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第七章计算机网络基础□7.1计算机网络基础知识□7.2Windows7网络功能□7.3因特网（Internet）基础□7.4Internet上的信息服务2第七章计算机网络基础7.1计算机网络基础知识1计算机网络的概念2计算机网络的组成3计算机网络的主要功能4网络拓扑结构5网络传输介质和网络设备6网络协议与体系结构7数据通信的基本概念3第七章计算机网络基础7.1计算机网络基础知识1.计算机网络的概念计算机网络是利用通信设备和通信线路将地理上分散的、具有独立功能的多个计算机系统连接起来，按照特定的通信规则进行信息交流，进而实现资源共享的系统。其中，资源共享是指在网络系统中的各计算机用户均能享受网络内部其他各计算机系统中的全部或部分资源。4第七章计算机网络基础2.计算机网络的组成典型的计算机网络可分为资源子网和通信子网两个部分。资源子网是信息资源的提供者，并且网上各站点具有访问网络信息资源和处理数据的能力通信子网提供了通信线路的功能由计算机系统、终端控制器和连网设备等共同组成由网络节点、通信链路和信号变换设备等共同组成公用的通信子网由国家电信部门统一组建与管理，一般用户单位无权干涉。5第七章计算机网络基础多台计算机能提供冗余，从而大大提高了其可靠性。当某台计算机发生故障时，不会影响整个系统中其他计算机的正常工作，损坏的数据和信息也能得到恢复。（1）数据通信（2）资源共享各相连的计算机中的程序、数据和设备可供网上的每个人使用，而这些使用者不必知道这些程序、数据和设备的实际位置，使用时就像它们在本地一样。3.计算机网络的主要功能（4）提高系统的可靠性（3）分布式处理分布在不同地区的计算机系统可以及时、高速地传递各种信息。随着多媒体技术的应用，这些信息不仅包括文字，还可以是声音、图像等。对于综合性的大型问题可采用合适的算法，将任务分散到网络中不同的计算机上进行分布式处理。6第七章计算机网络基础按通信所用媒体划分有线网无线网采用如同轴电缆、双绞线、光纤等物理媒体来传输数据的网络采用微波等形式来传输数据的网络为公众提供各种信息服务的网络系统，公用网是只要符合网络拥有者的要求就能使用的网络为一个或几个部门所拥有，它只为拥有者提供服务，不向拥有者以外的人提供服务，例如：银行系统建设的金融专用网络按使用性质划分公用网专用网4.计算机网络的分类按地域划分广域网WAN（WideAreaNetwork）局域网LAN（LocalAreaNetwork）城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)7第七章计算机网络基础5.网络拓扑结构拓扑的概念网络拓扑结构是指网络中的线路和节点的几何或逻辑排列关系，它反映了网络的整体结构及各模块间的关系。局域网的拓扑结构常见的有总线型结构、星型结构、环型结构等。8第七章计算机网络基础常见的局域网的网络拓扑结构•总线拓扑结构总线拓扑结构采用一条公共总线作为传输介质，各个节点都接在总线上。总线的长度可以使用中继器来延长。优点：总线网的通信电缆投资少，整个网络结构简单、灵活，易于扩充。它是一种具有弹性的体系结构。缺点：故障率较高，总线在任何一点断了，就会影响整个网络的工作，造成网络瘫痪。9第七章计算机网络基础•星型拓扑结构星型拓扑也称集中型结构，它由一个中心节点和分别与它单独连接的其他节点组成。现在常用集线器(Hub)作为中心节点。优点：结构简单，节点的增加或减少实现容易。由于所有的通信都要通过中央节点，故中央节点的处理能力往往成为影响网络性能的主要因素。缺点：电缆总的长度较长，增加了投资；对中心节点的依赖性很强，中心节点一旦有故障，则整个网络就会停止工作。10第七章计算机网络基础•环型拓扑结构环型拓扑结构又称分散型结构，它的每个节点仅有两个邻接节点，这种网络结构中的数据总是按一个方向逐节点沿环传递，即一节点接受上一节点传来的数据，由它再发送给下一节点。优点：由于需要的连接少，增加了网络的可靠性；可采用光纤作为传输介质，也可采用混合介质。缺点：由于本身结构的特点，当一个节点出故障时，整个网络就不能工作；对故障的诊断困难，网络重新配置也比较困难。11第七章计算机网络基础5网络传输介质和网络设备网络传输介质是数据传输中连接各个数据终端设备的物理介质.传输介质有线无线双绞线同轴电缆光缆无线电波微波红外线通信卫星双绞线是用两根绝缘铜线扭在一起的通信介质。双绞线抗干扰能力较强，在电话系统中双绞线被普遍采用。双绞线可以用于模拟或数字传输；传输信号时，双绞线可以在几公里之内不用对信号进行放大。非屏蔽双绞线（UTP）：非屏蔽双绞线中不存在物理的电器屏蔽，既没有金属箔，也没有金属带绕在UTP上，UTP线对之间的串线干扰和电磁干扰，是通过其自身的电能吸收和辐射抵消完成的。UTP通常使用一种称之为RJ-45的8针连接器。屏蔽双绞线（STP）：屏蔽双绞线外部包有铝箔或铜丝网。同轴电缆由内导体铜制芯线、绝缘层、外导体屏蔽层及塑料保护外套构成。同轴电缆具有较高的抗干扰能力，其抗干扰能力优于双绞线。同轴电缆主要有50Ω同轴电缆和75Ω同轴电缆两种。①50Ω同轴电缆：又称基带同轴电缆（或称细缆）。它主要用于数字传输的系统，广泛用于局域网。在传输中，其最高数据速率可达10Mbps。②75Ω同轴电缆：也称宽带同轴电缆。它主要用于模拟传输系统，宽带同轴电缆是公用天线电视系统的标准传输电缆。光缆（即光纤）是用极细的玻璃纤维或极细的石英玻璃纤维作传输媒体，即光导纤维。光缆传输是利用激光二极管或发光二极管在通电后产生光脉冲信号，这些光脉冲信号经检测器在光缆中传输。光导纤维被同轴的塑料保护层覆盖。12第七章计算机网络基础常用的网络设备网络连接设备是网络通信的中介设备。连接设备的作用是把传输介质中的信号从一个链路传送到下一个链路。网络连接设备一般都配置两个以上的连接器插口。(1)中继器（Repeater）(2)集线器（HUB）(3)路由器（Router）(4)交换机（Switch）(5)网桥（Bridge）(6)网关（Gateway）在网络中，网络连线有一定的长度限制，否则传输距离太长，将导致传输的信号衰减太多而造成传输数据出错。为了扩展网络联接的总跨度，可用中继器将两个单段电缆连接起来。中继器是一个能持续检测电缆中模拟信号的硬设备，工作于网络的物理层，当它检测到一根电缆中有信号来时，中继器便转发一个放大了的信号到另一根电缆。中继器安装容易、使用方便，并能保持单段电缆中原来的传输速度。缺点是不能互联不同类型的网络。集线器类似于多路中继器如何到达目的地的算法叫做路由。实现数据分组转发并能查找和选用最优路径的网络设备，叫做路由器。路由器是实现不同类型网络，即异构型网络互联的重要设备。路由器最大的特点是具有选择传送信息包的传送路径功能，即路径选择功能。事实上，路由器可以根据其内部的路由表来选择最佳的传送路径，将信息包传送到目的地。著名的路由器产品有Cisco公司的Cisco2500、Cisco2600和Cisco7500等。交换机与集线器的主要区别在于前者的并行性。集线器是在共享带宽的方式下工作的，多台计算机通过集线器的各个端口连接到集线器上时，它们只能共享一个信道的带宽，即单台计算机通过局域网段发送数据的速率；而交换机是模拟网桥方式连接各个网络，交换机每个端口连接一台计算机，都相当于一个网段。网桥是将两个或多个LAN(可以是不同类型的LAN)连接起来的中介设备。网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据数据包终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。网关（Gateway）亦称网间协议转换器，它是一台专用的计算机，用于连接使用不同通信协议或结构的网络，使文件可以在这些网络之间传输。网关除传输信息外，还将这些信息转化为接收网络所用协议认可的形式。网关是比网桥、路由器更加复杂的网络连接设备。13第七章计算机网络基础常用的网络设备网络接口卡（NIC，NetworkInterfaceCard），又称网络适配卡（NAC），它是计算机互联的重要设备，是工作站与网络之间的逻辑和物理链路，其作用是在工作站与网络之间提供数据传输。14第七章计算机网络基础常用的网络设备在绘制计算机网络拓扑图时，网络设备常用图形符号表示:15第七章计算机网络基础6网络协议与体系结构1.网络协议为进行网络中数据通信而建立的规则、标准或约定，称为网络协议。由于计算机网络协议十分复杂，故将其划分成层次结构。实质上是计算机间通信时所使用的一种语言，它是计算机网络不可缺少的组成部分。TCP/IP是一个分层的网络协议，不过它与OSI模型所分的层次有所不同。2.OSI模型采用的是一个包含7层的层次结构。国际标准化组织（ISO）早在20多年前就提出了开放系统互联（OSI）参考模型。这里的“开放”是指：凡遵守OSI标准的系统都可以互联，彼此都能开放式的进行通信。3.TCP/IP体系结构TCP/IP是Internet所采用的协议组，TCP和IP是其中最重要的两个协议，因此TCP/IP就成为这个协议组的代名词。TCP是TransmissionControlProtocol的缩写，称为传输控制协议，负责数据从端到端的传输，IP是InternetProtocol的缩写，称为网络互联协议，负责网络互联。16第七章计算机网络基础OSI参考模型与TCP/IP模型之比较17第七章计算机网络基础模拟信号7.数据通信的基本概念•信号与信道信号是数据的物理表示形式。信道是传输信号的通道，由传输介质和通信设备组成。在数据通信中的“信号”是指数据的电编码或电磁编码。它分为模拟信号和数字信号两种。模拟信号是在一定的数值范围内可连续取值的信号，是连续变化的电信号。数字信号是离散的电信号，用恒定的电压值表示1和0值，在传输介质上传输。数字信号根据传输介质的不同，物理信道可分为有线信道和无线信道。根据信道中传输的信号类型可分为模拟信道和数字信道。模拟信道传输模拟信号，如调幅或调频波。数字信道直接传输脉冲信号。•带宽带宽是指信道所能传送的信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差。在模拟通信中，以带宽表示信道传输信息的能力。其单位是Hz（赫兹），例如，电话信道的带宽一般为3kHz。在计算机网络中，带宽是指网络可传输的最高数据传输率，即每秒传输多少比特（比特/秒，bps）。在实际应用中，在描述带宽时常常将“比特/秒”省略，如ADSL的带宽达1M，实际上是1Mbps。18第七章计算机网络基础3.数据的传输方式(1)基带与频带传输数据传输按照其在通信信道上是否经过调制处理再进行传输，可分为基带传输和频带传输。(2)并行传输与串行传输在数据通信中，按每次传送的数据位数，可将通信方式分为并行传输和串行传输。(3)异步传输与同步传输在数据通信过程中，通信最基本的要求是发送端与接收端之间必须遵循同一规程，这种规程分为异步传输和同步传输两种。将数字信号直接在通信信道上传输称为基带传输，基带传输一般用于短距离的数据传输，例如在局域网中用基带同轴电缆作传输介质的数据传输。将数字信号转换成一定频率范围内的模拟信号，在某一频带内传送的方式称为频带传输。例如采用频分复用技术将多路信号通过调制技术调制到各自不同载波频率上，在各自的频段范围内进行传输，从而实现在一个信道中同时传播声频、视频和数据等多种信息，使系统具有多种用途。例如电视信号使用的就是频带传输。并行传输是指一次可以同时传输多位（8位、16位等）二进制数据，从发送端到接收端需要多根传输线。串行传输一次只传送一位二进制数据，从发送端到接收端只需要一根传输线。并行传输速率高，但传输设备复杂、造价较高，所以一般用于近距离范围内要求快速传输的地方；串行传输的速率虽然低，但设备造价比较便宜，适用于在较长距离连接中可靠地传输数据，是网络中普遍采用的方式。异步传输以字符为单位进行传输，特点是低速、可靠，如主机和终端之间进行的通信。同步传输以数据块为单位进行传输，速率较高。在局域网中，经常采用同步传输的方法传送数据帧。19第七章计算机网络基础4.通信线路的通信方式根据数据在线路