? 网络基本概念
? 网络的典型应用
? 网络基本理论知识
第七章 计算机网络基础
浏览或查找信息、收发电子邮件、文件传输、
网络数据库检索 (期刊、图书、论文、专利等 )
网络体系结构,Internet基本知识、局域网基本
知识,广域网基本知识
什么是计算机网络?网络的功能、网络的类型
网络基本概念
? 什么是计算机网络?
将地理位置不同、功能独立的 计算
机系统 用 通信设备 和 线路 连接起来,
并以功能完善的 网络软件 实现网络
资源共享的系统。
人造卫星
微波
地面卫星
接收站
地面卫星
接收站
用户
局域网
光纤
电话线
电话线
电话交换机
同轴
电缆
主机
? 网络的功能
? 资源共享
? 信息通信
? 网络的类型
? 局域网 LAN(Local Area Network)
? 城域网 MAN(Metropolitan Area Network)
? 广域网 WAN(Wide Area Network)
? 因特网 Internet
硬件资源 — 大型计算机、大容量硬盘、某些特殊设备
软件资源 — 应用软件、数据库、信息资源
电子邮件、网上寻呼、网上电话、网上课堂、网上
视像会议等
?
网络的典型应用
? 信息浏览
? 浏览器
? 主页
? URL
? 网上浏览
? 超文本文档
? 超链接
? 信息下载
? 文本
? 图片
? 网页
? 信息搜索
? 网络信息资源的特点
? 数量巨大
? 全球性分布
? 搜索引擎
? 检索界面
? 常用查询方式
? 关键词检索
? 分类检索
? 图片检索
? 电子邮件
? Email地址
?电子邮箱
?邮件服务器
liru@szu.edu.cn
? 收发电子邮件
?创建新邮件
?添加附件
?发送邮件
?阅读邮件
?回复邮件
?转发邮件
? 文件传输
? FTP服务器
? FTP搜索引擎
? 下载文件
? 上传文件
? 网络数据库检索
? 信息检索的概念
? 中国期刊网
?电子期刊检索
?图书文献检索
?其它文献检索
?
网络基本理论知识
? 网络概述
网络体系结构、网络传输介质、网络互连设备
? 局域网基本知识
IEEE802参考模型、局域网拓扑结构、局域网系统组成
? Internet基本知识
TCP/IP协议,IP地址与域名、万维网 WWW,电子邮件
系统、文件传输、信息检索
? 广域网基本知识
广域网连接方式、电信网络、异步传递方式 ATM,数字
数据网 DDN
?
网络概述
? 网络体系结构
? 层 — 网络系统按层的方式
组织,层按功能划分,下层
为上层提供服务
? 协议 — 网络成员通信必须
遵守的规则和约定
? 信息发送由上向下直传到
物理层
? 接收信息的过程恰好相反
由下至上到相应的应用层
7 应用层
6 表示层
5 会话层
4 传送层
3 网络层
2 链路层
1 物理层
7 应用层
6 表示层
5 会话层
4 传送层
3 网络层
2 链路层
1 物理层
通信介质
应用层协议
表示层协议
会话层协议
传送层协议
网络层协议
链路层协议
物理层协议
主机 A 主机 B
这是国际标准化组织 (ISO)于 1981年提出
的开放系统互联 (OSI)基本参考模型
? 网络传输介质
? 双绞线 (Twisted Pair) — 具有较高的传输速率,价格低
廉,施工方便 ;但距离不能太长
? 同轴电缆 (Coaxial Cable) — 有一重要参数叫“特性
阻抗”,它是由内、外导体的有关尺寸所确定的
? 光导纤维 (Optical fiber) — 传输速率极高,抗干扰能力
强,保密性好,成本低 ; 但光 -电、电 -光转换成为传输性
能的“瓶颈”
? 空间介质 — 利用空间介质,能到达有线网络难以到达
或成本太高的地方和场合
网络上各站点之间连接的物理媒介
? 网络互连设备
? 网卡 (Network Adapter) — 接收网络上的数据包,解包
后传输给工作站 ; 将工作站上的数据打包后送入网络
? 中继器 (Repeater) — 将物理层传输的信号放大和转发,
并传送到另一个网络段
? 集线器 (Hub)— 将一路信号放大为多路信号
? 网桥 (Bridge) — 连接不同类型的局域网络 ;或用于同
一网络中隔离不同的网段
? 路由器 (Router) — 连接两个或多个异形网,为通过它
的数据包选择合适的路径以到达目的地
? 网关 (Gateway) — 连接两个不同体系结构的网络,它
将协议进行转换, 数据重新分组
?
? IEEE802参考模型
LLC(Logical Link Control),提供流量控制和差错控制
MAC(Medium Access Control),描述介质的传输控制技术







IEEE802 协议标准
802.1 高层接口
802.2 逻辑链路控制
802.3 CSMA/CD访问控制
802.4 Token Bus访问控制
802.5 Token Ring访问控制
802.6 大城市地区网
802.7 宽带技术
802.8 光纤技术
802.9 数据和话音综合网
802.11 无线网
MAC
LLC
物理层
数据链路层
网络层
传输层
会话层
表示层
应用层
OSI模型 IEEE802
IEEE于 1980年成立 IEEE802委员会,为局域网制
定协议标准,于 1985年推出局域网协议标准,
? 星形拓扑 (star) — 结构简单,访问协议
简单,单个的故障不会影响到整个网络,
但对中央结点的可靠性要求很高
? 局域网拓扑结构
? 总线形拓扑 (bus) — 结构简单,易于扩
充,因而用得最广泛,但故障检测困难
网络上各站点的连接方式
? 环形拓扑 (ring) — 数据只能沿单方向
传输,适合于光纤介质,如果处理不当
站点的故障会引起全网故障
? 树形拓扑 (tree) — 与总线形相似,但故
障易于检测和隔离
? 网状网络 (net) — 实现站与站之间高
速传输和高容错性能,以提高网络的
速度和可靠性
? 局域网系统组成
? 硬件系统
?网络服务器
?网络工作站
?网卡
?网络传输介质
?网络连接设备
? 软件系统
?网络操作系统
?网络监控与管理软件
?网络应用软件
服务器 工作站
连接设备
网卡
介质
HU
B
? 以太网
? 以太网工作原理
?拓扑结构
?介质存取方式
?数据格式
?
冲突
CBA
前导码 目标地址 源地址 类型 数据 帧校验码
8 6 6 2 46~ 1500 4 (字节 )
? 以太网的发展 *
?早期以太网
?高速以太网
?千兆位以太网
? 常用互连网设备
? 中继器 (Repeater)
?对信号进行放大和转发,它工作在 OSI 模型的第一层
? 网桥 (Bridge)
?连接不同类型的局域网,它工作在 OSI 模型的第二层
? 路由器 (Router)
?将异形网联在一起的互联设备,它运行在 OSI 模型的
第三层
? 网关 (Gateway)
?互联各种完全不同体系结构的网络,常以软件形式存
在,运行在 OSI 模型传送层及其上的高层
因特网基本知识
? 用户联入 Internet 的方法
? 利用网络线直连上网
?距离 ISP不太远的用户,分配一个确定的 IP地址
? 利用电话线拨号上网
?远程用户的普通上网方式,需要一个 MODEM
? 利用电话线以 ADSL方式上网
?不对称传输 — 下行的带宽宽,上行的带宽窄
? 利用有线电视 CATV同轴线上网
?需要一个 Cable Modem,或 Set Top Box (顶盒机 )
? 采用无线方式上网
?在一些线路难以到达的地方,或是移动的场合,可以
采用无线方式入网
普通用户联至 ISP,ISP直接与 Internet连接,
? TCP/IP协议
? IP(Internet Protocol)
? TCP(Transmission Control Protocol)
应用层
应用层 HTTP,SMTP,FTP,Telnet SNMP,DNS …表示层
会话层 传输层 TCP
传输层
网际互连层 IP网络层
网络接口层 局域网,以太网、光纤网 广域网,ATM、X.25,桢中继 PPP数据链路层 RS-232
物理层 物理层 Hardware
OSI模型 TCP/IP模型
? IP地址
? IP 地址
? 网络上的每一台设备都有一个唯一地址 — IP 地址
? 由 4个字节组成,分成网络地址和主机地址两部分
? 常用点分十进制数描述,例如,166.111,9.2
? 子网屏蔽码 (子网掩码 )
?子网只限于单位内部使用,对于 Internet是透明的
?子网编址 — 将主机地址分为子网地址和主机地址
?子网屏蔽码 (掩码 ) — 屏蔽 IP地址中的网络号 (包括
子网地址 ),以指示 IP地址中哪些位是网络号 (包括子
网地址 ),哪些位是主机号
? 域名
? 域名 (Domain Name)与 IP地址相对应,通常称为网址
? 域名由一组标号组成,标号之间用,.”分隔,标号从
左到右对应层次从低到高,最右边的标号是顶层域名
例如,www.tsinghua.edu.cn
服务器名 区域名 机构名 国家名
? 域名服务器 DNS(Domain Name Server)实现域名与
实际 IP地址的翻译
? 域名与 IP地址并非一一对应,注册了域名的主机一
定有 IP地址;但是并不是每个 IP地址都在域名服务
器中注册了域名
? WWW (World Wide Web)服务器与浏览器
? Web服务器
?传输多媒体信息,文字、声音、图象、动画并存,
形成了 Internet的图形用户界面
? Web浏览器
?为用户提供访问 Web服务器资源的工具,如 Explorer
? 同时也可以访问 Internet的其它资源,例如上面提
到的收发电子邮件、下载软件等
? Web的几个 基本术语
?主页 (Home Page)
?统一资源定位符 URL
?超文本传输协议 HTTP
?超文本标注语言 HTML
? 电子邮件 Email
? Email地址 — 用户名 @主机域名
?用户名 (邮箱 ) — 在邮件服务器上占有的磁盘空间
?主机域名 — 用户使用的邮件服务器 (所在域的 )域名
? 邮件服务器
?接收邮件服务器 — 使用 POP3协议,暂存用户接收
的邮件,并提供下载服务
?发送邮件服务器 — 使用 SMTP协议,将发送邮件中
的主机域名转换成 IP地址,并将邮件发往该地址
? 电子邮箱的申请
?直接向 ISP 申请电子邮箱
?通过某个网站申请免费电子邮箱
? 文件传输
? 文件传输协议 FTP(File Transfer Protocol)
?快速、可靠地传输 (上载和下载 )各种类型的文件
? FTP服务器
?包含允许用户 存, 取 的文件,文件类型可以是文本、
图形、程序、声影象等
?匿名服务器上常提供一些免费软件
? 访问 FTP服务器的方式
?使用 FTP搜索引擎
?使用 Web浏览器
?使用 FTP工具软件,如 WS_FTP, CuteFTP
? 信息检索
? 网络信息资源的特点
?信息资源数量巨大,品种繁多
?呈全球性分布,存储在不同地区的服务器上
?通过 Internet传播,实现全球资源共享
? 信息检索的概念
?存储 — 对信息进行筛选并建立数据库
?检索 — 从数据库中查找所需信息
? 信息检索的软件工具
? WWW搜索引擎
?网络 数据库检索
? 广域网的特点
? 跨越地域大,从几公里到几千公里乃至全球
? 信息传输通过于公共通信网络
广域网基本知识
? 广域网的连接方式
? 集中式连接
? 分布式连接
? 全互连式连接
? 不规则连接
分布式拓扑 — 网络中的任何一个
节点都至少与其它两个节点连接,
? 电信网络
? 公共交换电话网络 (PSTN)
?调制解调
? 数字用户线路 (DSL)
?利用普通电话线传输高带宽的数字信号。
? ADSL
? 综合业务数字网 (ISDN)
?使用 CCITT制定的 ISDN标准
?将电话、传真、数字通信等多项服务以数字方式传
输,以取代模拟电话网
?需要有专门的 ISDN交换机,ISDN用户交换机、网
络终端、接入单元和各类 ISDN终端设备等
? 数字数据网 DDN
? DDN属于专线连接,在两个端点之间建立一条永久的
专用数字通道
? DDN网络结构
?基本单位是节点,通过光纤相连构成 网状拓扑
?实行分级管理机制
? DDN的典型应用
?点对点通信
?点对多点通信
?双向多点通信
? 异步传递方式 ATM
? ATM — 快速包交换和多路复用技术,能时传输数据、
音频、视频等多种类型的信息
? ATM信元:
?定长的数据包 (53字节 ),其中用户数据占 48字节,
另有 5字节信头,用作路由选择
?传输过程中不作差错控制与处理,传输速度高
? ATM网
?即将 ATM技术应用于公共交换网,局域网或城域网
路由器
c
b
a
f
d
e
网络 a 路由器 将网络 a 和网络 b 相连
用户 A
用户 B
网络 b
?
IP地址
? IP地址由网络号和主机号两部分组成,其中网络号标
识一个物理网络,而主机号标识该网络中的一台主机
? IP地址有 A类,B类,C类三种类型
?
0 网络号 主机号
0 1 7 8 31
1 0 网络号 主机号
0 1 2 15 16 31
A类地址
B类地址
C类地址 1 1 网络号 主机号
0 1 2 23 24 31
子网编址
? 子网编址 — 将 IP地址中的部分主机号用于子网编址
? 子网通常按单位内部的行政机构划分,或按地域划分
? 子网掩码用来屏蔽 IP地址中的网络号 (含子网地址 ),
以指示 IP地址的网络地址 (含子网地址 )和主机地址
?
1 0 网络号 主机号
0 1 2 15 16 31
没有子网
有子网
0 1 2 15 16 23 24 31
1 0 网络号 主机号子码地址
子网掩码
0 1 2 15 16 23 24 31
11 111111 11111111 主机号11111111
? 主页 (Home Page)
? Web页 — Web 服务器上的超文本超媒体文件
?主页 — 用户进入一个新的站点即连接到一台新的
Web服务器,首先见到的 Web页称做该站点的主页
? 统一资源定位符 URL (Uniform Resource Location)
? URL指明一个 Web页在 Internet 上的物理地址
? URL由三个部分组成,其格式为,
<访问协议 >://<服务器名 >[:端口号 ]/[路径 ]/[文件名 ]
通信协议
(获取数据的方法 )
文件名
(访问目标 )
?
WWW 的几个基本术语
(Web服务器网址 )
服务器名
? 超文本传输协议 HTTP
? HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)描述电子文档
检索服务,这种电子文档含有指针,指向其它相关
文档,称为超文本文档
? 超文本标注语言 HTML
? HTML(Hyper text Markup Language)是一种制作
Web页的语言,能够方便地将 Web页中的文字或图
象以及声音、影象等与另一个 Web页相连
? HTML文件
? 以纯 ASCII 码的形式存放,文件的扩展名为,htm
? UNIX文件的扩展名为,html
?
? 搜索引擎
?收集信息 的程序,如 Robot(机器人 ),Spider(蜘蛛 )
?数据库,为收集的信息建立索引数据库
?面向用户的 检索界面,即搜索引擎的主页
?
WWW 搜索引擎
? 信息查询方式
?简单搜索
?词组搜索
?语句搜索
?高级搜索
?目录搜索
网络上的信息几乎无所不包,如何从
中找到所需要的信息 — 搜索引擎,
? 全文数据库检索
?收集信息 的程序,如 Robot(机器人 ),Spider(蜘蛛 )
?数据库,为收集的信息建立索引数据库
?面向用户的 检索界面,即搜索引擎的主页
?
网络数据库检索
? 文摘型数据库检索
?词组搜索
?语句搜索
?高级搜索
?目录搜索
如果需要查阅网络版的电子期刊或其它文献,
如专利、会议文献、学位论文 — 数据库检索,
DDN网络结构
?
DDN节点
MNC
DTE DSU DSU DTE
光纤
数据终端设备 DTE
如计算机,图像设备,
电话机,传真机等
数据业务单元 DSU,连接
DTE与 DDN网络,如调制
解调器,用户集中器等
网管中心 NMC 承担
网络结构和业务配置