大学文化基础知识第九章.ppt

第9章 计算机网络与互联网入门,9.1 计算机网络的发展历史 9.2 计算机网络的类型 9.3 将计算机连接到网络 9.4 网上漫游浏览器的使用 9.5 电子邮件的使用 9.6 用FTP进行文件传输,9.1 计算机网络的发展历史,ARPANET的建成和不断发展标志着计算机网络发展的新纪元。 70年代末到80年代初，计算机网络蓬勃发展，各种各样的计算机网络应运而生，如MILNET、USENET、BITNET、CSNET等，在网络的规模和数量上都得到了很大的发展。 1980年，TCP/IP协议研制成功。1982年，ARPANET开始采用IP协议。 1986年美国国家科学基金会NSF资助建成了基于TCP/IP技术的主干网NSFNET，连接美国的若干超级计算中心、主要大学和研究机构，世界上第一个互联网产生，迅速连接到世界各地。 1995年以来，互联网用户数量呈指数增长趋势，平均每半年翻一番。 1994年，国家支持建设了CERNET示范网工程，这是中国第一个全国性TCP/IP互联网。,9.2 计算机网络的类型,9.2.1 局域网、城域网、广域网 从计算机网络的规模来分类，计算机网络可划分为局域网（Local Area Network）、城域网（Metropolitan Area NetWork）和广域网（Wide Area Network）。通常把它们分别简称为LAN、MAN和WAN。 局域网与其他的数据网不同，它是优化为用于一个中等规模的区域中的网络， 它使用共享的介质进行信息的传输，通过广播方式发送的信息使网络中所有的站点均可收到。 局域网一般具有如下几个特点： （1）有限的地理范围。 （2）具有较高的通信速率。 （3）支持多种通信介质。 （4）通常为一个部门所有。,城域网MAN在规模上比局域网要大。IEEE在有关的文档中是这样描述的：MAN是优化为用于比局域网更大的地理区域中的网络。这些区域范围的大小可以从若干个街区的大楼到整个城市。和局域网一样城域网具有中等到较高数据传输速率。城域网也可能由一个部门拥有和运营管理，但是通常会被许多机构或个人共同来使用。 广域网WAN也称为远程网，在规模上能连接多个城市、国家或者大洲。目前已经广泛应用的因特网就是一个典型的广域网。与局域网相比广域网的传输速率较低，而且建造和维护的费用较为昂贵。,计算机网络通常有两种模式：客户/服务器模式和对等网模式。在客户/服务器模式的网络中，有一些计算机中运行着一些称为服务器的程序软件，是专门为其他计算机提供服务的，这些计算机被非正式地称为服务器，而其他计算机一般称为工作站。工作站为了能够获得服务器的支持和使用网络中的资源，需要登录到服务器并获得相应的许可。在登录的时候，服务器通常要求用户提供用户名称和口令，当用户名称和口令被确认正确后，登录完成，这样用户在工作站上便可以使用服务器中被授权的资源了。在这种模式下，网络系统往往可以提供某种机制对网络中的设备、数据、账号等资源进行集中的管理。 在对等网络中，每一个工作站都可以共享其他工作站中的资源，同时每个工作站本身的资源也可以被网络中的其他工作站所使用，在网络中没有一个集中管理和控制的机制。因此，一般在网络规模很小和工作比较简单的时候才使用这种方式的网络。,9.2.2 计算机网络的拓扑结构 所谓网络的拓扑结构是指网络中各结点（连接到网络中的设备或计算机）的地理分布和互连关系的几何构形。在局域网中常见的拓扑结构有：星型、总线型、环型。它们的形状如下图所示。,（a）星型 （b）总线型 （c）环型,星型结构是一种以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来的辐射形互连结构。中心结点为控制结点，任意两个结点的通信最多只要两步，信息传输的平均时间短。结构简单，建网容易，适用于集中控制系统。但星型结构的中央结点容易成为系统的瓶颈，一旦发生故障会导致整个网络的瘫痪。 总线型网络是一种共享通路的结构，它具有良好的扩充性，结点的增删和位置的变动比较容易，变动时不必停止网络的正常工作。由于所有的结点都依靠一根总线进行通信，因此，总线的故障会使得整个网络完全无法工作。,在环型网络中，任何两个结点之间都要通过环路互相通信。单条环路往往只支持单向通信，所以任何两个结点的通信信息（包括回答信息）都要绕行环路一周才能实现互相通信。由于单条环路在某点发生故障时容易造成整个网络的瘫痪，因此技术上常使用增加一条环路的双环结构来弥补这种不足。这样既可以提高环型网络的可靠性，同时也可以提高网络的通信性能。 以上是计算机联网时三种基本的拓扑结构，在实际应用中，一个计算机网络还可以是这几种结构的组合，从而形成一个复合结构的网络。,9.2.3 计算机联网的常用设备和传输介质 1. 同轴电缆 同轴电缆是局域网中使用最广泛的一种通信介质。,图9-2 同轴电缆截面示意图,2. 双绞线 双绞线是计算机网络中一种用于连接计算机的电缆。,图9-5 使用双绞线和集线器连接网络的示意图,3. 光纤 光纤是计算机网络中一种用于连接计算机的传输介质。光纤利用光的折射原理进行数据的传输。 使用光纤作为传输介质有很多好处。首先是光纤的数据传输速率很高；其次光纤传输信号的距离比导线传输的距离要远得多；第三，光纤可在单位时间内传输比导线更多的信息；第四是利用光传输数据只需要一根光纤便可以实现数据的传送，而使用电信号则至少需要两根导线。 但使用光纤也有其不足之处。首先是光纤的连接比较困难；其次，与同轴电缆和双绞线相比光纤的价格较为昂贵；第三，当光纤在护套中断裂时，要确定其故障位置十分困难，而且要修复断裂的光纤也不容易。,4. 网络接口卡 网络接口卡（Network Interface Card）也称为网络适配器（Network Adapter），简称为网卡。网卡提供计算机与网络传输介质连接的接口。 5. 集线器 集线器（Hub）是一种计算机联网设备，通过集线器可以将使用双绞线作为传输介质的多台计算机连接起来，也可以再连接其他集线器。 6. 路由器 路由器（Router）是一种配备了专门软件的用于网络互连的专用联网设备，它可以将数据从一个网络传输到另一个网络。 7. 网关 网关（Gateway）是一种配备了专门软件的用于网络互连的专用联网设备，它可以使具有不同通信协议的网络相互进行通信。,8. 交换器 交换器（Switch）是一种计算机联网设备，其作用类似集线器，但功能上要比集线器强。价格一般也比集线器要贵。 9. 无线电波 计算机利用无线电波进行数据传输时无需使用物理连接，这时连接双方的计算机则需要安装上接收器和发射器。由于无线电波不能沿地球表面的弯曲传送，因此当需要进行长距离的数据传输时就往往需要借助卫星作为中转传输。 10. 微波 简单来说，微波就是频率较高的无线电波 11. 红外线 利用红外线进行计算机之间的数据传输通常限制在一个比较小的范围，并且要求发送器直接指向接收器，在发送器和接收器之间不能有障碍物。 12. 激光 利用激光也可以进行数据传输。激光能够长距离地直线传输，但是不能被阻挡。 13. 调制解调器 调制解调器（Modem）可以将模拟信号转为数字信号，也可以将数字信号转为模拟信号。,9.2.4 什么是Internet Internet 的中文名称为因特网或互联网。 从技术的角度来看，互联网是由很多单个的计算机网络互相连接组成。 互联网是一个虚拟的网络系统。,图9-6 不同的计算机网络通过路由器互连,9.2.5 网络通信协议与TCP/IP 在众多的计算机通信协议中，Internet使用了TCP/IP协议族。它由美国国防部从事ARPANet网络研究开发团体的研究人员所开发。该协议族中最主要的两个协议是：TCP（传输控制协议）协议和IP（网际协议）协议。因此该协议族也简称为TCP/IP协议。利用TCP/IP协议可以保证数据安全、快速、可靠地传输到指定的目的地。 在使用TCP/IP的计算机网络中，每台连接到网络中的计算机都称为主机（Host）。TCP/IP网络中的每台主机都会被分配一个用于标识该计算机的逻辑地址，该地址称为IP地址。在整个互联网中，每个IP地址都是惟一的。,IP地址由一个32位的二进制数表示。在结构上每个32位的IP地址由两部分组成：前缀和后缀。前缀用于表示计算机所在的网络，后缀表示计算机在所在网络中的一个编号。在互联网中用于表示网络的前缀必须是惟一的，有时也称为网络号或网络ID。而后缀则可由拥有该网络的管理者自行决定。为了获得一个网络号，需要向Internet服务提供商（Internet Service Provider，ISP）提出申请。ISP需要和中心组织Internet分配号权威组织（Internet Assigned Number Authority，IANA）协调一致以保证所分配的网络号在全球范围内是惟一的。 由于IP地址是一个被划分为两部分组成的32位二进制数，因此就需要决定每个部分占多少位。,为了使地址的编制能够适应各种不同情形的需要，IP地址被划分为如下几种基本类型： A类 第一位为0，前8位作为前缀，后24位作为后缀。在这种规则之下可编号128（即27）个网络，每个网络可拥有16777216（即224）台主机。 B类 第一位为1，第二位为0，前16位作为前缀，后16位作为后缀。在这种规则之下可编号16384个网络，每个网络可拥有65536（即216）台主机。 C类 第一位和第二位均为1，第三位为0，前24位作为前缀，后8位作为后缀。在这种规则之下可编号2097152个网络，每个网络可拥有256（即28）台主机。,点分十进制表示法。这种方法规定：将IP地址的32位二进制数分成以8位为一组，每组二进制数使用十进制数表示，组与组之间用符号实心圆点“.”进行分隔。 采用点分十进制表示法，可以简单地以第一个十进制度数来判断某个IP地址是属于哪一类的地址。其规律如表9-2所示。,表9-2 按IP地址的第一个十进制数来判断其所属类别,表9-3 默认的子网掩码,子网掩码的另一个用途就是分隔子网，即将一个较大的网络分隔成若干较小的网络。 IPv6协议在保留了IPv4协议中很多成功的特点以及大多数概念的同时，对原有协议中的许多细节进行了修改。其主要的特征包括以下几个方面： （1）更大的地址空间。 （2）分组的头部格式的改变。 （3）协议的可扩展性。 其中最为显著的就是地址空间的改变。IPv6地址从IPv4的32位改为128位。这一改变使得IPv6具有非常大的地址空间，因此在未来的几十年内都将能够满足Internet发展的需要。,9.2.6 计算机名称和域名 1. 概述 由于互联网中的计算机数以万计，这种名称在大范围内不足以标识每一台主机，所以在互联网中使用了一种特殊结构的字母组合来命名计算机，这种名称叫做域名（Domain Name）。互联网中的这种计算机命名机制称为域名系统（DNS，Domain Name System）。 2. 域名的组成 域名由多个部分组成，每个部分用圆点分隔，指定的范围从右到左逐步缩小。,表9-4 顶级域名及其含义,表9-5 部分国家或地区的域名代码,3. 域名系统的层次结构 整个互联网的域名系统在逻辑上是一个树状的层次结构。在该层次结构中最高的位置称为根（如下图所示）。整个域名系统由ICANN（the Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）进行管理运营。,4. 域名系统的工作方式 DNS中包含很多用于解释IP地址的服务器，这些服务器称为名字服务器（Name Server）。每台名字服务器都包含了部分域名及其IP地址的对照表。当某台主机中的一个程序使用一个域名进行网络通信时（例如：在浏览器软件中指定一个域名），就需要向某个名字服务器查询该域名的IP地址，如果该名字服务器查到了指定域名的IP地址就把结果发送回去，请求的主机得到IP地址后便可以开始进行通信。,9.3 将计算机连接到网络,一台计算机需要连接到网络上通常可以通过两种途径：通过局域网和通过电话拨号。无论使用哪种方式在进行设置之前首先要向某个ISP（Internet Service Provider，因特网服务提供商）申请一个用户账号，办好手续后用户可以从ISP处得到一个用户名、登录口令、用于拨号的电话号码（如果通过拨号上网）、DNS服务器的IP地址和ISP的主机域名等。如果是通过电话上网，还需要到电脑市场购买一个调制解调器；如果是通过局域网上网，则需要购买一个网络接口卡。接下来只要把有关的硬件和软件进行正确的安装，便可以连接到计算机网络中。,9.3.1 安装调制解调器 如果是通过电话上网，则需要安装调制解调器。其基本步骤如下： （1）按调制解调器的说明书将调制解调器与计算机和电话连接起来。 （2）双击“控制面板”中的“电话和调制解调器选项”图标，在弹出的对话框中输入用户所在城市的区号，单击“确定”按钮。 （3）在弹出的对话框中单击“调制解调器”选项卡中的“添加”按钮，按提示添加调制解调器。,9.3.2 建立网络连接 调制解调器的安装完成后，需要建立网络连接才可以连接到网络中。 安装TCP/IP协议的基本操作方法是： （1）“网络连接”窗口中用鼠标右击连接图标，从弹出的快捷菜单中选择“属性”命令。 （2）在弹出的“属性”对话框中打开“网络”选项卡。 （3）单击“安装”按钮，然后按提示完成TCP/IP的安装。 以后需要拨号上网时只要在网络连接窗口双击指定的连接图标打开拨号连接对话框，然后单击“拨号”按钮便可以连接到网络中。,9.3.3 通过网卡连接网络 使用网卡连接到局域网的基本方法如下： （1）将网卡插入到计算机主板的扩展槽中。 （2）安装网卡的驱动程序。 （3）创建网络连接。 在按照系统提示进行设置时，要预先准备好如下资料： （1）网卡的驱动程序。 （2）计算机的IP地址。 （3）子网掩码。 （4）DNS服务器的IP地址。,9.4 网上漫游浏览器的使用,所谓超文本信息是一种用超文本标记语言（Hyper Text Markup Language，HTML）编写的文件，有时把它称为网页。目前流行的Web浏览器软件有微软公司的Internet Explorer（简称IE）和网景公司的Netscape等。 9.4.1 浏览器的启动与基本设置 1. IE的启动 启动IE可以用如下的三种方法之一： （1）双击桌面上的IE图标。 （2）单击“任务栏”中的IE快速启动图标。 （3）使用“开始”菜单。,图9-13 IE的主窗口 2. IE的基本设置 对IE进行设置可以通过“Internet 属性”对话框或“Internet 选项”对话框进行。这两个对话框只是标题不同，设置的内容是一样的。 用右键单击桌面上的Internet Explorer图标，从弹出的菜单中选择“属性”命令，或在IE的主窗口中选择“工具”“Internet选项”命令，都可打开“Internet 选项”对话框。 如果ISP使用了代理服务器，则还要在“连接”选项卡中设置代理服务器。,9.4.2 网上浏览 设置好浏览器后即可启动浏览器在网上浏览各种各样的信息。在浏览信息时，通常要在浏览器上方的“地址”组合框中指定浏览信息的所在，也就是所谓的URL，它的中文名称是统一资源定位器（Uniform Resource Locator），有时也可以把它称为网址。,图9-16 URL结构示意图,传输协议：用于指定传输信息时所用的协议，HTTP是超文本传输协议，用于WWW服务器的超文本信息。除此之外常用的传输协议还有FTP协议，主要用于文件的传输。 机器名称：是WWW服务器的域名或IP地址，用于指示信息资源所在的计算机。 端口：是客户/服务器软件在进行网络通信时的一个逻辑接口。它使用一个整数来表示。由于浏览器和WWW服务器之间默认的端口是80，所以，在指定URL时往往将其省略。 目录路径和文件名：用于指示信息资源在计算机中所在的目录和文件名称。,图9-18 IE工具栏中几个常用的按钮,这几个按钮的功能如下： 后退：转向前一个浏览过的网页。 前进：转向后一个浏览过的网页。 停止：停止当前网页的下载。 刷新：刷新当前的网页。 主页：转向浏览器所设置的主页。,9.5 电子邮件的使用,9.5.1 电子邮件概述 电子邮件客户端软件最基本的功能是电子邮件的收发，除此之外有的还会提供一些诸如回信、账号管理、通讯录管理、附件发送等附加的功能。Outlook Express、Foxmail等是常见的几个电子邮件软件。另一种收发电子邮件的方式则通常是由一些网站提供，用户需要使用浏览器软件访问该网站来进行邮件的收发。,电子邮件收发的过程是一个客户/服务器程序交互的过程。如下图所示是该过程的逻辑示意图。在客户计算机中的邮件软件是一个客户程序，位于服务器计算机中的邮件服务器软件是一个服务器程序。,电子邮件地址通常由两部分组成。其一般的格式如下： 邮件账号邮件服务器域名 邮件账号通常是用户的名称，或者是用户名称的缩写。整个地址的含义可以理解为：Someone at someplace，即某人在某地方。 获取电子邮件地址的方式通常有两种方式：其一是ISP在提供互联网接入服务时，同时提供一个邮件地址。另一种是由一些网站免费或收费提供，用户只要通过浏览器访问这些网站并完成简单的申请手续即可获得一个邮箱地址。,9.5.2 Foxmail邮件客户端软件