第7章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

第7章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)7.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述7.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)7.3計(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述7.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程7.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)7.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展從ARPANET到Internet發(fā)展過(guò)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生前

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生后

7.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域分類(lèi)(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(lèi)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(zhuān)用網(wǎng)（例如：Intranet）為部門(mén)提供特定應(yīng)用服務(wù)功能的網(wǎng)絡(luò)7.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET

中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET

中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET中國(guó)聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET中國(guó)網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET中國(guó)長(zhǎng)城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET中國(guó)衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)CSNET7.2計(jì)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(lèi)型的系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，針對(duì)通信過(guò)程中的各種問(wèn)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(chēng)為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。通信線(xiàn)纜服務(wù)器通信線(xiàn)纜通信線(xiàn)纜協(xié)議分層處理復(fù)雜問(wèn)題的一個(gè)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(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這類(lèi)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(wèn)題劃分為若干個(gè)較小的、單一的問(wèn)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(gè)開(kāi)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?cái)?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(bào)文會(huì)話(huà)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(shí)上的國(guó)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(duì)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(huì)話(huà)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(hào)標(biāo)識(shí)一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中一臺(tái)主機(jī)IP地址是一個(gè)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(zhǎng)度為32位（4個(gè)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(lèi)IP地址分類(lèi)IP地址劃分為五類(lèi)：A-E類(lèi),常用的為A、B、C類(lèi)A類(lèi)B類(lèi)C類(lèi)0001117bits24bits14bits16bits網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)21bits8bits網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)特點(diǎn)：地址類(lèi)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(lèi)27-2=126224-2~1670萬(wàn)-54B類(lèi)214=16384216-2=65534-54C類(lèi)221約209萬(wàn)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(duì)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(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò))全0標(biāo)識(shí)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(cè)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(zhǎng)，對(duì)IP地址的需求激增，帶來(lái)的問(wèn)題是：IP地址資源的嚴(yán)重匱乏路由表規(guī)模的急速增長(zhǎng)解決辦法：從主機(jī)號(hào)部分拿出前幾位作為子網(wǎng)號(hào)，這種方法稱(chēng)為子網(wǎng)劃分：IP地址包含：網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)、主機(jī)號(hào)例如：三個(gè)LAN，主機(jī)數(shù)為20、25、48，均少于C類(lèi)地址允許的主機(jī)數(shù)，為這三個(gè)LAN申請(qǐng)3個(gè)C類(lèi)IP地址顯然有點(diǎn)浪費(fèi)解決辦法：申請(qǐng)1個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，然后劃分3個(gè)子網(wǎng)子網(wǎng)劃分后,如何識(shí)別不同的子網(wǎng)？解決：采用子網(wǎng)掩碼來(lái)分離網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)子網(wǎng)掩碼格式：32比特，網(wǎng)絡(luò)號(hào)(包括子網(wǎng)號(hào))部分全為“1”,主機(jī)號(hào)部分全為“0”缺省子網(wǎng)掩碼：A類(lèi)： B類(lèi)： C類(lèi)：子網(wǎng)掩碼“網(wǎng)絡(luò)號(hào)+子網(wǎng)號(hào)”部分“主機(jī)號(hào)”部分11……1100….00例：IP地址07，子網(wǎng)掩碼 11001010011101010000000111001111&

11111111111111111111111100000000 11001010011101010000000100000000

子網(wǎng)地址計(jì)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(hào)，扣除網(wǎng)絡(luò)地址就是主機(jī)號(hào)∴子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址為：主機(jī)號(hào)為：2077.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成7.3.1計(jì)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(shí)現(xiàn)7.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)雙絞線(xiàn)同軸電纜光纖非導(dǎo)向傳輸介質(zhì)微波紅外線(xiàn)無(wú)線(xiàn)電波（1）雙絞線(xiàn)由兩條具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線(xiàn)按一定密度相互絞合而成可傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分為非屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP)和屏蔽雙絞線(xiàn)(STP)有三類(lèi)、五類(lèi)、超五類(lèi)、六類(lèi)四種信號(hào)范圍為幾公里，過(guò)遠(yuǎn)需加放大器或中繼器。T568B線(xiàn)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(xiàn)與Hub連接雙絞線(xiàn)有3種線(xiàn)序雙絞線(xiàn)的制作（2）同軸電纜銅線(xiàn)傳輸電磁信號(hào)，絕緣層將銅線(xiàn)與金屬屏蔽物隔開(kāi)，塑料封殼可使電纜免遭物理性破環(huán)。50：傳輸數(shù)字信號(hào)75：傳輸模擬信號(hào)類(lèi)別阻抗用途RG-5975W有線(xiàn)電視RG-5850W細(xì)纜RG-1150W粗纜同軸電纜類(lèi)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(hào)。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(xiàn)進(jìn)入較高密度介質(zhì)時(shí)，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(xiàn)，覆蓋面積大的地方，不受地域限制微波通信是使用波長(zhǎng)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(xiàn)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(zhǎng)距離連網(wǎng)。當(dāng)兩地距離超過(guò)800公里時(shí)，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(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線(xiàn)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(xiàn)器網(wǎng)橋交換機(jī)路由器（1）網(wǎng)卡計(jì)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(kāi)始/程序/附件/命令提示符或開(kāi)始/運(yùn)行/輸入cmd，進(jìn)入命令提示符狀態(tài)輸入“ipconfig/all”回車(chē)，觀察“PhysicalAddress”的值（2）調(diào)制解調(diào)器Modem（3）集線(xiàn)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(gè)端口連接一個(gè)LAN網(wǎng)段，以接收、存儲(chǔ)、地址過(guò)濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)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(lái)的局域網(wǎng)邏輯上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（5）交換機(jī)企業(yè)級(jí)交換機(jī)部門(mén)級(jí)交換機(jī)工作組交換機(jī)：傳統(tǒng)集線(xiàn)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(shí)現(xiàn)LAN之間、LAN與WAN之間的互連7.3.3局域網(wǎng)的基本實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)局域網(wǎng)：以太網(wǎng)，802.3無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)：數(shù)據(jù)傳輸速率較慢、信號(hào)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(wàn)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(lái)標(biāo)記一臺(tái)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(lái)實(shí)現(xiàn)，端口號(hào)=53。域名空間分布式的、層次型的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，根沒(méi)有名字，頂層域由組織域和國(guó)家域構(gòu)成；再往下分還可分為若干層子域，通常用點(diǎn)來(lái)分隔域的層次：組織上的頂級(jí)域名：com：商業(yè)機(jī)構(gòu)組織、edu：教育機(jī)構(gòu)組織、int：國(guó)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(jí)域名：cn

中國(guó)……根INTCNMILNETCOMJP……IBMintelengwwwjackedunetcugbwwwftp地大的Web服務(wù)器：域名系統(tǒng)域名解析過(guò)程例如地質(zhì)大學(xué)的cugb域里的一個(gè)客戶(hù)請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)東方網(wǎng)景（）的資源cugb域名服務(wù)的過(guò)程1386574請(qǐng)求主機(jī)授權(quán)域名服務(wù)器二級(jí)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(hù)名@電子郵件服務(wù)器域名郵件傳輸協(xié)議SMTP：簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議

簡(jiǎn)單的ASCII碼協(xié)議，只規(guī)定電子郵件如何通過(guò)發(fā)送方和接收方的TCP協(xié)議連接傳送，而對(duì)其他操作，例如郵件的存儲(chǔ)等均不涉及POP3：郵局協(xié)議用戶(hù)通過(guò)POP3協(xié)議來(lái)訪(fǎng)問(wèn)該服務(wù)器上的郵件信箱，接收自己的電子郵件7.4.3萬(wàn)維網(wǎng)以客戶(hù)服務(wù)器方式工作URL相當(dāng)于一個(gè)文件名在網(wǎng)絡(luò)范圍的擴(kuò)展，格式：<URL的訪(fǎng)問(wèn)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(yè)7.4.4文件傳輸協(xié)議文件傳送協(xié)議FTP：負(fù)責(zé)文