计算机网络基础
计算机网络系统
考点 6 计算机网络硬件
主体设备
• 称为主机
• 一般可分为中心站（又称服务器）和工作站（客户机）
连接设备
• 网卡
• 工作在数据链路层
• 网卡又称网络适配器，是连接主机和网线的接口
• 主要提供固定的物理地址（MAC），全球唯一
• 集线器
• 工作在物理层
• 主要作用是放大和中转的功能
• 中继器
• 工作在物理层
• 放大电信号，增加信号有效传输距离
• 网桥
• 工作在数据链路层
• 通过连接相互独立的网段从而扩大网络的最大传输距离
• 交换机
• 工作在数据链路层
• 是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备
• 路由器（router）
• 工作在网络层，使用IP地址
• 具有路由选择功能，即把数据包按照一条最优路径发送至目的网络
• 主要用于连接局域网和广域网，实现不同网络相互通信
• 连接不同物理网络的关键设备
• 网关
• 工作在传输层或更高层
• 又称协议转换器
• 主要用于连接不同体系的网络
传输介质
• 性能指标
• 传输距离，抗干扰性，带宽（带宽越大，信道容量越大，传输速率也越高），衰减性，性价比
• 有线传输介质
• 双绞线，同轴电缆，光纤（传输速度快，传输距离远，抗干扰性强，体积小，重量轻）
• 无线传输介质
• 无线电频率通信，红外通信，微波通信，卫星通信
考点 7 计算机网络协议与体系结构
网络协议（protocol）
• 网络协议是指为保证各个独立的计算机系统之间有序的进行数据交换，合理的共享资源而事先约定好的一套通信规程
• 组成
• 语法
• 语义
• 时序
• 网络协议是分层的
开放系统互连参考模型（OSI/RM）
• 7层
• 物理层，数据链路层，网络层，会话层，表示层，应用层
TCP/IP参考模型
• 事实上的国际标准
• TCP是传输控制协议
• IP是互联网协议，也称网际协议
•
• 常用的网络协议：（1）http（超文本传输协议）：用来传递万维网网页文件（2）FTP（文件传输协议）：传输文件（3）SMTP（简单邮件传输协议）：电子邮件的发送和中转（4）POP3（邮局协议版本3）：远程登录服务器，获取邮件，删除邮件（5）Telnet（远程登录协议）：互联网中的远程登录功能（6）DNS（域名系统）：域名和IP地址之间的相互转换（7）RIP（路由信息协议）：网络设备之间交换路由信息（8）SNMP（简单网络管理协议）：用于收集和交换网络管理信息（9）NFS（网络文件系统）：用于网络中不同主机间的文件共享
Internet基础
考点8 Internet的发展和起源
Internet的发展
• 起源于美国 ARPANet
Internet在中国的发展
• 公用计算机互联网
• ChinaNet
• 中国教育和科研计算机网
• CERNet
• 中国科技信息网
• CSTet
• 国家公用经济信息通信网络
• （金桥网）ChinaGBN
Internet发展趋势
• 规模更大
• 速度更快
• 更安全
• 更智能
拓展
• ISP(Internet服务提供商)
• 主要为用户提供拨号上网，www浏览，ftp，收发e-mail，BBS，Telnet等服务
考点9 Internet的IP地址及域名系统
IP地址
• 32位二进制数组成，分成四段，每8位构成一段
• 每段所能表示最大十进制数的范围不超过255
• 段与段之间用点隔开
• 常用ABC三类IP地址
• A类
• 8位标识网络号
• 24位标识主机号
• 最高位0
• B类
• 16位标识网络号
• 16位标识主机号
• 最高位10
• C类
• 24位标识网络号
• 8位标识主机号
• 最高位110
•
子网掩码
• A类子网掩码
• 255.0.0.0
• B类子网掩码
• 255.255.0.0
• C类子网掩码
• 255.255.255.0
• 作用
• 判断两台计算机的IP地址是否属于同一子网
IPv6
• 采用128位地址长度
Internet域名系统
• 一种面向用户的字符型主机命名机制。这就是域名系统
• Internet域名系统的规定
•
• 中国互联网的域名规定
• 最高级为cn
• 二级域名（com、edu、gov、net、org）
• 域名最多分四层：主机名/网络名，机构名，子域名，最高级域名
考点10 Internet的接入方式
PSTN方式（电话线上网）(公用电话交换网)
• 计算机
• 调制解调器（Modem）
• 电话线
ADSL方式（非对称数字用户环路）
• 上行速率慢，下行速率块，频带相对较宽
LAN方式（局域网）
• 不需要调制解调器和电话线
• 需要网卡和网络集线器
无线方式（WLAN）
考点11 Internet应用
电子邮件服务（SMTP，POP3）
• 电子邮件不具有交互性
• 删除邮件是从服务器上删除
• 电子邮件可以传播病毒
• 格式：用户名@电子邮件服务器名
搜索引擎
• 搜索引擎不是浏览器
即时通信
网络音乐和网络视频
• 网络音乐（乐器数字接口）
• MP3（MPEG）运动图像专家组
• 视频点播（VOD）
文件传输
• 文件传输协议（FTP）采用客户机/服务器工作模式
• 匿名FTP：通用账户 anonymous 连接主机
流媒体应用
• 流媒体指的是在数据网络上按时间先后顺序传输和播放的连续音/视频数据流
• 三个特点
• 连续性
• 实时性
• 时序性
www服务
• www：万维网
• HTML：超文本标记语言
• HTTP：超文本传输协议
• URL：全球统一资源定位器
• 由协议名、主机名、路径、文件名组成
• www系统
• www客户机
• www服务器
• 超文本传输协议
• 以客户机/服务器方式进行工作
计算机网络概述
考点1 计算机网络的产生和发展
定义
• 计算机网络是指将一群具有独立功能的计算机通过通信设备及传输媒体，在通信软件的支持下，实现计算机间资源共享，信息交换或协同工作的系统。
• 计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物
发展历程
• 以数据通信为主的第一代计算机网络
• 以资源共享为主的第二代计算机网络
• ARPA网的建立标志着计算机网络时代的发展进入了第二代，也是Internet的前身
• 体系标准化的的第三代计算机网络
• 开放系统互连参考模型（OSI-RM）
• 以Internet为核心的第四代计算机网络
发展趋势
• 三网合一
• 通信网络
• 计算机网络
• 有线电视网络
• 光通信技术
• IPV6协议
• 128位地址长度，理论有2的128次方个地址
• 宽带接入技术和移动通信技术
考点2 数据通信基础知识
基础概念
• 信号
• 模拟信号连续信号，代表消息的参数是连续的
• 数字信号离散信号，代表消息的参数取值是离散的
• 频率
• 信号带宽
• 数据通信系统
• 模拟信道的带宽
• 信道允许的传输的有效频率范围，上限和下限之差单位是（Hz）
• 数字信道的带宽（信道容量）
• 信道允许的最大传输速率单位是比特/秒（b/s）
• 基带与宽带
数据编码
• 编码和译码
• 调制与解调
• 调制解调器（Modem）
• 调制：数转模解调：模转数
数据通信方式
• 串并行通信方式
• 串行通信，速度慢，适合远距离
• 单工，半双工，全双工通信方式
• 单工通信是指数据信号仅沿一个方向传输
• 半双工通信指信号可以沿两个方向双向
• 全双工通信是指数据可以同时沿相反的两个方向作双向传输。全双工通信需要两条信道传输信号
计算机网络的性能指标
• 速率
• 比特每秒（b/s,bps,即bit per second）
• 带宽
• 吞吐量
• 吞吐量表示在单位时间内通过某个网络的实际数据量
• 时延
• 误码率
• 利用率
• 利用率过高会产生非常大的时延。因此利用率并不是越高越好
考点3 计算机网络的组成
从物理连接
• 计算机系统
• 任务是信息的采集，存储和加工处理
• 网络节点
• 主要是负责网络中信息的发送，接收和转发
• 例如：路由器
• 通信链路
• 可以是双绞线，同轴电缆，光纤等有线介质
• 中继器
• 将数字信号放大
• 调制解调器
• 数字信号和模拟信号的转换
从逻辑功能
• 通信子网
• 通信子网提供计算机网络的通信功能，由 网络节点 和 通信链路 组成
• 资源子网
• 资源子网提供访问访问网络和处理数据的能力，由 主机 、终端控制器 、 终端 组成。主机负责本地或全网的数据处理，提供各种软硬件和网络服务
考点4 计算机网络的功能
数据通信
资源共享（最主要特性）
分布式处理
提高系统可靠性
考点 5 计算机网络的分类
根据网络的覆盖范围划分
• 局域网（LAN)
• 局域网传输速率高，可靠性好，适用于各种传输介质，建设成本低
• 双绞线，同轴电缆作为传输介质
• 城域网(MAN)
• 广域网(WAN)
• 因特网（Internet）最大的广域网
按网络的拓扑结构划分
• 总线型拓扑
• 信息沿着总线向两个方向扩散，并且能被总线上的每一台主机所接收
• 结构简单，布线容易，站点拓展方便，可靠性高
• 故障检测和隔离困难，总线负载能力较低
• 环形拓扑
• 单一封闭环信息沿着同一方向传输
• 易于安装和监控，传输最大延迟时间是固定的，传输控制机制简单，实时性强
• 网络中任何一台计算机的故障都会影响整个网络的正常工作，故障检测困难，节点增删不方便
• 星形拓扑
• 各节点计算机通过传输线路与中心节点相连，信息从计算机通过中央节点传送到网上的所有计算机。各节点计算机通过传输线路与中心节点相连，信息从计算机通过中央节点传送到网上的所有计算机。
• 传输速度块，误差小，扩容比较容易，易于管理和维护，故障的检测和隔离方便
• 中央节点必须具有很高的可靠性，中央节点一旦发生故障，整个网络就会瘫痪
• 树状拓扑（逐级传输，响应比较慢）
• 树状拓扑是从总线型拓扑演变而来的，在树状拓扑中，任何一个节点发送信息后都要送到根节点，然后从根节点返回整个网络
• 在扩容和容错方面有很大优势，容易将错误隔离在小范围内。
• 网状拓扑
• 网状拓扑通常存在于光与网站，优点是节点间路径多，局部的故障不影响整个网络的正常工作，可靠性高，网络扩充和主机入网比较灵活，简单。但这种网络的结构和协议比较复杂，建网成本高
• 最高的结构可靠性
• 混合型网络
按传输介质划分
• 有线网
• 无线网
按网络的使用性质划分
• 公用网
• 专用网