第七章計算機網絡與應用[本章要點]7.3計算機網絡概述7.2數據通信的基本原理7.4計算機局域網6.5Internet基礎6.6Internet的接入方式7.3計算機網絡一、什么是計算機網絡將地理位置不同且具有獨立功能的多個計算機系統通過通信線路和通信設備相互連接在一起、由網絡軟件進行管理、能實現數據通信和資源共享的系統稱為計算機網絡。二、網絡的形成與發展遠程終端聯機階段計算機網絡階段計算機網絡互聯階段信息高速公路階段6.1計算機網絡概述1）．計算機網絡的初級階段——

遠程聯機系統即由一臺主機和若干臺終端通過通信線路連接起來計算機線路控制器前端機集中器高速線路終端（1）計算機線路控制器調制解調器調制解調器調制解調器調制解調器調制解調器調制解調器終端終端電話線電話線低速線路終端終端（2）2）．計算機網絡階段--即將在不同地區的多臺計算機主機連接起來，而各計算機又自成系統ARPANET的結構HHHHIMPIMPIMPIMPTIPTT主機接口信息處理機終端接口終端處理機IMP:InterfaceMessageProcessor接口信息處理機終端接口處理機TIPTransactionInterfaceProcessor3)計算機網絡互聯階段—將兩種網絡互聯起來，形成更大的網絡。4）信息高速公路階段—1993年，美國提出“國家信息基礎設施”，將分散的計算機資源通過高速通信網實現共享，以提高國家的綜合實力和人民的生活質量。三、網絡的功能數據通信資源共享資源指計算機系統的軟、硬件和數據資源提高計算機的可靠性和可用性網絡上的每臺計算機都可相互成為后備機，一旦某臺出現故障，它的任務可由其他計算機完成分布式處理

將一個大型問題，交由不同的計算機分別同時進行處理。四、網絡的基本組成從計算機網絡的各部件主要完成兩種功能，即網絡通信和資源共享。把計算機網絡中實現網絡通信功能的設備及其軟件的集合稱為網絡的通信子網，而把網絡中實現資源共享功能的設備及其軟件的集合稱為資源子網。

資源子網由連網的服務器、工作站、共享的打印機和其它設備及相關軟件所組成。局域網而言，通信子網由網卡、線纜、集線器、中繼器、網橋、路由器、交換機等設備和相關軟件組成。

五、計算機網絡的分類(按通信距離分類)6.1計算機網絡概述廣域網WAN（WideAreaNetwork）跨度極，可覆蓋多個部門或國家。網絡上的計算機稱為主機（host），通過通信子網連接，實現資源子網中的資源共享城域網MAN（MetropolitanAreaNetwork）擴大了局域網的范圍，使用類似于局域網的技術，它可能覆蓋一個城市。作用距離在10到上百公里之間局域網LAN（Localareanetwork）地理范圍一般在幾百米到幾公里之間，適用于一個建筑物（辦公樓）或相鄰的大樓內，屬于一個部門或者單位組建的專用網絡，如公司或高校的校園內部網絡LAN相當于某廠、校的內部電話網，MAN猶如某地只能拔通市話的電話網，WAN好像國內直拔電話網，因特網則類似于國際長途電話網。局域網（LAN）是由某種類型的電纜把計算機直接連在一起的網絡。大多數的廣域網是通過電話線路連接的，少數的也采用其它類型的技術，如衛星通訊。局域網間是怎樣連接的？它是通過一種叫做路由器（router）的專門設備來實現的。

六、網絡傳輸介質傳輸介質是通信中實際傳送信息的載體。計算機網絡中采用的物理傳輸可分為有線和無線兩大類。 雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線媒體。

衛星通信、無線電通信、微波通信、紅外通信、激光通信的載體都是屬于無線媒體。6.2數據通信基礎圖7-9單模與多模光纖的區別無線傳輸介質

無線電波微波這一頻段電磁波只能以直線的方式進行傳播,不能繞開建筑物和其他障礙物。微波沿地面直線傳播，因為地球表面曲率的原因，在一定的距離以后，所發的信號就不再被有效接收，為了解決這一問題，每隔幾十千米就要建一個中繼站。在早期的電視傳輸中就是利用這種方式.6.2數據通信基礎圖7-10電磁波的頻譜6.2數據通信基礎直接視線衛星和微波使用的是同一個頻段，它位于一個相對固定位置(一般在赤道上空的同步軌道上)作為轉發器。由地面的衛星地面站將信息進行處理并發送到衛星上(這一過程稱為上傳)，再由衛星將信號進行放大后發向指定區域(此過程稱為轉發)。中間電磁波要兩次經過電離層，電離層對電磁波有吸收作用。所以在使用衛星進行轉發的時候，信號要有足夠的功率和選擇受吸收影響最小的頻段，才能保證傳輸的順利進行。衛星在這一過程中將信號進行放大，以保證有足夠的功率來穿透電離層6.2數據通信基礎7.2數據通信的基本原理一、通信系統模型發送方編碼與調制通信信道干擾解碼與解調接收方數字信號調幅調頻調相1010”多路復用、單向：發送信道、接受信道“信道：傳輸信號的抽象路徑。表示某一方向傳遞某種信息的媒體。子信道“信道”的概念的理解奈奎斯特定理在帶寬為B的傳輸系統上用兩種電壓（高或低電平）編碼數據，則每秒最多可傳輸2B位。若用N種電壓編碼數據，則為：最大數據傳輸速率

C=2Blog2N(bps)———反映了媒體最大的傳輸速率（bps），C與B成正比，故常用帶寬來表示媒體傳輸速率。二、帶寬的兩個概念hz?bps?帶寬（Bandwidth）：媒體能夠傳輸的最高頻率與最低頻率的差值，單位是赫茲（Hz）.

如電話信號的頻率是300-3300Hz,它的帶寬是3000Hz.

人喉（300~3k）-人耳（20~20k）系統比特率（bitrate）:——數據傳輸速率：

數字系統每秒傳輸的數據的比特位，bps（bitspersecond）香農定理由于實際通信系統總是被一些稱為噪聲的背景干擾限制，奈奎斯特的傳輸速率無法達到，香農提出在噪聲影響下的最大數據傳輸速率

C=Blog2（1＋S/N）(bps)其中，B是信道帶寬，S是平均信號強度，N是平均噪聲強度。三、基帶傳輸與寬帶傳輸1．基帶傳輸技術直接將二進制信號以電脈沖信號形式進行傳輸，對信號未作任何調制，稱為基帶傳輸。不歸零編碼曼徹斯特編碼時鐘數據010010110基帶描述的是信息可以以數字形式在單一信道中傳輸的通信系統。而這樣的信道占有傳輸媒介的整個帶寬(獨占)。基帶系統中的每個設備都共享相同的信道（不能使用同時）。半雙工發送接收雙向通道發送接收基帶傳輸占用的頻率范圍為信道提供的全部帶寬。基帶系統也可以以半雙工方式支持雙向信號流。2．寬帶傳輸與信號的調制數字量通過載波（頻率恒定的連續模擬信號）傳輸叫做寬帶傳輸。載波受數字量的調制（調制方式有調頻、調幅和調相），載波頻率帶可以分布在很寬的范圍，所以稱為寬帶。

有三種調制方式：ASK調幅:頻率、相位不變而振幅變FSK:調頻:振幅、相位不變而頻率變PSK調相:頻率、振幅不變而相位變”多路復用，單向“數字信號ASKFSKPSK1010所謂寬帶，是指：1）某種傳輸媒介的寬頻帶特性；2）可以同時傳輸多種信號和業務的能力——多路復用。寬帶系統必須為數據的發送和接收提供獨立的線路。圖7-5頻分多路復用示意圖波分多路復用（圖7－6）、時分多路復用分組交換（包交換）分組交換把大的數據塊分割成數據分組（也稱數據包），對各個數據分組獨立選擇路徑進行發送，接受后重新組裝。下圖是分組終端A向分組終端C發送分組的示意圖分組交換機分組終端A分組終端BA發出6個報文分組分組終端C分組到達順序四、網絡通信協議協議的概念（7.3.6節）為使網內各計算機之間的通信可靠有效，通信雙方必須共同遵守的規則和約定稱為通信協議。協議的分層把各種特定功能分離開，向上一層提供服務。并使其實現對其他層次來說是透明（看不見）的。例：不同地點不同語言的人通信：ISO提出的OSI參考模型（開放系統互連參考模型）開放系統A物理層協議層序號邏輯數據單位表示層協議應用層協議開放系統B數據鏈路層協議網絡層協議傳輸層協議會話層協議物理層表示層應用層數據鏈路層網絡層傳輸層會話層物理層表示層應用層網絡層傳輸層會話層167345位報文報文分組（包）報文報文2數據鏈路層幀傳輸介質TCP/IP協議（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol），全稱為傳輸控制協議/網際協議1．TCP/IP與Internet：TCP/IP是Internet上采用的協議。2．TCP/IP的體系結構TCP/IP和OSI模型的對應如下圖：網絡接口層應用層WAN技術：串行線、幀中繼、ATM網際層傳輸層物理層表示層應用層數據鏈路層網絡層傳輸層會話層OSI模型LAN技術：以太網、令牌環、FDDITCP/IP周四上機前，數據庫SQL練習要課下先寫。7.4計算機局域網一、局域網的基本概念在較小的地理范圍內，利用通信線路將許多數據設備連接起來，實現彼此之間的數據傳輸和資源共享的系統稱為局域網特點：以微機為主要建網對象較小的地理覆蓋范圍具有較高的帶寬，一般為10~1000Mbps拓樸結構簡單傳輸速率高，誤碼小建網周期短，成本低；為單位獨有，易管理，設備易更新是指計算機網絡的硬件系統的連接形式即網絡的硬件布局，通常用不同的拓撲來描述對物理設備進行布線的不同方案最常用的網絡拓撲有：總線型所有的結點連接到一根線上

環型形成封閉環路星形在中央結點為中心，其他結點與中央結點相連網狀其中某結點可與多個結點相連

混合

6.3計算機局域網二、局域網的拓樸結構6.3計算機局域網

星形集線器服務器服務器工作站工作站工作站工作站工作站打印機打印機總線型服務器服務器工作站工作站打印機打印機工作站工作站工作站工作站工作站環型網狀各種網絡拓撲結構（2）環型（1）總線型（3）星型（4）樹型（5）網狀三、局域網的工作模式(bukao)對等（PeertoPeer）模式客戶機/服務器模式瀏覽器/服務器模式6.3計算機局域網四、局域網互聯技術

當信號在線纜中傳輸時會受到干擾，產生衰減。如果信號衰減到一定的程度，信號將不能識別，計算機之間不能通信。所以在網絡中必須使用一些中間設備（中間系統），ISO的術語稱之為中繼（relay）系統。根據中繼系統所在的層次，可以有以下幾種中繼系統：（1）物理層中繼系統，即中繼器或轉發器（repeater）（2）特殊的中繼系統集線器（hub）；（3）數據鏈路層中繼系統，即網橋或橋接器（bridge）（4）網絡層中繼系統，即路由器（router）；（5）在網絡層以上的中繼系統，即網關（gateway）

1、中繼器（Repeater)：它的作用是放大信號，補償信號衰減，支持遠距離的通信。

6.3計算機局域網中繼器中繼器中繼器中繼器2、集線器（HUB）是一種特殊的中繼器

，能夠提供更多端口服務，又稱為多口中繼器集線器的分類（1）根據集線器外形尺寸分類分為機架式集線器和桌面式集線器。（2）根據集線器端口所提供的數據傳輸速率分類根據集線器端口所提供數據傳輸速率的不同，可分為10M，100M，10/100M雙速集線器等三種。6.3計算機局域網6.3計算機局域網3、網橋（Bridge）網橋將兩個相似的網絡連接起來，并對網絡數據的流通進行管理。它工作于數據鏈路層，不但能擴展網絡的距離或范圍，而且可提高網絡的性能、可靠性和安全性。網絡1和網絡2通過網橋連接后，網橋接收網絡1發送的數據包，檢查數據包中的地址，如果地址屬于網絡1，它就將其放棄，相反，如果是網絡2的地址，它就繼續發送給網絡2。

4、交換機與交換網絡交換機（Switch）：也稱為多口網橋。6.3計算機局域網圖7-19交換式局域網與

共享介質局域網的區別5.路由器（Router）:

接入廣域網（互聯網）6.3計算機局域網5.路由器連接不同傳輸速率并運行于各種環境的局域網和廣域網，也可以采用不同的協議。路由器工作在OSI模型的第三層。路由器不僅能追蹤網絡的某一節點，還能和交換機一樣，選擇出兩節點間的最近、最快的傳輸路徑。6.網關(Gateway)網關也稱為協議轉換器，是一種復雜的網絡連接設備，可以支持不同協議之間的轉換，通過重新封裝信息以使它們能被另一個系統讀取，實現不同協議網絡之間的互連。

6.3計算機局域網圖7-22網關的工作原理7.5Internet基礎一、Intenet的發展

1.Internet的概念

Internet是通過網絡互聯設備把全球不同地方的多個網絡或網絡群體連接起來餓巨大的網絡，我國推薦的中文名稱是因特網，也稱作網際網或互聯網。

2.Internet的產生過程前身是美國國防高級研究計劃局ARPA所建立的軍用計算機網APPAnet。20世紀80年代以來，由于Intenet

在美國獲得巨大成功，吸引了世界各個國家紛紛加入。

3.我國互聯網發展現狀我國于1994年4月起正式加入Internet,有教育和科研計算機網(CERNET)、公用計算機互聯網(CHINANET)等等二、Internet的IP地址與域名1.Internet的通信協議(TCP/IP協議)TCP/IP是TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的縮寫，意思是“傳輸控制協議/網際協議”。是Internet的通信協議。它采用把信息打包的方法來簡化各種不同類型的電腦之間的信息傳輸。因而所有的計算機或網絡若與Internet相連，就必須遵守這一共同的通信協議6.4Internet基礎6.4Internet基礎TCP/IP協議的體系結構分為四層:2.IP地址的組成與分類就象世界上不同國家、不同地區的每一臺電話機都有單一的國家地區號和電話號碼一樣，Internet的每一臺服務器或計算機也有單一的IP網間協議地址號，簡稱IP地址，以便Internet上其他的計算機可以找到。IP地址由4個字節共32位組成，用4個由點號（.）隔開的數字表示，如（每字節取0-255）。一個IP地址有兩個部分：網絡號和主機號。網絡號是一個網絡在Internet上唯一標識，主機號是一臺網絡設備在特定網絡內的唯一編號，這樣一個IP地址就在整個Internet上唯一地標識了一臺網絡設備6.4Internet基礎

網絡號

主機號0網絡地址(7位)10110網絡地址(21位)1110MulticastAddress主機地址(24位)網絡地址(14位)主機地址(16位)主機地址(8位)ABCD8bits8bits8bits8bits為了給不同規模的網絡提供必要的靈活性，IP地址的設計者將IP地址空間劃分為五個不同的地址類別，下面為A、B、C、D四類地址空間A類IP地址的第一段數字范圍為00000001

00…0(連續24個0）至01111110

11…1(連續24個1)即～126.255.255.255，每個A類地址可連接224(16777214)臺主機，Internet上有126個A類地址。——分配給大型網絡。B類IP地址的第一段數字范圍為10000000000000

00…0(連續16個0）至1011111111111

11…1(連續16個1)即～55，每個B類地址可連接65534臺主機，Internet上有16384個B類地址。——分配給中型網絡。同理我們可以得到：C類IP地址的第一段數字范圍為～55，每個C類地址可連接254臺主機，Internet上有2097152個C類地址。D類IP地址的第一段數字范圍為224～239，D類地址用作多目的地信息的傳輸，給因特網體系結構研究委員會IAB使用。E類IP地址的第一段數字范圍為240～254，E類地址保留，僅作為Internet的實驗和開發之用。如JWC.JMU.EDU.CNIP地址為6?特殊的IP地址

（1）回送地址：IP地址為127.*.*.*的地址。（2）直接廣播地址：主機地址全為1的地址，每個網絡都有一個。（3）有限廣播地址：32位全為1的地址。用于本網廣播。（4）網絡地址：主機地址為0的地址表示網絡地址，用來表示一個網絡。（5）全0地址：32位全為0的地址，是默認路由。3.子網掩碼---要了解其作用子網掩碼也是一個32位地址，其作用是：

用于屏蔽IP地址的一部分以區分網絡標識和主機標識，并說明該IP地址是在局域網上，還是在遠程網上。

只有同在一個子網中的主機才能互相通訊聯系，否則就要通過特殊手段了例1：設IP地址為，子網掩碼為40。先將十進制轉換成二進制,然后進行與運算

IP地址：11000000

10101000

00001010

00000010

子網掩碼：11111111

11111111

11111111

11110000

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

與運算：11000000

10101000

00001010

00000000

則可得其網絡標識為，主機標識為2。

凡與該子網掩碼與后的結果為的,即為在同一個子網中.4.域名系統DNS(DomainNameSystem)意義：

Internet引進了字符形式的IP地址，即域名。域名采用層次結構的基于“域”的命名方案，每一層由一個子域名間用“.”分隔，其格式為：

機器名.網絡名.二級域名.最高域名

如:其中，cn代表中國，edu代表教育部門，jmu是集美大學的英文簡稱，www則是此臺服務哭的名稱。由字符組成的主機名雖然便于記憶，但卻不能直接被Internet所識別，為了讓Internet能夠識別，就必須要找到對應于這個主機名的IP地址。“域名系統”（DNSDomainNameSystem)就是負責將字符構成的主機名“翻譯”成IP地址。如上所述，字符域名格式為：機器名.網絡名.二級域名.最高域名其中，最高域各與二級域名有一定的標準：最高域名有兩類：一類是全球性的域名，通常按網絡性質劃分：

Com商業組織edu

教育機構gov政府部門Net網絡組織org非盈得組織 第二類是每一個國家或地區特有的代碼：

Cn

中國hk

香港mo澳門tw

臺灣jp日本uk英國二級域名與頂級域名類似，也分兩類，一類表示網絡性質，一類表示國內的各省、市。Com商業組織edu

教育機構gov政府部門Net網絡組織org非盈得組織ac科研部門省市：bj

北京sh

上海fj

福建省gd

廣東省…例：

為索尼公司；

北京大學;

福建省政府

集美中學6.統一資源定位器我們要訪問集美大學主頁：

http://www．jmu．edu．cn

而訪問教務處網頁下的一個通知：

http:///tongzhi/2005/syk1202.htm這樣的地址，稱統一資源定位器(UniformResourceLocator,簡稱URL)URL是一種標準化的命名方法，它可以用統一的格式來表示Internet提供的各種服務中信息資源的地址，以便在瀏覽器中使用相應的服務。URL格式：協議://主機名/文件路徑前面例子中使用的是http協議，常見的協議還有file,mailto,ftp,news等。文件名若未指定，自動尋找根目錄下的”index.htm”或“default.htm“文件。

三.Internet提供的服務

1.電子郵件服務

2.WWW服務

3.FTP服務

4.搜索引擎1、電子郵件（ElectronicMail）電子郵件的傳輸是通過電子郵件的簡單傳輸協議SMTP（SimpleMailTransferProtocol）這一系統軟件實現的。電子郵件系統的硬件是一個大容量，高性能的計算機，也稱為郵件服務器（MailServer），郵件服務器的硬盤作為用戶信箱的存儲介質，每位擁有Email使用帳號的用戶被分配一定的存儲空間作為個人的信箱。電子郵件地址由用戶名和主機域名地址兩個部分組成，中間用“@”符號分割。格式：

用戶名@郵件服務器主機的域名地址或IP地址如：nrcce@6.4Internet基礎6.4Internet基礎2、文件傳輸FTP（FileTransferProtocol）

文件傳送協議FTP（FileTransferProtocol）是Internet文件傳送的基礎。通過該協議，用戶可以從一個Internet主機向另一個Internet主機拷貝文件。

FTP曾經是Internet中的一種重要的交流形式。目前，我們常常用它來從遠程主機中拷貝所需的各類軟件。

與大多數Internet服務一樣，FTP也是一個客戶機/服務器系統。用戶通過一個支持FTP協議的客戶機程序，連接到在遠程主機上的FTP服務器程序。用戶通過客戶機程序向服務器程序發出命令，服務器程序執行用戶所發出的命令，并將執行的結果返回到客6.4Internet基礎戶機。比如說，用戶發出一條命令，要求服務器向用戶傳送某一個文件的一份拷貝，服務器會響應這條命令，將指定文件送至用戶的機器上。客戶機程序代表用戶接收到這個文件，將其存放在用戶目錄中。

在FTP的使用當中，用戶經常遇到兩個概念：“下載”（Download）和“上傳”（Upload）。“下載”文件就是從遠程主機拷貝文件至自己的計算機上；“上傳”文件就是將文件從自己的計算機中拷貝至遠程主機上。用Internet語言來說，用戶可通過客戶機程序向（從）遠程主機上傳（下載）文件。

訪問普通的FTP服務器1.打開IE瀏覽器，在“地址”欄內輸入ftp服務器的地址，并且在前面加上“ftp://”，如“ftp://ftp.guangztc.edu.cn”。是不是有點像打開自己計算機的文件夾的感覺。至于文件的下載，就和我們熟悉的文件管理沒有什么差別，將要下載的文件復制，再粘貼到本地計算機的任何一個文件夾中就行了。訪問特定的FTP服務器站點有些FTP服務器是不能匿名訪問的，要求訪問者擁有自己的帳號和密碼。比如一些個人主頁網站就是如此。那么使用IE瀏覽器也可以登錄訪問。只是輸入地址欄的內容稍微改變一下。比如我在00這個FTP服務器里擁有自己的帳號（lamsir)和密碼（abc123），那么在地址欄里我們按這樣的格式輸入地址：

ftp://帳號:密碼@服務器地址/

就可以登錄FTP服務器，進行訪問了。在這里，我們輸入

“ftp://lamsir:abc123@00”。

3、萬維網WWW

WWW是英文WorldWideWeb的縮寫，在我國又稱為萬維網，它是一個遍布在Internet上的全球性的超媒體系統。通過超連接（Hyperlink）的觀念，使用超文本標注語言（HTML,HypertextmarkupLanguage）和超文本傳輸協議（HTTP）的技術，把分散在世界各地的文件通過計算機網絡連接在一起，文字、圖形、聲音以及影像資料，都可以利用簡單一致的接口，通過網絡輕易地傳輸和瀏覽。6.4Internet基礎6.5Internet的接入方式

一、電話撥號接入一般撥號連接Internet的用戶，都是通過電話線連接到Internet上的，連入Internet的每個用戶都會被分配一個臨時的動態IP地址，一旦從Internet上斷開連接，該IP地址就立即被回收，留待分配給其它申請連接的用戶。具有這種動態分配IP地址功能的計算機稱為“接入服務器”。撥號用戶在撥號上網以前，必須向提供“接入服務”的Internet服務提供商申請一個帳號和口令，即進行用戶注冊，在成功注冊的同時將獲得一個相應的電子郵件地址。二、寬帶接入方式ADSL接入技術ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLoop)非對稱數字用戶環路使用現有普通電話線路來傳送高速寬帶數字信號的一種全新的網絡接入技術,只需在普通電話線兩端加裝一對特殊的MODEM,一個接在用戶計算機上,一個接在電信網里,可同時打電話和上網。CableMODEM接入方式利用有線電視網絡接入互聯網6.5Internet的接入方式三、局域網接入方式通過局域網連接Internet時，需要在計算機中添加一張網卡，通過傳輸介質（如雙絞線、電纜、光纖等）將本地計算機與Internet服務器相連。6.5Internet的接入方式6.6Internet的信息檢索與發布一、Internet信息檢索搜索引擎（searchengine):一種瀏覽和檢索數據集的工具在Internet中www服務器的數目已非常龐大，怎樣才能知道在哪些網站中有我們需要的信息呢？為了解決這個問題，網上出現了許多被稱為“搜索引擎”的www站點。與一般站點不同，它們提供的信息是全世界范圍內的www服務器地址及其內容。人們可以在這些網站中查詢與某個主題有關的www服務器的地址。比較流行的搜索引擎有：Google百度Yahoo!搜狐在搜索中，可輸入一個關鍵字，也可輸入兩個以上的關鍵字，可以用and或+表示與（在Google中用空格表示與），用OR表示或，用“-”號表示減除無關資料。注意，要搜索詞中含