《全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試一級(jí)教程》課件-7-1

第7章

因特網(wǎng)基礎(chǔ)與簡(jiǎn)單應(yīng)用

因特網(wǎng)是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，因特網(wǎng)是由成千上萬(wàn)個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的，覆蓋范圍從大學(xué)校園網(wǎng)、商業(yè)公司的局域網(wǎng)到大型的在線服務(wù)提供商，幾乎涵蓋了社會(huì)的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域（如：政務(wù)、軍事、科研、文化、教育、經(jīng)濟(jì)、新聞、商業(yè)和娛樂(lè)等）。人們只要用鼠標(biāo)、鍵盤，就可以從因特網(wǎng)上找到所需要的任何信息，可以與世界另一端的人們通信交流，甚至一起參加視頻會(huì)議。因特網(wǎng)已經(jīng)深深地影響和改變了人們的工作、生活方式，并正以極快的速度在不斷發(fā)展和更新。

本章主要介紹因特網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該掌握：1．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念。2．因特網(wǎng)基礎(chǔ)：TCP/IP協(xié)議、C/S體系結(jié)構(gòu)、IP地址和接入方式。3．使用簡(jiǎn)單的因特網(wǎng)應(yīng)用：瀏覽器（IE）的使用，信息的搜索、瀏覽與保存，F(xiàn)TP下載，電子郵件的收發(fā)，以及流媒體和手機(jī)電視的使用。

7.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本概念

人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。特別是以因特網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已成為社會(huì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)基本組成部分，改變了人們的工作、生活。

7.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的精確定義目前仍未統(tǒng)一。最簡(jiǎn)單、最直接的定義是：一些相互連接的，以共享資源為目的的，自治的計(jì)算機(jī)集合。由此定義透露除計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)信息：分布在不同地方的多臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過(guò)某種方式連接在一起，并且能夠在資源共享的情況下獨(dú)立工作。

7.1.2數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。要在兩地間傳輸信息必須有傳輸信道，根據(jù)傳輸媒體的不同，分為有線數(shù)據(jù)通信和無(wú)線數(shù)據(jù)通信。但它們是通過(guò)傳輸信道將數(shù)據(jù)終端與計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)起來(lái)，而使不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)終端實(shí)現(xiàn)軟、硬件和信息資源共享。數(shù)據(jù)通信是一種很寬泛的技術(shù)，包含了大量的通信專業(yè)知識(shí)。數(shù)據(jù)通信的基本概念如下：（1）信息

從信息論的角度出發(fā)，信息是對(duì)消息的界定和說(shuō)明。（2）數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是對(duì)所關(guān)注的對(duì)象進(jìn)行觀察所得到的結(jié)果或某個(gè)事實(shí)的結(jié)果。（3）信號(hào)

信號(hào)是通信系統(tǒng)實(shí)際處理的具體對(duì)象。數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著信息，而信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)。（4）信道

信道是信息的通道，也就是將信息的發(fā)送端和接收端連在一起并且能夠傳輸信號(hào)的物理介質(zhì)。（5）調(diào)制／解調(diào)

計(jì)算機(jī)內(nèi)的信息是由0和1組成的數(shù)字信號(hào)，而在電話線上傳遞的卻只能是模擬信號(hào)（模擬信號(hào)的連續(xù)的，數(shù)字信號(hào)是間斷的）。當(dāng)計(jì)算機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，這個(gè)過(guò)程成為“調(diào)制”；當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，將模擬信號(hào)還原為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，這個(gè)過(guò)程成為“解調(diào)”；調(diào)制／解調(diào)這種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備成為調(diào)制解調(diào)器。（6）帶寬與傳輸速率

帶寬指頻帶的寬度。信道的帶寬指的是信道允許通過(guò)信號(hào)的頻率范圍。傳輸速率又稱作信息速率、比特率，指的是單位時(shí)間內(nèi)信道傳送信息量的大小，單位是bit/s（比特／秒）。（7）誤比特率

在二進(jìn)制通信系統(tǒng)中，誤比特率指的是傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)占傳輸總比特?cái)?shù)的比率。在二進(jìn)制通信系統(tǒng)中，誤碼率與誤比特率相等。

7.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與分類

1．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)起源于美國(guó)。隨著計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用的發(fā)展，出現(xiàn)了多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的需求。經(jīng)過(guò)幾十年的時(shí)間，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展了四代。（1）第一代：集中式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)50年代，許多系統(tǒng)都將地理上分散的多個(gè)終端通過(guò)通信線路連接到一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)上，由此出現(xiàn)了第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。集中式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。（2）第二代：分組交換網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)60年代，因大型機(jī)的出現(xiàn)提出了對(duì)大型機(jī)資源遠(yuǎn)程共享的需求，以程控交換為特征的電信技術(shù)的發(fā)展為這種遠(yuǎn)程通信需求提供了實(shí)現(xiàn)手段。第二代網(wǎng)絡(luò)以多臺(tái)主機(jī)通過(guò)通信線路互連為用戶提供服務(wù)。主機(jī)之間不是直接用線路相連，而是由接口報(bào)文處理機(jī)轉(zhuǎn)接后互連?，F(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是從1969年美國(guó)建成的ARPANET開(kāi)始的。分組交換是采用“存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)把欲發(fā)送的報(bào)文分成一個(gè)個(gè)的“分組”在網(wǎng)絡(luò)中傳送。（3）第三代：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化階段20世紀(jì)70年代，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型，即OSI參考模型OSI/RM。OSI/RM已被國(guó)際社會(huì)廣泛地認(rèn)可，它推動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理論與技術(shù)的發(fā)展，并對(duì)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連起到了積極的作用。（4）第四代：互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展。NEFNET取代ARPANET成為美國(guó)的國(guó)家骨干網(wǎng)，并走出大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)入社會(huì)。1992年，Internet學(xué)會(huì)成立；1993年，美國(guó)宣布實(shí)施國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃后，全世界許多國(guó)家紛紛效仿，從而極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段，即互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

2．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用廣泛，對(duì)其分類也有許多方法。按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分把網(wǎng)絡(luò)類型劃分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。（1）局域網(wǎng)（LAN）

局域網(wǎng)是最常見(jiàn)、應(yīng)用最廣的一種網(wǎng)絡(luò)，是指在局部地區(qū)范圍內(nèi)所建的網(wǎng)絡(luò)。它所覆蓋的地區(qū)范圍小，但局域網(wǎng)在計(jì)算機(jī)數(shù)量配置上沒(méi)有太多限制。局域網(wǎng)的特點(diǎn)是連接范圍窄，用戶少，配置容易，連接速率高。（2）城域網(wǎng)（MAN）

城域網(wǎng)一般來(lái)說(shuō)是將一個(gè)城市范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)。與局域網(wǎng)相比擴(kuò)展的距離要長(zhǎng)，連接的計(jì)算機(jī)更多。（3）廣域網(wǎng)（WAN）

廣域網(wǎng)也稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，它一般是將不同城市和不同國(guó)家之間的城域網(wǎng)、局域網(wǎng)互相連接起來(lái)。按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類分類，常見(jiàn)的有星型拓?fù)洹h(huán)型拓?fù)?、總線型拓?fù)?、?shù)型拓?fù)?、網(wǎng)狀拓?fù)?。?）星型拓?fù)洌▓D7-1（a））

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所有結(jié)點(diǎn)均通過(guò)獨(dú)立的線路連接到中心結(jié)點(diǎn)上，各結(jié)點(diǎn)之間的通信都必須通過(guò)中央結(jié)點(diǎn)，是最早的通用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式。星型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是線路連接簡(jiǎn)單、易擴(kuò)充、易管理。缺點(diǎn)是對(duì)中央結(jié)點(diǎn)的可靠性要求高，一旦中央結(jié)點(diǎn)發(fā)生故障將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)崩潰。（2）環(huán)型拓?fù)洌▓D7-1（b））

環(huán)型拓?fù)渲兴械慕Y(jié)點(diǎn)都通過(guò)中繼器連接到一個(gè)封閉的環(huán)上，任意結(jié)點(diǎn)都要通過(guò)環(huán)路相互通信，一條環(huán)路只能進(jìn)行單向通信。

環(huán)型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是每個(gè)結(jié)點(diǎn)都是平等的，容易實(shí)現(xiàn)高速和長(zhǎng)距離通信。缺點(diǎn)是環(huán)路上任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作。（3）總線型拓?fù)洌▓D7-1（c））

總線型拓?fù)渲兴薪Y(jié)點(diǎn)都通過(guò)相應(yīng)的接口連接到一根中心傳輸線上，這根中心傳輸線被稱為總線?？偩€結(jié)構(gòu)是一種共享通道的結(jié)構(gòu)，總線上任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)都是平等的。

總線型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝擴(kuò)充容易，某個(gè)結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障不會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)崩潰，信道利用率高，資源共享能力強(qiáng)，適用于構(gòu)造局域網(wǎng)。缺點(diǎn)是通信傳輸線路發(fā)生故障會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)崩潰，網(wǎng)絡(luò)上信息的延遲時(shí)間是不確定的，不適于實(shí)時(shí)通信。（4）樹(shù)型拓?fù)洌▓D7-1（d））

樹(shù)型拓?fù)渲懈鹘Y(jié)點(diǎn)按級(jí)分層連接，結(jié)點(diǎn)所處的層越高，其可靠性要求就越高，是從星型結(jié)構(gòu)擴(kuò)展而來(lái)的。

樹(shù)型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是線路連接簡(jiǎn)單，易擴(kuò)充和進(jìn)行故障隔離。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)根的依賴性大。（5）網(wǎng)狀拓?fù)洌▓D7-1（e））

網(wǎng)狀拓?fù)渲腥我唤Y(jié)點(diǎn)至少有兩條通信線路與其他結(jié)點(diǎn)相連，因此各個(gè)結(jié)點(diǎn)都具有選擇傳輸線路和控制信息流的能力。

網(wǎng)狀拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是可靠性高，當(dāng)某一線路或結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)管理比較復(fù)雜，廣域網(wǎng)基本上采用網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。7.1.4傳輸介質(zhì)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，傳輸介質(zhì)與網(wǎng)絡(luò)硬件共同作用才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和資源共享。1．傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)、連接各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的實(shí)體。傳輸介質(zhì)一般包括雙絞線、同軸電纜、光纖和無(wú)線傳輸介質(zhì)。2．網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可分為物理層設(shè)備（如中繼器、集線器等）、數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備（如交換機(jī)、網(wǎng)橋等）、網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備（如路由器、三層交換機(jī)等）和應(yīng)用層設(shè)備（如防火墻等）。

（1）網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)接口卡）

網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)電纜之間的物理連接，為計(jì)算機(jī)之間相互通信提供一條物理通道，并通過(guò)這條通道進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，又稱網(wǎng)絡(luò)適配器。（2）集線器

集線器在OSI參考模型中屬于物理層，英文Hub是“交匯點(diǎn)”的意思。集線器的主要功能是對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生、整形和放大，同時(shí)把所有結(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的結(jié)點(diǎn)上。隨著交換機(jī)價(jià)格不斷下降，集線器已被市場(chǎng)淘汰。（3）交換機(jī)

交換機(jī)是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。（4）路由器

路由器是網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)間互連的關(guān)鍵設(shè)備，它工作在OSI模型的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），主要作用是尋找互聯(lián)網(wǎng)之間的最佳路徑。路由器的主要功能包括網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)隔離和網(wǎng)絡(luò)地址交換。（5）無(wú)線AP（AccessPoint）

無(wú)線

AP也稱為無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)或無(wú)線橋接器，是當(dāng)作傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，通過(guò)無(wú)線

AP，任何一臺(tái)裝有無(wú)線網(wǎng)卡的主機(jī)都可以去連接有線局域網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線AP含義較廣，不僅提供單純性的無(wú)線接入點(diǎn)，也同樣是無(wú)線路由器等設(shè)備的統(tǒng)稱，兼具路由、網(wǎng)管等功能。單純性的無(wú)線AP就是一個(gè)無(wú)線的交換機(jī)，僅僅是提供一個(gè)無(wú)線信號(hào)發(fā)射的功能，其工作原理是將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過(guò)雙絞線傳送過(guò)來(lái)，無(wú)線AP將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為無(wú)線電信號(hào)發(fā)送出來(lái)，形成無(wú)線網(wǎng)的覆蓋。無(wú)線AP型號(hào)不同則具有不同的功率，可以實(shí)現(xiàn)不同程度、不同范圍的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，一般無(wú)線AP的最大覆蓋距離可達(dá)300米，非常適合在建筑物之間、樓層之間等不便于架設(shè)有線局域網(wǎng)的地方構(gòu)建無(wú)線局域網(wǎng)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)除了硬件，還必須考慮軟件，目前的網(wǎng)絡(luò)軟件都是高度結(jié)構(gòu)化的。為了降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都通過(guò)劃分層次，每一層都在其下一層的基礎(chǔ)上、每一層都向上一層提供特定的服務(wù)。提供網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的廠商很多，不同的硬件設(shè)備如何統(tǒng)一劃分層次，并且能夠保證通信雙方對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸理解一致，就要通過(guò)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)軟件——協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。

7.1.5網(wǎng)絡(luò)軟件

通信協(xié)議就是通信雙方都必須遵守的通信規(guī)則，是一種約定。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議是非常復(fù)雜的，因此網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常都按照結(jié)構(gòu)化的層次方式來(lái)進(jìn)行組織，TCP/IP協(xié)議是當(dāng)前最流行的商業(yè)化協(xié)議，被公認(rèn)為是當(dāng)前的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。1974年，出現(xiàn)了TCP/IP參考模型，圖7-2給出了TCP/IP參考模型的分層結(jié)構(gòu)，它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為四個(gè)層次：應(yīng)用層（ApplicationLayer）、傳輸層（TransportLayer）、網(wǎng)際層（InternetLayer）和網(wǎng)絡(luò)接口層（NetworkInterfaceLayer）。

7.1.6無(wú)線局域網(wǎng)

隨著移動(dòng)電話、筆記本電腦等各種移動(dòng)便攜設(shè)備進(jìn)入普通家庭生活，用戶對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。早期的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)從紅外線技術(shù)發(fā)