网络技术基础

第三章网络技术基础INTERNET基础知识互联网域名系统摩尔定律说，一块半导体集成电路芯片上的晶体管数每隔1.5年到2年就要翻一番。这条规律过去40年来一直成立，而且业界普遍认为它会持续到2020年。除摩尔定律外，主导信息产业发展的另一个规律来自网络传输变化带来的影响。1996年以来，互联网飞速发展对信息传播带来深远影响，目前形成了有关网络传输的新规律，即信息传播网络带宽每9个月增长一倍，主干网业务量半年左右翻一番，网上的信息每100天翻一番，业界一般称其为新摩尔定律。可以说技术变化是主导电子信息行业发展的关键力量。案例：3.1计算机网络概述一、计算机网络的定义和功能利用各种通信手段，遵循某种协议，把地理上分散的，能够以相互共享资源的方式有机地结合起来，而各自又具有独立功能的计算机系统的集合，称为计算机网络。1）能够实现资源共享2）进行数据信息的集中和综合处理3）能够提高计算机的可靠性及可用性4）能够进行分布处理5）节省软、硬设备的开销二、计算机网络的分类网络按照联网范围可以分为局域网（LAN，LocalAreaNetwork）、城域网（MAN，MetropolitanAreaNetwork）和广域网（WAN，WideAreaNetwork），它们的应用范围和作用是不同的。三、TCP/IP协议TCP协议(TransmissionControlProtocol)：传输控制协议IP协议(InternetProtocol)：网际协议IP数据报分报文头和报文正文两部分。报文头包括源地址、目的地址和文件类型等有关信息。TCP协议负责文件的传送，在两端建立起对话机制。在发送端发送数据报，在接收端收到之后发出一个反馈信号，若在发送端未收到反馈信号，重新发送。TCP/IP的分层结构TCP/IP各层功能TCP/IP功能描述应用层由用户可访问的应用程序和网络服务网络组成。因特网在用户应用程序级别上遵守的所有协议都属应用层协议，如文件传输协议（FTP），简单邮件传输协议（SMTP），远程连接协议（Telnet），以及等。传输层（TCP层）使用传输协议传输数据，将对应层传递过来的用户信息进行分段处理，然后在各段信息中加入一些附加的说明，如说明各段的顺序等，保证对方收到可靠的信息。网络层（IP层）管理数据在网络间的寻址和传递，将传输层形成的小段信息打成IP数据包，在报头中填入地址信息，然后选择好发送的路径。数据链路层管理跨越物理网络的数据传递，解决数据的正确传送问题。物理链路层安装网络硬件，描述物理链路参数，如信号的幅度、宽度、链路的电气和机械特性等。四、局域网的组成计算机网络由硬件系统和软件系统组成。1.网络硬件组成局域网的网络硬件可分为四类：服务器、工作站、网络交换互联设备和外设。（1）网络服务器按照提供的服务不同，可把服务器分为文件服务器、打印服务器、邮件服务器、数据库服务器、通信服务器、视频服务器等。服务器可以是一个单纯的文件服务器，或一个单纯的打印机服务器，邮件服务器等，也可以是提供多种服务的综合服务器，或提供几乎所有服务的服务器。服务器可以是专用的（只作为网络服务器），也可以是并发的（即作为网络服务器，又作为网络工作站）。在局域网上，最常用的服务器是文件服务器。（2）网络工作站网络工作站是指能使用户在网络环境上进行工作的计算机系统。网络工作站现在经常被称为客户机。在局域网上，一般都是采用微型机作为网络工作站，如IBMPC系列微机，APPLE公司的系列微机等，终端也可以用作网络工作站，但微型机可能更好。因为微型机除了可在网络上工作外，还可以不依赖于网络单独工作，并且还可以对其功能、配置等进行扩展，而终端只能在网络上工作，而且不具备更大的扩展余地。另外，终端运行的操作系统一般是UNIX或LINUX等字符操作系统，与WINDOWS系列不兼容，所以终端一般用于金融、科研等专用部门。（3）网络交换互联设备①网络传输介质主要用于网络接口卡之间的连接，进而作为不同计算机之间通信的数据传输通道。局域网常用的电缆或传输介质有同轴电缆和双绞线，随着光缆价格的下降，光缆正被越来越多地用于局域网，另一种目前使用较多的传输介质是无线电波。②网络接口卡（网卡）。网络接口卡用于将计算机同电缆线连接起来．并通过电缆线在计算机之间进行高速数据传输，因此需要为每一台联网的计算机装上一块网卡。网卡一般插在计算机主机的扩展槽内。网卡的种类很多，它们使用不同的传输介质，采用不同的网络协议。显然二个可以互相通信的计算机的网卡应采用相同的协议。③调制解调器（modem）。俗称“猫”，是计算机电话上网所必需的设备，通过电话线在相互通信的计算机的两端连接调制解调器。发送数据的一方将数字信号加载到模拟信号中（这一过程叫调制），接收数据的一方从接收到的模拟信号中分离出数字信号（这一过程叫解调），在通信的两端都应具备调制和解调的功能，以便既能发送也能接收数据。按照与计算机的连接方式，调制解调器可分为外置式和内置式两种。外置式调制解调器从机体角度讲，它与计算机是互相独立的，通过外线与计算机的COM端口和电话线连接。内置式调制解调器被安装在计算机的扩展槽内，不占用物理COM端口。④交换机是一个中心控制点，将需要连网的计算机都通过网卡、电缆线等与集线器交换机相连，则可以把这里计算机互连在一起组成局域网。⑤网桥（bridge）：能对不同类型的局域网实行桥接，实现互相通信，但又能有效地阻止各自网内的通信不会流到别的网络。网桥有时也用在同一网络内，可以隔离不同的网段，把不需要越出网段的通信限制在段内，避免网络传输的过重负担。⑥路由器（router）：通常是一台专用设备或者就是一台计算机，在其上面可运行能识别各种网络协议及能选择合适路由的软件。路由器可以在复杂网络中为网络数据的传输自动进行通信线路的选择，在网络节点之间对通信信息进行存储转发。路由器是互联网的关键设备。（4）外部设备建立网络的目的之一是共享资源，资源分为硬件资源和软件资源，外设属于可被网络用户共享的、常用的硬件资源。通常情况下，共享资源一般是一些大型的、昂贵的外部设备：如大型激光打印机、绘图设备、大容量存储系统等。2.网络软件网络软件包括网络操作系统、网络应用软件、防火墙。网络软件中最主要的是网络系统软件，在网络系统软件中最重要的是网络操作系统，网络操作系统往往决定了网络的性能、功能、类型等。计算机系统的运行需要操作系统的控制和管理，如DOS、WINDOWS、UNIX、OS／2等，网络系统的运行也需要网络操作系统。局域网上有很多种网络操作系统，目前使用最广泛的网络操作系统主要有Microsoft公司的Windows2000、Novell公司的Netware、Banyan公司的VINES，以及UNIX、LINUX等。Windows2000的最大特点是方便，Unix的最大特点是封闭和安全，Linux和Unix类似，但是它是免费的。在大多数情况下，网络操作系统是工作站或服务器操作系统功能的扩展，这样用户就可以使用与普通计算机相同的操作方法在网络上检索、存储和打印文件，这种扩展也使得工作站或服务器上的某些功能的效率更高。防火墙是在局域网和互联网之间构筑的一道屏障，它是在内外有别及在需要区分处设置有条件的隔离设备和软件，用以保护局域网中的信息、资源等不受来自互联网中非法用户的侵犯。需要指出的是还有其它防火墙如病毒防火墙、邮件防火墙等与网络防火墙不是一回事。3.2互联网简介一、互联网的产生与发展1、国外：Internet最初开始与1969年，源于美国国防高级研究计划署（ARPA）。在ARPA不断发展的同时，其他一些大型的计算机网络开始组建，大多数采用与ARPA网络相同的通信协议。其中，美国国家科学基金会的NSF网络对Internet的形成起到了关键作用。80年代末，NSF连接了主要大学的超级计算机中心，逐渐成为全国性的网络，并与其他大型网络互连起来，从而导致了Internet的形成。2、国内：（1）1987年9月14日，在北京计算机技术研究所，钱天白教授发出了我国的第一封电子邮件，“AcrosstheGreatWall,wecanreacheverycornerintheworld.”(越过长城，走向世界)。揭开了中国人使用互联网的序幕，中国互联网进入第一个发展阶段。（2）1994年4月20日，美国互联网的主管部门美国国家科学基金会同意了中国连进Internet。中国科技网成为我国第一个全功能连入Internet的互联网单位。开创了中国互联网发展的第二个阶段。二、互联网的特点1)全球信息传播环球通讯是互联网的一个最基本的特点，互联网是全球信息传播覆盖范围最大的传播方式。2)检索方便快捷与一般媒体相比，互联网上的信息检索更为方便快捷，信息更新更快，传输也更为迅速。通过一般门户网站的搜索引擎，可以很快查询到与某个关键字(当然也可以是几个关键字)相关的所有信息。3)多媒体信息通信互联网已经把网络通信和多媒体技术融为一体，实现了文本、声音、图像、动画、电影等信息的传输和应用。这些技术的应用为互联网的发展提供了强大的动力，如网上视频点播、远程教育等。4)使用费用低廉随着人们生活水平的不断提高，互联网的使用费用已经使众多普通人能够承担，而且在某些方面互联网的费用比其他方式更为廉价。例如电子邮件明显比通过邮局邮信便宜得多。5)丰富的信息资源互联网网络中有极为丰富的信息资源，且多数信息是可免费查阅的，如许多国内外的图书资料、电子公告板信息、商业信息等。正是这种丰富的资源，方便了人们的生活、学习和工作。三、互联网的接入方式1)普通电话拨号上网2)ADSL上网ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)是不对称数字用户环路的简称，是目前电信系统普遍采用的宽带接入服务。3)ISDN上网ISDN（IntegratedServiceDigitalNetwork）是综合业务数字网的简称，它是以综合数字电话网为基础发展而成的，能提供端到端的数字连接。它除了提供电话业务外，还能够将传真、数据、图像等多种业务在同一个网络中传送和处理，并通过现有的电话线提供给用户，它可以在一条电话线上连接八部相同或不同的通信终端，并能使两部终端同时使用。4)有线电视电缆上网5)光纤上网光纤接入方式是利用光纤传输技术，直接为用户提供宽带（B-SIDN，可达155Mbid/s）的双向通道。6)无线接入无线接入技术（WirelessAccessTechnology）是以无线技术（主要是移动通信技术）为传输媒介向用户提供固定的或移动的终端业务服务，它包括移动式无线接入和固定式无线接入（FixedWire1essAccess，FWA）。无线接入网在整个通信网中的位置7)局域网共享上网8)DDN接入DDN是数字数据网（DigitalDataNetwork）的简称，它是采用数字信道（如光缆、数字微波和卫星信道）来传输信号的数据传输网，为用户提供全数字、全透明、高质量的网络连接、传递各种数据业务。四、互联网提供的服务1.文件传输FTP（FileTransferProtocol）FTP（FileTransferProtocol）是文件传送协议的缩写，它是在因特网上传送文件的一个重要协议。主要用于两个主机之间的文件传输。FTP的基本功能1）沟通功能。FTP工具可以分为两类：与系统集成的客户端程序和非集成的客户端程序。典型的非集成客户端程序使用的是三窗口界面，分别显示本地文件、远程文件系统和辅助信息。CuteFTP（）界面2）匿名FTP服务。FTP把用户分成两种类型，特许型和匿名型。特许型用户在文件传输服务器上有自己的账号（需要缴纳费用），可以得到充分的服务。匿名FTP服务时，所有的用户使用统一的一个用户名：anonymous，用户的口令可以是任意的使用匿名服务是兔费的，但是必定具有某些限制。3）批量文件传输。只要文件名