第7章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

第7章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)7.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述7.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)7.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成7.4網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用7.5網(wǎng)絡(luò)安全7.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述7.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程7.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類7.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展從ARPANET到Internet發(fā)展過程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生前

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生后

7.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域分類(1)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)(2)城域網(wǎng)MAN(3)廣域網(wǎng)WAN（WideAreaNetworks）按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍分類公用網(wǎng)（例如：Internet）為公共提供商業(yè)性和公益性通用網(wǎng)絡(luò)專用網(wǎng)（例如：Intranet）為部門提供特定應(yīng)用服務(wù)功能的網(wǎng)絡(luò)7.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展中國公用計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET

中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng)CERNET

中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET中國國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET中國長城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET中國衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)CSNET7.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)7.2.1劃分網(wǎng)絡(luò)層次的意義7.2.2OSI/RM參考模型7.2.3TCP/IP參考模型7.2.4IP地址7.2.1劃分網(wǎng)絡(luò)層次的意義為了使不同類型的系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，針對通信過程中的各種問題，制定了通信雙方必須共同遵守的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和約定，這些規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。通信線纜服務(wù)器通信線纜通信線纜協(xié)議分層處理復(fù)雜問題的一個有效方法，就是用抽象和層次的方式去構(gòu)造和分析。同樣，對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這類復(fù)雜的大系統(tǒng)，采用分層方法?！褟?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問題劃分為若干個較小的、單一的問題，在不同層上予以解決。分層結(jié)構(gòu)舉例7.2.2OSI/RM參考模型ISO于1980年12月發(fā)表了第一個開放系統(tǒng)互連參考模型,記為OSI/RM物理層：數(shù)據(jù)傳輸單元是比特數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)傳輸單元是幀網(wǎng)絡(luò)層：基本單位是分組（或包）、路由選擇、流量控制傳輸層：基本單位是報文會話層表示層：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、文本壓縮應(yīng)用層模型中的數(shù)據(jù)傳輸7.2.3TCP/IP參考模型Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心，事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP采用分層體系結(jié)構(gòu)，共分四層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層：IP傳輸層：TCP、UDP應(yīng)用層：DNS、SMTP、HTTP、FTPTCP/IP和OSI/RM對應(yīng)關(guān)系OSI/RM參考模型TCP/IP參考模型應(yīng)用層應(yīng)用層表示層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)接口層物理層7.2.4IP地址TCP/IP的核心協(xié)議是IP協(xié)議IP地址采用分層結(jié)構(gòu)，包括兩部分：網(wǎng)絡(luò)號標(biāo)識一個邏輯網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中一臺主機(jī)IP地址是一個邏輯地址；因特網(wǎng)上的IP地址具有全球唯一性IP目前使用的版本是IPV4(原始版本),長度為32位（4個字節(jié)）,常用點(diǎn)分的十進(jìn)制標(biāo)記法如00001010000000100000000000000001記為新版本IPV6使用128位,采用全新的分類IP地址分類IP地址劃分為五類：A-E類,常用的為A、B、C類A類B類C類0001117bits24bits14bits16bits網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號21bits8bits網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號特點(diǎn)：地址類別允許網(wǎng)絡(luò)數(shù)最多主機(jī)/網(wǎng)絡(luò)可分配主機(jī)的地址范圍A類27-2=126224-2~1670萬-54B類214=16384216-2=65534-54C類221約209萬28-2=254-54特殊IP地址某些IP地址具有特殊的含義，不能分配給具體的主機(jī):廣播地址、零地址、回送地址地址例子用途主機(jī)位全155直接廣播(對指定網(wǎng)絡(luò)的廣播)全155有限廣播(本地局域網(wǎng)廣播)主機(jī)位全為0網(wǎng)絡(luò)地址(標(biāo)識一個網(wǎng)絡(luò))全0標(biāo)識當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前主機(jī)首字節(jié)127內(nèi)部主機(jī)回送地址(本機(jī)測試，不在網(wǎng)絡(luò)中傳輸)子網(wǎng)劃分因特網(wǎng)規(guī)模的急劇增長，對IP地址的需求激增，帶來的問題是：IP地址資源的嚴(yán)重匱乏路由表規(guī)模的急速增長解決辦法：從主機(jī)號部分拿出前幾位作為子網(wǎng)號，這種方法稱為子網(wǎng)劃分：IP地址包含：網(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號、主機(jī)號例如：三個LAN，主機(jī)數(shù)為20、25、48，均少于C類地址允許的主機(jī)數(shù)，為這三個LAN申請3個C類IP地址顯然有點(diǎn)浪費(fèi)解決辦法：申請1個網(wǎng)絡(luò)地址，然后劃分3個子網(wǎng)子網(wǎng)劃分后,如何識別不同的子網(wǎng)？解決：采用子網(wǎng)掩碼來分離網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號子網(wǎng)掩碼格式：32比特，網(wǎng)絡(luò)號(包括子網(wǎng)號)部分全為“1”,主機(jī)號部分全為“0”缺省子網(wǎng)掩碼：A類： B類： C類：子網(wǎng)掩碼“網(wǎng)絡(luò)號+子網(wǎng)號”部分“主機(jī)號”部分11……1100….00例：IP地址07，子網(wǎng)掩碼 11001010011101010000000111001111&

11111111111111111111111100000000 11001010011101010000000100000000

子網(wǎng)地址計算子網(wǎng)掩碼與IP地址進(jìn)行“按位與”運(yùn)算，得到該IP地址的網(wǎng)絡(luò)號，扣除網(wǎng)絡(luò)地址就是主機(jī)號∴子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址為：主機(jī)號為：2077.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成7.3.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)7.3.2網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備7.3.3局域網(wǎng)的基本實現(xiàn)7.3.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纖非導(dǎo)向傳輸介質(zhì)微波紅外線無線電波（1）雙絞線由兩條具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線按一定密度相互絞合而成可傳輸模擬信號和數(shù)字信號分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)有三類、五類、超五類、六類四種信號范圍為幾公里，過遠(yuǎn)需加放大器或中繼器。T568B線序：白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白綜、綜UTP連接器：使用RJ-45插頭12345678用雙絞線與Hub連接雙絞線有3種線序雙絞線的制作（2）同軸電纜銅線傳輸電磁信號，絕緣層將銅線與金屬屏蔽物隔開，塑料封殼可使電纜免遭物理性破環(huán)。50：傳輸數(shù)字信號75：傳輸模擬信號類別阻抗用途RG-5975W有線電視RG-5850W細(xì)纜RG-1150W粗纜同軸電纜類別、接口（3）光纖光導(dǎo)纖維，由石英玻璃拉成細(xì)絲，由纖芯和包層構(gòu)成的雙層通信圓柱體，傳送光信號。封套外套光纖束加強(qiáng)芯外鞘光纖加強(qiáng)芯芯光纖通信原理：光的全反射當(dāng)光線進(jìn)入較高密度介質(zhì)時，入射角大于折射角；反之入射角比折射角小多模光纖和單模光纖多模光纖的傳輸速率可達(dá)2.5Gb/s。單模光纖可以用10Gb/s的速度可靠傳輸數(shù)據(jù)。（4）微波微波連網(wǎng)應(yīng)用在不易布線，覆蓋面積大的地方，不受地域限制微波通信是使用波長為1m至0.1mm的電磁波進(jìn)行的通信它具有可用頻帶寬、通信容量大、傳輸損耗小、抗干擾能力強(qiáng)、在空間沿直線傳播是微波通信的等重要特點(diǎn)（5）衛(wèi)星通信衛(wèi)星應(yīng)用長距離連網(wǎng)。當(dāng)兩地距離超過800公里時，使用衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)更經(jīng)濟(jì)衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站，來轉(zhuǎn)發(fā)無線電波的通信。具有通信容量大、覆蓋面積廣、傳輸損耗小、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)7.3.2網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)卡調(diào)制解調(diào)器集線器網(wǎng)橋交換機(jī)路由器（1）網(wǎng)卡計算機(jī)與物理傳輸介質(zhì)之間的接口設(shè)備網(wǎng)卡物理地址（MAC地址）：唯一查看網(wǎng)卡地址開始/程序/附件/命令提示符或開始/運(yùn)行/輸入cmd，進(jìn)入命令提示符狀態(tài)輸入“ipconfig/all”回車，觀察“PhysicalAddress”的值（2）調(diào)制解調(diào)器Modem（3）集線器物理層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（4）網(wǎng)橋數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備網(wǎng)橋的每個端口連接一個LAN網(wǎng)段，以接收、存儲、地址過濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實現(xiàn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)之間的通信網(wǎng)橋可以隔離不同網(wǎng)段之間的廣播通信量，有利于改善互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性使用網(wǎng)橋連接起來的局域網(wǎng)邏輯上是一個網(wǎng)絡(luò)（5）交換機(jī)企業(yè)級交換機(jī)部門級交換機(jī)工作組交換機(jī)：傳統(tǒng)集線器的替代產(chǎn)品（6）路由器網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的互連設(shè)備支持網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議可連接不同物理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)LAN之間、LAN與WAN之間的互連7.3.3局域網(wǎng)的基本實現(xiàn)有線局域網(wǎng)：以太網(wǎng)，802.3無線局域網(wǎng)：數(shù)據(jù)傳輸速率較慢、信號易受干擾，802.117.4網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用7.4.1域名系統(tǒng)7.4.2電子郵件7.4.3萬維網(wǎng)7.4.4文件傳輸協(xié)議7.4.1域名系統(tǒng)采用名字來標(biāo)記一臺主機(jī)便于記憶DNS用于將主機(jī)名轉(zhuǎn)換為IP地址；DNS服務(wù)主要基于UDP來實現(xiàn)，端口號=53。域名空間分布式的、層次型的樹形結(jié)構(gòu)，根沒有名字，頂層域由組織域和國家域構(gòu)成；再往下分還可分為若干層子域，通常用點(diǎn)來分隔域的層次：組織上的頂級域名：com：商業(yè)機(jī)構(gòu)組織、edu：教育機(jī)構(gòu)組織、int：國際機(jī)構(gòu)組織、gov：政府機(jī)構(gòu)組織、mil：軍事機(jī)構(gòu)組織、net：網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)組織、org：非贏利機(jī)構(gòu)組織地理上的頂級域名：cn

中國……根INTCNMILNETCOMJP……IBMintelengwwwjackedunetcugbwwwftp地大的Web服務(wù)器：域名系統(tǒng)域名解析過程例如地質(zhì)大學(xué)的cugb域里的一個客戶請求訪問東方網(wǎng)景（）的資源cugb域名服務(wù)的過程1386574請求主機(jī)授權(quán)域名服務(wù)器二級域名服務(wù)器根域名服務(wù)器本地域名服務(wù)器2目的主機(jī)7.4.2電子郵件電子郵件地址：由ISP提供，或Internet上的某些站點(diǎn)提供，或企業(yè)的郵件服務(wù)器提供。格式：用戶名@電子郵件服務(wù)器域名郵件傳輸協(xié)議SMTP：簡單郵件傳送協(xié)議

簡單的ASCII碼協(xié)議，只規(guī)定電子郵件如何通過發(fā)送方和接收方的TCP協(xié)議連接傳送，而對其他操作，例如郵件的存儲等均不涉及POP3：郵局協(xié)議用戶通過POP3協(xié)議來訪問該服務(wù)器上的郵件信箱，接收自己的電子郵件7.4.3萬維網(wǎng)以客戶服務(wù)器方式工作URL相當(dāng)于一個文件名在網(wǎng)絡(luò)范圍的擴(kuò)展，格式：<URL的訪問方式>://<主機(jī)>:<端口>/<路徑>ftp－文件傳輸協(xié)議http－超文本傳送協(xié)議例如：http:///存放資源的主機(jī)在因特網(wǎng)中的域名可省略，端口默認(rèn)80，文件指向主頁7.4.4文件傳輸協(xié)議文件傳送協(xié)議FTP：負(fù)責(zé)文