1、【本章內(nèi)容】 5.1 計算機網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)通信概述 5.2 計算機網(wǎng)絡環(huán)境中的信息系統(tǒng)模式 5.3 Internet和 Intranet【本章重點】 1．計算機網(wǎng)絡的發(fā)展、工作原理及其構成； 2．計算機網(wǎng)絡的功能與分類、網(wǎng)絡的拓撲結構、通信介質與網(wǎng)絡互聯(lián)設備； 3．常見的幾種計算機網(wǎng)絡環(huán)境下的信息系統(tǒng)模式，以及Internet，intranet,5 計算機網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)通信技術,5.1.1 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展5.1.2 計算

2、機網(wǎng)絡的概念5.1.3 計算機網(wǎng)絡的特點5.1.4 計算機網(wǎng)絡的分類5.1.4 網(wǎng)絡的傳輸介質和互聯(lián)設備5.1.5 計算機網(wǎng)絡體系結構,5.1 計算機網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)通信概述,,,,1、第一代 面向終端的計算機網(wǎng)絡（50年代中--60年代末）1946年，第一臺計算機問世，單機: 單個用戶獨占主機系統(tǒng)50年代中期，計算機技術和通信技術初次結合:如美國的半自動地面防空系統(tǒng)(SAGE)50年代末期，將多臺終端通過通信線路連接到一臺

3、中心計算機上.共享中心計算機的資源.,單個主機為中心、面向終端設備,5.1.1 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展,2、第二代__計算機通信網(wǎng)絡（60年代末--70年代中） 將多臺計算機連在一起，用于傳輸信息的計算機的集合 . 多處理中心(1) 特點:是”計算機—計算機”的通信.沒有主從關系;以交換機為通信子網(wǎng)的中心,由若干主機和終端構成用戶的資源子網(wǎng);以通信為主要目的.,5.1.1 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展,3、第三代__開放式標準化網(wǎng)絡

4、（80年代） 在協(xié)議控制下，以資源共享為主要目的,借助通信系統(tǒng)連接的多個計算機的集合。 特點: 全網(wǎng)具有統(tǒng)一的體系結構，以資源共享為主要目的。 1984年,國際標準化組織頒布了”開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”的國際標準ISO7498,簡稱”O(jiān)SI/RM”。,體系結構標準化,5.1.1 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展,4、第四代__網(wǎng)絡互聯(lián)與高速化、綜合化（90年代以后） 局域網(wǎng)技術發(fā)展成熟，出現(xiàn)光纖及高速網(wǎng)絡技術、多媒體、智能網(wǎng)絡

5、，整個網(wǎng)絡就像一個對用戶透明的大的計算機系統(tǒng)，發(fā)展為以Internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)。,信息高速公路,5.1.1 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展,計算機網(wǎng)絡是指將若干地理位置不同并具有獨立功能的計算機，通過通信設備和傳輸線路互聯(lián)，實現(xiàn)信息交換和網(wǎng)絡資源共享的一種計算機系統(tǒng)。,,5.1.2 計算機網(wǎng)絡的概念,,,5.1.2 計算機網(wǎng)絡的概念,計算機網(wǎng)絡應具有以下四個要素:（1）資源服務 :（2）通信設備 （3）協(xié)議 （4）網(wǎng)絡通信控制軟件,計算

6、機網(wǎng)絡完成數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)傳輸兩個任務，從結構上可分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩個部分。通信子網(wǎng)： 網(wǎng)絡中面向數(shù)據(jù)傳輸或者數(shù)據(jù)通信的部分資源集合，主要支持用戶數(shù)據(jù)的傳輸；包括傳輸線路、交換機和網(wǎng)絡控制中心等硬軟件設施。資源子網(wǎng)： 網(wǎng)絡中面向數(shù)據(jù)處理的資源集合,主要負責數(shù)據(jù)處理,支持用戶的應用；由用戶的主機資源組成，包括接入網(wǎng)絡的用戶主機，以及面向應用的外設（例如：終端）、軟件和可共享的數(shù)據(jù)（例如：公共數(shù)據(jù)庫

7、）等。,1、 資源共享硬件共享：大型計算機的處理能力，昂貴的外設； 軟件共享：應用軟件，系統(tǒng)軟件等； 數(shù)據(jù)共享：用戶數(shù)據(jù)（市場信息）等。2、 數(shù)據(jù)傳輸 支持用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸（如電子郵件、文件傳輸、IP電話等），計算機網(wǎng)絡可以使得分布于全球的計算機協(xié)作起來。形成一個巨大的、虛擬的計算機。3、實現(xiàn)分布式處理 通過不同地點的計算機共同完成一項任務.大型課題，分為許許多多的小題目，由不同的計算機分別完成，然后再集中

8、起來，解決問題。4、提高計算機的可靠性,5.1.3 計算機網(wǎng)絡的特點,1、按網(wǎng)絡的拓撲結構分1)總線型拓撲結構所有入網(wǎng)機器共用一條物理傳輸信道。特點：多臺機器共用一條傳輸信道，信道利用率較高； 同一時刻只能有兩臺計算機通信； 對信道故障敏感；網(wǎng)絡的延伸距離有限，結點數(shù)有限適用于局域網(wǎng),5.1.4 計算機網(wǎng)絡的分類,2) 星形拓撲結構以一臺中心處理機為主而構成的網(wǎng)絡，其它入網(wǎng)機器僅與該中心處理機之間有直接的物理鏈路

9、所有網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒕柰ㄟ^該處理機轉發(fā)。特點:網(wǎng)絡結構簡單，便于管理（集中式） 每臺入網(wǎng)機均需物理線路與處理機互連，線路利用率低 處理機負載重（需處理所有的服務），兩臺入網(wǎng)機之間交換信息，必須通過中心處理機 入網(wǎng)主機故障不影響整個網(wǎng)絡的正常工作，中心處理機的故障將導致網(wǎng)絡的癱瘓（備份/容錯）,3) 環(huán)形拓撲結構 入網(wǎng)設備通過轉發(fā)器接入網(wǎng)絡，每個轉發(fā)器僅與兩個相鄰的轉發(fā)器有直接的物理線路，所有的轉發(fā)器構成了環(huán)狀的網(wǎng)絡。

10、特點： 實時性較好（信息在網(wǎng)中傳輸?shù)淖畲髸r間固定） 每個結點只與相鄰兩個結點有物理鏈路，傳輸控制機制比較簡單； 某個結點的故障將導致物理癱瘓 結點數(shù)有限 適用于局域網(wǎng)，實時性要求較高的環(huán)境,4) 樹型拓撲結構 ：星型網(wǎng)絡的擴展特點： 網(wǎng)絡易擴展 故障容易隔離對根的依賴大,調(diào)制解調(diào)器：在通信過程中將數(shù)據(jù)信號轉換成模擬信號或者將模擬信號轉換成數(shù)據(jù)信號的設備。網(wǎng)絡接口卡：網(wǎng)絡接口卡簡稱網(wǎng)卡，用來負責計算機和網(wǎng)絡之間的集中

11、數(shù)據(jù)轉換。中繼器：中繼器是一種連接設備，用來連接兩個以至于同類網(wǎng)絡的網(wǎng)段。中繼器的作用是對信號進行整形，防止因線路的阻抗造成信號的衰減和畸變，增加信息傳輸?shù)木嚯x。集線器：集線器（HUB）是一個具有多個連接端口的設備，每個端口可連接一個節(jié)點。交換機：交換機（Switch）是用來連接多網(wǎng)段的中規(guī)模以上的局域網(wǎng)的一種網(wǎng)絡連接設備。,5.1.4 網(wǎng)絡的傳輸介質和互聯(lián)設備,網(wǎng)橋（Bridge） 網(wǎng)橋用于連接不同網(wǎng)絡拓撲結構的網(wǎng)段

12、。它可以進行協(xié)議轉換，隔離網(wǎng)段，減少網(wǎng)絡信息堵塞，使互聯(lián)起來的局域網(wǎng)變成單一的邏輯網(wǎng)絡，并具有自選路徑的能力。 路由器（Router） 路由器是比網(wǎng)橋更復雜的端口設備。它用于拓撲結構較復雜的網(wǎng)絡互聯(lián)，與介質無關，而與協(xié)議有關。它對異構網(wǎng)的互聯(lián)能力較強，既可用于廣域網(wǎng)互聯(lián)，也可用于局域網(wǎng)互聯(lián)。路由器工作在網(wǎng)絡層，它根據(jù)路由表傳送信息?，F(xiàn)在市場上已有支持多種協(xié)議的復合路由器以及網(wǎng)橋∕路由器結合的橋接路由器。 網(wǎng)關（Gatew

13、ay） 網(wǎng)關又稱協(xié)議轉換器，是最復雜的網(wǎng)絡互聯(lián)設備，用于在不兼容的協(xié)議之間進行信息轉換。和路由器一樣，網(wǎng)關既可用于廣域網(wǎng)互聯(lián)，也可用于局域網(wǎng)互聯(lián)。但網(wǎng)關一般難于安裝和維護，只有在沒有其他選擇時（處理根本不兼容的協(xié)議）才選用。比較典型的是用于銀行專用網(wǎng)和Internet網(wǎng)之間的支付網(wǎng)關。一般用一臺高檔微機作為網(wǎng)關。,5.1.4 網(wǎng)絡的傳輸介質和互聯(lián)設備,網(wǎng)絡適配器(網(wǎng)卡)網(wǎng)卡通過總線與計算機設備接口相連，另一方面又通過電纜接

14、口與網(wǎng)絡傳輸媒介相連。,在PC機中網(wǎng)卡有PCI和ISA兩種總線。安裝網(wǎng)卡后，還要進行協(xié)議的配置。例如，IPX/SPX協(xié)議、TCP/IP協(xié)議。,5.1.4 網(wǎng)絡的傳輸介質和互聯(lián)設備,傳輸媒體是通信網(wǎng)絡中發(fā)送方和接收方之間的物理通路，計算機網(wǎng)絡中采用的傳輸媒體分有線和無線兩大類。 有線介質 可傳輸模擬信號和數(shù)字信號 無線介質 大多傳輸數(shù)字信號,,5.1.4 網(wǎng)絡的傳輸介質和互聯(lián)設備,1、有線傳輸媒體 （1）雙絞線 (T

15、P): 兩條相互絕緣的導線按一定距離絞合若干次,（2）同軸電纜同軸電纜的抗電磁干擾特性強于雙絞線，傳輸速率與雙絞線類似。,,（3）光纜光纜的芯線是由光導纖維做成，它傳輸光脈沖數(shù)字信號。,光纖( 按使用的波長區(qū)的不同分為單模和多模光纖通信方式 ),2、無線傳輸媒體,微波通信、衛(wèi)星通信、紅外通信和激光通信。他們又統(tǒng)稱為視線媒體。微波 是利用高頻無線電波在空氣中的傳播來進行通信，發(fā)送站將數(shù)據(jù)信號載波到高頻微波信號上定向

16、發(fā)射，接收站將信號截下進行接收處理或轉發(fā)。微波是直線傳輸?shù)?，具有高度的方向?.衛(wèi)星通信 利用地球同步衛(wèi)星做微波中繼站進行遠距離傳輸 ,通過地球同步衛(wèi)星上的轉發(fā)設備，將來自地面的微波信號發(fā)送給所覆蓋的區(qū)域并轉發(fā)給其他同步衛(wèi)星，因此傳輸距離不受視線距離的限制，可以發(fā)送給全球任何一個區(qū)域.,5.1.4 網(wǎng)絡的傳輸介質和互聯(lián)設備,國際標準組織（ISO）提出的開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）參考模型。它將數(shù)據(jù)從一個站點到達另一個站點的工作按

17、層分割成七個不同的任務。網(wǎng)絡體系結構：指計算機網(wǎng)絡的各個層和在各層上使用的協(xié)議。,物理網(wǎng) 為實現(xiàn)計算機之間的數(shù)據(jù)通信、協(xié)同工作和資源共享等功能將各自獨立的計算機在物理上互相連接起來,是實現(xiàn)網(wǎng)絡通信的基礎。,網(wǎng)絡協(xié)議 傳輸協(xié)議 應用程序協(xié)議,協(xié)議 一套關于信息傳輸順序，信息格式和信息內(nèi)容等的約定。,5.1.5 計算機網(wǎng)絡體系結構,開放系統(tǒng)互連OSI參考模型,5.1.5 計算機網(wǎng)絡體系結構,5.2.1 單機結構模式5.

18、2.2 主機/終端模式5.2.3 文件服務器/工作站5.2.4 瀏覽器/服務器模式5.2.5 B/S 的與C/S混合模式,5.2 計算機網(wǎng)絡環(huán)境中的信息系統(tǒng)模式,,,,5.3.1 Internet概述 5.3.2 TCP/IP技術 5.3.3 Intranet,5.3 Internet和 Intranet,,,,1968年 美國建立了一個名為ARPA計算機網(wǎng)絡。1972年 ARPA網(wǎng)節(jié)點機由4臺發(fā)展到50個

19、,開始制定第二代網(wǎng)絡協(xié)議。1983年 ARPA網(wǎng)采用了TCP/IP協(xié)議。1985年 美國科學基金會建立基于TCP/IP協(xié)議的NSF網(wǎng)絡。1986年 NSF取代ARPA網(wǎng)成為今天的Internet的基礎。1990年以后 “信息高速公路”計劃的推行，光釬、衛(wèi)星通信成為Internet主干網(wǎng)的重要媒介，Internet網(wǎng)自然進入了商業(yè)網(wǎng)階段。,1、Internet的起源,5.3.1 Internet概述,（1）

20、、自發(fā)階段 互聯(lián)網(wǎng)的前身是某些特種網(wǎng)絡、地方性網(wǎng)絡以及主要由大學和政府機構建立的局域網(wǎng)絡（如DARPA）。隨后，政府開始資助這些網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)，結果產(chǎn)生了一個學術機構的全球網(wǎng)絡。在網(wǎng)絡發(fā)展初期，美國國防部建立的ARPANET充當所有網(wǎng)絡的基礎網(wǎng)絡。然后，美國國家科學基金（NSF）及其他政府部門參與進來。在網(wǎng)絡發(fā)展初期，這些網(wǎng)絡都是出于非商業(yè)目的。（2）、商業(yè)化階段 當網(wǎng)絡使用者達到一定規(guī)模之后，商業(yè)部門發(fā)現(xiàn)了其經(jīng)濟價值。于是，應

21、商業(yè)部門的要求，網(wǎng)絡開始私營化進程。這個過程與無線電發(fā)展史極其相似：起初無線電完全是出于自發(fā)興趣，到1934年美國立法把無線電電波轉變成國家資源，由國家拍賣給從事商業(yè)用途的私人部門，由此進入了商業(yè)化階段。美國的管理部門1995年4月從互聯(lián)網(wǎng)中徹底撤出（NSF停止給網(wǎng)絡提供經(jīng)費），網(wǎng)絡開始加速商業(yè)化。隨后，1996年美國立法撤除信息通訊混業(yè)經(jīng)營的限制，正式拉開網(wǎng)絡商業(yè)化序幕。,（3）、制度化階段 這個階段特點是進一步完善相關立法，商

22、業(yè)部門從而有了必要的游戲規(guī)則。（4）、鞏固階段 該時期競爭空前激烈，大批企業(yè)被淘汰出局。比如，迄今為止，通用瀏覽器類型只剩網(wǎng)景、微軟等2、3家。在這個階段，企業(yè)為了在財務上生存下來，努力獲得盡可能多的用戶。,2、Internet在中國1994年起，通過四大骨干網(wǎng)聯(lián)入國際互聯(lián)網(wǎng)，我國正式進入Internet網(wǎng)。中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)（ChinaNET）網(wǎng)管中心設在郵電部數(shù)據(jù)通信局。其骨干網(wǎng)覆蓋全國各省市、自治區(qū)，包括8個地

23、區(qū)網(wǎng)絡中心和31個省市網(wǎng)絡分中心。ChinaNET與公用電話分組交換網(wǎng)、中國公用分組交換網(wǎng)、中國公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)等互聯(lián)。ChinaNET用169線路與全國各省信息港相聯(lián)，用163線路與國際Internet網(wǎng)絡互聯(lián)，出口設在北京、上海和廣州，國際線路的總容量已達2387M 。,中國國家計算機與網(wǎng)絡設施(NCFC)NCFC亦稱中國科技網(wǎng)（CSTNET），是由中科院主持的全國性網(wǎng)絡。1994年5月21日完成了我國最高域名cn 主服

24、務器的設置。目前已聯(lián)接了100多個以太網(wǎng)，3000多臺計算機、1萬多個用戶，國際線路的總容量為55M。,中國教育和科研計算機網(wǎng) (CERNET)全國性的教育科研基礎設施，其網(wǎng)絡中心設在清華大學。用戶是我國的教育和科研單位、政府部門及非盈利機構。CERNET由全國主干網(wǎng)，地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)三級層次構成。地區(qū)網(wǎng)絡中心分別設在北京、上海、廣州、武漢、西安、南京、成都和沈陽。目前，國際線路的總容量為117M，全國已有322所高等院校實現(xiàn)了和CE

25、RNET聯(lián)網(wǎng)。,,ChinaGBNET又稱金橋網(wǎng)，為配合中國的“四金”（金稅——銀行、金關——海關、金衛(wèi)——衛(wèi)生部、金盾——公安部）工程，自1993 年開始建設的網(wǎng)絡，在全國24個省市聯(lián)網(wǎng)開通，國際線路的總容量為151M。,中國國家公用經(jīng)濟信息通信網(wǎng)(ChinaGBNET),（1）TCP/IP協(xié)議 TCP/IP是指一整套數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其名字是由這些協(xié)議中的其中兩個協(xié)議組成，即傳輸控制協(xié)議 (transmission contr

26、ol protocol—TCP)和網(wǎng)間協(xié)議（internet protocol—IP） TCP/IP協(xié)議最早是由斯坦福大學兩名研究人員于1973年提出，被UNIX4.2BSD系統(tǒng)采用 ； TCP/IP協(xié)議是一個基于五層模型的協(xié)議 ，即應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層和網(wǎng)絡接口層（數(shù)據(jù)鏈路層）和最基礎的物理鏈路層 ； 主機IP地址,5.3.2 TCP/IP技術,（2）IP地址和域名,IP地址由32位（即4字節(jié)）二進制數(shù)組成，為書寫方便

27、起見，常將每的個字節(jié)作為一段并以十進制數(shù)來表示，每段間用“.”分隔。,例如，202.96.209.5就是一個合法的IP地址。 202.112.0.36（中國教育科研網(wǎng)）,IP地址由網(wǎng)絡標識和主機標識兩部分組成。常用的IP地址有A、B、C三類，每類均規(guī)定了網(wǎng)絡標識和主機標識在32位中所占的位數(shù)。 A類地址：0.0.0.0～127.255.255.255，A類地址一般分配具有大量主機的網(wǎng)絡使用。B類地址：128.0.0.0～

28、191.255.255.255，B類地址通常分配給規(guī)模中等的網(wǎng)絡使用。C類地址：192.0.0.0～223.255.255.255，C類地址通常分配給小型局域網(wǎng)使用。 為了確保惟一性，IP地址由世界各大地區(qū)的權威機構 Inter NIC( Internet Network Information Center )管理和分配。,IP地址類型,允許數(shù)量,在尋址時通過子網(wǎng)掩碼對IP地址進行屏蔽運算，先找出網(wǎng)絡部分，再確定子網(wǎng)中

29、的主機地址。子網(wǎng)掩碼某位為1，表示該位所對應IP地址中的一位是網(wǎng)絡地址部分中的一位，若某位為0，表示它對應IP地址中的一位是主機地址部分中的一位。,A類地址的掩碼:255.0.0.0B類地址的掩碼:255.255.0.0C類地址的掩碼:255.255.255.0,子網(wǎng)掩碼,IP地址202.112.0.36與掩碼255.255.255.0進行“與”運算，可得到網(wǎng)絡地址202.112.0，屏蔽IP地址中的網(wǎng)絡部分，可得到中國教育科研網(wǎng)

30、主機地址36。,32位二進制數(shù)的IP地址對計算機來說十分有效，但用戶使用和記憶都很不方便。為此，Internet引進了字符形式的IP地址，即域名。域名采用層次結構的基于“域”的命名方案，每一層由一個子域名間用“.”分隔，其格式為： 機器名.網(wǎng)絡名.機構名.最高域名 Internet上的域名由域名系統(tǒng) DNS ( Domain Name System )統(tǒng)一管理。 DNS是一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，由域名空間、域名服務器

31、和地址轉換請求程序三部分組成。,（3）域名系統(tǒng)和統(tǒng)一資源定位器,Intranet稱為內(nèi)部網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，是將Internet技術應用于企業(yè)或組織內(nèi)部信息網(wǎng)絡的產(chǎn)物，企業(yè)信息系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡上以WWW方式向企業(yè)內(nèi)部的用戶（員工等）提供各種信息資源，而企業(yè)內(nèi)部的用戶只要通過WWW瀏覽器軟件就可以訪問企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)上的所有信息資源。 1.網(wǎng)絡應用支持平臺 2.信息資源管理平臺 3.消息傳遞和工作流平臺 4.事