的方式返回返回第二十九页，本课件共有30页Web服务器与数据库的连接中间件服务器与数据库的连接中间件ASP（ActiveServerPage）动态服务器页面）动态服务器页面ASP是微软公司开发的代替是微软公司开发的代替CGI脚本程序的一种应用，它可以与数据库和其它程脚本程序的一种应用，它可以与数据库和其它程序进行交互，是一种简单、方便的编程工具。序进行交互，是一种简单、方便的编程工具。API（ApplicationProgrammingInterface）应用程序编程接口）应用程序编程接口CGI（CommonGatewayInterface）通共网关接口）通共网关接口返回返回第三十页，本课件共有30页