第八章計算機網(wǎng)絡技術(shù)

網(wǎng)絡主要有三種：電信網(wǎng)絡、有線電視網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡，其中發(fā)展最快并起核心作用的是計算機網(wǎng)絡(ComputerNetwork)。第八章計算機網(wǎng)絡技術(shù)

本章主要介紹計算機網(wǎng)絡的定義、分類、功能、拓撲結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、常見的網(wǎng)絡設備、通信介質(zhì)等，最后介紹Internet方面的有關(guān)內(nèi)容。7.1.2計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展

第1階段：網(wǎng)絡誕生階段

(一臺主機聯(lián)接多個終端)第2階段：網(wǎng)絡形成階段

(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

(計算機網(wǎng)絡得到普及化的階段,網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)標準化)

第4階段：大型高速網(wǎng)絡階段(全球以美國為核心的高速計算機互聯(lián)網(wǎng)絡即Internet已經(jīng)形成，并迅速普及。)8.1計算機網(wǎng)絡概述關(guān)于網(wǎng)絡的比喻大型機時代：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)絡概述

8.1.2計算機網(wǎng)絡的定義與分類

定義:

計算機網(wǎng)絡是利用通信設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)絡中資源共享和通信的系統(tǒng)。從系統(tǒng)功能的角度來看，一個網(wǎng)絡包括三個組成部分：

(1)通信子網(wǎng)：負責數(shù)據(jù)通信，是實現(xiàn)網(wǎng)絡通信功能的設備及其軟件的集合。(如傳輸線路、通信設備)(2)資源子網(wǎng)：實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享的設備和軟件集合。(如計算機、軟件、網(wǎng)絡數(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)絡概述協(xié)議計算機網(wǎng)絡的邏輯構(gòu)成8.1計算機網(wǎng)絡概述局域網(wǎng)

城域網(wǎng)

廣域網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)

說明：接入網(wǎng)在一般意義上是指骨干網(wǎng)到用戶終端之間的所有設備，其長度一般為幾百米到幾公里，因而被形象地稱為“最后一公里”。由于骨干網(wǎng)一般采用光纖結(jié)構(gòu)，傳輸速度快，因此接入網(wǎng)便成了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的瓶頸。分類

----從規(guī)模上可以分為以下幾種：8.1計算機網(wǎng)絡概述局域網(wǎng)：通常指覆蓋距離小于10km以內(nèi)的網(wǎng)絡，

其應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(如大學校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、智能小區(qū)網(wǎng)等等)。

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，如中國電信下屬的各個城市電信網(wǎng)絡。8.1計算機網(wǎng)絡概述廣域網(wǎng)：指網(wǎng)絡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)。如中國電信骨干網(wǎng)就是由多個城域網(wǎng)互聯(lián)，它通過北京、上海、廣州3個國際出口接入到全球Internet中?；ヂ?lián)網(wǎng)

:Internet是遍布全球的聯(lián)絡各個計算機網(wǎng)絡平臺的總網(wǎng)絡。8.1計算機網(wǎng)絡概述8.1.3計算機網(wǎng)絡的功能

數(shù)據(jù)通信

(這是計算機網(wǎng)絡最基本的功能。)

資源共享

(網(wǎng)絡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，均衡各計算機的負載。)

提高系統(tǒng)可靠性

(一旦某臺計算機出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡上其它的計算機馬上上可以承擔原先由該故障機所承擔的任務。)8.1計算機網(wǎng)絡概述8.1.4計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

在計算機網(wǎng)絡中，人把計算機、服務器、交換機、路由器等網(wǎng)絡設備抽象為“點”，把網(wǎng)絡中的電纜等通信介質(zhì)抽象為“線”，這樣就可以將一個復雜的計算機網(wǎng)絡系統(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)絡的拓撲結(jié)構(gòu)。設備電纜8.1計算機網(wǎng)絡概述

網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的類型：

(1)總線型網(wǎng)絡

將所有的節(jié)點都連接到一條電纜上布線方式。設備：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：該拓撲結(jié)構(gòu)基本被淘汰。8.1計算機網(wǎng)絡概述

(2)星型網(wǎng)絡

由中央節(jié)點與各個計算機連接組成的網(wǎng)絡。

設備：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)絡中增加新的站點。缺點是中心節(jié)點負擔較重。說明：該拓撲結(jié)構(gòu)在局域網(wǎng)中應用最廣。服務器（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)絡概述

(3)環(huán)型網(wǎng)絡

環(huán)型網(wǎng)絡各個結(jié)點在網(wǎng)絡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：該拓撲結(jié)構(gòu)基本被淘汰。

干線耦合器8.1計算機網(wǎng)絡概述

(4)樹型網(wǎng)絡

樹型網(wǎng)絡是星型網(wǎng)絡的一種變體，它是一個樹形層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡拓撲。

(5)網(wǎng)狀型網(wǎng)絡

網(wǎng)狀型網(wǎng)絡的每一個節(jié)點都與其他節(jié)點有一條專業(yè)線路相連。

在上述5種拓撲結(jié)構(gòu)中，前3種主要用于局域網(wǎng)。另外，在實際網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)一般是上述幾種網(wǎng)絡相互連接而成，整個網(wǎng)絡并沒有一個統(tǒng)一的拓撲結(jié)構(gòu)。8.1計算機網(wǎng)絡概述8.1.5計算機網(wǎng)絡性能指標帶寬：網(wǎng)絡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)絡的一端傳輸?shù)侥繕硕怂枰臅r間。網(wǎng)絡容量：指一個網(wǎng)絡中所能容納的最大的網(wǎng)絡終端數(shù)目。支持的協(xié)議與服務：網(wǎng)絡所支持的協(xié)議越多，則能提供的服務也越多。8.2計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)8.2.1網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)概述

在計算機網(wǎng)絡中為進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定稱為網(wǎng)絡協(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)”是相當復雜的。采用“分層”的方式可將復雜的問題轉(zhuǎn)化為若干比較易于研究和處理的局部問題。計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)就是指網(wǎng)絡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，話機復原----相關(guān)協(xié)議)打電話8.2計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)分層舉例：

分層簡化了協(xié)議的設計，每一層完成一定的功能。網(wǎng)絡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)的各層軟硬件設備可以配合使用。8.2計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

分層舉例：假設公司A向公司B發(fā)送貨物，按照公司間發(fā)貨規(guī)定給貨物加包裝說明后交給車站貨運處；貨運處發(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簽并交給車站搬運處；搬運處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，將一個復雜的任務分解成幾個部門進行處理(分層)，大大降低了每個部門的復雜性。網(wǎng)絡協(xié)議的分層就與上面的例子類似。8.2計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)8.2.2ISOOSI/RM模型

OSI是一個七層網(wǎng)絡模型，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。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準而提供的概念性框架。

在所有計算機網(wǎng)絡參考模型中OSI參考模型和TCP/IP參考模型最重要的兩個。在OSI的7層模型中，網(wǎng)絡層以下3層表現(xiàn)為通訊子網(wǎng)，之上的各層表現(xiàn)為資源子網(wǎng)。AB8.2計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

例如，主機A向主機B傳送數(shù)據(jù)時，應用進程要把數(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ⅲ詈笸瓿蓴?shù)據(jù)的傳送。物理層：該層負責原始的比特流數(shù)據(jù)信號的傳送以及定義計算機和通訊設備之間的接口標準。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。負責網(wǎng)絡內(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。網(wǎng)絡層：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)絡傳送到另一個網(wǎng)絡，解決的是網(wǎng)絡與網(wǎng)絡之間的通信問題。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：負責在應用程序之間建立、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，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。應用層：該層位于OSI模型最高層，提供網(wǎng)絡與用戶應用軟件之間的接口服務。常用的電子郵件服務，文件傳輸服務、WWW服務等都是這一層提供的。

可以用一個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。8.2計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

8.2.3TCP/IP模型

TCP/IP四層模型與OSI參考模型

TCP/IP意為傳輸控制協(xié)議/互連網(wǎng)協(xié)議。TCP/IP實際上已經(jīng)成為互連網(wǎng)通信的標準。網(wǎng)絡接口層：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)鏈路層和物理層標準。網(wǎng)絡層：主要協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP，由它處理分組在網(wǎng)絡中的傳輸。傳輸層：主要為兩臺主機上的應用程序提供有連接（TCP協(xié)議）或無連接（UDP協(xié)議）通信。應用層：綜合了OSI應用層、表示層、會話層的功能。網(wǎng)絡層網(wǎng)絡接口層8.3計算機網(wǎng)絡的通信介質(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)絡拓撲中。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)絡的通信介質(zhì)8.3.3光纖

光纖采用非常細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?.3.4微波

微波是一種重要的無線傳輸介質(zhì)。數(shù)字微波設備所接收與傳送的是數(shù)字信號，有較好的通信品質(zhì)。光電轉(zhuǎn)換器8.4計算機網(wǎng)絡的組成8.4.1計算機網(wǎng)絡硬件

(1)服務器：是提供網(wǎng)絡服務的主機，一般網(wǎng)絡服務器要安裝相關(guān)的服務軟件并能被網(wǎng)絡中的其它計算機訪問。網(wǎng)絡服務器有文件服務器、WWW服務器、郵件服務器、通信服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等。

(2)客戶機：有時也稱為工作站，通過它可以訪問服務器上的資源。網(wǎng)絡硬件主要包括網(wǎng)絡中的計算機設備和網(wǎng)絡通信設備兩大類。常見的網(wǎng)絡計算機設備有服務器、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)絡的組成

(1)網(wǎng)卡：它能夠使工作站、服務器、打印機或其他節(jié)點通過網(wǎng)絡介質(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)，網(wǎng)卡屬于OSI模型的物理層的設備。

(2)中繼器：中繼器作用是放大信號以使其傳輸?shù)酶h一些。中繼器屬于OSI模型的物理層的設備。

常見的網(wǎng)絡通信設備有網(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模型的物理層的設備。

8.4計算機網(wǎng)絡的組成

(4)網(wǎng)橋：具有單個輸入端口和輸出端口的設備，它像一個聰明的集線器，將兩個相似的網(wǎng)絡連接起來，并對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的流通進行管理。網(wǎng)橋?qū)儆贠SI模型的數(shù)據(jù)鏈路層設備。

同一網(wǎng)段不轉(zhuǎn)發(fā)不同網(wǎng)段網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)不同網(wǎng)段網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)8.4計算機網(wǎng)絡的組成

如果網(wǎng)段上有四臺計算機A、B、C、D，那么A與B通信的同時，C和D只能被動的接收。假如將網(wǎng)段分開，A、B在一段上，C、D在另一段上，那么A和B通信的同時，C和D也可以通信。為了確保這兩個網(wǎng)段可以互相通信，需要用橋?qū)⑺鼈冞B接起來，橋可以是裝有兩塊網(wǎng)卡的計算機構(gòu)成。極限情況是每一臺計算機處在一個獨立的網(wǎng)段上，如果網(wǎng)絡上有十臺計算機，就需要一個十端口的橋?qū)⑺鼈冞B接起來。但實現(xiàn)這樣一個橋不太現(xiàn)實，于是有了交換機。

不同網(wǎng)段網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)不同網(wǎng)段網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)不同網(wǎng)段網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)同一網(wǎng)段不轉(zhuǎn)發(fā)8.4計算機網(wǎng)絡的組成

(5)交換機：又叫智能集線器或多端口網(wǎng)橋，它的每一個端口都扮演一個網(wǎng)橋的角色，即數(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，它負責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)絡接口設備交換數(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。交換機的最基本功能就是集中連接網(wǎng)絡設備共同構(gòu)成星形網(wǎng)絡。8.4計算機網(wǎng)絡的組成

(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)絡互相通信。在互聯(lián)網(wǎng)絡環(huán)境下，信息從一個網(wǎng)絡傳到另一個網(wǎng)絡時，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)絡層設備。8.4計算機網(wǎng)絡的組成

(7)

網(wǎng)關(guān)：是最復雜的網(wǎng)絡連接設備，主要用于連接差別非常大的異種網(wǎng)絡，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)設備。8.4計算機網(wǎng)絡的組成

網(wǎng)絡各層設備小結(jié)：

物理層。該層只起到最簡單的數(shù)據(jù)傳輸作用，即把數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡設備傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)絡設備上。相關(guān)設備主要有網(wǎng)卡、網(wǎng)線、集線器。數(shù)據(jù)鏈路層。交換機就是數(shù)據(jù)鏈路層的設備。它在操作過程中不斷收集信息去建立一個端口--網(wǎng)卡地址對照表，當交換機收到一個數(shù)據(jù)包時，就會檢查該數(shù)據(jù)包的目的網(wǎng)卡地址，確認該從哪個端口把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。網(wǎng)絡層。這層的設備是路由器。通俗點講路由器就是翻譯官，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換。

8.4計算機網(wǎng)絡的組成8.4計算機網(wǎng)絡的組成網(wǎng)絡軟件系統(tǒng)主要包括有：網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡通信協(xié)議網(wǎng)絡工具軟件網(wǎng)絡應用軟件

8.4.2計算機網(wǎng)絡軟件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：把一部分大學實驗室聯(lián)系起來，目的是協(xié)調(diào)這些實驗室里龐大的計算機，以免重復工作，這就是Internet的前身“阿帕網(wǎng)”。后來，美國軍方想投資研發(fā)一種新的通訊方式以防敵人破壞：沒有中心，只有數(shù)不清的交叉點，即使某幾個環(huán)節(jié)被破壞，信息依然能夠通過其他節(jié)點抵達目的地。在90年代以前，Internet的使用一直僅限于研究與學術(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，于是出現(xiàn)了Internet商業(yè)化服務提供商，從此世界各地無數(shù)企業(yè)及個人紛紛涌入Internet。8.5.1Internet概述(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。國際出口帶寬約750G。http://

中國公用計算機互連網(wǎng)CHINANET中國科學技術(shù)計算機網(wǎng)CSTNET國家公用經(jīng)濟信息通信網(wǎng)GBNET中國教育和科研計算機網(wǎng)絡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)在拓撲結(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。核心層主要負責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)

華農(nóng)校園網(wǎng):(截止到2009年12月)

主要設備:11臺小型機,98臺服務器,60T存儲模塊

注冊用戶:30000

平均在線:18000

網(wǎng)絡出口:教育網(wǎng)(帶寬500-1000M);廣東電信(100M);聯(lián)通(500M)。支付費用:250-300萬(教育網(wǎng)120萬,聯(lián)通網(wǎng)100萬,電信網(wǎng)50萬)出口帶寬:約1.6G-2.0G(理論需求=100M*30000=3000G,實際4G較理想)

網(wǎng)內(nèi)帶寬:100M

8.5Internet技術(shù)

8.5.2網(wǎng)絡IP地址

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，因此通常稱為IP地址。

(1)IP地址

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一個IP地址。8.5Internet技術(shù)0網(wǎng)絡號A類.nnn.nnn.nnn10網(wǎng)絡號.nnn.nnn110網(wǎng)絡號.nnn1110多播地址1111預留未用B類C類D類E類

IP地址長32bit，它包含五類不同的互聯(lián)網(wǎng)地址格式：8.5Internet技術(shù)

(2)IP地址表示

將32bit的IP地址平均分成4段，每8bit一段，然后將每一段二進制轉(zhuǎn)換相應的十進制，寫成四個十進制的整數(shù)，并用小圓點隔開。例如：1(華農(nóng)WWW服務器主機的IP地址)11001010011101001010000000101001

主機號C類網(wǎng)網(wǎng)絡號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。具體操作是：從主機號借用若干個比特作為子網(wǎng)號，而主機號也就相應減少了若干個比特。因此，一個IP地址就由原來的網(wǎng)絡號和主機號變成網(wǎng)絡號、子網(wǎng)號和主機號三部分，這種做法叫做劃分子網(wǎng)。

C類網(wǎng)的子網(wǎng)劃分一般采用(內(nèi)部IP)~55

該網(wǎng)段在Internet上不用。8.5Internet技術(shù)網(wǎng)絡號和子網(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(4)子網(wǎng)掩碼1

1111

1

1

111

1

111

1

1

1

11

1

1

1110

0

0

0

0

0

0

01

1111

1

1

100

0

000

0

0

0

00

0

0

0000

0

0

0

0

0

0

01

1111

1

1

111

1

111

1

1

0

00

0

0

0000

0

0

0

0

0

0

08.5Internet技術(shù)

舉例1：某單位網(wǎng)絡地址：，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)絡中？

②若子網(wǎng)掩碼為28，這兩臺計算機是否在同一網(wǎng)絡中？

③若子網(wǎng)掩碼為92，這兩臺計算機是否在同一網(wǎng)絡中？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)絡中。5=(00000101)2

；180=(10110100)2

8.5Internet技術(shù)

舉例：某單位有120臺機，假設該網(wǎng)絡為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：(5)IPv6

與現(xiàn)在使用的互聯(lián)網(wǎng)有以下不同：

更大。目前的互聯(lián)網(wǎng)為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，而且由美國掌握絕對控制權(quán)，美國一所大學擁有的IP地址就幾乎等于全中國的IP地址。

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)絡傳輸速度提高1000倍以上。

更安全。可進行網(wǎng)絡對象識別、身份認證和訪問授權(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。8.5Internet技術(shù)

更方便。加入了對自動配置的支持，使得網(wǎng)絡的管理更加方便和快捷。我國已建成世界上最大的IPV6示范網(wǎng)絡，從關(guān)鍵設備IPV6核心路由器到相關(guān)軟件及應用已初步形成了具有自主產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，其規(guī)模達到僅次于美國的下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)群，改變了第一代互聯(lián)網(wǎng)時期受制于人的被動局面。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：通過局域網(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。(1)電話撥號上網(wǎng)8.5Internet技術(shù)

PSTN（公用電話交換網(wǎng)）：有根直拔電話線，再加個MODEM就可以上網(wǎng)了。由于MODEM的帶寬只有最快56Kbps，一般適合于臨時上網(wǎng)使用。

(2)ISDN撥號上網(wǎng)

ISDN即綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(一線通)，可同時打電話與上網(wǎng)，僅能提供128Kbps的傳輸速率。

下面介紹幾種常見的Internet接入方式。8.5Internet技術(shù)

(3)ADSL撥號上網(wǎng)

不對稱數(shù)字用戶網(wǎng)絡?？商峁┥闲?40Kbps到1Mbps，下行1Mbps到8Mbps的網(wǎng)速，用戶需要安裝的ADSL設備包括：ASDLModem、濾波器，主機需要安裝網(wǎng)卡。

某單位申請了ADSL接入服務，欲實現(xiàn)所有辦公計算機共享ADSL上網(wǎng)。本實例涉及到ADSL調(diào)制解調(diào)器、路由器和交換機等網(wǎng)絡硬件設備，設計組網(wǎng)方案見下圖。

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，當通過身份驗證時，獲得一個動態(tài)的IP，即可連通網(wǎng)絡。

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)

(4)LAN專線上網(wǎng)

這是一種基于高速光纖局域網(wǎng)技術(shù)的接入方式，用戶的計算機連接到某個局域網(wǎng)(如校園網(wǎng))上，然后再將局域網(wǎng)通過主干網(wǎng)專線連接到Internet上。采用光纜＋雙絞線的方式對社區(qū)進行綜合布線。8.5Internet技術(shù)

(5)有線寬帶上網(wǎng)廣電系統(tǒng)普遍采用的接入方式，有線電視網(wǎng)光纜天然就是一個高速寬帶網(wǎng)，可以提供上行8M、下行30M的理論接入速率。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。固定無線寬帶(LMDS)接入技術(shù)上無線局域網(wǎng)需要電腦有無線網(wǎng)卡，周圍有無線路由器AP開放。而無線廣域網(wǎng)只要在有手機信號的地方就可以上網(wǎng)。8.5Internet技術(shù)(6)無線上網(wǎng)

8.5Internet技術(shù)

無線網(wǎng)卡：功能跟普通電腦網(wǎng)卡一樣，是用來連接到局域網(wǎng)上的。它只是一個信號收發(fā)的設備，只能局限在已布有無線局域網(wǎng)的范圍內(nèi)(通常30米左右)。在一些場合如機場、咖啡廳、酒店等有無線網(wǎng)絡的地方可以上網(wǎng)。

無線上網(wǎng)卡：可以在擁有無線電話信號覆蓋的任何地方，利用手機SIM卡連接到互聯(lián)網(wǎng)上。另外，你還需要買個資費卡。目前，國內(nèi)無線移動網(wǎng)主要有中國聯(lián)通的CDMA和中國移動的GSM(后來升級到GPRS或EDGE)。

3G時代：3G全稱為第三代移動通信。相對第一代模擬手機(只能進行語音通話)和第二代GSM\CDMA手機(增加了接收數(shù)據(jù)的功能，如接收短信等)，3G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)絡制式:

TD-SCDMA(移動)、WCDMA(聯(lián)通)、CDMA2000(電信)

3G的網(wǎng)速誤區(qū)：

①

用于手機上網(wǎng)。正確的使用3G方式是，在筆記本電腦上配一個3G的上網(wǎng)卡，在沒有有線或無線局域網(wǎng)的情況下使用3G進行上網(wǎng)，所以說3G網(wǎng)絡應該是提供一種移動情況下上網(wǎng)的補充。②

3G上網(wǎng)速度快。3G的十幾M的上網(wǎng)速度是共享的上網(wǎng)速度，用戶多了，網(wǎng)速會變慢。③

3G手機一定帶視頻功能。估計3G普及了，一般人也不會使用帶可視功能的手機，否則就沒有隱私了。8.5Internet技術(shù)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)8.6Internet常見服務8.6.1域名系統(tǒng)

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國家域領(lǐng)域機構(gòu)域主機名域名IP地址8.6Internet常見服務常用機構(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)絡中心.ORG社會組織、專業(yè)協(xié)會8.6Internet常見服務8.6.2WWW服務

WWW服務是在Internet上最熱門的服務之一，它已成為很多人在網(wǎng)上查找、瀏覽信息的主要手段，具有強大的信息連接功能。

(1)Web(萬維網(wǎng))

所謂WWW(WorldWideWeb)，也稱或Web，是建立在客戶機/服務器模型之上，以HTML語言和HTTP協(xié)議為基礎(chǔ)，能夠提供面向各種Internet服務的信息瀏覽系統(tǒng)。

萬維網(wǎng)的工作方式:

①瀏覽器。是一種安裝在客戶端專門用于定位和訪問Web信息，獲取相關(guān)資源的導航工具。通過瀏覽器，除了可以訪問WWW資源空間的信息外，還可以訪問包括Telnet、FTP、電子郵件等全部的Internet資源。②WWW服務器(又稱Web服務器)。存放有網(wǎng)頁，即瀏覽器中所看到的畫面?？蛻舫绦蛳蚍掌鞒绦虬l(fā)出請求，服務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

(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：第一部分使用的是通訊協(xié)議；第二個部分是服務器的名稱或IP地址；第三是部分是網(wǎng)頁或文件的文件名。三者組合起來，就是完整的URL。例：ftp:///Softlib/http:///cn/main/18.6Internet常見服務萬維網(wǎng)的工作過程鏈接到URL的超鏈接建立TCP連接釋放TCP

連接因特網(wǎng)服務器HTTP使用此TCP連接瀏覽器程序服務器程序HTTP客戶清華大學院系設置HTTP響應報文②響應文檔HTTP請求報文①請求文檔8.6Internet常見服務

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(http://)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。通過主頁中的超鏈接就可以瀏覽該網(wǎng)站的其它頁面。

Web

(4)搜索引擎

是專業(yè)搜索網(wǎng)站為用戶提供的檢索信息的搜索工具，常見有百度搜索()、Google搜索()、雅虎搜索()、搜狐()等。8.6Internet常見服務8.6.3文件傳輸(FTP)

FTP就是將遠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