《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》第6章：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

1、第6章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),（時(shí)間：2次課，4學(xué)時(shí)）,第6章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),6.1 計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò) 6.2 網(wǎng)絡(luò)的組成 6.3 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò) 6.4 因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò) 6.5 小結(jié) 6.6 思考題,6.1 計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò),6.1.1 通信 6.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),6.1.1 通信,1.通信過程 通信控制器負(fù)責(zé)DTE和通信線路的連接，完成數(shù)據(jù)緩沖、速度匹配、串并轉(zhuǎn)換等。 信道是傳輸信號(hào)的通道，可以是有線的傳輸媒體，也可以是無線的傳輸媒體。 信號(hào)變換器的功能是把通信控制器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于在信道上傳輸?shù)男盘?hào)，或者相反，把從信道上接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成通信控制器所能接受的信號(hào)。,6.1.1 通信,圖6.

2、1 數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)模型,2.有關(guān)通信的基本概念 在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，人們關(guān)注得更多的就是數(shù)據(jù)和信號(hào)。 數(shù)據(jù)就是把事物的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式，它能被識(shí)別，也可以被描述 。 數(shù)據(jù)分為兩種基本類型：文本或二進(jìn)制數(shù)據(jù)。 通信雙方交互信息的方式有3種：單工通信 ，半雙工通信 ，全雙工通信 。 3.傳輸媒體 傳輸媒體是用于承載傳輸信息的物理媒體。 傳輸媒體可分為兩大類：導(dǎo)向傳輸媒體和非導(dǎo)向傳輸媒體。,6.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 1969年12月，因特網(wǎng)的前身美國的ARPA網(wǎng)投入運(yùn)行，它標(biāo)志著我們常稱的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的興起。 進(jìn)入90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及建立在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上

3、的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展也非常迅速。 2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的用途 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用途很多，其中最重要的三個(gè)功能是：數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布處理。,3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 從網(wǎng)絡(luò)的交換功能進(jìn)行分類：電路交換 ，報(bào)文交換 ，分組交換，混合交換 。 從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分類：集中式網(wǎng)絡(luò) ，分散式網(wǎng)絡(luò) ，分布式網(wǎng)絡(luò) 。 從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類：廣域網(wǎng) ，局域網(wǎng) ，城域網(wǎng) 。 從網(wǎng)絡(luò)的使用范圍進(jìn)行分類 ：公用網(wǎng) ，專用網(wǎng) 。 4.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的客戶機(jī)/服務(wù)器模式,6.2 網(wǎng)絡(luò)的組成,6.2.1 網(wǎng)絡(luò)的組成 6.2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 6.2.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,6.2.1 網(wǎng)絡(luò)的組成,1.計(jì)算

4、機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 分成3個(gè)組成部分： 資源子網(wǎng) ,通信子網(wǎng)，一系列的協(xié)議。 2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中硬件設(shè)備的用途 服務(wù)器(Server)：是指向運(yùn)行在別的計(jì)算機(jī)上的客戶端程序提供某種特定服務(wù)的計(jì)算機(jī)。 工作站(Workstation)也稱客戶機(jī)，由服務(wù)器進(jìn)行管理和提供服務(wù)的、連入網(wǎng)絡(luò)的任何計(jì)算機(jī)都屬于工作站，其性能一般低于服務(wù)器。,網(wǎng)卡也稱網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)絡(luò)接口卡(Network Interface Card，NIC)。 調(diào)制解調(diào)器也叫Modem，俗稱“貓”。它是一個(gè)通過電話撥號(hào)接入因特網(wǎng)的必備的硬件設(shè)備。 集線器是管理網(wǎng)絡(luò)的最小單元，是局域網(wǎng)的星型連接點(diǎn)。 網(wǎng)橋(Bridge)，工作于數(shù)據(jù)鏈路層，不但能

5、擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。,6.2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)連接的方式叫做“網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”(Topology)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫侵赣脗鬏斆襟w互聯(lián)各種設(shè)備的物理布局，特別是計(jì)算機(jī)分布的位置以及電纜如何通過它們。 目前常用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有四種，它們是總線形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、星形網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。 環(huán)形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，每個(gè)端用戶都與兩個(gè)相鄰的端用戶相連，因而存在著點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，但總是以單向方式操作，于是便有上游端用戶和下游端用戶之稱。 星形結(jié)構(gòu)是最古老的一種連接方式，目前使用最普遍的以太網(wǎng)就采用星形結(jié)構(gòu)，處于中心位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為集線器，英文名為(Hub)。 星形網(wǎng)的組成通過中

6、心設(shè)備形成許多點(diǎn)到點(diǎn)連接。,6.2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (1),圖6.2 總線結(jié)構(gòu),6.2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (2),圖6.3 環(huán)形結(jié)構(gòu),6.2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (3),圖6.4 星形拓?fù)?6.2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (4),圖6.5 網(wǎng)狀拓?fù)?6.2.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 1.OSI的7層體系結(jié)構(gòu) 2.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 3.TCP/IP協(xié)議 TCP/IP分為四個(gè)層次：應(yīng)用層(與OSI的應(yīng)用層、表示層和會(huì)話層對(duì)應(yīng))、傳輸層(與OSI的傳輸層對(duì)應(yīng))、網(wǎng)際層IP(與OSI的網(wǎng)絡(luò)層對(duì)應(yīng))和網(wǎng)絡(luò)接口層(與OSI的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層對(duì)應(yīng))，參見下圖6.6。,圖6.6 OSI與

7、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的對(duì)比,圖6.7 用三次握手建立TCP連接,圖6.8 TCP連接釋放過程,6.3 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò),6.3.1 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的概念 6.3.2 常用局域網(wǎng)絡(luò),6.3.1 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的概念,局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。 LAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)目前常用的是總線形和環(huán)形，這是由有限地理范圍決定的。,6.3.2 常用局域網(wǎng)絡(luò),以太網(wǎng)(Ethernet)可能是世界上使用最普及的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。IEEE 802.3規(guī)定以太網(wǎng)采用CSMA/CD傳輸方式(帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問)。 1.CSMA/CD 2.快速以太網(wǎng) 3.令牌環(huán) 4.光纖分布

8、數(shù)據(jù)接口(FDDI),6.4 因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),6.4.1 因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的形成 6.4.2 WWW與HTTP協(xié)議 6.4.3 因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,6.4.1 因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的形成,因特網(wǎng)是人類歷史發(fā)展中的一個(gè)偉大的里程碑，它是未來信息高速公路的雛形，人類正由此進(jìn)入一個(gè)前所未有的信息化社會(huì)。 因特網(wǎng)起源于美國的ARPANET計(jì)劃，其目的是建立分布式的、存活力強(qiáng)的全國性信息網(wǎng)絡(luò)。,6.4.2 WWW與HTTP協(xié)議,WWW(World Wide Web)即萬維網(wǎng)，是因特網(wǎng)提供的一種信息檢索服務(wù)手段。 WWW在因特網(wǎng)上的廣泛使用，大大方便了廣大非專業(yè)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用，使因特網(wǎng)呈指數(shù)級(jí)的增長。 超文本(Hyperte

9、xt)的技術(shù)，使用了在文件中有著加重色的詞句或圖形去鏈接或指向其他文件、圖形、聲音等。 本節(jié)知識(shí)點(diǎn)包括： 1.統(tǒng)一資源定位符URL(Uniform Resource Locator) 2.WWW的客戶機(jī)/服務(wù)器工作方式 （下頁續(xù)）,3.Web的特點(diǎn) Web是圖形化的和易于導(dǎo)航的(navigate) Web與平臺(tái)無關(guān) Web是分布式的 4.HTTP協(xié)議 HTTP(超文本傳輸協(xié)議，Hyper-Text Transport Protocol)使萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務(wù)器程序之間的交互遵守嚴(yán)格的協(xié)議。HTTP是應(yīng)用層協(xié)議。 5.萬維網(wǎng)高速緩存(Web Cache) 萬維網(wǎng)高速緩存又稱為代理服務(wù)器，它

10、將最近的一些請(qǐng)求和響應(yīng)暫存在本地磁盤中。當(dāng)暫存的信息與新請(qǐng)求一樣時(shí)，就將暫存的響應(yīng)發(fā)出去，而不需要按URL的地址再去訪問該資源。,網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī),游戲,應(yīng)用軟件,網(wǎng)頁瀏覽,（本地或遠(yuǎn)程）,網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的必要條件： 用戶點(diǎn)擊運(yùn)行 代碼自動(dòng)加載 代碼自動(dòng)刪除,6.4.3 因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,6.4.3 因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,1.電子郵件(E-mail) 2.文件傳輸(FTP) FTP采取“客戶/服務(wù)器”方式，用戶要在自己的本地計(jì)算機(jī)上安裝FTP客戶程序。FTP客戶程序有字符界面和圖形界面兩種。 3.遠(yuǎn)程登錄(Telnet) 遠(yuǎn)程登錄就是用于從一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)登錄到另一個(gè)站點(diǎn)的程序或命令。 4.萬維網(wǎng)(Worl

11、d Wide Web) 5.新聞組(Newsgroup/Usenet) 新聞組就是專題討論組。,6.電子公告牌BBS(Bulletin Board System) 7.搜索引擎 8.聊天系統(tǒng)(chat) 9.ICQ/OICQ網(wǎng)上傳呼機(jī) 10.網(wǎng)上娛樂 11.電子商務(wù) 12.網(wǎng)絡(luò)廣告,6.5 小 結(jié),人類社會(huì)必將更加依賴因特網(wǎng)，人們的生活方式將因此而發(fā)生根本的改變。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正成為最新一代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。,6.6 思 考 題(1),(1)結(jié)合數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)模型，了解通信過程。 (2)試述數(shù)據(jù)和信號(hào)的關(guān)系。 (3)試述每種傳輸媒體的應(yīng)用場合。 (4)簡述我國信息高速公路建設(shè)對(duì)我們身邊生活的影響。 (5)淺談?dòng)?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的用途并舉例說明。 (6)試述在因特網(wǎng)上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的客戶機(jī)/服務(wù)器工作模式。 (7)在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成有何異同之處？ (8)了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中主要硬件設(shè)備的功能及用途。 (9)通過本章學(xué)習(xí)，思考每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用。 (10)簡述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議產(chǎn)生的背景。 (11)通過本章學(xué)習(xí)思考TCP/IP的功能和特點(diǎn)。,6.6 思 考 題(2),(12)簡述TCP三次握手以及連接釋放過程。 (13)簡述ICMP的主要功能。 (14)簡述常見局域網(wǎng)類型及工作過程。 (15)為什么說因特網(wǎng)是人類歷史發(fā)展中的一個(gè)里程