1、第八章 網絡基礎與信息安全內容提要8.1計算機網絡概述8.2網絡的硬件與軟件組成8.3局域網8.4Internet應用8.5計算機病毒8.6網絡信息安全利用各種通信手段，把地理分散的計算機互聯起來，互相通信且共享資源的系統。計算機網絡的定義8.1計算機網絡概述網絡的發展可分為三個時代： 面向終端 以通信子網為中心 采用標準化的層次體系結構8.1.1 計算機網絡的形成與發展(1) 以主機為中心的聯機終端網絡系統20世紀60年代初期特征數據通信單臺主機計算、通信。多臺終端不具備處理功能，僅用于交互。代表：20世紀60年代美國航空公司投入使用的飛機票預定系統。（2）以通信子網為中心的計算機網絡時代2

2、0世紀60年代中期特征資源共享。 以分組交換網為中心的網絡。 由通信子網、主機、終端組成。代表世界上第1個遠程分組交換網ARPANET。20世紀70年代末-至今不同網絡設備之間的兼容性和互操作性是推動網絡體系結構的標準化的原動力各廠商、研究機構、大學在網絡技術、方法、理論等方面的研究日趨成熟是其基礎(3)體系結構標準化網絡OSI/RM標準Open System Interconnection/ Recommended Model（開放系統互聯參考模型，簡稱OSI參考模型）OSI參考模型是一種概念上的網絡模型其標準保證了不同網絡設備之間的兼容性和互操作性。規定了網絡體系結構的框架，只說明了做什麼

3、（WHAT TO DO）而未規定怎樣做（HOW TO DO）。目前沒有采用這種模型的網絡。TCP/IP標準（傳輸控制協議/網際協議）當前使用的Internet就是遵循TCP/IP標準的網絡8.1.2 計算機網絡的系統組成與功能 網絡系統的組成所有計算機網絡系統都由兩級子網組成通信子網，負責信息傳輸服務。由通信設備（路由器、交換機）和通信線路組成。資源子網（用戶子網），提供各種網絡資源，建立在通信子網基礎上。由主機、終端、外設、各種軟件資源、信息資源組成。資源共享軟件、硬件、數據（數據庫）數據通信(信息交換)文件傳輸、IP電話、email、視頻會議、信息廣播、交互式娛樂、音樂分布式處理將復雜任務

4、分配給網絡系統內的多臺計算機系統并行處理。高可靠性利用可替代的資源，提供連續的高可靠服務網絡管理 網絡設備配置、安全、業務、故障分析、性能管理節省投資網絡的功能8.1.3 計算機網絡的分類 將網絡按地理范圍來劃分為： 局域網 城域網 廣域網局域網(LAN)范圍：小，20KM數據傳輸率：Mbit/s用途：為某一單位或部門所獨有城域網(MAN)范圍：中等，100KM用途：將一個城市內不同地點的主機和局域網互相連接。廣域網(WAN)范圍：大，100KM用途：將不同城市之間的局域網或城域網互連。8.1.4 網絡的拓撲結構計算機網絡的拓撲結構指：通信鏈路與結點之間的幾何結構。結點可以是網絡中的計算機、打

5、印機、網絡設備等。總線所有節點掛接到一條總線上廣播發送增、刪結點容易，但網絡中任何結點故障，都會造成網絡癱瘓總線型星形有一個中心節點，其它節點與其構成點到點連接這種結構易于管理、維護，但對中心結點性能要求較高中心節點可以是智能設備，也可以是非智能設備，多用交換機中心處理機星型環形所有節點連接成一個閉合的環信號沿著環傳送結點之間為點到點連接這種結構傳輸路徑固定，傳輸速率高，但靈活性差，維護困難環型網狀所有節點連接成不規則的形狀每個結點至少有兩條鏈路同其他結點相連這種結構存在冗余鏈路，網絡可靠性高但冗余鏈路也導致結構復雜，線路成本高，不易維護。 終端終端終端終端終端終端終端終端終端節點節點節點節點

6、網狀結構樹形一個根結點、多個中間分支節點和葉子節點構成可看成是多個星形的組合樹型8.1.5 計算機網絡體系結構網絡協議是計算機在物理網上進行通信所需要共同遵守的語言規范。語義：語法：時序：協 議網絡協議的組成“講什么”；控制信息的內容，通信雙方需要做出的動作及響應；“怎么講”；數據與控制信息的格式、數據編碼等；“順序速度”；事件先后順序和速度匹配。協 議網絡協議：負責將消息從一個地方傳送到另一個地方（IP）傳輸協議：保證被傳送信息的完整性（TCP）應用程序協議：負責將網絡傳輸的東西轉換成我們能夠識別的信息（SMTP、Telnet、Ftp）TCP/IP協議集網絡體系結構OSI 參考模型TCP/I

7、P參考模型OSI 參考模型7 應用層6 表示層5 會話層4 傳遞層3 網絡層2數據鏈路層1 物理層解決網絡的應用問題解決與網絡的信號傳輸問題（無差錯傳輸）解決實際的信號傳輸國際標準組織（ISO）提出的開放系統互聯（OSI）參考模型。它將數據從一個站點到達另一個站點的工作分割成七個不同的任務，這些任務按層管理。TCP/IP參考模型（Transmission Control Protocol/Internet Protocol） OSI參考模型相比，TCP/IP模型有大量的協議支持，用以實現每一層的功能，因此得到了更加廣泛的應用。 協議：計算機之間的通信的規則 TCP/IP參考模型數據鏈路層物理層

8、網絡層互聯層傳輸層應用層網絡層傳輸層應用層表示層會話層OSI參考模型8.2計算機網絡的硬件及軟件組成網絡硬件包括： 網絡中的計算機 網絡適配器（網卡） 傳輸介質 網絡互連設備8.2.1 網絡硬件網絡中的計算機 服務器：服務器指一個管理資源并為用戶提供服務的計算機軟件，通常分為文件服務器、數據庫服務器和應用程序服務器。運行以上軟件的計算機或計算機系統也被稱為服務器。 客戶機（工作站）：連接到網絡上的計算機，它可以作為獨立的計算機被用戶使用。網卡 （Network Interface Card，NIC）是插入到主板總線插槽上的一個硬件設備，功能是完成網絡互連的物理層連接，屬于數據鏈路層設備。 傳輸

9、介質 有線傳輸介質雙絞線同軸電纜光纖無線傳輸微波中繼通信衛星通信集線器和交換機網絡集線器(簡稱為Hub)和交換機(Switch)用于星型網絡結構的中心節點。它們的主要作用是信號的接收，再生和轉發，保證網絡的穩定性和可靠性，減少資源爭奪造成的沖突，提高網絡利用率。 交換機除了具有數據交換功能外，與Hub相比還具有路由選擇功能。（可以取代Hub與網橋）網絡互連設備中繼器網絡互連時所用的中間設備，又叫轉發器。只具有信號的放大、再生功能。網橋 ：用于連接兩個相同或相似的局域網，組成一個擴展的局域網。網橋路由器路由器：用于連接局域網和廣域網的互聯。網橋只能連接同類型網絡，路由器可以連接不同類型的網絡進入

10、廣域網。網關(Gateway)網關：充當網絡通信協議轉換器的連接設備，網關通常是安裝了協議軟件的計算機。8.2.2 網絡軟件網絡軟件網絡操作系統網絡中軟硬件設備的管理控制程序。例如UNIX、Windows Server 2003、Linux等。網絡協議（軟件）一系列規則和約定的規范性描述，它控制了網絡中的設備之間如何進行信息交換。例如NetBEUI協議、IPX/SPX協議、TCP/IP協議、AppleTalk協議等。網絡管理及網絡應用軟件對網絡資源進行管理維護的軟件Internet怎樣實現不同的物理網絡之間的通信？地址的統一（Internet地址或IP地址）8.2.3 網絡地址IP地址:要使I

11、nternet上主機間(PC機、服務器、路由器、網關等)能正常通信，必須給每個計算機一個全球都能接收和識別的唯一標識，它就是IP地址。IP地址的組成：IP地址= 網絡標識+ 主機標識 從形式上看: 1.由四個字節組成(即32位二進制數)。 2.通常寫成由小數點分開的四個十進制整數。 3.每個整數數值范圍為 0-255。IP地址：11000000 11000000 00000000 00000110點分十進制法表示為:192. 192. 0. 6IP地址的分類網絡標識+主機標識A、B、C網絡標識(7bit)主機標識(24bit)A類312315700網絡標識(14bit)主機標識(16bit)B

12、類10網絡標識(21bit)主機標識(8bit)C類110IP地址容量網絡類型第一組數字網絡地址數網絡主機數網絡用途A類112712616 387 064A類地址分配給具有大量主機的網絡。例如：互聯網服務提供商、IBM公司的網絡。B類1281911625664516中型網絡C類1922232 064 512254小型網絡，例如：局域網、校園網域名系統DNS一種幫助人們在Internet上用名字(由一組用英文句號分開的有意義名詞的縮寫組成)來唯一標識自己的計算機，并保證主機名和IP地址一一對應的網絡服務。Internet上這種層次型名字管理機制叫域名系統。什么是域名系統?所謂“域名”，就是用一個

13、容易記憶的單詞來代替相應的IP地址。 54域名一般分為四個部分，即計算機主機名.機構名.網絡名.頂級域名。 例如，代表WWW服務器.華中農業大學.教育網.中國。域名一般按照組織模式和地理模式來劃分按組織模式劃分的有：com 商業機構edu教育gov政府機構INT國際性機構mil軍事機構NET網絡資源或組織org 其他組織按地理模式劃分的有：cn代表中國，hk代表中國香港，tw代表中國臺灣，us代表美國，jp代表日本8.3局域網1、局域網國際標準： IEEE802.3以太網標準。總線局域網標準，采用載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）控制策略。 IEEE802.11無線局域網標準。8.3

14、.1 局域網概述 2、以太網采用IEEE802.3標準的基帶局域網規范。目前世界上90%的局域網都采用以太網技術。按傳輸速率不同，分為兩種：傳輸速率為 10Mbit/s 的 10Base-5 (雙絞線類型)以太網。傳輸速率為 100Mbit/s 的 100Base-T 快速以太網。目前常用的局域網：以IEEE802.3標準為基礎的100Base-T 快速以太網。物理上：以集線器/交換機為中心的星型拓撲結構，邏輯上：總線結構的以太網。采用非屏蔽雙絞線連接，以數字信號傳輸，速率100Mbit/s，工作站到集線器/交換機最大長度100m。 3、MAC地址網卡地址或物理地址。 Internet中每臺計

15、算機都有一個IP地址（全球唯一），定位計算機。局域網中每臺計算機都有一個MAC地址（全球唯一），來定位計算機。MAC地址由6個字節組成：前三個字節：網絡設備生產廠商的代號。后三個字節：網絡設備廠商自定義的序列號。8.4Internet應用追溯 INTERNET8.4.1 Internet概述69年 APARNET73年 TCP/IP（異構網的連接）90年 商業化中國互聯網絡的發展INTERNETCHINANETCERNETCSTNETCHINAGBN UNINET中國互聯網絡的發展中國教育與科研計算機網 CERNET教育部1995年11月教育中國科技網 CSTNET科學院1994年4月科技中國

16、公用計算機互聯網 CHINANET郵電部1995年5月商業中國金橋信息網 CHINAGBN電子部1995年11月商業中國聯通網 UNINET2000年 商業1 撥號上網 PhoneLine電話進線RS232串口軟硬環境8.4.2 接入Internet撥號入網原理電話網PPP帳號口令INTERNETISP網絡2 局域網上網 局域網通過路由器與Internet連接；企業等單位一般都使用局域網和專線連接。局域網接入設備包括網卡、網絡線、路由器。使用專門的線路，如光纜連接。專線上網的速度快，局域網內的用戶基本上不受數量的限制。局域網專線上網一般需要專業管理人員。8.4.3 Internet常見專業術語統一資源定位器（URL）萬維網（WWW） 萬維網即World Wide Web（WWW），它是20世紀90年代Internet技術、超文本技術和多媒體技術相結合的產物。 Web是什么?2.統一資源定位器 (UniformResourceLocator，URL)Web頁面在Internet上的“地址”。 URL的格式是：協議:/文件所在的服務器名/目錄路徑和文件名華中農業大學Internet英文版主頁的URL是：http:/./en.htm/第一部分“http:/”表示通信協議的類型是http；第二部分“”，表