《大學計算機基礎應用教程》第5章 計算機網(wǎng)絡

第5章計算機網(wǎng)絡

5.1計算機網(wǎng)絡基礎

5.2計算機局域網(wǎng)

5.3Internet基礎

5.4Internet應用

5.1計算機網(wǎng)絡基礎

5.1.1計算機網(wǎng)絡概述

?:?什么是計算機網(wǎng)絡

一群具有獨立功能的計算機組成的系統(tǒng),通過通

信設備及傳輸媒體互連起來，在通信軟件支持下，

實現(xiàn)資源共享、信息交換

產(chǎn)生計算機網(wǎng)絡的基本條件:

通信技術與計算機技術的結合

計算機網(wǎng)絡示例

集線器//

雙線線

1?計算機網(wǎng)絡的發(fā)展

?:?計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，大致可以劃分為四個階段:

?:?第一階段是遠程終端聯(lián)機階段，20世紀50年代末,

以單個主機為中心的面向終端的計算機網(wǎng)絡。各終

端通過通信線路共享昂貴的中心主機的硬件和軟件

資源。

終端口

主機

T終端設備，H主計算機

1.計算機網(wǎng)絡的發(fā)展

第二階段是以通信子網(wǎng)為中心的計算機網(wǎng)絡，時間可以追溯到

20世紀60年代。ARPANET使得計算機網(wǎng)絡的概念發(fā)生了根本

性的變化，它將計算機網(wǎng)絡分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分。

分組交換網(wǎng)是以通信子網(wǎng)為中心，主機和終端都處在網(wǎng)絡的邊

緣，主機和終端構成了用戶資源子網(wǎng)。用戶不但共享通信子網(wǎng)

資源，而且還可以共享資源子網(wǎng)豐富的硬件和軟件資源。

1?計算機網(wǎng)絡的發(fā)展

第三階段是網(wǎng)絡體系結構和網(wǎng)絡協(xié)議的開放式標準化階段O

國際標準化組織ISO在1984年正式制訂并頒布了“開放系統(tǒng)互

連參考模型"OS1(OpenSystemInterconnect)國際標準。

與第二代的區(qū)別：體系結構標準化

原因：在OSI出現(xiàn)之前，計算機網(wǎng)

絡中存在眾多的體系結構。

目的：為了解決不同體系結構的網(wǎng)

絡的互聯(lián)問題，國際標準化

組織制定了OSI國際標準。

國際標準的內容：把網(wǎng)絡通信的工

作分為7層，每層完成一定的

功能，每層都直接為其上層

比懶的傳輸

提供服務網(wǎng)絡通信則可以自上而下(在發(fā)送端)或自下而上(在接收端)

第四代計算機網(wǎng)絡是20世紀80年代的因特網(wǎng)(Internet)時代。

2.計算機網(wǎng)絡的定義

計算機網(wǎng)絡是通信技術與計算機技術相結合的產(chǎn)物，是

以資源共享為主要目的、通過通信媒體互連的計算機集合。

它具有如下特征：

(1)計算機網(wǎng)絡是一個互聯(lián)的計算機系統(tǒng)的群體。系統(tǒng)中

的每臺計算機在地理上是不均勻分布的?？赡茉谝粋€房間內,

在一個單位里的樓群里，在一個或幾個城市里，甚至在全國

或全球范圍內。

(2)系統(tǒng)中的每臺計算機是獨立工作的，它們在網(wǎng)絡協(xié)議

的控制下協(xié)同工作。

(3)系統(tǒng)互聯(lián)要通過通信設施來實現(xiàn)。通信設施一般由通

信線路、相關的傳輸及交換設備等組成。通過通信設施實現(xiàn)

信息交換、資源共享和協(xié)作處理等各種應用要求。

3.計算機網(wǎng)絡的功能

(1)數(shù)據(jù)通信

計算機網(wǎng)絡最基本的功能，完成網(wǎng)絡中各個節(jié)點之間的通信。

(2)資源共享軟件共享

包括硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源的共享。

(3)網(wǎng)絡計算

可以將一個任務分配到多臺計算機上協(xié)同完成，實現(xiàn)均衡負荷，降低軟件設

計復雜性，提高系統(tǒng)效率。

(4)集中控制

可對地理位置分散的系統(tǒng)實行集中控制，對網(wǎng)絡資源進行集中的分配和管理。

(5)提高系統(tǒng)的可靠性

借助冗余和備份的手段提高系統(tǒng)的可靠性。

5.1.2計算機網(wǎng)絡的分類

1.按地理范圍劃分，可以劃分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)三種。

(1)局域網(wǎng)(LAN,LocalAreaNetwork)

?覆蓋范圍為幾百米到幾公里，傳輸速率較高，誤碼率低，結構簡單容易實現(xiàn)。

?具體標準是美國電氣工程師協(xié)會制訂的IEEE802系列標準。

?局域網(wǎng)有以太網(wǎng)(Ethernet)、令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布式接口網(wǎng)絡幾種類型。

?常見的局域網(wǎng)是以太網(wǎng)，其傳輸速率從10Mb/s到10Gb/s。

5.1.2計算機網(wǎng)絡的分類

(2)城域網(wǎng)(MAN,MetropolitanAreaNetwork)

城域網(wǎng)的規(guī)模局限在一座城市的范圍內，一般是一個城市

內部的計算機互聯(lián)構成的城市地區(qū)網(wǎng)絡。城域網(wǎng)比局域網(wǎng)覆蓋

的范圍更廣，連接的計算機更多，可以說是局域網(wǎng)在城市范圍

的延伸。城域網(wǎng)通常由多個局域網(wǎng)構成，這種網(wǎng)絡的連接距離

在10?100km的區(qū)域。

?2計算機網(wǎng)絡的分類

(3)廣域網(wǎng)(WAN,WideAreaNetwork)

廣域網(wǎng)覆蓋的地理范圍更廣，它一般是由不同城市和不

同國家的局域網(wǎng)、城域網(wǎng)互聯(lián)構成。網(wǎng)絡覆蓋跨越國界、洲

界，甚至遍及全球范圍。局域網(wǎng)是組成其他兩種類型網(wǎng)絡的

基礎，城域網(wǎng)一般都加入了廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)的典型代表是因

特網(wǎng)。

?2計算機網(wǎng)絡的分類

2.按網(wǎng)絡拓撲劃分，主要有星型結構、總線結構、環(huán)型結構、

樹型結構、網(wǎng)狀結構。

(1)星型結構

星型結構是指以中央節(jié)點為中心，所有接入網(wǎng)絡的設備都與

中央節(jié)點直接相連，各節(jié)點之間必需通過中央節(jié)點進行通信。

特點：結構簡單，便于管理；控制簡單，便于建網(wǎng)；網(wǎng)絡

延遲時間較小，傳輸誤差較低。但成本高、可靠性較低、中央

節(jié)點負載較重。

?2計算機網(wǎng)絡的分類

(2)總線型結構

總線結構是指所有接入網(wǎng)絡的設備均連接到在一條公用通

信傳輸線路上，傳輸線路上的信息傳遞總是從發(fā)送信息的節(jié)點

開始向兩端擴散。為了防止信號在線路終端發(fā)生反射，需要在

兩端安裝終結器。

^

1

特點：結構簡單，可擴充性好；使用的電纜少，安裝容

易。缺點是網(wǎng)絡維護難，分支節(jié)點故障查找困難。

?2計算機網(wǎng)絡的分類

(3)環(huán)型結構

環(huán)型結構由網(wǎng)絡中所有節(jié)點通過點到點的鏈路首尾相連

形成一個閉合的環(huán)。數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個方向從一個節(jié)點

傳到另一個節(jié)點。

特點：信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動的，其傳輸控

制簡單，實時性強，但是可靠性差，不便于網(wǎng)絡擴充。

?2計算機網(wǎng)絡的分類

(4)樹型結構

樹型結構是分級的集中控制式網(wǎng)絡，與星型相比，它的

通信線路總長度短，成本較低，節(jié)點易于擴充，尋找路徑比

較方便，但除了葉節(jié)點及其相連的線路外，任一節(jié)點或其相

連的線路故障都會使系統(tǒng)受到影響。

5.1.2計算機網(wǎng)絡的分類

(5)網(wǎng)狀結構

在網(wǎng)狀拓撲結構中，網(wǎng)絡的每臺設備之間均有點到點

的鏈路連接。這種連接安裝復雜，成本較高，但系統(tǒng)可靠

性高，容錯能力強。

H

5.1.3計算機網(wǎng)絡協(xié)議

1.計算機網(wǎng)絡協(xié)議的組成要素

為了保證數(shù)據(jù)交換的順利進行，每個節(jié)點都必須遵守一些

事先規(guī)定的通信規(guī)則、標準。這些規(guī)則和標準規(guī)定了網(wǎng)絡節(jié)點

同層對等實體之間交換數(shù)據(jù)以及控制信息的格式和時序，這些

規(guī)則和標準的集合稱為協(xié)議。一般來說，協(xié)議由語法、語義、

時序三個要素所組成。

?:?語法確定通信雙方數(shù)據(jù)和控制信息的數(shù)據(jù)結構和格式；

?:?語義確定發(fā)出何種控制信息以及執(zhí)行的動作與做出的反應；

?時序確定事件的實現(xiàn)順序以及速度的匹配。

5.1.3計算機網(wǎng)絡協(xié)議

2,常用協(xié)議介紹

(1)TCP/IP協(xié)議簇

TCP/IP即傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP),它是因特網(wǎng)采用

的協(xié)議標準。通常所說的TCP/IP是指因特網(wǎng)協(xié)議簇，它包括了

很多種協(xié)議，如電子郵件、遠程登錄、文件傳輸?shù)取?/p>

(2)NetBEUI協(xié)議

NetBEU)(NetBIOSExtendesUserInterface)9是“網(wǎng)絡基本輸入/輸

出系統(tǒng)擴展用戶接口”。它是通信效率極高的廣播型協(xié)議。

NetBEUI協(xié)議最初是為支持小型局域網(wǎng)絡而設計的，對于小型

的Windows服務器/工作站網(wǎng)絡，應該選擇NetBEUI,這樣可

以充分發(fā)揮該協(xié)議的速度優(yōu)勢，如果是大型的Windows服務器

/工作站網(wǎng)絡或者要訪問因特網(wǎng)，就要安裝TCP/IP協(xié)議。

5.1.4計算機網(wǎng)絡的體系結構

OSI參考模型和TCP/IP參考模型是最重要的兩個網(wǎng)絡體

系結構，OSI參考模型是國際標準，TCP/IP是因特網(wǎng)上事實

的網(wǎng)絡標準。

1.OSI參考模型

?OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型將數(shù)據(jù)從一個站點到達另一個

站點的工作按層分割成七個不同的任務。

?所謂開放，就是指任何不同的計算機系統(tǒng)，只要遵循OSI

標準，就可以和同樣遵循這一標準的任何計算機系統(tǒng)通信。

?OSI中的系統(tǒng)指計算機、外部設備、終端、傳輸設備、操

作人員以及相應軟件的集合。

J-...............................................................-?...........................................................................................................----

開放系統(tǒng)互連OSI參考模型

各層的任務55

處理網(wǎng)絡應用應用層應用層資

源

子

數(shù)據(jù)如何表示表示層.表示層>

網(wǎng)

主機間的通信會話層4會話層

端到端的連接傳輸層*傳輸層

路由尋址網(wǎng)絡層一網(wǎng)絡層通

信

介質訪問接入鏈路層f鏈路層〉子

網(wǎng)

比特流的傳輸物理層f物理層

上>=>=>互連物理傳輸媒體=>=>

雙向箭頭線表示概念上的通信線路

空心箭頭表示實際通信線路。

TCP/IP協(xié)議

在實際應用中，對OSI進行簡化-TCP/IP

TCP(TransmissionControlProtocol)傳輸控制協(xié)議，用

于保證被傳送信息的完整性。

IP(InternetProtocol)網(wǎng)際互連協(xié)議，負責將消息從一個

地方傳送到另一個地方。

0SI參考模型TCP/IP模型

應用層

表示層應用層Telnet.SMTP、FTP、

DNS

會話層

傳輸層傳輸層TCP、UDP協(xié)議

網(wǎng)絡層網(wǎng)際網(wǎng)層IP協(xié)議

數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡接口層

物理層

5.2計算機局域網(wǎng)

5.2.1局域網(wǎng)組成網(wǎng)絡服務器

計算機系統(tǒng)］

網(wǎng)絡工作站

「硬件系統(tǒng)（「網(wǎng)絡接口卡

、、網(wǎng)絡設備

通信系統(tǒng)j傳輸介質

局域網(wǎng)＜〔介質連接器

網(wǎng)絡操作系統(tǒng)

【軟件系統(tǒng)Y

網(wǎng)絡管理軟件

網(wǎng)絡應用軟件

5.2計算機局域網(wǎng)

10/100M交換機

（10/10。集線器）

服務器

打印服務器

臺式電腦

打印機

10/10口廂卡

5.2計算機局域網(wǎng)

⑴網(wǎng)絡服務器(Server)

服務器是網(wǎng)絡的中心，包括一臺或數(shù)臺規(guī)模較大的計算機,

具有高速處理能力和快速存取的大容量磁盤或光盤存儲器。

⑵網(wǎng)絡工作站(workstation)

文件服務器

每一臺連到網(wǎng)絡上的用戶終端電腦，常

都稱為網(wǎng)絡工作站或客戶機，可以是用域名服務器

各種類型的微機。工作站從服務器中服打印服務器

取出程序和數(shù)據(jù)后，用自己的CPU和務通信服務器

RAM進行運算處理，然后將結果再存

器數(shù)據(jù)庫服務器

到服務器中去。

5.2計算機局域網(wǎng)

⑶網(wǎng)絡連接部件

傳輸介質（各種電纜、光纖和雙絞線，以及這些

介質兩端所用的接頭、插座等）、網(wǎng)絡適配器、各種

網(wǎng)絡收發(fā)器、中繼器、集線器、交換機、網(wǎng)橋、路

由器、網(wǎng)關。

5.2計算機局域網(wǎng)

(4)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是整個網(wǎng)絡的核心，它對網(wǎng)絡服務器實施

安全、高效的管理，并對網(wǎng)絡工作站實施協(xié)調、控制和管理

功能，向網(wǎng)絡用戶提供各種網(wǎng)絡服務和網(wǎng)絡資源。

目前流行的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)有：Unix、Novell.Microsoft

windows系列。

局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng)包括客戶機和服務器兩部分，客戶機

和服務器的操作系統(tǒng)可以相同，也可以不同，在客戶機上使

用的最為流行的操作系統(tǒng)是Windows98/2000/XP等，服務

器端的操作系統(tǒng)可以是WindowsNT/2000/2003Server.UNIX

、Linux、NetWareo

5.2計算機局域網(wǎng)

(5)網(wǎng)絡管理軟件

網(wǎng)絡管理軟件用于監(jiān)視和控制網(wǎng)絡的運行。例如監(jiān)控網(wǎng)

絡設備、網(wǎng)絡流量、網(wǎng)絡性能，還可以進行網(wǎng)絡配置等管理

工作。

⑹網(wǎng)絡應用軟件

實現(xiàn)網(wǎng)絡用戶的各種業(yè)務。有基于客戶機服務器、基于

瀏覽器服務器工作模式的各種應用系統(tǒng)。

?數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，例如Oracle、SyBase.SQLServer等。

?辦公自動化管理系統(tǒng)，例如Notes/Domain系統(tǒng)等。

?支持B/S方式的瀏覽器軟件Microsoft的InternetExplorer

和Netscape公司的Navigator以及Web網(wǎng)頁制作軟件等。

5.2.2典型的局域網(wǎng)

i.以太網(wǎng)

以太網(wǎng)是目前使用最為廣泛的局域網(wǎng)。IEEE802.3CSMA

/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)局域網(wǎng)標準描述的就

是以太網(wǎng)標準的局域網(wǎng)系統(tǒng)。包括標準以太網(wǎng)(10Mbit/s)、

根速以太網(wǎng)(100Mbit/s).千兆以太網(wǎng)(1000Mbit/s)^10G

以太網(wǎng)。

⑴標準以太網(wǎng)

把10Mbit/s以太網(wǎng)稱之為標準以太網(wǎng)。

(2)快速以太網(wǎng)(FastEthernet)

100Mbit/s快速以太網(wǎng)標準又分為100BASE-TX、100BASE-FX

和100BASE-T4三個子類。

5.2.2典型的局域網(wǎng)

常用的IEEE802.3以太網(wǎng)絡標準+

常用的IEEE802.3以太網(wǎng)絡標準*

特性"?

lOB??as?e?■.5.+lOBase.2/lO,B、a?s、e,.T+'lOBase.F<lOOBase.TX。lOOBase.FX<

數(shù)據(jù)速率~?1

(Mbit/s)*10〃10/1010Q100Q100^

信號傳輸，」dU

方式*基帶口基帶R基帶口基帶＜基帶」基帝，」

最大網(wǎng)段“5006185*-'100<500或2000“1004-'2000(MMF)

長度（米卜45340km(SMF)-

Q多模光纖

92對UTP/STP，

傳輸介質：50c粗同軸50c細同軸UTP“光纖」（5類以上）「或1對單模光

電纜一電纜一（3類以上）.?3纖丁

拓撲結構Q總線型K總線型Q總線型0點對點/星型3星型.

5.2.2典型的局域網(wǎng)

2.ATM網(wǎng)(AsynchronousTransferMode,異步傳輸模式)

ATM使用53字節(jié)固定長度的傳輸單元進行數(shù)據(jù)交換，稱之

為“信元交換”。信元交換的速度非?？?，目前的ATM網(wǎng)絡可

分別提供25、51、155及622Mbit/s,最大lOGbit/s的傳輸速

率，適合音頻和視頻數(shù)據(jù)的傳輸。

3.無線局域網(wǎng)(WirressLocalAreaNetwork,WLAN)

無線局域網(wǎng)與傳統(tǒng)局域網(wǎng)的主要不同之處就是傳輸介質不同。

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

1.傳輸介質雙絞線

塑料納壕帶色非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)

箔絨組網(wǎng)方便，價格最便宜，應用廣泛

護套-五類雙絞線最大傳輸率為100Mbps

傳輸距離小于100米

同軸電場

基帶同軸電纜：一條電纜只用于一個信道,速率lOMMs,傳輸距離1000m

窕帶同軸電纜：同時傳輸不同頻率的幾路模擬信號薄率20Mb/s,傳輸

^■lOOkm

它是有線電視系統(tǒng)CATV中的標準傳輸電纜

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

光纜

光纜的芯線是由光導纖維做成，它傳輸光脈沖數(shù)字信號。

多模光纖：由發(fā)光二極管產(chǎn)生用于傳輸?shù)墓饷}沖，通過內部的多次反

射沿芯線傳輸。可以存在多條不同入射角的光線在一條光纖中傳輸。

單模光纖：使用激光，光線與芯軸平行，損耗小，傳輸距離遠，具有

很高的帶寬，但價格更高。在2.5Gb/s的高速率下，單模光纖不必采

用中繼器可傳輸數(shù)十公里。

單芯

光纖和光端設備

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

無線介質包括無線頻段、紅外線、激光等。

目前可用于通信的電磁波頻譜有無線電波、微波、紅外、可見光。

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

2.連接配件

（1）網(wǎng)絡適配器（網(wǎng)卡）

網(wǎng)卡是連接計算機與網(wǎng)絡的硬件設備。無論是雙絞線連接、同軸電纜連

接還是光纖連接，都必須借助于網(wǎng)卡才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。

網(wǎng)卡整理計算機上發(fā)往網(wǎng)線上的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)分解為適當大小的數(shù)據(jù)

包向網(wǎng)絡發(fā)送出去。每塊網(wǎng)卡都有一個唯一的網(wǎng)絡節(jié)點地址，它是網(wǎng)卡生產(chǎn)

廠家在生產(chǎn)時燒入只讀存儲芯片中的，稱為網(wǎng)卡地址（物理地址），這個地址

絕對不會重復。

插入主機擴展槽中

RJ-45接口BNC接口

有線介質

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

(2)中繼器：在OSI模型的物理層上實現(xiàn)信號放大和再生

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

(3)集線器(HUB)工作在OSI參考模型第一層，即“物

理層”。對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網(wǎng)絡

的傳輸距離。集線器采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)。

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

(4)網(wǎng)橋在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層上實現(xiàn)互連的設備。將兩個局域

網(wǎng)連起來，根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的網(wǎng)卡地址來判別轉發(fā)幀，使本地通

信限制在本網(wǎng)段內，并轉發(fā)相應的信號至另一網(wǎng)段。網(wǎng)橋通常用于

聯(lián)接數(shù)量不多、同一類型的網(wǎng)段。

-I1921681.1同一網(wǎng)段不轉發(fā)S

0—F日

B

不同網(wǎng)段

網(wǎng)橋轉發(fā)

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

(5)交換機與網(wǎng)橋一樣，都是工作在OSI模型的第二層的網(wǎng)絡互連設備，

它具有多端口，而每一端口都具有橋接功能，根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的網(wǎng)卡地

址來判別轉發(fā)幀。交換機可以直接替換網(wǎng)符中的集線器，使得網(wǎng)絡具有更

高的性能?！璊?

交換機..........

tLANI

設置工

■?■■S811

交換作組2

式集

VLAN(VirtualLAN,虛擬局域網(wǎng))是

交換式技術的高級應用。不僅可以解決2

局域網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)信息很容易被本網(wǎng)絡

中的其他計算機獲取，失去安全性的問虛擬局域網(wǎng)1

題，還可以按需要將有關設備和資源非

常方便地重新組合，因而很好地解決了1

局域網(wǎng)的布線問題。

5.2.3局域網(wǎng)互聯(lián)

(6)路由器是工作在OSI模型的第三層的網(wǎng)絡互聯(lián)設備，即“網(wǎng)絡

層”。它的最重要的功能就是尋址，即為傳輸?shù)拿恳粋€IP報文尋找

一條從源端到目的端之間的最優(yōu)傳輸路徑。路由器主要用作局域網(wǎng)

和廣域網(wǎng)的接口設備，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的互相通信。同時，路由

器也具有網(wǎng)絡管理、安全監(jiān)控功能。

一上▲op

M由―

一由.

ISP

路由器/r.p艮務器

校園網(wǎng)《一怎./

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跖F1M由V*器QC

5.2.3局域除

(7)網(wǎng)關的連接操作是在OSI模型的七層協(xié)議的傳輸層上。網(wǎng)

關通過使用適當?shù)挠布蛙浖?，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡協(xié)議之間的轉換

功能。硬件用來提供不同網(wǎng)絡的接口，軟件實現(xiàn)不同的互聯(lián)網(wǎng)

協(xié)議之間的轉換。

無線路由

5.3Internet基石出

5.3.1Internet概述

|Internet起源于美國國防部高級計劃研究局的ARPANET。

1969T983年是Internet形成的第一階段，主要作為網(wǎng)絡

|技術的研究和試驗在一部分美國大學和研究部門中運行和使

|用。

|1983年開始逐步進入到Internet的實用階段，在美國和

j一部分發(fā)達國家的大學和研究部門中得到廣泛使用，是用于

|教學、科研和通信的學術網(wǎng)絡。與此同時，世界上很多國家

相繼建立本國的主干網(wǎng)，并接入Internet,成為Internet的

組成部分。

5.3Internet基石出

5.3.1Internet概述

1986年，美國國家科學基金會(NSF,NationalScience

IFoundation)利用TCP/IP協(xié)議，在5個科研教育服務超級電

I腦中心的基礎上建立了NSFnet廣域網(wǎng)，在全美國實現(xiàn)資源共

|享。由于美國國家科學基金會的鼓勵和資助，很多大學、政

I府資助的研究機構甚至私營的研究機構紛紛把自己的局域網(wǎng)

并入到NSFnet中。如今，NSFnet已成為Internet的重要骨干

網(wǎng)之一。

1989年，由CERN開發(fā)成功的萬維網(wǎng)(WWW,WorldWide

IWeb),為Internet實現(xiàn)廣域網(wǎng)超媒體信息獲取/檢索奠定了

基礎。從此，Internet進入到迅速發(fā)展時期。

5.3Internet基石出

5.3.1Internet概述

j進入90年代，Internet已經(jīng)成為一個“網(wǎng)間網(wǎng)”，各個

|子網(wǎng)分別負責自己的建設和運行費用，而這些子網(wǎng)又通過

NSFnet互聯(lián)起來。

|1993年，美國國家超級計算機應用中心(NCSA)發(fā)表的

Mosaic以其獨特的圖形用戶界面(GUI,GraphicalUser

|Interfaces)贏得了人們的喜愛，其后的網(wǎng)絡瀏覽工具

|Netscape的發(fā)表和IE瀏覽器的出現(xiàn)，以及WWW服務器的增加,

掀起了Internet應用新的高潮。

5.3Internet基石出

5.3.1Internet概述

jInternet最初的宗旨是用來支持教育和科研活動。但是

|隨著規(guī)模的擴大和應用服務的發(fā)展以及全球化市場需求的增

I長，開始了商業(yè)化服務。在引入商業(yè)機制后，準許以商業(yè)為

|目的的網(wǎng)絡連入Internet,使其得到迅速發(fā)展，很快便達到

I了今天的規(guī)模。

，一般都認為，Internet是多個網(wǎng)絡互聯(lián)而成的網(wǎng)絡的集

|合。從網(wǎng)絡技術的觀點來看，Internet是一個以TCP/IP通

信協(xié)議連接各個國家、各個部門、各個機構計算機網(wǎng)絡的數(shù)

據(jù)通信網(wǎng)。從信息資源的觀點來看，Internet是一個集各個

領域、各個學科的各種信息資源為一體，并供上網(wǎng)用戶共享

的數(shù)據(jù)資源網(wǎng)。

5.3Internet?^

5.3.2Internet在中國

我國有10家網(wǎng)絡運營商，有200家跨省經(jīng)營的網(wǎng)絡服務提供商（ISP）

曲中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CHINANET

卡中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET

行中國科學技術網(wǎng)CSTNET

面國家公用經(jīng)濟信息通信網(wǎng)絡CHINAGBN

行中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET

行中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET

卡中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET

行中國國際經(jīng)濟貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET

，中國長城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET（建設中）

行中國衛(wèi)星集團互聯(lián)網(wǎng)CSNET（建設中）

5.31ntemet基礎i

5.3.3接入Internet

?當計算機連接Internet時，并不直接連接到Internet,而是采用某種方式與

:ISP提供的服務器連接起來，再接入Internet。

?:?接入方式：

通信介質｛「專、線口

I撥號「電話撥號

f單機｛局域網(wǎng)

組網(wǎng)架構1r專線接入方式(DDN,ADSL)

〔局域網(wǎng)」

I使用代理服務器接入方式

5.31nternet基石出

5.3.3Internet接入方式

從通信介質角度來看，Internet接入方式有專線接入和撥號接入；從

組網(wǎng)架構角度來看，接入方式可分為單機連接和局域網(wǎng)連接。

1.單機連接方式

單機可以通過電話撥號接入Internet,也可以通過局域網(wǎng)接入Internet。

電話撥號接入方式（SLIP/PPP方式）適合業(yè)務量不太大但又希望以主機方式

連入Internet的用戶使用，是個人用戶經(jīng)常采用的一種連接方式。為此，

用戶需要配備調制解調器、電話線、普通通信軟件，并需附加SLIP/PPP的

TCP/IP軟件。

如果想通過校園網(wǎng)接入Internet,則需要向校園網(wǎng)網(wǎng)絡管理中心申請注

冊。使用網(wǎng)卡將計算機與校園網(wǎng)通信線路相連，并對主機進行靜態(tài)IP地址

或動態(tài)IP地址的配置。

5.3Internet基石出

2.局域網(wǎng)連接方式

將局域網(wǎng)接入Internet有專線接入方式和使用代理服務器接入方

式兩種方案。

(1)專線接入方式

所謂專線接入指通過相對固定不變的通信線路(例如DDN,ADSL,

幀中繼)接入Internet,以保證局域網(wǎng)上的每一個用戶都能正常使用

Inteimet上的資源。它是通過路由器將局域網(wǎng)接入Internet。路由器

的一端接在局域網(wǎng)上，另一端則與Internet上的連接設備相連接，此

時的局域網(wǎng)就變成Internet上的一個子網(wǎng)。當路由器設置完成之后，

子網(wǎng)中的每臺計算機可以采用自動獲得IP地址，也可以設置單獨靜態(tài)

的IP地址。

(2)使用代理服務器接入方式

通過局域網(wǎng)的服務器，用一根電話線或專線將服務器與Internet

連接，局域網(wǎng)上的每臺主機通過服務器的代理，共享服務器的IP地址

訪問Internet,這種方式需要有代理服務器(ProxyServer)o

常用的代理服務器軟件有Sygate、Wingate.MSProxyServer等。

iInternet基礎

5.3.4IP地址

在Internet上為每臺計算機指定的地址稱為IP地址。

IP地址是一個邏輯意義上的地址，目的就是屏蔽物理網(wǎng)

絡細節(jié)，使得Internet從邏輯上看起來是一個整體的網(wǎng)

絡。每一個IP地址在Internet上是惟一的，是運行TCP

/IP協(xié)議的惟一標識。

LIP地址結構:

網(wǎng)絡地址+主機地址、類：A、B、C

TCP/IP協(xié)議規(guī)定Internet上的IP地址長32位,分為4字節(jié),每字節(jié)

可對應一個0?255的十進制整數(shù)，數(shù)之間用點號分隔。

XXX.XXX.XXX.XXX0-255

6（中國教育科研網(wǎng)）

!Internet基礎

2.IP地址類型

18162432

A類0［網(wǎng)絡號主機號

B類10網(wǎng)絡號主機號

c類110網(wǎng)絡號機器號

A類|126.1677214-54

16384165534128.0.0.W91.255.254

|c類12097115212541^54

允許數(shù)量

!Internet基礎

保留IP地址

網(wǎng)絡類別地址段網(wǎng)絡數(shù)

A類網(wǎng)10.0.0.0——10.255.255.2551

B類網(wǎng)172.16.0.0——172.31.255.25516

C類網(wǎng)192.168.0.0—192.168.255.255256

保留的IP地址段不能在Internet上使用，而只能使用在各

個局域網(wǎng)內。為了使使用這些保留地址的計算機能接入

Internet,只需要在連接這個網(wǎng)絡的路由器上設計網(wǎng)絡地

址轉換，就會自動將內部地址轉換為合法的外部網(wǎng)IP地址。

!Internet基礎

3.子網(wǎng)掩碼

在實際應用中，有時一個網(wǎng)絡需要由幾個子網(wǎng)絡組成，這時

可將主機地址部分再劃出一些二進制位，用做本網(wǎng)絡的子網(wǎng)絡，

剩余的部分用做相應子網(wǎng)絡內的主機地址的標識，這樣IP地址就

變形為網(wǎng)絡地址+子網(wǎng)地址+主機地址。為識別子網(wǎng)，需要使用子

網(wǎng)掩碼。

-子網(wǎng)掩碼也是一個32位的模式，它的作用是識別子網(wǎng)和判別

主機屬于哪一個網(wǎng)絡。當主機之間通信時，通過子網(wǎng)掩碼與IP地

址的邏輯與運算，可分離出網(wǎng)絡地址。設置子網(wǎng)掩碼的規(guī)則是：

凡IP地址中表示網(wǎng)絡地址部分的那些位，在子網(wǎng)掩碼對應位上置1,

表示主機地址部分的那些位設置為0。

!Internet基礎

3.子網(wǎng)掩碼

例如，202.118.116.6屬于C類，網(wǎng)絡地址共3個字節(jié)，故它默認的子網(wǎng)

掩碼是255.255.255.0。顯然，A類地址默認的子網(wǎng)掩碼應是255.0.0.0,

B類地址默認的子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0。

一對劃分了子網(wǎng)的網(wǎng)絡不能采用缺省子網(wǎng)掩碼，而必須根據(jù)子網(wǎng)劃分的情況

來確定。例如，某公司申請了一個C類網(wǎng)絡地址210.43.192.0,該公司下屬4

個部門，每個部門都需要設置獨立的子網(wǎng)，每個子網(wǎng)的主機數(shù)在60臺以內。為

此將該C類網(wǎng)絡地址的主機地址空間的前兩位劃出作為子網(wǎng)地址空間，此時具有

22個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可容納的主機數(shù)為26—2=62個，相應的子網(wǎng)掩碼為

255.255.255.192(11111111111111111111111111000000)o將子網(wǎng)

掩碼和IP地址進行“與”運算，就可以區(qū)分一臺計算機是在本地網(wǎng)絡還是在遠

程網(wǎng)絡上。如果兩臺計算機IP地址和子網(wǎng)掩碼“與”運算后結果相同，則表示

兩臺計算機處于同一網(wǎng)絡內。

Internet基礎

域名系統(tǒng)DNS（DomainNameSystem）

由于數(shù)字形式的IP地址難以記憶和理解，為此，Internet

引入了一種字符型的主機命名機制一域名系統(tǒng)，用來表示

主機的地址。

域名的層次次序從右到左（即由高到低或由大到?。?，分

別稱為頂級域名（一級域名）、二級域名、三級域名等。

典型的域名結構如下：

主機名.單位名.機構名.國家名

Internet上幾乎在每一子域都設有域名服務器，服務器中

包含有該子域的全體域名和地址信息。凡域名空間中有定

義的域名都可以有效地轉換成IP地址，反之，IP地址也可

以轉換成域名。

工nternet基礎

頂級域名

霞地區(qū)頂級域名一通用頂級域名，新增酶域名，

域名含義域名含義?域名含義~域名含義3

Cn中國JP日本?Com商業(yè)組織.firn公司、企業(yè)'

hk香港ch瑞士?Edu效育機構一store銷售公司或企業(yè)

mo澳門de德國?Gov政府部n-Web從相關業(yè)務的單位.

tw臺灣m印度?mil軍事機構/Art從事文化娛樂的年位―

Fr法國uk英國，net網(wǎng)絡服務商，Rec從事休閑娛樂的單位7

au澳大利亞US美國?oxg非盈利組織mfo從事信息服務業(yè)務的單位,

ca加塞大?int國際機構Non個人?

分為類型名和區(qū)域名兩類。類型名共14個，區(qū)域名用兩個

字母表示世界各國和地區(qū)。

1工nternet基礎

中國互聯(lián)網(wǎng)絡的域名體系

頂級域名：cn

二級域名：34個行政區(qū)域名:對應我國的各省、自治區(qū)和直轄市，采用兩個字

符的漢語拼音表示。例如，bj（北京市）、sh（上海市）、XZ（西藏

自治區(qū)）、hk（香港特別行政區(qū)）、gd（廣東省）、In（遼寧?。┑?。

6個類別域名

域名意義域名意義域名意義

ac科研機構edu教育機構Net網(wǎng)絡機構

com工商金融gov政府部門org非盈利組

織

5.3Internet基石出

統(tǒng)一資源定位器URL(UniformResourceLocator)

是專為標識Internet網(wǎng)上資源位置而設的一種編址

方式。網(wǎng)頁地址即是URL,它一般由三部分組成：

傳輸協(xié)議：//主機IP地址或域名地址/資源所在路徑和文件名

標識Internet網(wǎng)上資源位置的三種方式：

IP地址：202.118.116.6

域名地址:sie.edu.cn

URL：http://www.sie.edu.cn/2004/

5.4Internet應用

1.全球信息網(wǎng)(WWW)

www是WorldWideWeb的縮寫，又稱為W3、3W或

Web,中文譯為全球信息網(wǎng)或萬維網(wǎng)。www是基于超

文本(Hypertext)方式、融合信息檢索技術與超文

本技術而形成的最先進、交互性能最好、應用最廣

泛、功能最強大的全球信息檢索工具，WWW上包括

文本、聲音、圖像、視頻等各類信息。由于WWW采

用了超文本技術，只要用鼠標在頁面關鍵字或圖片

上一點，就可以看到通過超文本鏈接的詳細資料。

5.4Internet應用

2.電子郵件(E一mail)

E一mai1(ElectronicMai1)是Internet上使

用最廣泛的一種服務。用戶只要能與Internet連接,

具有能收發(fā)電子郵件的程序及個人的電子郵件地址,

就可以與因特網(wǎng)上具有電子郵件地址的所有用戶方

便、快捷、經(jīng)濟地交換電子郵件。電子郵件可以在

兩個用戶間交換，也可以向多個用戶發(fā)送同一封郵

件，或將收到的郵件轉發(fā)給其他用戶。電子郵件中

除文本外，還可包含聲音、圖像、應用程序等各類

計算機文件。此外，用戶還可以以郵件方式在網(wǎng)上

訂閱電子雜志、獲取所需文件、參與有關的公告和

討論組等。

5.4Internet應用

3.文件傳輸

文本傳輸協(xié)議FTP(FileTransferProtocol)是Internet上文件傳輸

的基礎，通常所說的文件傳輸是基于該協(xié)議的一種服務。文本傳輸服務允許

Internet上的用戶將一臺計算機上的文件傳輸?shù)搅硪慌_計算機上，當用戶

從授權的異地計算機向本地計算機傳輸文件時，稱為下載(Download);而

把本地文件傳輸?shù)狡渌嬎銠C上稱為上傳(Upload)。幾乎所有類型的文件

都可以用FTP傳送。

!FTP實際上是一套文件服務軟件，它以文件傳輸為界面