計算機網絡與因特網計算機網絡基礎計算機局域網計算機廣域網因特網及其應用網絡信息安全7.17.27.37.47.51.了解計算機網絡的分類；熟悉網絡所提供的服務及常用網絡軟件；初步理解C/S工作模式。2.掌握局域網的特點與組成；了解以太網的工作原理及組網方法。學習目標與要求第7章計算機網絡與因特網計算機網絡的組成與分類網絡服務與網絡軟件7.1.17.1.27.1計算機網絡基礎7.1.1計算機網絡的組成與分類第7章計算機網絡與因特網

1.定義計算機網絡：將一群具有獨立功能的計算機（及其他智能設備）通過通信設備及傳輸介質互連起來，并在通信軟件的支持下，實現計算機間的資源共享，信息交換的系統。第7章計算機網絡與因特網裝入相應的網絡軟件7.1.1網絡的組成與分類2.計算機網絡的組成----三個主要部分(3)一系列的通信協議及相關的網絡軟件通信協議：是指通信雙方事先約定好的必須遵守的規則，例如TCP/IP

各種計算機在世界范圍內互連成網的標準框架——“開放系統互聯參考模型（OSI/RM）”(2)一個通信子網：用于進行數據通信。組成：通信鏈路和節點交換機。(1)若干個主機（host)：用來向終端提供信息服務。指各種類型的計算機、智能終端（手機等）；第7章計算機網絡與因特網第7章計算機網絡與因特網

可靠性：網絡中的計算機互為后備機；可用性：空閑計算機可以分擔負荷重的計算機的任務。

包括：硬件、軟件和數據

使不同地區的計算機進行傳送數據和信息交換是其它服務的基礎(2)資源共享(1)數據通信(4)提高計算機系統的可靠性和可用性(3)實現分布式的信息處理3.計算機組網的目的第7章計算機網絡與因特網4.計算機網絡的分類(1)按傳輸介質分：有線網、無線網(3)按網絡所覆蓋的地域范圍分：局域網(LocalAreaNetwork，簡稱LAN)覆蓋范圍：幾Km以內。城域網（MetropolitanAreaNetwork，簡稱MAN)覆蓋范圍：5～50Km。廣域網(WideAreaNetwork，簡稱WAN)覆蓋范圍：幾十～幾千Km，甚至更大的范圍(2)按拓樸結構分:星型網、總線網、環形網、樹形網第7章計算機網絡與因特網局域網拓撲結構星型結構總線結構環型結構樹型結構混合型結構7.1.2網絡服務與軟件第7章計算機網絡與因特網(1)對等模式網絡中的每臺PC機既可作為工作站(服務請求者)也可作為服務器(服務的提供者)(2)客戶/服務器模式網絡中每一臺計算機扮演著固定的角色要么是服務器，要么是客戶機；扮演服務器的大多是一些專門設計的高性能的硬件，如文件服務器、打印服務器、數據庫服務器等；服務器是邏輯上的概念,取決于計算機安裝運行的軟件第7章計算機網絡與因特網7.1.2網絡服務與網絡軟件1.網絡的工作模式：

網絡中的計算機可以有兩種角色：服務器和工作站網絡用戶通過計算機網絡在共享資源及數據通信等方面能夠得到的新增功能。.文件服務打印服務消息服務應用服務網絡服務：網絡服務包括：第7章計算機網絡與因特網2.網絡服務：(1)文件服務：網絡用戶共享服務器或其他工作站存儲的程序與數據。程序的共享:運行時直接從服務器硬盤加載到工作站的內存中。多個用戶可以同時共用。數據文件共享：不允許多個用戶同時對一個數據文件進行編輯修改可以實現文件的傳輸和復制第7章計算機網絡與因特網2.網絡服務：(2)打印服務：工作站可以共用網絡打印機實現輸出。用戶需要打印輸出時，操作系統將會自動地把輸出的文件送到網絡打印機去。網絡打印機按“先來先服務”的順序進行處理。(3)消息服務：在網絡用戶之間傳遞文本、圖像和聲音，主動地處理網絡用戶之間的通信。與文件服務不同，它不是簡單保存，而是一個一個地傳送并通知接收消息的用戶。如：電子郵件第7章計算機網絡與因特網(4)應用服務：為網絡用戶運行軟件的服務.即工作站需要執行的某一項任務，部分甚至全部都是由網絡上的另一臺計算機(稱為應用服務器)完成。應用服務允許網絡上的計算機相互間共享處理能力，協同完成特定的一項任務。應用服務器處理速度快、存儲容量大的計算機，比用戶工作站有更強的處理能力，一般配置優化的操作系統。“客戶/服務器”（Client-Server）模式，工作站運行的程序是“客戶”，應用服務器運行的程序是“服務員”。第7章計算機網絡與因特網數據庫服務器：網絡工作站的客戶程序只要說明數據處理的要求（例如檢索或統計的要求），這些處理要求被傳送到數據庫服務器之后，由數據庫服務器進行處理，所得到的結果再傳送回客戶程序，由客戶程序以列表或圖形方式顯示給用戶。它運行數據庫管理系統軟件，負責完成數據庫中數據的存儲、查詢與檢索，管理數據庫中的數據，進行復雜的事務處理，保證數據的安全性。是目前廣泛使用的應用服務器第7章計算機網絡與因特網(1)網絡操作系統連接在網絡上的計算機，必須安裝相應的操作系統才能獲得網絡服務或提供網絡服務。網絡操作系統功能：實現網絡管理、通信、服務、安全、應用在計算機上安裝和運行什么軟件決定了一臺計算機在局域網中的角色：客戶機/服務器。服務器：提供共享資源的計算機客戶機：使用服務器資源的計算機第7章計算機網絡與因特網3.網絡軟件(1)網絡操作系統服務器軟件安裝在服務器上，用于控制對服務器硬盤的訪問，維護與管理打印隊列，監測與記錄用戶的操作等。例如：WindowsNTServer、WindowsXPServer、Windows2003Server、UNIX、LINUX、NetWare客戶機軟件安裝在每個工作站上，它將負責建立與網絡上其他結點的連接，發出服務的請求，并接受其他結點的服務。例如：Windows983.網絡軟件第7章計算機網絡與因特網(2)網絡應用軟件通常為單機工作設計的應用軟件，大多數都可以安裝在網絡服務器上，當工作站發出請求時，服務器就把它的一個拷貝發送到工作站的內存中并啟動運行。這需要購買該軟件的網絡使用許可證。適合于多個網絡用戶在網絡上協同完成一個特定任務的網絡應用軟件：群件，工作流軟件3.網絡軟件第7章計算機網絡與因特網第7章計算機網絡與因特網局域網的特點與組成常用局域網7.２.17.２.27.2計算機局域網7.２.1局域網的特點與組成第7章計算機網絡與因特網LocalAreaNetwork，簡稱LAN

計算機局域網：是指在較小地域范圍(10Km范圍)內的計算機網絡.

一般是一幢建筑物內或一個單位幾幢建筑物內使用專用的高速通信線路把多臺計算機相互連接互連成網。一個單位擁有，地理范圍有限；共享專用傳輸介質，數據傳輸速率高(10Mbps～1Gbps)；通信延遲較低，可靠性較高(10-8～10-11)；

按廣播方式或組播方式通信。第7章計算機網絡與因特網1.計算機局域網定義2.特點：第7章計算機網絡與因特網3.組成：網絡工作站網絡接口卡共享的傳輸介質網絡打印機網絡服務器

網絡互連設備（例如：集線器，交換機）等。(1)工作站：工作站和網絡用戶的概念本地資源：工作站本身所具有的硬盤、光盤、程序、數據、打印機等都是該用戶的本地資源。網絡資源：網絡上其他工作站和服務器的資源。(2)網絡服務器為網絡中的用戶提供應用軟件服務及存儲空間的計算機。根據其提供的服務可以將服務器分為：文件服務器應用服務器打印服務器局域網的組成提示：有些網絡服務器不僅為網絡用戶提供共享資源，而且還具有網絡的管理功能。

第7章計算機網絡與因特網(3)網絡打印機為所有網絡用戶提供打印服務的一臺共享的打印機。網絡打印機有一個打印隊列，各個工作站發送來的打印文件均存儲在打印隊列中，然后逐個進行打印。打印隊列由打印服務器管理，打印服務器可以與文件服務器是同一臺計算機，也可以是連接在網上的另一臺專門的計算機。

結點(node):網絡上的每一臺設備，包括工作站、服務器以及打印機等都稱為網絡上的一個結點。

網卡(網絡適配器):網卡和電纜負責把結點與網絡連接起來，負責發送或接收數據。不同類型的網絡使用不同類型的網卡。局域網的組成網絡適配器(網卡)7.２.2常用局域網簡介第7章計算機網絡與因特網第7章計算機網絡與因特網1.以太網（Ethernet）(1)拓撲結構：總線型多臺計算機共用一條傳輸線路.一臺在使用,其它臺必須等待(2)通信方式：廣播方式通信終端器終端器以太網拓撲結構示意圖第7章計算機網絡與因特網(3)介質訪問控制方法帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)方法，由網卡來完成，以保證在結點相互通信時任何時候只有一個結點發送信息。載波偵聽：線路空閑則發送信息，忙則等待；沖突檢測：若有沖突則停發，隨機等待一段時間后重發CRC發送的數據幀類型發送結點MAC地址接收結點MAC地址同步碼

8B 6B 6B 2B 46~1500B 4B幀頭部幀數據區(4)信息幀格式第7章計算機網絡與因特網(5)物理結構：以集線器(Hub)為中心，網絡中的每個結點通過網卡和網線(一般是5類雙絞線)連接到集線器。

Hub的基本功能:(1)把一個端口接收到的信息向所有端口分發出去

(2)能對接收到的信號進行

放大，以擴大網絡的傳輸距離，起著中繼器的作用.

以太網物理結構(小型)第7章計算機網絡與因特網集線器集線器集線器集線器集線器以太網物理結構（中、大型）以太網卡按傳輸速度分為:10M、100M、10/100M自適應網卡（目前使用最多）

(6)總線結構以太網的特點：以太網并不適合實時性要求較高的環境輕負載時（結點少，或者信息發送不頻繁）效率較高;重負載時，網絡性能將急劇下降.維護方便,增／刪結點容易第7章計算機網絡與因特網(7)以太網總線的最高數據傳輸速率：10Mbps（10BASE-T）100Mbps（100BASE-T）1Gbps（千兆位）第7章計算機網絡與因特網(1)FDDI拓撲結構：環型，雙環結構，每個設備可以掛接到兩個環路結點上(2)訪問方式：環上的結點依次獲得對環路的訪問權。雙環結構：主環支持正常情況下的數據傳輸工作，副環是保證在主環故障或者結點故障時環路仍然可以正常地工作。光纖傳輸線(3)FDDI使用的傳輸介質：光纖傳輸速率為100Mb/s。可用于長距離通信。多模光纖可達2km，單模光纖可達100km。具有高可靠性，數據傳輸的保密性。

2.光纖分布式數字接口網（FDDI）第7章計算機網絡與因特網(4)FDDI的用途：常用于構造局域網的主干部分，它把許多不同部門的局域網互連接起來。注意：由于FDDI的幀格式和其他常用局域網的幀格式不同，因此與其他局域網進行互連時，需要通過網關或路由器才能實現。FDDI網以太網以太網第7章計算機網絡與因特網3.交換式局域網(1)拓撲結構：星形結構(2)物理結構：以交換器為中心，網絡中的每個結點通過網卡和網線連接在交換器上，并通過交換器進行相互通信。

與以太網的區別：交換器從發送結點接收數據后，直接傳送給指定的接收結點，不向任何其他結點傳送數據。交換器上的每一個結點各自獨享一定的帶寬（10Mb/s或100Mb/s）。交換器交換器第7章計算機網絡與因特網

交換式集線器可以按層次方式互相連接起來，構成工作組—部門—公司的多層次的局域網。工作組交換器2工作組交換器11000Mbps至中央服務器10Mbps/100Mbps至桌面部門服務器部門交換器第7章計算機網絡與因特網4.無線局域網（WLAN）局域網與無線通信技術相結合的產物。采用紅外線（IR）或者無線電波（RF）進行數據通信，能提供有線局域網的所有功能，同時還能按照用戶的需要方便地移動或改變網絡。無線電波作為無線局域網的傳輸介質是目前用得最多的，它使用的無線電波頻段主要是S頻段（2.4GHz～2.4835GHz），它覆蓋范圍廣，使用擴頻方式通信時，抗干擾、抗噪聲、抗衰落能力強，通信安全，基本避免了通信信號的偷聽和竊取，具有很高的可用性。無線局域網無線局域網實現無線通信的設備：無線網卡、無線HUB、無線網橋等無線接入點無線接入點集線器無線局域網無線局域網采用的協議主要有：IEEE802.11藍牙（IEEE802.15）無線局域網技術的優點：無線局域網的組建、配置和維護較容易最大通信范圍可達到幾十公里具有很好的靈活性第7章計算機網絡與因特網無線局域網技術的缺點：無線局域網還不能完全脫離有線網絡，它只是有線網絡的補充產品比較貴傳輸速度較慢(目前還達不到2Mbps)決定局域網性能的主要技術用以傳輸數據的傳輸介質用以連接各種設備的網絡拓撲結構對于共享資源（傳輸介質）的介質訪問控制方法學習目標與要求3.幾種常用的接入技術2.了解構成廣域網的遠程數字通信線路的性能1.掌握局域網的特點與組成，了解以太網的工作原理及組網方法。第7章計算機網絡與因特網4.懂得廣域網的構成和分組交換機的功能，理解廣域網的通信過程與路由表的作用第7章計算機網絡與因特網遠程數字通信線路廣域網接入技術7.３.17.３.27.3計算機廣域網7.３.３分組交換與路由第7章計算機網絡與因特網7.3計算機廣域網1.廣域網的本質特征：可以將任意距離的任意多的計算機進行互連2.廣域網的物理組成：資源子網通信子網(公用數據通信線路)通信子網路由器傳輸線局域網家庭用戶7.３.1遠程數字通信線路第7章計算機網絡與因特網第7章計算機網絡與因特網1.數字電話線路電話系統中使用的數字通信線路

設計用于傳輸數字語音，也可以用來傳輸數據。在計算機網絡發展的初期，數字電話設備就是計算機網絡中實現遠程連接的最重要的手段。數字電話線路分類北美系列、歐洲（中國）系列、日本系列

(三者互不兼容，國際互通比較困難)數字通信線路即可傳輸數字語音，又可以傳輸數據

在網絡發展初期是實現遠程連接的重要手段，簡單的方法是租用電話公司的一條線路作為專用第7章計算機網絡與因特網采用的介質、技術不同，線路傳輸的最大話路數目不同(1)北美系列T1線路：速率為1.544Mbps,同時傳輸24路電話T2線路：速率為6.312Mbps，96路T3線路：速率為44.736Mbps等，672路(2)歐洲（中國）系列E1線路：速率為2.048Mbps，30路E2線路：速率為8.448Mbps，24路E3線路：速率為34.368Mbps等，24路(3)日本系列

(1)同步光纖網是采用高速的光纖數字傳輸線路，采用統一國際標準，稱同步光纖網（SONET），或同步數字系列（SDH），一般用SDH/SONET表示。光同步數字傳輸網SDH/SONET是寬帶綜合數字網B-ISDN的基礎之一。(2)SDH/SONET的特點：靈活地支持各種數字業務，包括各種類型的計算機網絡容易組網，無需人工更改配線，幾秒鐘便可重新組網有自愈功能，線路出現故障，在幾十毫秒內迅速恢復第7章計算機網絡與因特網2.光纖高速傳輸干線第7章計算機網絡與因特網(3)SDH/SONET的數據傳輸速率：SDH(歐亞)基本速率單位是155.520Mbps

速率分級名稱為同步傳輸模塊STMSONET(北美)基本速率單位是51.840Mbps

電信號稱為同步傳輸信號STS7.3.2廣域網接入技術第7章計算機網絡與因特網第7章計算機網絡與因特網1.電話撥號接入家庭用戶利用本地電話網通過調制解調器撥號接入廣域網。(1)調制解調器(MODEM)的組成與功能：調制器(Modulator):數字信號→模擬信號解調器(DEModulator):模擬信號→數字信號計算機MODEM本地環路電話局計算機網絡模擬信號數字信號數字信號MODEM第7章計算機網絡與因特網1.電話撥號接入(2)MODEM的傳輸速率：傳輸速率:是指每秒鐘可傳送的數據量。目前主流產品速率是56K，但使用中達不到原因：電話線路質量不佳；ISP提供帶寬不夠；網絡發生擁塞等(3)MODEM的類型：外置式、內置式、PCMCIA插卡式(4)缺點：下載速度慢，容易掉線。由于傳輸模擬信號，受外界電磁環境的干擾比較大。第7章計算機網絡與因特網2.綜合業務數字網(ISDN)通過普通電話的本地環路向用戶提供數字語音和數據傳輸服務。ISDN使用雙絞銅線，但提供端到端的數字通信線路，這是它與電話網的最大不同。ISDN通過標準的“用戶-網絡接口”（UNI），將各類不同的終端設備（PC機、電話機、傳真機等）接入到ISDN網絡中。PC機接入ISDNISDN入戶線插口網絡終端ISDN內置適配卡第7章計算機網絡與因特網2.綜合業務數字網(ISDN)ISDN“用戶-網絡接口”的分類：(1)基群（一次群）速率接口(PRI)

又稱作B-ISDN、“寬帶ISDN”包括30個B通道（數據通道）和一個D通道（信令通道），為單位用戶的局域網與遠程廣域網互連提供了支持(2)基本速率接口(BRI)

又稱作N-ISDN、“窄帶ISDN”，俗稱“一線通”包括兩個B通道和一個D通道（稱為2B+D），用戶使用一條電話線就能實現兩路數據傳輸。ISDN是一種速率不高，價格不低的數字通信方式ISDN“用戶-網絡接口”的分類：(1)基群（一次群）速率接口(PRI)

又稱作B-ISDN、“寬帶ISDN”包括30個B通道（數據通道）和一個D通道（信令通道），為單位用戶的局域網與遠程廣域網互連提供了支持(2)基本速率接口(BRI)

又稱作N-ISDN、“窄帶ISDN”，俗稱“一線通”包括兩個B通道和一個D通道（稱為2B+D），用戶使用一條電話線就能實現兩路數據傳輸。2.綜合業務數字網(ISDN)ISDN是一種速率不高，價格不低的數字通信方式第7章計算機網絡與因特網

ADSL是一種為接收信息遠多于發送信息的用戶而優化的技術。(1)特點：

為下行流提供比上行流更高的傳輸速率。上傳速度:640Kbps-1Mbps下行速度:1Mbps-8Mbps(理想狀態下最大可達10Mbps）3.不對稱數字用戶線技術（ADSL）第7章計算機網絡與因特網(2)ADSL優點： 像ISDN一樣，可以與普通電話共存于一條電話線上，可同時接聽、撥打電話并進行數據傳輸，兩者互不影響 雖然使用的還是原來的電話線，但ADSL傳輸的數據并不通過電話交換機，所以ADSL上網不需要繳付額外的電話費，節省費用。

ADSL的數據傳輸速率是根據線路的情況自動調整的，它以盡力而為的方式進行數據傳輸。3.不對稱數字用戶線技術（ADSL）第7章計算機網絡與因特網(3)ADSL的工作原理

ADSL利用普通電話線作為傳輸介質，通過自適應的數字信號調制解調技術，能在電話線上得到3個可以同時工作的信息通道：電話服務的通道速率為640Kbps-1.0Mbps的上行通道速率為1-8Mbps的高速下行通道20kHz1.1MHz上行通道下行通道語音頻道4kHz的子通道4kHz頻率249個下行子通道25個上行子通道ADSL頻帶分布3.不對稱數字用戶線技術（ADSL）第7章計算機網絡與因特網(4)ADSL的安裝：專門為ADSL申請一條單獨的線路，或在已有的電話線上改造。需配置:一個ADSLMODEM，計算機中需安裝10M/100M的以太網網卡，網卡與ADSLMODEM之間用雙絞線連接，設置有關參數。電話ADSL用戶插口PC機10Base-T以太網卡（住戶）ADSLMODEM電話交換機數字通信線路（電話局）ADSLMODEMADSLMODEM與PC機的連接3.不對稱數字用戶線技術（ADSL）第7章計算機網絡與因特網利用有線電視網高速傳送數字信息的技術。(1)與前三種接入方式比較

由于雙絞線的電氣特性使數據傳輸速度受到限制；缺少屏蔽易受干擾，而同軸電纜具有大容量，抗干擾能力強由于有線電視系統的設計容量遠高于現用頻道數目4.電纜調制解調技術（CableMODEM）(2)工作原理將同軸電纜的頻帶分為3部分：數字信號上傳，使用的頻帶為5～42MHz，速率320kb/s～10Mb/s電視節目(模擬信號)下傳，使用的頻帶為50～550MHz，數字信號下傳，使用的頻帶為550～750MHz，速率36Mb/s第7章計算機網絡與因特網采用頻分多路復用技術，將下傳和上傳的頻帶提供給多個用戶共享。每個用戶都需要一對調制解調器。這一對調制解調器必須調到相同的載波頻段，與電視信號一起在電纜上多路復用。在一個大的都市地區，有線電視可能有百萬計的用戶，不可能為每個用戶分配一個獨立的載波頻段，因此頻分多路復用方法不具備可擴展性，需要在采用頻分多路復用技術的基礎上再采用時分多路復用技術。4.電纜調制解調技術（CableMODEM）第7章計算機網絡與因特網4.電纜調制解調技術（CableMODEM）優點：集調制/解調功能、加密/解密功能、網卡及集線器等功能于一身無須撥號上網，不占用電話線，可永久連接理論上沒有距離限制，它覆蓋的地域很廣缺點：CABLEMODEM帶寬充足（最高速率可以達到36Mbps），但它屬于共享式的總線型網絡，同一個接入點如果上網的用戶增多，每一個用戶能分配的帶寬很有限，使數據傳輸速率不夠穩定。我國有線電視網用戶已達8000多萬，發展CableMODEM有多方面的有利條件。但現有的有線電視網都是單向廣播式，有線電視網要實現INTERNET接入，必須進行雙向改造，這項工程的投資是巨大的。第7章計算機網絡與因特網使用光纖作為主要傳輸介質的遠程網接入系統。接入方式

交換局光網絡單元用戶終端(2)光纖接入網分類： 按照主干系統和配線系統的交界點——光網絡單元(ONU)的位置可劃分為：光纖到路邊（FTTC）光纖到小區（FTTZ）光纖到大樓（FTTB）5.光纖接入網第7章計算機網絡與因特網“光纖到樓、以太網入戶”（FTTx+ETTH）：

采用1000Mbps光纖以太網作為城域網的干線，實現1000M/100M以太網到大樓和小區，再通過100M以太網到樓層或小型樓宇，然后以10M以太網入戶或者到辦公室和桌面，滿足了多數情況下用戶對接入速度的需求。5.光纖接入網第7章計算機網絡與因特網使用光纖作為主要傳輸介質的遠程網接入系統。接入方式

交換局光網絡單元用戶終端(2)光纖接入網分類： 按照主干系統和配線系統的交界點——光網絡單元(ONU)的位置可劃分為：光纖到路邊（FTTC）光纖到小區（FTTZ）光纖到大樓（FTTB）5.光纖接入網第7章計算機網絡與因特網1.初步了解TCP/IP協議的作用2.理解廣域網的通信過程和路由表的作用3.熟悉IP地址的格式與分類，熟悉域名與IP地址的關系4.理解域名系統的作用和工作過程第7章計算機網絡與因特網7.3.3分組交換與路由第7章計算機網絡與因特網廣域網與局域網的本質區別是：網絡的規模而不是距離(1)局域網發送方把數據包通過一個共享介質或一個交換機發送給接受方;通過衛星網橋可以用來連結局域網內任意距離的兩個網段;帶寬的限制決定它不能連接任意多個場地的任意多臺計算機(2)廣域網由許多交換機以及連接到交換機的許多計算機構成;發送方發送的數據包通過若干臺交換機到達接受方計算機;廣域網則能按需要連接距離較遠的許多場地，各場地內許多計算機，并能使得大量計算機相互之間能同時通信。第7章計算機網絡與因特網(1)分組交換機：負責將傳輸數據包進行存儲轉發的通信處理機。也稱包交換機(2)交換機的兩種端口：低速端口：連接計算機的高速端口：連接另一個交換機的交換機與交換機之間的連接才是遠程數據通信干線，如租用專線、光纖、微波、衛星頻道等。(3)廣域網的擴充可加入其他的交換機或計算機。第7章計算機網絡與因特網

通過分組交換機互連而成的廣域網(4)交換機的基本工作模式：存儲轉發。工作過程：接收包

檢查(目的地址)

決定端口

發送交換機每個端口緩沖區的作用：存儲轉發對多包處理不沖突第7章計算機網絡與因特網(1)物理地址：連接在廣域網上的每臺計算機都有一個地址。(2)廣域網中計算機的編址方案（兩層地址）：

計算機連接的交換機編號

+計算機編號(3)數據包的選路轉發與路由表：交換機每收到一個包，必須選擇一條路徑轉發這個包。如果包的目的地是直接與之相連的計算機，交換機就將包發往該計算機。如果包的目的地是另一個包交換機上的計算機，就應通過連接該交換機的高速數據線路轉發給另一臺交換機。

每一臺交換機都必須有一張路由表，用來給出目的地地址與輸出端口的關系。第7章計算機網絡與因特網路由表舉例：目的地出口下一站[1,2]端口2交換機1[1,5]端口2交換機1[2,3]端口3交換機2[3,2]計算機C－[3,5]計算機D－[4,1]端口4交換機4[4,3]端口4交換機4[4,5]端口4交換機4目的地出口下一站[1,x]端口2交換機1[2,x]端口3交換機2[3,x]本地計算機－[4,x]端口4交換機4目的地下一站11223－44(a)3號交換機的路由表(b)簡化的路由表1(c)簡化的路由表2第7章計算機網絡與因特網廣域網可以看作為數學中的一個“圖”，圖中每個節點(node)代表一個交換機，連接交換機的數字線路對應著節點間的一條邊(edge)。1234目的地下一站1－2(1,3)3(1,3)4(1,3)目的地下一站1(2,3)2－3(2,3)4(2,4)目的地下一站1(3,1)2(3,2)3－4(3,4)目的地下一站1(4,3)2(4,2)3(4,3)4－（a）拓撲圖（b）交換機1（c）交換機2（d）交換機3（e）交換機4廣域網的拓撲圖及交換機路由表第7章計算機網絡與因特網默認路由：路由表中重復的項會增加搜索路由表的時間。為了消除這種重復的路由，可以采用一個項來代替路由表中許多具有相同下一站的項，這稱為默認路由。目的地下一站1－*(1,3)目的地下一站2－4(2,4)*(2,3)目的地下一站1(3,1)2(3,2)3－4(3,4)目的地下一站2(4,2)4－*(4,3)（b）交換機1（c）交換機2（d）交換機3（e）交換機4使用默認路由的路由表第7章計算機網絡與因特網7.4因特網及其應用第7章計算機網絡與因特網網絡互連需要解決的問題：不同的網絡技術使用互不兼容的包格式和編址方案。為了把許多不同類型的物理網絡連成一個統一的網絡，必須解決統一編址、包格式轉換等問題。第7章計算機網絡與因特網(1)網絡協議：計算機網絡中各個組成部分相互通信時都必須認同的一套規則，也稱為通信協議。例如：數據包（或幀）的格式與含義等(2)TCP／IP協議：目前在網絡互聯中用得最為廣泛的協議。

TCP／IP是一個協議系列，包含了100多個協議。

TCP／IP中兩個最基本最重要的協議：TCP(TransmissionControlProtocol，傳輸控制協議)IP(InternetProtocol，網際協議)第7章計算機網絡與因特網(3)協議的層次模型：

TCP／IP協議標準將計算機網絡中的通信問題劃分為5個層次的模型:應用層傳輸層（TCP或UDP）網絡互連層（IP）網絡接口層物理層54321如電子郵件、HTML文檔等TCP或UDP數據報IP數據報如以太網信息幀或ATM信元第7章計算機網絡與因特網(4)TCP/IP協議標準的主要特點：適用于多種異構網絡的互連確保可靠的端—端通信與操作系統緊密結合TCP/IP既支持無連接服務，也支持面向連接服務，兩者并重第7章計算機網絡與因特網(1)主機：

任何連接到網絡并運行應用程序的計算機。主機的機型、內存、CPU、網絡速度不限。主機和路由器都需要運行TCP／IP協議軟件。在互連網中，必須為每一臺計算機分配一個唯一的地址(IP地址)(2)IP地址：

IP地址使用32個二進數位（4個字節）表示,通常寫成四個十進制數組成：網絡號＋主機號網絡號：用來指明主機所從屬的物理網絡的編號主機號：指明主機在物理網絡中的編號第7章計算機網絡與因特網(3)IP地址的分類及格式：0網絡號主機號0123816243110網絡號主機號110網絡號主機號1110組播地址1111備用A類B類C類D類E類A類:大規模網絡主機≤16777214B類：規模適中主機臺數≤65534C類：小網絡主機臺數≤254D類：組播地址E類：備用IP地址構成：IP地址＝地址類型號

+網絡號+主機號第7章計算機網絡與因特網(4)IP地址的表示：二進制表示：00000000.00000000.00000000.00000000十進制表示：XXX.XXX.XXX.XXX

（XXX取值范圍：0-255）例如：8 8 2

A類地址，首字節0～127B類地址，首字節128～191C類地址，首字節192～223C類地址，網絡地址(主機地址全0)C類地址，廣播地址(主機地址全1)第7章計算機網絡與因特網(1)IP數據包互連網中的各個物理子網使用的數據包的格式可能是互不兼容的，因此不能直接將一個子網絡送來的包傳送給另一個子網。為了克服這種異構性，IP協議定義了一種獨立于各種物理網的數據包的格式，稱為IP數據報。版本號頭部長度服務類型數據報總長度發送數據報的計算機的IP地址（源IP地址）接收數據報的計算機的IP地址（目的地IP地址）數據開始……03478151631頭部數據區數據區:數據部分的長度可以根據應用而改變，也許是1個字節最大的時候可以達到64KB（包括頭部信息在內）第7章計算機網絡與因特網(2)IP數據報的傳送：一個IP數據報沿著從源地址到目的地的一條路徑穿過網絡，中間會經過很多路由器。每個路由器收到這個數據報時，先從頭部取出目的地IP地址，根據這個地址對照路由表中的信息，決定將該數據報發給下一站，下一站可能是另一個路由器，也可能就是目的地——連接在該路由器上的一個物理網絡。網絡在傳輸IP數據報時會努力地嘗試傳遞每一個數據報，但對于數據的正確性、數據報的順序、數據報的傳輸時間、數據報不重復或丟失等情況，并不能予以保證，這些問題需要依靠上層的TCP協議來解決。第7章計算機網絡與因特網(1)路由器：用于連接異構網絡的基本設備。是一臺用于完成網絡互聯工作的專用計算機;

可以把局域網與局域網、局域網與廣域網或兩個廣域網互相連接起來，被連接的這兩個網絡不必使用同樣的技術。第7章計算機網絡與因特網(2)路由器的地址可以連接2個甚至多個物理網絡，因此，每個路由器應分配2個或多個IP地址。路由器每個端口的IP地址必須與相連子網的IP地址具有相同的子網地址。7

5以太網FDDI網.0廣域網以太網FDDI網R1R2AB路由器與IP地址(3)路由器的工作過程例：計算機A要把一個IP數據報發給FDDI網絡中的計算機B第7章計算機網絡與因特網

．假設以太網中的計算機A要把一個IP數據報發給FDDI網絡中的計算機B，其過程大體如下：

地址解析：將計算機A()與路由器R1的IP地址()分別翻譯為MAC地址.在計算機A中完成封裝：計算機A發送的IP數據報與以太網幀的格式不一致，不能直接傳輸，因此，先將IP數據報封裝成以太網幀格式。獲取IP數據報：在以太網中將信息幀按MAC地址發送至路由器R1，路由器收到這一信息幀之后，從幀中取出IP數據報，路由器R1通過查找路由表知道，計算機B就在本地FDDI網絡中，于是經過地址解析，把路由器R1的IP地址()和計算機B的IP地址()解析為FDDI網絡中的物理地址（由路由器完成）。路由器將收到的IP數據報封裝成為FDDI的幀格式。在FDDI網絡中，路由器把信息幀按FDDI物理地址發送至目的地計算機B，目的地計算機收到這一幀信息后，從幀中取出IP數據報，傳輸任務到此完成。

IP數據報IP數據報幀頭部IP數據報IP數據報FDDI幀頭部IP數據報第7章計算機網絡與因特網7.4.2因特網（Internet）第7章計算機網絡與因特網Internet是最大的計算機互連網，它使用TCP/IP協議Internet的發展

Internet起源于美國國防部ARPANET計劃后來與美國國家科學基金會的科學教育網合并

1990年代起，美國政府機構和公司的計算機也紛紛入網，并迅速擴大到全球約100多個國家和地區。據估計，目前因特網已經連接數百萬個網絡，上億臺計算機，用戶數目超過6.5億。Internet在美國分為三個層次：底層為大學校園網或企業網；中間層為地區網；最高層為全國主干網連通了美國東西海岸，通過海底電纜或衛星通信等手段連接到世界各國。第7章計算機網絡與因特網(1)域名地址理論上，Internet的IP地址空間可以包含200多萬個各類網絡，36億臺主機，每一臺主機都有IP地址。IP地址不便記憶和使用。使用具有特定含義的符號來表示因特網中的每一臺主機，例如：是淮工的

WWW服務器主機名

(對應的IP地址為210.28.32.7)(2)域名地址的劃分所有入網主機的名字即由一系列的“域”及其“子域”組成，通常不過5個子域間用“．”分隔，從左到右級別逐級升高表示：計算機名、網絡名、機構名、最高域名例如：netra.nju.edu.cn一臺主機只能有一個IP地址，但可以有多個域名地址第7章計算機網絡與因特網因特網主機名字的命名樹根miledugovcomnetorgintcn……ukacedu……netnjuseutsinghua……pku第7章計算機網絡與因特網主機域名:因特網中主機的符號名就稱為它的域名。域名使用的字符可以是字母、數字和連字符，但必須以字母或數字開頭并結尾。整個域名的總長不得超過255個字符。第1級域名:除美國以外，其他國家一般采用國家代碼作為第1級域名，美國通常以機構或行業名作為第1級域名。一臺主機只能有一個IP地址，但可以有多個域名(用于不同的目的)。主機從一個物理網絡移到另一個網絡時，其IP地址必須更換，但可以保留原來的域名。第7章計算機網絡與因特網域名系統(DomainNameSystem，DNS)：把域名翻譯成IP地址的軟件。域名服務器(DomainNameServer)：運行域名系統的主機。為了實現域名的查找，需要在域名服務器之間建立許多指針(Pointer)。第7章計算機網絡與因特網一個域名為的主機若需要訪問英國某個名字為paradisc.ulcc.uk的主機，則需要經過下列步驟取得對方主機的IP地址：首先通過nju子域的域名服務器(在南京大學網絡中心)進行查找，知道paradisc.ulcc.uk主機不在南京大學校園網范圍內，于是通過指針找到管理edu子域的域名服務器(在清華大學的CERNET網絡中心)。edu子域的域名服務器中存放了我國所有高校的子域名字，通過查找得知，目的地主機不在CERNET范圍內，于是再利用同樣的方法找到管理edu子域的最高域名cn的域名服務器。cn域名服務器存有所有其他國家最高級域名的服務器地址，這樣就可以找到uk域名服務器的地址。從uk域名服務器找到ulcc子域的域名服務器地址，然后再從ulcc子域的域名服務器中查找，知道paradisc.ulcc.uk主機的IP地址是6。查找過程完成后，找到的IP地址反向逐級送到發出查詢請求的主機，接著就可以進行兩個主機之間的通信了。第7章計算機網絡與因特網因特網是由大量的局域網、路由器以及將它們連接在一起的通信基礎設施構成的。在使用點到點方式連接到因特網時，需要使用點到點的數據鏈路協議。有2種廣泛應用于因特網的點到點協議：點到點協議PPP串行IP協議SLIP第7章計算機網絡與因特網家庭用戶撥號上網的過程：用戶PC機通過MODEM呼叫ISP（因特網服務提供商）的路由器路由器一邊的MODEM響應電話呼叫，建立一個物理連接PC機按PPP協議對路由器發送一系列消息與路由器協商，選擇所使用的PPP參數，配置網絡層，并獲得一個IP地址。由于ISP沒有足夠數目的IP地址，不能每個用戶固定分配1個，所以只能臨時動態分配。PC機成為因特網上的一臺主機，可以進行各種網絡應用當PC機不再需要聯網時，PPP協議用來斷開網絡層的連接，釋放IP地址，斷開鏈路層的連接PC機通知MODEM斷開電話線路，釋放物理層的連接第7章計算機網絡與因特網1.初步了解TCP/IP協議的作用2.理解廣域網的通信過程和路由表的作用3.熟悉IP地址的格式與分類，熟悉域名與IP地址的關系4.理解域名系統的作用和工作過程第7章計算機網絡與因特網7.4.3因特網提供的服務第7章計算機網絡與因特網1.電子郵件2.遠程文件傳輸3.遠程登錄4.WWW5.Web文檔的類型第7章計算機網絡與因特網

因特網由大量的計算機和信息資源組成，它為網絡用戶提供了非常豐富的功能（服務）因特網提供的服務：電子郵件（E-mail）文件傳輸（FTP）遠程登錄(Telnet)

信息服務（WWW）第7章計算機網絡與因特網

電子郵件是Internet上最為廣泛使用的一種服務每個因特網用戶經過申請，都有一個屬于自己的電子郵箱。有郵箱的用戶擁有發送、檢查、閱讀或刪除該郵箱中的郵件。(1)郵箱地址每個電子郵箱都有一個唯一的郵件地址郵件地址的組成：郵箱名@郵箱所在的主機域名 例如：zhang@(2)郵箱地址的作用發送郵件的計算機：使用地址中的第2部分確定郵件應送達的計算機收到郵件的計算機：使用地址的第1部分選擇郵箱，并將郵件放入提示：電子郵箱是磁盤上的一個存儲區域郵件服務器：是用戶開戶時所在的網絡中專門用來存放所有郵箱的計算機。第7章計算機網絡與因特網(3)電子郵件的組成一般由3個部分組成：郵件的頭部(header)：包括發送方地址、接收方地址（允許多個）、抄送方地址（允許多個）、主題等郵件的正文(body)：信件的內容郵件的附件：附件中可以包含一組文件，文件類型可以任意(4)電子郵件中的常用協議MIME協議：可以使用任意編碼書寫郵件正文，在郵件頭部和正文中都增加了說明信息(數據類型和編碼),接收方根據說明解釋正文內容。MIME還允許發送方將正文的信息分成幾個部分。

MIME的主要優點：靈活性，它允許使用任何一種新的編碼方式，只要發送方和接收方都使用同一名字并能對該編碼進行解釋即可。Multi-purposeInternetMailExtension多用途的Internet郵件擴展協議

STMP協議：傳輸郵件

POP3協議：鑒別郵件用戶的身份第7章計算機網絡與因特網(5)電子郵件系統的工作原理郵件撰寫程序郵件傳送程序發送方計算機郵件服務程序郵箱遠程訪問程序郵件服務器郵件閱讀程序郵箱訪問程序接收方計算機接收人郵箱因特網SMTP協議POP3協議郵件郵件第7章計算機網絡與因特網

文件傳輸：把網絡上一臺計算機中的文件移動或拷貝到另外一臺計算機上。(1)文件傳輸協議—FTP(FileTransferProtocol)：

FTP協議規定，文件傳輸的兩臺計算機應工作在客戶/服務器模式客戶方:主動要求文件傳輸的發起方，需運行FTP客戶程序；服務方：參與文件傳輸的另一方，需運行FTP服務器程序。兩者協同完成文件傳輸任務。第7章計算機網絡與因特網(2)FTP的工作過程

FTP協議規定了一組命令，用戶使用這些命令可以指定遠程的計算機，并請求文件傳輸。建立連接客戶方運行FTP程序后，使用open命令（并給出一個遠程計算機的域名）與遠程的FTP服務器建立一個TCP連接（控制連接）傳輸文件

向服務器提供登錄名和口令，登錄名對應于FTP服務器上的一個合法的帳戶，經服務器驗證后，用戶才能獲得授權，然后就可以進行文件傳輸了。斷開連接當用戶使用close命令，結束訪問FTP服務器為止。第7章計算機網絡與因特網(3)FTP客戶與服務器之間的TCP連接FTP客戶程序FTP服務器程序計算機A計算機B因特網控制連接數據連接FTP程序僅在發送命令和接收服務器應答時需使用控制連接。文件傳輸操作可以一次傳輸一個文件，也可以一次傳輸多個文件。第7章計算機網絡與因特網(4)匿名服務服務需求：盡管登錄名和口令的使用可以防止文件未經授權就被隨意訪問，但是這種做法有時并不很方便。匿名方案：為了允許任何用戶都可以訪問文件，許多FTP服務器允許用戶使用一個特殊的帳戶(登錄名:anonymous)，它可以以最小權限訪問FTP服務器上的文件，同時，要求用戶用他們的電子郵件帳戶名來作為口令，使得萬一發生問題時，FTP服務器可以發送電子郵件給用戶。匿名方案提供了基本共享文件服務。第7章計算機網絡與因特網遠程登錄：用戶把自己的機器暫時作為一臺終端，通過因特網掛接到遠程的大型或巨型機上，然后作為它的用戶使用大型或巨型機的硬件和軟件資源。需要登錄的計算機用戶應該預先申請合法的帳戶。(1)遠程登錄的作用：使用其他計算機的強大的處理能力登錄到別的主機中運行該機器所安裝的軟件(2)遠程登錄使用的協議：Telnet當用戶使用因特網的遠程登錄服務時，啟動了兩個程序進行工作：

Telnet客戶程序

Telnet服務器程序(3)缺點：安全性欠佳，Telnet的需求減少第7章計算機網絡與因特網

WWW（WorldWideWeb）：萬維網、環球網，或稱Web網、3W網，最初是由歐洲核物理研究中心（CERN）提出的。WWW是因特網上最廣泛使用的一種服務由被稱為Web服務器的計算機和安裝了WWW瀏覽器的計算機所組成Web服務器中存放著大量以超文本形式表示的需要公開發布的或可共享的信息。安裝了WWW瀏覽器軟件（簡稱瀏覽器）的用戶，可以查詢和獲取分布在世界各地的Web服務器上的信息資源第7章計算機網絡與因特網(1)WWW的工作模式與協議：

WWW服務也是按客戶/服務器模式工作客戶和服務器都遵循http(超文本傳輸)協議(2)瀏覽器主要有兩個功能：向用戶提供友好的使用界面將用戶的信息查詢請求傳送給Web服務器(3)工作過程：用戶給定了一個URL后，瀏覽器開始與URL指定的計算機進行通信，請求服務器發送文檔；Web服務器接到請求后，就將相應的文檔傳送給瀏覽器；瀏覽器程序對HTML文檔進行解釋，并將其內容顯示給用戶。第7章計算機網絡與因特網(4)工作過程與其他網絡服務不同，Web瀏覽器和服務器之間的連接只維持一小段時間。瀏覽器建立連接，發送請求，然后接收請求的信息，一旦文檔傳輸完畢，連接就被關閉。Web服務器任務：等待瀏覽器提出建立連接的請求；服務器便發送所請求的網頁；發送完畢就關閉連接然后等待下一次連接。Web瀏覽器任務：瀏覽器除了建立連接、發出請求、接收服務器傳送來的文檔之外；對HTML文檔進行解釋并顯示文檔內容。第7章計算機網絡與因特網(5)Web瀏覽器的重要特性：

Web瀏覽器可以包含若干可選項，不僅能獲取和瀏覽網頁，而且還能完成其他傳統的Internet服務。服務類型：指的是瀏覽器希望主機提供的服務.除了http外，還有：ftp：執行FTP協議，使遠程FTP服務器與用戶的計算機進行遠程文件傳輸操作mailto：執行SMTP協議，向遠程計算機發送電子郵件telnet：執行TELNET協議，登錄遠程計算機news：執行NNP協議，遠程計算機提供網絡新聞服務每一種服務的URL格式并不完全相同第7章計算機網絡與因特網Web文檔有3種基本形式：靜態Web文檔（staticdocument）動態Web文檔（dynamicdocument）主動Web文檔（activedocument）(1)靜態Web文檔：

網頁內容在制作時就確定的，未經修改不會變化。所以對靜態文檔的每次訪問都返回相同結果。優點：簡單、可靠、訪問速度快缺點：不靈活，一旦內容變化文檔就必須人工修改，不適合內容頻繁變化的應用場合第7章計算機網絡與因特網(2)動態Web文檔：

它的內容是在瀏覽器訪問Web服務器時創建的。動態文檔的形成：當瀏覽器的請求到達時，Web服務器便運行一個應用程序創建動態文檔，并把創建的文檔傳送給瀏覽器。創建動態文檔是由服務器完成。從瀏覽器的角度看與靜態無區別。特點：每次訪問服務器都要創建新文檔，能向用戶提供最新的信息。動態文檔的需要用腳本語言如VBScript，JavaScript，及ASP等編寫程序，并使用SQL查詢語言訪問數據庫。瀏覽器訪問動態文檔需要的時間稍多，因為需額外時間創建文檔動態文檔的缺點：不能顯示變化著的信息。第7章計算機網絡與因特網動態Web文檔：瀏覽器Web服務器數據庫服務器①提出訪問要求②執行程序，訪問數據庫③從數據庫取得信息④生成文檔并傳送給瀏覽器動態Web文檔的生成過程第7章計算機網絡與因特網(3)主動Web文檔：

它能夠直接訪問信息源,持續地更新文檔的內容。缺點：

創建和運行這種文檔比較復雜缺少安全性由于主動文檔中的Applet必須運行在客戶端，因而必須解決在不同的客戶端系統中這些Applet的兼容性問題第7章計算機網絡與因特網7.5網絡信息安全第7章計算機網絡與因特網1.概述2.數據加密3.數字簽名4.身份鑒別與訪問控制5.包過濾與防火墻6.計算機病毒防范第7章計算機網絡與因特網安全具有相對性，不同的用戶有不同的要求。如：可用性：傳輸信息線路中斷機密性：數據被竊聽完整性：信息被篡改真實性：偽造信息1.安全的特性2.保證網絡信息安全考慮要正確評估系統信息的價值，確定相應的安全要求與措施安全措施必須能夠覆蓋數據在計算機網絡系統中存儲、傳輸和處理等各個環節，否則安全就不會有效第7章計算機網絡與因特網由于沒有絕對安全的網絡，考慮安全問題時必須在安全性和實用性間取一個折衷的方案，著重考慮如下的一種、幾種或全部安全措施：身份認證(authentication)

訪問控制(accesscontro1)

數據加密(dataconfidentiality)數據完整性(dataintegrity)數據可用性(dataavailability)防止否認(non-reputation)審計管理(auditmanagement)3.網絡安全措施通常分為4類8級：D、C1、C2、B1、B2、B3、A1和超A1。其中：D級最低（安全保護功能很弱），A1和超A1級為最高安全等級。4.網絡安全級別第7章計算機網絡與因特網7.5.2數據加密第7章計算機網絡與因特網

為了在網絡通信被竊聽的情況下保證數據的安全性，必須對傳輸的數據加密。1.加密的基本思想：

改變數據排列方式，以掩蓋其信息含義，使得只有合法的接收方才能讀懂。任何其他人即使截取了信息也無法解開。2.加密技術(1)對稱密鑰加密(2)公共密鑰加密第7章計算機網絡與因特網數據加密——Why?篡改:重放:竊聽:“我們下午5點老地方見!”“嘿嘿嘿…”“我們下午3點老地方見!”“我們下午5點老地方見!”一天以后:“我們今天下午三點鐘見面!”“我們今天下午三點鐘見面!”“我們下午5點老地方見!”“???…”“我們下午5點老地方見!”fojfejk;ladfjj093i2j3kj0gjklacnma./加密后的傳輸：第7章計算機網絡與因特網1.基本概念明文：加密前的原始數據密文：加密后的數據密碼：將明文與密文進行轉換的算法密鑰：只有收發雙方知道的信息

“Letusmeetatfivepmatoldplace”“???…”“Letusmeetatfivepmatoldplace”“ohw

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sodfh”加密解密2.加密系統的分類根據密鑰分：對稱密鑰加密系統

公共密鑰加密系統key:k=3