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计算机三级网络技术等级考试（浙江省）杭州师范大学网络中心曹世华137778613612基本要求掌握计算机网络的基本概念与基本工作原理；掌握网络操作系统中常用网络服务的配置；掌握局域网体系结构和介质访问控制方法；熟练掌握常用局域网的网络设备及组网技术；掌握Internet基本知识、电子商务和电子政务等网络应用；了解网络管理的机制与方法；掌握计算机网络安全和信息安全的概念，防火墙概念；了解计算机网络环境下，B/S结构程序设计的思想及基本方法。一、计算机网络基础4计算机网络基本概念计算机网络的产生计算机网络的发展计算机网络的定义和分类计算机网络的主要功能及应用5计算机网络的产生计算机网络的产生背景是20世纪60年代美苏冷战时期的产物。60年代初，美国国防部领导的高级研究计划署(AdvancedResearchProjectAgency,ARPA)提出要研制一种生存性很强的网络。传统的电路交换的电信网有一个缺点：正在通信的电路中只要有一个交换机或一条链路被炸毁，整个通信电路就会中断。如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。这将要延误一些时间。6计算机网络的产生早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。分组交换网则是以网络为中心，主机都处在网络的外围。用户通过分组交换网可共享连接在网络上的许多硬件和各种丰富的软件资源。7计算机网络的产生主机终端主机终端以主机为中心以分组交换网为中心主机分组交换网主机分组交换网分组交换网从主机为中心到以网络为中心8计算机网络的产生Internet发展的第一阶段第一个分组交换网ARPANET最初只是一个单个的分组交换网。ARPA研究多种网络互连的技术。1983年TCP/IP协议成为标准协议。同年，ARPANET分解成两个网络：ARPANET——进行实验研究用的科研网MILNET——军用计算机网络1983~1984年，形成了Internet。1990年ARPANET正式宣布关闭。9计算机网络的产生Internet发展的第二阶段1986年，NSF建立了国家科学基金网——NSFNET。它是一个三级计算机网络：主干网地区网校园网1991年，美国政府决定将Internet的主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入Internet的单位收费。1993年Internet主干网的速率提高到45Mb/s。10计算机网络的发展Internet发展的第三阶段从1993年开始，由美国政府资助的NSFNET逐渐被若干个商用的ISP网络所代替。1994年开始创建了4个网络接入点NAP(NetworkAccessPoint)，分别由4个电信公司经营。NAP就是用来交换Internet上流量的结点。在NAP中安装有性能很好的交换设施。到本世纪初，美国的NAP的数量已达到十几个。从1994年到现在，Internet逐渐演变成多级结构网络。11计算机网络的发展计算机网络在中国的发展中国公用计算机互联网CHINANET中国教育和科研计算机网CERNET中国科学技术网CSTNET中国联通互联网UNINET中国网通公用互联网CNCNET中国国际经济贸易互联网CIETNET中国移动互联网CMNET中国长城互联网CGWNET中国卫星集团互联网CSNET12计算机网络的定义和分类计算机网络的定义是将地理上分散的、具有独立功能的、自治的计算机通过通信介质连接在一起，以达到资源共享和通信目的的计算机系统。Internet是“网络的网络”13计算机网络的定义和分类计算机网络的几种分类方法从网络的交换功能进行分类从网络的作用范围进行分类从网络的使用者进行分类14计算机网络的定义和分类从网络的交换功能分类电路交换报文交换分组交换混合交换15计算机网络的定义和分类从网络的交换功能分类电路交换在通信的两个设备之间建立一条实际的物理链路；直接利用可切换的物理通信线路，连接通信双方。电路交换的三个阶段建立电路传输数据拆除电路16计算机网络的定义和分类从网络的交换功能分类电路交换特点在发送数据前，必须建立起点到点的物理通路；建立物理通路时间较长，数据传送延迟较短。适于连续、大批量数据传输通信过程中，已建立的通信线路被独占缺点线路独占，空闲时无法利用建立电路连接需要额外开销17计算机网络的定义和分类从网络的交换功能分类报文交换原理信息以报文（逻辑上完整的信息段）为单位进行存储转发。方式报文在网上传输，如线路不空闲，则存储在节点中，待线路空闲时再传输。特点线路利用率高；要求中间结点（网络通信设备）缓冲大；延迟时间长。18计算机网络的定义和分类从网络的交换功能分类分组交换原理信息以分组为单位进行存储转发。源结点把报文分为分组，在中间结点存储转发，目的结点把分组合成报文。分组：比报文还小的信息段，可定长，也可变长。特点数据传输灵活，中继节点存储容量要求较小（RAM）延时降低，线路利用率高。转发差错小，差错易恢复便于控制转发额外信息增加19计算机网络的定义和分类从网络的交换功能分类分组交换分组交换的服务模式面向连接的服务（虚电路）原理：通信前发送方和接收方之间必须建立一个虚电路（通路），同一报文的数据分组通过此通路传输。三个阶段：建立连接；传输数据；拆除连接无连接服务（数据报）原理：每个分组均带有网络地址（源、目的），可走不同的路径。20计算机网络的定义和分类从网络的交换功能分类分组交换虚电路21计算机网络的定义和分类从网络的交换功能分类分组交换数据报22计算机网络的定义和分类从网络的作用范围进行分类广域网WAN(WideAreaNetwork)局域网LAN(LocalAreaNetwork)城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)23计算机网络的定义和分类从网络的使用者进行分类公用网(publicnetwork)专用网(privatenetwork)24计算机网络的主要功能及应用21世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。25计算机网络的组成网络体系结构与协议通信子网与资源子网网络拓扑结构网络传输介质26网络体系结构与协议计算机网络体系结构对计算机网络及其部件所完成功能的比较精确的定义；即从功能的角度描述计算机网络的结构；是层次和协议的集合。仅仅定义了网络及其部件通过协议应完成的功能；不定义协议的实现细节和各层协议之间的接口关系。27网络体系结构与协议协议（Protocol）计算机网络同等层次中，通信双方进行信息交换时必须遵守的规则。协议的组成语法（Syntax）：确定数据的信息格式、信号电平等。即规定通信双方“如何讲”。语义（Semantics）：规定协议元素的种类，是由发出的命令请求，完成的动作和回送的响应组成的集合。即规定通信双方“讲什么”。同步（Timing）：有关事件顺序的说明，包括速度的匹配28网络体系结构与协议协议的分层结构分层的目的简化设计、易于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响各层之间相互独立，高层不必关心低层的实现细节易于标准化多层通信的实质对等层实体之间虚拟通信下层向上层提供服务实际通信在最底层完成29网络体系结构与协议OSI参考模型应用层（ApplicationLayer）与用户应用进程的接口表示层（PresentationLayer）为用户提供数据转换和表示服务会话层（SessionLayer）为用户提供会话控制服务（安全认证）运输层（TransportLayer）隔离上三层和下三层，屏蔽连网细节，提供端到端的数据传送服务网络层（NetworkLayer）控制通信子网提供源点到目的点的数据传送（Packet）数据链路层（DataLinkLayer）在有差错的物理线路上提供无差错的数据传输（Frame）物理层（PhysicalLayer）在物理线路上传输原始的二进制数据位30网络体系结构与协议TCP/IP参考模型应用层提供各种Internet管理和应用服务功能。运输层提供源端到目的端主机上对等实体之间的数据传送服务TCP和UDPInternet层（互联网络层）定义了标准的分组格式和协议（IP协议）控制通信子网提供源点到目的点的IP分组传送（提供不可靠的无连接服务）Host-to-Network（主机至网络层）TCP/IP未做真正描述，仅指出主机必须使用某种协议与网络连接，以便通过网络传递IP分组。31通信子网与资源子网资源子网组成：服务器+客户计算机（统称主机、Host）通信子网（Subnet）组成：通信线路+网络互连设备（路由器、交换机、HUB等）基本结构：点到点；通常二台计算机的连接要经过多台网络互连设备信息传输方式：存储转发关键技术：路由选择（Routing）32通信子网与资源子网33网络拓扑结构网络拓扑结构将网络上的服务器和工作站抽象成点，将电缆等通信介质抽象成线，则形成点和线组成的几何图形，从而抽象出网络的具体结构常见网络拓扑结构网状、总线形、星形、环形、树形34网络拓扑结构网状结构形状不规则，每一个计算机节点至少与其他两个节点相连。n台计算机全连通所需信道y=(n2-n)/2特点稳定可靠、保密性好、可选择最佳路径；所需连线多成本高、网络复杂不易管理，常用于大型广域网、主干网络35网络拓扑结构总线结构将各个节点设备和一根总线相连，网络中所有的节点工作站均通过总线进行信息传输特点共享信道；易安装，所需连线少，成本低；难重新配置、无法隔离失效的计算机、实时性差36网络拓扑结构星形结构网络中每一节点通过连接线与一中心节点（交换机、HUB）相连。特点易安装、配置，可靠（易隔离故障）；需连线多，中央节点负担重。37网络拓扑结构环形拓扑结构用电缆或光纤将计算机串成一个圆环特点易安装、配置、某一计算机出错时可自动旁路；不便于扩充，系统响应时间长38网络传输介质同轴电缆（CoaxialCable）基带（BasebandCoaxialCable）传输数字信号，一个信道阻抗50，速率10Mbps宽带（BroadbandCoaxialCable）传输多路不同频率的模拟信号阻抗75，300M或450Mbps，100km39网络传输介质同轴电缆（CoaxialCable）细缆40网络传输介质同轴电缆（CoaxialCable）粗缆41网络传输介质双绞线（TwistedPair）既可用于模拟传输，也可用于数据传输带宽依赖于线的粗细和传输距离非屏蔽双绞线UTP（UnshieldedTwistedPair）双绞线外没有任何屏蔽分1~5类3类：传输特性16MHz，数据速率可达16Mbps5类：传输特性100MHz，数据速率可达100Mbps42网络传输介质双绞线（TwistedPair）屏蔽双绞线STP（ShieldedTwistedPair）双绞线外有铝箔包裹，用于屏蔽干扰信号价格相对昂贵，主要用于IBM网络产品43网络传输介质双绞线（TwistedPair）44网络传输介质双绞线（TwistedPair）45网络传输介质光纤（FiberOptics）特点依靠光波承载信息高传送速率，通信容量大传输损耗小，适合长距离传输抗雷电和电磁干扰性能好，保密性好轻便46网络传输介质光缆47数据通信基本概念数据、信息和信号数据通信的主要技术指标48数据通信基本概念数据运送信息的实体信息信息是事物及其属性标识的集合信号数据的