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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机网络应用,主讲：黄复生,网络通晓天下事,计算机成就未来,第一节,计算机网络基本知识,第五节,电子邮件的使用,第四节,网上信息浏览,第三节,连接,Internet,第二节,TCP/IP,协议及相关技术,计算机网络应用,主讲内容,第一节,计算机网络基本知识,计算机网络基本知识,问题,原由,计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物,它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化。那么,计算机网络涉及到哪些基本概念、基本知识和基本技术呢？这就是本节所要讨论的问题。,本,节,重点讨论计算机网络的基本概念、,计算机网络的功能及基本组成,、计算机网络的分类等。,教学,重点,能力,要求,了解,:,计算机网络的发展,过程,与,发展,趋势,。,掌握,:,计算机网络的定义、功能,、组成、,分类,。,1.1,计算机网络的基本概念,1.,4,计算机网络的分类,1.,3,计算机网络的基本组成,1.,2,计算机网络的功能,计算机网络基本知识,本节内容提要,计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社会发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会的进步做出了巨大贡献。,现在，计算机网络的应用遍布全世界及各个领域，并已成为人们社会生活中不可缺少的重要组成部分。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术的水平，也是衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。,那么，计算机网络涉及到哪些基本概念、知识和技术呢？这就是本节所要讨论的问题。,1.1,计算机网络的基本概念,远程联机,阶段,多机互联,网络阶段,标准化网,络阶段,互联与高速网络阶段,计算机网络从,20,世纪,50,年代开始发展至今,经历了从简单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通信演变到计算机与计算机之间的直接通信,.,发展经历的,4,个阶段,1.1.1,计算机网络的形成与发展,1.1.1,计算机网络的形成与发展,1,、远程联机阶段,为了共享主机资源和信息采集以及综合处理，用一台计算机与多台用户终端相连，用户通过终端命令以交互方式使用计算机，人们把它称为远程联机系统。,前端处理机结构：,前端处理机（,FEP,）用来专门负责通信工作，实现数据处理与通信控制的分工，发挥了中心计算机的数据处理能力。前端处理机的结构如图,1-1,所示。,图,1-1,利用前端处理机的结构示意图,终端,Modem,Modem,CCP,或,FEP,Modem,公用电话网,主机,利用调制解调器的结构示意图,调制解调器：,由于计算机和远程终端发出的信号都是数字信号，而公用电话线路只能传输模拟信号，所以在传输前必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话线上传送的模拟信号,传输后再将模拟信号转换成数字信号。利用调制解调器的结构如下图所示。,1.1.1,计算机网络的形成与发展,终端,Modem,LC,Modem,公用电话网,主机,1.1.1,计算机网络的形成与发展,集线器结构：,把终端发来的信息收集起来，并把用户的作业信息存人集中器中,然后再用高速线路将数据信息传给前端处理机，最后提交给主机。,远程联机系统的特点是系统中只有一个计算机处理中心，各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源，因此，主计算机负担过重，终端独占线路，资源利用率低。,利用集线器的结构示意图,集线器,CCP,或,FEP,主机,公用电话网,计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因此在逻辑结构上可以将其分成两部分：,资源子网和通信子网,。,1.1.1,计算机网络的形成与发展,2,、多机互联网络阶段,(1),资源子网：,是计算机网络的外层，它由提供资源的主机和请求资源的终端组成。资源子网的任务是负责全网的信息处理,。,(2),通信子网：,是计算机网络的内层，它的主要任务是将各种计算机互连起来完成数据传输、交换和通信处理。,CCP,CCP,CCP,CCP,CCP,通信子网,资源子网,主机,主机,主机,主机,图,1-2,资源子网和通信子网示意图,1.1.1,计算机网络的形成与发展,ISO,于,1977,年成立了专门的机构来研究该问题，并且在,1984,年正式颁布了,“,开放系统互联基本参考模型,”,的国际标准,OSI,这就产生了第三代计算机网络。,3,、标准化网络阶段,20,世纪,70,年代，计算机网络大都采用直接通信方式。,1972,年后，以太网,LAN,、,MAN,、,WAN,迅速发展，各个计算机生产商纷纷发展各自的网络系统，制定自己的网络技术标准。,1974,年,IBM,公司公布了它研制的系统网络体系结构,。,随后,DGE,公司宣布了自己的数字网络体系结构,1976,年,UNIVAC,宣布了该公司的分布式通信体系结构。,1.1.1,计算机网络的形成与发展,4,、网络互联与高速网络阶段,进入,20,世纪,90,年代,计算机技术,、,通信技术以及建立在互联计算机网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。特别是,1993,年美国宣布建立,(,国家信息基础设施,NII),后，全世界许多国家纷纷制订和建立本国的,NII,从而极大的推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入一个崭新的阶段，这就是计算机网络互联与高速网络阶段。,目前，全球以,Internet,为核心的高速计算机互联网络已经形成，,Internet,已经成人类最重要的、最大的知识宝库。网络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。,1.1.1,计算机网络的形成与发展,图,1-3,现代计算机网络逻辑结构示意图,以太网,以太网,以太网,以太网,路由器,路由器,路由器,路由器,路由器,路由器,通信子网,到目前为止,计算机网络并没有一个确切的定义。其实，我们可以简单地描述为：,计算机网络是通过通信线路连接起来的自治的计算机集合。,该描述包括了,3,个方面的含义：,必须有两台或两台以上、具有独立功能的计算机系统相互连接起来，以达到共享资源为目的；,计算机互相通信交换信息，必须有一条通道。这条通道的连接是物理的，由物理介质来实现（例如铜线、光纤、微波、卫星等）；,计算机系统之间的信息交换，必须要遵守某种约定和规则。,以上从三个方面概括了计算机网络的基本内涵。因此，我们可以把计算机网络定义为：,1.1.2,计算机网络的定义,计算机网络是把分布在不同地点，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。,由多台计算机组成的计算机网络系统模型如图,1-4,所示。,1.1.2,计算机网络的定义,图,1-4,计算机互连网络系统基本模型,A,B,存储器,A,机能使用,B,机的,存储器,B,机能使用,A,机的打印机,1.2,计算机网络的主要功能,集中,管理,负载,平衡,远程,传输,资源,共享,分布式处理,数据,通信,1,、数据通信,数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频等各种多媒体信息。,2,、资源共享,硬件资源：,包括各种类型的计算机,、,大容量存储设备,、,计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。,软件资源：,包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。,数据资源：,包括数据库文件,、,数据库,、,办公文档资料,、,企业生产报表等。,信道资源：,通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。,1.2,计算机网络的主要功能,3,、远程传输,分布在很远的用户可以互相传输数据信息，互相交流，协同工作。,4,、分布处理,把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。,5,、集中管理,对地理位置分散的组织和部门,可通过计算机网络来实现集中管理,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。,6,、负责平衡,当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。,1.2,计算机网络的主要功能,1.3,计算机网络的基本组成,一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的,。,网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。,地面站,地面站,通讯卫星,服务器,路由器,交换机,1.3.1,网络硬件的组成,计算机网络硬件系统是由计算机,(,主机、客户机、终端,),、通信处理机,(,集线器,、,交换机、路由器,),、,通信线路,(,同轴电缆、双绞线、光纤,),、信息变换设备,(Modem,，编码解码器,),等构成。,图,1-5,网络硬件组成示意图,HUB,HUB,路由器,中心交换机,服务器,服务器,处理机,工作站,Modem,终端,终端,子网,子网,远程网络,Internet,1.3.1,网络硬件的组成,主机,路由器,交换机,水晶头,双绞线,网卡,1.3.1,网络硬件的组成,1,、主计算机,在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同,可将其划分为文件服务器,、,打印服务器,、,通信服务器等。,2,、网络工作站,除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。,1.3.1,网络硬件的组成,3,、网络终端,是用户访问网络的界面，它可以通过主机联入网内，也可以通过通信控制处理机联入网内。,4,、通信处理机,一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。,5,、通信线路,通信线路（链路）是为通信处理机与通信处理机、通信处理机与主机之间提供通信信道。,6,、信息变换设备,对信号进行变换，包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。,在计算机网络系统中，除了各种网络硬件设备外，还必须具有网络软件。,网络应用,软件,网络管理软件,网络通信软件,网络操作系统,网络协议软件,网络软件的组成,1.3.2,网络软件的组成,1.3.2,网络软件的组成,1,、网络操作系统,网络操作系统是网络软件中最主要的软件,用于实现不同主机之间的用户通信，以及全网硬件和软件资源的共享，并向用户提供统一的、方便的网络接口,便于用户使用网络,。,目前网络操作系统有三大阵营：,UNIX,、,NetWare,和,Windows,。,目前，,我国最广泛使用的是,Windows,网络操作系统。,2,、网络协议软件,网络协议是网络通信的数据传输规范，网络协议软件是用于实现网络协议功能的软件。,目前,典型的网络协议软件有,TCP/IP,协议,、,IPX/SPX,协议,、,IEEE802,标准协议系列等,。,其中,TCP/IP,是当前异种网络互连应用最为广泛的网络协议软件。,1.3.2,网络软件的组成,3,、网络管理软件,网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件，如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。,4,、网络通信软件,是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件，使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，控制应用程序与多个站进行通信,并对大量的通信数据进行加工和管理。,5,、网络应用软件,网络应用软件是为网络用户提供服务，最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。,1.4,计算机网络的分类,从不同方向来进行分类,网络的,覆盖范围,通信信道,传输介质,传输,技术,由于计算机网络自身的特点，其分类方法有多种。根据不同的分类原则，可以得到不同类型的计算机网络。,1.4.1,按覆盖范围分类,局部区域网：,传输速率为,1,20Mb/s,最大距离为,25km,采用分组交换技术,入网最大设备数为几百到几千。,高速区域网：,采用,CATV,电缆或光缆,传输速率一般,50Mb/s,，最大距离为,1km,入网最大设备数为几十个。,图,1-11,局域网连接示意图,服务器,工作站,工作站,工作站,打印机,根据网络连接的地理范围,可将计算机网络分成局域网、城域网、广域网三种类型。,1,、,局域网（,LAN,）,局域网的作用范围是几百到几千米，通常用于组建企业网和校园网，并分为局部区域网和高速区域网。,1.4.1,按覆盖范围分类,2,、,城域网（,MAN,）,城域网是局域网的延伸,用于局域网之间的连接,网络规模局限在一座城市范围内,覆盖的地理范围从几十至几百公里。,城域网络,路由器,计算机,图,1-12,城域网链接示意图,1.4.1,按覆盖范围分类,3,、广域网（,WAN,）,广域网又称远程网，是指在一个很大地理范围（从数百公里到数千公里，甚至上万公里）由许多局域网组成的网络。广域网是将远距离的网络和资源连接起来的任何系统，主要用在一个地区,、,行业甚至在全国范围内组网,达到资源共享的目的,。,公用交换网,MAN,LAN,MAN,LAN,图,1-13,广,域网连接示意图,1.4.1,按覆盖范围分类,图,1-14,广域网、城域网和局域网的连接关系示意图,广域网使用的主要技术为,存储,-,转发,技术,。,城域网与局域网之间的连接是通过接入网来实现的。接入网又称为本地接入网或居民接入网，它是近年来由于用户对高速上网需求的增加而出现的一种网络技术，是局域网与城域网之间的桥接区。,WAN,MAN,MAN,LAN,LAN,LAN,LAN,1,、有线网（,Wired Network,）,双绞线：,其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一般，广泛应用于局域网中。,同轴电缆：,俗称细缆，现在逐渐淘汰。,光纤电缆：,特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强，是高安全性网络的理想选择。,2,、,无线网（,Wireless Network,）,无线电话网：,是一种很有发展前途的连网方式。,语音广播网：,价格低廉、使用方便，但安全性差。,无线电视网：,普及率高，但无法在一个频道上和用户进行实时交互。,微波通信网：,通信保密性和安全性较好。,卫星通信网：,能进行远距离通信，但价格昂贵。,1.4.2,按传输介质分类,课堂练习,1,、,数据通信,2,、,资源共享,3,、,远程传输,4,、,集中管理,5,、,分布式处理,6,、,负载平衡,1,2,计算机网络系统是由,网络硬件,和,网络软件,组成。,3,计算机网络是把分布在不同地点，并具有,独立功能的多个计算机系统,通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的,网络软件和协议,的管理下，以实现网络中,资源共享,为目标的系统。,计算机网络的定义：,计算机网络的主要功能,:,计算机网络的组成：,计算机网络硬件系统是由,计算机,(,主机、客户机、终端,),、,通信处理机,(,集线器、交换机、路由器,),、,通信线路,(,同轴电缆、双绞线、光纤,),、,信息变换设备,(Modem,，编码解码器,),等构成。,课堂练习,1,、,网络操作系统,2,、,网络通信软件,3,、,网络应用软件,4,、,网络协议软件,5,、,网络管理软件,4,网络软件的组成,：,1,、,局域网（,LAN,）,2,、,城域网（,MAN,）,3,、广域网（,WAN,）,5,计算机网络按覆盖范围分类,:,计算机网络按按传输介质分类,:,1,、,有限网络,2,、,无限网络,再见,第二节,TCP/IP,协议及相关技术,TCP/IP,协议及相关技术,问题,原由,TCP/IP,协议是,Internet,发展的基础。学习本节的内容将会对,Internet,的组织结构、工作过程以及数据传输的理解有很大帮助。那么,TCP/IP,协议有哪些基本概念、含义、技术呢？这是本节讨论的问题。,本,节,重点讨论,TCP/IP,协议,的基本概念、,IP,地址的含义及分类,、,DNS,域名,等。,教学,重点,能力,要求,了解,:,TCP/IP,协议的起源及特点。,熟悉,:,IP,地址的表示方法、,DNS,域名。,掌握,:,IP,地址的含义及分类。,2.1,TCP/IP,协议的基本概念,2.4 DNS,域名,2.3 IP,地址分类,2.2 IP,地址的定义,TCP/IP,协议及相关技术,本节内容提要,2.1,TCP/IP,的基本概念,1,、,TCP/IP,协议的起源,美国国防部高级研究计划局,(,ARPA,),从,20,世纪,60,年代开始致力于研究不同类型计算机网络之间的相互联接问题,并成功开发出了著名的传输控制协议,/,网际协议（,TCP/IP,）协议。,2,、,TCP/IP,协议的特点,开放的协议标准：,可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。,独立于特定的网络硬件：,可以运行在局域网,、,广域网,更适用于互联网中。,统一的网络地址分配方案：,使得整个,TCP/IP,设备在网中都具有唯一的,IP,地址。,标准化的高层协议：,可以提供多种可靠的用户服务。,2.1,TCP/IP,的基本概念,1,、,TCP/IP,协议的概念,TCP/IP,协议,是,Internet,上使用最为广泛的通信协议。所谓,TCP/IP,协议，实际上是一个协议簇（组），是一组协议，其中,TCP,协议,和,IP,协议,是其中两个最重要的协议。,IP,协议称为,网际协议,，用来给各种不同的局域网和通信子网提供一个统一的互联平台。,TCP,协议称为,传输控制协议,，用来为应用程序提供端到端的通信和控制功能。,2.2 IP,地址的定义,在日常生活中，通信双方借助于彼此的地址和邮政编码进行信件的传递。,Internet,中的计算机通信与此相类似，网络中的每台计算机都有一个网络地址，发送方在要传送的信息上写上接收方计算机的网络地址信息才能通过网络传递到接收方。,基于,TCP/IP,协议的网络系统中，连接在网络上的每台计算机与设备都被称为,“,主机,”,主机之间的沟通是通过,IP,地址、子网掩码和,IP,路由交换这三个,“,桥梁,”,实现的。,2.2 IP,地址的定义,1,、,IP,地址可描述三个方面的含义：,第一、为了实现,Internet,上不同计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个不与其它计算机重复的地址，,IP,地址就是可以唯一标识主机的地址。,第二、,IP,地址由网络号与主机号两部分组成。网络号用来表示,Internet,中的一个特定网络，主机号表示这个网络中的一个特定连接。,第三、,IP,地址是数字型的，,32,位,(32bit),，由,4,个,字,节，每个字节,8,位的二进制数组成，每,8,位之间用,小数,点隔开,。由于二进制数不利于记忆，通常转换成十进制数表示，其取值范围为,0255,IP,地址的表示法,:,十进制和二进制的转换,10000000=,128,11000000=,192,11100000=,224,11110000=,240,11111000=,248,11111100=,252,11111110=,254,11111111=,255,128 6432168421,2.2 IP,地址的定义,举例：,十进制,166.111.4.80=,二进制,10100110.01101111.00000100.01010000,二进制,1010 0110,0110 1111,0000 0100,0101 0000,十进制,166.111.4.80,2.2 IP,地址的定义,IP,地址的表示法,:,十进制和二进制的转换,2.3 IP,地址的分类,在,Internet,网上，每台主机、终端、服务器、以及路由器都有自己的,IP,地址，这个,IP,地址是全球唯一的，用于标识该机在,Internet,网中的位置。,IP,地址与,IP,地址的分类如下图所示。,类别,网络号,主机号,IP,地址,字节,1,（,8,位）,字节,4,（,8,位）,字节,3,（,8,位）,字节,2,（,8,位）,0,网络号,主机号,10,网络号,主机号,110,网络号,主机号,1110,组播地址,1111,保留地址,A,：,0-127,B:128-191,C:192-223,D:224-239,E:240-255,IP,地址类,2.3 IP,地址的分类,网络号,主机号,地址类型,举例,用途,全0,全0,本机地址,0.0.0.0,启动时使用,任意,全0,网络号,61.0.0.0,标识一个网络,任意,全1,直接广播地址,129.21.255.255,在特定网上广播,全1,全1,有限广播地址,255.255.255.255,在本网段上广播,第一段为127,任意,回送地址,127.0.0.1,测试,A,类私有地址,10.0.0.1,10.255.255.254,保留的内部地址,B,类私有地址,172.16.0.1,172.31.255.254,保留的内部地址,C,类私有地址,192.168.0.1 到 192.168.255.254,保留的内部地址,2,、,IP,地址的分类,IP,地址分为,A,类、,B,类、,C,类、,D,类和,E,类共五类。,2.4 DNS,域名,国内外常用域名结构情况,美国商业组织,政府组织,教育机构,中国电信网,顶层域,com,gov,edu,cn,第二层,ibm,（,IBM,公司）,net(,邮电网,),edu(,教育系统网,),第三层,www(IBM,的,web,服务器,),Szptt(,深圳电信局,),pku(,北京大学,),第四层,nenpub www(,北大,web,主机,),第五层,1,、域名地址,Internet,采用了一套和,IP,地址对应的地址表示方法，称为域名系统,(DNS),。,DNS,使用与主机位置、作用、行业有关的一组字符来表示,IP,地址，这组字符类似于英文缩写或汉语拼音。,2,、域名结构,Internet,的域名系统和,IP,地址一样,采用典型的层次结构，每一层由域或标号组成，其结构如下表所示。,2.4 DNS,域名,图,3-21,域名结构示意图,域名,:,域名：,root,pku,cn,edu,hnrtu,Net,域名：,pub.hn.Net,hn,pub,com,163,sohu,域名：,域名,:,3,、域名分配,域名的层次结构给域名的管理带来了方便，每一部分授权给某个机构管理，授权机构可以将其所管辖的名字空间进一步划分，最后形成树形的层次结构，如图,3-21,所示,.,2.4 DNS,域名,4,、,DNS,服务,用户使用域名访问,Internet,上的主机时,需要通过提供域名服务的,DNS,服务器将域名解析（转换）成对应的,IP,地址。,主机,消息,主机,Internet,路由器,查询响应,202.113.29.66,名字查询,转发查询请求,主,DNS,服务器,其他,DNS,服务器,图,3-22 DNS,服务器把域名解析为,IP,地址,2.4 DNS,域名,5,、域名管理机构,域名地址由国际组织网络信息中心（,NIC,）集中管理,统一分配。各级域名的管理权授予相应的机构，各管理机构可以将管辖内的各域进一步划分成若干个子域管理权再授予相应的子机构，以完成所属主机名和主机,IP,地址的管理。目前全世界共有三个这样的网络信息中心：,InterNIC,：,负责美国及其它地区,ENIC,：,负责欧洲地区。,APNIC,：,负责亚太地区,。,亚太地区的地址分配权在亚太地区网络信息中心,(,APNIC),其总部设在日本东京大学。申请时要考虑申请哪一类,IP,地址,然后向国内的代理机构提出，现在申请到的,IP,地址大多为,C,类地址。,再见,!,第三节,Internet,连接及其运用,Internet,连接及其应用,问题,原由,人们常把,Internet,称为国际互联网、因特网、交互网络等。它是一个全球性的、巨大的计算机网络体系，把全球数万个计算机网络和网络终端设备连接起来，实现彼此间的数据和资源共享。,本,节,重点讨论Internet的接入方法、Internet提供的服务、,Internet,的通信协议,、,Internet,提供的应用服务,等。,教学,重点,能力,要求,掌握：,Internet的基本概念,和,接入方法,；,Intranet,的基本技术与应用,。,熟悉,：,Internet,的通信协议、,Internet提供的服务等。,本节内容,3.1 Internet,概述,3.3,Internet,提供的应用服务,3.4,Internet,的接入方式,Internet,连接及其运用,3.2 Internet,的通信协议,6.1 Internet,概述,3.1.1 Internet,的形成与发展,1、Internet,的形成,Internet,的起源要追溯到,20,世纪,60,年代后期。当时美国国防部高级计划研究局研制了一个试验性网络,ARPANet,该网络问世时仅,4,个结点，连接几个研究所和大学，如下图所示。,R,R,R,R,核心系统,ARPANET,主干网,本地网点,2,本地网点,3,本地网点,4,本地网点,1,核心路由器,3.1.1,Internet,的形成与发展,1976,年，,ARPANet,发展到,60,多个结点,连接了,100,多台计算机主机，跨越整个美国大陆，并通过卫星连至夏威夷,并延伸至欧洲，形成了覆盖世界范围的通信网络。,1980,年，,ARPA,开始把,ARPANet,上运行的计算机转向采用新的,TCP/IP,。,1985,年,美国国家科学基金会,(NSF),筹建了,6,个拥有超级计算机的中心。,1986,年，,NSF,组建了国家科学基金网,NSFNet,，它采用三级网络结构，分为主干网、地区网、校园网,连接所有的超级计算机中心,覆盖了美国主要的大学和研究所,实现了与,ARPANet,以及美国其它主要网络的互联。,1990,年，鉴于,ARPANet,的实验任务已经完成。随后，其它发达国家也相继建立了本国的,TCP/IP,网络，并连接到,nternet,上，一个覆盖全球的国际互联网,(Internet),已经形成。,NSFNET,骨干,ARPANET,骨干,R,R,R,R,核心路由器,对等骨干的多重互连,本地网点,本地网点,本地网点,本地网点,3.1.1,Internet,的形成与发展,3.1.1,Internet,的形成与发展,2,、,Internet,的发展,Internet,的迅猛发展始于,20,世纪,90,年代。,1992,年发布了称为,Mosaic,的,www,客户程序,从而使得,Internet,从一个由科学家和学生使用的文本工具，转变成为可由数百万人使用的图形工具。,3,、,Internet,在中国的发展,1986,年,Internet,引入中国，,1994,年,5,月,19,日,中国科学院高能物理所正式接入,Internet,，称为中国科技网,(CSTNet),。从此，,Internet,在我国有了突飞猛进的发展。,1996,年以后，随着我国信息产业的发展和不断扩大，,Internet,在国内得到了迅速的普及。目前，与,Internet,网相联的有十大计算机网络，其网络名称、网址和业务经营特点如表,6-1,所示。,网络中文名称,英文名称,网址,网络业务特点,中国公用计算机互联网,CHINANet,经营国内国际固定电信网络,中国教育和科技网,CSTNet,最早建立具有国际信道的网络,中国教育和科研计算机网,CERNet,教育科研学术计算机互联网络,中国金桥信息网,CHINAGBN,国家公用经济信息通信网,中国联通互联网,UNINet,移动电话电信网络,中国网通共用互联网,CNCNet,国内国际带宽批发与互联接入,中国移动互联网,CMNet,经营移动通信业务及其有技术,中国国际经济贸易互联网,CIETNet,向企业用户提供网络专线接入,中国长城互联网,CGWNet,主要提供,Internet,的应用服务,中国卫星集团互联网,CASNet,通过卫星通信提供服务的网络,3.1.1,Internet,的形成与发展,表,6-1,十大计算机网络,3.1.2,Internet,的管理组织,1,、,Internet,的管理组织,实际上，并没有一个组织对,Internet,负责，,Internet,仍沿袭了,20,世纪,60,年代形成时的多元化组织模式。在,Internet,中，最权威的管理机构是,Internet,协会，由它制定,Internet,标准。,2,、中国,Internet,的管理组织,中国的,Internet,由中国互联网信息中心,(CNNIC),进行管理,其主要职责如下：,为中国的互联网用户提供域名注册、,IP,地址分配等注册服务。,提供网络技术资料、政策与法规、入网方法、用户培训资料等信息服务。,提供网络通信目录、主页目录与各种信息库等服务。,3.1.3,Internet,的主要特点,Internet,是通信,、,计算机和计算机网络技术相结合的产物,。,是目前世界上最大的互联网络,几乎覆盖了整个世界,涵盖各种局域网技术和广域网技术，并具有以下显著特点。,分组交换技术,路由器作为网,络互联设备,TCP/IP,协议,Internet,是采用,TCP/IP,协议来实现互联,的开放性网络。,采用一对一组的发送形式，将数据发送,给网络中的某一组主机。,路由器是,OSI,网络层上实现多个网络互联,不可缺少的设备。,3.1.4,Internet,的结构组成,局 ,域,网,局 ,域,网,主干网,区域网,1,、,Internet,的层次结构,Internet,采用了层次结构的网络，大致可以分为三层。,主干网：,由代表国家或者行业的有限个中心节点通过专线连接,形成，覆盖到国家一级。,区域网：,由若干个作为中心节点代理的次中心节点组成，覆盖,部分省、市或地区。,局域网：,直接面向用户的网络，如校园网、企业网等。,3.1.4,Internet,的结构组成,CCP,CCP,CCP,CCP,CCP,通信子网,资源子网,主机,主机,主机,主机,2,、,Internet,的逻辑结构,Internet,是通过路由器等网络互联设备将分布在世界各地的、规模不一的计算机网络互联而成的大型网际网。,3.1.4,Internet,的结构组成,3,、,Internet,的组成,Internet,是全球性的互联网，主要由通信线路、路由器、主机和信息资源等部分组成。,通信线路。,是,Internet,的基础设施，负责将,Internet,中的路由器与主机连接起来。,路由器。,是,Internet,中重要设备之一，它将,Internet,中局域网或广域网连接起来，是网络与网络之间连接的桥梁。,主机。,是信息资源与服务的载体，,Internet,中的主机可以是大型计算机，也可以是普通的微型计算机或便携计算机。,信息资源。,如何更好地组织信息资源，是用户方便、快捷地获取信息资源，是,Internet,的发展方向。,3.2 Internet,的通信协议,协议,是一组规则的集合，是进行交互的双方必须遵守的约定。,通信协议,是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程中的操作。,通信协议具有层次型，这是因为网络体系结构是有层次的。通信协议被分为多个层，每层内又可分为若干个子层，协议各层次有高低之分。,通信协议具有可靠性和有效性。,Internet,所采用的通信协议是,TCP/IP,协议。,TCP/IP,协议由两部分组成：,TCP,协议（,Transmission Control Protocol,传输控制协议）和,IP,协议（,Internet Protocol,网际协议），它们目的是用于不同网络和计算机系统之间的连接。,TCP/IP,协议是一个协议簇，它包含了,100,多个协议，对,Internet,中主机的寻址方式、主机的命名机制、信息的传输规则以及各种各样服务功能都做了详细约定。,除了,TCP/IP,协议之外，还有许多功能不同的属于应用层的其他协议，如,FTP,（文件传输协议）、,http,（超文本传输协议）、,E-mail,（电子邮件）、,Telnet,（远程登录）等。,3.2 Internet,的通信协议,3.3 Internet,提供的应用服务,随着,Internet,的飞速发展，它所提供的服务能力也在不断增强。目前,Internet,上和各种服务已达到上万种，其主要的服务有：,WWW,服务、,E-mail,电子邮件、文件传输（,FTP,）服务、,Telnet,远程登陆、信息检索、,BBS,论坛服务等。,3.3.1,WWW,服务,WWW,（,World Wide Web,）通常译成环球信息网或万维网，简称为,Web,或,3W,，是,1989,年设在瑞士日内瓦的欧洲粒子物理研究中心的,Tim Berners Lee,发明的。,WWW,是集文字,、,图像,、,声音和影像为一体的超媒体，是基于客户机/服务器方式的信息发现技术和超文本技术的综合。,WWW,服务器通过,HTML,超文本标记语言把信息组织成为图文并茂的超文本；,WWW,浏览器则为用户提供基于,HTTP,超文本传输协议的用户界面。用户使用,WWW,浏览器通过,Internet,访问远端,WWW,服务器上的,HTML,超文本。,WWW,的应用已进入电子商务、远程教育、远程医疗、休闲娱乐与信息服务等领域，是,Internet,中的重要组成部分。,3.3.1,WWW,服务,1,、,WWW,的工作方式,WWW,系统采用客户,/,服务器模式,信息资源以网页形式存储在,WWW,服务器中，用户通过,WWW,客户浏览器向,WWW,服务器发出请求；,Internet,图,6-12 WWW,服务的工作方式示意图,Internet,Html,文件,www,服务器,其它信息资源,Html,文件,www,服务器,www,客户端,http,协议,服务器根据客户端请求内容,将保存在,WWW,服务器中的某个页面发送给客户端；浏览器在接收到该页面后对其进行解释,最终将图,、,文,、,声并茂的画面呈现给用户。,WWW,服务的工作方式如图,6-12,所示。,3.3.1,WWW,服务,2,、网络主页,主页（,Homepage,）是指个人或机构的基本信息页面，用户通过主页可以访问有关的信息资源。主页的基本元素有：,文本、图像、表格、超链接等。,要访问的服务器主机名,服务器上的子目录,要访问的主页的路径及文件名,协议名,www,站点 公司或组织名 站点性质 国家代码,3.3.1,WWW,服务,例如：,Explorer,。,WWW,浏览器与,WWW,服务器之间的信息传递方式如图,6-13,所示。,图,6-13,浏览器与服务器之间的信息传递方式,Internet,提交,Html,文件,www,服务器,Html,文件,主页,www,浏览器,3.3.1,WWW,服务,5、搜索引擎,Internet,中拥有数以百万计的,WWW,服务器，那么，用户如何在数百万个网站中快速,、,有效地查找到想得到的信息呢,？,这就需要借助于,Internet,中的搜索引擎。,搜索引擎是,Internet,上的一个,WWW,服务器，它的主要任务是在,Internet,中主动搜索其它,WWW,服务器中的信息并对其自动索引,将索引内容存储在可供查询的大型数据库中。常用搜索引擎有百度、,Google,和雅虎。,3.3.2,电子邮件（,E-mail,）服务,电子邮件服务又称为,E-mail,服务，它是,Internet,上历史最久、应用最广的服务项目之一，它为,Internet,用户之间发送和接收信息提供了一种快捷、廉价的现代化通信手段，在电子商务及国际交流中发挥着重要的作用。,与传统的邮件相比，电子邮件具有以下几个特点：,快捷、廉价,信息类型多样,高效灵活,使用电子邮件服