計算機(jī)專業(yè)知識第7章課件

第7章

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1第7章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)7.1

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述7.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)7.3Internet基礎(chǔ)7.4Internet的服務(wù)及應(yīng)用7.5WWW與Web瀏覽器

27.1

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

7.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展7.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成7.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能7.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類3圖7-1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)示意圖7.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將一群具有獨立功能的計算機(jī)通過通信設(shè)備及傳輸媒體被互聯(lián)起來，在通信軟件的支持下，實現(xiàn)計算機(jī)間資源共享、信息交換或協(xié)同工作的系統(tǒng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，兩者的迅速發(fā)展及相互滲透，形成了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。47.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展2.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程1）以數(shù)據(jù)通訊為主的第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2）以資源共享為主的第二代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)3）體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的第三代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4）以Internet為核心的第四代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)返回5以數(shù)據(jù)通訊為主的第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1954年，美國軍方的半自動地面防空系統(tǒng)將遠(yuǎn)距離的雷達(dá)和測控儀器所探測到的信息，通過通信線路匯集到某個基地的一臺IBM計算機(jī)上進(jìn)行集中的信息處理，再將處理好的數(shù)據(jù)通過通信線路送回到各自的終端設(shè)備。這種以單個計算機(jī)為中心、面向終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格來講，是一種聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，只是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形，我們一般稱之為第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。返回6以資源共享為主的第二代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)美國國防部高級研究計劃局（ARPA，AdvancedResearchProjectsAgency）于1968年主持研制，次年將分散在不同地區(qū)的4臺計算機(jī)連接起來，建成了ARPA網(wǎng)。到了1972年，有50多家大學(xué)和研究所與ARPA網(wǎng)連接，1983年，入網(wǎng)計算機(jī)達(dá)到100多臺。

ARPA網(wǎng)的建成標(biāo)志著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)入了第二代，它也是Internet的前身。返回7以資源共享為主的第二代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以分組交換網(wǎng)為中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它與第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別在于：一是網(wǎng)絡(luò)中通信雙方都是具有自主處理能力的計算機(jī)，而不是終端機(jī)；二是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能以資源共享為主，而不是以數(shù)據(jù)通信為主。返回8體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的第三代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

由于ARPA網(wǎng)的成功，到了20世紀(jì)70年代，不少公司推出了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。最著名的有IBM公司的和DEC公司的DNA（DigitalNetworkArchitecture）。隨著社會的發(fā)展，需要各種不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連，但是由于不同體系的網(wǎng)絡(luò)很難互連，因此，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1977年設(shè)立了一個分委員會，專門研究網(wǎng)絡(luò)通信的體系結(jié)構(gòu)。

1983年，該委員會提出的開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI-RM）各層的協(xié)議被批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)，給網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了一個可共同遵守的規(guī)則，從此計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展走上了標(biāo)準(zhǔn)化的道路，因此我們把體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)稱為第三代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)返回9以Internet為核心的第四代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入20世紀(jì)90年代，Internet的建立將分散在世界各地的計算機(jī)和各種網(wǎng)絡(luò)連接起來，形成了覆蓋世界的大網(wǎng)絡(luò)。隨著信息高速公路計劃的提出和實施，Internet迅猛發(fā)展起來，它將當(dāng)今世界帶入了以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時代。目前這階段計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展特點呈現(xiàn)為：高速互連、智能與更廣泛的應(yīng)用返回10計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向是IP技術(shù)1光網(wǎng)絡(luò)，光網(wǎng)絡(luò)將會演進(jìn)為全光網(wǎng)絡(luò)。從網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)層面上看，將是一個IP的世界，通信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)將通過IP三網(wǎng)合一；從傳送層面上看，將是一個光的世界；從接入層面上看，將是一個有線和無線的多元化世界。11三網(wǎng)合一隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新舊業(yè)務(wù)的不斷融合，目前廣泛使用的通信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)三類網(wǎng)絡(luò)正逐漸向單一的統(tǒng)一IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，即所謂的三網(wǎng)合一。IP網(wǎng)絡(luò)可將數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻均封裝到IP數(shù)據(jù)包中，通過分組交換和路由技術(shù)，采用全球性尋址，使各種網(wǎng)絡(luò)無縫連接。IP協(xié)議將成為各種網(wǎng)絡(luò)、各種業(yè)務(wù)的“共同語言”，實現(xiàn)三網(wǎng)合一并最終形成統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)，這樣會大大地節(jié)約開支、簡化管理、方便用戶?？梢哉f三網(wǎng)合一是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個最重要的趨勢。12光通信技術(shù)隨著光器件、各種光復(fù)用技術(shù)和光網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展，光傳輸系統(tǒng)的容量已從Mb/s級發(fā)展到Tb/s級，提高了近10萬倍。光通信技術(shù)的發(fā)展主要有兩個大的方向：一是主干傳輸向高速率、大容量的光傳送網(wǎng)發(fā)展，最終實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)；二是接入向低成本、綜合接入、寬帶化光纖接入網(wǎng)發(fā)展，最終實現(xiàn)光纖到家庭和光纖到桌面。全光網(wǎng)絡(luò)是指光信息流在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸及交換始終以光的形式實現(xiàn)，不再需要經(jīng)過光/電、電/光轉(zhuǎn)換，即信息從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸過程中始終在光域內(nèi)。13IPv6協(xié)議TCP/IP協(xié)議簇是互聯(lián)網(wǎng)的基石之一。目前廣泛使用的IP協(xié)議的版本為IPv4，其地址位數(shù)為32位，即理論上約有40億（232）個地址。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的日益廣泛和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，IPv4的問題逐漸顯露出來，主要有地址資源枯竭、路由表急劇膨脹、對網(wǎng)絡(luò)安全和多媒體應(yīng)用的支持不夠等。IPv6作為下一代的IP協(xié)議，采用128位地址長度，即理論上約有2128個地址，幾乎可以不受限制地提供地址。IPv6除一勞永逸地解決了地址短缺問題外，同時也解決了IPv4中端到端IP連接、服務(wù)質(zhì)量（QoS）、安全性等缺陷。目前，很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都已經(jīng)支持IPv6，我們正在逐步走進(jìn)IPv6的時代。14寬帶接入技術(shù)與移動通信技術(shù)低成本光纖到戶的寬帶接入技術(shù)和更高速的3G乃至以后的4G、5G寬帶移動通信系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，使得不同的網(wǎng)絡(luò)間無縫連接，為用戶提供滿意的服務(wù)。同時，網(wǎng)絡(luò)可以自行組織，終端可以重新配置和隨身攜帶，它們帶來的寬帶多媒體業(yè)務(wù)也逐漸步入我們的生活。157.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

從物理連接上講，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由計算機(jī)系統(tǒng)、通信鏈路和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成。計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，通信鏈路和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供通信功能。從邏輯功能上看，可以把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩個子網(wǎng)。返回16計算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)數(shù)據(jù)處理工作，它可以是具有強(qiáng)大功能的大型計算機(jī)，也可以是一臺微機(jī)，其任務(wù)是進(jìn)行信息的采集、存儲和加工處理。返回17網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中信息的發(fā)送、接收和轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的接口，計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點向其他計算機(jī)發(fā)送信息，鑒別和接收其他計算機(jī)發(fā)送來的信息。在大型網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點一般由一臺通信處理機(jī)或通信控制器來擔(dān)當(dāng)，此時的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點還具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)和路徑選擇的功能，在局域網(wǎng)中使用的網(wǎng)絡(luò)適配器也屬于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。返回18通信鏈路通信鏈路是連接兩個節(jié)點的通信信道，通信信道包括通信線路和相關(guān)的通信設(shè)備。通信線路可以是雙絞線、同軸電纜和光纖等有線介質(zhì)，也可以是微波、紅外等無線介質(zhì)。相關(guān)的通信設(shè)備包括中繼器、調(diào)制解調(diào)器等，中繼器的作用是將數(shù)字信號放大，調(diào)制解調(diào)器則能進(jìn)行數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)換，以便將數(shù)字信號通過只能傳輸模擬信號的線路來傳輸。返回19通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)提供計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信功能，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和通信鏈路組成。通信子網(wǎng)是由節(jié)點處理機(jī)和通信鏈路組成的一個獨立的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。返回20資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)提供訪問網(wǎng)絡(luò)和處理數(shù)據(jù)的能力，由主機(jī)、終端控制器和終端組成。主機(jī)負(fù)責(zé)本地或全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理，運行各種應(yīng)用程序或大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種軟硬件資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；終端控制器用于把一組終端連入通信子網(wǎng)，并負(fù)責(zé)控制終端信息的接收和發(fā)送。終端控制器可以不經(jīng)主機(jī)直接和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連，當(dāng)然還有一些設(shè)備也可以不經(jīng)主機(jī)直接和節(jié)點相連，如打印機(jī)和大型存儲設(shè)備等。返回217.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

數(shù)據(jù)通信

資源共享分布式處理提高系統(tǒng)的可靠性返回22數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能之一，用于實現(xiàn)計算機(jī)之間的信息傳送。如在網(wǎng)上收發(fā)電子郵件，發(fā)布新聞消息，進(jìn)行電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療，傳遞文字、圖像、聲音、視頻等信息。返回23資源共享計算機(jī)資源主要是指計算機(jī)的硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。共享硬件資源可以避免貴重硬件設(shè)備的重復(fù)購置，提高硬件設(shè)備的利用率；共享軟件資源可以避免軟件開發(fā)的重復(fù)勞動與大型軟件的重復(fù)購置，進(jìn)而實現(xiàn)分布式計算的目標(biāo)；共享數(shù)據(jù)資源可以促進(jìn)人們相互交流，達(dá)到充分利用信息資源的目的。返回24分布式處理對于綜合性大型科學(xué)計算和信息處理問題，可以采用一定的算法，將任務(wù)分交給網(wǎng)絡(luò)中不同的計算機(jī)，以達(dá)到均衡使用網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)分布處理的目的。返回25提高系統(tǒng)的可靠性在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可以通過結(jié)構(gòu)化和模塊化設(shè)計將大的、復(fù)雜的任務(wù)分別交給幾臺計算機(jī)處理，用多臺計算機(jī)提供冗余，以使其可靠性大大提高。當(dāng)某臺計算機(jī)發(fā)生故障，不至于影響整個系統(tǒng)中其他計算機(jī)的正常工作，使被損壞的數(shù)據(jù)和信息能得到恢復(fù)。返回267.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍劃分：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分：總線型網(wǎng)絡(luò)、星形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、樹狀網(wǎng)絡(luò)和混合型網(wǎng)絡(luò)等。按傳輸介質(zhì)劃分：有線網(wǎng)和無線網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的使用性質(zhì)劃分：公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。

返回27局域網(wǎng)和城域網(wǎng)局域網(wǎng)（LAN，LocalAreaNetwork），一般用微機(jī)通過高速通信線路連接，覆蓋范圍從幾百米到幾公里，通常用于覆蓋一個房間、一層樓或一座建筑物。局域網(wǎng)傳輸速率高，可靠性好，適用各種傳輸介質(zhì)，建設(shè)成本低。城域網(wǎng)（MAN，MetropolitanAreaNetwork），是在一座城市范圍內(nèi)建立的計算機(jī)通信網(wǎng)，通常使用與局域網(wǎng)相似的技術(shù)，但對媒介訪問控制在實現(xiàn)方法上有所不同，它一般可將同一城市內(nèi)不同地點的主機(jī)、數(shù)據(jù)庫以及LAN等互相連接起來。返回28廣域網(wǎng)和國際互聯(lián)網(wǎng)

廣域網(wǎng)（WAN，WideAreaNetwork），用于連接不同城市之間的LAN或MAN，廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)主要采用分組交換技術(shù)，常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng)（如電話網(wǎng)），這就使廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸相對較慢，傳輸誤碼率也較高。隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，廣域網(wǎng)的速度將大大提高。廣域網(wǎng)可以覆蓋一個地區(qū)或國家。因特網(wǎng)（Internet），是覆蓋全球的最大的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但實際上不是一種具體的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因特網(wǎng)將世界各地的廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)等互聯(lián)起來，形成一個整體，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)通信和資源共享。返回29網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)把網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)等設(shè)備抽象為點，把網(wǎng)絡(luò)中的通信媒體抽象為線，這樣就形成了由點和線組成的幾何圖形，即采用拓?fù)鋵W(xué)方法抽象出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，我們稱之為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。返回30計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有很多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：總線型拓?fù)洹h(huán)形拓?fù)?、星形拓?fù)?、樹形拓?fù)?、網(wǎng)狀拓?fù)湟约盎旌闲屯負(fù)洹?1總線型拓?fù)?/p>

總線型拓?fù)洳捎脝我恍诺雷鳛閭鬏斀橘|(zhì)，所有主機(jī)（或站點）通過專門的連接器接到這根稱為總線的公共信道上，如圖7-13所示。任何一臺主機(jī)發(fā)送的信息都沿著總線向兩個方向擴(kuò)散，并且總能被總線上的每一臺主機(jī)所接收。由于其信息是向四周傳播的，類似于廣播，所以總線網(wǎng)絡(luò)也被稱為廣播網(wǎng)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的所有的主機(jī)都彼此進(jìn)行了連接，從而可以直接通信?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，布線容易，站點擴(kuò)展靈活方便，可靠性高。缺點是：故障檢測和隔離較困難，總線負(fù)載能力較低。另外，一旦線纜中出現(xiàn)斷路，就會使主機(jī)之間造成分離，使整個網(wǎng)段通信中止。32總線型拓?fù)浞祷貓D7-13

總線型拓?fù)?3環(huán)形拓?fù)?環(huán)形拓?fù)涫且粋€包括若干結(jié)點和鏈路的單一封閉環(huán)，每個結(jié)點只與相鄰的兩個結(jié)點相連，如圖7-14所示。信息沿著環(huán)路按同一個方向傳輸，依次通過每一臺主機(jī)。各主機(jī)識別信息中的目的地址，如與本機(jī)地址相符，信息被接收下來。信息環(huán)繞一周后由發(fā)送主機(jī)將其從環(huán)上刪除。 環(huán)形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：容易安裝和監(jiān)控，傳輸最大延遲時間是固定的，傳輸控制機(jī)制簡單，實時性強(qiáng)。缺點：網(wǎng)絡(luò)中任何一合計算機(jī)的故障都會影響整個網(wǎng)絡(luò)的正常工作，故障檢測比較困難，結(jié)點增、刪不方便。34環(huán)形拓?fù)浞祷?/p>

圖7-14

環(huán)形拓?fù)?5星形拓?fù)?星形拓?fù)涫怯筛鱾€結(jié)點通過專用鏈路連接到中央結(jié)點上而形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖7-15所示。在星形拓?fù)渲懈鹘Y(jié)點計算機(jī)通過傳輸線路與中心結(jié)點相連，信息從計算機(jī)通過中央結(jié)點傳送到網(wǎng)上的所有計算機(jī)。星形網(wǎng)絡(luò)的特點是很容易在網(wǎng)絡(luò)中增加新結(jié)點，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級容易控制。網(wǎng)絡(luò)中的某一臺計算機(jī)或者一條線路的故障，將不會影響到整個網(wǎng)絡(luò)的運行。 星形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：傳輸速度快，誤差小，擴(kuò)容比較方便，易于管理和維護(hù)，故障的檢測和隔離也很方便。缺點：中央結(jié)點是整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，必須具有很高的可靠性。中央結(jié)點一旦發(fā)生故障，整個網(wǎng)絡(luò)就會癱瘓。另外，每個結(jié)點都要和中央結(jié)點相連，需要耗費大量的電纜。實際上大都是采用交換機(jī)來構(gòu)建多級結(jié)構(gòu)的星形網(wǎng)絡(luò)，形成擴(kuò)展星形結(jié)構(gòu)。36星形拓?fù)浞祷貓D7-15

星形拓?fù)?7

樹形拓?fù)錁湫谓Y(jié)構(gòu)是從總線型拓?fù)溲葑兌鴣淼?，在樹形拓?fù)渲?，任何一個結(jié)點發(fā)送信息后都要傳送到根結(jié)點，然后從根結(jié)點返回到整個網(wǎng)絡(luò)，如圖7-16所示。這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)在擴(kuò)容和容錯方面都有很大優(yōu)勢，很容易將錯誤隔離在小范圍內(nèi)這種網(wǎng)絡(luò)依賴根結(jié)點，如果根結(jié)點出了故障，整個網(wǎng)絡(luò)將會癱瘓。38樹型拓?fù)浞祷貓D7-16

樹形拓?fù)?9網(wǎng)狀拓?fù)?網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)由結(jié)點和連接結(jié)點的點到點鏈路組成，每個結(jié)點都有一條或幾條鏈路同其他結(jié)點相連，如圖7-17所示。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)通常用于廣域網(wǎng)中，優(yōu)點是結(jié)點間路徑多，局部的故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的正常工作，可靠性高，而且網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和主機(jī)入網(wǎng)比較靈活、簡單。但這種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和協(xié)議比較復(fù)雜，建網(wǎng)成本高。40網(wǎng)狀拓?fù)浞祷?/p>

圖7-17

網(wǎng)狀拓?fù)?1有線網(wǎng)和無線網(wǎng)有線網(wǎng)采用雙絞線、同軸電纜、光纖或電話線作傳輸介質(zhì)。采用雙絞線和同軸電纜連成的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)且安裝簡便，但傳輸距離相對較短。以光纖為介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸率高，抗干擾能力強(qiáng)，安全好用，但成本稍高。無線網(wǎng)主要以無線電波或紅外線為傳輸介質(zhì)，聯(lián)網(wǎng)方式靈活方便，但聯(lián)網(wǎng)費用稍高，可靠性和安全性還有待改進(jìn)。另外，還有衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，它是通過衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的。返回42公用網(wǎng)和專用網(wǎng)公用網(wǎng)（PublicNetwork），是一種付費網(wǎng)絡(luò)，屬于經(jīng)營性網(wǎng)絡(luò)，由商家建造并維護(hù)，消費者付費使用。專用網(wǎng)（PrivateNetwork），是某個部門根據(jù)本系統(tǒng)的特殊業(yè)務(wù)需要而建造的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)一般不對外提供服務(wù)。例如軍隊、銀行、電力等系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)就屬于專用網(wǎng)。返回437.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般可分為網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件。網(wǎng)絡(luò)硬件由主體設(shè)備、連接設(shè)備和傳輸介質(zhì)三部分組成。網(wǎng)絡(luò)軟件包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用軟件。447.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)7.2.1網(wǎng)絡(luò)硬件7.2.2網(wǎng)絡(luò)軟件457.2.1網(wǎng)絡(luò)硬件1.網(wǎng)絡(luò)的主體設(shè)備2.網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)461.網(wǎng)絡(luò)的主體設(shè)備

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主體設(shè)備稱為主機(jī)（Host），一般可分為中心站（又稱為服務(wù)器）和工作站（客戶機(jī)）兩類。服務(wù)器是為網(wǎng)絡(luò)提供共享資源的基本設(shè)備，在其上運行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，是網(wǎng)絡(luò)控制的核心。其工作速度、磁盤及內(nèi)存容量的指標(biāo)要求都較高，攜帶的外部設(shè)備多且大都為高級設(shè)備。

工作站是網(wǎng)絡(luò)用戶入網(wǎng)操作的節(jié)點，有自己的操作系統(tǒng)。用戶既可以通過運行工作站上的網(wǎng)絡(luò)軟件共享網(wǎng)絡(luò)上的公共資源，也可以不進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，單獨工作。用作工作站的客戶機(jī)一般配置要求不是很高，大多采用個人微機(jī)并攜帶相應(yīng)的外部設(shè)備，如打印機(jī)、掃描儀、鼠標(biāo)等。返回472.網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備網(wǎng)卡集線器中繼器網(wǎng)橋路由器交換機(jī)

網(wǎng)關(guān)

返回48網(wǎng)卡網(wǎng)卡又叫網(wǎng)絡(luò)適配器（NIC），是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的連接設(shè)備之一，如圖所示，一般插在機(jī)器內(nèi)部的總線槽上，網(wǎng)線則接在網(wǎng)卡上。返回49網(wǎng)卡的作用①提供固定的網(wǎng)絡(luò)地址。②接收網(wǎng)線上傳來的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本機(jī)可識別和處理的格式，通過計算機(jī)總線傳輸給本機(jī)。③把本機(jī)要向網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按照一定的格式轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可處理的數(shù)據(jù)形式，通過網(wǎng)線傳送到網(wǎng)上。返回50網(wǎng)卡的分類①網(wǎng)卡的總線類型：目前的總線接口主要是PCI型的，在筆記本電腦上需要使用PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)卡。作為一種新型的總線技術(shù)，USB也被應(yīng)用到網(wǎng)卡中。②網(wǎng)卡的速度：有10M、100M及1000M的，目前10/100Mbps自適應(yīng)的網(wǎng)卡使用廣泛，性價比最高。③

網(wǎng)卡的接口類型：網(wǎng)卡的接口類型有連接同軸電纜的BNC接口和連接雙絞線的RJ45接口。目前RJ45接口的網(wǎng)卡使用廣泛。網(wǎng)卡通常插入主機(jī)的主板擴(kuò)展槽中，應(yīng)當(dāng)斷電操作。在安裝網(wǎng)卡后，往往還要進(jìn)行協(xié)議的配置。比如運行Windows系統(tǒng)的計算機(jī)，可給網(wǎng)卡配置IPX/SPX協(xié)議和NetBEUI協(xié)議。如果要連接Internet，必須配置TCP/IP協(xié)議。返回51集線器集線器是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中連接多臺計算機(jī)或其他設(shè)備的連接設(shè)備，其外觀如圖所示。集線器主要提供信號放大和中轉(zhuǎn)的功能。一個Hub上往往有4個、8個或更多的端口，可使多個用戶機(jī)通過雙絞線電纜與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連，形成帶集線器的總線結(jié)構(gòu)（通過Hub再連接成總線拓?fù)浠蛐切瓮負(fù)洌?/p>

Hub上的端口彼此相互獨立，不會因某一端口的故障影響其他用戶。集線器只包含物理層協(xié)議。返回52集線器集線器有多種：按帶寬的不同可分為10Mbps、100Mbps和10/100Mbps。按照工作方式的不同，可分為智能型和非智能型。按配置形式的不同，可分為固定式、模塊式和堆疊式。按端口數(shù)的不同，可分為4口、8口、12口、16口、24口和32口等。返回53中繼器中繼器的作用是為了放大電信號，提供電流以驅(qū)動長距離電纜，增加信號的有效傳輸距離。從本質(zhì)上看可以認(rèn)為是一個放大器，承擔(dān)信號的放大和傳送任務(wù)。中繼器屬于物理層設(shè)備，用中繼器可以連接兩個局域網(wǎng)或延伸一個局域網(wǎng)，它連起來的仍是一個網(wǎng)絡(luò)，與集線器處于同一協(xié)議層次。返回54網(wǎng)橋網(wǎng)橋是網(wǎng)絡(luò)中的一種重要設(shè)備，它通過連接相互獨立的網(wǎng)段從而擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸距離。網(wǎng)橋是一種工作在數(shù)據(jù)鏈路層的存儲-轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。作為網(wǎng)段與網(wǎng)段之間的連接設(shè)備，它實現(xiàn)數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)段到另一個網(wǎng)段的選擇性發(fā)送，即只讓需要通過的數(shù)據(jù)包通過而將不必通過的數(shù)據(jù)包過濾掉，來平衡各網(wǎng)段之間的負(fù)載，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和高效。返回55路由器路由器屬于網(wǎng)間連接設(shè)備，它能夠在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中完成數(shù)據(jù)包的傳送工作。它能夠把數(shù)據(jù)包按照一條最優(yōu)的路徑發(fā)送至目的網(wǎng)絡(luò)。路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，并使用網(wǎng)絡(luò)層地址（如IP地址等）。路由器可以通過調(diào)制解調(diào)器與模擬線路相連，也可以通過通道服務(wù)單元/數(shù)據(jù)服務(wù)單元（CSU/DSU）與數(shù)字線路相連。路由器比網(wǎng)橋功能更強(qiáng)，網(wǎng)橋僅考慮了在不同網(wǎng)段數(shù)據(jù)包的傳輸，而路由器則在路由選擇、擁塞控制、容錯性及網(wǎng)絡(luò)管理方面做了更多的工作。返回56交換機(jī)

交換機(jī)發(fā)展迅猛，基本取代了集線器和網(wǎng)橋，并增強(qiáng)了路由選擇功能。交換和路由的主要區(qū)別在于交換發(fā)生在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層，而路由發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)層。交換機(jī)的主要功能包括物理編址、錯誤校驗、幀序列以及流控制等。目前有些交換機(jī)還具有對虛擬局域網(wǎng)（VLAN）的支持、對鏈路匯聚的支持，有的甚至具有防火墻功能。交換機(jī)的外觀與Hub相似。從應(yīng)用領(lǐng)域來分，交換機(jī)可分為局域網(wǎng)交換機(jī)和廣域網(wǎng)交換機(jī)；從應(yīng)用規(guī)模來分，交換機(jī)可分為企業(yè)級交換機(jī)、部門級交換機(jī)和工作組級交換機(jī)。返回57網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)又稱協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是軟件和硬件的結(jié)合產(chǎn)品，主要用于連接不同結(jié)構(gòu)體系的網(wǎng)絡(luò)或用于局域網(wǎng)與主機(jī)之間的連接。網(wǎng)關(guān)工作在OSI模型的傳輸層或更高層，在所有網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備中最為復(fù)雜，可用軟件實現(xiàn)。網(wǎng)關(guān)沒有通用產(chǎn)品，必須是具體的某兩種網(wǎng)絡(luò)互連的網(wǎng)關(guān)。目前廣域網(wǎng)大多數(shù)采用X.25公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，為了能從局域網(wǎng)上訪問X.25的資源，就需要有一種設(shè)備把X.25和局域網(wǎng)的差別隱藏起來。中繼器、網(wǎng)橋或路由器都不足以彌補(bǔ)這兩者間巨大的差異，于是引入了網(wǎng)關(guān)。

返回58

網(wǎng)關(guān)的另一種應(yīng)用是在一些大型企業(yè)中，這些企業(yè)中昂貴的大型主機(jī)或小型機(jī)一般不支持諸如NetWareIPX/SPX這樣的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，直接將這些主機(jī)聯(lián)入局域網(wǎng)是不可能的，一種可行的做法是用局域網(wǎng)上的一臺工作站作為網(wǎng)關(guān)來協(xié)調(diào)工作站和主機(jī)間的通信。這樣，局域網(wǎng)里的用戶通過網(wǎng)關(guān)就能與這些大型主機(jī)或小型機(jī)通信。網(wǎng)關(guān)593.網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，也是通信中實際傳送信息的載體。通常，評價一種傳輸介質(zhì)的性能指標(biāo)主要包括以下內(nèi)容：傳輸距離：數(shù)據(jù)的最大傳輸距離。抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲干擾的能力。

返回60

帶寬：指信道所能傳送的信號的頻率寬度，也就是可傳送信號的最高頻率與最低頻率之差。信道的帶寬由傳輸介質(zhì)、接口部件、傳輸協(xié)議以及傳輸信息的特性等因素所決定。它在一定程度上體現(xiàn)了信道的傳輸性能，是衡量傳輸系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)。通常，信道的帶寬大，信道的容量也大，其傳輸速率相應(yīng)也高。衰減性：信號在傳輸過程中會逐漸減弱。衰減越小，不加放大的傳輸距離就越長。性價比：性價比越高說明我們的投入越值，對于降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的整體成本很重要。3.網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)61網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)

根據(jù)傳輸介質(zhì)形態(tài)的不同，我們可以把傳輸介質(zhì)分為有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)。返回62網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1.有線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)指用來傳輸電或光信號的導(dǎo)線或光纖。有線介質(zhì)技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，成本較低，是目前局域網(wǎng)中使用最多的介質(zhì)。有線傳輸介質(zhì)主要有雙絞線、同軸電纜和光纖等。2.無線傳輸無線傳輸?shù)闹饕问接袩o線電頻率通信、紅外通信、微波通信和衛(wèi)星通信等。63雙絞線

雙絞線是把兩條相互絕緣的銅導(dǎo)線絞合在一起。采用絞合的結(jié)構(gòu)是為了減少對相鄰導(dǎo)線的電磁干擾。根據(jù)單位長度上的絞合次數(shù)不同，把雙絞線劃分為不同規(guī)格。絞合次數(shù)越高，抵消干擾的能力就越強(qiáng)，制作成本也就越高。根據(jù)雙絞線外是否有屏蔽層又可分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線，用的較多的是非屏蔽雙絞線。電氣工業(yè)協(xié)會（EIA）將非屏蔽雙絞線又進(jìn)行了分類，主要有：1類線、2類線、3類線、4類線、5類線、超5類線、6類線。目前用的比較廣泛的是超5類線或6類線。

返回64屏蔽雙絞線比非屏蔽雙絞線增加了一層金屬絲網(wǎng)，這層絲網(wǎng)的主要作用是增強(qiáng)其抗干擾性能，同時可以在一定程度上改善帶寬特性。屏蔽雙絞線性能更好一些，但價格稍高。雙絞線用于10/100Mbps局域網(wǎng)時，使用距離最大為100米。由于價格較低，因此被廣泛使用。在局域網(wǎng)中常用四對雙絞線，即四對絞合線封裝在一根塑料保護(hù)軟管里。雙絞線65同軸電纜

同軸電纜有內(nèi)導(dǎo)體銅芯、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及塑料保護(hù)層組成。由于屏蔽層的作用，同軸電纜有較好的抗干擾能力。通常按直徑和特性阻抗不同將同軸電纜分為粗纜和細(xì)纜。粗纜直徑為10mm，特性阻抗為75Ω，使用中經(jīng)常被頻分復(fù)用，因此又被稱為寬帶同軸電纜，是有線電視（CATV）中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。細(xì)纜直徑為5mm，特性阻抗為50Ω，經(jīng)常用來傳送沒有載波的基帶信號，因此又被稱為基帶同軸電纜。返回66光纖

光纖是由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲做成的，信號傳播利用了光的全反射原理，當(dāng)光從一種高折射率介質(zhì)射向低折射率介質(zhì)時，只要入射角足夠大，就會產(chǎn)生全反射，這樣一來，光就會不斷在光纖中折射傳播下去。

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圖7-9光纜圖7-8光導(dǎo)原理67光纖的優(yōu)點和缺點優(yōu)點：（1）帶寬高，目前可以達(dá)到100Mbps～2Gbps。（2）傳輸損耗小，中繼距離長。無中繼器的情況下，多模光纖可傳輸幾公里。單模光纖傳輸距離更遠(yuǎn)，可達(dá)幾十公里。（3）無串音干擾，且保密性好。（4）抗干擾能力強(qiáng)。由于光纖中傳輸?shù)氖枪庑盘枺圆坏皇芷渌姶判盘柕母蓴_，也不會干擾其他通信系統(tǒng)。（5）體積小，重量輕。缺點：連接光纖需要專用設(shè)備，成本較高，并且安裝、連接難度大。返回68無線電頻率通信和紅外通信

1）無線電頻率通信無線電頻率是指從1kHz至1GHz的電磁波譜。在此頻段范圍中包括短波波段、超高頻波段、甚高頻波段。無線電頻率通信中的擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)是當(dāng)前無線局域網(wǎng)的主流技術(shù)。

2）紅外通信紅外通信是以紅外線作為傳輸載體的一種通信方式。它以紅外二極管或紅外激光管作為發(fā)射源，以光電二極管作為接收設(shè)備。紅外通信成本較低，傳輸距離短，具有直線傳輸、不能透射不透明物的特點。紅外線與擴(kuò)展頻譜技術(shù)已被國際電工無線電委員會選為無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。返回69微波通信和衛(wèi)星通信

1）微波通信微波是沿直線傳播的，收發(fā)雙方必須直視，而地球表面是一個曲面，因此傳播距離受到限制，一般只有50公里左右。若采用100米高的天線塔，則傳播距離可增大到100公里。為實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，必須設(shè)立若干中繼站。中繼站把收到的信號放大后再發(fā)送到下一站。微波受到的干擾比短波通信小得多，因而傳輸質(zhì)量較高。另外微波有較高的帶寬，通信容量較大。與遠(yuǎn)距離通信電纜相比，微波通信投資小，可靠性高，但隱蔽性和保密性差。

返回70

2）衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信以空間軌道中運行的人造衛(wèi)星作為中繼站，地球站作為終端站，實現(xiàn)兩個或者多個地球站之間的長距離大容量的區(qū)域性通信及至全球通信。衛(wèi)星通信具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋區(qū)域大、靈活、可靠、不受地理環(huán)境條件限制等獨特優(yōu)點。以覆蓋面積來講，一顆通信衛(wèi)星可覆蓋地球面積的三分之一多；若在地球赤道上等距離放上三顆衛(wèi)星，就可以覆蓋整個地球。微波通信和衛(wèi)星通信717.2.2網(wǎng)絡(luò)軟件 網(wǎng)絡(luò)軟件是一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用和運行或者控制和管理網(wǎng)絡(luò)工作的計算機(jī)軟件。根據(jù)軟件的功能，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件可分為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件兩大類。72網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件是控制和管理網(wǎng)絡(luò)運行、提供網(wǎng)絡(luò)通信、分配和管理共享資源的網(wǎng)絡(luò)軟件，它包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件、通信控制軟件和管理軟件等。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS，NetworkOperatingsystem）是指能夠?qū)钟蚓W(wǎng)范圍內(nèi)的資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理的程序，它是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件的核心程序，是網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件（如TCP/IP協(xié)議軟件）是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的軟件，它是網(wǎng)絡(luò)軟件中最重要的核心部分，任何網(wǎng)絡(luò)軟件都要通過協(xié)議軟件才能發(fā)生作用。73 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是指為某一個應(yīng)用目的而開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)軟件（如遠(yuǎn)程教學(xué)軟件、電子圖書館軟件、Internet信息服務(wù)軟件等）。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件為用戶提供訪問網(wǎng)絡(luò)的手段、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、資源共享和信息的傳輸。747.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)7.3.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議7.3.2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

返回75網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)交換、資源共享是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最終目的。要保證有條不紊地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，合理地共享資源，各個獨立的計算機(jī)系統(tǒng)之間必須達(dá)成某種默契，嚴(yán)格遵守事先約定好的一整套通信規(guī)程，包括嚴(yán)格規(guī)定要交換的數(shù)據(jù)格式、控制信息的格式和控制功能以及通信過程中事件執(zhí)行的順序等。這些通信規(guī)程我們稱之為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Protocol）。返回76網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個要素組成：（1）語法，即用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。（2）語義，即需要發(fā)出何種控制信息，以及完成的動作與做出的響應(yīng)。（3）時序，是對事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。返回77協(xié)議分層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是不可缺少的，一個功能完備的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要制定一整套復(fù)雜的協(xié)議集。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來說，最好的組織方式是層次結(jié)構(gòu)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議就是分層的，層與層之間相對獨立，各層完成特定的功能，每一層都為上一層提供某種服務(wù)，最高層為用戶提供諸如文件傳輸、電子郵件、打印等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。返回78協(xié)議分層協(xié)議分層的原因有以下幾點：（1）分層有助于網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)和維護(hù)。（2）分層有助于技術(shù)發(fā)展。（3）分層有助于網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的生產(chǎn)。（4）分層能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。返回79網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議是按照層次結(jié)構(gòu)模型來組織的，我們將網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)或參考模型。世界上第一個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是IBM公司于1974年提出的，命名為“系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA”。在此之后，許多公司紛紛提出了各自的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如DEC公司的“數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DNA”、Honeywell公司的“分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)DSA”等。返回80這些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的共同之處在于它們都采用了分層技術(shù)，但層次的劃分、功能的分配與采用的技術(shù)術(shù)語均不相同，結(jié)果導(dǎo)致了不同網(wǎng)絡(luò)之間難以互連。

1977年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI，OpenSystemInterconnection）的概念，1984年10月正式發(fā)布了整套OSI國際標(biāo)準(zhǔn)。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)81OSI參考模型OSI參考模型將網(wǎng)絡(luò)的功能劃分為7個層次：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。如圖所示。返回圖7-10OSI參考模型

82物理層位于OSI參考模型的最底層，提供一個物理連接，所傳數(shù)據(jù)的單位是比特。其功能是對上層屏蔽傳輸媒體的區(qū)別，提供比特流傳輸服務(wù)。也就是說，有了物理層后，數(shù)據(jù)鏈路層及以上各層都不需要考慮使用的是什么傳輸媒體，無論是用雙絞線、光纖，還是用微波，都被看成是一個比特流管道。返回83數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在各個相鄰節(jié)點間的線路上無差錯地傳送以幀（Frame）為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息。其功能是對物理層傳輸?shù)谋忍亓鬟M(jìn)行校驗，并采用檢錯重發(fā)等技術(shù)，使本來可能出錯的數(shù)據(jù)鏈路變成不出錯的數(shù)據(jù)鏈路，從而對上層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸。換句話說，就是網(wǎng)絡(luò)層及以上各層不再需要考慮傳輸中出錯的問題，就可以認(rèn)定下面是一條不出錯的數(shù)據(jù)傳輸信道，把數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)鏈路層，它就能完整無誤地把數(shù)據(jù)傳給相鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)鏈路層。返回84網(wǎng)絡(luò)層計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩臺計算機(jī)之間可能要經(jīng)過多個節(jié)點和鏈路，也可能要經(jīng)過多個通信子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)的傳送單位是分組或包（Packet），它的任務(wù)就是要選擇合適的路由，使發(fā)送端的傳輸層傳下來的分組能夠正確無誤地按照目的地址發(fā)送到接收端，使傳輸層及以上各層設(shè)計時不再需要考慮傳輸路由。返回85傳輸層在發(fā)送端和接收端之間建立一條不會出錯的路由，對上層提供可靠的報文傳輸服務(wù)。與數(shù)據(jù)鏈路層提供的相鄰節(jié)點間比特流的無差錯傳輸不同，傳輸層保證的是發(fā)送端和接收端之間的無差錯傳輸，主要控制的是包的丟失、錯序、重復(fù)等問題。返回86會話層會話層雖然不參與具體的數(shù)據(jù)傳輸，但它卻對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理。會話層建立在兩個互相通信的應(yīng)用進(jìn)程之間，組織并協(xié)調(diào)其交互。例如，在半雙工通信中，確定在某段時間誰有權(quán)發(fā)送，誰有權(quán)接收；或當(dāng)發(fā)生意外時（如已建立的連接突然斷了），確定在重新恢復(fù)會話時應(yīng)從何處開始，而不必重傳全部數(shù)據(jù)。返回87表示層表示層主要為上層用戶解決用戶信息的語法表示問題，其主要功能是完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密。表示層將欲交換的資料從適合于某一用戶的抽象語法變換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語法。有了這樣的表示層，用戶就可以把精力集中在他們所要交談的問題本身，而不必更多地考慮對方的某些特性。返回88應(yīng)用層應(yīng)用層是OSI參考模型中的最高層。應(yīng)用層確定進(jìn)程之間的通信性質(zhì)以滿足用戶的需要，負(fù)責(zé)用戶信息的語義表示，并在兩個通信者之間進(jìn)行語義匹配。這就是說，應(yīng)用層不僅要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的信息交換等操作，而且還要作為互相作用的進(jìn)程的用戶代理，來完成一些為進(jìn)行語義上有意義的信息交換所必需的功能。返回89OSI模型各層主要功能的歸納總結(jié)應(yīng)用層：與用戶應(yīng)用進(jìn)程的接口，即相當(dāng)于“做什么?”表示層：數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，即相當(dāng)于“對方看起來像什么?”會話層：會話的管理與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?，即相?dāng)于“輪到誰講話和從何處講?”傳輸層：從端到端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)透明地傳送報文，即相當(dāng)于“對方在何處?”網(wǎng)絡(luò)層：分組交換和路由選擇，即相當(dāng)于“走哪條路可到達(dá)該處?”數(shù)據(jù)鏈路層：在鏈路上無差錯的傳送幀，即相當(dāng)于“每一步該怎么走?”物理層：將比特流送到物理媒體上傳送，即相當(dāng)于“對上一層的每一步應(yīng)該怎樣利用物理媒體?”90OSI模型各層主要功能的歸納總結(jié)

OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)功能可分為三組，下兩層解決網(wǎng)絡(luò)信道問題，第三、四層解決傳輸服務(wù)問題，上三層處理應(yīng)用進(jìn)程的訪問，解決應(yīng)用進(jìn)程通信問題。91TCP/IP參考模型

TCP/IP協(xié)議是1974年由VintonCerf和RobertKahn開發(fā)的，隨著Internet的飛速發(fā)展，TCP/IP協(xié)議現(xiàn)已成為事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP協(xié)議實際上是一組協(xié)議，是一個完整的體系結(jié)構(gòu)。如圖所示。返回圖7-11TCP/IP參考模型及各層對應(yīng)的協(xié)議92OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較TCP/IP參考模型中沒有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，只有網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)鏈路層的接口，可以使用各種現(xiàn)有的鏈路層、物理層協(xié)議。TCP/IP模型的網(wǎng)際層（也稱互聯(lián)層）對應(yīng)于OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，包括IP（網(wǎng)際協(xié)議）、ICMP（網(wǎng)際控制報文協(xié)議）、IGMP（網(wǎng)際組報文協(xié)議）以及ARP（地址解析協(xié)議），這些協(xié)議處理信息的路由以及主機(jī)地址解析。傳輸層對應(yīng)于OSI模型的傳輸層，包括TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議），這些協(xié)議負(fù)責(zé)提供流控制、錯誤校驗和排序服務(wù)，完成源到目標(biāo)間的傳輸任務(wù)。應(yīng)用層對應(yīng)于OSI模型的應(yīng)用層、表示層和會話層，它包括了所有的高層協(xié)議，并且不斷有新的協(xié)議加入。93常用的應(yīng)用層協(xié)議（1）超文本傳輸協(xié)議HTTP，用來傳遞制作的網(wǎng)頁文件。（2）文件傳輸協(xié)議FTP，用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中交互式文件傳輸功能。（3）電子郵件協(xié)議SMTP，用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中電子郵件傳送功能。（4）網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議TELNET，用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中遠(yuǎn)程登錄功能。（5）域名服務(wù)DNS，用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名字到IP地址的映射服務(wù)。（6）路由信息協(xié)議RIP，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間交換路由信息。（7）簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP，用來收集和交換網(wǎng)絡(luò)管理信息。（8）網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS，用于網(wǎng)絡(luò)中不同主機(jī)間的文件共享。94TCP/IP與OSI參考模型的對比

OSI參考模型與TCP/IP參考模型都采用了層次結(jié)構(gòu)的概念，但二者在層次劃分與使用的協(xié)議上是有很大區(qū)別的。

OSI參考模型概念清晰，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實現(xiàn)起來比較困難，特別適合用來解釋其他的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

TCP/IP參考模型在服務(wù)、接口與協(xié)議的區(qū)別尚不夠清楚，這就不能把功能與實現(xiàn)方法有效地分開，增加了TCP/IP利用新技術(shù)的難度，但經(jīng)過30多年的發(fā)展，TCP/IP模型贏得了大量的用戶和投資，伴隨著Internet的發(fā)展而成為目前公認(rèn)的國際標(biāo)準(zhǔn)。95圖7-12TCP/IP與OSI參考模型的對比TCP/IP與OSI參考模型的對比967.4Internet基礎(chǔ)

7.4.1Internet的起源和發(fā)展7.4.2Internet的組成及常用專業(yè)術(shù)語7.4.3Internet的IP地址及域名系統(tǒng)7.4.4Internet的接入方式7.4.5接入Internet的計算機(jī)的上網(wǎng)設(shè)置977.3Internet基礎(chǔ)

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我們真正感覺到世界已經(jīng)是觸手可及。通過計算機(jī)我們能夠找到任何想知道或者是可以想象到的信息；能夠和世界上任何地方的人們進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，建立視頻會議；能夠登錄到資源豐富的計算機(jī)上，搜索世界上最大的圖書館，或者是訪問世界上最吸引人的博物館；我們可以看VCD、聽音樂、閱讀各種多媒體雜志；可以在家里購買各種所需要的商品——所有這一切，都是通過進(jìn)入世界上最大的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——Internet來實現(xiàn)的。98計算機(jī)文化基礎(chǔ)Internet不是一個單一的網(wǎng)絡(luò)，它是一個巨大的、全球范圍內(nèi)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它是借助于現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)全球信息傳遞的一種快捷、有效、方便的工具。沒有單獨的個人、群體或組織結(jié)構(gòu)來負(fù)責(zé)運營Internet。Internet可以連接各種各樣的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)——PC、Macintosh、UNIX、系統(tǒng)工作站、大中型計算機(jī)以及各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，如政府網(wǎng)、企業(yè)局域網(wǎng)、校園網(wǎng)，以及服務(wù)商中國電信（ChinaNet）、美國在線（AmericaOnline）等。Internet的基礎(chǔ)知識99計算機(jī)文化基礎(chǔ)不管他們處于世界上的任何地方，具有何種規(guī)模，只要遵循共同的通信協(xié)議TCP/IP，就可以連接到Internet中。每次當(dāng)你連接到Internet上，你的計算機(jī)就成為Internet上的一個分支了?？梢哉J(rèn)為，Internet是由網(wǎng)絡(luò)路由器（Router）和通信線路連接的，基于通信協(xié)議TCP/IP構(gòu)成的當(dāng)今信息社會的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。Internet的基礎(chǔ)知識100計算機(jī)文化基礎(chǔ)7.4.1Internet的起源和發(fā)展1.Internet的起源

Internet是在美國較早的軍用計算機(jī)網(wǎng)ARPAnet的基礎(chǔ)上經(jīng)過不斷發(fā)展變化而形成的，其起源主要可分為以下幾個階段：（1）Internet的雛形形成階段：1969年，美國國防部高級研究計劃局（ARPA，AdvancedResearchProjectsAgency）開始建立一個命名為ARPANET的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)時建立這個網(wǎng)絡(luò)只是為了將美國的幾個軍事及研究用電腦主機(jī)連接起來，人們普遍認(rèn)為這就是Internet的雛形。101計算機(jī)文化基礎(chǔ)（2）Internet的發(fā)展階段：美國國家科學(xué)基金會NSF）在1985開始建立NSFNet。NSF規(guī)劃建立了15個超級計算中心及國家教育科研網(wǎng)，用于支持科研和教育的全國性規(guī)模的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)NFSNet，并以此作為基礎(chǔ)，實現(xiàn)同其他網(wǎng)絡(luò)的連接。NSFNet成為Internet上主要用于科研和教育的主干部分，代替了ARPANet的骨干地位。

1989年MILNet（由ARPANet分離出來）實現(xiàn)和NSFNet連接后，就開始采用Internet這個名稱。此后，其他部門的計算機(jī)網(wǎng)相繼并入Internet，ARPANet宣告解散。Internet的起源102計算機(jī)文化基礎(chǔ)

(3)Internet的商業(yè)化階段：90年代初，商業(yè)機(jī)構(gòu)開始進(jìn)入Internet，使Internet開始了商業(yè)化的新進(jìn)程，也成為Internet大發(fā)展的強(qiáng)大推動力。

1995年，NSFNET停止運作，Internet已徹底商業(yè)化了。這種把不同網(wǎng)絡(luò)連接在一起的技術(shù)的出現(xiàn)，使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)入一個新的時期，形成由網(wǎng)絡(luò)實體相互連接而構(gòu)成的超級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，人們把這種網(wǎng)絡(luò)形態(tài)稱為Internet（互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）。Internet的起源103計算機(jī)文化基礎(chǔ)2.Internet在中國的發(fā)展

1987年9月20日，錢天白教授發(fā)出我國第一封電子郵件“越過長城，通向世界”，揭開了中國人使用Internet的序幕。

Internet在中國的發(fā)展可以粗略地劃分為三個階段：第一階段為1987～1993年，我國一些科研部門通過Internet建立電子郵件系統(tǒng)，并在小范圍內(nèi)為國內(nèi)少數(shù)重點高校和科研機(jī)構(gòu)提供電子郵件服務(wù)。

104計算機(jī)文化基礎(chǔ)

第二階段為1994～1995年，這一階段是教育科研網(wǎng)發(fā)展階段。北京中關(guān)村地區(qū)及清華、北大組成的NCFC網(wǎng)于1994年4月開通了與國際Internet的64kbps專線連接，同時還設(shè)立了中國最高域名（CN）服務(wù)器。這時，中國才算真正加入了國際Internet行列。此后又建成了中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng)（CERNet：ChinaEducationalResearchNetwork）。第三階段是1995年以后，該階段開始了商業(yè)應(yīng)用。Internet在中國的發(fā)展105計算機(jī)文化基礎(chǔ)我國現(xiàn)有四大主干網(wǎng)絡(luò)的基本情況。

1）公用計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（ChinaNet）

ChinaNet是由原郵電部組織建設(shè)和管理的。原郵電部與美國SprintLink公司在1994年簽署Internet互連協(xié)議，開始在北京、上海兩個電信局進(jìn)行Internet網(wǎng)絡(luò)互連工程。目前，ChinaNet在北京和上海分別有兩條專線，作為國際出口。

ChinaNet由骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)組成。骨干網(wǎng)是ChinaNet的主要信息通路，覆蓋全國各省市、自治區(qū)，包括8個地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心和31個省市網(wǎng)絡(luò)分中心；接入網(wǎng)是由各省內(nèi)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點形成的網(wǎng)絡(luò)。106計算機(jī)文化基礎(chǔ)2）中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng)（CERNet）

中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng)CERNet是1994年由國家計委、原國家教委批準(zhǔn)立項，原國家教委主持建設(shè)和管理的全國性教育和科研計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。該項目的目標(biāo)是建設(shè)一個全國性的教育科研基礎(chǔ)設(shè)施，把全國大部分高校連接起來，實現(xiàn)資源共享。它是全國最大的公益性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

中國四大主干網(wǎng)絡(luò)-2107計算機(jī)文化基礎(chǔ)

CERNet已建成由全國主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)在內(nèi)的三級層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。CERNet分四級管理，分別是全國網(wǎng)絡(luò)中心、地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心和地區(qū)主節(jié)點、省教育科研網(wǎng)、校園網(wǎng)。CERNet全國網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在清華大學(xué)，負(fù)責(zé)全國主干網(wǎng)的運行管理。地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心和地區(qū)主節(jié)點分別設(shè)在清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、華南理工大學(xué)、電子科技大學(xué)、東南大學(xué)、東北大學(xué)這10所高校，負(fù)責(zé)地區(qū)網(wǎng)的運行管理和規(guī)劃建設(shè)。中國教育科研網(wǎng)108計算機(jī)文化基礎(chǔ)CERNet還是中國開展下一代互聯(lián)網(wǎng)研究的試驗網(wǎng)絡(luò)，它以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和技術(shù)力量為依托，建立了全國規(guī)模的IPv6試驗網(wǎng)。CERNet在全國第一個實現(xiàn)了與國際下一代高速網(wǎng)Internet2的互聯(lián)，目前國內(nèi)僅有CERNet的用戶可以順利地直接訪問Internet2。CERNet的建設(shè)，加快了我國的信息基礎(chǔ)建設(shè)，縮小了與先進(jìn)國家在信息領(lǐng)域的差距，也為我國計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)起到了積極的示范作用。中國教育科研網(wǎng)109計算機(jī)文化基礎(chǔ)3）中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)（CSTNet）

中國科技信息網(wǎng)（簡稱ChinaSTNet）是國家科學(xué)技術(shù)委員會聯(lián)合全國各省、市的科技信息機(jī)構(gòu)，采用先進(jìn)信息技術(shù)建立起來的信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，旨在促進(jìn)全社會廣泛的信息共享、信息交流。中國科技信息網(wǎng)絡(luò)的建成對于加快中國國內(nèi)信息資源的開發(fā)和利用，促進(jìn)國際交流與合作起到了積極的作用，以其豐富的信息資源和多樣化的服務(wù)方式為國內(nèi)外科技界和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界的廣大用戶提供服務(wù)。

中國四大主干網(wǎng)絡(luò)-3110計算機(jī)文化基礎(chǔ)中國科技信息網(wǎng)是利用公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)為基礎(chǔ)的信息增值服務(wù)網(wǎng)，在地理上覆蓋全國各省市，邏輯上連接各部、委和各省、市科技信息機(jī)構(gòu)，是國家科技信息系統(tǒng)骨干網(wǎng)，同時也是國際Internet的接入網(wǎng)。中國科技信息網(wǎng)從服務(wù)功能上是Intranet和Internet的結(jié)合。其Intranet功能為國家科委系統(tǒng)內(nèi)部提供了辦公自動化的平臺以及國家科委、地方省市科委和其他部委科技司局之間的信息傳輸渠道；其Internet功能則為主要服務(wù)于專業(yè)科技信息服務(wù)機(jī)構(gòu)，包括國家、地方省市和各部委科技信息服務(wù)機(jī)構(gòu)。中國科技信息網(wǎng)自1994年與Internet接通之后取得了迅速發(fā)展，目前已經(jīng)在全國20余個省市建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)111計算機(jī)文化基礎(chǔ)4）國家公用經(jīng)濟(jì)信息通信網(wǎng)絡(luò)（金橋網(wǎng)：ChinaGBN）金橋網(wǎng)是建立在金橋工程上的業(yè)務(wù)網(wǎng)，支持金關(guān)、金稅、金卡等“金”字頭工程的應(yīng)用。它覆蓋全國，實行國際聯(lián)網(wǎng)，為用戶提供專用信道、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和信息服務(wù)的基干網(wǎng)。金橋網(wǎng)由吉通公司牽頭建設(shè)并接入Internet。中國四大主干網(wǎng)絡(luò)-4112計算機(jī)文化基礎(chǔ)3．Internet的發(fā)展趨勢

從1996年起世界各國陸續(xù)啟動下一代高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究，與現(xiàn)在使用的互聯(lián)網(wǎng)相比，下一代互聯(lián)網(wǎng)具有以下不同：（1）規(guī)模更大：下一代互聯(lián)網(wǎng)將逐漸放棄IPv4，啟用IPv6地址協(xié)議。IPv6地址空間由IPv4的32位擴(kuò)大到128位，2的128次方形成了一個巨大的地址空間，未來的移動電話，電視、冰箱等信息家電都可以擁有自己的IP地址，一切都可以通過網(wǎng)絡(luò)來控制，把人類帶進(jìn)真正的數(shù)字化時代。113計算機(jī)文化基礎(chǔ)

（2）速度更快：下一代互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率比現(xiàn)在提高1000倍以上，這與目前的“寬帶網(wǎng)”是兩個截然不同的概念，下一代互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)的是端到端的絕對速度。2004年12月7日，CERNet2（第二代中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng)）在北京與天津就實現(xiàn)了真正流量達(dá)每秒400億比特的傳輸速率，傳輸一本《辭海》的內(nèi)容只用一眨眼的工夫。（3）更安全：目前的因特網(wǎng)因為種種原因，在體系設(shè)計上有一些不完善的地方，存在大量安全隱患，下一代互聯(lián)網(wǎng)將在建設(shè)之初就從體系設(shè)計上充分考慮安全問題，使網(wǎng)絡(luò)安全的可控制性、可管理性大大增強(qiáng)。Internet的發(fā)展114計算機(jī)文化基礎(chǔ)7.4.2Internet的組成及常用專業(yè)術(shù)語

1.Internet的組成

2.Internet的常用專業(yè)術(shù)語

115計算機(jī)文化基礎(chǔ)1.Internet的組成

1）物理網(wǎng)

2）協(xié)議

3）應(yīng)用軟件

4）信息116計算機(jī)文化基礎(chǔ)1）物理網(wǎng)物理網(wǎng)是實現(xiàn)因特網(wǎng)通信的基礎(chǔ)，它的作用類似于現(xiàn)實生活中的交通網(wǎng)絡(luò)，像一個巨大的蜘蛛網(wǎng)覆蓋著全球，而且在仍然不斷延伸和加密。117計算機(jī)文化基礎(chǔ)在Internet上傳輸?shù)男畔⒅辽僮裱齻€協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議、傳輸協(xié)議和應(yīng)用程序協(xié)議。網(wǎng)際協(xié)議負(fù)責(zé)將信息發(fā)送到指定的接收機(jī)；傳輸協(xié)議（TCP）負(fù)責(zé)管理被傳送信息的完整性；應(yīng)用程序協(xié)議幾乎和應(yīng)用程序一樣多，如STMP、Telnet、FTP和HTTP等，每一個應(yīng)用程序都有自己的協(xié)議，它負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換成用戶能夠識別的信息。Internet的組成2）協(xié)議118計算機(jī)文化基礎(chǔ)3）應(yīng)用軟件實際應(yīng)用中，通過一個個具體的應(yīng)用軟件與Internet打交道。每一個應(yīng)用程序的使用代表著要獲取Internet提供的某種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。例如，通過WWW瀏覽器可以訪問Internet上的Web服務(wù)器，享受圖文并茂的網(wǎng)頁信息。4）信息沒有信息，網(wǎng)絡(luò)就沒有任何價值。信息在網(wǎng)絡(luò)世界中就像貨物在交通網(wǎng)絡(luò)中一樣，建設(shè)物理網(wǎng)（修建公路）、制定協(xié)議（交通規(guī)則）和使用各種各樣的應(yīng)用軟件（交通工具）的目的是傳輸信息（運送貨物）。Internet的組成119計算機(jī)文化基礎(chǔ) 2.Internet的常用專業(yè)術(shù)語 與Internet打交道常常會接觸一些常用的名詞或術(shù)語，有的在本書中其他部分已經(jīng)涉及，如TCP/IP、FTP、E-mail、WWW、Telnet、BBS、POP、SMTP等，此處僅列出在其他部分未涉及的部分名詞或術(shù)語。 （1）ISP：服務(wù)提供商，主要為用戶提供撥號上網(wǎng)、WWW瀏覽、FTP、收發(fā)E-mail、BBS、Telnet等各種服務(wù)。 （2）PPP協(xié)議：點對點協(xié)議，Modem與ISP連接通信時所支持的協(xié)議。 （3）DNS：域名服務(wù)器，用戶間Internet任意站點的必由之路，也相當(dāng)于指路牌。在配置Internet軟件時，必須將ISP提供給自己的DNS的IP地址寫正確。（4）博客：Blog或Weblog，源于“WebLog”（網(wǎng)絡(luò)日志）的縮寫，是一種十分簡易的傻瓜化個人信息發(fā)布方式。

120計算機(jī)文化基礎(chǔ)7.4.3Internet的IP地址及域名系統(tǒng)1.IP地址

1）IP地址的概念

Internet是一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，在這個龐大的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行信息交換的基本要求就是在網(wǎng)上的每臺計算機(jī)、路由器等都要有一個唯一可標(biāo)識的地址，就像日常生活中朋友間通信必須寫明通信地址一樣。在Internet上為每個計算機(jī)指定的唯一的32位地址稱為IP地址，也稱為網(wǎng)際地址。121計算機(jī)文化基礎(chǔ)

IP地址具有固定、規(guī)范的格式，它由32位二進(jìn)制數(shù)組成，分成4段，其中每8位構(gòu)成一段，這樣每段所能表示的十進(jìn)制數(shù)的范圍最大不超過255，段與段之間用“.”隔開。為了便于識別和表達(dá)，IP地址以十進(jìn)制形式表示，每8位為一組用一個十進(jìn)制數(shù)表示。例如：

11001010.01110111.00000010.11000111是一個IP地址，它對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)的IP地址為99。IP地址122計算機(jī)文化基礎(chǔ)

IP地址常用A、B、C三類，它們均由網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號兩部分組成，規(guī)定每一組都不能用全0和全1，通常全0表示網(wǎng)絡(luò)本身的IP地址，全1表示網(wǎng)絡(luò)廣播的IP地址。為了區(qū)分類別A、B、C，三類的最高位分別為0、10、110，如圖7-18所示。圖7-18IP地址編碼示意圖IP地址分類123計算機(jī)文化基礎(chǔ)A類IP地址:

用8位來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)號，24位標(biāo)識主機(jī)號，最前面一位為“0”，這樣A類IP地址所能表示的網(wǎng)絡(luò)數(shù)范圍為1～127，即1.x.y.z～126.x.y.z格式的IP地址都屬于A類IP地址。A類IP地址通常用于大型網(wǎng)絡(luò)。IP地址分類-A124計算機(jī)文化基礎(chǔ)B類IP地址用16位來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)號，16位標(biāo)識主機(jī)號，最前面兩位為“10”。網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號的數(shù)量大致相當(dāng)，分別用兩個8位來表示，第一個8位表示的數(shù)的范圍為128～191。B類IP地址適用于中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)所能容納的計算機(jī)數(shù)為6萬多臺。例如各地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)管理中心。IP地址分類-B125計算機(jī)文化基礎(chǔ)C類IP地址用24位來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)號，8位標(biāo)識主機(jī)號，最前面三位為“110”。網(wǎng)絡(luò)號的數(shù)量要遠(yuǎn)大于主機(jī)號，如一個C類IP地址共可連上254臺主機(jī)。C類IP地址的第一個8位表示數(shù)的范圍數(shù)為192～223。C類IP地址一般適用于校園網(wǎng)等小型網(wǎng)絡(luò)。IP地址分類-C126計算機(jī)文化基礎(chǔ)綜上所述：從第一段的十進(jìn)制數(shù)字即可分出IP地址的類別，見表7-1。表7-1A、B、C類IP地址類型第一段數(shù)字范圍包含主機(jī)臺數(shù)A1～12716777214B128～19165534C192～223254127計算機(jī)文化基礎(chǔ)子網(wǎng)掩碼是用來判斷任意兩臺計算機(jī)的IP地址是否屬于同一子網(wǎng)的根據(jù)。最為簡單的理解就是將兩臺計算機(jī)各自的IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行AND運算后，如果得出的結(jié)果是相同的，則說明這兩臺計算機(jī)是處于同一個子網(wǎng)絡(luò)上的，可以進(jìn)行直接通信。一般來說，一個單位IP地址獲取的最小單位是C類（256個），有的單位擁有IP地址卻沒有那么多的主機(jī)入網(wǎng)，造成IP地址的浪費；有的單位不夠用，形成IP地址緊缺。這樣，我們有時可以根據(jù)需要把一個網(wǎng)絡(luò)劃分成更小的子網(wǎng)。2）子網(wǎng)掩碼128計算機(jī)文化基礎(chǔ)一般來說，一個單位IP地址獲取的最小單位是C類（256個），有的單位擁有IP地址卻沒有那么多的主機(jī)入網(wǎng)，造成IP地址的浪費；有的單位不夠用，形成IP地址緊缺。這樣，我們有時可以根據(jù)需要把一個網(wǎng)絡(luò)劃分成更小的子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼129計算機(jī)文化基礎(chǔ)正常情況下的子網(wǎng)掩碼的地址為：網(wǎng)絡(luò)位全為“1”，主機(jī)位全為“0”。因此有：

A類地址網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼地址為：。

B類地址網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼地址為：。

C類地址網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼地址為：

可以利用主機(jī)位的一位或幾位將子網(wǎng)進(jìn)一步劃分，縮小主機(jī)的地址空間而獲得一個范圍較小的、實際的網(wǎng)絡(luò)地址（子網(wǎng)地址），這樣更便于網(wǎng)絡(luò)管理。子網(wǎng)掩碼130計算機(jī)文化基礎(chǔ)2.Internet域名系統(tǒng)為了方便用戶，Internet在IP地址的基礎(chǔ)上提供了一種面向用戶的字符型主機(jī)命名機(jī)制，這就是域名系統(tǒng)，它是一種更高級的地址形式。131計算機(jī)文化基礎(chǔ)1）域名系統(tǒng)與主機(jī)命名在Internet中，IP地址是一個具有32比特長的數(shù)字，用十進(jìn)制表示時，也有12位整數(shù)，對于一般用戶來說，要記住這類抽象數(shù)字的IP地址是十分困難的。為了向一般用戶提供一種直觀明了的主機(jī)識別符（在Internet中，計算機(jī)稱為“主機(jī)”，而計算機(jī)的全名稱為“主機(jī)名”），TCP/IP協(xié)議專門設(shè)計了一種字符型的主機(jī)命名機(jī)制，也就是說給每一臺主機(jī)一個有規(guī)律的名字（由字符串組成）。132計算機(jī)文化基礎(chǔ)2）Internet域名系統(tǒng)的規(guī)定

Internet制定了一組正式的通用標(biāo)準(zhǔn)代碼，作為第一級域名。域名代碼意義域名代碼意義COM商業(yè)組織GOV政府部門NET主要網(wǎng)絡(luò)支持中心INT國際組織EDU教育機(jī)構(gòu)MIL軍事部門ORG其他組織表7-2常用組織域名對照表133計算機(jī)文化基礎(chǔ)組織模式是按組織管理的層次結(jié)構(gòu)劃分所產(chǎn)生的組織型域名，由三個字母組成，而地理模式則是按國別地理區(qū)域劃分所產(chǎn)生的地理型域名，這類域名是世界各國和地區(qū)的名稱，并且規(guī)定由兩個字母組成，見表8-3。Internet域名系統(tǒng)的規(guī)定134計算機(jī)文化基礎(chǔ)表7-3常用國家或地區(qū)域名對照表地區(qū)代碼國家或地區(qū)地區(qū)代碼國家或地區(qū)地區(qū)代碼國家或地區(qū)AR阿根廷HK中國香港PT葡萄牙AU澳大利亞ID印度尼西亞RU俄羅斯AT奧地利IE愛爾蘭SG新加坡BE比利時IL以色列EA南非CA加拿大IN印度ES西班牙CN中國IT意大利CH瑞士CU古巴JP日本TW中國臺灣DK丹麥KR韓國TH泰國EG埃及MO中國澳門UK英國FI芬蘭MX墨西哥US美國FR法國NZ新西蘭DE德國NO挪威135計算機(jī)文化基礎(chǔ)3）中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的域名規(guī)定

根據(jù)已發(fā)布的《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名注冊暫行管理辦法》，中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的域名體系最高級為cn。二級域名共40個，分為6個“類別域名”（AC、COM、EDU、GOV、NET和ORG）和34個“行政區(qū)域名”（如BJ、SH、TJ等）。二級域名中除了EDU的管理和運行由中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心負(fù)責(zé)之外，其余全部由中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC負(fù)責(zé)136計算機(jī)文化基礎(chǔ)7.4.4Internet的接入方式隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，Internet已經(jīng)成為世界上覆蓋面最廣、規(guī)模最大，信息資源最豐富的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日益普及。目前Internet的接入技術(shù)比較多，常用的主要有以下幾種：137計算機(jī)文化基礎(chǔ)1.PSTN方式

PSTN（PublishedSwitchedTelephoneNetwork，公用電話交換網(wǎng)）技術(shù)是利用PSTN通過調(diào)制解調(diào)器撥號實現(xiàn)用戶接入的方式。這種接入方式是大家非常熟悉的一種接入方式，目前最高的速率為56kbps，已經(jīng)達(dá)到香農(nóng)定理確定的信道容量極限，這種速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足寬帶多媒體信息的傳輸需求。連接方式如圖7-19所示。圖7-19PSTN連接方式138計算機(jī)文化基礎(chǔ)但由于電話網(wǎng)非常普及，用戶終端設(shè)備Modem很便宜，如果家里有電腦，只要到一個提供拔號入網(wǎng)服務(wù)的ISP（Internet服務(wù)提供者）辦理入網(wǎng)手續(xù)，申請一個入網(wǎng)賬號，把電話線接入Modem就可以直接上網(wǎng)。因此，PSTN撥號接入方式比較經(jīng)濟(jì)，至今仍是網(wǎng)絡(luò)接入的主要手段。PSTN方式139計算機(jī)文化基礎(chǔ)2.ADSL方式

ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非對稱數(shù)字用戶環(huán)路）是一種能夠通過普通電話線提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的技術(shù)，也是目前極具發(fā)展前景的一種接入技術(shù)。ADSL素有“網(wǎng)絡(luò)快車”之美譽(yù)，因其下行速率高、頻帶寬、性能優(yōu)、安裝方便、不需交納電話費等特點而深受廣大用戶喜愛。140計算機(jī)文化基礎(chǔ)ADSL接入技術(shù)示意如圖7-20所示。ADSL方案的最大特點是不需要改造信號傳輸線路，完全可以利用普通銅質(zhì)電話線作為傳輸介質(zhì)，配上專用的Modem即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。ADSL支持上行速率640Kbps～1Mbps，下行速率1～8Mbps，其有效的傳輸距離在3～5公里范圍以內(nèi)。在ADSL接入方案中，每個用戶都有單獨的一條線路與ADSL局端相連，它的結(jié)構(gòu)可以看作是星形結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸帶寬是由每一個用戶獨享的。ADSL方式圖7-20ADSL連接方式141計算機(jī)文化基礎(chǔ)3.LAN方式如果用戶是通過局域網(wǎng)（LAN）連接Internet，則不需要調(diào)制解調(diào)器和電話線路，而是需要一個網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)連接線，通過集線器或交換機(jī)經(jīng)路由器接入Internet，這種方式實際上是將局域網(wǎng)作為一個子網(wǎng)接入Internet。最近各電信公司以及部分ISP都在推出寬帶LAN接入方式上網(wǎng)，用戶PC的上網(wǎng)速率可達(dá)2Mbps（至少確保512Kbps）。142計算機(jī)文化基礎(chǔ)4.無線方式由于鋪設(shè)光纖的費用很高，對于需要寬帶接入的用戶，一些城市提供無線接入。用戶通過高頻天線和ISP連接，距離在10km左右，帶寬為2～11Mbps，費用低廉，性能價格比很高，但是受地形和距離的限制，適合城市里距離IS