第1章 计算机网络基础

实用网络技术华东理工大学计算机系李冬冬联系方式MSN：[e-mail]（敲门：实用网络技术）电子邮件：[e-mail]办公室：徐汇校区八教403电话：64253506转8015分机课件：jszx.ecust.edu.cnE-mailisthebestwaytocommunicate！课程说明32课时=24理论课+16上机课上课时间：3－15周上机时间：周三晚上5：45-8：45（第6，8，11，13周）关于考试：考勤、实验、课程设计30%；考试70%（迟到、早退、旷课、上机玩游戏和聊天扣3分，回答有难度的问题奖励3分）教材及参考书目教材《计算机网络技术与应用（第2版）》，董吉文、徐龙玺主编，电子工业出版社，2011参考书目《局域网技术与组网工程》，苗凤《边用边学:局域网组建与维》，李保华、李敏《局域网设计与应用标准培训教程》，李宏明、卢志勇、李晓松《局域网实训教程》，唐涛《局域网组网技术大全》，刘晓辉、李利军《无线局域网组建实战》，杨军、李瑛、杨章玉课程的任务、目的和基本要求全面的理论基础了解计算机网络的基本概念；掌握基本的网页编写语言；掌握计算机网络各层协议的基本工作原理及其所采用的技术；实践和理论并重的课程：按要求动手完成相应的实验；按要求完成相应的实验报告，发现相似平时成绩计0分；如何学好《实用网络技术》？疑问预习：我会怎么设计？找出难点认真听课：笔记（PPT打印）、快速思考独立完成大量实验：设计《课程设计》：设计一个完整的实验阅读大量的参考书百度和GOOGLE是最好的老师学习计算机知识两种方法：一种是从原理和理论入手，注重理论和概念，侧重知识学习；另一种是从实际应用入手，注重计算机的应用方法和使用技能，把计算机看做是一种工具，侧重于熟练掌握和应用它（兴趣→爱好）本课程理念：检查计算机学习好坏的主要标准，不是“知道不知道”，而是“会用不会用”本课程核心内容：不要讲述“网络有哪些功能，可以做些什么”，而是着重介绍“如何利用网络来高效、高质量地完成特定的工作任务”关于这门课的说明本课程以“必需、够用”为原则，掌握局域网最常用最关键的部分，其它需要学生自学本课程培养学生实用技能，强调实际技能的培养和实用方法的学习，重点突出学习中的动手实际环节本课程采用案例式教学法，以应用和实践为主，使所学的知识可以快速地投入实际的应用中－即学即用关于这门课的说明案例一用HTML语言制作网页（做一个简单的网页）案例二网页制作软件Dreamweaver的应用案例三WEB服务器架设（人人都能访问我的网页）案例四FTP服务器架设案例五DNS服务器架设（用友好的域名实现访问）案例六表单与ASP（在网页中实现与用户的基本交互）实用网络技术实验目录2.3.数据通信基本技术4.计算机局域网5.计算机网络基础1.架设网络服务器网络安全目录7.8.脚本语言ASP程序设计网页制作6.授课顺序：1-6-4-7-8-2-3-5关于上机实验地点：信息大楼211，218（带好校园卡，有变化的话看实验中心显示屏幕）时间与内容：9月27号（第五周）：HTML语言（做一个简单的网页）10月18号（第八周）：网络配置与WEB服务（人人都能访问我的网页）11月1号（第十一周）：表单与ASP（在网页中实现与用户的基本交互）11月15号（第十三周）：DNS服务器与FTP服务器（网络小工具）第1章计算机网络基础1.1计算机网络概述1.2计算机网络的分类1.3计算机网络的组成1.4计算机网络的拓扑结构1.5计算机网络体系结构1.6计算机网络设备1.7计算机网络应用模式2020/9/1714本章内容计算机网络是通信技术和计算机技术紧密结合发展的产物。1.1计算机网络概述计算机网络技术＝计算机技术+通信技术42020/9/17161、计算机网络的定义把分布在不同地理位置的计算机通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现互相通信及网络资源共享的系统。1.1.1计算机网络的定义和演变5主机：既要进行数据处理，又要担负通信控制任务诞生阶段：20世纪60年代中期之前，以传输信息为目的，实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统。2、计算机网络的演变面向终端的计算机网络终端中央主机终端6第一代的改进版专门负责用户与主机的通信72020/9/1719形成阶段20世纪60年代中期至70年代，典型代表是ARPAnet，以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体，形成了计算机网络的基本概念。世界上公认的、最成功的第一个远程计算机网络是在1969年，该网络称为ARPAnet。ARPAnet网是因特网的前身互联互通阶段70年代末至90年代，具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化。即TCP/IP、OSI体系结构。Internet9高速网络技术阶段20世纪90年代末至今，出现光纤及高速网络技术、多媒体技术、智能网络等。整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，发展为以Internet为代表的互联网。国际标准组织ISO于1984年正式颁布了一个被称为开放系统互连基本参考模型。开放系统互连基本参考模型OSI模型分为七个层次，有时也称为OSI七层模型。ISO?OSI?102020/9/17221、数据通信2、资源共享：共享软件、硬件和数据资源。3、分布式处理1.1.2计算机网络的功能222020/9/1723给你发E-mail打印文件1mail共享资源实现数据通信我的东西丢失了！！没关系！232020/9/1724☎分布式处理：通过一定的算法将任务分交给不同的计算机，达到均衡使用网络资源，实现分布处理的目的。分布式数据处理我的机器快，负责运行程序我的机器慢负责编写程序2020/9/17251.2计算机网络的分类☎局域网（LAN）应用最广的一种网络。在局部地区范围内的网络，它所覆盖的地区范围较小。地理距离一般可以是几米~10公里。特点：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。典型代表：以太网、令牌环网2020/9/1726在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联。连接距离在10~100公里。特点：是LAN的一个延伸，连接距离更长，计算机数量更多，通常连接着多个LAN。☎城域网（MAN）☎广域网（WAN）也称远程网，一般在不同城市之间的LAN和MAN网络互联。连接距离在几百~几千公里。特点：速度慢、延迟长、入网的站点不参与网络的管理，管理工作由复杂的互联设备（路由器、交换机）处理。262020/9/1727分布距离覆盖范围网络种类10米房间局域网100米建筑物局域网1~10公里校园局域网10~100公里城市城域网100~1000公里国家广域网1000公里以上洲或洲际互联网网络的分类272020/9/1728资源硬件：计算机、输入/输出设备网络硬件通信硬件：网卡、通信线路、通信设备系统软件：网络操作系统软件资源应用软件1.3计算机网络的组成2020/9/1729计算机网络的逻辑组成1、通信子网负责数据通信的设备与通信线路，由物理通道、通信设备、通信控制软件组成。要解决的两大问题：提高信道利用率；传输可靠问题。两种通信子网类型：点对点、广播式。2、资源子网负责数据处理以实现网络资源共享的计算机与终端。2020/9/1730计算机网络组成示意图网络节点网络终端通信链路服务器服务器服务器服务器资源子网通信子网图例29（1）资源硬件服务器（server）工作站（workstation）共享的外围设备2020/9/1731（2）通信硬件网卡（网络适配器）通信线路通信设备1.3.1网络硬件2020/9/1732☎服务器一般需要一台或多台服务器，可以使用专用服务器或小型计算机，但通常采用高档微机，要求速度快、硬盘和内存容量大、处理能力强。网络中共享的资源大多集中在服务器上。如：高速打印机、数据库等等。服务器中装有网络操作系统的核心软件。具有网络管理、资源共享、管理网络通信、为用户提供网络服务的功能等。☎工作站：除服务器以外的联网计算机。网络对工作站的要求不高，各种档次的计算机都可以作为网络工作站。☎共享的外围设备：各种打印机、绘图仪、磁带机、硬盘、光盘驱动器。打印服务器文件服务器工作站14（2）通信硬件☎网卡（网络适配器）计算机联入网络的入口。每一台接入网络的计算机都必须在扩展槽中插入网卡，通过网卡的电缆接头接入网络。ISA网卡PCI网卡152020/9/1735☎通信线路通信线路是网络的数据传输通路，包括传输介质、相应的接口插件，常用的传输介质有：双绞线和光缆。双绞线由两根相互绝缘的，均匀排列成螺旋的导线组成。网络中一般采用无屏蔽双绞线（UTP）。UTP分为三个等级(3类~5类)。3类UTP在100米以内的数据传输速率达10Mbps。5类UTP在100米以内可达100Mbps。双绞线示意图182020/9/1737光缆光缆是一种以光来传送信息的介质。由纤细柔软的玻璃纤维材料制成。光缆具有衰减小、寿命长、重量轻、传输速率高、抗干扰能力强、数据传输保密性、准确性高等优点。广泛应用在高速网络和骨干网中。在光缆和计算机之间必须使用光端设备，进行光/电信号的转换。☎通信设备网络中的通信设备主要用来延长传输距离和便于网络布线。中继器：对数字信号进行再生放大，以扩展总线型网络的传输距离。集线器（Hub）：是一种集中完成多台设备连接的专用设备，可以提供多个网络连接端口，一个接口可以连接一台计算机。其它网络互连设备：网桥、路由器、交换机、网关等。2020/9/17382020/9/17391.3.2网络软件☎网络协议和协议软件：通过协议程序实现网络协议功能。☎网络通信软件：实现网络工作站之间的通信。☎网络操作系统它是最主要的网络软件，实现系统资源共享、管理用户对不同资源访问的应用程序。☎网络管理及应用软件管理软件是对网络资源进行管理和对网络进行维护的程序。应用软件是为用户提供服务并为用户解决实际问题的程序。1.3.3网络操作系统网络操作系统（NOS，NetworkOperatingSystem）是向网络中的计算机提供服务的特殊操作系统。网络操作系统是网络的心脏和灵魂，它是负责管理整个网络的资源和方便网络用户使用的软件集合；也是网络用户与计算机网络之间的接口。网络操作系统从根本上说是一种管理器，用来管理连接、资源和通信量的流向。2020/9/17401、网络操作系统的定义2.常用的网络操作系统UNIX操作系统Netware操作系统WindowsServer2008Linux操作系统2020/9/1741计算机网络是由一组结点和链路组成的几何图形，它反映了网络中各种实体间的结构关系。网络拓扑结构通常有以下四种类型：总线型拓扑、星型拓扑、树型拓扑、环型拓扑。1.4计算机网络的拓扑结构301总线型结构网络中的计算机和其他通信设备均连接到一条公用的总线上，所有结点共同使用这条总线，共享总线的全部带宽。一个结点向另一个结点发送数据时，所有结点都被动的侦听该数据，只有目标结点接收并处理数据。特点：该拓扑结构容易实现，组建成本低，但扩展性较差，容错能力较差。同轴电缆线终结器T型头BNC头312星型结构网络中的每个节点通过一个中央设备连接在一起。中心节点是主节点，网络中的各个节点通过点到点的方式连接到一个中心节点上，再由中心节点向目的节点传输信息。特点：单个结点故障不会影响其它结点；中心结点是一个瓶颈；易于扩展。HUB323树型结构树型结构实际上是星型结构的一种变形，它将原来用单独链路直接连接的结点通过多级处理主机进行分级连接。特点：与星型结构相比降低了通信线路的成本，但增加了网络复杂性。网络中除最低层节点及其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。332020/9/17464环型结构每个节点与两个最近的节点相连接以使整个网络形成一个环