第3章計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字化生存計算機網(wǎng)絡(luò)概述01網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與模型02常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備03局域網(wǎng)04本講提綱因特網(wǎng)05數(shù)字化生存063.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述何為計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信的計算

機系統(tǒng)的集合。3.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)絡(luò)的要素1.至少有兩臺功能獨立的計算機

構(gòu)成通信的主體；2.通信線路和通信設(shè)備

構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)物理連接的物質(zhì)基礎(chǔ)；3.有網(wǎng)絡(luò)軟件的支持

網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的信息有效交換；4.數(shù)據(jù)通信與資源共享

數(shù)據(jù)通信是計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的功能，資源共享是建立計算機網(wǎng)絡(luò)的主要目的。計算機網(wǎng)絡(luò)的功能3.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述1.數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的功能；2.資源共享

資源共享是建立計算機網(wǎng)絡(luò)的最初目的；3.分布式處理集中式處理代價高昂、分散式處理統(tǒng)一控制難度大、分布式處理解

決了上述的問題；4.提高系統(tǒng)的可靠性和可用性

多機備援、鏈路備份……。計算機網(wǎng)絡(luò)的分類3.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述覆蓋范圍（PAN、LAN、MAN、WAN..）拓撲結(jié)構(gòu)（Star、Bus、Tree、Ring..）傳輸媒介（雙絞線、同軸電纜、光纖…）帶寬（基帶網(wǎng)絡(luò)、寬帶網(wǎng)絡(luò)）通信協(xié)議（TCP/IP、X.25、ATM..）計算機網(wǎng)絡(luò)的分類——拓撲3.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述3.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述思維提升與小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)最基本的功能是數(shù)據(jù)通信，網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)立的目的是實現(xiàn)信息共享。在可以預(yù)見的將來，網(wǎng)絡(luò)在我們的生活中將繼續(xù)扮演重要的角色，支撐了共享與融合的世界。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，人類迎來了萬物互聯(lián)的新時代，生產(chǎn)生活都將發(fā)生革命性的變化。3.2網(wǎng)絡(luò)模型與協(xié)議統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)模型的必要性只有構(gòu)建一個統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)模型，才能解決不同類型網(wǎng)絡(luò)之間共享數(shù)據(jù)和互聯(lián)互通的問題。3.2網(wǎng)絡(luò)模型與協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、約定與標準。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素時序：定義了通信事件的實現(xiàn)順序。比如通信雙方的應(yīng)答關(guān)系。語法：用來規(guī)定信息格式；數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼及信號電平等。語義：用來說明比特流每一部分的意義。發(fā)出何種控制信息，完成何種動作。0102033.2網(wǎng)絡(luò)模型與協(xié)議開放式系統(tǒng)互連參考模型OpenSystemInterconnectReferenceModel,OSIRM3.2網(wǎng)絡(luò)模型與協(xié)議開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）應(yīng)用層ApplicationLayer表示層PresentationLayer會話層SessionLayer傳輸層TransportLayer物理層PhysicalLayer數(shù)據(jù)鏈路層DatalinkLayer網(wǎng)絡(luò)層NetworkLayer7654321處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示主機間通信端到端的連接尋址和最短路徑介質(zhì)訪問（接入）二進制傳輸雙絞線

twisted-paircables一對或多對相互絕緣的銅芯線扭繞利用RJ-45接頭進行連接3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備雙絞線及制線、測線設(shè)備雙絞線RJ45頭壓線鉗測線儀同軸電纜coaxialcable常用作有線電視信號線利用BNC頭或T型頭連接3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)各類同軸電纜BNC連接器3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備光纖

Fiber-opticcable

光纖由直徑大約為0.1mm的細玻璃絲構(gòu)成。

光導(dǎo)纖維遠距離通訊原理的發(fā)現(xiàn)與計算由高錕完成。網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2023年5月，我國實現(xiàn)了總傳輸容量4.1Pbit/s、凈傳輸容量3.61Pbit/s的單模19芯光纖傳輸系統(tǒng)實驗，領(lǐng)跑全世界。多芯單模光纖技術(shù)一部普通高清電影數(shù)據(jù)大小約為2G，一部藍光高清電影約10G，我國最新的光傳輸速度，1秒鐘可下載135300部最高畫質(zhì)的電影，或者實現(xiàn)在一根光纖內(nèi)1128億人同時通話。3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備光纖傳輸容量的世界紀錄紅外信號微波無線電波通訊衛(wèi)星無線網(wǎng)絡(luò)3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)卡（NetworkInterfaceCard，NIC），是傳輸介質(zhì)與計算機進行數(shù)據(jù)交互的中間設(shè)備。網(wǎng)卡實質(zhì)上就是一塊實現(xiàn)通信的集成電路卡。3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

調(diào)制解調(diào)器（Modem）：計算機訪問互聯(lián)網(wǎng)，信號在遠程傳遞的過程中，必然經(jīng)歷數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)變，調(diào)制解調(diào)器是承擔這一工作的必備設(shè)備。3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備常

見網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備3.3常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備思維提升與小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)的連接介質(zhì)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，都有著自己特定的屬性，不同性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)要選擇與之匹配的連接介質(zhì)和設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從功能和性能上，發(fā)展快速，但是其基本的通信原理是保持不變的，這也將是我們學習和掌握的重點。計算機網(wǎng)絡(luò)連接介質(zhì)和通信設(shè)備，其物理特性與網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架以及協(xié)議規(guī)則之間也存在著相互的兼容問題，在構(gòu)建具體的網(wǎng)絡(luò)時，需要進行思考和選擇。3.4局域網(wǎng)局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)

誕生于20世紀70年代。20世紀90年代以后，局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展到交換技術(shù)的嶄新階段。局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生以來發(fā)展最快的一種網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)的主要特點：

覆蓋范圍小，用戶集中；

數(shù)據(jù)傳輸速率高、數(shù)據(jù)傳輸誤碼率低；

可使用多種連接介質(zhì)，網(wǎng)絡(luò)易于搭建。3.4局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)（WLAN）眾多的無線網(wǎng)絡(luò)信號遍布在我們周圍。無線局域網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)所用的無線信號

主要有無線電信號、微波信號、紅外

信號等。優(yōu)點：移動性好、易布控、受電纜電涌

等風險小。缺點：易受近頻信號干擾、覆蓋范圍受諸多外部因素影響、相對有線網(wǎng)易受侵襲。3.4局域網(wǎng)藍牙無線USB60GHz無線技術(shù)Wi-FiWiMAXZigbee主流的無線網(wǎng)技術(shù)3.4局域網(wǎng)

Wi-Fi（wirelessfidelity），是目前應(yīng)用最為廣泛的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。

Wi-Fi適配器（左：PCI無線網(wǎng)卡右：USB無線網(wǎng)卡）3.4局域網(wǎng)藍牙（Bluetooth）藍牙技術(shù)運用802.15協(xié)議，在2.4GHz波段運行，該波段

是一種無需申請許可證的工業(yè)、科技、醫(yī)學(ISM)無線電波段。藍牙技術(shù)在今天有著豐富的應(yīng)用，藍牙耳機、車載免提藍牙、藍牙鍵盤、藍牙鼠標等為家居、辦公及旅行通訊帶來很大的便利。汽車藍牙3.4局域網(wǎng)思維提升與小結(jié)：局域網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，但是局域網(wǎng)技術(shù)卻往往是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的前沿。局域網(wǎng)從拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)到通信協(xié)議，都與廣域網(wǎng)存在著不同，如何從本質(zhì)上認識局域網(wǎng)的分類？與分組交換的廣域網(wǎng)不同，局域網(wǎng)基本上都采用以廣播為技術(shù)基礎(chǔ)的以太網(wǎng)。想一想局域網(wǎng)的信息安全應(yīng)該如何得以保障？3.5因特網(wǎng)

前蘇聯(lián)1957年10月4日發(fā)射了地球的第一顆人造衛(wèi)星——史潑尼克1號。作為回應(yīng),1958年美國成立了NASA和ARPA機構(gòu)，ARPA網(wǎng)（因特網(wǎng)前身）就是ARPA的一項重要的項目。因特網(wǎng)（Internet）的緣起3.5因特網(wǎng)

ARPANET——誕生紀3.5因特網(wǎng)因特網(wǎng)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為一個覆蓋全球的開放型計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，擁有許多服務(wù)商。普通用戶只需要通過手機等移動設(shè)備或者一臺連接調(diào)制解調(diào)器的個人計算機便可進入因特網(wǎng)。因特網(wǎng)是全球最為普及的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。3.5因特網(wǎng)1．因特網(wǎng)是一個基于TCP/IP

協(xié)議簇的網(wǎng)絡(luò)；2．因特網(wǎng)擁有規(guī)模龐大的用

戶集團，用戶既是網(wǎng)絡(luò)資

源的使用者，也是網(wǎng)絡(luò)發(fā)

展的建設(shè)者；3．因特網(wǎng)是所有可被訪問和利用的信息資源的集合。32因特網(wǎng)的核心特征3.5因特網(wǎng)第一層：全球性因特網(wǎng)骨干網(wǎng)（NSP）第二層：全國性的骨干網(wǎng)，我國主要骨

干網(wǎng)絡(luò)有中國電信（CHINANET）、

中國科技網(wǎng)（CSTNET）、中國教育和

科研計算機網(wǎng)(CERNET)、中國國際經(jīng)

濟貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)(CIETNET)等；第三層：地區(qū)性的ISP，指在某一地區(qū)

范圍內(nèi)，通過一個或多個點提供服務(wù)

的ISP；第四層：眾多為個人或中、小型企業(yè)提供INTERNET服務(wù)的ISP；第五層：最終用戶。因特網(wǎng)架構(gòu)333.5因特網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的特點協(xié)議標準具有開放性，其獨立于特定的計算機硬件及操作系統(tǒng)，可以免費使用。統(tǒng)一分配網(wǎng)絡(luò)地址，使得整個TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的IP地址。實現(xiàn)了高層協(xié)議的標準化，能為用戶提供多種可靠的服務(wù)。因特網(wǎng)接入技術(shù)及相關(guān)概念3.5因特網(wǎng)35TCP/IP的核心思想把千差萬別的的物理網(wǎng)絡(luò)，建立成一個虛擬的“邏輯網(wǎng)絡(luò)”，屏蔽或隔離所有物理網(wǎng)絡(luò)的硬件差異。cc:mailFrom:44To:6IP數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)3.5因特網(wǎng)TCP/IP協(xié)議家族36協(xié)議名英文全稱功

能HTTPHyperTextTransportProtocol超文本傳輸協(xié)議，用于在Internet上傳輸超文本文件FTPFileTransferProtocol文件傳輸協(xié)議，允許用戶將遠程的文件拷貝到本地SMTPSimpleMailTransferProtocol簡單郵政傳輸協(xié)議，用于發(fā)送電子郵件POPPostOfficeProtocol郵局協(xié)議，用于接受郵件TELNETTelecommunicationnetwork遠程登錄協(xié)議，允許用戶在本地登錄及操縱遠程主機VoIPVoiceoverInternetProtocol因特網(wǎng)語音傳輸協(xié)議，在因特網(wǎng)上傳輸語音會話BitTorrentBitTorrent比特洪流，由分散的客戶端進行文件的傳輸3.5因特網(wǎng)37IPv4地址點分十進制寫法,例如01分成四段每段不能超過255每個地址需要32bits(每段是8bits)3.5因特網(wǎng)38解決IPv4地址不足的途徑子網(wǎng)劃分動態(tài)IP地址的采用運營商級網(wǎng)絡(luò)(CGN)地址轉(zhuǎn)換(NAT)技術(shù)……IPv63.5因特網(wǎng)域名記住IP地址很不方便。Internet在1985年開始采用域名管理系統(tǒng)DNS（DomainNameSystem），域名用英文或中文等文字書寫，比IP地址容易記憶。393.5因特網(wǎng)頂級機構(gòu)類型域名com商業(yè)edu教育int國際組織的域名net網(wǎng)絡(luò)組織org非政府組織gov政府頂級地理域名cn中國tw中國臺灣hk中國香港mo中國澳門403.5因特網(wǎng)因特網(wǎng)常見的接入形式41ADSLPSTN(普通撥號)ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)DDN有線網(wǎng)絡(luò)Cable-modem衛(wèi)星通信VSAT3.5因特網(wǎng)因特網(wǎng)基本應(yīng)用——Web服務(wù)42WEB之父與其創(chuàng)作的世界上第一個網(wǎng)站3.5因特網(wǎng)因特網(wǎng)基本應(yīng)用43Email服務(wù)FTP服務(wù)3.5因特網(wǎng)常用網(wǎng)絡(luò)命令3.5因特網(wǎng)常用網(wǎng)絡(luò)命令3.5因特網(wǎng)思維提升與小結(jié)：因特網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一種，同樣擁有自己的架構(gòu)、協(xié)議與應(yīng)用。探究有關(guān)因特網(wǎng)的本質(zhì)特征。用網(wǎng)絡(luò)的基本功能來衡量互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及服務(wù)的意義與價值。TCP/IP協(xié)議簇的開放構(gòu)架在提供便捷服務(wù)的同時，其安全隱患也是不容忽視的，了解因特網(wǎng)安全領(lǐng)域的攻防技術(shù)。3.6

數(shù)字化生存數(shù)字化生存(BeingDigital)伴隨網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字化技術(shù)的深度發(fā)展，人類的生活足跡從現(xiàn)實世界延伸至虛擬世界當中。數(shù)字技術(shù)不再是單純的學習、工作的輔助工具，而逐漸支撐和構(gòu)建了一種全新的生存方式——數(shù)字化生存。3.6

數(shù)字化生存非Web信息檢索工具基于FTP的搜索工具代表：Archie早于Web出現(xiàn)基于Telnet的搜索工具遠程登錄檢索服務(wù)器基于Gopher的檢索工具早于Web出現(xiàn)前的檢索方式檢索特定的文本、目錄等3.6

數(shù)字化生存Web信息檢索工具搜索引擎ba