计算机网络与因特网.ppt

第4章 计算机网络与因特网,4.1 数字通信入门4.2 计算机网络基础4.3 因特网的组成4.4 因特网提供的服务4.5 网络信息安全,教学目的与要求,掌握通信与现代通信技术的概念和通信系统的简单模型，了解模拟信号和数字信号的含义，了解各种传输介质的种类、特性与应用，了解电缆通信、光纤通信、微波通信和移动通信的工作方式熟悉调制与解调的含义，熟悉时分、频分以及波分多路复用技术的思想了解电路交换技术，熟悉分组交换的概念、格式、传输以及实现掌握计算机网络的含义、目的、分类及组成，熟悉数据传输速率、带宽的单位及含义和网络的工作模式，熟悉局域网的组成、网卡功能和MAC地址，掌握局域网的特点和常用局域网的拓扑结构、物理结构和传输介质等,教学目的与要求,熟悉网络的分层结构、网络互连的含义以及TCP/IP协议的层次和功能，了解TCP/IP协议的特点掌握IP地址的作用、格式与表示形式、类型与特点，了解特殊的IP 地址，熟悉IP 数据报的概念，熟悉路由器的功能熟悉因特网的工作模式及协议，掌握因特网的域名结构及域名命名规则，熟悉域名与IP地址的关系和域名命名树，了解域名系统和域名服务器，熟悉因特网的各种接入方式熟悉电子邮件的功能、组成、协议及工作原理，熟悉WWW的含义和组成，熟悉网页的概念、超链接、HTTP协议和URL 的含义与表示，了解Web服务器和浏览器的功能和组成部分,教学目的与要求,了解网络信息安全的概念和措施熟悉数据加密、数字签名、身份鉴别、防火墙以及防火墙的概念熟悉计算机病毒的含义、特点、危害及传染途径与防范措施,4.1 数字通信入门,4.1.1 通信的基本原理4.1.2 交换技术,4.1.1 通信的基本原理,（1）通信系统的简单模型（2）有线与无线通信（3）调制与解调技术（4）多路复用技术,什么是通信(communication)？,广义角度，通信就是各种信息的传递现代通信使用电波或光波传递信息的技术，也称为电信（telecommunication），如电报、电话、传真、电子邮件、BBS、QQ等,下列_不属于现代通信。,题解,A、电报 B、电话 C、杂志 D、传真,(1)通信系统的简单模型,通信的三要素：,举例:,信息的传输通道，其任务是迅速、可靠而准确地将信号从信源传输到信宿,被传输的信息都必须以某种电(或光)信号的形式才能进行传输,信息的发送者,信息接收者,通信的任务就是传递信息，通信至少需由三个要素组成。不是三要素之一。,A信号 B信源 C信宿 D信道,题解,模拟信号与数字信号,通信系统中被传输的信息必须转换成某种电信号(或光信号)才能进行传输,电信号(或光信号)有两种形式：模拟信号形式:通过连续变化的物理量（如信号的幅度）来表示信息，例如人们打电话或者播音员播音时声音经话筒(麦克风)转换得到的电信号；数字信号形式:使用有限个状态(一般是2个状态)来表示（编码）信息，例如电报机、传真机和计算机发出的信号都是数字信号,0 0 1 1 0 1 0 0 0 1,(2)有线通信与无线通信,需使用物理介质进行信号传输的是有线通信，例如 金属导体（双绞线、同轴电缆），传输电流信号 光导纤维（简称光纤），传输光信号 在自由空间进行信号传输的是无线通信，传输的是电磁波信号,传输介质的类型与特点,电缆通信,原理：利用电流(电压)传输信息双绞线：由两根相互绞合成均匀螺纹状的导线组成。多根双绞线捆在一起，外面加上护套即双绞线电缆。无屏蔽双绞线(UTP)；屏蔽双绞线(STP),同轴电缆分类基带同轴电缆（50）传输数字信号宽带同轴电缆（75）传输模拟信号,缺点：耗费大量金属材料，成本高,光纤通信,光纤是光导纤维的简称，具有把光封闭在纤芯并沿纤芯轴向进行传播的功能（光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去）,光波,光线,光纤通信系统的优点光纤具有极大的通信容量抗辐射能力强保密性强传输距离远且损耗小重量轻,光缆,光纤通信的发展与应用,从上世纪80年代起，世界各国开始大规模铺设光纤通信线路，光纤传输网已经成为几乎所有现代通信的基础平台高速光纤数字传输线路采用统一的国际标准，称为同步数字系列(SDH)，又称为同步光纤网(SONET)，它既是电话和有线电视的骨干传输网，又是计算机网络的骨干网,无线和微波通信,微波：300MHz300GHz范围内的电磁波，波长为1 m1mm,特点：直线传播，不能沿地球表面传播（无绕射性），需要每隔几十公里设立一个中继站容量大、可靠性高建设费用低抗灾能力强应用：长途电话、蜂窝移动电话、全数字高清晰度电视（HDTV）等,微波通信的三种通信方式：,地面微波接力通信卫星通信对流层散射通信,卫星通信,卫星通信:中继站在人造地球卫星上的一种微波通信优点：通信距离远、频带宽、容量大、抗干扰强、通信稳定缺点：造价高、技术复杂、有较大延时、同步轨道卫星数目仅180颗,赤道上方高度为35800公里的地方为地球同步轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的周期相同，在地面上看这种卫星好似静止不动。一颗同步轨道卫星覆盖约120，3颗同步定点轨道卫星可以覆盖地球的几乎全部面积，进行二十四小时的全天候通信,卫星通信的重要应用GPS,例美国研制GPS系统24颗卫星在1.2万公里高空以12小时的周期绕地球运行地面任意点在任何时刻都可同时观测到4颗以上卫星原理：由于卫星的位置是精确可知的，通过地面接收机可测得与卫星的距离，利用三维坐标中的距离计算公式，就可以推导出接收机的地理位置(经度、纬度和高程)定位精度：民用大约几十米军用可高得多,GPS卫星接收机,根据用途有：导航型、测地型、授时型等产品形式：独立的GPS导航仪，也可集成在电脑、手机、MP3(MP4)播放器、甚至手表中,以下传输介质中，在无中继器情况下传输距离最远的是。,A双绞线 B同轴电缆 C单模光纤 D电力传输线,题解,卫星通信利用_作为中继站来转发无线电信号，从而实现两个或多个地球站之间的通信。,A、集线器 B、对流层 C、导航卫星 D、通信卫星,题解,移动通信,移动通信指的是处于移动状态的对象相互间的通信，也是微波通信的一种最具代表性的移动通信手机（个人移动通信系统）,基站,移动台（手机）,移动电话交换中心,公用电话网,移动通信原理-蜂窝式移动通信,每10km20km的区域称为单元（形似蜂窝），每个单元中心高处建有一个基站，所有单元既相互分割，又彼此交叠，形成整个移动通信服务网位于某单元内的所有手机都向该基站发送信号，并接收基站发给它的信号,所有基站都通过微波或光缆与移动交换中心通信手机每个时刻都处于某个特定单元的基站控制之下，同一单元内同一时刻的不同手机使用不同的频率与基站进行通信，相互不影响,个人移动通信发展的3代,第1代采用的是模拟传输技术第2代使用的频段扩至900MHz到1800MHz传输的是数字化的语音/文字信号容量有限，不能满足发达地区手机用户高度密集的要求我国使用的2种标准：GSM（欧洲移动通信系统，也称全球通、全数字系统)中国移动、中国联通经营的GSM网已基本覆盖县级市移动的接入号段有：134139、150152、158、159联通的接入号段有：130-132、155-156CDMA(码分多址接入，Code Division Multiple Access)抗干扰能力强，系统容量大，接通率高，噪声小，中国电信,接入号为133、153,第三代移动通信系统（3G）,使用的频段：1885 MHz 2025MHz，2110MHz2200MHz 传输速率：室内：13Mb/s，步行：384kb/s，快速移动：114kb/s我国采用的3种技术标准：,3G的优点：（1）提供高质量的语音通信、数据通信和高分辨率图像通信（2）提供足够的系统容量，具有高保密性和优质的服务不足：发展慢、比例低(4.6%)，按流量收费费用高,4G移动通信：室内:1Gbps，高速移動时:100Mbps 我国沿海7个城市正在建设试验网（TD-LTE）,下面关于个人移动通信的叙述中，错误的是_。,A、第1代个人移动通信采用的是模拟通信技术 B、目前广泛使用的GSM手机采用了数字通信技术，属于第2代移动通信系统 C、移动通信系统中，移动电话交换中心直接接收手机（移动台）的无线信号，并负责向手机发送信号 D、通信系统将实现高质量的多媒体通信，包括话音通信、数据通信和高分辨率的图像通信等,题解,对通信系统的要求,远距离调制解调技术(MODEM)高效率多路复用技术(Multiplexer)+交换技术(Switching)高速度光纤通信技术可靠信号不失真、无差错、保证通信畅通方便移动通信技术（无线通信）安全加密、身份认证（4.5节）,数字通信采用的技术,数字调制/解调技术（调幅；调频；调相）解决信号传得远的问题多路复用技术（时分多路；频分多路；波分多路）提高传输线路使用效率、降低传输成本交换技术（电路交换；分组交换）动态分配信道资源，提高传输效率和质量数字编码和数据压缩技术,(3)调制解调技术,数字信号如何传输？,近距离传输：直接(基带)传输 例如：USB移动硬盘 主机；以太网数据传输远距离传输：载波传输例如：数字有线电视；手机；ADSL上网什么是载波？研究发现，高频振荡的正弦波信号在长距离通信中能够比其他信号传送得更远。因此若把高频振荡的正弦波信号作为携带信息的载波，把数字信号放在(调制在)载波上传输，则可比直接传输的距离远得多,数字信号的三种调制方法,实现信号调制与解调的设备分别称为“调制器”和“解调器”：,远距离通信必须使用MODEM,通信一般是双向进行的，收发双方都需要调制器与解调器，它们通常做在一起，称为调制解调器(MODEM),信源信号通过调制器 调整载波的某个参数(幅度、频率或相位),到达目的地后，使用解调器把载波所携带的信号检测出来，恢复为原始信号的形式,经过调制后的载波信号，携带着被传输的信号在信道中进行长距离传输,例：ADSL宽带上网,调制解调器把计算机送出的数字信号,采用数字调制的方法,调制成为适合于在用户电话线上传输的载波信号,载波信号在电话网中经过交换机传输至目的地,目的地计算机通过解调器从载波信号中恢复出数字信号传送给计算机,ADSL MODEM,ADSL MODEM,(4)多路复用技术,怎样降低传输成本？,分析：通信系统中，传输线路的建设和维护成本占整个系统成本的相当大的份额一条传输线路（铜线、光纤、无线电波）的容量通常远远超过传输1路用户信号所需的能力降低成本采用的技术多路复用技术(Multiplexing)多路信号使用同一条传输线同时进行传输方法：频分多路复用（FDM）时分多路复用（TDM）波分多路复用（WDM）,时分多路复用(Time Division Multiplexing,TDM),思想：各通信终端（计算机、电话）以规定的顺序和时间轮流使用同一传输线路进行数据传输工作原理：,应用：主要使用在数字通信领域，如电话中继通信、GSM手机、总线式以太网等,频分多路复用(Frequency Division Multiplexing,FDM),思想：将每个通信终端发送的信号调制在不同频率的载波上，通过频分多路复用器(MUX)将它们复合成为一个信号，然后在同一传输线路上进行传输。抵达接收端之后，借助分路器(DEMUX)把不同频率的载波分离出来，送到不同的接收设备工作原理：,将不同频率的载波信号合成在一起,使用一组滤波器分解出不同频率的载波信号,波分多路复用(Wave Division Multiplexing,WDM),光纤通信中，为提高传输效率，1根光纤中同时传输几种不同波长的光波，称为“波分多路复用”，可以进一步提高光纤的通信容量。原理：,光纤,发送端有N个发送单元，它们各自发出不同波长的光波,通过复用器（称为合波器）合并起来，进入同一根光纤进行传输,接收端用分路器(称为分波器)将不同波长的光分开，分别送到各自的光电检测器恢复出原始信号,多路复用可以降低通信成本,通信系统的原理示意图,多路复用技术使得成千上万路通信可以在同一条传输线上同时进行，大大节省了通信成本,频分多路、时分多路和波分多路等技术可以同时使用，以提高复用效率,4.1.2 交换技术,（1）电路交换与分组交换（2）分组交换机与存储转发（3）分组交换的应用,通信系统中“交换”的含义,“交换”(switching)的含义就是转接把一条链路转接到另一条链路，使它们连通起来从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路常用的交换方式：电路交换分组交换,（1）电路交换与分组交换,什么是电路交换？,电路交换的过程：建立连接通信释放连接应用：电话通信,分析：通话全过程中用户始终占用端到端的传输信道由于计算机数据传输具有突发性，不适合计算机数据通信,分组交换计算机网络采用的技术,分组交换（也称包交换）的要点：被传输的数据必须划分为若干“分组”(packet,简称“包”)进行传输每个分组中必须包含收发双方的地址每个分组由分组交换机进行处理、存储和转发才能送达目的地每个分组的格式如下：,分组交换示意：,（2）分组交换机与存储转发,“分组交换机”网络中必须使用的一种实现分组交换方式的数据传输的关键设备分组交换机的任务是：负责包的转发分组交换机的基本工作模式：存储转发 分组交换机有许多端口，用来连接计算机和远程数字通信线路分组交换机可以互连，以扩大网络的规模和任意延伸网络的连接距离,分组交换与存储转发的过程,计算机G收到所有数据包后，将包组装为一个文件,交换机每收到一个包，就根据包的目的地地址,选择一个输出端口,若目的地计算机就在交换机上，则交换机直接将包发给该计算机,A将文件拆分成若干个包,将包逐个地发给交换机,例：计算机A的文件计算机G,通过分组交换机互连而成的计算机网,计算机的编址方案使用两个整数表示：第1个数表示分组交换机号，第2个数表示计算机连接到该交换机上的端口号,分组交换机有许多端口，低速端口用来连接计算机，高速端口则通过远程数字通信线路连接另一交换机,每个端口既可输入也可输出,分组交换机中的存储转发过程,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 发送分组,交换机,主机,在交换机 E 暂存查找转发表找到转发的端口,最后到达目的主机 H5,在交换机 C 暂存查找转发表找到转发的端口,在交换机 A 暂存查找转发表找到转发的端口,分组交换技术的优点和问题,优点：高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。灵活 以分组为传送单位和查找路由。迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组。可靠 保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。分组交换的不足：分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。,(3)分组交换的应用,几乎所有数据通信网都采用分组交换技术：交换式以太局域网公用数据网（传统的广域网）因特网（Internet）移动通信网（手机）,不同的分组交换网，基于不同的技术，采用不同的协议，因而性能与应用各不相同！协议(protocol)是通信各方协商一致并必须严格遵守的规则和约定，例如：通信对象如何识别？数据如何表示？命令(信令)如何表示？收到命令后完成何种动作，做出何种响应？发生错误如何处理？等等,光纤通信中,采用的信道多路复用技术称为_多路复用技术。,A、频分 B、时分 C、码分 D、波分,题解,传输模拟信号的有线电视系统，采用的信道复用技术一般是_多路复用技术。,A、频分 B、时分 C、码分 D、波分,是非题：每个移动通信系统均由移动台、基站、移动电话交换中心等组成。GSM和CDMA等多个不同的移动通信系统彼此有所交叠形成“蜂窝式移动通信”。,题解,公用电话网通常采用_交换技术传输语音信号。,4.2 计算机网络基础,4.2.1 计算机网络的组成与分类4.2.2 局域网的基本原理4.2.3 常用局域网,4.2.1 计算机网络的组成与分类,计算机网络的定义 计算机网络的分类 计算机网络的组成 数据传输速率与带宽 网络的工作模式,（1）什么是计算机网络？,性质：它是一种通信系统（与电话、电视系统不同，它是一种数据通信系统）它是计算机系统的延伸与扩展（“网络就是计算机”SUN公司）需要使用多种复杂的技术,利用通信设备和网络软件，把位置分散且功能独立的多台计算机以互相共享资源和进行信息传递为目的连接起来的一个系统,计算机组网的目的,（1）数据通信使计算机之间可以相互传送数据，方便地交换信息（2）资源共享用户可以共享网络中其他计算机的软件、硬件和数据资源（3）实现分布式信息处理大型问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务（4）提高计算机系统的可靠性和可用性计算机出现故障时，网络中的计算机可以互为后备计算机负荷过重时，可将部分任务分配给空闲的计算机,（2）计算机网络的分类,按使用的传输介质可分为：有线网 无线网按网络的使用性质可分为：公用网 专用网 虚拟专网(VPN)按网络的使用对象可以分为：企业网 政府网 金融网 校园网 按网络所覆盖的地域范围可以分为：局域网(LAN)：使用专用通信线路把较小地域范围（一幢楼房、一个楼群、一个单位或一个小区）中的计算机连接而成的网络广域网(WAN)：把相距遥远的许多局域网和计算机用户互相连接在一起的网络。广域网有时也称为远程网城域网或市域网(MAN)：作用范围在广域网和局域网之间，其作用距离约为5km50 km，例如一个城市范围的计算机网络,几种网络之间的相互关系,将分散的用户计算机(网)接入特定城(广)域网的各种网络通信设施,（3）计算机网络的组成,计算机（网络的主体）、手机、监控器等网络“终端设备”数据通信链路：用于传输数据的介质：双绞线、光缆、无线电波等通信控制设备：如网卡、集线器、交换器、调制解调器、路由器等，确保通信正确、可靠、有效地进行网络通信协议共同遵循的一组的规则和约定通信如何开始、如何结束？数据如何表示？命令如何表示？通信对象如何区分？其身份如何鉴别？发生错误如何处理？等等。例如：TCP/IP,HTTP,FTP，POP3等网络操作系统和网络应用软件：网络操作系统：实现通信协议、管理网络资源等网络应用软件：实现各种网络应用，如浏览器、电子邮件程序、QQ、搜索引擎等,当前使用的主流网络操作系统,主流网络操作系统：Linux，源代码开放，可免费得到许多应用软件UNIX系统，稳定性和安全性好，可用于大型网络微软公司的Windows系统的服务器版（如Windows NT Server、Windows 2000 Server，Windows Server 2003 R2等，用于中低档服务器）网络管理员(超级用户)的职责：为用户建立账号(开户)、分配资源使用权限、撤销账号(销户)、维护网络正常工作和保证信息安全,（4）数据传输速率与带宽,数据传输速率(简称数据速率,data rate)指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目计量单位：“比特/秒”(bps)、“千比特/秒”(kb/s)、“兆比特/秒”(Mb/s)或“吉比特/秒”(Gb/s)等带宽(也称为信道容量,bandwidth)数据链路能够达到的的最高数据传输速率误码率(error rate)指数据传输中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例端端延迟(end-end delay)指数据从信源传送到信宿所花费的时间。,计算机网络中数据链路的重要性能参数：,下面关于通信技术的叙述中，错误的是_。,A任何一个通信系统都有信源、信道和信宿这三个基本组成部分 B为了实现远距离传输信息，在模拟通信和数字通信中均采用载波技术 C为了降低传输信息的成本，在通信中广泛采用多路复用技术 D数字通信系统的一个主要性能参数是信道带宽,它指实际进行数据传输时单位时间内传输的二进位数目,题解,人们往往会用我用的是10M宽带上网来说明白己计算机连网的性能，这里的10M指的是数据通信中的_指标。,A.最高数据传输速率 B.平均数据传输速率 C.每分钟数据流量 D.每分钟IP数据包的数目,题解,（5）计算机网络的工作模式,资源：硬件、软件、数据都是计算机的资源网络中的计算机可以扮演2种不同的角色：客户机：需要使用其它计算机资源的计算机服务器：提供资源（如数据文件、磁盘空间、打印机、处理器等）给其它计算机使用的计算机每一台联网的计算机，其“身份”或者是客户机，或者是服务器，或者两种身份兼而有之 计算机网络有两种基本的工作模式：对等（peer-to-peer，简称P2P）模式客户/服务器（Client/Server，简称C/S）模式,对等工作模式（P2P）,网络中每台计算机既可以作为客户机也可以作为服务器例：Windows操作系统中的“网上邻居”,特点：可共享资源主要是文件和打印机，由资源所在计算机自己管理，使用比较简单不需要专门的硬件服务器，也不需要网络管理员效率不高，可靠性、安全性较差,因特网上的P2P工作模式,P2P是通过网络中计算机与计算机之间直接交换来共享计算机资源的一种应用模式以前P2P模式以局域网使用居多，近些年它已在因特网上广泛使用，例如：文件共享：BitTorrent(BT下载)，eMule(电驴)，迅雷即时通信：QQ、MSN Messenger流媒体服务：Skype（网络IP电话）对等协同计算P2P业务已占互联网业务流量的60%以上,举例：BT下载的工作原理,A,C,B,D,客户/服务器工作模式（C/S）,特点：网络中的计算机有专门分工，有的是客户机，有的是服务器,服务器大多是一些专门设计的性能较高的计算机，并发处理能力强，存储容量大，网络数据传输速率高服务器按用途分为：Web服务器、打印服务器、邮件服务器、文件服务器、数据库服务器等,客户机提出服务请求，使用服务器所提供的资源,服务器用于提供资源，为客户机服务,Client/Server的工作过程,客户机用户必须预先在服务器上注册，由网络管理员为该用户分配访问网络资源的权限。每个注册用户都有自己的账号和口令，并获得使用某些服务的授权需要获得服务时，用户应先登录(login，输入用户名和口令)，登录成功后才能访问服务器上的资源客户机向服务器提出请求(例如访问某个文件)，服务器响应请求，找到该文件，然后将文件传送给客户机,C/S模式例1：文件服务,文件服务(又叫做“共享存储服务”)客户机可以使用服务器中可共享的数据文件，使用方法如同使用本地磁盘一样必须在获得服务器授权的情况下进行,(如果是共享服务器中的程序，则一般是将该程序下载到客户机中然后再在客户机中运行，需购买软件的多用户版本和软件许可证),C/S模式例2：打印服务,打印服务：共享打印机,打印服务器（管理程序）,共享的打印机,客户机2,客户机1,打印管理程序的一般原则是先来先服务(排队处理)可以更改打印任务的顺序，也可取消某个正在排队的打印任务,例3：ATM柜员机,例：银行ATM自动柜员机的工作过程:ATM机是金融计算机网络上的客户机，它是一台嵌入式计算机，供存款、取款、查询等使用服务器在银行的计算中心，是一台大(巨)型计算机，具有一个非常庞大的数据库取款操作时的工作过程：ATM将用户身份信息送到服务器服务器检查是否为合法用户，给出提示用户输入取款数服务器检查是否在允许范围，若可，记帐，发命令给ATM输出现款,4.2.2 局域网的基本原理,局域网(LAN)的特点与组成,单位自建自管，地理范围有限使用专门铺设的传输介质进行连网数据传输速率高(10Mbps10Gbps)、延迟时间短数据传输误码率低(10-810-11),双绞线、同轴电缆、光纤或者无线电波,连接的每台设备都装有网络接口卡(网卡)，计算机通过网卡和传输介质相互连接,计算机,局域网的数据传输方法,网络上的每个节点（如工作站、服务器、打印机等），都是数据传输的“源”或者“目的地”介质访问地址(MAC地址)：为了相互区别，局域网中的每个节点都有一个惟一的地址，称为MAC地址，MAC地址使用48位表示数据传输方法：采用时分多路复用技术，多个节点共享传输介质不允许任何节点连续传输任意长的数据，必须把要传输的数据分成小块（称为“帧”，frame），每个节点每次只传输一个帧，确保任何节点都有传输数据的机会,局域网数据帧的格式,发给哪一台计算机？,校验信息随同数据一起进行传输，供接收节点在收到数据之后验证数据传输是否正确,哪一台计算机发送的数据帧,需要传输的数据，如程序、邮件、MP3音乐等,不同类型的局域网，数据帧的格式各不相同：MAC地址的长度不同 有效载荷的最大长度限制不同 使用的校验方法不同 其它组成部分,网卡（网络接口卡）,网卡就是计算机的网络通信控制器网卡的任务：负责发送数据和接收数据,网络中每个节点(工作站或服务器)都必须安装网卡，不同类型的网络，需安装使用不同类型的网卡由于芯片组集成度的提高，现在网卡的功能大多已集成在芯片组中，即所谓的“集成网卡”,网卡的具体功能,1 在计算机与网络之间建立一个通信链路(link)，通过传输介质发送信息和接收信息2 将数据分成帧(frame)、以帧为单位发送和接收信息3 将计算机的输出转换为适合网络传输的信号(并串转换、码型转换、电平转换),每块网卡均由生产厂家分配一个全球惟一的MAC地址，该地址就是使用这块网卡的节点MAC地址,4.2.3 常用局域网,近几年局域网技术的变化与发展方向是：技术单一化（交换式以太网）传输高速化（千兆网、万兆网）主干采用树形结构 无线局域网（WLAN）开始普及,局域网的类型,按传输介质可分为：有线网和无线网按网络中设备互连的拓扑结构可分为：总线网、环形网、星型网、混合网等,总线结构,环型结构,星型结构,按传输介质使用的访问控制方法可分为：以太网（广泛使用）、FDDI网、令牌网（后两种已很少使用）,不同局域网采用不同的拓扑结构,(令牌网、FDDI),(交换式以太网),(共享总线以太网),(千兆/万兆以太网),常用局域网之1：共享式以太网,以共享式集线器(hub)为中心，每个节点通过以太网卡和双绞线连接到集线器的一个端口，通过集线器与其他节点相互通信最早使用的一种以太网，总线式拓扑结构,集线器,A,B,C,D,把一个端口接收到的帧以广播方式向所有端口分发出去，并对信号进行放大，以扩大网络的传输距离，起着中继器的作用,常见局域网之2：交换式以太网,以以太网交换机(Ethiernet Switcher)为中心构成交换机是一种高速电子开关，连接在交换机上的所有节点均可同时相互通信采用星形拓扑结构,常见局域网之3：千(万)兆位以太网,不同速率的以太网交换机可以按层次方式互相连接起来，构成“校院系室、组”的多层次的局域网,传输介质(光纤)的长度可达几公里,以太网使用的传输介质,同轴电缆（早期使用）速率为10Mbps 的以太网，价格高双绞线（5类线）大量用于速率为10Mbps和100Mbps的以太网光纤用于速率为千兆(1Gbps)以太网和万兆(10Gbps)以太网,双绞线和RJ45插头(水晶头)是目前以太网使用最多的传输介质,以太网使用的网卡,功能：按照以太网的传输协议(IEEE 802.3 标准)，实现计算机之间的数据通信按传输速率分为：10 Mbps 网卡(10Base-T)100 Mbps 网卡(100Base-T)10/100 Mbps 自适应网卡 1000 Mbps 网卡 按产品形态分为：独立网卡集成网卡(由芯片组实现网卡功能),交换式以太网与共享式以太网在技术上有许多相同之处，下面叙述中错误的是_。,A、使用的传输介质相同 B、网络拓扑结构相同 C、传输的信息帧格式相同 D、使用的网卡相同,题解,常见局域网之4:无线局域网,无线局域网使用的传输介质主要是2.4GHz和5.8 GHz两个频段无线电波无线局域网使用通信协议：802.11标准(Wi-Fi),无线局域网的构建,无线局域网使用无线网卡、无线接入点等设备构建无线网卡传输速率有11Mbps、54Mbps或108Mbps,无线网卡,使用扩频方式通信，具有抗干扰、抗噪声能力。室外覆盖距离通常可达100300米，室内一般为30米左右,每个无线节点都需要有1块无线网卡,无线局域网的构建,无线局域网还不能完全脱离有线网路，只是有线网络的补充“迅驰”标记：表示使用了Intel公司的低功耗移动CPU和相应的芯片组以及集成的无线网卡，可实现无线局域网连接无线接入点（WAP或AP）：实际就是一个无线交换机或无线Hub，相当于手机通信中的“基站”。蓝牙（bluetooth）构建无线局域网的另一种技术短距离、低速率、低成本的无线通信技术最高数据传输速率可达1Mbps(有效传输速率为721kbps)传输距离在10m以内适合于构成一个无线个人区域网络（WPAN）,小结：几种以太网的比较,在下列关于无线局域网的叙述中，错误的是_。,A.在无线局域网中，无线接入点实际上是一种无线交换机，在室内覆盖距离可达几十米 B.目前无线局域网可采用的协议有Wi-Fi和蓝牙等，后者的数据传输速率比前者更高 C.若某电脑贴有Intel公司的Centrino(迅驰)标记，则该电脑应有集成的无线网卡 D.无线网卡有多种类型，例如PCI无线网卡、USB无线网卡等,题解,在下列有关最常见局域网、网络设备以及相关技术的叙述中，错误的是_。,A、以太网是最常用的一种局域网，它可以采用总线结构 B、每个以太网网卡的介质访问地址（MAC地址）是全球惟一的 C、无线局域网一般采用无线电波或红外线进行数据通信 D、“蓝牙”是一种远距离无线通信的技术标准，适用于山区住户组建局域网,题解,4.3 因特网的组成,4.3.1 网络分层结构与TCP/IP 协议4.3.2 IP协议与路由器4.3.3 因特网的发展及结构4.3.4 因特网的接入,4.3.1 网络分层结构与TCP/IP协议,（1）网络的分层结构（2）TCP/IP网络协议,(1)网络的分层结构,文件处理模块,主机 甲,主机 乙,文件处理模块,通信服务模块,通信服务模块,网络接入模块,网络接入模块,物理通信网络,网络接口,网络接口,计算机网络为什么要划分层次？,例：主机甲通过网络向主机乙传送一个文件，甲乙双方均划分为三层，其分工为：,从指定位置处读出文件，然后交给下层模块进行发送,把文件保存到指定的文件夹中,将文件分成一个个包，交给下层模块传输,将一个个包组装成文件,负责完成与具体物理网络的接口，将数据包转换成帧，按帧在物理网上传输,从物理网上接收帧，将数据帧转换成数据包,计算机网络分层的优点,优点：各层之间是独立的灵活性好结构上可分割开易于实现和维护能促进标准化工作划分为多少层？若层数太少，就会使每一层太复杂。若层数太多，描述和综合各层功能时太繁琐,(2)TCP/IP协议,计算机网络的分层结构中，不同计算机的同一层必须共同遵循相同的规则和约定，才能正确地进行数据通信，这些规则和约定就是网络协议 现在大多数局域网和因特网，都采用发源于美国国防部的TCP/IP协议系列,网络互连问题,为了把不同类型的网络互连成为一个巨大而统一的网络，允许网络中的所有计算机均可相互进行通信，必须解决：所有计算机应统一编址传输的数据包格式应该统一,统一的计算机网络,解决方案：统一采用TCP/IP协议进行网络互连！,什么是TCP/IP协议？,TCP/IP是网络互连的工业标准，它包含了100多个协议，其中：TCP（传输控制协议)和IP(网际协议)是两个最基本、最重要的协议,负责把数据封装为TCP或UDP数据报，在两个应用程序之间传送数据,负责把数据封装为IP数据报，并负责把IP数据报从发送方计算机通过物理网络传送到接受方计算机,负责将IP数据报封装成能在物理网络（局域网、广域网）中传输的帧，并进行传输,应用程序与应用程序之间通信时使用的协议,例:浏览网页时使用的TCP/IP协议,浏览器使用HTTP协议向Web服务器请求网页,网页所对应的HTML文档拆分并封装为若干个TCP数据报，由Web服务器一个一个地进行发送,负责把每个TCP报封装为IP数据报，在路由器之间进行传送，直到目的计算机所在局域网连接的路由器为止,路由器负责将IP数据报封装成以太网帧，在局域网中传输给浏览器,因特网上有许多不同结构的局域网和广域网互相连接在一起，它们能相互通信并协调工作的基础是因为都采用了_。,A、ATM协议 B、TCP/lP协议 C、X.25协议 D、NetBIOS协议,题解,TCP/IP协议的主要特点,适用于多种异构网络的互连确保可靠的端到端通信与操作系统紧密结合TCP/IP既支持面向连接服务，也支持无连接服务，两者并重,4.3.3 IP协议与路由器,（1）IP地址（2）IP数据报（3）路由器,异构网络的互连技术,网络互连的基本构件：各种不同类型的局域网和广域网必须解决的问题：1)所有计算机应统一编址2)传输的数据包格式应该统一解决方案：TCP/IP协议系列中的网络互连协议IP协议（IP地址和IP数据报）使用的网络互连设备：路由器,（1）IP地址因特网主机统一编址,因特网上的每台计算机使用“IP地址”作为其标识IP地址的特点：惟一性：网络上的每台计算机都有一个与众不同的惟一的IP地址简明性：所有地址的长度都是32个二进位IP地址的格式：包含类型号、网络号和主机号 3个部分,指明计算机所属网络的编号,指明计算机在该网络中的编号,指明该IP地址的类型：分为A,B,C,D,E五类IP地址,5类IP地址的具体格式,IP地址分五类，_适用于少数的拥有大量主机的大规模网络来使用的。,A、A类 B、B类 C、C类 D、D类,题解,IP地址的“点分十进制”表示,IP地址是一个32位的地址码，书写和记忆很不方便“点分十进制”表示：用4个十进制数来表示一个IP地址，每个十进制数对应 IP地址中的8位(1个字节)，相互间用小数点“”隔开。例如：,点分十进制表示 二进制表示 IP地址类型,网络类型、网络号和IP地址举例,IP地址点分十进制表示形式：XXX.XXX.XXX.XXXXXX 取值范围：0 255,考点：合法的主机IP地址问题,IP地址 网络号取值 主机号取值 举 例 A类 1 或或B类 128.0 191.255 0.0 或 或C类 192.0.0 223.255.255 0或或,A、B、C三类特殊IP地址从不分配给任何主机使用：,两个特殊的IP地址：主机号为“全0”的IP地址，称为网络地址，用来表示整个一个网络主机号为“全1”的IP地址，称为直接广播地址，指整个网络中的所有主机,下面地址中那些不能作为Internet上主机的IP地址？,A、21.255.255.255 B、129.35.0.255 C、21.256.33.48 D、37.0.0.1 E、F、,题解,关于子网掩码,所谓子网，就是把标准IP地址中的地址号进一步划分成“子网号”和“主机号”两部分。如何从主机IP地址中得到该主机所在子网的网络号呢？使用子网掩码三类IP地址的默认子网掩码：A B C例：若某主机IP地址为：202.119.36.12（C类地址）两者的二进制码进行逻辑乘，其结果就是网络号为：.0（前24位）,（2）IP数据报,相互连接的异构网络，它们使用的数据包（或帧）格式互不兼容，因此不能直接将一个网络送来的包传送给另一个网络解决方法：IP协议定义了一种独立于各种物理网的统一的数据包格式，称为IP数据报（IP datagram）IPv4数据报格式：,（3）路由器,路由器是一种能够连接异构网络的分组交换机，其作用是：按照路由表在网络之间转发IP数据报根据需要对数据包的格式进行转换路由器的IP地址设置（一个路由器通常连接多个网络）：当路由器某端口连接一个物理网络时，该端口应分配IP地址该端口的IP地址，其网络号必须与所连接物理网络的网络号相同例：,为了将异构的计算机网络互相连接起来,必须使用的网络设备是_。,A.调制解调器 B.以太网集线器 C.以太网交换机 D.路由器,题解,下列是一些有关网络中路由器与IP地址的叙述，其中正确的是_。,A.路由器不能有IP地址 B.路由器可不分配IP地址 C.路由器只需要分配一个IP地址 D.路由器应分配两个或两个以上的IP地址,4.3.3 因