第6章网络应用基础.ppt
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1、第6章 网络应用基础,主讲:,第6章 网络应用基础,6.1 计算机网络的基础知识 6.2 Internet的基础知识 6.3 Internet的基本应用,本章目标,计算机网络的基本概念、它的组成和分类。因特网的基本概念:TCP/IP协议、IP地址和接入方式因特网的简单应用:浏览器(IE)的使用、信息的搜索和电子邮件的收发。,6.1 计算机网络的基础知识,6.1.1 计算机网络的概念6.1.2 计算机通信基础知识6.1.3 计算机网络的组成6.1.4 计算机网络的分类6.1.5 计算机网络的拓扑结构6.1.6 计算机网络的硬件组成6.1.7 计算机网络的软件6.1.8 网络协议6.1.9 网络安
2、全,6.1.1 计算机网络的概念,1.计算机网络定义计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。,所谓计算机网络是指分布在不同地理位置上的具有独立功能的多个计算机系统,通过通信设备和通信线路相互连接起来,在网络软件的管理下实现数据传输和资源共享的系统。,从以上定义中可看出计算机网络涉及到三个方面的问题:(1)至少两台计算机互联;(2)通信设备与通信线路;(3)网络软件、通信协议和NOS。,2.计算机网络的形成与发展,从技术角度看,计算机网络的形成与发展过程大致可分为四个阶段。(1)第一阶段,以大型主机为中心的第一代计算机网络(2)第二阶段,以通信子网为中心的第二代计算机网络(3)第三阶段,体
3、系结构标准化的第三代计算机网络(4)第四阶段,以下一代Internet为中心的新一代网络,3.计算机网络的功能,快速通信(数据传输)共享资源提高可靠性分担负荷实现分布式管理其中,最主要的功能是快速通信和共享资源。,4.计算机网络的应用,(1)远程登录(2)传送电子邮件(3)电子数据交换(4)联机会议(5)WWW(World Wide Web)(6)电子公告牌(BBS)(7)文件传输(FTP)总之,计算机网络的应用范围非常广泛,它已经渗透到国民经济以及人们日常生活的各个方面。,6.1.2 计算机通信基础知识,1.计算机通信,计算机通信是指将一端计算机产生的数字信息通过通信信道传送到另一端的计算机
4、。直接将计算机的输出通过数字信道传送的,称数字通信;通过电话线路等模拟信道传送的,称为模拟通信。衡量计算机通信质量有两个重要的指标:一是数据传输速率,另一个是误码率。,2、信道,信道:传输信息的必经之路。计算机网络中,信道有物理信道和逻辑信道之分。物理信道是指用来传输数据和信号的物理通路,它由传输介质和相关的通信设备组成。计算机网络中常用的传输介质有:双绞线、同轴电缆、光缆和无线电波等。逻辑信道也是网络的一种通路,它是在发送点和接收点之间的众多物理信道的基础上,再通过结点内部的连接来实现的,称为“连接”。根据传输介质的不同,物理信道可分为:有线信道(如电话线、双绞线、同轴电缆、光缆等)、无线信
5、道和卫星信道。根据信道中传输的信号类型来分,则物理信道又可分为模拟信道和数字信道。,3、数字信号和模拟信号,通信目的是传输数据,信号是数据的表现形式。信号分为数字信号和模拟信号两类。数字信号是一种离散的脉冲序列,通常用一个脉冲表示一位二进制数。现在,计算机内部处理的信号都是数字信号。模拟信号是一种连续变化的信号,可以用连续的电波表示。声音就是一种典型的模拟信号。,4、调制与解调,把这两种功能结合在一起的设备称为调制解调器。(Modem)。,调 制(Modulate)数字信号 模拟信号 解 调(Demodulate),5、带宽与数据传输速率,在模拟信道中,以带宽表示信道传输信息的能力,用传送信息
6、信号的高频率与低频率之差表示,以Hz、kHz、MHz或GHz为单位。如电话信道的带宽为:3003400Hz。在数字信道中,用数据传输速率(比特率)表示信道的传输能力,即每秒传输的二进制位数(bps),单位为:bps(位/秒、bit/s)、Kbps、Mbps或Gbps。例如:调制解调器的传输速率为:56Kbps。经研究证明:通信信道的最大传输速率与带宽之间存在着明确的关系,所以在网络技术中“带宽”与“速率”几乎成了同义词。带宽与数据传输速率是通信系统的主要技术指标之一。,6、误码率,误码率是指在信息传输过程中的出错率,是通信系统的可靠性指标。在计算机网络系统中,一般要求误码率低于10-6(百万分
7、之一)。,6.1.3 计算机网络的组成,按照计算机网络的系统功能,计算机网络可分为资源子网和通信子网两大部分,图6.1 计算机网络的资源子网与通信子网,资源子网与通信子网的关系,资源子网主要包括:联网的计算机、终端、外部设备、网络协议及网络软件等。其主要任务是收集、存储和处理信息,为用户提供网络服务和资源共享功能等。通信子网即把各站点互相连接起来的数据通信系统,主要包括:通信线路、网络连接设备、网络协议和通信控制软件等。其主要任务是连接网上的各种计算机,完成数据的传输、交换和通信处理。,计算机网络的基本组成,计算机网络的基本组成主要包括以下四部分,常称为计算机网络四大要素。计算机系统(连接对象
8、)通信线路和通信设备(连接介质)网络协议网络软件,6.1.4 计算机网络的分类,1按网络的拓扑结构划分计算机网络(1)总线型结构的网络(2)星型结构网络(3)环形网络 2按网络覆盖的地理范围划分计算机网(1)局域网LAN(2)广域网WAN(3)城域网MAN3按传输介质划分计算机网络:(1)有线网(2)无线网,按网络覆盖的地理范围可分为三类:,(1)局域网(LAN):其传输距离一般在几公里之内,最大距离不超过10公里。局域网具有传输速率高,一般在10Mbps1000Mbps之间。(2)广域网(WAN):其传输距离一般在几十公里到几万公里。广域网传输速率较低,一般在96Kbps45Mbps左右。(
9、3)城域网(MAN):其传输距离一般在几公里到几十公里。传输速率一般在50Mbps左右。,6.1.5 网络的拓扑结构,网络的拓扑结构主要有星形结构、环形结构和总线等几种。,1、星形结构:,星形结构:其中每个站点都通过连线(例如电缆)与主控机相连,相邻站点之间的通信都通过主控机进行,所以,要求主控机有很高的可靠性。这是一种集中控制方式的结构。星形结构的优点是结构简单,控制处理也较为简便,增加工作站点容易;缺点是一旦主控机出现故障,会引起整个系统的瘫痪,可靠性较差。见下图(a),(a)星型结构,2、环形结构,环形结构:网络中各工作站通过中继器连接到一个闭合的环路上,信息沿环形线路单向(或双向)传输
10、,由目的站点接收。环形网适合那些数据不需要在中心主控机上集中处理而主要任务在各自站点进行处理的情况。环形结构的优点是结构简单、成本低,缺点是环中任意一点的故障都会引起网络瘫痪,可靠性低。见下图(b),(b)环型结构,3、总线结构,总线结构:网络中各个工作站均经一根总线相连,信息可沿两个不同的方向由一个站点传向另一站点。总线结构的优点是工作站连入或从网络中卸下都 非常方便,系统中某工作站出现故障不会影响其他站点之间的通信,可靠性较高,结构简单、成本低。见下图(c),(C)总线型结构,图 6-2 网络的拓扑结构,6.1.6 计算机网络的硬件组成,与计算机系统类似,计算机网络系统也由网络软件和硬件设
11、备两部分组成。,1.局域网硬件的基本组成,局域网一般由服务器、用户工作站、网卡、传输介质和网络交换机或集线器五部分组成。,1)传输介质,局域网中常用的传输介质有同轴电缆、双绞线和光缆。,2)网络接口卡,网络接口卡(简称网卡)是构成网络必需的基本设备,用于将计算机和通信电缆连接起来,以便经电缆在计算机之间进行高速数据传输。因此,每台连接到局域网的计算机(工作站或服务器)都需要安装一块网卡。通常网卡都插在计算机的扩展槽内。网卡的种类很多,它们各有自己适用的传输介质和网络协议。,3)集线器(Hub),集线器是局域网的基本连接设备。在传统的局域网中,连网的结点通过双绞线与集线器连接,构成物理上的星型拓
12、扑结构。目前,市场上的集线器有:独立式集线器、堆叠式集线器和智能型集线器等。,2.广域网硬件的基本组成,1)路由器(Router)处于不同地理位置的局域网通过广域网进行互连是当前网络互连的一种常见的方式。路由器是实现局域网与广域网互连的主要设备。路由器用于检测数据的目的地址,对路径进行动态分配,根据不同的地址将数据分流到不同的路径中。如果存在多条路径,则根据路径的工作状态和忙闲情况,选择一条合适的路径,动态平衡通信负载。,2)调制解调器(Modem),调制解调器是PC机通过电话线接入因特网的必备设备,它具有调制和解调两种功能。调制解调器分外置和内置两种。外置调制解调器是在计算机机箱之外使用,一
13、端用电缆连接在计算机上,另一端与电话插口连接,其优点是便于从一台设备移到另一台设备上去。内置调制解调器是一块电路板,插在计算机或终端内部,价格比外置调制解调器便宜,但是一旦插入机器就不易移动了。,外置“猫”是在计算机机箱之外使用的,一端用电缆连接在计算机上,另一端与电话插口连接。好处是便于从一台设备上移到另一台上去。,6.1.7 计算机网络的软件,网络软件是实现网络功能所不可缺少的软环境,是支持网络运行、提高效益和开发网络资源的工具。网络软件通常包括网络操作系统、网络协议软件、网络数据库管理系统和网络应用软件。,网络操作系统,在网络软件中,网络操作系统是核心部分。网络操作系统对网络进行控制与管
14、理。目前,在局域网上流行的网络操作系统有:Windows NT Sever、NetWare、Unix和Linux等操作系统。,6.1.8 网络协议,计算机网络以资源共享为目的,其主要功能是相互通信和交流信息。由于连网的计算机类型各异,各自所使用的操作系统和应用软件也不尽相同,因此,为保证彼此间的通信能够畅通,应该有一个通信双方共同遵守的规则,这就是网络协议(protocol)。,网络协议是依赖于网络的硬件和软件协同实现的。网络协议主要由以下三个要素组成:语法:确定通信双方“对话”的格式。语义:确定通信双方“对话”的内容。语序:确定通信双方“对话”的时序,即执行事件的顺序、速度的匹配、正确的应答
15、关系等。,常见的协议有IEEE 802.X协议簇、X.25协议,以及目前全球最大的网络Internet所采用的TCP/IP协议等。,6.1.9 网络安全,网络安全的重要性,计算机网络的广泛应用已经对经济、文化、科学与教育的发展产生了重要的影响,同时也不可避免地带来了一些新的社会、道德、政治与法律问题。随着Internet的应用日益深入,网上的信息资源也越来越丰富,所涉及的领域也越来越广泛,其中大到国家高级军事机密、经济情报、企业策划,小到证券投资、个人信用、生活隐私等。由于Internet的开放性及网络操作系统目前还无法杜绝的各种隐患,使一些企图非法窃取他人机密的不法分子有机可乘。利用计算机犯
16、罪日益引起社会的普遍关注,而计算机网络则是被攻击的重点。,1.什么是网络安全,网络安全是指整个计算机网络系统的安全,它包括硬件、软件及系统中的数据均受到保护,不受偶然的或恶意的破坏、更改、泄露,从而保证系统连接可靠正常地运行,网络的服务不被中断。计算机网络安全分为三种:(1)实体安全(2)运行环境的安全性(3)信息的安全,2.构成网络安全威胁的主要因素,(1)人为的无意失误(2)人为的恶意攻击(3)网络软件的漏洞和“后门”,3.网络安全服务,ISO规定了以下五个标准的安全服务:(1)对象认证安全服务(2)访问控制安全服务(3)数据保密安全服务(4)数据完整性安全服务(5)禁止否认安全服务,4.
17、网络安全策略,(1)数据加密/解密(2)数字签名(3)身份认证(4)访问控制(5)防病毒系统(6)加强人员管理,防火墙技术简介,如前所述,设置Internet/Intranet防火墙(Firewall)实质上就是要在企业内部网与外部网之间检查网络服务请求分组是否合法,网络中传输的数据是否会对网络安全构成威胁。防火墙的典型网络结构如图所示。,图 典型的带防火墙的网络结构,网络防病毒技术,1)典型网络防病毒软件的应用:网络防病毒软件的基本功能是:对文件服务器和工作站进行查毒扫描、检查、隔离、报警,当发现病毒时,由网络管理员负责清除病毒。2)网络工作站防病毒方法:(1)采用无盘工作站。(2)使用单机
18、防病毒卡。(3)使用网络防病毒卡。,6.2 Internet的基础知识,6.2.1 Internet的起源和发展6.2.2 Internet在中国的发展6.2.3 Internet协议基础6.2.4 在Windows 2000环境下的网络设置,6.2.1 Internet的起源和发展,Internet,中文译名为“因特网”,是国际互联网络,它将世界各地的计算机网络连接起来,成为一个全球性的计算机网络。它是一个信息资源极其丰富的、世界上最大的计算机网络。它是人们与世界沟通的一个重要窗口。目前大量的计算机正在源源不断地加入到Internet 之中。,Internet 的发展大体可以分为这么几个过程
19、:,60年代末,美苏冷战时代。美国国防部赞助了一个计算机连网的研究项目,谁也没有想到,这个项目的成果 ARPAnet 最终成为了 Internet 的雏形。80年代初期,美国国家科学基金会出资建立了NSFnet,主要用于科研目的。90年代,是 Internet获得长足发展时期。这一时期 Internet逐渐向世界各国发展,欧洲、日本、中国相继建成自己的网络。WWW 浏览方式的出现和商界进入 Internet 网,促进了 Internet 的飞速发展。今天,Internet已经渗透到社会生活的各个方面。人们通过Internet可以随时了解最新的气象信息、新闻动态、旅游信息、阅读当天的报纸和最新杂
20、志,了解世界金融股票行情,在家购物、订购飞机票,给银行或信用卡公司汇款、转帐,发送和阅读电子邮件,到信息资源服务器或各类数据库中查询所需的资料等。,Internet 的发展经历了军事用途为主,学术用途为主和商业用途为主三个阶段。,6.2.2 Internet在中国的发展,我国从1994年开始正式接入Internet,同年5月,开始在国内建立和运行我国的域名体系.目前,我国直接接入Internet的网络主要有:中国科学技术网(CSTNET)中国公用计算机互联网(CHINANET)中国教育和科研计算机网(CERNET)中国金桥信息网(CHINAGBN)四大互联网络,提供六个 Internet 国际
21、出口信道,初步形成了我国的Internet主干网。,CSTNET主页地址为:http:/,CERNET主页地址为:http:/,CHINANET主页地址为:http:/,CHINAGBN主页地址为:http:/,文件传输服务(FTP,File Transfer Protocol)是Internet中最早的服务功能之一,目前仍在广泛使用。FTP服务为计算机之间双向文件传输提供了一种有效的手段。它允许用户将本地计算机中的文件上载到远端的计算机中,或将远端计算机中的文件下载到本地计算机中。我们将在远端提供FTP服务的计算机称为FTP服务器。,电子邮件服务是传统人工邮递系统的发展,它通过计算机网络系统
22、实现了Internet用户之间快速、简便、廉价的通信。,如果用户通过TCP/IP协议的远程终端协议Telnet进行登录,我们称之为远程登录;而支持远程登录的多用户系统我们称之为远程登录服务器。远程登录的根本目的在于访问远程登录服务器中的资源。一旦用户利用Telnet成功地实现登录,便与本地登录一样,可以访问远程登录服务器中的所有授权资源,包括硬件、操作系统、应用软件及信息资源。用户的计算机暂时成为该远程登录服务器的一台仿真终端。,WWW浏览服务(又称Web服务)是 Internet 发展中一个革命性的里程碑。同其它Internet服务形式一样,WWW服务也采用客户/服务器工作模式。客户端通过一
23、种称做浏览器的应用程序与WWW服务器进行交互,获取存放在服务器中的用HTML语言写成的文档,由浏览器解释,最终将图文声并茂的画面呈现给用户。WWW服务为用户提供了一种集成化、形象化的Internet访问机制,用户可以通过链接项之间的自由切换,较快地获取自己感兴趣的内容。,在Internet的发展过程中,经过众多参与者的不断努力和完善,为需要进行专题研究和讨论的使用者们开辟了一个专门的服务领域,这就是Usenet。实际上,可以通过Internet的网络传输协议在Internet中浏览Usenet上的各类消息。这种服务就是新闻服务。,电子公告牌(BBS)也是Internet上较常用的服务功能之一。
24、你可以利用BBS服务与未谋面的朋友聊天、组织沙龙、获得帮助、讨论问题及为别人提供信息。,电子邮件,文件传输,WWW浏览,远程登录,新闻服务,电子公告牌,因特网提供的服务,6.2.3 Internet协议基础,1.Internet协议,Internet上的通信协议-TCP/IP协议TCP/IP协议是一种简洁、具有路由功能,且具备了可扩展性和可靠性需求的计算机协议,在网络互连中用得最为广泛,成为了Internet的核心协议。,2.TCP/IP协议,TCP/IP协议是Internet上的通信协议。TCP/IP协议规定了计算机之间互相通信的方法。它保证了不同的计算机之间可以进行通讯,共享文件及信息。T
25、CP/IP就是用来将计算机和通信设备组织成网络的一大类协议的统称。TCP和IP是其中两个最重要的协议,即传输控制协议TCP和网间协议IP。,(1)IP协议,IP 协议-负责规定主机的地址,并实现信息在不同主机间的传递。它位于网间网层,主要将不同格式的物理地址转换为统一的IP地址,将不同格式的帧转换为“IP数据报”,向TCP协议所在的传输层提供IP数据报,实现无连接数据报传送;IP的另一个功能是数据报的路由选择。简单地说,路由选择就是在网上从一端点到另一端点的传输路径的选择,将数据从一地传输到另一地。,(2)TCP协议,TCP协议-保证数据传输的正确性。它位于传输层。TCP协议向应用层提供面向连
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