计算机导论 第八讲-计算机网络基础知识
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主要功能：
a. 连接网络层之上执行不同协议的子网，组成异构的互连网； b. 对不兼容的高层协议(传输层及其以上各层)进行转换。
8.2 计算机网络系统的组成(续11)
2. 软件 (1) 网络操作系统
NetWare UNIX Linux Windows NT Windows 2000 Server Windows 2003 Server
d. NWLink 协议 WINDOWS-NT中IPX/SPX协议的兼容协议。它适应了
微软的操作系统和网络环境，当需要利用Windows系统进入 NetWare服务器时，NWLink通信协议是最好的选择。
8.2 计算机网络系统的组成(续14)
e. 网关软件 f. 路由软件
(3) 网络服务应用软件 参见8.3节 Internet基础 (4) 网络安全软件 防火墙、安全与加密软件等
2. 功能 计算机网络的主要功能有哪些？
（1）数据传输 （2）资源共享(共享信息、存储设备、打印机等) （3）协同处理与分布计算 （4）代替传统通信方式(邮件、电话、视频通信等) （5）提供商务、购物、娱乐、交友、管理等服务(Internet)
2
8.1 计算机网络的基本概念(续1)
3. 历史 第一阶段：萌芽阶段(20世纪60年代末至70年代初)
(中继器、集线器、交换机、路由器、网桥、网关)
8.2 计算机网络系统的组成(续1)
网络服务器(Server)
网络中负责提供各种服务或者连接其它网络的计算机。 如：WEB服务器(提供WWW,即网页浏览服务)；
FTP服务器(提供文件下载服务)； 数据库服务器； 网关服务器(提供协议转发服务)； 路由服务器(提供路由服务)； DNS服务器(提供Internet域名解析服务)； 邮件服务器(提供E-Mail收发服务) ……
(2) 网络连接驱动程序
一般由网络设备生产商以及ISP服务商提供。
8.2 计算机网络系统的组成(续12)
(3) 协议支持以及转换程序
a. TCP/IP协议 (Transmission Control Protocol and Internet Protocol) 它是微软公司为了适应不断发展的网络，实现自己主流
1969年，美国国 防部ARPANET 网
异地数台小 型计算机互联成 实验性网络
APRANET
2020/12/3
3
8.1 计算机网络的基本概念(续4)
树型
2020/12/3
网型
如：Internet
6
8.1 计算机网络的基本概念(续5)
5. 分类 (1) 按联网距离划分
a. 局域网(LAN, Local Area Network) 联网工作范围在十几米至一千米左右，如：同一个房间、一 幢楼房等。
8.2 计算机网络系统的组成(续15)
3. 组网 (1) 局域网的常见组网模式
双
公
网
共
卡
网
网关
以太网
早期大学 机房常见
Client/Server 总线型模式
8.2 计算机网络系统的组成(续16)
广城 域域 网网
网关
Hub/Switcher/Router
服务器
非 必 备
目前大学机 房、学生宿 舍、小区宽 带、一般企 业均如此
主要功能：
a. 按路由实现报文转发； b. 实现异种网之间的传输层以上的协议转换。 c. 能过滤广播信息以避免网络拥塞并具有网络流量控制功能。
8.2 计算机网络系统的组成(续9)
网桥(Bridge)
又称桥接器，它工作在数据链路层，能将一个较大的LAN 分 割为多个网段，或将两个以上的 LAN互连组成一个扩展的逻 辑局域网络，LAN上的所有用户都可访问服务器。
8.4共享 2. 共享打印机
8.1 计算机网络的基本概念
1. 概念 什么是计算机网络？
计算机网络(Computer Network) 就是将地理上分散布置的 具有独立功能的多台计算机（系统）或由计算机控制的外部 设备，利用通信手段通过通信设备和线路连接起来，按照特 定的通信协议进行信息交流，实现资源共享的系统。
8.2 计算机网络系统的组成(续4)
中继器
工作于物理层起信号放大作用。
中继器 中继器
中继器 中继器
8.2 计算机网络系统的组成(续5)
集线器(Huber)
集线器有4端口、8端口、16端口和32端口等不同规格。其 中一个端口和网络连接，其他的端口和网络中的计算机连接 。 多个集线器可以级连，形成树型的网络结构。集线器的 传输带宽可分为10M、100M、10/100M自适应、1000M。 在星型结构中，它是连接的中间结点，以广播方式工作。 所有设备共享Hub的带宽，也就是说，如果Hub的带宽是 100M，连结了10个设备，每个设备为10M。 Hub所有端口共享一个MAC地址。
例如：前面8比特为发送者地址; 中间8比特为收信者地址; 后面的比特为传送的信息。
语义：比特流每一部分的含义。 时序：数据的发送速率与同步控制方法。
8.1 计算机网络的基本概念(续9完)
(2) 开放系统互连模型(OSI)
应用层
应用层: 为用户提供各种服务, 如: 电子邮件协议 表示层：用户信息的编码与加密等, 如: SSL安全协议 会话层：管理和中止收发者的通信连接(会话)
8.2 计算机网络系统的组成(续3)
同轴电缆(Coaxial Cable)
类似于闭路电视线，成本较高，传输距离短(几十至数百米)。
双绞线(Twisted Pair)
成本低，传输距离一般不超过100米(目前连网主力线型)。
类别 1类 2类 3类 4类 5类 超5类
最大传输率 (bps)
56K
1M
16M 20M 100M 100M
8.1 计算机网络的基本概念(续6)
(2) 按连网通信介质分类
a. 有线网(Wire Network) 同轴电缆连接；双绞线连接；光纤连接
b. 无线网(Wireless Network) 无线电通信连接
(3) 按服务范围分类
a. 外网(Internet) 即国际互连网
b. 内网(Intranet) 如：企业内部网；校园网
操作系统与其它系统间不同网络的互连而开发的协议，这是 目前Internet网络的主要协议。 b. NETBEUI协议(NetBIOS Extend User Interface)
它是由IBM公司于1985年专门为几台到百台计算机所组 成的单段网络而设计的。 优点：体积小、速度快，适用于早期的微软操作系统。 缺点：不支持路由，也不具备层网络寻址功能。
b. 城域网(MAN, Metropolitan Area Network) 城域网使用类似于局域网的技术，它可能覆盖一个城市，传 输速率通常在10Mbps以上，作用距离在10到50公里之间。
c. 广域网(WAN, Wide Area Network) 其工作范围在几十公里到几千公里，它可以在一个省、一个 国家内，或者跨越几个洲，遍布全世界。
主要应用：
1. a. 连接两个或两个以上同构的LAN; 2. b. 扩展工作站的平均占有频带; c. 扩展LAN的地址范围; d. 提高网络性能及可靠性。
8.2 计算机网络系统的组成(续10)
网关(Gateway)
又称网间连接器或协议转换器。网关在传输层上以实现网 络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不 同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连 层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
8.2 计算机网络系统的组成(续6)
交换机(Switcher)
交换机原来是公用电话网中的关键设备，用来实现主叫 和被叫之间的接续。将这种交换技术的基本原理应用于计算 机网络，就形成了网络交换机。
网络交换机在许多情况下可以代替网络集线器，或者将 交换功能置入集线器中，形成交换式集线器。集线器主要是 通过广播方式来完成计算机之间的连接和通信，而交换式集 线器或交换机则是通过端口到端口的传递来完成计算机之间 的接续。
第八讲 计算机网络基础知识
8.1 计算机网络的基本概念
1. 概念
2. 功能 3. 历史
4. 拓扑结构 5. 分类 6. 网络通信协议
8.2 计算机网络系统组成
1. 硬件 2. 软件 3. 组网
8.3 Internet基础
1. 概念
2. 通信协议
4. IP地址与域名
4. 接入方法 5. 应用软件与服务 6. 网络管理与安全
NETBEUI帧中唯一的地址是数据链路层的媒体访问控制 (MAC)地址，该地址标识了网卡但没有标识网络。
8.2 计算机网络系统的组成(续13)
c. IPX/SPX协议 (Internetwork Packet Exchange/Sequence Packet Exchange) 即网际包交换/顺序包交换。它是NOVELL公司用于 NETWARE网络客户端/服务器的协议群组，避免了 NETBEUI的弱点。如 IPX具有完全的路由能力，可用于大型 企业网。它包括32位网络地址，在单个环境中允许有许多路 由网络。但是，带来了新的不同弱点(如IPX的可扩展性受到 其高层广播通信和高开销的限制)。
8.1 计算机网络的基本概念(续7)
(4) 按网络技术分类
a. 以太网(Ethernet) 总线型 b. 令牌环网(Token Ring) 环型 c. 光纤分布数据接口网(FDDI, Fiber Distributed Data Interface) d. 异步传输网(ATM, Asynchronous Transfer Mode) e. 数字数据网(DDN, Digital Data Network) f. 综合服务数字网(ISDN, Integrated Service Digital Network) g. 非对称用户数字环线网
表示层 会话层
传输层：将高层报文转换到低层协议发送, 如: TCP 网络层：广域网中结点到结点间的信息传递协议 数据链路层：局域网中相邻结点间的信息传递协议
传输层 网络层
物理层：物理信号的协议
数据链路层
物理层
8.2 计算机网络系统的组成
1. 硬件
(1) 网络服务器(Server) (2) 网络工作站(Station) (3) 网络适配器(Network Adapter) (4) 传输介质(同轴电缆、双绞线、光纤、无线电) (5) 网络连接设备
8.2 计算机网络系统的组成(续2)
网络工作站(Station)
网络中的普通用户计算机，也常称为客户(Client)。 对等网络：网络中没有专门的服务器。
网络适配器(Network Adapter)
一般是指网卡(NIC)即网络接口卡，又叫网络适配器。 它负责计算机与网络介质之间的电气连接。 目前微机中常见网卡为PCI接口, 采用32位数据线, 通信速率: 10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自适应、1000Mbps。 无线网卡： IEEE802.11g协议速率可达54Mbps。 网卡MAC地址：每块网卡全世界唯一的身份号。
宽就是10M； c. 每个端口拥有自己的MAC地址。 d. 它是一个网络设备，拥有路由器的一部分功能，它可以决定
接收到的数据向什么地方发送，它的速度比路由器要快。
8.2 计算机网络系统的组成(续8)
路由器(Router)
广域网的通信过程与邮局中信件传递的过程类似，都是根据 地址来寻找到达目的地的路径，这个过程在广域网中成为“路 由(Routing)”。路由器负责不同广域网中各局域网之间的地 址查找(建立路由)、信息包翻译和交换 ；实现计算机网络设备 与电信设备电气连接和信息传递。
(ADSL, Asymmetrical Digital Subscriber Loop)
8.1 计算机网络的基本概念(续8)
(6) 按使用协议分类
a. TCP/IP b. Novell c. Microsoft
6. 通信协议 (1) 什么是通信协议？
通信协议是指收信者和发信者关于通信方法的约定，包括 语法、语义和时序三项内容，英文统称Protocol。 语法：指通信的数据格式或者数据表示顺序。
使用交换机或者交换式集线器可以极大地改善网络的传 输性能，使用户得到满意的服务。因此，网络交换机以及交 换式集线器的应用是越来越普遍。
8.2 计算机网络系统的组成(续7)
交换机的特点：
a. 用于星型结构时，它作为中心结点起放大信号的作用； b. 端口不共享带宽，如果是一个10M的switch，那么每端口带
a. 连接网络层之上执行不同协议的子网，组成异构的互连网； b. 对不兼容的高层协议(传输层及其以上各层)进行转换。
8.2 计算机网络系统的组成(续11)
2. 软件 (1) 网络操作系统
NetWare UNIX Linux Windows NT Windows 2000 Server Windows 2003 Server
d. NWLink 协议 WINDOWS-NT中IPX/SPX协议的兼容协议。它适应了
微软的操作系统和网络环境，当需要利用Windows系统进入 NetWare服务器时，NWLink通信协议是最好的选择。
8.2 计算机网络系统的组成(续14)
e. 网关软件 f. 路由软件
(3) 网络服务应用软件 参见8.3节 Internet基础 (4) 网络安全软件 防火墙、安全与加密软件等
2. 功能 计算机网络的主要功能有哪些？
（1）数据传输 （2）资源共享(共享信息、存储设备、打印机等) （3）协同处理与分布计算 （4）代替传统通信方式(邮件、电话、视频通信等) （5）提供商务、购物、娱乐、交友、管理等服务(Internet)
2
8.1 计算机网络的基本概念(续1)
3. 历史 第一阶段：萌芽阶段(20世纪60年代末至70年代初)
(中继器、集线器、交换机、路由器、网桥、网关)
8.2 计算机网络系统的组成(续1)
网络服务器(Server)
网络中负责提供各种服务或者连接其它网络的计算机。 如：WEB服务器(提供WWW,即网页浏览服务)；
FTP服务器(提供文件下载服务)； 数据库服务器； 网关服务器(提供协议转发服务)； 路由服务器(提供路由服务)； DNS服务器(提供Internet域名解析服务)； 邮件服务器(提供E-Mail收发服务) ……
(2) 网络连接驱动程序
一般由网络设备生产商以及ISP服务商提供。
8.2 计算机网络系统的组成(续12)
(3) 协议支持以及转换程序
a. TCP/IP协议 (Transmission Control Protocol and Internet Protocol) 它是微软公司为了适应不断发展的网络，实现自己主流
1969年，美国国 防部ARPANET 网
异地数台小 型计算机互联成 实验性网络
APRANET
2020/12/3
3
8.1 计算机网络的基本概念(续4)
树型
2020/12/3
网型
如：Internet
6
8.1 计算机网络的基本概念(续5)
5. 分类 (1) 按联网距离划分
a. 局域网(LAN, Local Area Network) 联网工作范围在十几米至一千米左右，如：同一个房间、一 幢楼房等。
8.2 计算机网络系统的组成(续15)
3. 组网 (1) 局域网的常见组网模式
双
公
网
共
卡
网
网关
以太网
早期大学 机房常见
Client/Server 总线型模式
8.2 计算机网络系统的组成(续16)
广城 域域 网网
网关
Hub/Switcher/Router
服务器
非 必 备
目前大学机 房、学生宿 舍、小区宽 带、一般企 业均如此
主要功能：
a. 按路由实现报文转发； b. 实现异种网之间的传输层以上的协议转换。 c. 能过滤广播信息以避免网络拥塞并具有网络流量控制功能。
8.2 计算机网络系统的组成(续9)
网桥(Bridge)
又称桥接器，它工作在数据链路层，能将一个较大的LAN 分 割为多个网段，或将两个以上的 LAN互连组成一个扩展的逻 辑局域网络，LAN上的所有用户都可访问服务器。
8.4共享 2. 共享打印机
8.1 计算机网络的基本概念
1. 概念 什么是计算机网络？
计算机网络(Computer Network) 就是将地理上分散布置的 具有独立功能的多台计算机（系统）或由计算机控制的外部 设备，利用通信手段通过通信设备和线路连接起来，按照特 定的通信协议进行信息交流，实现资源共享的系统。
8.2 计算机网络系统的组成(续4)
中继器
工作于物理层起信号放大作用。
中继器 中继器
中继器 中继器
8.2 计算机网络系统的组成(续5)
集线器(Huber)
集线器有4端口、8端口、16端口和32端口等不同规格。其 中一个端口和网络连接，其他的端口和网络中的计算机连接 。 多个集线器可以级连，形成树型的网络结构。集线器的 传输带宽可分为10M、100M、10/100M自适应、1000M。 在星型结构中，它是连接的中间结点，以广播方式工作。 所有设备共享Hub的带宽，也就是说，如果Hub的带宽是 100M，连结了10个设备，每个设备为10M。 Hub所有端口共享一个MAC地址。
例如：前面8比特为发送者地址; 中间8比特为收信者地址; 后面的比特为传送的信息。
语义：比特流每一部分的含义。 时序：数据的发送速率与同步控制方法。
8.1 计算机网络的基本概念(续9完)
(2) 开放系统互连模型(OSI)
应用层
应用层: 为用户提供各种服务, 如: 电子邮件协议 表示层：用户信息的编码与加密等, 如: SSL安全协议 会话层：管理和中止收发者的通信连接(会话)
8.2 计算机网络系统的组成(续3)
同轴电缆(Coaxial Cable)
类似于闭路电视线，成本较高，传输距离短(几十至数百米)。
双绞线(Twisted Pair)
成本低，传输距离一般不超过100米(目前连网主力线型)。
类别 1类 2类 3类 4类 5类 超5类
最大传输率 (bps)
56K
1M
16M 20M 100M 100M
8.1 计算机网络的基本概念(续6)
(2) 按连网通信介质分类
a. 有线网(Wire Network) 同轴电缆连接；双绞线连接；光纤连接
b. 无线网(Wireless Network) 无线电通信连接
(3) 按服务范围分类
a. 外网(Internet) 即国际互连网
b. 内网(Intranet) 如：企业内部网；校园网
操作系统与其它系统间不同网络的互连而开发的协议，这是 目前Internet网络的主要协议。 b. NETBEUI协议(NetBIOS Extend User Interface)
它是由IBM公司于1985年专门为几台到百台计算机所组 成的单段网络而设计的。 优点：体积小、速度快，适用于早期的微软操作系统。 缺点：不支持路由，也不具备层网络寻址功能。
b. 城域网(MAN, Metropolitan Area Network) 城域网使用类似于局域网的技术，它可能覆盖一个城市，传 输速率通常在10Mbps以上，作用距离在10到50公里之间。
c. 广域网(WAN, Wide Area Network) 其工作范围在几十公里到几千公里，它可以在一个省、一个 国家内，或者跨越几个洲，遍布全世界。
主要应用：
1. a. 连接两个或两个以上同构的LAN; 2. b. 扩展工作站的平均占有频带; c. 扩展LAN的地址范围; d. 提高网络性能及可靠性。
8.2 计算机网络系统的组成(续10)
网关(Gateway)
又称网间连接器或协议转换器。网关在传输层上以实现网 络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不 同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连 层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
8.2 计算机网络系统的组成(续6)
交换机(Switcher)
交换机原来是公用电话网中的关键设备，用来实现主叫 和被叫之间的接续。将这种交换技术的基本原理应用于计算 机网络，就形成了网络交换机。
网络交换机在许多情况下可以代替网络集线器，或者将 交换功能置入集线器中，形成交换式集线器。集线器主要是 通过广播方式来完成计算机之间的连接和通信，而交换式集 线器或交换机则是通过端口到端口的传递来完成计算机之间 的接续。
第八讲 计算机网络基础知识
8.1 计算机网络的基本概念
1. 概念
2. 功能 3. 历史
4. 拓扑结构 5. 分类 6. 网络通信协议
8.2 计算机网络系统组成
1. 硬件 2. 软件 3. 组网
8.3 Internet基础
1. 概念
2. 通信协议
4. IP地址与域名
4. 接入方法 5. 应用软件与服务 6. 网络管理与安全
NETBEUI帧中唯一的地址是数据链路层的媒体访问控制 (MAC)地址，该地址标识了网卡但没有标识网络。
8.2 计算机网络系统的组成(续13)
c. IPX/SPX协议 (Internetwork Packet Exchange/Sequence Packet Exchange) 即网际包交换/顺序包交换。它是NOVELL公司用于 NETWARE网络客户端/服务器的协议群组，避免了 NETBEUI的弱点。如 IPX具有完全的路由能力，可用于大型 企业网。它包括32位网络地址，在单个环境中允许有许多路 由网络。但是，带来了新的不同弱点(如IPX的可扩展性受到 其高层广播通信和高开销的限制)。
8.1 计算机网络的基本概念(续7)
(4) 按网络技术分类
a. 以太网(Ethernet) 总线型 b. 令牌环网(Token Ring) 环型 c. 光纤分布数据接口网(FDDI, Fiber Distributed Data Interface) d. 异步传输网(ATM, Asynchronous Transfer Mode) e. 数字数据网(DDN, Digital Data Network) f. 综合服务数字网(ISDN, Integrated Service Digital Network) g. 非对称用户数字环线网
表示层 会话层
传输层：将高层报文转换到低层协议发送, 如: TCP 网络层：广域网中结点到结点间的信息传递协议 数据链路层：局域网中相邻结点间的信息传递协议
传输层 网络层
物理层：物理信号的协议
数据链路层
物理层
8.2 计算机网络系统的组成
1. 硬件
(1) 网络服务器(Server) (2) 网络工作站(Station) (3) 网络适配器(Network Adapter) (4) 传输介质(同轴电缆、双绞线、光纤、无线电) (5) 网络连接设备
8.2 计算机网络系统的组成(续2)
网络工作站(Station)
网络中的普通用户计算机，也常称为客户(Client)。 对等网络：网络中没有专门的服务器。
网络适配器(Network Adapter)
一般是指网卡(NIC)即网络接口卡，又叫网络适配器。 它负责计算机与网络介质之间的电气连接。 目前微机中常见网卡为PCI接口, 采用32位数据线, 通信速率: 10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自适应、1000Mbps。 无线网卡： IEEE802.11g协议速率可达54Mbps。 网卡MAC地址：每块网卡全世界唯一的身份号。
宽就是10M； c. 每个端口拥有自己的MAC地址。 d. 它是一个网络设备，拥有路由器的一部分功能，它可以决定
接收到的数据向什么地方发送，它的速度比路由器要快。
8.2 计算机网络系统的组成(续8)
路由器(Router)
广域网的通信过程与邮局中信件传递的过程类似，都是根据 地址来寻找到达目的地的路径，这个过程在广域网中成为“路 由(Routing)”。路由器负责不同广域网中各局域网之间的地 址查找(建立路由)、信息包翻译和交换 ；实现计算机网络设备 与电信设备电气连接和信息传递。
(ADSL, Asymmetrical Digital Subscriber Loop)
8.1 计算机网络的基本概念(续8)
(6) 按使用协议分类
a. TCP/IP b. Novell c. Microsoft
6. 通信协议 (1) 什么是通信协议？
通信协议是指收信者和发信者关于通信方法的约定，包括 语法、语义和时序三项内容，英文统称Protocol。 语法：指通信的数据格式或者数据表示顺序。
使用交换机或者交换式集线器可以极大地改善网络的传 输性能，使用户得到满意的服务。因此，网络交换机以及交 换式集线器的应用是越来越普遍。
8.2 计算机网络系统的组成(续7)
交换机的特点：
a. 用于星型结构时，它作为中心结点起放大信号的作用； b. 端口不共享带宽，如果是一个10M的switch，那么每端口带