1、淮海工學(xué)院測繪工程學(xué)院 孫華,計算機網(wǎng)絡(luò)B,第一篇：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)篇第二篇：計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)篇第三篇：計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用篇,第一篇：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)篇第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),3,本章內(nèi)容與要求,掌握：計算機網(wǎng)絡(luò)的定義與功能 了解：計算機網(wǎng)絡(luò)的分類及特點 了解：計算機網(wǎng)絡(luò)的軟硬件組成 掌握：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中IP地址的編址技術(shù),2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),4,1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),5,1 計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷史階段,聯(lián)機系統(tǒng),終端-通信線路-計算機,2 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景,1） 全球網(wǎng)絡(luò)互連 在1993

2、年美國政府提出“國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（NII）行動計劃”，NII是National Information Infrastructure的縮寫。到1995年在西方七國部長會議上通過全球信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（GII）計劃，在這個計劃中，建議將每個國家的NII相互連接起來，組成世界范圍的信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。,2 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景,2.多媒體網(wǎng)絡(luò) 多媒體技術(shù)就是指把文本、聲音、圖形和圖像等多種信息通過計算機進行數(shù)字化采集、獲取、壓縮、加工處理、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等綜合為一體的技術(shù)。 發(fā)展趨勢 “三網(wǎng)合一” ，三網(wǎng)指的是電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)。,1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基

3、礎(chǔ),9,1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義,定義是：為了實現(xiàn)計算機之間的通信交往、資源共享和協(xié)同工作。采用通信手段，將地理位置分散的、各自具備自主功能的一組計算機有機地聯(lián)系起來，并且由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進行管理的計算機復(fù)合系統(tǒng)就是計算機網(wǎng)絡(luò)。 1.計算機網(wǎng)絡(luò)涉及的3個要點 自主性：是指這些計算機離開計算機網(wǎng)絡(luò)之后，也能獨立地工作和運行。 有機連接：是指連接時彼此必須遵循所規(guī)定的約定和規(guī)則(通信協(xié)議)。 資源共享為基本目的：是為了實現(xiàn)通信的交往、信息資源的交流、計算機分布資源的共享，或者是協(xié)同工作。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),10,1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義,2.計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 （1）數(shù)據(jù)通信 數(shù)

4、據(jù)通信即數(shù)據(jù)傳送，是計算機網(wǎng)絡(luò)的最基本功能之一。從通信角度看，計算機網(wǎng)絡(luò)其實是一種計算機通信系統(tǒng)。作為計算機通信系統(tǒng)，能實現(xiàn)下列重要功能： 傳輸文件 網(wǎng)絡(luò)能快速地、不需要交換軟盤就可在計算機與計算機之間進行文件拷貝。 使用電子郵件（E-mail） 用戶可以將計算機網(wǎng)絡(luò)作為郵局，向網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機用戶發(fā)送備忘錄、報告和報表等。雖然在辦公室使用電話是非常方便的，但網(wǎng)絡(luò)的E-mail可以向不在辦公室的人傳送消息，而且還提供了一種無紙辦公的環(huán)境。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),11,1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義,（2）資源共享 資源共享包括硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源的共享，它是計算機網(wǎng)絡(luò)最有吸引力

5、的功能。資源共享指的是網(wǎng)上用戶能夠部分或全部地使用計算機網(wǎng)絡(luò)資源，使計算機網(wǎng)絡(luò)中的資源互通有無、分工協(xié)作，從而大大地提高各種硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源的利用率。 共享硬件資源 服務(wù)器、打印機、通信設(shè)備（Modem，ADSL） 共享軟件資源 共享數(shù)據(jù),1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義,（3）協(xié)同工作 計算機系統(tǒng)可靠性和可用性的提高 計算機系統(tǒng)可靠性的提高主要表現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機都可以依賴計算機網(wǎng)絡(luò)相互為后備機。 計算機可用性的提高是指當(dāng)計算機網(wǎng)絡(luò)中某一臺計算機負(fù)載過重時，計算機網(wǎng)絡(luò)能夠進行智能的判斷，并將新的任務(wù)轉(zhuǎn)交給計算機網(wǎng)絡(luò)中較空閑的計算機去完成。 易于進行分布處理 較大型的綜合問題，通過一定的算法

6、將任務(wù)分交給不同的計算機，從而達到均衡網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)分布處理的目的。多臺計算機連成具有高性能的計算機系統(tǒng)，以并行的方式共同來處理一個復(fù)雜的問題。,1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),14,1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類,1.按照網(wǎng)絡(luò)的使用范圍分類 （1）公用網(wǎng) 指由國家電信和郵電部門構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)。是指任何單位、部門或個人均可租用的網(wǎng)絡(luò)。 （2）專用網(wǎng) 是指單位、部門為了某種目的而構(gòu)建的私有網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)不為本部門以外的人員服務(wù)。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),15,1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類,2.按照網(wǎng)絡(luò)的作用范圍分類,（1）局域網(wǎng)（LAN） 局域網(wǎng)就是局部區(qū)

7、域的計算機網(wǎng)絡(luò)。其本質(zhì)特征是作用范圍短、數(shù)據(jù)傳輸速度快、延遲小、可靠性高，并具有成本低、應(yīng)用廣、組網(wǎng)方便和使用靈活等特點。 （2）廣域網(wǎng)（WAN） 一般廣域網(wǎng)是指作用在不同國家、地域、甚至全球范圍內(nèi)的遠(yuǎn)程計算機通信網(wǎng)絡(luò)，其骨干網(wǎng)絡(luò)一般是公用網(wǎng)，速率較高，能夠達到若干Gb/s；但用戶構(gòu)建的專用廣域網(wǎng)的傳輸速率一般較低，例如，2100Mb/s。 （3）城域網(wǎng)（MAN） 城域網(wǎng)原本指的是介于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的一種大范圍的高速網(wǎng)絡(luò)。,1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類,1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),18,1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成,1. 局域網(wǎng)的硬件系統(tǒng) 局域網(wǎng)的硬件系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)

8、中信息傳輸?shù)奈镔|(zhì)基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)的硬件系統(tǒng)常指局域網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施。 硬件可以分為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)客戶機或工作站、網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)備等幾個部分組成。 2. 網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)的類型與分層 （1）網(wǎng)絡(luò)軟件的類型 通常包括：操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等3類主要軟件。 1)操作系統(tǒng)：通常被安裝在服務(wù)器并對網(wǎng)絡(luò)實施高效、安全的管理；安裝在客戶計算機時，它是客戶與網(wǎng)絡(luò)的接口，使得網(wǎng)絡(luò)用戶能夠在網(wǎng)絡(luò)工作站上去方便、高效、安全地訪問網(wǎng)絡(luò)上的各種資源。 2)網(wǎng)絡(luò)管理軟件：用于監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)的運行。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),19,1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成,3)各種應(yīng)用軟件平臺和客戶端軟

9、件 用戶通常用各種應(yīng)用軟件的平臺來開發(fā)屬于自己業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。開發(fā)平臺一般為：基于客戶/服務(wù)器（C/S）或瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式。 常見信息系統(tǒng)軟件如下： 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Oracle、Sybase、SQL Server和Access等。 辦公及管理信息系統(tǒng)軟件：Office、MIS、Notes/Domino等。 客戶端軟件：在瀏覽器/服務(wù)器工作模式中，客戶機上必須安裝軟件是瀏覽器，如，Internet Explorer、遨游、世界之窗等。 下載、殺毒軟件。 （2）網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)運行的層次 計算機網(wǎng)絡(luò)的軟件系統(tǒng)是分層次運行的。在網(wǎng)絡(luò)計算機工作時，只有將各層軟件依次調(diào)入內(nèi)存以后，才

10、能進行正常的通信，共享網(wǎng)上的資源。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),20,1.5TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的地址與基本參數(shù),2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),21,1.5.1 IPV4編址技術(shù),在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點都有一個惟一的IP地址。 1.IP地址的表示 每個IP地址由32位二進制位組成；分為4個部分，每字段的取值范圍為0255。點分十進制表示，如128.64.32.8。 2.IP地址的結(jié)構(gòu) IP地址由“網(wǎng)絡(luò)地址”和“主機地址”參見圖1-2。 （1）網(wǎng)絡(luò)地址：用于辨認(rèn)網(wǎng)絡(luò)，同一網(wǎng)絡(luò)中的所有TCP/IP主機的網(wǎng)絡(luò)編號都相同。 （2）主機地址：用于辨認(rèn)同一網(wǎng)絡(luò)中的主機，

11、同一網(wǎng)絡(luò)中，各主機應(yīng)當(dāng)分配不同的主機編號。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),22,1.5.1 IPV4編址技術(shù),3.IP地址的劃分 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的大小，Internet委員會定義了5種標(biāo)準(zhǔn)的IP地址類型。 （1）A類地址：分配給擁有大量主機的網(wǎng)絡(luò)。 （2）B類地址：分配給中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。 （3）C類地址：分配給小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。 （4）D類地址：用于多播，就是把數(shù)據(jù)同時發(fā)送給一組主機。 （5）E類地址：是為將來預(yù)留的，也可以作為實驗地址。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),23,1.5.1 IPV4編址技術(shù),2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),25,1.5.1 IPV4編

12、址技術(shù),4.特殊IP地址及其使用 （1）網(wǎng)絡(luò)IP地址：主機地址位的各位全為“0”的IP地址叫做“本網(wǎng)地址”，即0地址。 （2）直接廣播地址：主機號各位全為“1”的IP地址稱為直接廣播地址。 （3）有限廣播地址（255.255.255.255）：主要用來進行本網(wǎng)廣播。 （4）回送地址：127開始的IP地址作為保留地址，被稱為“回送地址”。回送地址用于網(wǎng)絡(luò)軟件的測試，以及本地進程的通信。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),26,1.5.2 IP地址的使用,1.IP地址中網(wǎng)絡(luò)地址的使用規(guī)則 分配和使用網(wǎng)絡(luò)地址時，其取值范圍如表1-6所示；分配IP地址時還應(yīng)遵循以下規(guī)則： 網(wǎng)絡(luò)地址必須惟一。

13、 網(wǎng)絡(luò)地址的各位不能全為“0”。 網(wǎng)絡(luò)地址字段的各位不能全為“1”。 網(wǎng)絡(luò)地址不能以127開頭。127.0.0.1被稱為“環(huán)回地址”，該地址代表本地主機的IP地址，用于測試。 IP地址的32位不等全為“1”。 2.IP地址中主機地址的使用規(guī)則 在網(wǎng)絡(luò)地址相同時，主機地址（編號）必須惟一。 主機編號的各位不能全為0。 主機編號的各位不能全為“1”。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),27,1.5.2 IP地址的使用,3.私有地址和公有地址 允許在Internet中使用的IP地址為公有地址，僅在局域網(wǎng)中使用的IP地址為私有地址。 （1）公有地址 在Internet（公網(wǎng)）中使用IP地址前

14、，必須先到指定的機構(gòu)（即InterNIC）去申請。 （2）私有地址：InterNIC保留的私有地址區(qū)域： 10.0.0.0/8：10.0.0.010.255.255.255。 172.16.0.0/12：172.16.0.0172.31.255.255。 192.168.0.0/16：192.168.0.0192.168.255.255，16表示32位中的前16位是網(wǎng)絡(luò)地址。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),28,1.5.2 IP地址的使用,4.IP地址的分配和使用的基本原則 同一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機應(yīng)當(dāng)分配相同的網(wǎng)絡(luò)地址。 不同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機必須分配不同的網(wǎng)絡(luò)地址，但是可以分配相同的

15、主機號。 在網(wǎng)絡(luò)中，僅使用IP地址是無法區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機編號的。（例 130.120.0.1）,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),在配置TCP/IP協(xié)議時共有3個重要參數(shù)，即IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。 1.子網(wǎng) 子網(wǎng)是指在一個IP地址上生成的邏輯網(wǎng)絡(luò)，它使用源于單個IP地址的IP尋址方案，把一個網(wǎng)絡(luò)分成多個子網(wǎng)，要求每個子網(wǎng)使用不同的網(wǎng)絡(luò)ID，通過把主機號（主機ID）分成兩個部分，為每個子網(wǎng)生成唯一的網(wǎng)絡(luò)ID。一部分用于標(biāo)識作為唯一網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)，另一部分用于標(biāo)識子網(wǎng)中的主機，這樣原來的IP地址結(jié)構(gòu)變成如下三層結(jié)構(gòu)：,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),1.子網(wǎng)掩碼（subnet

16、masks） （1）什么是子網(wǎng)掩碼 在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，每一臺主機和路由器指示都會配置IP地址和子網(wǎng)掩碼兩個參數(shù)。子網(wǎng)掩碼是由前面連續(xù)的1和后面連續(xù)的0組成，總共使用32位二進制來表示。 子網(wǎng)掩碼中1所對應(yīng)的IP地址部分是網(wǎng)絡(luò)地址，而0對應(yīng)的部分是主機地址。,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),（2）默認(rèn)子網(wǎng)掩碼的類型,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),（3）子網(wǎng)掩碼的兩個功能 區(qū)分IP地址的網(wǎng)絡(luò)編號與主機編號 例如：,11000000 10101000 01100101 00000101 （192.168.101.5） 11111111 11111111 11111111 000

17、00000 （255.255.255.0） 11000000 10101000 01100101 00000000 192 168 101 0,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),用于劃分子網(wǎng)。 例如： 某單位有4個部門，每個部門有2030臺計算機。現(xiàn)在申請到一個IP地址202.204.126.0?，F(xiàn)在需要按照這四個部門分成四個子網(wǎng)，試給出合適的子網(wǎng)掩碼，每個部門分配一個子網(wǎng)號，并算出各子網(wǎng)中主機號碼的最大和最小值。,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),首先確定子網(wǎng)掩碼（ 255.255.255.224 ） 確定子網(wǎng) 子網(wǎng)一：0010000100111110 202.204.126.3

18、3202.204.126.62 子網(wǎng)二：0100000101011110 202.204.126.65202.204.126.94 子網(wǎng)三：0110000101111110 202.204.126.97202.204.126.126 子網(wǎng)四：1000000110011110 202.204.126.129202.204.126.158 子網(wǎng)五：1010000110111110 202.204.126.161202.204.126.190 子網(wǎng)六：1100000111011110 202.204.126.193202.204.126.222 可以從這六組IP地址中任意選擇四種作為四個部門的子網(wǎng)段

19、。,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),2.默認(rèn)網(wǎng)關(guān)或IP路由（default gateway） 在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，同一網(wǎng)絡(luò)區(qū)段中的計算機可以直接通信，不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)段中的計算機要相互通信，則必須借助于IP路由。 IP路由表：IP路由表實際上是相互鄰接的網(wǎng)絡(luò)IP地址的列表。當(dāng)一個節(jié)點接收到一個數(shù)據(jù)報時，便查詢路由表，判斷目的地址是否在路由表中，如果是，則直接送給該網(wǎng)絡(luò)，否則轉(zhuǎn)發(fā)給其他網(wǎng)絡(luò)，直到最后到達目的地。 IP路由可以采用路由器或者將某臺計算機設(shè)置為路由器，二者都是采用路由表。,2020年7月29日,第1章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ),36,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)

20、中，IP路由器又叫IP網(wǎng)關(guān)。每一個節(jié)點都有自己的網(wǎng)關(guān)。IP報頭指定的目的地址不在同一網(wǎng)絡(luò)區(qū)段中，就會將數(shù)據(jù)報傳送給該節(jié)點的網(wǎng)關(guān)，如果網(wǎng)關(guān)知道數(shù)據(jù)報的去向，就將其轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。每一網(wǎng)關(guān)都有一組定義好的路由表，指明網(wǎng)關(guān)到特定目的地的路由。網(wǎng)關(guān)不可能知道每一個IP地址的位置，因此網(wǎng)關(guān)也有自己的網(wǎng)關(guān)，通過不斷轉(zhuǎn)發(fā)、尋找路徑，直到數(shù)據(jù)報到達目的地為止。 例：源主機64.128.8.1向目的主機128.128.8.2發(fā)送信息。,1.5.3 TCP/IP協(xié)議的基本參數(shù),1.6下一代的網(wǎng)際協(xié)議IPv6,IP地址的設(shè)計不夠合理的地方 ： 第一，使得各種局域網(wǎng)和網(wǎng)上的主機數(shù)目急劇增長。 第二，IP地址在使用時有很

21、大的浪費。 IPv6主要在以下幾個方面進行擴充和改進： （1）IPv6把原來IPv4地址增大到了128bit （2）這種下一代的IP協(xié)議并不是完全拋棄了原來的IPv4，且允許與IPv4在若干年內(nèi)共存。 （3）IPv6對IP數(shù)據(jù)報協(xié)議單元的頭部與原來的IPv4相比進行了相應(yīng)的簡化 （4）IPv6另一個主要的改善方面是在它的安全方面。,1.6下一代的網(wǎng)際協(xié)議IPv6,1、IPv6的一個顯著特點是它的地址范圍很廣，但維護麻煩。 255.254.0.12.0.0.0.0.12.0.0.0.0.0.0.12 2、IPv6用“冒號十六進制”記法，它把每個16比特的量用十六進制值表示，各量之間用冒號分隔。例如: FFFE:000C:0000:0000:0C00:0000:0000:000C 3、IPv6還允許對這種冒號十六進制的地址記法進行壓縮： （1）一組中的前導(dǎo)零可以忽略不寫。例如上面這個IPv6地址中的第二組000C可以直接寫成C，則該地址可壓縮為：FFFE:C:0:0:C00:0:0:C。 （2）冒號十六進制記法還可以允許零壓縮，即一串連續(xù)的零可以為一對冒號所取代，為了保證零壓縮有一個不含混的解釋，建議中還規(guī)定，在任一地址中，只能使用一次零壓縮。 例：上面這個IPv6地址可壓縮為