大學文化基礎知識第九章.ppt

第9章 計算機網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)入門,9.1 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史 9.2 計算機網(wǎng)絡的類型 9.3 將計算機連接到網(wǎng)絡 9.4 網(wǎng)上漫游瀏覽器的使用 9.5 電子郵件的使用 9.6 用FTP進行文件傳輸,9.1 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷史,ARPANET的建成和不斷發(fā)展標志著計算機網(wǎng)絡發(fā)展的新紀元。 70年代末到80年代初，計算機網(wǎng)絡蓬勃發(fā)展，各種各樣的計算機網(wǎng)絡應運而生，如MILNET、USENET、BITNET、CSNET等，在網(wǎng)絡的規(guī)模和數(shù)量上都得到了很大的發(fā)展。 1980年，TCP/IP協(xié)議研制成功。1982年，ARPANET開始采用IP協(xié)議。 1986年美國國家科學基金會NSF資助建成了基于TCP/IP技術的主干網(wǎng)NSFNET，連接美國的若干超級計算中心、主要大學和研究機構，世界上第一個互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生，迅速連接到世界各地。 1995年以來，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量呈指數(shù)增長趨勢，平均每半年翻一番。 1994年，國家支持建設了CERNET示范網(wǎng)工程，這是中國第一個全國性TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)。,9.2 計算機網(wǎng)絡的類型,9.2.1 局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng) 從計算機網(wǎng)絡的規(guī)模來分類，計算機網(wǎng)絡可劃分為局域網(wǎng)（Local Area Network）、城域網(wǎng)（Metropolitan Area NetWork）和廣域網(wǎng)（Wide Area Network）。通常把它們分別簡稱為LAN、MAN和WAN。 局域網(wǎng)與其他的數(shù)據(jù)網(wǎng)不同，它是優(yōu)化為用于一個中等規(guī)模的區(qū)域中的網(wǎng)絡， 它使用共享的介質進行信息的傳輸，通過廣播方式發(fā)送的信息使網(wǎng)絡中所有的站點均可收到。 局域網(wǎng)一般具有如下幾個特點： （1）有限的地理范圍。 （2）具有較高的通信速率。 （3）支持多種通信介質。 （4）通常為一個部門所有。,城域網(wǎng)MAN在規(guī)模上比局域網(wǎng)要大。IEEE在有關的文檔中是這樣描述的：MAN是優(yōu)化為用于比局域網(wǎng)更大的地理區(qū)域中的網(wǎng)絡。這些區(qū)域范圍的大小可以從若干個街區(qū)的大樓到整個城市。和局域網(wǎng)一樣城域網(wǎng)具有中等到較高數(shù)據(jù)傳輸速率。城域網(wǎng)也可能由一個部門擁有和運營管理，但是通常會被許多機構或個人共同來使用。 廣域網(wǎng)WAN也稱為遠程網(wǎng)，在規(guī)模上能連接多個城市、國家或者大洲。目前已經(jīng)廣泛應用的因特網(wǎng)就是一個典型的廣域網(wǎng)。與局域網(wǎng)相比廣域網(wǎng)的傳輸速率較低，而且建造和維護的費用較為昂貴。,計算機網(wǎng)絡通常有兩種模式：客戶/服務器模式和對等網(wǎng)模式。在客戶/服務器模式的網(wǎng)絡中，有一些計算機中運行著一些稱為服務器的程序軟件，是專門為其他計算機提供服務的，這些計算機被非正式地稱為服務器，而其他計算機一般稱為工作站。工作站為了能夠獲得服務器的支持和使用網(wǎng)絡中的資源，需要登錄到服務器并獲得相應的許可。在登錄的時候，服務器通常要求用戶提供用戶名稱和口令，當用戶名稱和口令被確認正確后，登錄完成，這樣用戶在工作站上便可以使用服務器中被授權的資源了。在這種模式下，網(wǎng)絡系統(tǒng)往往可以提供某種機制對網(wǎng)絡中的設備、數(shù)據(jù)、賬號等資源進行集中的管理。 在對等網(wǎng)絡中，每一個工作站都可以共享其他工作站中的資源，同時每個工作站本身的資源也可以被網(wǎng)絡中的其他工作站所使用，在網(wǎng)絡中沒有一個集中管理和控制的機制。因此，一般在網(wǎng)絡規(guī)模很小和工作比較簡單的時候才使用這種方式的網(wǎng)絡。,9.2.2 計算機網(wǎng)絡的拓撲結構 所謂網(wǎng)絡的拓撲結構是指網(wǎng)絡中各結點（連接到網(wǎng)絡中的設備或計算機）的地理分布和互連關系的幾何構形。在局域網(wǎng)中常見的拓撲結構有：星型、總線型、環(huán)型。它們的形狀如下圖所示。,（a）星型 （b）總線型 （c）環(huán)型,星型結構是一種以中央結點為中心，把若干外圍結點連接起來的輻射形互連結構。中心結點為控制結點，任意兩個結點的通信最多只要兩步，信息傳輸?shù)钠骄鶗r間短。結構簡單，建網(wǎng)容易，適用于集中控制系統(tǒng)。但星型結構的中央結點容易成為系統(tǒng)的瓶頸，一旦發(fā)生故障會導致整個網(wǎng)絡的癱瘓。 總線型網(wǎng)絡是一種共享通路的結構，它具有良好的擴充性，結點的增刪和位置的變動比較容易，變動時不必停止網(wǎng)絡的正常工作。由于所有的結點都依靠一根總線進行通信，因此，總線的故障會使得整個網(wǎng)絡完全無法工作。,在環(huán)型網(wǎng)絡中，任何兩個結點之間都要通過環(huán)路互相通信。單條環(huán)路往往只支持單向通信，所以任何兩個結點的通信信息（包括回答信息）都要繞行環(huán)路一周才能實現(xiàn)互相通信。由于單條環(huán)路在某點發(fā)生故障時容易造成整個網(wǎng)絡的癱瘓，因此技術上常使用增加一條環(huán)路的雙環(huán)結構來彌補這種不足。這樣既可以提高環(huán)型網(wǎng)絡的可靠性，同時也可以提高網(wǎng)絡的通信性能。 以上是計算機聯(lián)網(wǎng)時三種基本的拓撲結構，在實際應用中，一個計算機網(wǎng)絡還可以是這幾種結構的組合，從而形成一個復合結構的網(wǎng)絡。,9.2.3 計算機聯(lián)網(wǎng)的常用設備和傳輸介質 1. 同軸電纜 同軸電纜是局域網(wǎng)中使用最廣泛的一種通信介質。,圖9-2 同軸電纜截面示意圖,2. 雙絞線 雙絞線是計算機網(wǎng)絡中一種用于連接計算機的電纜。,圖9-5 使用雙絞線和集線器連接網(wǎng)絡的示意圖,3. 光纖 光纖是計算機網(wǎng)絡中一種用于連接計算機的傳輸介質。光纖利用光的折射原理進行數(shù)據(jù)的傳輸。 使用光纖作為傳輸介質有很多好處。首先是光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率很高；其次光纖傳輸信號的距離比導線傳輸?shù)木嚯x要遠得多；第三，光纖可在單位時間內傳輸比導線更多的信息；第四是利用光傳輸數(shù)據(jù)只需要一根光纖便可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，而使用電信號則至少需要兩根導線。 但使用光纖也有其不足之處。首先是光纖的連接比較困難；其次，與同軸電纜和雙絞線相比光纖的價格較為昂貴；第三，當光纖在護套中斷裂時，要確定其故障位置十分困難，而且要修復斷裂的光纖也不容易。,4. 網(wǎng)絡接口卡 網(wǎng)絡接口卡（Network Interface Card）也稱為網(wǎng)絡適配器（Network Adapter），簡稱為網(wǎng)卡。網(wǎng)卡提供計算機與網(wǎng)絡傳輸介質連接的接口。 5. 集線器 集線器（Hub）是一種計算機聯(lián)網(wǎng)設備，通過集線器可以將使用雙絞線作為傳輸介質的多臺計算機連接起來，也可以再連接其他集線器。 6. 路由器 路由器（Router）是一種配備了專門軟件的用于網(wǎng)絡互連的專用聯(lián)網(wǎng)設備，它可以將數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)絡。 7. 網(wǎng)關 網(wǎng)關（Gateway）是一種配備了專門軟件的用于網(wǎng)絡互連的專用聯(lián)網(wǎng)設備，它可以使具有不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡相互進行通信。,8. 交換器 交換器（Switch）是一種計算機聯(lián)網(wǎng)設備，其作用類似集線器，但功能上要比集線器強。價格一般也比集線器要貴。 9. 無線電波 計算機利用無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸時無需使用物理連接，這時連接雙方的計算機則需要安裝上接收器和發(fā)射器。由于無線電波不能沿地球表面的彎曲傳送，因此當需要進行長距離的數(shù)據(jù)傳輸時就往往需要借助衛(wèi)星作為中轉傳輸。 10. 微波 簡單來說，微波就是頻率較高的無線電波 11. 紅外線 利用紅外線進行計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸通常限制在一個比較小的范圍，并且要求發(fā)送器直接指向接收器，在發(fā)送器和接收器之間不能有障礙物。 12. 激光 利用激光也可以進行數(shù)據(jù)傳輸。激光能夠長距離地直線傳輸，但是不能被阻擋。 13. 調制解調器 調制解調器（Modem）可以將模擬信號轉為數(shù)字信號，也可以將數(shù)字信號轉為模擬信號。,9.2.4 什么是Internet Internet 的中文名稱為因特網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。 從技術的角度來看，互聯(lián)網(wǎng)是由很多單個的計算機網(wǎng)絡互相連接組成。 互聯(lián)網(wǎng)是一個虛擬的網(wǎng)絡系統(tǒng)。,圖9-6 不同的計算機網(wǎng)絡通過路由器互連,9.2.5 網(wǎng)絡通信協(xié)議與TCP/IP 在眾多的計算機通信協(xié)議中，Internet使用了TCP/IP協(xié)議族。它由美國國防部從事ARPANet網(wǎng)絡研究開發(fā)團體的研究人員所開發(fā)。該協(xié)議族中最主要的兩個協(xié)議是：TCP（傳輸控制協(xié)議）協(xié)議和IP（網(wǎng)際協(xié)議）協(xié)議。因此該協(xié)議族也簡稱為TCP/IP協(xié)議。利用TCP/IP協(xié)議可以保證數(shù)據(jù)安全、快速、可靠地傳輸?shù)街付ǖ哪康牡亍?在使用TCP/IP的計算機網(wǎng)絡中，每臺連接到網(wǎng)絡中的計算機都稱為主機（Host）。TCP/IP網(wǎng)絡中的每臺主機都會被分配一個用于標識該計算機的邏輯地址，該地址稱為IP地址。在整個互聯(lián)網(wǎng)中，每個IP地址都是惟一的。,IP地址由一個32位的二進制數(shù)表示。在結構上每個32位的IP地址由兩部分組成：前綴和后綴。前綴用于表示計算機所在的網(wǎng)絡，后綴表示計算機在所在網(wǎng)絡中的一個編號。在互聯(lián)網(wǎng)中用于表示網(wǎng)絡的前綴必須是惟一的，有時也稱為網(wǎng)絡號或網(wǎng)絡ID。而后綴則可由擁有該網(wǎng)絡的管理者自行決定。為了獲得一個網(wǎng)絡號，需要向Internet服務提供商（Internet Service Provider，ISP）提出申請。ISP需要和中心組織Internet分配號權威組織（Internet Assigned Number Authority，IANA）協(xié)調一致以保證所分配的網(wǎng)絡號在全球范圍內是惟一的。 由于IP地址是一個被劃分為兩部分組成的32位二進制數(shù)，因此就需要決定每個部分占多少位。,為了使地址的編制能夠適應各種不同情形的需要，IP地址被劃分為如下幾種基本類型： A類 第一位為0，前8位作為前綴，后24位作為后綴。在這種規(guī)則之下可編號128（即27）個網(wǎng)絡，每個網(wǎng)絡可擁有16777216（即224）臺主機。 B類 第一位為1，第二位為0，前16位作為前綴，后16位作為后綴。在這種規(guī)則之下可編號16384個網(wǎng)絡，每個網(wǎng)絡可擁有65536（即216）臺主機。 C類 第一位和第二位均為1，第三位為0，前24位作為前綴，后8位作為后綴。在這種規(guī)則之下可編號2097152個網(wǎng)絡，每個網(wǎng)絡可擁有256（即28）臺主機。,點分十進制表示法。這種方法規(guī)定：將IP地址的32位二進制數(shù)分成以8位為一組，每組二進制數(shù)使用十進制數(shù)表示，組與組之間用符號實心圓點“.”進行分隔。 采用點分十進制表示法，可以簡單地以第一個十進制度數(shù)來判斷某個IP地址是屬于哪一類的地址。其規(guī)律如表9-2所示。,表9-2 按IP地址的第一個十進制數(shù)來判斷其所屬類別,表9-3 默認的子網(wǎng)掩碼,子網(wǎng)掩碼的另一個用途就是分隔子網(wǎng)，即將一個較大的網(wǎng)絡分隔成若干較小的網(wǎng)絡。 IPv6協(xié)議在保留了IPv4協(xié)議中很多成功的特點以及大多數(shù)概念的同時，對原有協(xié)議中的許多細節(jié)進行了修改。其主要的特征包括以下幾個方面： （1）更大的地址空間。 （2）分組的頭部格式的改變。 （3）協(xié)議的可擴展性。 其中最為顯著的就是地址空間的改變。IPv6地址從IPv4的32位改為128位。這一改變使得IPv6具有非常大的地址空間，因此在未來的幾十年內都將能夠滿足Internet發(fā)展的需要。,9.2.6 計算機名稱和域名 1. 概述 由于互聯(lián)網(wǎng)中的計算機數(shù)以萬計，這種名稱在大范圍內不足以標識每一臺主機，所以在互聯(lián)網(wǎng)中使用了一種特殊結構的字母組合來命名計算機，這種名稱叫做域名（Domain Name）。互聯(lián)網(wǎng)中的這種計算機命名機制稱為域名系統(tǒng)（DNS，Domain Name System）。 2. 域名的組成 域名由多個部分組成，每個部分用圓點分隔，指定的范圍從右到左逐步縮小。,表9-4 頂級域名及其含義,表9-5 部分國家或地區(qū)的域名代碼,3. 域名系統(tǒng)的層次結構 整個互聯(lián)網(wǎng)的域名系統(tǒng)在邏輯上是一個樹狀的層次結構。在該層次結構中最高的位置稱為根（如下圖所示）。整個域名系統(tǒng)由ICANN（the Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）進行管理運營。,4. 域名系統(tǒng)的工作方式 DNS中包含很多用于解釋IP地址的服務器，這些服務器稱為名字服務器（Name Server）。每臺名字服務器都包含了部分域名及其IP地址的對照表。當某臺主機中的一個程序使用一個域名進行網(wǎng)絡通信時（例如：在瀏覽器軟件中指定一個域名），就需要向某個名字服務器查詢該域名的IP地址，如果該名字服務器查到了指定域名的IP地址就把結果發(fā)送回去，請求的主機得到IP地址后便可以開始進行通信。,9.3 將計算機連接到網(wǎng)絡,一臺計算機需要連接到網(wǎng)絡上通常可以通過兩種途徑：通過局域網(wǎng)和通過電話撥號。無論使用哪種方式在進行設置之前首先要向某個ISP（Internet Service Provider，因特網(wǎng)服務提供商）申請一個用戶賬號，辦好手續(xù)后用戶可以從ISP處得到一個用戶名、登錄口令、用于撥號的電話號碼（如果通過撥號上網(wǎng)）、DNS服務器的IP地址和ISP的主機域名等。如果是通過電話上網(wǎng)，還需要到電腦市場購買一個調制解調器；如果是通過局域網(wǎng)上網(wǎng)，則需要購買一個網(wǎng)絡接口卡。接下來只要把有關的硬件和軟件進行正確的安裝，便可以連接到計算機網(wǎng)絡中。,9.3.1 安裝調制解調器 如果是通過電話上網(wǎng)，則需要安裝調制解調器。其基本步驟如下： （1）按調制解調器的說明書將調制解調器與計算機和電話連接起來。 （2）雙擊“控制面板”中的“電話和調制解調器選項”圖標，在彈出的對話框中輸入用戶所在城市的區(qū)號，單擊“確定”按鈕。 （3）在彈出的對話框中單擊“調制解調器”選項卡中的“添加”按鈕，按提示添加調制解調器。,9.3.2 建立網(wǎng)絡連接 調制解調器的安裝完成后，需要建立網(wǎng)絡連接才可以連接到網(wǎng)絡中。 安裝TCP/IP協(xié)議的基本操作方法是： （1）“網(wǎng)絡連接”窗口中用鼠標右擊連接圖標，從彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令。 （2）在彈出的“屬性”對話框中打開“網(wǎng)絡”選項卡。 （3）單擊“安裝”按鈕，然后按提示完成TCP/IP的安裝。 以后需要撥號上網(wǎng)時只要在網(wǎng)絡連接窗口雙擊指定的連接圖標打開撥號連接對話框，然后單擊“撥號”按鈕便可以連接到網(wǎng)絡中。,9.3.3 通過網(wǎng)卡連接網(wǎng)絡 使用網(wǎng)卡連接到局域網(wǎng)的基本方法如下： （1）將網(wǎng)卡插入到計算機主板的擴展槽中。 （2）安裝網(wǎng)卡的驅動程序。 （3）創(chuàng)建網(wǎng)絡連接。 在按照系統(tǒng)提示進行設置時，要預先準備好如下資料： （1）網(wǎng)卡的驅動程序。 （2）計算機的IP地址。 （3）子網(wǎng)掩碼。 （4）DNS服務器的IP地址。,9.4 網(wǎng)上漫游瀏覽器的使用,所謂超文本信息是一種用超文本標記語言（Hyper Text Markup Language，HTML）編寫的文件，有時把它稱為網(wǎng)頁。目前流行的Web瀏覽器軟件有微軟公司的Internet Explorer（簡稱IE）和網(wǎng)景公司的Netscape等。 9.4.1 瀏覽器的啟動與基本設置 1. IE的啟動 啟動IE可以用如下的三種方法之一： （1）雙擊桌面上的IE圖標。 （2）單擊“任務欄”中的IE快速啟動圖標。 （3）使用“開始”菜單。,圖9-13 IE的主窗口 2. IE的基本設置 對IE進行設置可以通過“Internet 屬性”對話框或“Internet 選項”對話框進行。這兩個對話框只是標題不同，設置的內容是一樣的。 用右鍵單擊桌面上的Internet Explorer圖標，從彈出的菜單中選擇“屬性”命令，或在IE的主窗口中選擇“工具”“Internet選項”命令，都可打開“Internet 選項”對話框。 如果ISP使用了代理服務器，則還要在“連接”選項卡中設置代理服務器。,9.4.2 網(wǎng)上瀏覽 設置好瀏覽器后即可啟動瀏覽器在網(wǎng)上瀏覽各種各樣的信息。在瀏覽信息時，通常要在瀏覽器上方的“地址”組合框中指定瀏覽信息的所在，也就是所謂的URL，它的中文名稱是統(tǒng)一資源定位器（Uniform Resource Locator），有時也可以把它稱為網(wǎng)址。,圖9-16 URL結構示意圖,傳輸協(xié)議：用于指定傳輸信息時所用的協(xié)議，HTTP是超文本傳輸協(xié)議，用于WWW服務器的超文本信息。除此之外常用的傳輸協(xié)議還有FTP協(xié)議，主要用于文件的傳輸。 機器名稱：是WWW服務器的域名或IP地址，用于指示信息資源所在的計算機。 端口：是客戶/服務器軟件在進行網(wǎng)絡通信時的一個邏輯接口。它使用一個整數(shù)來表示。由于瀏覽器和WWW服務器之間默認的端口是80，所以，在指定URL時往往將其省略。 目錄路徑和文件名：用于指示信息資源在計算機中所在的目錄和文件名稱。,圖9-18 IE工具欄中幾個常用的按鈕,這幾個按鈕的功能如下： 后退：轉向前一個瀏覽過的網(wǎng)頁。 前進：轉向后一個瀏覽過的網(wǎng)頁。 停止：停止當前網(wǎng)頁的下載。 刷新：刷新當前的網(wǎng)頁。 主頁：轉向瀏覽器所設置的主頁。,9.5 電子郵件的使用,9.5.1 電子郵件概述 電子郵件客戶端軟件最基本的功能是電子郵件的收發(fā)，除此之外有的還會提供一些諸如回信、賬號管理、通訊錄管理、附件發(fā)送等附加的功能。Outlook Express、Foxmail等是常見的幾個電子郵件軟件。另一種收發(fā)電子郵件的方式則通常是由一些網(wǎng)站提供，用戶需要使用瀏覽器軟件訪問該網(wǎng)站來進行郵件的收發(fā)。,電子郵件收發(fā)的過程是一個客戶/服務器程序交互的過程。如下圖所示是該過程的邏輯示意圖。在客戶計算機中的郵件軟件是一個客戶程序，位于服務器計算機中的郵件服務器軟件是一個服務器程序。,電子郵件地址通常由兩部分組成。其一般的格式如下： 郵件賬號郵件服務器域名 郵件賬號通常是用戶的名稱，或者是用戶名稱的縮寫。整個地址的含義可以理解為：Someone at someplace，即某人在某地方。 獲取電子郵件地址的方式通常有兩種方式：其一是ISP在提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務時，同時提供一個郵件地址。另一種是由一些網(wǎng)站免費或收費提供，用戶只要通過瀏覽器訪問這些網(wǎng)站并完成簡單的申請手續(xù)即可獲得一個郵箱地址。,9.5.2 Foxmail郵件客戶端軟件