计算机网络课件 第1章.ppt

计算机网络计算机网络computer networks授课教师授课教师:李冬李冬 Tel:13554345424 Tel:13554345424 E-mail:E-mail:1华中科技大学计算机基础教研室引言：网络应用背景n计算机通信网络和计算机通信网络和InternetInternet已成为社会生活已成为社会生活重要组成部分。重要组成部分。n应用遍布经济、文化、科研、军事、政治、应用遍布经济、文化、科研、军事、政治、教育。教育。n产业结构变化，全球信息产业发展。产业结构变化，全球信息产业发展。2华中科技大学计算机基础教研室教材张浩军主编，高等教育出版社，张浩军主编，高等教育出版社，2008.32008.3计算机网络实训教程计算机网络实训教程(第二版第二版)，授课环节教学：教学：3232学时（老师课堂讲授，学生提问、练习）学时（老师课堂讲授，学生提问、练习）实验：实验：1616学时（学生动脑动手）学时（学生动脑动手）课前说明：课前说明：3华中科技大学计算机基础教研室要求要求:n理解网络的最基本工作原理，掌握处理网络问理解网络的最基本工作原理，掌握处理网络问题的基本方法题的基本方法;n本课程的教学目标是本课程的教学目标是使学生理解计算机网络的基本概念和原理，并掌握运用所学知识建设、配置、管理和维护网络的技能，以及培养学生在网络上获取、加工、发布信息的能力。4华中科技大学计算机基础教研室第第1章章 计算机网络概述计算机网络概述第第2章章 网络体系结构网络体系结构第第3章章 组建局域网组建局域网第第4章章 网络工程布线网络工程布线第第5章章 网络互联网络互联第第6章章 网络服务配置与管理网络服务配置与管理第第7章章 信息网络安全信息网络安全第第8章章 网络管理网络管理第9章 网络多媒体应用第10章 企业网规划与建设第11章 网络软件开发技术教材章节教材章节5华中科技大学计算机基础教研室第第1章章计算机网络概述计算机网络概述 6教学内容与要求n主要内容主要内容 网络概念与发展网络概念与发展 网络组成与分类网络组成与分类 网络的功能网络的功能 数据通信基础数据通信基础 7华中科技大学计算机基础教研室n重点与难点重点与难点 掌握掌握计算机网络概念，发展计算机网络概念，发展 掌握掌握计算机网络组成，分类方法计算机网络组成，分类方法 了解计算机网络的基本功能了解计算机网络的基本功能 掌握掌握InternetInternet的典型应用的典型应用 掌握数据通信的基本概念掌握数据通信的基本概念8华中科技大学计算机基础教研室1.1 计算机网络的概念与发展91.1.1 1.1.1 计算机网络概念计算机网络概念n计算机网络是以相互共享计算机网络是以相互共享（硬件、软件、和数（硬件、软件、和数据）据）资源的方式连接起来，且各自具有独立资源的方式连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统的集合功能的计算机系统的集合 。(应用角度应用角度)n计算机网络是利用通讯设备和线路将地理位计算机网络是利用通讯设备和线路将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互连起置不同、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、（即网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等）信息交换方式及网络操作系统等）实现网络中资实现网络中资源共享和信息传递的系统。源共享和信息传递的系统。(物理结构角度物理结构角度)10华中科技大学计算机基础教研室11华中科技大学计算机基础教研室n功能功能 信息共享信息共享 信息交换信息交换n作用作用 使分散的计算机能共享网上的资源，为使分散的计算机能共享网上的资源，为用户提供强有力的通信手段和尽可能完善的用户提供强有力的通信手段和尽可能完善的服务，从而极大的服务，从而极大的方便用户方便用户。12华中科技大学计算机基础教研室n计算机网络涉及以下三个方面的问题：计算机网络涉及以下三个方面的问题：计算机计算机：两台或两台以上的计算机相互连接构：两台或两台以上的计算机相互连接构成网络，达到资源共享的目的。成网络，达到资源共享的目的。通道通道：计算机之间互相通信交换信息，需要有：计算机之间互相通信交换信息，需要有一条通道。这条物理连接通道称为传输介质。一条通道。这条物理连接通道称为传输介质。传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤等传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤等“有线有线”介质；也可以是激光或无线电波等介质；也可以是激光或无线电波等“无无线线”介质。介质。协议协议：计算机之间要通信交换信息，彼此就需：计算机之间要通信交换信息，彼此就需要有某些约定和规则，这就是协议。要有某些约定和规则，这就是协议。13华中科技大学计算机基础教研室计算机网络概念：应用角度，物理角度功能：两个功能作用：方便用户三个方面：计算机、通道、协议1.1.1 知识点14华中科技大学计算机基础教研室1.1.3 1.1.3 计算机网络的应用计算机网络的应用n企业信息网络企业信息网络n联机事务处理联机事务处理nPOSPOS系统系统n电子邮件系统电子邮件系统n电子数据交换系统电子数据交换系统 n联机会议联机会议n访问远程数据库访问远程数据库15华中科技大学计算机基础教研室1.2 计算机网络的组成与分类161.2.1 1.2.1 计算机网络的组成计算机网络的组成n计算机网络通常由三个部分组成，它们是资源子计算机网络通常由三个部分组成，它们是资源子网、通信子网和通信协议。网、通信子网和通信协议。资源子网：资源子网：是指计算机网络中面向用户的部是指计算机网络中面向用户的部分，处于网络的外围，由主机系统、终端、终分，处于网络的外围，由主机系统、终端、终端控制器、外设、各种软件资源和信息资源组端控制器、外设、各种软件资源和信息资源组成，主要用于全网的信息处理、信息共享和信成，主要用于全网的信息处理、信息共享和信息存储服务。主机系统是资源子网的主要组成息存储服务。主机系统是资源子网的主要组成部分，它通过高速通信线路与通信子网的通信部分，它通过高速通信线路与通信子网的通信设备相连接，用户终端可通过主机系统连接入设备相连接，用户终端可通过主机系统连接入网。网。17华中科技大学计算机基础教研室通信子网：通信子网：负责数据通信的部分，处于网络的负责数据通信的部分，处于网络的内层，完成网络数据传输、转发等通信处理任内层，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。构成通信子网的硬件设施包括各种数据传务。构成通信子网的硬件设施包括各种数据传输线路，以及实现网络连接和数据通信的各种输线路，以及实现网络连接和数据通信的各种数据通信设备，包括集线器数据通信设备，包括集线器(Hub)(Hub)、网桥网桥(Bridge)(Bridge)、网络交换机网络交换机(Switch)(Switch)、路由器路由器(Router)(Router)和网关和网关(Gateway)(Gateway)等。等。通信协议：通信协议：是主机之间或主机和子网之间是主机之间或主机和子网之间的通信的规范，即通信双方必须共同遵守的通信的规范，即通信双方必须共同遵守的规则和约定。的规则和约定。18华中科技大学计算机基础教研室资源子网和通信子网两个部分的结构示意图资源子网和通信子网两个部分的结构示意图 19华中科技大学计算机基础教研室n网络软件是实现网络功能的必不可缺的支撑网络软件是实现网络功能的必不可缺的支撑环境，通常包括：环境，通常包括：网络协议软件网络协议软件:实现网络协议功能实现网络协议功能;网络通信软件网络通信软件:计算机之间的通信计算机之间的通信;网络操作系统网络操作系统:资源共享、管理用户；资源共享、管理用户；网络管理软件网络管理软件:对网络资源管理、维护；对网络资源管理、维护；网络应用软件网络应用软件:为网络用户提供服务为网络用户提供服务;20华中科技大学计算机基础教研室1.2.2 1.2.2 计算机网络的分类计算机网络的分类1按网络覆盖的地理范围分类按网络覆盖的地理范围分类局域网局域网（LAN）城域网城域网 (MAN)广域网广域网 (WAN)21华中科技大学计算机基础教研室局域网局域网n局域网（局域网（Local Area NetworkLocal Area Network，LANLAN）：）：指在有限指在有限的地理区域内构成的规模相对较小的计算机网络，的地理区域内构成的规模相对较小的计算机网络，其覆盖范围一般不超过几十公里。其覆盖范围一般不超过几十公里。nLANLAN具有以下特征：具有以下特征：局域网仅工作在有限的地理范围内。局域网仅工作在有限的地理范围内。数据传输率快，典型数据传输率快，典型LAN数据传输速率数据传输速率10Mbps、100Mbps、1Gbps和和10Gbps。由于数据传输距离短，传输延迟低（几十个毫秒）且由于数据传输距离短，传输延迟低（几十个毫秒）且误码率低。误码率低。局域网组网方便、使用灵活。局域网组网方便、使用灵活。22华中科技大学计算机基础教研室局域网联网结构图23华中科技大学计算机基础教研室城域网城域网n城域网（城域网（Metropolitan Area NetworkMetropolitan Area Network，MANMAN）可以理解为是）可以理解为是一种大型的一种大型的LANLAN，通常使用与通常使用与LANLAN相似的技术，但是传输相似的技术，但是传输介质和布线结构更复杂。介质和布线结构更复杂。n其覆盖范围为一个城市或地区，距离在几十公里到几百公其覆盖范围为一个城市或地区，距离在几十公里到几百公里。里。n城域网多采用光纤或微波作为传输介质，可以支持数据和城域网多采用光纤或微波作为传输介质，可以支持数据和多媒体应用。多媒体应用。n当前城域网的一个重要用途是用作骨干网，通过它将位于当前城域网的一个重要用途是用作骨干网，通过它将位于同一城市内不同地点的主机、数据库以及同一城市内不同地点的主机、数据库以及LANLAN等互相连接等互相连接起来。起来。24华中科技大学计算机基础教研室广域网广域网n广域网（广域网（Wide Area NetworkWide Area Network，WANWAN）覆盖的地理）覆盖的地理范围非常大，又称远程网，是一种跨越城市、国家范围非常大，又称远程网，是一种跨越城市、国家的网络。的网络。n广域网常常借用传统的公共传输网进行通信，可以广域网常常借用传统的公共传输网进行通信，可以把众多的城域网、局域网连接起来。把众多的城域网、局域网连接起来。n目前，很多全国性的计算机网络就属于这类网络，目前，很多全国性的计算机网络就属于这类网络，如邮电部的如邮电部的CHINANETCHINANET（中国公网）、国家教委中国公网）、国家教委的的CERNETCERNET（中国科研教育网）、中科院的中国科研教育网）、中科院的NCFCNCFC（科技网）和电子部的科技网）和电子部的CHINAGBNCHINAGBN（经济网）经济网）等。等。25华中科技大学计算机基础教研室典型广域网示意图典型广域网示意图26华中科技大学计算机基础教研室网际网网际网n网际网通常是指连接多个国家的计算机网络，网际网通常是指连接多个国家的计算机网络，InternetInternet（因特网）就是世界上最大的网际网。因特网）就是世界上最大的网际网。n通常把互联的网络集合称为互联网，通常把互联的网络集合称为互联网，InternetInternet是指是指特定的世界范围的互联网，它通过网络互连设备把特定的世界范围的互联网，它通过网络互连设备把不同的众多网络或网络群体根据全球统一的通信规不同的众多网络或网络群体根据全球统一的通信规则（则（TCP/IPTCP/IP协议）互连起来形成全球最大的、开协议）互连起来形成全球最大的、开放的计算机网络。放的计算机网络。27华中科技大学计算机基础教研室n另外一个典型网络是另外一个典型网络是IntranetIntranet，IntranetIntranet也称也称“企业内企业内部网部网”。从原理上来说，。从原理上来说，IntranetIntranet其实就是一个局域其实就是一个局域网。网。nIntranetIntranet是在一个协同作业的企业或者组织的内部，是在一个协同作业的企业或者组织的内部，使用使用InternetInternet技术实现应用需求的网络应用系统。技术实现应用需求的网络应用系统。n它可以建立在企业内部原有的硬件、软件和服务器它可以建立在企业内部原有的硬件、软件和服务器基础上，实现基础上，实现InternetInternet上的几乎所有应用。上的几乎所有应用。n另外，以另外，以IntranetIntranet为平台的管理信息系统为平台的管理信息系统MISMIS，可获可获得高效的开发和企业级应用。得高效的开发和企业级应用。28华中科技大学计算机基础教研室2 2按传输介质分类按传输介质分类n根据采用的传输介质不同，计算机网络可分为两种：根据采用的传输介质不同，计算机网络可分为两种：有线网和无线网。有线网和无线网。有线网：传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网：传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网。常用的有线传输介质包括双绞线、同轴有线网。常用的有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光导纤维。电缆和光导纤维。无线网：采用无线介质连接的网络称为无线网，无线网：采用无线介质连接的网络称为无线网，典型的无线网有以下几种。典型的无线网有以下几种。29华中科技大学计算机基础教研室有线网有线网双绞线双绞线n双绞线双绞线(TP(TP：Twisted Twisted PairwirePairwire)是综合布线工程中最是综合布线工程中最常用的一种传输介质，由多对具有绝缘保护层的铜常用的一种传输介质，由多对具有绝缘保护层的铜导线组成。导线组成。双绞线可分为非屏蔽双绞线双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP(UTP：Unshielded Twisted Unshielded Twisted PairwirePairwire)和屏蔽双绞线和屏蔽双绞线(STP(STP：Shielded Twisted Shielded Twisted PairwirePairwire)。双绞线既可以用来传输模拟声音信号、也可以用于传输双绞线既可以用来传输模拟声音信号、也可以用于传输数字信号，特别适用于较短距离的数字通信。数字信号，特别适用于较短距离的数字通信。目前局域网中使用双绞线可以达到目前局域网中使用双绞线可以达到100Mbps100Mbps10Gbps10Gbps的的传输速率，而且其价格相对其他传输介质低廉，是目前传输速率，而且其价格相对其他传输介质低廉，是目前局域网布线的主要传输介质。局域网布线的主要传输介质。30华中科技大学计算机基础教研室有线网有线网同轴电缆同轴电缆n同轴电缆同轴电缆(Coaxial)(Coaxial)是指有内外两个同心导体，而这是指有内外两个同心导体，而这两个同心导体即导体和屏蔽层又共用同一轴心的两个同心导体即导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。电缆。n常用的同轴电缆有两类：常用的同轴电缆有两类：5050和和7575的同轴电缆。的同轴电缆。7575同轴电缆常用于同轴电缆常用于CATVCATV（有线电视网）网，传输带有线电视网）网，传输带宽可达宽可达1GHz1GHz，目前常用目前常用CATVCATV电缆的传输带宽为电缆的传输带宽为750MHz750MHz。5050同轴电缆主要用于基带信号传输，传输带宽为同轴电缆主要用于基带信号传输，传输带宽为1 120MHz20MHz，传统的总线型以太网就是使用传统的总线型以太网就是使用5050同轴电缆。同轴电缆。31华中科技大学计算机基础教研室有线网有线网光纤光纤n光导纤维简称光纤，是一种能高质量传导光信号的光导纤维简称光纤，是一种能高质量传导光信号的玻璃纤维。玻璃纤维。n如果将许多根光纤聚在一起并敷以保护层，就得到如果将许多根光纤聚在一起并敷以保护层，就得到常说的光缆。利用光缆通讯，能同时传播大量信息。常说的光缆。利用光缆通讯，能同时传播大量信息。光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听。光缆的质量小而细，不怕腐蚀，铺设也很方便。防窃听。光缆的质量小而细，不怕腐蚀，铺设也很方便。目前光缆已广泛用作为长途通信干线、广域网的主要传目前光缆已广泛用作为长途通信干线、广域网的主要传输介质。输介质。32华中科技大学计算机基础教研室无线网无线网微波通信微波通信n微波通信是使用波长在微波通信是使用波长在0.10.1毫米至毫米至1 1米之间的电磁波米之间的电磁波微波进行的通信。微波进行的通信。n当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波通信，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波通信，微波通信具有容量大、质量好、传输距离远、抗灾微波通信具有容量大、质量好、传输距离远、抗灾性能好等特点，普遍使用于各种专用通信网。性能好等特点，普遍使用于各种专用通信网。n微波通信用途广泛，可以用于各种电信业务的传送，微波通信用途广泛，可以用于各种电信业务的传送，如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等。如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等。33华中科技大学计算机基础教研室n地面微波通过地面站之间接力传送接力站之间距离：50-100 km速率：每信道 45 Mb/s地球地球地球地球地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路 微波传送塔微波传送塔34华中科技大学计算机基础教研室无线网无线网卫星通信卫星通信n卫星通信是地球上卫星通信是地球上(包括陆地、水面和低层大气中包括陆地、水面和低层大气中)无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而进无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而进行的空间微波通信，卫星通信是地面微波接力通行的空间微波通信，卫星通信是地面微波接力通信的继承和发展。信的继承和发展。n卫星通信具有覆盖区域大、通信距离远、通信质卫星通信具有覆盖区域大、通信距离远、通信质量好、可靠性高、通信频段宽、容量大等优点，量好、可靠性高、通信频段宽、容量大等优点，是目前远距离越洋电话和电视广播的主要手段。是目前远距离越洋电话和电视广播的主要手段。35华中科技大学计算机基础教研室35,784公里公里地球地球n地球同步卫星与地面站相对固定位置与地面站相对固定位置使用使用3颗卫星即可覆盖全球颗卫星即可覆盖全球传输延迟时间长（传输延迟时间长（270ms）广播式传输广播式传输应用领域：应用领域：n电视传输电视传输n长途电话长途电话n专用网络专用网络n广域网广域网36华中科技大学计算机基础教研室无线网无线网红外线传输红外线传输n红外线传输利用发光二级管产生红外光波发送信红外线传输利用发光二级管产生红外光波发送信号，采用光电管接收信号，生活中各种电器使用号，采用光电管接收信号，生活中各种电器使用的摇控器基本上是使用红外线进行信号传输。的摇控器基本上是使用红外线进行信号传输。红外线与微波传输之间的重要差异是前者不能贯穿墙红外线与微波传输之间的重要差异是前者不能贯穿墙壁，但是，在微波系统中遭遇的安全和干扰问题这里壁，但是，在微波系统中遭遇的安全和干扰问题这里不再出现。不再出现。红外线信号能获得较高的数据吞吐量。红外线信号能获得较高的数据吞吐量。红外线传输方式分为点到点传输和广播传输。红外线传输方式分为点到点传输和广播传输。红外线一般局限在很小的区域内，并且要求发送器直红外线一般局限在很小的区域内，并且要求发送器直接指向接收器；不过，红外线相关设备相对比较便宜，接指向接收器；不过，红外线相关设备相对比较便宜，且不需要天线。且不需要天线。37华中科技大学计算机基础教研室无线网无线网WLANn无线局域网无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)(Wireless Local Area Networks,WLAN)。WLANWLAN采用射频采用射频(Radio Frequency,RF)(Radio Frequency,RF)技术，利用电磁波技术，利用电磁波在空气中发送和接受数据，无需线缆介质。在空气中发送和接受数据，无需线缆介质。WLANWLAN的数据传输速率现在可以达到的数据传输速率现在可以达到11Mbps11Mbps或或54Mbps54Mbps，传输距离可远至，传输距离可远至20km20km以上。以上。WLANWLAN最大的优势就是免去或减少了繁杂的网络布线，最大的优势就是免去或减少了繁杂的网络布线，一般只要在适当位置安放一个或多个接入点一般只要在适当位置安放一个或多个接入点(Access(Access Point)Point)设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。38华中科技大学计算机基础教研室无线网无线网无线传感器网络无线传感器网络n无线传感器网络（无线传感器网络（Wireless Sensor NetworkWireless Sensor Network）。无线传感器网）。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，络就是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。n无线传感器网络综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现无线传感器网络综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术，代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术，能够协同实现实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种能够协同实现实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，对信息进行处理后通过无线方式环境或监测对象的信息，对信息进行处理后通过无线方式发送，并以自组多跳的特殊网络拓扑组织方式传送给观察发送，并以自组多跳的特殊网络拓扑组织方式传送给观察者。者。n无线传感器网络在军事侦察、工业生产与制造、农业监测、无线传感器网络在军事侦察、工业生产与制造、农业监测、环境监测、自然灾害应急处理、医疗研究、危险工作环境环境监测、自然灾害应急处理、医疗研究、危险工作环境等领域具有重要价值。等领域具有重要价值。39华中科技大学计算机基础教研室1.3 计算机网络的功能401.3.1 1.3.1 计算机网络的基本功能计算机网络的基本功能 n计算机网络主要的功能包括：计算机网络主要的功能包括：数据通信数据通信资源共享资源共享分布式处理分布式处理提高可靠性等。提高可靠性等。41华中科技大学计算机基础教研室1.数据通信数据通信计算机网络是现代通信技术和计算机技术结合计算机网络是现代通信技术和计算机技术结合的产物的产物n数据通信是计算机网络最基本的功能，实现各计算数据通信是计算机网络最基本的功能，实现各计算机之间快速可靠地互相传送数据、进行信息处理。机之间快速可靠地互相传送数据、进行信息处理。实现将分散在各个地区的单位或部门使用的计实现将分散在各个地区的单位或部门使用的计算机联系起来，实现信息通信交换，并进行统算机联系起来，实现信息通信交换，并进行统一的资源调配、控制和管理。一的资源调配、控制和管理。42华中科技大学计算机基础教研室2.资源共享资源共享让网络上的用户，无论处于何处，也无论资源让网络上的用户，无论处于何处，也无论资源的物理位置在哪里，都能使用网络中的程序、的物理位置在哪里，都能使用网络中的程序、设备，尤其是数据。设备，尤其是数据。资源共享包括共享计算机系统的硬件、软件和资源共享包括共享计算机系统的硬件、软件和数据资源三部分。数据资源三部分。43华中科技大学计算机基础教研室3.提高系统的可靠性提高系统的可靠性当网络中的某一处理机发生故障时，可由别的当网络中的某一处理机发生故障时，可由别的路径传送信息或转到别的系统中代为处理路径传送信息或转到别的系统中代为处理.不因局部故障而导致系统的瘫痪。即依靠可替不因局部故障而导致系统的瘫痪。即依靠可替代的资源来提高系统可靠性。代的资源来提高系统可靠性。44华中科技大学计算机基础教研室4.分布处理分布处理把同一任务分配到网络中不同的结点机上协同把同一任务分配到网络中不同的结点机上协同完成。完成。对于综合性的大型复杂问题可采用合适的算法，对于综合性的大型复杂问题可采用合适的算法，将任务分散到网络中不同的计算机上去执行，将任务分散到网络中不同的计算机上去执行，各计算机协同完成各种处理任务。各计算机协同完成各种处理任务。当网络内某一计算机负载过重时，通过网络调当网络内某一计算机负载过重时，通过网络调度，可将任务转给其它较空闲的计算机去处理。度，可将任务转给其它较空闲的计算机去处理。45华中科技大学计算机基础教研室分布式系统的特点分布式系统的特点p 在分布式在分布式OS统一调度下，各计算机协调工作，统一调度下，各计算机协调工作，共同完成一项任务，如共同完成一项任务，如并行计算并行计算。p 用户面对的是一台逻辑上的计算机，组成分用户面对的是一台逻辑上的计算机，组成分布式系统的各计算机怎样协同工作，对用户透布式系统的各计算机怎样协同工作，对用户透明。明。p用途主要是科学计算和事务处理。用途主要是科学计算和事务处理。46华中科技大学计算机基础教研室1.3.2 Internet1.3.2 Internet的典型应用的典型应用 nInternetInternet是一个全球性的计算机互联网络，它将不同是一个全球性的计算机互联网络，它将不同地区、规模大小不一的网络互相连接而成。地区、规模大小不一的网络互相连接而成。n它是全球最大的计算机互联网，更是全球最大的信它是全球最大的计算机互联网，更是全球最大的信息资源库。息资源库。nInternetInternet是一个应用平台，在它的上面可以开展很多是一个应用平台，在它的上面可以开展很多种应用，如：电子邮件、远程登录、文件传输、客种应用，如：电子邮件、远程登录、文件传输、客户机服务器连接、网络电话、网络传真、网络可视户机服务器连接、网络电话、网络传真、网络可视频会议等。频会议等。47华中科技大学计算机基础教研室1.万维网（万维网（WWW）nWWW(WorldWWW(World Wide Web)Wide Web)简称简称3W3W，有时也叫，有时也叫WebWeb。n万维网万维网 并非某种特殊的计算机网络。并非某种特殊的计算机网络。n万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。n万万维维网网用用链接的的方方法法能能非非常常方方便便地地从从因因特特网网上上的的一一个个站站点点访访问问另另一一个个站站点点。从从而而主主动动地地按按需需获获取取丰富的信息。丰富的信息。nhttp:/ URL(Uniform Resource Locator)来标志万维网上的各种文档。来标志万维网上的各种文档。使每一个文档在整个因特网的范围内具有惟一使每一个文档在整个因特网的范围内具有惟一的标识符的标识符 URL。(2)(2)怎怎样样使使用用户户能能够够很很方方便便地地找找到到所所需需的的信信息息？为为了了在在万万维维网网上上方方便便地地查查找找信信息息，用用户户可可使使用用各种的各种的搜索工具（即搜索引擎）搜索工具（即搜索引擎）。49华中科技大学计算机基础教研室(3)(3)用何协议实现万维网上各种链接？用何协议实现万维网上各种链接？在在万万维维网网客客户户程程序序与与万万维维网网服服务务器器程程序序之之间间进进行行交交互互所所使使用用的的协协议议，是是超超文文本本传传送送协协议议 HTTP HTTP(HyperTextHyperText Transfer Protocol)Transfer Protocol)。HTTP HTTP 是是一一个个应应用用层层协协议议，它它使使用用 TCP TCP 连连接接进进行可靠的传送。行可靠的传送。50华中科技大学计算机基础教研室(4)(4)怎怎样样使使WWWWWW文文档档在在因因特特网网上上显显示示出出来来，同同时时使使用用户户清清楚楚地地知知道道在在什什么么地地方方存存在在着着超超链链？超超文文本本标标记记语语言言 HTML(HyperText Markup Language)n使使万万维维网网页页面面的的设设计计者者可可以以很很方方便便地地用用一一个个超超链链从从本本页页面面的的某某处处链链接接到到因因特特网网上上的的任任何何一一个个万万维维网网页页面面，并且能够在自己的计算机屏幕上将这些页面显示出来。并且能够在自己的计算机屏幕上将这些页面显示出来。51华中科技大学计算机基础教研室2.文件传输（文件传输（FTP）n文件传输协议文件传输协议(File Transfer Protocol(File Transfer Protocol，FTP)FTP)是由支是由支持持InternetInternet文件传输的各种规则所组成的集合文件传输的各种规则所组成的集合nInternetInternet用户可以把文件从一个主机拷贝到另一个用户可以把文件从一个主机拷贝到另一个主机上。主机上。n使用使用FTPFTP经常遇到两个术语：经常遇到两个术语：“下载下载”（DownloadDownload）和）和“上载上载”（UploadUpload）。52华中科技大学计算机基础教研室3.电子邮件电子邮件n电子邮件（电子邮件（Electronic MailElectronic Mail，E-mail E-mail）是因特网最）是因特网最广泛的应用。广泛的应用。n用非常低廉的价格，以非常快速的方式，与世界用非常低廉的价格，以非常快速的方式，与世界上任何一个角落的网络用户进行联络，这些电子上任何一个角落的网络用户进行联络，这些电子邮件可以包含文字、图像、声音等各种信息。邮件可以包含文字、图像、声音等各种信息。53华中科技大学计算机基础教研室n简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTPSMTPSMTPSMTP协议提供了一种直接的端到端的传送方式。协议提供了一种直接的端到端的传送方式。SMTPSMTP协议建立在协议建立在TCPTCPIPIP协议基础之上，规定每协议基础之上，规定每一台计算机在发送（或中转）信件时怎样找到下一台计算机在发送（或中转）信件时怎样找到下一个目的地。一个目的地。SMTPSMTP协议是面向文本的网络协议协议是面向文本的网络协议，即它只支持，即它只支持文本形式的电子邮件的传输。如果通过文本形式的电子邮件的传输。如果通过E-mailE-mail系系统来传输二进制数据或文件，则要使用一种叫统来传输二进制数据或文件，则要使用一种叫MIMEMIME的协议。的协议。54华中科技大学计算机基础教研室n多用途互联网邮件扩展多用途互联网邮件扩展MIMEMIMEMIMEMIME是当前广泛应用的一种电子邮件技术规范，是当前广泛应用的一种电子邮件技术规范，MIMEMIME扩充了基本的面向文本的扩充了基本的面向文本的InternetInternet邮件系统，邮件系统，支持在消息中包含二进制附件。支持在消息中包含二进制附件。n邮局协议邮局协议 POPPOPPOPPOP协议有协议有POP2POP2和和POP3POP3两个版本，基本功能实两个版本，基本功能实现邮件客户端系统到服务器上去下载邮件。现邮件客户端系统到服务器上去下载邮件。协议说明了客户机如何与因特网上的邮件服务协议说明了客户机如何与因特网上的邮件服务器连接，以及如何下载邮件。器连接，以及如何下载邮件。55华中科技大学计算机基础教研室1.4 数据通信基础561.4.1 1.4.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念n通信是把信息从一个地方传送到另一个地方的过通信是把信息从一个地方传送到另一个地方的过程，用来实现通信过程的系统被称为通信系统。程，用来实现通信过程的系统被称为通信系统。n数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码数字、符号的二进制代码0和和1比特序列的过程。比特序列的过程。数据通信包括数据传输和数据在传输前后的处理。数据通信包括数据传输和数据在传输前后的处理。n数据通信系统一般由数据传输设备、传输控制设数据通信系统一般由数据传输设备、传输控制设备和传输控制规程及通信软件组成。备和传输控制规程及通信软件组成。57华中科技大学计算机基础教研室通信系统实例通信系统实例58华中科技大学计算机基础教研室1.数据和信息数据和信息n数据被定义为有意义的实体，数据涉及到事物的数据被定义为有意义的实体，数据涉及到事物的表示形式，是信息的载体。而信息则是数据的内表示形式，是信息的载体。而信息则是数据的内容和解释。容和解释。n数据可分为模拟数据与数字数据两种。数据可分为模拟数据与数字数据两种。模拟数据是指在某个区间产生连续的值，其电平随时模拟数据是指在某个区间产生连续的值，其电平随时间而连续变化。间而连续变化。数字数据在时间上是离散的，在幅值上是经过量化的，数字数据在时间上是离散的，在幅值上是经过量化的，即数字数据是指离散的值。即数字数据是指离散的值。n信息是对数据的解释，数据只有经过处理并经过信息是对数据的解释，数据只有经过处理并经过解释才有意义，才能成为信息。解释才有意义，才能成为信息。59华中科技大学计算机基础教研室2.信号信号n信号是数据在传输过程中的电信号的表示信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式，或称数据的电磁或电子编码。它分形式，或称数据的电磁或电子编码。它分为模拟信号和数字信号两种。为模拟信号和数字信号两种。在通信系统中，模拟数据表示的信号称作模拟信号，在通信系统中，模拟数据表示的信号称作模拟信号，模拟信号是在一定的数值范围内可以连续取值的信号，模拟信号是在一定的数值范围内可以连续取值的信号，是一种连续变化的电信号。是一种连续变化的电信号。由数字数据表示的信号称作数字信号，数字信号是一由数字数据表示的信号称作数字信号，数字信号是一种离散的脉冲序列。种离散的脉冲序列。60华中科技大学计算机基础教研室n模拟信号波型模拟信号波型n数字信号波型数字信号波型61华中科技大学计算机基础教研室3.信道信道n信道是传送信号的一条通路，在通信系统中，各信道是传送信号的一条通路，在通信系统中，各种信号都要通过信道从一个端点传至另一个端点，种信号都要通过信道从一个端点传至另一个端点，因此，也可以将信道理解为电信号的传输媒介。因此，也可以将信道理解为电信号的传输媒介。n信道和电路并不等同。信道一般都是用来表示向信道和电路并不等同。信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体，因此，一条通信电某一个方向传送信息的媒体，因此，一条通信电路至少包含一条发送信道和（或）一条接收信道。路至少包含一条发送信道和（或）一条接收信道。n信道由传输介质及中间通信设备组成。信道由传输介质及中间通信设备组成。62华中科技大学计算机基础教研室4.带宽带宽n带宽是计算机网络最主要的两个性能指标之一。带宽是计算机网络最主要的两个性能指标之一。现在现在“带宽带宽”总是来表示信道的数据传输速率。总是来表示信道的数据传输速率。单位时间内的最大数据流量。单位时间内的最大数据流量。在传统通信领域，带宽指的是网络信号可使用在传统通信领域，带宽指的是网络信号可使用的最高频率与最低频率之差、即的最高频率与最低频率之差、即“频带的宽度频带的宽度”，单位是赫兹。，单位是赫兹。63华中科技大学计算机基础教研室5.数据传输数据传输n数据传输是指用电信号把数据从发送端传送到接收数据传输是指用电信号把数据从发送端传送到接收端的过程。端的过程。以模拟信号的形式在信道上传输数据称作模拟以模拟信号的形式在信道上传输数据称作模拟传输；以数字信号的形式在信道上传输数据称传输；以数字信号的形式在信道上传输数据称作数字传输。作数字传输。模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示。信号来表示。n调制解调器调制解调器（Modem）实现数模信号之间的转）实现数模信号之间的转换。换。64华中科技大学计算机基础教研室6.数据传输速率数据传输速率n数据传输速率在数值上等于每秒传输构成数据代码数据传输速率在数值上等于每秒传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特的二进制比特数，单位为比特/秒秒(bit/second)，记，记作作b