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文檔簡介
大學(xué)計算機基礎(chǔ)(第八章)
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院主講教師朱梅階第八章計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)21世紀(jì)的一個重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化,它是一個以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時代。網(wǎng)絡(luò)主要有三種:電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò),其中發(fā)展最快并起核心作用的是計算機網(wǎng)絡(luò)(ComputerNetwork)。本章主要介紹計算機網(wǎng)絡(luò)的定義、分類、功能、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信介質(zhì)等,另外,還將介紹Internet方面的相關(guān)知識和物聯(lián)網(wǎng)、云計算等網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的新趨勢。8.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展第1階段:網(wǎng)絡(luò)誕生階段(60年代中以前)
(一臺主機聯(lián)接多個終端)第2階段:網(wǎng)絡(luò)形成階段(60年代中-70年代)
(用通信線路將若干臺主機互連,實現(xiàn)資源共享)第3階段:互聯(lián)互通階段(70年代末-90年代)
(計算機網(wǎng)絡(luò)得到普及化的階段,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化)
第4階段:大型高速網(wǎng)絡(luò)階段(90年代后)(全球以美國為核心的高速計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)即Internet已經(jīng)形成,并迅速普及。)8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的比喻大型機時代:100…個人使用1臺計算機小型機時代:10個人使用1臺計算機微型機時代:1個人使用1臺計算機局域網(wǎng)時代:1個人使用10臺計算機互聯(lián)網(wǎng)時代:1個人使用100…臺計算機8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述
8.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義與分類
(1)網(wǎng)絡(luò)的定義
計算機網(wǎng)絡(luò)是利用通信設(shè)備和線路將分布在不同地理位置的、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)互連起來,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和通信的系統(tǒng)。通信設(shè)備和線路資源
計算機從系統(tǒng)功能的角度看,網(wǎng)絡(luò)包括三個組成部分:(1)通信子網(wǎng):負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信,是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的設(shè)備及其軟件的集合。(如傳輸線路、通信設(shè)備)(2)資源子網(wǎng):實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的設(shè)備和軟件集合。(如計算機、軟件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等)(3)通信協(xié)議:通信雙方共同遵守的規(guī)則和約定。8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)絡(luò)的邏輯構(gòu)成8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述(2)網(wǎng)絡(luò)的分類對于計算機網(wǎng)絡(luò)可以從不同的角度進行分類。①按照計算機網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模分類可將計算機網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模是以網(wǎng)上相距最遠(yuǎn)的兩臺計算機之間的距離來衡量的。局域網(wǎng)
城域網(wǎng)
廣域網(wǎng)
8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述局域網(wǎng):通常指覆蓋距離小于10km以內(nèi)的網(wǎng)絡(luò),
其應(yīng)用場合有同一房間內(nèi)的所有主機、同一樓內(nèi)的所有主機、同一校園內(nèi)或企業(yè)園區(qū)內(nèi)的所有主機(如大學(xué)校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、智能小區(qū)網(wǎng)等等)。
8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述城域網(wǎng):指所有主機分布在同一城市內(nèi),覆蓋范圍大約在10~100km??梢詾橐粋€或幾個單位所擁有,用來將多個局域網(wǎng)進行互連。城域網(wǎng)往往由許多大型局域網(wǎng)組成,是局域網(wǎng)或個人用戶與Internet連接的一個中間層次,是一個電信運營級網(wǎng)絡(luò),如中國電信下屬的各個城市電信網(wǎng)絡(luò)。交換中心接入中心接入中心接入中心接入中心接入中心用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)用戶網(wǎng)8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述廣域網(wǎng):指網(wǎng)絡(luò)中所有主機與工作站點分布的地理范圍覆蓋幾十到幾千公里的范圍,比如同一個大城市,同一個國家或同一個洲甚至跨越幾個洲等。一般將城域網(wǎng)以上的骨干網(wǎng)稱為廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)是因特網(wǎng)的核心部分,其任務(wù)是通過長距離傳輸主機所發(fā)送的數(shù)據(jù)。如中國電信骨干網(wǎng)。8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述互聯(lián)網(wǎng)
:是遍布全球的聯(lián)絡(luò)各個計算機網(wǎng)絡(luò)平臺的總網(wǎng)絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)示意圖8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述②按照網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)方式分類?客戶機/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)(Client/Server,C/S)客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用常見的體系結(jié)構(gòu)。一直運行、被等待的一方被稱為服務(wù)器,在需要時才主動發(fā)起通信的一方被稱為客戶端??蛻魴C向服務(wù)器發(fā)出請求并獲得服務(wù),多臺客戶機可以共享服務(wù)器提供的各種資源。8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述我們還經(jīng)常聽到B/S結(jié)構(gòu)。這實質(zhì)上是一種改進了的客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu),是一種“瘦客戶/服務(wù)器”模式,主要表現(xiàn)在應(yīng)用程序完全在服務(wù)器端運行,客戶端只進行簡單的數(shù)據(jù)輸入/輸出,通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和操作指令送到服務(wù)器端,經(jīng)過服務(wù)器端運行的應(yīng)用程序處理后返回結(jié)果。因此,該模式對客戶端硬件要求較低,且系統(tǒng)維護方便。8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述?對等網(wǎng)(P2P)在P2P結(jié)構(gòu)中,參與應(yīng)用活動的計算機本身沒有服務(wù)器和客戶端之分,因此大家看起來都是平等的。網(wǎng)絡(luò)中的資源是分散在每臺計算機上。因此,每臺計算機既作為客戶機又可作為服務(wù)器。對等網(wǎng)不要求有服務(wù)器,每臺客戶機都可以與其他客戶機對話,共享彼此的信息資源和硬件資源,組網(wǎng)的計算機—般類型相同。目前常用的BT下載和QQ即時通信都是以對等網(wǎng)模式運行的例子??蛻簦?wù)器結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用常見的體系結(jié)構(gòu)。另外常見的軟件結(jié)構(gòu)還有瀏覽器/服務(wù)器和P2P模式。嚴(yán)格地說,它們都是客戶/服務(wù)器特殊形式。8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述8.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的功能
數(shù)據(jù)通信
(這是計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的功能。)
資源共享
(網(wǎng)絡(luò)的軟硬件資源可為多個用戶所共享。)
并行和分布式處理
(將任務(wù)分散到不同的計算機上進行并行和分布處理,均衡各計算機的負(fù)載。)
提高系統(tǒng)可靠性
(一旦某臺計算機出現(xiàn)故障,網(wǎng)絡(luò)上其它的計算機馬上上可以承擔(dān)原先由該故障機所承擔(dān)的任務(wù)。)8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述8.1.4計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
在計算機網(wǎng)絡(luò)中,人們把計算機、服務(wù)器、交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備抽象為“點”,把網(wǎng)絡(luò)中的電纜等通信介質(zhì)抽象為“線”,這樣就可以將一個復(fù)雜的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)抽象為由點和線組成的幾何圖形。人們稱這種圖形為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。設(shè)備電纜8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的類型:(1)總線形網(wǎng)絡(luò)
將所有的節(jié)點都連接到一條電纜上布線方式。任何一個站點發(fā)送的信號都沿著介質(zhì)傳輸,并且能夠被總線上其他站點接收到,它是一種廣播網(wǎng)。設(shè)備:網(wǎng)卡、同軸電纜、連接頭。特點:安裝簡便,成本低,但故障診斷較困難。說明:該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本被淘汰。8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述(2)星形網(wǎng)絡(luò)
由中央節(jié)點與各個計算機連接組成的網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備:網(wǎng)卡、雙絞線、交換機。特點:控制簡單、故障診斷容易、容易在網(wǎng)絡(luò)中增加新的站點。缺點是中心節(jié)點負(fù)擔(dān)較重。說明:該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在局域網(wǎng)中應(yīng)用最廣。服務(wù)器(主機)集線器HUB(或交換機)客戶機客戶機客戶機客戶機8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述(3)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)
環(huán)形網(wǎng)絡(luò)各個結(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中形成一個閉合的環(huán),信息在環(huán)中作單向流動,可以實現(xiàn)任意兩個結(jié)點之間的通信。說明:該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本被淘汰。
8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述(4)樹形網(wǎng)絡(luò)樹形網(wǎng)絡(luò)是星型網(wǎng)絡(luò)的一種變體,它是一個樹形層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?5)網(wǎng)狀形網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)狀形網(wǎng)絡(luò)的每一個節(jié)點都與其他節(jié)點有一條專業(yè)線路相連。8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述在上述5種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,前3種主要用于局域網(wǎng)。另外,在實際網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般是上述幾種網(wǎng)絡(luò)相互連接而成,整個網(wǎng)絡(luò)并沒有一個統(tǒng)一的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??偩€-星環(huán)-星網(wǎng)狀-樹-星8.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述8.1.5計算機網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)帶寬:網(wǎng)絡(luò)上能夠同時傳輸信息的最大容量。時延:指一個數(shù)據(jù)分組從網(wǎng)絡(luò)的一端傳輸?shù)侥繕?biāo)端所需要的時間。網(wǎng)絡(luò)容量:指一個網(wǎng)絡(luò)中所能容納的最大的網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)目。支持的協(xié)議與服務(wù):網(wǎng)絡(luò)所支持的協(xié)議越多,則能提供的服務(wù)也越多。所謂1M寬帶,其實是指1Mbps(等同于1Mbit/s,兆比特每秒),亦即1×1024/8=128KB/sec,在這里要注意的是傳輸單位的寫法上,B和b分別代表Bytes和bits,兩者的定義是不同的,千萬不要混淆了。在“Mbps”單位中的“b”是指“Bit(位)”。1MB/s=8Mbps。8.2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)8.2.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述
在計算機網(wǎng)絡(luò)中為進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。一個協(xié)議定義了通信內(nèi)容是什么,通信如何進行以及何時進行。相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)地工作,而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。如果采用“分層”的方式就可以將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為若干比較易于研究和處理的局部問題。這是一種典型的計算思維方法。計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是指網(wǎng)絡(luò)所劃分的各層及在這些層上所使用的協(xié)議的集合。甲方乙方①連接(撥號、響鈴、等待、接通---相關(guān)協(xié)議)②通話(雙方聽得懂的語言進行交流---相關(guān)協(xié)議)③斷開(通話結(jié)束,話機復(fù)原----相關(guān)協(xié)議)打電話8.2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層舉例:分層簡化了協(xié)議的設(shè)計,每一層完成一定的功能。網(wǎng)絡(luò)功能分層的好處是這些層次可以各司其職,由不同廠家開發(fā)的各層軟硬件設(shè)備可以配合使用。8.2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
分層舉例:假設(shè)公司A向公司B發(fā)送貨物,按照公司間發(fā)貨規(guī)定給貨物加包裝后交給車站貨運部門;貨運部門發(fā)現(xiàn)貨物太大,于是按照貨運部門包裝規(guī)定將貨物分成多個小包裹;然后按收發(fā)部門規(guī)定給每個包裹加上標(biāo)簽并交給車站搬運部門;搬運部門將每個包裹分別裝進車廂,然后通過鐵路運到目的地。到目的地后,按照上述過程的逆過程一層一層去掉封裝,每向上傳遞一層,該層的包裝就被剝掉,直到公司B拿到貨物。在該例中,將一個復(fù)雜的任務(wù)分解成幾個部門進行處理(分層),大大降低了每個部門的復(fù)雜性。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層就與上面的例子類似。公司貨運部門收發(fā)部門搬運部門8.2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)8.2.2ISOOSI/RM模型OSI參考模型:OpenSystemInterconnect開放系
統(tǒng)互連參考模型。OSI參考模型是由ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)定義的。網(wǎng)絡(luò)世界的法律!8.2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)OSI是一個七層網(wǎng)絡(luò)模型,包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。每一層均有自己的一套功能集,并與緊鄰的上層和下層交互作用。需要指出的是OSI參考模型僅僅是一個為制定標(biāo)準(zhǔn)而提供的概念性框架。在所有計算機網(wǎng)絡(luò)參考模型中OSI參考模型和TCP/IP參考模型最重要的兩個。資源子網(wǎng)AB8.2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)例如,主機A向主機B傳送數(shù)據(jù)時,應(yīng)用進程要把數(shù)據(jù)逐層向下傳,每層向下傳時加入該層相關(guān)控制信息,傳入主機B后再一層層地剝?nèi)タ刂菩畔?,最后完成?shù)據(jù)的傳送。物理層:該層負(fù)責(zé)原始的比特流數(shù)據(jù)信號的傳送以及定義計算機和通訊設(shè)備之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。該層的基本功能就是傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈路層:接收來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包,并把信息打包成數(shù)據(jù)幀,然后下傳給物理層進行傳輸。負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的幀傳輸,用于建立、維護和釋放數(shù)據(jù)鏈路,以及傳輸差錯的檢出與恢復(fù)。網(wǎng)絡(luò)層:將上一層的報文封裝成數(shù)據(jù)包,并根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的地址將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)傳送到另一個網(wǎng)絡(luò),解決的是網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的通信問題。傳輸層:作用是把數(shù)據(jù)可靠地從一方送到另一方,解決的是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)馁|(zhì)量問題。該層傳送的信息單位是報文。會話層:負(fù)責(zé)在應(yīng)用程序之間建立、維持、終止會話。也就是在數(shù)據(jù)真正進行傳輸之前進行協(xié)商并建立好連接。
表示層:提供數(shù)據(jù)編碼的格式化和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換服務(wù),還具有數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密功能。比如發(fā)送數(shù)據(jù)之前的加密,接收數(shù)據(jù)時的解密,中英文的翻譯等等。應(yīng)用層:該層位于OSI模型最高層,提供網(wǎng)絡(luò)與用戶應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)。常用的電子郵件服務(wù),文件傳輸服務(wù)、WWW服務(wù)等都是這一層提供的??梢杂靡粋€比喻來描述上述過程。有一封信從高層向下傳,每經(jīng)過一層就包上一個新信封,寫上必要的地址信息。信傳送到目的地后,從第一層起,每層拆開一個信封后就交給它的上一層,傳到最高層后,取出發(fā)信人所發(fā)的信交給收信人。通訊子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的過程是按照OSI參考模型來運動的8.2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)國際會議:會議的議題大會語言翻譯發(fā)言的順序、議題的開始和結(jié)束如何到達對方(會議)地點如何到達對方國家每一段路程的交通公路、鐵路、航海、航空、宇宙飛船應(yīng)該說明的是,OSI參考模型及其各有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的作用只是為開放系統(tǒng)提供概念上和功能上的主體框架。在具體實現(xiàn)中,一般只取OSI中的一部分并有所變化,至今并沒有一個與OSI一致的體系得以實現(xiàn)。8.2計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)8.2.3TCP/IP模型
TCP/IP四層模型與OSI參考模型
TCP是傳輸控制協(xié)議,IP是互連網(wǎng)協(xié)議。兩者共同構(gòu)成TCP/IP模型的核心,TCP/IP協(xié)議實際上已經(jīng)成為互連網(wǎng)通信的標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)接口層:該層由數(shù)據(jù)鏈路層和物理層合并而成,利用原有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)層:主要協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP,由它處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。傳輸層:主要為兩臺主機上的應(yīng)用程序提供有連接(TCP協(xié)議)或無連接(UDP協(xié)議)通信。應(yīng)用層:綜合了OSI應(yīng)用層、表示層、會話層的功能。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層8.3計算機網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)類型有線介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纖無線電微波衛(wèi)星通訊無線介質(zhì)傳輸介質(zhì)8.3計算機網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)8.3.1雙絞線類型屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)5類和超5類雙絞線是目前網(wǎng)絡(luò)布線的主流。6類雙絞線主要用于的千兆網(wǎng)上,現(xiàn)在也普遍用于局域網(wǎng)中。8.3.2同軸電纜同軸電纜用于總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?。而目前同軸電纜大多已被光纖取代。但有線電視和某些局域網(wǎng)還有使用。
8.3計算機網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)8.3.3光纖
光纖采用非常細(xì)的石英玻璃纖維作為纖芯,外涂一層低折射率的包層和保護層。高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷涔怆娹D(zhuǎn)換器電信號信息源光接收機電發(fā)射機信息源電信號電發(fā)射機光發(fā)射機光信號光纖通信系統(tǒng)的基本組成8.3計算機網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)8.3.4無線電波
無線網(wǎng)絡(luò)是以無線電波信號作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)的,信號的覆蓋是以發(fā)射點為基礎(chǔ)的圓形覆蓋,是一種全方位傳播的電波,且距離越近信號越強?;緹o線電波信號傳送示意圖8.3計算機網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)8.3.4微波
微波是一種定向傳播的重要的無線傳輸介質(zhì)。數(shù)字微波設(shè)備所接收與傳送的是數(shù)字信號,有較好的通信品質(zhì)。
地球地球地面站地面站微波信號傳送示意圖衛(wèi)星信號傳送示意圖8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成8.4.1計算機網(wǎng)絡(luò)硬件(1)服務(wù)器:是提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的主機,一般網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器要安裝相關(guān)的服務(wù)軟件并能被網(wǎng)絡(luò)中的其它計算機訪問。(2)客戶機:有時也稱為工作站,通過它可以訪問服務(wù)器上的資源。網(wǎng)絡(luò)硬件主要包括網(wǎng)絡(luò)中的計算機設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備兩大類。常見的網(wǎng)絡(luò)計算機設(shè)備有服務(wù)器、客戶機。聯(lián)想萬全T6306003深騰Altix350雙CPU24G內(nèi)存千兆網(wǎng)卡16個CPU、192GB內(nèi)存CPU3GHz
2GBDDR
280GB硬盤
100M網(wǎng)卡8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成(1)網(wǎng)卡:它能夠使工作站、服務(wù)器、打印機或其他節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。全球每個網(wǎng)卡都有一個唯一的網(wǎng)卡地址(MAC),因為它不僅負(fù)責(zé)傳輸信號而且還具有分析高層數(shù)據(jù)的功能,所以網(wǎng)卡屬于OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備。目前大多數(shù)網(wǎng)卡功能芯片都內(nèi)嵌在主板上。
(2)中繼器:中繼器作用是放大信號以使其傳輸?shù)酶h(yuǎn)一些。中繼器屬于OSI模型的物理層的設(shè)備。常見的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備有網(wǎng)卡、中繼器、網(wǎng)橋、集線器、交換機、路由器等。8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成
(3)集線器:也稱HUB,它只是一個信號放大和中轉(zhuǎn)的設(shè)備,有多個端口連接一組工作站。集線器的基本功能是信號分發(fā),把一個端口接收的信號向所有端口分發(fā)出去。因而容易形成數(shù)據(jù)堵塞。集線器屬于OSI模型的物理層的設(shè)備。
集線器信號分發(fā)示意圖使用集線器組建的典型局域網(wǎng)集線器和中繼器可對信號進行放大和重生。盡管每個設(shè)備是用它自己專用的電纜連接到集線器的,在物理上是一個星形網(wǎng),但從介質(zhì)訪問控制方法上來看,它是一個總線網(wǎng),各種設(shè)備共享邏輯上的總線。通俗地說,集線器就是一個將總線折疊到鐵盒子的集中連接設(shè)備。8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成
(4)網(wǎng)橋:是具有單個輸入端口和輸出端口的設(shè)備,它可將兩個相似的網(wǎng)絡(luò)連接起來,并對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進行管理。網(wǎng)橋?qū)儆贠SI模型的數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。一臺電腦裝兩個網(wǎng)卡也可做網(wǎng)橋使用。連接兩個局域網(wǎng)的網(wǎng)橋示意圖
網(wǎng)橋通常用于連接數(shù)量不多的、同一類型的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋可以將較大的局域網(wǎng)分成段,減少數(shù)據(jù)包沖突的可能性。目前很很難再見到把網(wǎng)橋作為一種獨立設(shè)備使用的情況。8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成(5)交換機:又叫多端口網(wǎng)橋。它的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)發(fā)過程中具有過濾作用,在交換機內(nèi)部有一個端口與網(wǎng)卡地址對照表,它負(fù)責(zé)將每一信息包獨立地從源端口送至指定網(wǎng)卡地址的目的端口,一個端口工作時不會影響到其它端口的傳輸(例如,一個8端口的交換機理論上在同一時刻允許4對網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備交換數(shù)據(jù)),功能和效率均優(yōu)于集線器。它屬于OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備,主要用于局域網(wǎng)內(nèi)部各端口間的數(shù)據(jù)交換。交換機信號分發(fā)示意圖交換機組建的典型局域網(wǎng)8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成交換機的最基本功能就是集中連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共同構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的共享和交換這兩個概念。在此,我們打個比方,同樣是10個車道的馬路,如果沒有給道路標(biāo)清行車路線,那么車輛就只能在無序的狀態(tài)下?lián)尩阑蛘嫉劳ㄐ校菀装l(fā)生交通堵塞和反向行駛的車輛對撞,使通行能力降低。為了避免上述情況的發(fā)生,就需要在道路上標(biāo)清行車線,保證每一輛車各行其道、互不干擾。共享式網(wǎng)絡(luò)就相當(dāng)于前面所講的無序狀態(tài),當(dāng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)量超出一定的限量時,多個用戶都可能同進“爭用”一個信道,就會造成碰撞沖突,使網(wǎng)絡(luò)性能衰退(如集線器)。而交換式網(wǎng)絡(luò)則避免了共享式網(wǎng)絡(luò)的不足。8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成目前比較典型的使用二層與三層交換機相結(jié)合組建一個較大型局域網(wǎng)的示意圖如下:二層交換機主要用在小型局域網(wǎng)中,三層交換機適用于大型局域網(wǎng)。大型局域網(wǎng)一般按功能或地域等因素劃分成一個一個的小局域網(wǎng),單純使用二層交換機沒辦法實現(xiàn)網(wǎng)間的互訪,所以這種環(huán)境下,由二層交換技術(shù)和路由技術(shù)有機結(jié)合而成的三層交換機就最為適合。8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成(6)路由器:主要用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng),實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互相通信。在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,信息從一個網(wǎng)絡(luò)傳到另一個網(wǎng)絡(luò)時,有一個選擇最佳路徑進行通信的問題,這個最佳路徑由路由器提供。路由器屬于OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。路由器組網(wǎng)示意圖
打個比方,路由器類似于郵局送信過程,如果是發(fā)往本郵局管轄區(qū)內(nèi)的信件就直接將信件送給收信人,如果是送往外地的信件,郵局只需要根據(jù)規(guī)則把信件送到郵遞路徑上相鄰的下一個郵局,信件通達一系列郵局傳送到收件人所在郵局,最后送到收件人手中,這一系列郵局就類似于路由器。8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成舉例:用路由器實現(xiàn)遠(yuǎn)程局域網(wǎng)的連接或接入Internet的示意打個比方,交換機好比城市公共汽車,路由器好比國際飛機,在中國境內(nèi)(內(nèi)網(wǎng))你要去哪都坐汽車(交換機),但是你要去美國(外網(wǎng))就必須先坐汽車(交換機)到機場換乘國際飛機(路由器)飛到美國,再坐美國的汽車(交換機)到你的目的地。那么為什么不能直接坐汽車(交換機)到美國(外網(wǎng))?因為中國(內(nèi)網(wǎng))的語言、地形(IP地址類型)和美國(外網(wǎng))的語言、地形(IP地址類型)是不一樣的,汽車的(交換機)起點站和終點站只能在同一語言和地形(IP地址類型)里運行。在這種情況下,通俗點講路由器就是翻譯官,實現(xiàn)不同種類不同語言之間的數(shù)據(jù)交換。8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成(7)網(wǎng)關(guān):是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備,主要用于連接差別非常大的異種網(wǎng)絡(luò),與路由器相比,網(wǎng)關(guān)主要工作在OSI的傳輸層以上。網(wǎng)關(guān)是硬件和軟件的結(jié)合產(chǎn)品,既可以是帶網(wǎng)關(guān)功能的路由器,也可以是運行在服務(wù)器、微機或大型機上的網(wǎng)關(guān)軟件,也可以是專業(yè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)按功能可分為以下三類:①協(xié)議網(wǎng)關(guān)。能夠?qū)蓚€網(wǎng)絡(luò)中的使用不同傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)進行相互翻譯轉(zhuǎn)換。②應(yīng)用網(wǎng)關(guān)。是為特定應(yīng)用而設(shè)置的網(wǎng)關(guān),如各種常見的代理服務(wù)器。③安全網(wǎng)關(guān)。是使用防火墻技術(shù)設(shè)置的網(wǎng)關(guān),對本地網(wǎng)具有安全保護作用。
從一個房間走到另一個房間,必然要經(jīng)過一扇門。同樣,從一個網(wǎng)絡(luò)向另一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息,也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”,這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義,網(wǎng)關(guān)就是一個網(wǎng)絡(luò)連接到另一個網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”。(8)調(diào)制解調(diào)器(Modem)用于進行數(shù)字信號與模擬信號間的轉(zhuǎn)換。由于計算機處理的是數(shù)字信號,而電話線傳輸?shù)氖悄M信號。為了能利用電話系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)通信,當(dāng)通過電話連網(wǎng)時,在計算機和電話之間需要連接一臺調(diào)制解調(diào)器,通過調(diào)制解調(diào)器可以將計算機輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合電話線傳輸?shù)哪M信號,在接收端再將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號由計算機處理。調(diào)制解調(diào)器屬于OSI模型中的物理層。
8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成
網(wǎng)絡(luò)各層設(shè)備小結(jié):
物理層。該層只負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上。相關(guān)設(shè)備主要有網(wǎng)卡、網(wǎng)線、集線器、調(diào)制解調(diào)器。數(shù)據(jù)鏈路層。該層的主要設(shè)備是交換機。當(dāng)交換機收到一個數(shù)據(jù)包時,就會檢查該數(shù)據(jù)包的目的網(wǎng)卡地址,確認(rèn)該從哪個端口把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。網(wǎng)絡(luò)層。這層的設(shè)備是路由器。通俗點講路由器就是翻譯官,實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換。
8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成8.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)主要包括有:網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)工具軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件
8.4.2計算機網(wǎng)絡(luò)軟件8.5Internet技術(shù)溝通共享虛幻危險財富Internet意味著什么?8.5Internet技術(shù)(1)Internet產(chǎn)生它源于1969年美國國防部的一項服務(wù):把一部分大學(xué)實驗室聯(lián)系起來,目的是協(xié)調(diào)這些實驗室里龐大的計算機,以免重復(fù)工作,這就是Internet的前身“阿帕網(wǎng)”。當(dāng)初,ARPANET只聯(lián)結(jié)4臺主機。8.5.1Internet概述在90年代以前,Internet的使用一直僅限于研究與學(xué)術(shù)領(lǐng)域。1991年,美國的三家公司分別開始經(jīng)營自己的網(wǎng)絡(luò),于是出現(xiàn)了Internet商業(yè)化服務(wù)提供商,從此世界各地?zé)o數(shù)企業(yè)及個人紛紛涌入Internet。(2)Internet在中國8.5Internet技術(shù)到目前為止,我國已建成了包括中國長城互聯(lián)網(wǎng)、中國聯(lián)通網(wǎng)、中國移動通訊網(wǎng)等10個全國范圍的公用計算機網(wǎng)絡(luò)。
中國公用計算機互連網(wǎng)CHINANET中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET中國金橋信息網(wǎng)GBNET中國教育科研網(wǎng)CERNET1997年8.5Internet技術(shù)
舉例:ChinaNet(中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng))是由中國電信經(jīng)營管理的國內(nèi)最大的計算機骨干網(wǎng)。它在北京、上海、廣州開設(shè)了3個國際出口線路(截至2005年底),總帶寬約700G。其骨干網(wǎng)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上分為3層,即核心層、區(qū)域?qū)雍瓦吘墝?。核心層由北京、上海、廣州、沈陽、南京、武漢、成都、西安8個大區(qū)的中心結(jié)點構(gòu)成。核心層主要負(fù)責(zé)提供國際出入口以及不同區(qū)域網(wǎng)的連接等功能。區(qū)域?qū)影ò藗€區(qū)域網(wǎng),每個區(qū)域網(wǎng)是由每個大區(qū)中心的區(qū)域節(jié)點與其所轄的省會城市內(nèi)的區(qū)域節(jié)點相互連接構(gòu)成(例如,廣州節(jié)點連接廣東省網(wǎng)、廣西區(qū)網(wǎng)、海南省網(wǎng))。邊緣層由省內(nèi)各個地、市、縣的城域網(wǎng)組成。8.5Internet技術(shù)舉例:中國教育科研網(wǎng)主干網(wǎng)北京沈陽南京上海西安成都武漢廣州美國香港日本德國英國Internet教育網(wǎng)主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)……….華工華農(nóng)8.5Internet技術(shù)8.5.2網(wǎng)絡(luò)IP地址
眾所周知,在電話通訊中,電話用戶是靠電話號碼來識別的。同樣,在網(wǎng)絡(luò)中為了區(qū)別不同的計算機,也需要給計算機指定一個號碼,這個號碼就是“IP地址”。IP地址是一個很基本的概念,是理解網(wǎng)絡(luò)通信的一個重要基礎(chǔ)。
(1)IP地址構(gòu)成為了使計算機相互識別并進行通信,每臺連入互聯(lián)網(wǎng)中的計算機都有一個“號碼”,這個“號碼”稱為該計算機的因特網(wǎng)地址,由于這個地址是在IP協(xié)議中定義并由該協(xié)議處理的,因此稱之為IP地址。8.5Internet技術(shù)
連接到Internet上的每個接口擁有唯一的地址。另外,多接口主機(例如一個主機有2塊網(wǎng)卡)具有多個IP地址,其中每個接口都對應(yīng)一個IP地址。由于一個路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個網(wǎng)絡(luò),因此一個路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個不同的IP地址。IP地址長32bit,即IP地址占4個字節(jié)。其要點是:每8位二進制數(shù)為一組,每組用1個十進制數(shù)表示(0~255),每組之間用小數(shù)點“.”隔開。例如,某主機IP地址的32個比特位是:11001010011101001010000000101001用“點分十進制”表示即為:1
在現(xiàn)實生活中,以怎樣的方式來確定某個人的身份呢?一是硬件,每個人與生俱來的、唯一的生理特征(如眼底虹膜、指紋、DNA等)。二是軟件,即給每個人都規(guī)定一種身份、頒發(fā)唯一的證件(如身份證)。網(wǎng)絡(luò)中識別某一臺計算機也是這樣:一是在每一塊網(wǎng)卡上都燒錄了唯一的ID號(即MAC地址):二是通過為每一臺計算機分配一個唯一的IP地址。8.5Internet技術(shù)0網(wǎng)絡(luò)號A類.nnn.nnn.nnn10網(wǎng)絡(luò)號.nnn.nnn110網(wǎng)絡(luò)號.nnn1110多播地址1111預(yù)留未用B類C類D類E類(2)IP地址分類IP包含五類不同的互聯(lián)網(wǎng)地址格式:8.5Internet技術(shù)網(wǎng)絡(luò)號031主機號241680A類有效網(wǎng)絡(luò)數(shù):27-2=126個每個網(wǎng)絡(luò)所包含的有效主機數(shù):224-2個第一字節(jié)(網(wǎng)絡(luò)號)的有效值范圍是十進制數(shù):1~126A類地址一般分配給具有大量主機的網(wǎng)絡(luò)用戶。定義:第一字節(jié)首位是二進制數(shù)字0的地址規(guī)定:第一個字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)號,后3個字節(jié)表示主機號8.5Internet技術(shù)有效網(wǎng)絡(luò)數(shù):214=16384個每個網(wǎng)絡(luò)號所包含的有效主機數(shù):216-2=65534個第一字節(jié)的有效值范圍是十進制數(shù):128~191B類地址分配給具有中等規(guī)模主機數(shù)的網(wǎng)絡(luò)用戶。定義:第一字節(jié)前二位是二進制數(shù)1、0的地址規(guī)定:前2個字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)號,后2個字節(jié)表示主機號網(wǎng)絡(luò)號主機號10B類8.5Internet技術(shù)網(wǎng)絡(luò)號主機號110C類有效網(wǎng)絡(luò)數(shù):221=2097152個每個網(wǎng)絡(luò)號所包含的有效主機數(shù):28-2=254個第一字節(jié)的有效值范圍是十進制數(shù):192~223C類地址分配給小型的局域網(wǎng)用戶。定義:第一字節(jié)前三位是二進制數(shù)1、1、0的地址規(guī)定:前3個字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)號,后1個字節(jié)表示主機號8.5Internet技術(shù)
(1)9屬于哪一類地址?判斷:65的二進制01000001(3)34和4屬于同一個網(wǎng)絡(luò)嗎?答案:這是一個A類網(wǎng)地址。
(2)53該地址所在的網(wǎng)段可以容納多少臺主機?
判斷:145的二進制10010001答案:這是一個B類網(wǎng)地址。每個網(wǎng)段有216-2臺主機判斷:199的二進制11000111答案:這是一個C類網(wǎng)地址。第三個字節(jié)屬于網(wǎng)絡(luò)號部分,所以這兩個IP不屬于同一網(wǎng)絡(luò)。8.5Internet技術(shù)另外,在IP地址的體系中,還做了以下一些規(guī)定。?在因特網(wǎng)上使用的IP地址稱為全局IP地址(或公用IP地址,或外部IP地址)。?在專供局域網(wǎng)內(nèi)部使用的IP地址稱為局部IP地址(或內(nèi)部IP地址)。采用內(nèi)部IP地址技術(shù),是為了解決全局IP地址不夠用的問題。下列IP網(wǎng)段在局域網(wǎng)中最常用:172.16~172.31192.168.0~192.168.255
如果局域網(wǎng)要接入因特網(wǎng),則需要申請使用全局IP地址。局域網(wǎng)內(nèi)的內(nèi)部IP地址可通過代理服務(wù)器或路由器的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換功能實現(xiàn)訪問因特網(wǎng)。由于上述分類IP地址存在不合理的地方,如IP地址空間的利用率不高、地址不夠靈活等。因此在實際應(yīng)用中就提出了劃分子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼的概念。8.5Internet技術(shù)
(3)子網(wǎng)劃分和子網(wǎng)掩碼
劃分子網(wǎng)屬一個單位內(nèi)部的事情,單位對外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)號主機號031網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號(未劃分子網(wǎng))(劃分子網(wǎng))
允許將一個IP網(wǎng)絡(luò)地址進一步劃分為若干個子網(wǎng)地址,分別分配給不同的物理網(wǎng)絡(luò)。機制
從網(wǎng)絡(luò)的主機號部分借用若干比特作為子網(wǎng)號,主機號相應(yīng)減少若干比特。
方法網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號共同構(gòu)成標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)位置的網(wǎng)絡(luò)地址。主機號8.5Internet技術(shù)網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號為1構(gòu)成主機地址為0判斷兩臺計算機是否處于同一子網(wǎng)
作用缺省時A、B、C類子網(wǎng)掩碼1
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由于子網(wǎng)的劃定沒有統(tǒng)一的算法,單從IP地址無法判定一臺計算機處于哪個子網(wǎng),解決的方法就是采用子網(wǎng)掩碼。掩碼的設(shè)置是自由的,沒有位數(shù)的限定,人們甚至可以將一個C類網(wǎng)絡(luò)劃分為多個子網(wǎng)。8.5Internet技術(shù)舉例1:某單位網(wǎng)絡(luò)地址:,該地址屬于哪類地址?其中有兩臺計算機的IP地址分別是:和80①子網(wǎng)掩碼為,這兩臺計算機是否在同一網(wǎng)絡(luò)中?②若子網(wǎng)掩碼為28,這兩臺計算機是否在同一網(wǎng)絡(luò)中?③若子網(wǎng)掩碼為92,這兩臺計算機是否在同一網(wǎng)絡(luò)中?答案:這是一個C類網(wǎng)地址。只有第①種情況,兩臺機在同一網(wǎng)絡(luò)中。5=(00000101)2
;180=(10110100)2
8.5Internet技術(shù)舉例:某單位有120臺機,假設(shè)該網(wǎng)絡(luò)為C類地址:,要劃分三個子網(wǎng),請問如何劃分較為合理?網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼可分配的IP地址范圍92~24925~26289229~90929293~54注:0=(00000000)264=(01000000)2128=(10000000)2192=(11000000)263=(00111111)2127=(01111111)2191=(10111111)2255=(11111111)2可將該地址中的8位主機號的前2位作為子網(wǎng)號,分別對應(yīng)00,01,10,11,每個子網(wǎng)主機號現(xiàn)為6位,去掉全0和全1的地址,可用的地址為1~62,即二進制000001~111110。四個子網(wǎng)地址、子網(wǎng)掩碼、可分配的IP地址如下:(4)IP地址分配IP地址的分配主要有兩種方法:靜態(tài)分配和動態(tài)分配。①靜態(tài)分配:指定固定的IP地址,配置操作需要在每臺主機上進行。缺點是配置和修改工作量大,不便統(tǒng)一管理。②動態(tài)分配:即“自動獲取IP地址”。采用這種方式不需要向管理員申請IP地址,而是由計算機通過一些協(xié)議自己到網(wǎng)絡(luò)上的一些服務(wù)器上申請IP地址來使用。
8.5Internet技術(shù)自動獲取IP地址很簡單。選好之后,就不用管其他的事情了。每次網(wǎng)絡(luò)啟動時,計算機就會自己向相應(yīng)的服務(wù)器申請一個可用的IP地址。不過,這種功能是需要有DHCP服務(wù)支持才能得以生效的。DHCP的意思是動態(tài)主機配置協(xié)議。它可以為用戶主機提供動態(tài)的IP地址、掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址以及DNS服務(wù)器的IP地址等配置信息。。DHCP服務(wù)由DHCP服務(wù)器和客戶端協(xié)同提供。通常擁有局域網(wǎng)的組織或者網(wǎng)絡(luò)運行提供商會在自己的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一個或多個DHCP服務(wù)器。這些組織或者運營商先申請到一些IP地址,然后交給DHCP服務(wù)器,讓它分配給網(wǎng)絡(luò)中的計算機(手工配置時,這個活由管理員來完成)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的主機需要上網(wǎng)時,它們的DHCP客戶端會向服務(wù)器申請租用并獲得一個IP地址。這些主機關(guān)機之后,它們的IP地址就被收回,可以重新分配給別的計算機使用。除了IP地址,用戶還可以從DHCP服務(wù)器獲得其他必需的網(wǎng)絡(luò)配置信息。
8.5Internet技術(shù)有了DHCP,用戶配置計算機就方便多了,尤其是不熟悉計算機的用戶,再也不用考慮什么IP地址、掩碼、DNS服務(wù)器,只要選擇“通過DHCP自動獲得”就全解決了。DHCP還可以提高IP地址的利用率。因為關(guān)機的用戶不再占有IP地址了。自動獲取方式主要應(yīng)用于普通PC和端接系統(tǒng),不適用于服務(wù)器,服務(wù)器必須使用靜態(tài)IP地址。(6)IPv6與現(xiàn)在使用的互聯(lián)網(wǎng)有以下不同:更大。目前的IPv4協(xié)議有32位地址長度,理論上可提供的IP地址大約為40多億個。IPv6的地址是128位編碼,是IPv4地址空間的近1600億倍(296)。地址資源極端豐富。有人比喻,世界上的每一粒沙子都會有一個IP地址。
8.5Internet技術(shù)
更快。下一代互聯(lián)網(wǎng)將比現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度提高1000倍以上。更安全??蛇M行網(wǎng)絡(luò)對象識別、身份認(rèn)證和訪問授權(quán),具有數(shù)據(jù)加密和完整性,實現(xiàn)一個可信任的網(wǎng)絡(luò)。更方便。加入了對自動配置的支持,使得網(wǎng)絡(luò)的管理更加方便和快捷。8.5.3域名系統(tǒng)
8.5Internet技術(shù)計算機在網(wǎng)絡(luò)上進行通訊時只能識別如“1”之類的IP地址,而不能認(rèn)識如之類的域名,但是,當(dāng)打開瀏覽器,在地址欄中輸入如的域名后,就能看到所需要的頁面,這是因為有一個叫“DNS服務(wù)器”的計算機自動把域名“翻譯”成了相應(yīng)的IP地址,然后調(diào)出IP地址所對應(yīng)的網(wǎng)頁。分布在網(wǎng)上成千上萬的計算機,如果都用像1這樣的數(shù)字來識別,顯得既生硬又難以記憶。域名是由一串用點分隔的名字組成的Internet上某一臺計算機或計算機組的名稱,用于在數(shù)據(jù)傳輸時標(biāo)識計算機的電子方位(有時也指地理位置),與該計算機的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址相對應(yīng)。類似于互聯(lián)網(wǎng)上的門牌號碼,一個單位、機構(gòu)或個人若想在互聯(lián)網(wǎng)上有一個確定的名稱或位置,需要進行域名登記。域名:為方便記憶而為計算機進行命名。與IP地址作用同,但便于記憶。(通常95%的個人用戶入網(wǎng)后由ISP提供一個動態(tài)IP地址,沒有域名)域名系統(tǒng)DNS:完成域名向IP地址的轉(zhuǎn)換。是由若干個域名服務(wù)器程序完成的。域名解析就是將域名翻譯成IP地址的過程。1國家域機構(gòu)域網(wǎng)絡(luò)名主機名域名IP地址8.5Internet技術(shù)8.5Internet技術(shù)常用機構(gòu)類的頂級域名
域名機構(gòu)的類型.GOV政府機構(gòu).EDU教育機構(gòu).INT國際組織(如北大西洋公約組織).MIL軍事部門.COM商業(yè)機構(gòu).NET網(wǎng)絡(luò)中心.ORG社會組織、專業(yè)協(xié)會8.5Internet技術(shù)就像一個人可以用姓名、身份證號碼等來進行識別一樣,因特網(wǎng)上的計算機也可以用多種方式來進行識別。在因特網(wǎng)上,計算機和所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要識別方式有IP地址、域名設(shè)備的物理地址。人們在訪問因特網(wǎng)時,通常使用的是域名。為了將信息發(fā)送到對方的主機上,就必須先把域名映射為IP地址,在局域網(wǎng)中,只有將IP地址轉(zhuǎn)換成為物理地址(即網(wǎng)卡地址)才能繼續(xù)通信,所以局域網(wǎng)中的通信需再把IP地址映射為相應(yīng)的物理地址,我們稱前者為域名解析,后者為地址解析。8.5.3Internet接入方式8.5Internet技術(shù)從用戶的角度看,將計算機接入Internet的最基本的方式有三種:局域網(wǎng)接入、電話線接入、有線電視電纜接入。另外,還可以通過無線方式接入。用戶一般是通過ISP接入Internet的。8.5Internet技術(shù)(1)ADSL撥號上網(wǎng)其所提供的上行與下行網(wǎng)速不對稱,所以稱不對稱數(shù)字用戶網(wǎng)絡(luò)。用戶需要安裝的ADSL設(shè)備包括:ASDLModem、濾波器,主機需要有網(wǎng)卡。下面介紹幾種常見的Internet接入方式。某單位申請了ADSL上網(wǎng),需要實現(xiàn)所有辦公計算機共享ADSL上網(wǎng),設(shè)計組網(wǎng)方案見下圖。本實例涉及到ADSL調(diào)制解調(diào)器、路由器、交換機、網(wǎng)卡等網(wǎng)絡(luò)硬件。
ADSL上網(wǎng)方式:
a、虛擬撥號上網(wǎng)用戶在電腦上運行一個專用客戶端軟件,當(dāng)通過身份驗證時,獲得一個動態(tài)的IP,即可連通網(wǎng)絡(luò)。b、專線方式如果你申請ADSL是為了能自己做主頁,讓別人來瀏覽,你可以申請固定IP地址的上網(wǎng)方式,但上網(wǎng)費用會高一些。虛擬拔號對于上網(wǎng)時不懂如何保護自己電腦的人更適合,因為上網(wǎng)時的IP是不固定的,那么也防止有些人通過查找你的固定IP而攻擊你。8.5Internet技術(shù)(2)局域網(wǎng)專線上網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)主要采用光纜(主干線)+雙絞線(用戶接入端)的方式進行綜合布線,部分網(wǎng)絡(luò)還提供全程光纖化的接入方式(即光纖到戶),徹底改變上網(wǎng)速度慢的現(xiàn)狀,讓用戶可以享受到帶寬達10M、100M甚至1000M的網(wǎng)絡(luò)速度。用戶所在的單位或者社區(qū)如果已經(jīng)架構(gòu)了局域網(wǎng)并與Internet相連接,則用戶可以通過該局域網(wǎng)接入Internet。例如校園內(nèi)學(xué)生寢室的計算機可以通過接入學(xué)校校園網(wǎng),從而達到上網(wǎng)的目的。無線接入技術(shù)可以分為固定接入(無線局域網(wǎng))和移動接入(無線廣域網(wǎng)GSM、CDMA、3G)兩大類。①無線局域網(wǎng)接入該接入方式只能局限在已布有無線局域網(wǎng)的范圍內(nèi)(通常幾十米左右)。在一些場合如機場、咖啡廳、酒店等有無線網(wǎng)絡(luò)的地方可以上網(wǎng)。典型實現(xiàn)技術(shù)如基于IEEE802.11b技術(shù)的無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)。8.5Internet技術(shù)(3)無線上網(wǎng)
連接無線局域網(wǎng)需要電腦有無線網(wǎng)卡,無線網(wǎng)卡的功能跟普通電腦網(wǎng)卡一樣,是用來連接到局域網(wǎng)上的一個信號收發(fā)的設(shè)備。另外,周圍要有無線路由器或無線AP開放。8.5Internet技術(shù)無線AP:是無線網(wǎng)和有線網(wǎng)之間溝通的橋梁。將無線AP接在有線交換機或路由器上,它就變身WiFi熱點。帶無線網(wǎng)卡的計算機、手機、平板電腦等即可通過無線方式上網(wǎng)。適用于酒店、學(xué)校宿舍等。無線路由器:是AP、路由功能的集合體,可直接接上ADSLModem和交換機。可以把通過它進行無線和有線連接的終端都分配到一個子網(wǎng)。適用于普通家庭、公寓等。8.5Internet技術(shù)無線上網(wǎng)卡:不同于普通網(wǎng)卡,其內(nèi)部有一個類似于手機中的SIM卡的芯片(目前大多數(shù)筆記本電腦及智能手機都內(nèi)置了無線上網(wǎng)卡),通過拔號可連接到互聯(lián)網(wǎng)上。另外,你還需要買相應(yīng)的資費卡。②無線廣域網(wǎng)接入該接入方式需要在電腦、手持設(shè)備等終端安裝有無線上網(wǎng)卡,只要在擁有無線電話信號覆蓋的任何地方都就可以上網(wǎng)。8.5Internet技術(shù)3G時代:第一代模擬手機(只能進行語音通話)第二代CDMA\GSM(后來升級到GPRS或EDGE,又稱2.5代)
手機(增加了接收數(shù)據(jù)的功能,如接收短信等)。3G全稱為第三代移動通信。具有更高的傳輸速度,能夠快速處理圖像、影音及多媒體形式。中國3大運營商采用的3G網(wǎng)絡(luò)制式:通訊商3G制式技術(shù)引進中國電信CDMA2000美國中國聯(lián)通WCDMA歐洲中國移動TD-SCDMA中國8.5Internet技術(shù)4G時代:上網(wǎng)峰值速度將達到每秒上百兆,是目前3G上網(wǎng)速度的10倍以上。未來中國將形成2G、3G和4G并存局面,而不是簡單升級替換。
2G時代,核心技術(shù)是國外的,中國是“看臺”上的“學(xué)生”;3G時代,中國取得“參賽權(quán)”;而由中國主導(dǎo)的TD-LET增強型成為4G國際兩大主流標(biāo)準(zhǔn)之一,這意味著在4G時代中國有望領(lǐng)跑世界。
高速公路上車流不息,如果要開車上高速公路,就要找一個就近的高速公路入口。Internet也類似,若想利用Internet上的資源就需要接入Internet。要接入Internet,必須要向提供接入服務(wù)的ISP提出申請,也就是說要找一個信息高速公路入口。用戶的環(huán)境不同,要求不同,接入的方法也就不同。8.6Internet常見服務(wù)8.6.1WWW服務(wù)WWW服務(wù)是在Internet上最熱門的服務(wù)之一。(1)Web(萬維網(wǎng))
所謂WWW(WorldWideWeb),也稱或Web,是建立在客戶機/服務(wù)器模型之上,以HTML語言和HTTP協(xié)議為基礎(chǔ),能夠提供面向各種Internet服務(wù)的信息瀏覽系統(tǒng)。Internet上提供的服務(wù)多種多樣,本小節(jié)僅僅講述因特網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的WWW服務(wù)、文件傳輸FTP,電子郵件等基本功能。HTML是一種標(biāo)記語言。Web頁用HTML語言描述;瀏覽器是一個HTML解釋器;瀏覽器和Web服務(wù)器用HTTP協(xié)議進行通訊。WWW是基于客戶機/服務(wù)器方式工作的。客戶機與服務(wù)器各自完成不同的功能,它包括:①瀏覽器。是一種安裝在客戶端的導(dǎo)航工具。瀏覽器除了可以訪問WWW資源外,還可以訪問包括Telnet、FTP、電子郵件等全部的Internet資源。②WWW服務(wù)器(又稱Web服務(wù)器)。存放有網(wǎng)頁。客戶程序向服務(wù)器程序發(fā)出請求,服務(wù)器程序向客戶程序送回客戶所要的網(wǎng)頁文檔。8.6Internet常見服務(wù)(2)URL(統(tǒng)一資源定位符)也稱為Web地址或網(wǎng)址。一個完整的URL包含三個部分:第一部分:通訊協(xié)議(如:HTTP、FTP等);第二部分:服務(wù)器的名稱或IP地址;第三部分:網(wǎng)頁或文件的文件名。三者組合起來,就是完整的URL。例:/info/
1HTTP是協(xié)議;/是中國教育和科研計算機網(wǎng)的Web服務(wù)器的域名;info/是中國教育和科研計算機網(wǎng)網(wǎng)站中的教育信息化欄目。8.6Internet常見服務(wù)8.6Internet常見服務(wù)網(wǎng)頁(Web頁):瀏覽器中所看到的畫面。(3)主頁我們把只使用域名,如()就可以瀏覽到的第一個網(wǎng)頁稱為該網(wǎng)站的主頁,主頁實際上也是一個Web站點的首頁。Web(4)搜索引擎搜索引擎指自動從Internet搜集信息,經(jīng)過一定整理以后,提供給用戶進行查詢的系統(tǒng)。是專業(yè)搜索網(wǎng)站為用戶提供的檢索信息的搜索工具,常見有百度、Google、雅虎、搜狐等。Google——幾種高級用法邏輯與:AB 智能計算機邏輯或:AORB 計算機OR電腦邏輯非:A-B 計算機-電腦通配符:aa*b 與時*進大小寫不敏感 computer=COMPUTER8.6Internet常見服務(wù)搜索引擎可以幫助我們查找所需要的各種信息,解答各種疑難問題。有問題的時候使用搜索引擎,或許能找到你所需要的一切……8.6Internet常見服務(wù)8.6.2文件傳輸(FTP)
FTP就是將遠(yuǎn)程計算機中的文件拷貝到自己計算機中,或?qū)⒈镜赜嬎銠C中的文件拷貝到遠(yuǎn)程計算機中。FTP采用“客戶機/服務(wù)器”方式,一個FTP服務(wù)器進程可同時為多個客戶進程提供服務(wù)??蛻舳艘谧约旱谋镜赜嬎銠C上安裝FTP客戶程序。FTP工作過程8.6Internet常見服務(wù)目前,在互聯(lián)網(wǎng)上還有一種基于BT的下載技術(shù)。BT是一款P2P軟件,用BT下載的用戶越多,下載速度越快,這是因為BT用的是一種分發(fā)的方式來達到共享目的。8.6Internet常見服務(wù)8.6.3電子郵件(E-mail)用戶帳號@主機地址電子郵件地址:負(fù)責(zé)收發(fā)電子郵件的應(yīng)用程序Web方式使用E-mail利用電子郵件工具收發(fā)在線收發(fā)、閱讀電子郵件發(fā)信時填寫對方E-mail地址,如xyz@8.6Internet常見服務(wù)8.6.4Internet的新應(yīng)用隨著聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、PC技術(shù)、手機技術(shù)等方方面面技術(shù)的進步和發(fā)展,出現(xiàn)了一些Internet的新應(yīng)用,其中包括:網(wǎng)絡(luò)即時通信、絡(luò)社區(qū)和社交網(wǎng)絡(luò)、博客、播客與微博、電子商務(wù)與電子政務(wù)、網(wǎng)絡(luò)電話、網(wǎng)盤等。Internet雖說是一個虛擬世界,但是它的“色彩”毫不遜于現(xiàn)實世界。對于人類來說,這里是一片變幻莫測、多姿多彩的新世界。如果你愿意,互聯(lián)網(wǎng)可以變成一個競技場、一臺表演秀、一個交際池、一臺望遠(yuǎn)鏡……還可以是一本集合人類智慧結(jié)晶的百科全書。三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)和云計算是近年來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的熱點。什么是三網(wǎng)融合?物聯(lián)網(wǎng)、云計算到底是什么,究竟能做什么?8.7網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢8.7.1三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合又稱三網(wǎng)合一,是將傳統(tǒng)的電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)進行融合,以替代多個網(wǎng)絡(luò)并存的情況,是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。一部高清電視除了看電視,又能上網(wǎng)下載歌曲登陸網(wǎng)站;一部手機除了打電話,還可以同步收看電視直播,還能無線上網(wǎng);電腦也可以打電話、看電視……此時,電視兼容電腦,手機涵蓋電視,電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、寬帶網(wǎng)互相兼容,三者之間相互交叉,形成你中有我、我中有你的格局,這就是“三網(wǎng)融合”。8.7.2物聯(lián)網(wǎng)8.7網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢通俗地講,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,是將各種信息傳感設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)把物品與物品結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其中兩層意思,第一,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展,其核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),第二,其用戶端不僅僅是個人,還包括任何物品。我們可以把物聯(lián)網(wǎng)工作的基本原理簡單表述為:各種傳感設(shè)備如傳感器、射頻
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