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文檔簡介
第4章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)4.1
數(shù)字通信入門4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4.3
因特網(wǎng)的組成4.4
因特網(wǎng)提供的服務(wù)4.5
網(wǎng)絡(luò)信息安全學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1了解數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí),如數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成,多路復(fù)用和交換技術(shù),傳輸介質(zhì)的種類與特性等。2掌握局域網(wǎng)的特點(diǎn)與組成,了解幾種常用的局域網(wǎng),熟悉局域網(wǎng)提供的功能與服務(wù),初步理解網(wǎng)絡(luò)的兩種工作模式。3了解構(gòu)成廣域網(wǎng)的遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路的性能及幾種常用的接入技術(shù),懂得廣域網(wǎng)的構(gòu)成和分組交換機(jī)的功能,理解廣域網(wǎng)的通信過程與路由表的作用。4初步了解TCP/IP協(xié)議的作用,熟悉IP地址的格式與分類,初步懂得路由器的功能與通信過程。學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求5熟悉域名與IP地址的關(guān)系,理解域名系統(tǒng)的作用和工作過程。6了解電子郵件系統(tǒng)和遠(yuǎn)程文件傳輸系統(tǒng)(FTP)的大體原理與工作過程。7了解WWW的功能、組成及其應(yīng)用,掌握HTML、URL、http和Web瀏覽器等的作用與原理。8初步理解網(wǎng)絡(luò)信息安全措施如身份認(rèn)證、訪問控制、數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名、防火墻、病毒防范等的原理與作用。
4.1數(shù)字通信入門概述通信:各種信息的傳遞現(xiàn)代通信:使用電波或光波雙向傳遞信息的技術(shù)(電信)概述通信三要素:
信源(信息的發(fā)送者)
信宿(信息的接收者)
信道(信息的載體與傳播媒介)通信系統(tǒng)模型:產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端信源信宿通信線路信道接收信息的一端概述通信系統(tǒng)(電信網(wǎng))組成:
終端設(shè)備(例如:電話機(jī))傳輸設(shè)備(例如:電話線)交換設(shè)備(例如:程控交換機(jī))通信系統(tǒng)中被傳輸?shù)男畔⒈仨氁阅撤N電(或光)信號(hào)形式才能通過傳輸介質(zhì)進(jìn)行傳輸。連續(xù)形式(模擬信號(hào))離散形式(數(shù)字信號(hào))通信系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸信息,并要快速、安全、可靠和低成本通信系統(tǒng)(電信網(wǎng))分類按業(yè)務(wù)種類:電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、傳真通信網(wǎng)、圖像通信網(wǎng)等按服務(wù)區(qū)域范圍:本地電信網(wǎng)、農(nóng)村電信網(wǎng)、長途電信網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、國際電信網(wǎng)等按信息信號(hào)形式:模擬通信網(wǎng)、數(shù)字通信網(wǎng)、數(shù)字模擬混合網(wǎng)等通信系統(tǒng)(電信網(wǎng))分類按傳輸媒體分類:
電纜通信網(wǎng)光纜通信網(wǎng)短波通信網(wǎng)微波通信網(wǎng)衛(wèi)星通信網(wǎng)低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)
通信系統(tǒng)(電信網(wǎng))分類數(shù)據(jù)通信模型及有關(guān)的基本概念信道調(diào)制解調(diào)(編碼器:調(diào)制,解碼器:解調(diào))多路復(fù)用(主干信道)信源(宿)編碼器(解碼器)復(fù)用(分路)信道復(fù)用(分路)編碼器(解碼器)信源(宿)信道的基本概念信道的定義:向某個(gè)方向傳輸信息的媒體。一條通信線路通常包含一個(gè)發(fā)送信道和一個(gè)接收信道。信道的基本概念根據(jù)信號(hào)在信道上的傳輸方向單工通信半雙工通信全雙工通信信道的基本概念單工通信(單向通信)發(fā)送端接收端信道數(shù)據(jù)監(jiān)視信號(hào)信道的基本概念半雙工通信(雙向交替通信)發(fā)送端信道數(shù)據(jù)監(jiān)視信號(hào)接收端發(fā)送端接收端開關(guān)開關(guān)信道的基本概念全雙工通信(雙向同時(shí)通信)信道數(shù)據(jù)監(jiān)視信號(hào)發(fā)送端接收端發(fā)送端接收端信道數(shù)據(jù)監(jiān)視信號(hào)信道的種類按傳輸?shù)男盘?hào)類型可將信道分為:模擬信道:傳輸連續(xù)的模擬信號(hào)的信道 特點(diǎn):頻帶窄,信道利用率高;受噪聲干擾大 例如:傳輸語音信號(hào)的架空明線、雙絞線,傳輸廣播電視信號(hào)的寬帶同軸電纜數(shù)字信道:傳輸離散的數(shù)字信號(hào) 特點(diǎn):信號(hào)不失真,準(zhǔn)確性高;數(shù)字設(shè)備可大規(guī)模集成,價(jià)格便宜;易于加密;要求頻帶寬,信道利用率低 例如:傳輸計(jì)算機(jī)通信所用的信號(hào)的基帶同軸電纜、光纜等信道兩類數(shù)字信號(hào):基帶信號(hào):用兩種不同的電壓值表示數(shù)字1和0的信號(hào),需在數(shù)字信道上傳輸。寬帶信號(hào):將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,將其頻譜搬移到較高的頻率處而形成的模擬信號(hào),這種模擬信號(hào)可以采用頻分復(fù)用技術(shù)在模擬信道上傳輸。按信號(hào)的傳輸媒體分類:有線信道:電纜、光纜無線信道:自由空間信道信道的帶寬:信道上所能通過的信號(hào)的頻帶寬度。例如:標(biāo)準(zhǔn)電話線路的信號(hào)頻帶為300(Hz)~3400(Hz)
其帶寬為:3400-300=3100(Hz)信道帶寬的意義:頻率在頻帶范圍內(nèi)的諧波在信道傳輸?shù)倪^程中是無衰減的,頻率超出頻帶范圍的所有諧波在傳輸過程中衰減極大。信道帶寬為何是有限的?既可能是傳輸介質(zhì)的物理特性確定的,也可能是故意在線路中安裝了濾波器,以限制用戶所使用的帶寬。信道信道帶寬與信道的最高信息傳輸速率的關(guān)系:
理想信道的最高碼元傳輸速率(單位:Baud波特)=2*信道帶寬(Hz)(奈氏準(zhǔn)則)理想信道的最高信息傳輸速率(單位:b/s,比特)
=最高碼元傳輸速率*一個(gè)碼元攜帶的信息量
1Mb/s=1000b/s,1Gb/s=1000Mb/s
例如: 信道帶寬:3KHz(3000Hz)
最高碼元傳輸速率:6000Baud
一個(gè)碼元攜帶2bit的數(shù)據(jù)量 最高信息傳輸速率:12000b/s=12
Mb/s信道標(biāo)準(zhǔn)電話線路的頻帶為:300(Hz)——3400(Hz)
其帶寬為:3100(Hz)接近理想信道的是中間的一段,帶寬約:2400(Hz)如使碼元速率為:2400
Baud,每個(gè)碼元攜帶4bit信息數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá):9600
b/s調(diào)制解調(diào)基本概念調(diào)制(Modulation)
將基帶數(shù)字信號(hào)的波形變換為適合于模擬信道傳輸?shù)哪M信號(hào)波形。(將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào))解調(diào)(Demodulation)
將由調(diào)制器變換過的模擬信號(hào)波形恢復(fù)成原來的基帶數(shù)字信號(hào)波形。(將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào))基本調(diào)制方法:
調(diào)幅,調(diào)頻,調(diào)相幅移鍵控法ASK——調(diào)幅頻移鍵控法FSK——調(diào)頻相移鍵控法PSK——調(diào)相 數(shù)據(jù) 0 1 0 0 1 0(1)AM調(diào)幅(2)FM調(diào)頻(3)phM調(diào)相F1 F2 F1 F2 F10相起始π相起始
0相起始
π相起始
0相起始各種調(diào)制方法的調(diào)制波形多路復(fù)用基本概念多路復(fù)用 為了提高線路利用率,總是設(shè)法在一條傳輸線路上,傳輸多個(gè)模擬信號(hào)(例如,話路信息)或數(shù)字信號(hào),這就是多路復(fù)用。多路復(fù)用技術(shù)通常有: 頻分復(fù)用,時(shí)分復(fù)用,碼分復(fù)用,波分復(fù)用
信道多路復(fù)用器多路復(fù)用器終端終端終端終端終端終端終端終端多路復(fù)用基本概念頻分多路復(fù)用將傳輸線路的頻帶分成N部分,每一個(gè)部分均可作為一個(gè)獨(dú)立的傳輸信道使用。這樣在一對(duì)傳輸線路上可有N對(duì)話路信息傳送,而每一對(duì)話路所占用的只是其中的一個(gè)頻段。頻分制通信又稱載波通信,它是模擬通信的主要手段。
多路復(fù)用基本概念傳輸多路模擬信號(hào)將各路模擬信號(hào)按不同數(shù)值升頻,使每個(gè)通道占用的頻帶都不相同,它們便可以合并在一個(gè)信道上被傳輸傳輸多路數(shù)字信號(hào)每一路基帶數(shù)字信號(hào)的頻譜可以搬移到不同頻段,合在一起時(shí)互相不會(huì)干擾,可以在同一傳輸媒體上同時(shí)傳輸多路這樣的信號(hào)多路復(fù)用基本概念時(shí)分多路復(fù)用把一個(gè)傳輸通道進(jìn)行時(shí)間分割以傳送若干話路的信息。把N個(gè)話路設(shè)備接到一條公共的通道上,按一定的次序輪流的給各個(gè)設(shè)備分配一段使用通道的時(shí)間。當(dāng)輪到某個(gè)設(shè)備時(shí),這個(gè)設(shè)備與通道接通,執(zhí)行操作。與此同時(shí),其它設(shè)備與通道的聯(lián)系均被切斷。待指定的使用時(shí)間間隔一到,則通過時(shí)分多路轉(zhuǎn)換開關(guān)把通道聯(lián)接到下一個(gè)要連接的設(shè)備上去。時(shí)分制通信也稱時(shí)間分割通信,它是數(shù)字電話多路通信的主要方法,因而PCM通信常稱為時(shí)分多路通信。
多路復(fù)用基本概念碼分多路復(fù)用
用于無線移動(dòng)通信。所有移動(dòng)站點(diǎn)(例如手機(jī))在整個(gè)頻段上進(jìn)行傳輸,多路信號(hào)同時(shí)傳輸時(shí)采用不同的編碼原理加以區(qū)分。例如,每個(gè)站點(diǎn)有一個(gè)唯一的m位代碼(芯片序列),當(dāng)需要發(fā)送比特1時(shí),站點(diǎn)發(fā)送其芯片序列;當(dāng)需要發(fā)送比特0時(shí),站點(diǎn)發(fā)送其芯片序列的補(bǔ)碼。多路復(fù)用基本概念信道使用的雞尾酒會(huì)原理
在一個(gè)大房間里(一個(gè)信道),有許多對(duì)人在交談(多路信號(hào)傳輸):時(shí)分復(fù)用——不同對(duì)的人輪流交談,一對(duì)交談結(jié)束后 另一對(duì)再接上。頻分復(fù)用——不同對(duì)的人分成不同的組,每組獨(dú)立占 用房間內(nèi)的一小塊區(qū)域,各組人同時(shí)進(jìn) 行自己的交談,互不干擾。碼分復(fù)用——不同對(duì)的人分別用不同語言進(jìn)行交談, 其它語言只當(dāng)作噪音不予理會(huì)。多路復(fù)用基本概念波分多路復(fù)用在單一光纖內(nèi)同步傳輸多個(gè)不同波長的光波,使得數(shù)據(jù)傳輸速度和容量獲得倍增幾種通信系統(tǒng)有線載波通信光纖通信微波通信衛(wèi)星通信移動(dòng)通信有線傳輸無線傳輸有線載波通信有線載波通信:主要傳輸電話,電報(bào)、傳真、數(shù)據(jù)也可傳輸廣播、可視電話、電視節(jié)目依據(jù)所用的傳輸介質(zhì),有線載波通信可分為:
明線載波系統(tǒng)對(duì)稱電纜載波系統(tǒng)同軸電纜載波系統(tǒng)有線載波通信采用的傳輸介質(zhì):架空明線,對(duì)稱電纜,同軸電纜傳輸?shù)男盘?hào):電信號(hào)(模擬信號(hào),數(shù)字信號(hào))特點(diǎn)傳輸信號(hào)種類:模擬信號(hào)(例如,話音)
頻帶窄(300Hz~
3400Hz),傳輸容量有限(3~12路電話)易受氣候變化的影響,通信質(zhì)量不穩(wěn)定,因而多用于業(yè)務(wù)量較小的次要傳輸線路。
常見應(yīng)用電話系統(tǒng)架空明線(2線制標(biāo)準(zhǔn)電話線路)有屏蔽雙絞線(STP)無屏蔽雙絞線(UTP)種類與傳輸速率
三類線:10Mb/s
五類線:100Mb/s
六類線:200Mb/sRJ45接頭對(duì)稱電纜(4對(duì)雙絞線)對(duì)稱電纜(4對(duì)雙絞線)特點(diǎn): 數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)均可傳輸
各線對(duì)采用雙扭線,減少了線對(duì)之間的串?dāng)_ 頻帶較電話線寬,每對(duì)線可傳輸60路電話信號(hào),多線對(duì)能提供上千個(gè)話路,適用于干線通信缺點(diǎn):
容易受到外部高頻電磁波干擾,且線路本身會(huì)產(chǎn)生一定噪聲,誤碼率較高 如用作數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì),每隔一定距離需要使用中繼器或放大器常見應(yīng)用
電話系統(tǒng)(模擬信號(hào)) 局域網(wǎng)(數(shù)字信號(hào))同軸電纜具有良好的傳輸特性和屏蔽特性可以構(gòu)成大容量的載波通信系統(tǒng)一對(duì)小同軸管可提供數(shù)千個(gè)話路一對(duì)中同軸管可提供上萬個(gè)話路多管同軸電纜電路則能提供相當(dāng)大的傳輸容量用于主要傳輸干線同軸電纜種類: 基帶同軸電纜(50Ω):傳輸數(shù)字信號(hào) 寬帶同軸電纜(75Ω):傳輸模擬信號(hào)同軸電纜傳輸速率:取決于電纜長度例如:1km的同軸電纜其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到:1Gb/s~
2Gb/s常見應(yīng)用有線電視系統(tǒng)(模擬信號(hào))局域網(wǎng)(數(shù)字信號(hào))同軸電纜利用頻率分割原理,實(shí)現(xiàn)在有線信道上的多路復(fù)用過程:發(fā)信端的各路信號(hào)對(duì)不同載波頻率進(jìn)行調(diào)制,分別搬移到不同頻帶后,同時(shí)在同一線路上傳輸。收信端對(duì)線路信號(hào)放大后,按上述相反順序用濾波器分開各路信號(hào),經(jīng)過解調(diào)恢復(fù)原來的信息。 例如:有線電視信號(hào),它通過同軸電纜入戶,這個(gè)電纜同時(shí)承載有多個(gè)電視臺(tái)的信號(hào),家里的多個(gè)電視機(jī)可以接受相同的或者不相同電視臺(tái)信號(hào),每臺(tái)電視機(jī)接受什么信號(hào)由該臺(tái)電視機(jī)的選臺(tái)器決定。在同軸電纜中,不同的電視信號(hào)占用不同的頻率,互不干擾。光纖通信光波在纖芯中的傳輸原理
當(dāng)光線的入射角足夠大時(shí),就 會(huì)出現(xiàn)全反射,重復(fù)此過程, 光就沿著光纖傳播下去光纖種類
多模:纖芯直徑為50或62.5μm
,可以存在許多條入射角不同的光線,各自以不同的反射角全反射傳播下去(即:每一個(gè)光線有一個(gè)不同的模式)。一般在局域網(wǎng)中使用。
單模:纖芯直徑為8—10μm(一個(gè)光波波長),光線不出現(xiàn)反射,直接向前傳輸
。衰耗小,在2.5Gb/s
的高速率下傳輸數(shù)十公里而不必采用中繼器。光線光波在光纖中的傳播光纖通信光纖通信系統(tǒng)
調(diào)制器發(fā)信電路激勵(lì)電路信息解調(diào)器收信電路放大電路信息光纜中繼器發(fā)信設(shè)備收信設(shè)備電光變換器光電變換器光纖通信光纖通信優(yōu)點(diǎn)傳輸頻帶非常寬,通信容量大抗雷電和電磁干擾、抗輻射能力強(qiáng)無串音干擾,保密性強(qiáng),不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)傳輸損耗小,通訊距離長 數(shù)據(jù)速率為420Mbps、距離為119km、無中繼器時(shí),誤碼率為10-8重量輕,便于運(yùn)輸和鋪設(shè)光纖通信缺點(diǎn)精確連接兩根光纖比較困難微波通信微波:一種具有較高頻率(300MHz~300GHz)的電磁波。 波長很短,通常為1米至1毫米。 微波通信是眾多無線通信形式中的一種。有人認(rèn)為未來只有兩種通信手段:光纖:用于所有固定設(shè)備(電話、傳真機(jī)、計(jì)算機(jī))通信無線通信:用于所有移動(dòng)通信。無線通信無線通信原理利用電磁波可以在空間自由傳播的特性,通過調(diào)節(jié)電磁波的振幅、頻率或相位實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸信息。電磁波的種類與頻率范圍:無線電波:104~108(Hz)微波:108~
1011(Hz)
紅外線:1011~
1014(Hz)可見光:1014(Hz)紫外線:1014~
1016(Hz)X射線:1016~1022(Hz)伽瑪射線:1022~
1024(Hz)通信衛(wèi)星對(duì)流層不均勻體微波通信微波通信方式:
地面微波接力通信衛(wèi)星通信對(duì)流層散射通信微波通信地面微波接力通信
如終端站A,通過地面中繼站C,D,E,F,...,與另一終端站B進(jìn)行通信。中繼站之間的距離大致與塔高平方成正比。一般為50公里左右。衛(wèi)星通信
地球站G經(jīng)通信衛(wèi)星(空中微波中繼站)與另一地球站H進(jìn)行通信。是微波接力通信向太空的延伸。對(duì)流層散射通信
終端站X發(fā)出的微波信號(hào)經(jīng)對(duì)流層散射傳到另一終端站Y進(jìn)行通信。微波通信微波通信優(yōu)點(diǎn):
容量大可靠性高建設(shè)費(fèi)用低抗災(zāi)能力強(qiáng)移動(dòng)通信移動(dòng)通信
處于移動(dòng)狀態(tài)的對(duì)象之間的通信,包括尋呼系統(tǒng),蜂窩移動(dòng)電話(俗稱手機(jī)),集群調(diào)度,無繩電話和衛(wèi)星系統(tǒng)。
移動(dòng)通信蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)組成移動(dòng)臺(tái)、基站、移動(dòng)電話交換中心移動(dòng)電話網(wǎng)基站的有效區(qū)域移動(dòng)通信移動(dòng)臺(tái):是移動(dòng)的通信終端,它是接收無線信號(hào)的接收機(jī),包括手機(jī),呼機(jī),無繩電話等。基站:是與移動(dòng)臺(tái)聯(lián)系的一個(gè)固定收發(fā)機(jī),它接收移動(dòng)臺(tái)的無線信號(hào),每個(gè)基站負(fù)責(zé)與一個(gè)特定區(qū)域(10km~
20km的區(qū)域)的所有的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信。移動(dòng)交換中心:與基站之間通過無線微波、電纜或光纜交換信息,移動(dòng)交換中心再與公共電話網(wǎng)進(jìn)行連接。每個(gè)基站的有效區(qū)域既相互分割,又彼此有所交疊,整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)就像是蜂窩,所以也稱為“蜂窩式移動(dòng)通信”。
移動(dòng)通信
地理上每10km~
20km的區(qū)域(單元,形似蜂窩)內(nèi)的中央有一個(gè)基站,該單元內(nèi)所有移動(dòng)電話都向其基站發(fā)送信號(hào)。所有基站都通過微波或電纜、光纜與一個(gè)移動(dòng)交換中心通信。每個(gè)移動(dòng)電話每一時(shí)刻處于一個(gè)特定單元,即在該單元的基站控制之下。每個(gè)單元使用一套信號(hào)傳送頻率,每個(gè)通話使用兩個(gè)頻率(雙向傳輸),不同的通話使用不同的頻率。移動(dòng)通信蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展第一代:傳輸模擬信號(hào),使用頻段800/900MHz第二代:傳輸數(shù)字信號(hào),使用頻段900MHz~1800MHz
標(biāo)準(zhǔn)如下:
GSM(歐洲全數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng),全球可移動(dòng)通信系統(tǒng),全球通)
IS-54(美國移動(dòng)通信系統(tǒng),數(shù)字系統(tǒng)并兼容模擬系統(tǒng))
JDC(日本移動(dòng)通信系統(tǒng),數(shù)字系統(tǒng)并兼容模擬系統(tǒng))第三代:使用頻段3GHz4.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類網(wǎng)絡(luò)的工作模式網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)4.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的
組成與分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展聯(lián)機(jī)終端階段。遠(yuǎn)程終端利用通信線路與計(jì)算機(jī)主機(jī)連接,多個(gè)終端共享主機(jī)的資源。以主機(jī)為中心;多個(gè)終端,終端之間不能進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段。60年代末期,隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的推廣,把分散在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來,使各計(jì)算機(jī)之間可以共享資源,傳輸數(shù)據(jù)。采用分組交換技術(shù),把傳輸?shù)膱?bào)文分成分組,以適應(yīng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸突發(fā)性的特點(diǎn)。這一階段也稱為分組交換網(wǎng)時(shí)代。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)階段。1983年,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO給出了“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”O(jiān)SI/RM,凡是按照這一框架生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件都可以互聯(lián)起來。遵循OSI設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為“開放系統(tǒng)”。Internet階段。從20世紀(jì)90年代起,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用得到迅速的發(fā)展。人們通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸信息、檢索需要的信息已經(jīng)成為日常工作和生活不可缺少的組成部分。什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?性質(zhì):它是一種通信系統(tǒng)(與電話、電視系統(tǒng)不同,它是一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng))它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的延伸與擴(kuò)展(“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”——SUN公司)需要使用多種復(fù)雜的技術(shù)利用通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件,把位置分散的多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來的一個(gè)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)等“智能”
設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì):如雙絞線、光纜、無線電波等,用于傳輸數(shù)據(jù)通信控制設(shè)備:如網(wǎng)卡、集線器、交換器、調(diào)制解調(diào)器、路由器等,確保通信正確、可靠、有效地進(jìn)行通信協(xié)議——共同遵循的一組的規(guī)則和約定通信如何開始、如何結(jié)束?數(shù)據(jù)如何表示?命令如何表示?通信對(duì)象如何區(qū)分?其身份如何鑒別?發(fā)生錯(cuò)誤如何處理?等等。例如:TCP/IP,HTTP,FTP,POP3等網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議、管理網(wǎng)絡(luò)資源等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件:實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,如瀏覽器、電子郵件程序、QQ、搜索引擎等計(jì)算機(jī)組網(wǎng)的目的(1)數(shù)據(jù)通信使計(jì)算機(jī)之間可以相互傳送數(shù)據(jù),方便地交換信息(2)資源共享用戶可以共享網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)的軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源(3)實(shí)現(xiàn)分布式信息處理大型問題可以借助于分散在網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)計(jì)算機(jī)協(xié)同完成分散在各地各部門的用戶通過網(wǎng)絡(luò)合作完成一項(xiàng)共同的任務(wù)(4)提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和可用性計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可以互為后備計(jì)算機(jī)負(fù)荷過重時(shí),可將部分任務(wù)分配給空閑的計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按使用的傳輸介質(zhì)可分為:有線網(wǎng)■無線網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的使用性質(zhì)可分為:公用網(wǎng)■專用網(wǎng)■虛擬專網(wǎng)(VPN)按網(wǎng)絡(luò)的使用對(duì)象可以分為:企業(yè)網(wǎng)■政府網(wǎng)■金融網(wǎng)■校園網(wǎng)■
···按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地域范圍可以分為:局域網(wǎng)(LAN):使用專用通信線路把較小地域范圍(一幢樓房、一個(gè)樓群、一個(gè)單位或一個(gè)小區(qū))中的計(jì)算機(jī)連接而成的網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)(WAN):把相距遙遠(yuǎn)的許多局域網(wǎng)和計(jì)算機(jī)用戶互相連接在一起的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)有時(shí)也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)城域網(wǎng)或市域網(wǎng)(MAN):作用范圍在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間,其作用距離約為5km~50km,例如一個(gè)城市范圍的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)幾種網(wǎng)絡(luò)之間的相互關(guān)系廣域網(wǎng)城域網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)局域網(wǎng)校園網(wǎng)個(gè)人計(jì)算機(jī)將分散的用戶計(jì)算機(jī)(網(wǎng))接入特定城(廣)域網(wǎng)的各種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施4.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的
工作模式與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的2種工作模式資源:硬件、軟件、數(shù)據(jù)都是計(jì)算機(jī)的資源網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可以扮演2種不同的角色:客戶機(jī):需要使用其它計(jì)算機(jī)資源的計(jì)算機(jī)服務(wù)器:提供資源(如數(shù)據(jù)文件、磁盤空間、打印機(jī)、處理器等)給其它計(jì)算機(jī)使用的計(jì)算機(jī)每一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī),其“身份”或者是客戶機(jī),或者是服務(wù)器,或者兩種身份兼而有之計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有兩種基本的工作模式:對(duì)等(peer-to-peer,簡稱P2P)模式客戶/服務(wù)器(Client/Server,簡稱C/S)模式
對(duì)等工作模式(P2P)網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)既可以作為客戶機(jī)也可以作為服務(wù)器例:Windows操作系統(tǒng)中的“網(wǎng)上鄰居”ABLAN或WAN特點(diǎn):可共享的資源主要是文件和打印機(jī),由資源所在計(jì)算機(jī)自己管理,使用比較簡單不需要專門的硬件服務(wù)器,也不需要網(wǎng)絡(luò)管理員保證可靠性、安全性是關(guān)鍵A計(jì)算機(jī)可使用B的打印機(jī)B計(jì)算機(jī)可訪問A計(jì)算機(jī)硬盤中的文件互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的P2P工作模式P2P是通過網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間直接交換來共享計(jì)算機(jī)資源的一種應(yīng)用模式以前P2P模式以局域網(wǎng)使用居多,近些年它已在因特網(wǎng)上廣泛使用,例如:文件共享:BitTorrent(BT下載),eMule(電驢),迅雷即時(shí)通信:QQ、MSNMessenger流媒體服務(wù):Skype(網(wǎng)絡(luò)IP電話)對(duì)等協(xié)同計(jì)算P2P業(yè)務(wù)已占互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流量的60%以上PeerPeerPeer(P2P模式)ClientServerClientClient(C/S模式)客戶/服務(wù)器工作模式(C/S)特點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)有專門分工,有的是客戶機(jī),有的是服務(wù)器服務(wù)器大多是一些專門設(shè)計(jì)的性能較高的計(jì)算機(jī),并發(fā)處理能力強(qiáng),存儲(chǔ)容量大,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率高服務(wù)器按用途分為:Web服務(wù)器、打印服務(wù)器、郵件服務(wù)器、文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等文件服務(wù)器打印服務(wù)器客戶機(jī)客戶機(jī)提出服務(wù)請(qǐng)求,使用服務(wù)器所提供的資源服務(wù)器用于提供資源,為客戶機(jī)服務(wù)Client/Server的工作過程客戶機(jī)用戶必須預(yù)先在服務(wù)器上注冊(cè),由網(wǎng)絡(luò)管理員為該用戶分配訪問網(wǎng)絡(luò)資源的權(quán)限。每個(gè)注冊(cè)用戶都有自己的賬號(hào)和口令,并獲得使用某些服務(wù)的授權(quán)需要獲得服務(wù)時(shí),用戶應(yīng)先登錄(login,輸入用戶名和口令),登錄成功后才能訪問服務(wù)器上的資源客戶機(jī)向服務(wù)器提出請(qǐng)求(例如訪問某個(gè)文件),服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求,找到該文件,然后將文件傳送給客戶機(jī)(服務(wù)器)LAN或WAN(客戶機(jī))
請(qǐng)求
請(qǐng)求
結(jié)果
結(jié)果網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之1:文件服務(wù)文件服務(wù)(又叫做“共享存儲(chǔ)服務(wù)”)用戶可以使用服務(wù)器中可共享的數(shù)據(jù)文件,使用方法如同使用本地磁盤一樣必須在獲得服務(wù)器授權(quán)的情況下進(jìn)行文件服務(wù)器有訪問權(quán)限無訪問權(quán)限(如果是共享服務(wù)器中的程序,則一般是將該程序下載到客戶機(jī)中然后再在客戶機(jī)中運(yùn)行,需購買軟件的多用戶版本和軟件許可證)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之2:打印服務(wù)打印服務(wù):共享打印機(jī)打印服務(wù)器(管理程序)共享的打印機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)打印管理程序的一般原則是先來先服務(wù)(排隊(duì)處理)可以更改打印任務(wù)的順序,也可取消某個(gè)正在排隊(duì)的打印任務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之3:消息傳遞服務(wù)1.登錄到即時(shí)通信服務(wù)器3.給在線的伙伴發(fā)消息4.消息由服務(wù)器立即轉(zhuǎn)發(fā)給您的伙伴5.您的伙伴立即就能看到您發(fā)的消息2.服務(wù)器判斷有您的哪些朋友、家人、同事(稱為伙伴)已經(jīng)在線,并通知您知道(C/S工作模式)消息傳遞服務(wù):實(shí)現(xiàn)用戶間的相互通信,如電子郵件、QQ、短信息、IP電話、視頻會(huì)議等。例:QQ的工作過程4消息也可通過P2P方式直接發(fā)給您的伙伴網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之4:應(yīng)用服務(wù)例:銀行ATM自動(dòng)柜員機(jī)的工作過程:ATM機(jī)是金融計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的客戶機(jī),它是一臺(tái)嵌入式計(jì)算機(jī),供存款、取款、查詢等使用服務(wù)器在銀行的計(jì)算中心,它是一臺(tái)大(巨)型計(jì)算機(jī),具有一個(gè)非常龐大的賬目數(shù)據(jù)庫取款操作時(shí)的工作過程:ATM將用戶身份信息送到服務(wù)器服務(wù)器檢查是否為合法用戶,給出提示用戶輸入取款數(shù)服務(wù)器檢查是否在允許范圍,若可,記帳,發(fā)命令給ATM輸出現(xiàn)款···WAN應(yīng)用服務(wù)(applicationservice):為網(wǎng)絡(luò)用戶執(zhí)行信息處理任務(wù)的一種服務(wù)Client/Server的管理——
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(Networkoperatingsystem,
NOS)是指運(yùn)行在服務(wù)器上的操作系統(tǒng),有時(shí)也稱之為“服務(wù)器操作系統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的責(zé)任是:支持大量客戶機(jī)同時(shí)發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求并快速作出響應(yīng)管理并協(xié)調(diào)資源的分配與共享管理、監(jiān)測(cè)與記錄客戶機(jī)的操作 (記錄用戶每一次登錄和退出的時(shí)間,以及每一次使用服務(wù)器資源的情況)數(shù)據(jù)保護(hù)和錯(cuò)誤處理等當(dāng)前使用的主流網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主流網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng):UNIX系統(tǒng),穩(wěn)定性和安全性好,可用于大型網(wǎng)絡(luò)微軟公司的Windows系統(tǒng)服務(wù)器版(如WindowsNTServer、Windows2000Server,WindowsServer2003R2等,一般用于中低檔服務(wù)器)Linux,源代碼開放,可免費(fèi)得到許多應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)管理員(超級(jí)用戶)的職責(zé):為用戶建立賬號(hào)(開戶)、分配資源使用權(quán)限、撤銷賬號(hào)(銷戶)、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)正常工作和保證信息安全4.2計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)4.2.1
局域網(wǎng)的特點(diǎn)與組成4.2.2
常用局域網(wǎng)介紹4.2.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)與組成計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)(LAN)的特點(diǎn)為一個(gè)單位所擁有,地理范圍有限使用專門鋪設(shè)的傳輸介質(zhì)進(jìn)行連網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率高(10Mbps~10Gbps)、延遲時(shí)間短可靠性高、誤碼率低(10-8~10-11)路由器防火墻服務(wù)器共享打印機(jī)局域網(wǎng)集線器/交換機(jī)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)的組成網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都裝有網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC,簡稱網(wǎng)卡),網(wǎng)卡通過傳輸介質(zhì)把節(jié)點(diǎn)相互連接起來雙絞線、同軸電纜、光纖或者無線電波
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器工作站網(wǎng)絡(luò)接口卡傳輸介質(zhì)工作站工作站網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)設(shè)備(如工作站、服務(wù)器、打印機(jī)等)都稱為是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型局域網(wǎng)環(huán)型局域網(wǎng)星型局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)樹形局域網(wǎng)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸方法網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(如工作站、服務(wù)器、打印機(jī)等),都是數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹霸础被蛘摺澳康牡亍苯橘|(zhì)訪問地址(MAC地址):為了相互區(qū)別,局域網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)惟一的地址,稱為MAC地址數(shù)據(jù)傳輸方法:采用時(shí)分多路復(fù)用技術(shù),多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)不允許任何節(jié)點(diǎn)連續(xù)長時(shí)間傳輸數(shù)據(jù),所以必須預(yù)先把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成小塊(稱為“幀”,frame),每個(gè)節(jié)點(diǎn)每次只傳輸一個(gè)幀,確保任何節(jié)點(diǎn)都有傳輸數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的格式有效載荷(傳輸?shù)臄?shù)據(jù))校驗(yàn)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)MAC地址接收節(jié)點(diǎn)MAC地址發(fā)給哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)?校驗(yàn)信息隨同數(shù)據(jù)一起進(jìn)行傳輸,供接收節(jié)點(diǎn)在收到數(shù)據(jù)之后驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸是否正確哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù),如程序、郵件、MP3音樂等不同類型的局域網(wǎng),數(shù)據(jù)幀的格式各不相同:MAC地址的長度不同有效載荷的最大長度限制不同使用的校驗(yàn)方法不同其它組成部分什么是網(wǎng)卡(網(wǎng)絡(luò)接口卡)?網(wǎng)卡就是計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信控制器主要功能:實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)卡及其安裝筆記本電腦使用的網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)(工作站或服務(wù)器)都必須安裝網(wǎng)卡,不同類型的網(wǎng)絡(luò),需安裝使用不同類型的網(wǎng)卡由于芯片組集成度的提高,現(xiàn)在網(wǎng)卡的功能大多已集成在芯片組中,即所謂的“集成網(wǎng)卡”4.2.2常用局域網(wǎng)介紹近幾年局域網(wǎng)技術(shù)的變化與發(fā)展方向是:
◆技術(shù)單一化(交換式以太網(wǎng))
◆傳輸高速化(千兆網(wǎng)、萬兆網(wǎng))
◆主干采用樹形結(jié)構(gòu)
◆無線網(wǎng)開始普及常用局域網(wǎng)之1:總線式以太網(wǎng)以集線器(hub)為中心,每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過以太網(wǎng)卡和雙絞線連接到集線器的一個(gè)端口,通過集線器與其他節(jié)點(diǎn)相互通信
集線器ABCD把一個(gè)端口接收到的幀向所有端口分發(fā)出去,并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離,起著中繼器的作用
有效載荷(傳輸?shù)臄?shù)據(jù))校驗(yàn)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)MAC地址接收節(jié)點(diǎn)MAC地址AD(以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀)常見局域網(wǎng)之2:交換式以太網(wǎng)以以太網(wǎng)交換機(jī)(Ethernetswitch)為中心構(gòu)成以太網(wǎng)交換機(jī)是一種高速電子交換器,連接在交換機(jī)上的所有節(jié)點(diǎn)均可同時(shí)相互通信總線式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)Hub向所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀,由節(jié)點(diǎn)選擇接收交換機(jī)按MAC地址將數(shù)據(jù)幀直接發(fā)送給指定的節(jié)點(diǎn)1次只允許1對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的傳輸允許多對(duì)節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的傳輸實(shí)質(zhì)上是總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所有節(jié)點(diǎn)共享一定的帶寬每個(gè)節(jié)點(diǎn)各自獨(dú)享一定的帶寬以太網(wǎng)交換機(jī)123456常見局域網(wǎng)之3:千(萬)兆位以太網(wǎng)Web服務(wù)器郵件服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器網(wǎng)管工作站防火墻千兆交換機(jī)路由器光纜光纜光纜光纜雙絞線百兆交換機(jī)雙絞線光纜光纜網(wǎng)絡(luò)信息中心雙絞線教學(xué)樓圖書館化學(xué)樓物理樓實(shí)驗(yàn)室萬兆交換機(jī)不同速率的以太網(wǎng)交換機(jī)可以按層次方式互相連接起來,構(gòu)成“?!合怠摇⒔M”的多層次的局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)(光纖)的長度可達(dá)幾公里小結(jié):以太網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):增/刪節(jié)點(diǎn)容易成本低維護(hù)方便輕負(fù)載時(shí)效率高(節(jié)點(diǎn)少,或者信息發(fā)送不頻繁)缺點(diǎn):重負(fù)載情況下網(wǎng)絡(luò)性能將急劇下降,不適合實(shí)時(shí)性要求較高的環(huán)境,特別是總線式以太網(wǎng)常見局域網(wǎng)之4:無線局域網(wǎng)組成:通過無線網(wǎng)卡、無線接入點(diǎn)等設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)無線網(wǎng)卡集線器無線接入點(diǎn)無線接入點(diǎn)使用擴(kuò)頻方式通信,具有抗干擾、抗噪聲能力。室外覆蓋距離通??蛇_(dá)100~300米,室內(nèi)一般為30米左右每個(gè)無線節(jié)點(diǎn)都需要有1塊無線網(wǎng)卡無線局域網(wǎng)還不能完全脫離有線網(wǎng)絡(luò),它只是有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充無線接入點(diǎn)(WirelessAccessPoint,簡稱WAP或AP)提供從無線節(jié)點(diǎn)對(duì)有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對(duì)無線節(jié)點(diǎn)的訪問,實(shí)際上就是一個(gè)無線交換機(jī)。無線局域網(wǎng)通信協(xié)議802.11標(biāo)準(zhǔn)(Wi-Fi),其中:802.11a:25Mbps802.11g
:54Mbps802.11b(傳輸速率能根據(jù)環(huán)境變化),最大可達(dá)11Mbps藍(lán)牙(bluetooth)近距離無線數(shù)字通信的標(biāo)準(zhǔn),是802.11的補(bǔ)充最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1Mbps(有效傳輸速率為721kbps)傳輸距離為10cm~10m適合于辦公室或家庭環(huán)境的無線網(wǎng)絡(luò)無線局域網(wǎng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)具有很好的靈活性最大通信范圍可達(dá)幾米~幾公里組網(wǎng)、配置和維護(hù)較容易缺點(diǎn)還不能完全脫離有線網(wǎng)絡(luò),只是有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充傳輸速度較慢產(chǎn)品相對(duì)較貴
4.3
計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)4.3.1
專用廣域網(wǎng)4.3.2
公用數(shù)據(jù)網(wǎng)什么是計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)?廣域網(wǎng)(WAN)是跨越很大地域范圍(從幾十公里到幾千公里)并包含大量計(jì)算機(jī)的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn):遠(yuǎn)距離:需要使用遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路進(jìn)行通信大規(guī)模:網(wǎng)絡(luò)中包含大量的網(wǎng)絡(luò)(子網(wǎng))和計(jì)算機(jī),數(shù)量幾乎不受限制異構(gòu)性:進(jìn)行互連的局域網(wǎng)有多種不同類型從功能來說,廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)并無本質(zhì)區(qū)別,只是由于數(shù)據(jù)傳輸速率相差很大,一些在局域網(wǎng)上能夠?qū)崿F(xiàn)的功能在廣域網(wǎng)上可能效果欠佳廣域網(wǎng)的分類按用途分:專用廣域網(wǎng):由機(jī)構(gòu)或組織自行構(gòu)建,用于處理特定事務(wù)(如政府網(wǎng)、金融網(wǎng)、教育網(wǎng)、軍事網(wǎng)等)公用數(shù)據(jù)網(wǎng):由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商(如電信局、有線電視臺(tái))構(gòu)建,用于為社會(huì)公眾提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)按技術(shù)分:X.25網(wǎng)(低速)幀中繼網(wǎng)(中速)ATM網(wǎng)(中高速)·······不同局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)互聯(lián)而成的廣域網(wǎng)4.3.1專用廣域網(wǎng)政府網(wǎng)、金融網(wǎng)、科技網(wǎng)、教育網(wǎng)等一些系統(tǒng)和行業(yè)性的專用廣域網(wǎng),其主干部分和接入部分一般都使用電信部門提供的傳輸線路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建而成,很少有單位全部自行建設(shè)。
使用電話網(wǎng)連接遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)適合家庭用戶、外出公干人員和企事業(yè)單位的外地分支機(jī)構(gòu)聯(lián)網(wǎng)可用技術(shù):電話撥號(hào)ADSLISDN公用撥號(hào)電話網(wǎng)局域網(wǎng)MODEMMODEMMODEMMODEM必須使用調(diào)制解調(diào)器把數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬音頻信號(hào)進(jìn)行傳輸優(yōu)點(diǎn):交換方式簡單,建立一次可傳大量數(shù)據(jù)缺點(diǎn):線路利用率低,數(shù)據(jù)傳輸速度慢,通信質(zhì)量不穩(wěn)定,費(fèi)用較高(特別是長途通信)使用(遠(yuǎn)程數(shù)字通信)專線連接應(yīng)用:用作政府網(wǎng)、金融網(wǎng)、科技網(wǎng)等廣域網(wǎng)中的主干線路優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)每周7天、每天24小時(shí)的不間斷通信可根據(jù)需要租用不同的遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路(PDH或SDH)缺點(diǎn):租用專線的費(fèi)用較高遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路局域網(wǎng)局域網(wǎng)路由器租用的專線局域網(wǎng)局域網(wǎng)虛擬專網(wǎng)(VPN)構(gòu)建在幀中繼網(wǎng)、ATM網(wǎng)等公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,也可以構(gòu)建在因特網(wǎng)平臺(tái)之上,是一種邏輯上的專用網(wǎng)絡(luò),不必租用專線,但效果如同租用專線一樣采用隧道技術(shù)以及加密、身份鑒別等方法,信息安全可以得到保證優(yōu)點(diǎn):節(jié)省費(fèi)用、運(yùn)行靈活、易于擴(kuò)展、易于管理虛擬專網(wǎng)應(yīng)用前景廣闊,具體實(shí)施也不困難公用骨干網(wǎng)局域網(wǎng)
專線局域網(wǎng)撥號(hào)線4.3.2公用數(shù)據(jù)網(wǎng)什么是公用數(shù)據(jù)網(wǎng)?電信部門的傳統(tǒng)業(yè)務(wù):電話、電報(bào)和傳真20世紀(jì)80年代以來開展的新業(yè)務(wù):組建公用數(shù)據(jù)網(wǎng),向公眾提供數(shù)據(jù)通信服務(wù),如公用電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換(EDI)和因特網(wǎng)業(yè)務(wù)等公用數(shù)據(jù)網(wǎng)是國家的公用通信基礎(chǔ)設(shè)施之一,由國家統(tǒng)一建設(shè)、管理和運(yùn)營。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的主要特點(diǎn):傳輸?shù)氖菙?shù)字信息采用數(shù)字傳輸技術(shù)而非模擬傳輸技術(shù)主要采用分組交換技術(shù)而很少用電路交換技術(shù)什么是分組交換(PacketSwitching)?分組交換的要點(diǎn):被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須劃分為若干“分組”(packet,簡稱“包”)進(jìn)行傳輸每個(gè)分組中必須包含收發(fā)雙方的地址每個(gè)分組由分組交換機(jī)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)才能送達(dá)目的地每個(gè)分組的格式如下:有效載荷(傳輸?shù)臄?shù)據(jù))校驗(yàn)信息發(fā)送計(jì)算機(jī)地址目的計(jì)算機(jī)地址編號(hào)分組交換示意:321(c)132(b)不同的包在不同鏈路上進(jìn)行傳輸123321(d)到接收方后,再將收到的包按順序組合在一起321321(a)發(fā)送方將數(shù)據(jù)分成3個(gè)包表示分組交換機(jī)分組交換的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn):可同時(shí)處理許多不同的傳輸任務(wù),線路利用率較高收發(fā)雙方不必同步工作,當(dāng)接收方忙時(shí),數(shù)據(jù)可留在分組交換機(jī)中緩沖可以給數(shù)據(jù)建立優(yōu)先級(jí),使得重要的數(shù)據(jù)能優(yōu)先傳送實(shí)現(xiàn)分組交換的條件——“分組交換機(jī)”分組交換機(jī)的任務(wù)是:負(fù)責(zé)包的轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)分組交換的原理是:存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)+路由選擇分組交換機(jī)有許多端口,用來連接計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路分組交換機(jī)可以互連,以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和任意延伸網(wǎng)絡(luò)的連接距離使用分組交換機(jī)構(gòu)建廣域網(wǎng)計(jì)算機(jī)的編址方案使用兩個(gè)整數(shù)表示:第1個(gè)數(shù)表示分組交換機(jī)號(hào),第2個(gè)數(shù)表示計(jì)算機(jī)連接到該交換機(jī)上的端口號(hào)交換機(jī)1123412345交換機(jī)2123412345交換機(jī)3123451234交換機(jī)4123451234高速數(shù)字通信干線[1,2][1,5][3,2][3,5][4,1][4,3][4,5][2,3]分組交換機(jī)有許多端口,低速端口用來連接計(jì)算機(jī),高速端口則通過遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路連接另一交換機(jī),每個(gè)端口既可輸入也可輸出分組交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的過程發(fā)送數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)將包發(fā)給它所連接的分組交換機(jī)交換機(jī)每收到一個(gè)包,就檢查該包的目的地地址:若數(shù)據(jù)包目的地是直接與之相連的計(jì)算機(jī),交換機(jī)就將包發(fā)往該計(jì)算機(jī)若目的地不是本分組交換機(jī)上的計(jì)算機(jī),則選擇一個(gè)輸出端口,通過連接該端口的高速數(shù)字線路轉(zhuǎn)發(fā)給另一臺(tái)交換機(jī)(如果線路忙,則可放在對(duì)應(yīng)的緩沖器中排隊(duì)等候)下一臺(tái)交換機(jī)收到數(shù)據(jù)包之后,重復(fù)過程2直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目的計(jì)算機(jī)為止例1:計(jì)算機(jī)C發(fā)送數(shù)據(jù)包給計(jì)算機(jī)H例2:計(jì)算機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)包給計(jì)算機(jī)G交換機(jī)1123412345交換機(jī)2123412345交換機(jī)3123451234交換機(jī)4123451234高速數(shù)字通信干線[1,2][1,5][3,2][3,5][4,1][4,3][4,5][2,3]ABCDEFGH關(guān)于路由表的說明每臺(tái)分組交換機(jī)均有路由表1324目的地下一站-(1,3)4321(1,3)(1,3)目的地下一站(2,3)-4321(2,3)(2,4)目的地下一站(3,2)(3,3)4321-(3,4)目的地下一站(4,1)(4,4)4321(4,1)-(a)拓?fù)鋱D(b)交換機(jī)1(c)交換機(jī)2(d)交換機(jī)3(e)交換機(jī)4實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中包含了大量的網(wǎng)絡(luò)和交換機(jī),因此交換機(jī)中的路由表非常龐大和復(fù)雜由于交換機(jī)之間的連接以及計(jì)算機(jī)的接入情況經(jīng)常發(fā)生變化,因此路由表需要不斷進(jìn)行更新,路由器經(jīng)常向其它路由器廣播自己的路由信息,并獲取其他路由器的路由信息路由表是通過軟件自動(dòng)計(jì)算得到的,算法比較復(fù)雜1234常用的幾種公用數(shù)據(jù)網(wǎng)為適應(yīng)不同應(yīng)用的需要,常用的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)有:低速:X.25公共分組交換網(wǎng)(傳輸速率僅64kbps)利用公共電話網(wǎng)以分組交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸中速:使用光纖作為傳輸介質(zhì)幀中繼交換網(wǎng)(傳輸速率可達(dá)2Mbps)中高速:使用光纖作為傳輸介質(zhì)SMDS(交換多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng))ATM廣域網(wǎng)(155Mbps或者更高)4.4因特網(wǎng)的組成4.4.1
網(wǎng)絡(luò)互連與TCP/IP協(xié)議4.4.2
因特網(wǎng)的主機(jī)及域名4.4.3
因特網(wǎng)的接入4.4.1網(wǎng)絡(luò)互連與TCP/IP協(xié)議(1)TCP/IP協(xié)議(棧)(2)IP協(xié)議(IP地址和IP數(shù)據(jù)報(bào))(3)路由器和IP數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸(1)TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)互連問題為了把不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連成為一個(gè)巨大而統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò),允許網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)均可相互通信,必須解決:所有計(jì)算機(jī)應(yīng)統(tǒng)一編址傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包格式應(yīng)該統(tǒng)一···(b)用戶所看到的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)EthernetFDDIATM(a)實(shí)際的物理網(wǎng)絡(luò)IP路由器解決方案:統(tǒng)一采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連!異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互連的基本構(gòu)件:各種不同類型的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)必須解決的問題:1)所有計(jì)算機(jī)應(yīng)統(tǒng)一編址2)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包格式應(yīng)該統(tǒng)一解決方案:采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議——TCP/IP使用的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備:路由器TCP/IPEthernetFDDICSMA/CD10M-10G令牌100MATM面向連接100M-2GX.25(光纖、微波、衛(wèi)星、同軸、電話、雙絞線)虛電路廣域網(wǎng)局域網(wǎng)路由器路由器路由器局域網(wǎng)主機(jī)A主機(jī)C主機(jī)D主機(jī)B局域網(wǎng)什么是TCP/IP協(xié)議?TCP/IP是網(wǎng)絡(luò)互連的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),它包含了100多個(gè)協(xié)議,其中:TCP(傳輸控制協(xié)議)和IP(網(wǎng)際協(xié)議)是兩個(gè)最基本、最重要的協(xié)議4321網(wǎng)絡(luò)接口和硬件層(以太網(wǎng),FDDI,X.25,ATM等)網(wǎng)絡(luò)互連層(IP)傳輸層(TCP或UDP)應(yīng)用層(SMTP,HTTP,FTP等)如電子郵件、HTML文檔等應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為1個(gè)或多個(gè)TCP數(shù)據(jù)段或UDP數(shù)據(jù)段TCP或UDP數(shù)據(jù)報(bào)封裝為IP數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝為以太網(wǎng)信息幀或ATM信元后進(jìn)行傳輸負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)封裝為TCP或UDP數(shù)據(jù)報(bào),在兩個(gè)應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)封裝為IP數(shù)據(jù)報(bào),并負(fù)責(zé)把IP數(shù)據(jù)報(bào)從發(fā)送方計(jì)算機(jī)通過物理網(wǎng)絡(luò)傳送到接受方計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成能在物理網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)、廣域網(wǎng))中傳輸?shù)膸?,并進(jìn)行傳輸應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間通信時(shí)使用的協(xié)議TCP/IP協(xié)議特點(diǎn)1.適用于多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)
2.確保可靠的端端通信
3.與操作系統(tǒng)緊密結(jié)合
4.支持面向連接服務(wù)也支持無連接服務(wù)例:瀏覽網(wǎng)頁時(shí)使用的TCP/IP協(xié)議4321網(wǎng)絡(luò)接口和硬件層(以太網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)互連層(IP)傳輸層(TCP協(xié)議)應(yīng)用層(HTTP協(xié)議)HTML文檔(網(wǎng)頁)HTML文檔轉(zhuǎn)換為多個(gè)
TCP數(shù)據(jù)報(bào)TCP數(shù)據(jù)報(bào)封裝為IP數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝為以太網(wǎng)信息幀進(jìn)行傳輸瀏覽器使用HTTP協(xié)議向Web服務(wù)器請(qǐng)求網(wǎng)頁網(wǎng)頁所對(duì)應(yīng)的HTML文檔拆分并封裝為若干個(gè)TCP數(shù)據(jù)報(bào),由Web服務(wù)器一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行發(fā)送負(fù)責(zé)把每個(gè)TCP報(bào)封裝為IP數(shù)據(jù)報(bào),在路由器之間進(jìn)行傳送,直到目的計(jì)算機(jī)所在局域網(wǎng)連接的路由器為止路由器負(fù)責(zé)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成以太網(wǎng)幀,在局域網(wǎng)中傳輸給瀏覽器(2)IP地址和IP數(shù)據(jù)報(bào)(IP協(xié)議第4版)因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)如何統(tǒng)一編址?因特網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)使用“IP地址”作為其標(biāo)識(shí)IP地址的特點(diǎn):惟一性:網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有一個(gè)與眾不同的惟一的IP地址簡明性:所有地址的長度都是32個(gè)二進(jìn)位IP地址的格式:包含類型號(hào)、網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)
3個(gè)部分A類地址B類地址C類地址主機(jī)號(hào)(24位)網(wǎng)絡(luò)號(hào)0主機(jī)號(hào)(8位)網(wǎng)絡(luò)號(hào)011主機(jī)號(hào)(16位)網(wǎng)絡(luò)號(hào)01指明計(jì)算機(jī)所屬網(wǎng)絡(luò)的編號(hào)指明計(jì)算機(jī)在該網(wǎng)絡(luò)中的編號(hào)指明該IP地址的類型:分為A,B,C,D,E五類IP地址5類IP地址的具體格式01234310111組播地址D類01234311111備用E類00181631網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)A類(超大型網(wǎng)絡(luò),擁有大量主機(jī)(≤16777214),只有不超過126個(gè)網(wǎng)絡(luò)可獲得A類地址)012163101網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)B類(規(guī)模適中的網(wǎng)絡(luò)(≤65534臺(tái)主機(jī))使用B類地址,首字節(jié)大于等于128但小于192
)01232431011網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)C類(用于主機(jī)不超過254臺(tái)的小型網(wǎng)絡(luò),其IP地址的首字節(jié)大于等于192但小于224
)兩個(gè)特殊的IP地址:主機(jī)號(hào)為“全0”的IP地址,稱為網(wǎng)絡(luò)地址,用來表示整個(gè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào)為“全1”的IP地址,稱為直接廣播地址,指整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)IP地址的“點(diǎn)分十進(jìn)制”表示IP地址是一個(gè)32位的地址碼,書寫和記憶很不方便“點(diǎn)分十進(jìn)制”表示:用4個(gè)十進(jìn)制數(shù)來表示一個(gè)IP地址,每個(gè)十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)IP地址中的8位(1個(gè)字節(jié)),相互間用小數(shù)點(diǎn)“.”隔開。例如:800011010000010100010001100110000A類地址810000010000110000010001101000100B類地址211000110011101110001011100001100C類地址點(diǎn)分十進(jìn)制表示二進(jìn)制表示IP地址類型IP地址首字節(jié)取值網(wǎng)絡(luò)號(hào)取值舉例
A類11261126 42B類128191128.0191.255 1C類192223192.0.0223.255.255 2A、B、C三類IP地址的十進(jìn)制表示:網(wǎng)絡(luò)類型、網(wǎng)絡(luò)號(hào)和IP地址舉例128.10.0.010.0.0.0191.211.0.0192.5.48.015795紅色表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)IP地址主機(jī)IP地址主機(jī)IP地址主機(jī)IP地址A類網(wǎng)絡(luò)C類網(wǎng)絡(luò)路由器路由器路由器B類網(wǎng)絡(luò)B類網(wǎng)絡(luò)IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式相互連接的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),它們使用的數(shù)據(jù)包(或幀)格式互不兼容,因此不能直接將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)送來的包傳送給另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)解決方法:IP協(xié)議定義了一種獨(dú)立于各種物理網(wǎng)的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)包格式,稱為IP數(shù)據(jù)報(bào)(IPdatagram)IPv4數(shù)據(jù)報(bào)格式:頭部03478151631數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)(最少1B,包含頭部最大64KB)接收IP數(shù)據(jù)報(bào)的主機(jī)IP地址32bit發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)的主機(jī)IP地址32bit數(shù)據(jù)報(bào)總長度16bit服務(wù)類型頭部長度版本號(hào)標(biāo)志片偏移13bit頭部檢驗(yàn)和16bit生成時(shí)間8bit協(xié)議8bit標(biāo)識(shí)16bit可選字段(長度可變)填充源地址和目的地址有效載荷校驗(yàn)信息(3)路由器如何工作?路由器的作用與連接路由器是一種能夠連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的分組交換機(jī),其作用是:按照路由表在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包根據(jù)需要對(duì)數(shù)據(jù)包的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換路由器的IP地址設(shè)置:當(dāng)路由器某端口連接一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)時(shí),該端口應(yīng)分配IP地址該端口的IP地址,其網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須與所連接物理網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同例:
78.0.0.15223.240.129.17223.240.129.2223.240.129.5131.108.99.5131.108.99.2網(wǎng)絡(luò)地址
A類網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)地址B類網(wǎng)絡(luò)FDDI廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址C類網(wǎng)絡(luò)R1R2主機(jī)A主機(jī)B1212路由器的工作過程工作過程:發(fā)送端計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)封裝成IP數(shù)據(jù)報(bào)的形式,發(fā)送給路由器路由器接收到IP數(shù)據(jù)報(bào)之后,根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)中目的地主機(jī)的IP地址,查找路由表,選擇轉(zhuǎn)發(fā)路徑根據(jù)下個(gè)網(wǎng)絡(luò)所使用的協(xié)議,將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成相應(yīng)的數(shù)據(jù)包(幀)格式,送入緩沖器中排隊(duì)在數(shù)據(jù)鏈路空閑時(shí)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到另一網(wǎng)絡(luò)若目的地計(jì)算機(jī)就在該網(wǎng)絡(luò)上,則送達(dá)計(jì)算機(jī),否則再傳送給下一個(gè)路由器進(jìn)行處理例:主機(jī)A=>主機(jī)B223.240.129.17
78.0.0.15223.240.129.2FDDI廣域網(wǎng)131.108.99.5R1R2131.108.99.2223.240.129.5主機(jī)A主機(jī)B12124.4.2因特網(wǎng)的主機(jī)及域名因特網(wǎng)的發(fā)展過程因特網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng))是將遍布世界各地的計(jì)算 機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的一個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡史:起源于1969年的美國國防部ARPANET計(jì)劃(4個(gè)大學(xué)互連)1971:擴(kuò)展至15個(gè)節(jié)點(diǎn)1982:確定TCP/IP協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)1991:TimBerners-Lee推出World-WideWeb(WWWorWeb)20世紀(jì)90年代起,美國政府機(jī)構(gòu)和公司的計(jì)算機(jī)也紛紛入網(wǎng),并迅速擴(kuò)大到全球約100多個(gè)國家和地區(qū)TimBerners-LeeInternet用戶數(shù)目的增長(Source:聯(lián)合國)截止到2008年3月31日,全球因特網(wǎng)用戶數(shù)目已達(dá)14億因特網(wǎng)主機(jī)的IP地址及其域名因特網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議由大量網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)互連而成,網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)主機(jī)都有一個(gè)IP地址IP地址用4個(gè)十進(jìn)制數(shù)字來表示,不便記憶和使用因特網(wǎng)采用域名(domainname)作為IP地址的文字表示,易用易記。例如:江蘇大學(xué)的WWW服務(wù)器的IP地址是:3它對(duì)應(yīng)的域名是:用戶可以按IP地址訪問主機(jī),也可按域名訪問主機(jī)主機(jī)IP地址與域名的關(guān)系:一個(gè)IP地址可對(duì)應(yīng)多個(gè)域名,一個(gè)域名只能對(duì)應(yīng)一個(gè)IP地址主機(jī)從一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)移到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí),其IP地址必須更換,但可以保留原來的域名。因特網(wǎng)域名的結(jié)構(gòu)域名的格式:
5級(jí)域名.4級(jí)域名.3級(jí)域名.2級(jí)域名.頂級(jí)域名舉例:
中國江蘇大學(xué)校園網(wǎng)www服務(wù)器的域名為:
www.ujs.edu.cn
主機(jī)名.網(wǎng)絡(luò)名.機(jī)構(gòu)名.國家名美國哈佛大學(xué)校園網(wǎng)www服務(wù)器的域名為:
www.harvard.edu
主機(jī)名.網(wǎng)絡(luò)名.機(jī)構(gòu)名因特網(wǎng)域名命名規(guī)則只許使用字母、數(shù)字和連字符,以字母或數(shù)字開頭并結(jié)尾,域名總長度不超過255個(gè)字符頂級(jí)域名規(guī)定:國際頂級(jí)域名,int(國際組織)國家頂級(jí)域名,例:cn(中國),uk(英國)通用頂級(jí)域名<機(jī)構(gòu)名>:com(營利性組織),net(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)),美國專用:org,edu,gov,mil等我國對(duì)二級(jí)域名的規(guī)定:機(jī)構(gòu)類別域名:
ac科研機(jī)構(gòu),com企業(yè),net網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu),
org非營利性組織,edu教育機(jī)構(gòu),gov政府部門行政區(qū)域域名:例:bj北京,sh上海,js江蘇因特網(wǎng)的域名空間為避免域名重復(fù),因特網(wǎng)的域名空間劃分為許多不同的域,每個(gè)域又分若干子域,從而構(gòu)成因特網(wǎng)的域名空間cnedunju因特網(wǎng)域名空間milgovcomnetorgukedu根intacnetseutsinghuapkuwwwbbscs……頂級(jí)域名二級(jí)域名三級(jí)域名四級(jí)域名cctvwww域名系統(tǒng)與域名服務(wù)器域名系統(tǒng)(DomainNameSystem,DNS)將主機(jī)域名翻譯為主機(jī)IP地址的軟件,它是一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。域名服務(wù)器(DomainNameServer,DNS)運(yùn)行域名系統(tǒng)軟件的一臺(tái)服務(wù)器
每個(gè)因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)或校園網(wǎng)都有一個(gè)域名服務(wù)器,它用于實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)主機(jī)域名與IP地址的轉(zhuǎn)換為實(shí)現(xiàn)域名的查找,需要在本地網(wǎng)域名服務(wù)器與上級(jí)網(wǎng)的域名服務(wù)器之間建立鏈接域名解析舉例域名解析:將主機(jī)域名翻譯為主機(jī)IP地址的過程例:從訪問paradisc.ulcc.uk時(shí)取得對(duì)方主機(jī)IP地址的過程為:主機(jī)
查找的本地域名服務(wù)器查找的域名服務(wù)器查找cn的域名服務(wù)器查找根域名服務(wù)器查找uk的域名服務(wù)器查找ulcc.uk的域名服務(wù)器得到主機(jī)paradisc.ulcc.uk的IP地址然后再送回給:主機(jī)根域名服務(wù)器4.4.3因特網(wǎng)的接入城域網(wǎng)在因特網(wǎng)接入中起重要作用單位用戶:用戶計(jì)算機(jī)接入局域網(wǎng),局域網(wǎng)通過路由器并租用電信局的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信線路接入因特網(wǎng)家庭用戶:通過電話撥號(hào)、ADSL、光纖等方式接入ISP的路由器,ISP的路由器接入因特網(wǎng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型:Ethernet(因特網(wǎng)) ■
WAN(廣域網(wǎng))MAN(城域網(wǎng)) ■
CAN(校園網(wǎng))LAN(局域網(wǎng)) ■
PAN(個(gè)人區(qū)域網(wǎng))什么是城域網(wǎng)?以光纖傳輸網(wǎng)為平臺(tái),以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ),通過各種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,將城市范圍內(nèi)的大量局域網(wǎng)互連起來,實(shí)現(xiàn)同城信息本地交換,提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體、IP接入和各種增值業(yè)務(wù)服務(wù)。特別是大規(guī)模的因特網(wǎng)接入服務(wù),它采用多種寬帶和窄帶接入技術(shù),滿足了人們方便地訪問因特網(wǎng)的需求因特網(wǎng)與城域網(wǎng)城域網(wǎng)在因特網(wǎng)接入中起重要作用城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的分工:由城域網(wǎng)承擔(dān)因特網(wǎng)的用戶接入任務(wù)由廣域網(wǎng)承擔(dān)高速高服務(wù)質(zhì)量的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸與交換的任務(wù)。城域網(wǎng)的組成:核心是高速寬帶主干網(wǎng)(Backbone),它一方面與國家主干網(wǎng)連接,提供城市的寬帶IP出口,另一方面外連著許多匯聚點(diǎn)(POP)匯聚點(diǎn)(POP)匯接接入網(wǎng)的流量,進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯聚、轉(zhuǎn)發(fā)與交換接入網(wǎng)解決“最后一公里”問題,可使用不同接入技術(shù):電話撥號(hào)接入 ●ADSL接入有線電視接入 ●光纖接入●無線接入POP寬帶主干網(wǎng)接入網(wǎng)用戶用戶用戶POP用戶用戶用戶用戶接入網(wǎng)國家網(wǎng)主干接入技術(shù)1:電話撥號(hào)接入通過本地公用電話網(wǎng)接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備:電話MODEM(調(diào)制解調(diào)器)技術(shù)原理:數(shù)字調(diào)制最高傳輸速率:56Kbps把計(jì)算機(jī)送出的數(shù)字信號(hào)采用頻移(或相移)鍵控的方法調(diào)制成為適合于在用戶線上傳輸?shù)囊纛l模擬信號(hào)把從電話線接收到模擬信號(hào)恢復(fù)成數(shù)字信號(hào)送給計(jì)算機(jī)MODEM本地電話網(wǎng)MODEM計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)音頻模擬信號(hào)計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)計(jì)算機(jī)用戶數(shù)字信號(hào)缺點(diǎn):傳輸速率低每次都要撥號(hào)上網(wǎng)時(shí)不能通電話費(fèi)用不便宜接入技術(shù)2:ADSL不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL):也通過本地公用電話網(wǎng)接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置:
ADSLModem
以太網(wǎng)網(wǎng)卡原理:頻分多路復(fù)用+數(shù)字調(diào)制傳輸速率:上傳:64kbps~256kbps下行速度:1~8Mbps頻率25.875kHz1.104MHz上行通道下行通道語音頻道4.3125kHz的子通道4kHz224個(gè)下行子通道26個(gè)上行子通道138kHz(1)上網(wǎng)和通話互不影響(2)不需要繳付額外的電話費(fèi)(3)傳輸速率可根據(jù)線路情況調(diào)整電話機(jī)PC機(jī)以太網(wǎng)卡(住戶)ADSLMODEM電話交換機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)(ISP)(電話局)ADSLMODEM濾波器電話機(jī)濾波器接入技術(shù)3:有線電視網(wǎng)接入有線電視已經(jīng)廣泛采用光纖同軸電纜混合網(wǎng)(HybridFiberCoaxial,簡稱HFC)進(jìn)行信息傳輸。HFC主干線部分采用光纖連接到小區(qū),然后在“最后1公里”時(shí)使用同軸電纜以樹枝型總線方式接入用戶居所。HFC網(wǎng)絡(luò)接入因特網(wǎng)時(shí)大部分采用傳統(tǒng)的高速局域網(wǎng)技術(shù),但最重要的組成部分也就是同軸電纜到用戶電腦這一段使用的是電纜調(diào)制解調(diào)器(CableMODEM)技術(shù)CableMODEM的基本原理與ADSL相似有線電視網(wǎng)絡(luò)(HFC)分頻器接入技術(shù)4:光纖接入使用光纖作為計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)的主要傳輸介質(zhì),分為:光纖到小區(qū)(FTTZ):將光網(wǎng)絡(luò)單元放置在小區(qū)某處,為整個(gè)小區(qū)服務(wù)光纖到大樓(FTTB):將光網(wǎng)絡(luò)單元放置在大樓內(nèi),以每棟樓為單位,提供高速數(shù)據(jù)通信、遠(yuǎn)程教育等寬帶業(yè)務(wù),主要為單位服務(wù)光纖到家庭(FTTH):將光網(wǎng)絡(luò)單元放置在樓層或用戶家中,由幾戶或1戶家庭專用,為家庭提供寬帶業(yè)務(wù)“光纖到樓、以太網(wǎng)入戶”(FTTx+ETTH)的原理:小區(qū)核心交換機(jī)城域網(wǎng)骨干交換機(jī)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元光纖雙絞線雙絞線光纖城域網(wǎng)樓道交換機(jī)小結(jié)物理層:包括傳輸介質(zhì)、調(diào)制與復(fù)用技術(shù)、信號(hào)編碼方法、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)鏈路層:計(jì)算機(jī)編址方法,數(shù)據(jù)幀(分組)格式、共享介質(zhì)方法、差錯(cuò)檢測(cè)與對(duì)策等 (不同的局域網(wǎng)和不同的廣域網(wǎng),相互之間的主要區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路層采用了不同的協(xié)議) (鏈路層協(xié)議由網(wǎng)卡、集線器等組網(wǎng)設(shè)備的硬件實(shí)現(xiàn))網(wǎng)絡(luò)互連層(IP層):統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)編址,統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分組格式(IP數(shù)據(jù)報(bào)),將各種不同的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的差異向高層屏蔽起來,達(dá)到構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的虛擬網(wǎng)絡(luò)的目的 (IP協(xié)議在計(jì)算機(jī)中由軟件實(shí)現(xiàn),在路由器等互連設(shè)備中由硬件實(shí)現(xiàn))傳輸層(TCP/UDP):解決1)應(yīng)用程序之間如何通信;2)可靠性問題應(yīng)用層:不同應(yīng)用使用不同的協(xié)議因特網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò),其構(gòu)造是分層次的,核心的IP協(xié)議解決了異構(gòu)性問題遠(yuǎn)程連接4.5因特網(wǎng)提供的服務(wù)4.5.1
電子郵件4.5.2WWW4.5.3
遠(yuǎn)程文件傳輸FTP4.5.4遠(yuǎn)程登錄因特網(wǎng)提供了豐富的信息服務(wù)電子郵件(E-mail)信息服務(wù)(WWW)文件傳輸(FTP)遠(yuǎn)程登錄(Telnet)電子公告牌(BBS)即時(shí)通信(IM)專題討論(USENET)網(wǎng)絡(luò)游戲電子商務(wù)P2P內(nèi)容共享Blog(博客)IP電話IPTVRSS訂閱Web信息網(wǎng)格計(jì)算
4.5.1電子郵件功能與特點(diǎn)工作原理使用須知電子郵件(E-mail)的特點(diǎn)電子郵件與傳統(tǒng)郵政服務(wù)的區(qū)別:使用電子文檔代替紙質(zhì)文檔使用網(wǎng)絡(luò)傳輸代替人工投遞特點(diǎn):快捷性方便性(在任何地方均可接收和發(fā)送郵件)不受時(shí)區(qū)影響可使用多媒體表示郵件內(nèi)容具有地址簿功能,群體通信極為方便可提供免費(fèi)服務(wù)(HotMailGmailYahoo等)可使用計(jì)算機(jī)管理郵件(整理、編輯、歸檔)電子郵件如何開通?向某個(gè)電子郵件服務(wù)提供商申請(qǐng)開戶,在開戶的電子郵件服務(wù)器中獲得一個(gè)屬于自己的電子郵箱每個(gè)電子郵箱都有一個(gè)惟一的地址,郵箱地址由兩部分組成,如:
xyzwer@郵箱所在郵件服務(wù)器的域名用來確定接收/發(fā)送郵件的郵件服務(wù)器郵箱名用來確定郵件服務(wù)器中郵箱在客戶計(jì)算機(jī)中安裝并運(yùn)行電子郵件程序(如OutlookExpress,F(xiàn)oxmail等),用戶即可收、發(fā)、閱讀或刪除郵箱中的郵件電子郵件的組成1.郵件頭部,包括:發(fā)信人地址、接收人地址(允許多個(gè))、 抄送人地址(允許多個(gè))、主題2.附件中可以包含一個(gè)或多個(gè)文件,文件類型可以任意3.郵件的正文,可包含文本和圖像,文本可以使用不同的編碼字符集(電子郵件協(xié)議:MIME)郵件可以包含多媒體信息101100110001100011001001010011000110100101000...電子郵件的內(nèi)容采用MIME協(xié)議,因而郵件中可以包含中西文字、圖片、聲音等多媒體信息電子郵件的工作原理發(fā)信人計(jì)算機(jī)郵件撰寫程序郵件發(fā)送程序收信人計(jì)算機(jī)郵件閱讀程序郵箱訪問程序因特網(wǎng)收信人郵件服務(wù)器郵件發(fā)送隊(duì)列收信人郵箱收到的郵件
POP3協(xié)議發(fā)送的郵件
SMTP協(xié)議發(fā)信人郵件服務(wù)器郵件發(fā)送隊(duì)列發(fā)信人郵箱SMTP協(xié)議電子郵件系統(tǒng)按C/S模式工作。發(fā)送郵件一般采用SMTP協(xié)議,若收信人郵件地址不存在,則退回信件并通知發(fā)信人;接收郵件采用POP3協(xié)議,需驗(yàn)證用戶身份之后才能讀出郵件或下載郵件
?4.5.2WWW什么是WWW?WWW(WorldWideWeb)原先是Internet的一種信息服務(wù),有人譯作萬維網(wǎng)、環(huán)球網(wǎng),或稱Web網(wǎng)、3W網(wǎng),由歐洲核物理研究中心(CERN)提出功能:最初的功能:信息服務(wù)——查找資料、交換文檔、獲取信息資源
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