《夏云超徐子强》PPT课件.ppt
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1、首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return夏云超夏云超徐子强徐子强第三章 网络技术基础首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 主要内容:首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 3.1因特网的概念与构成 3.1.1 因特网的起源与发展 1.因特网的起源 因特网(Internet)又译为互联网,由“国际的(international)”和“网络(network)”组成。最初起源于ARPAnet(阿帕网),由美国国防部资助,ARPA承建的一个网络,形成军事指挥系统。该系统由分散的指挥点组成,当部分指挥点被摧毁后,其它点仍能正常工作。因特网面世之初,
2、出于军事目的,参加试验的人又全是熟练的计算机操作人员,个个都熟悉复杂的计算机命令,因此,没有人考虑过对因特网的界面及操作方面加以改进。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 采用因特网(Internet)的名称是在MILnet实现和NSF net连接后开始的。其他联邦部门的计算机网络相继并入因特网,如能源科学网Es net、航天技术网NASA net、商业网COM net等。因特网在20世纪80年代的扩张不单带来量的改变,同时亦带来质的某些变化。由于多种学术团体、企业研究机构、甚至个人用户的进入,因特网的使用者不再限于“纯粹”的计算机专业人员。新的使用者发现,加入因特网除了可共
3、享NSF的巨型计算机外,还能进行相互间的通信,而这种相互间的通信对他们来讲更有吸引力。于是,他们逐步把因特网当作一种交流与通信的工具,而不仅仅只是共享NSF巨型计算机的运算能力。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 3.因特网的第二次飞跃 因特网历史上的第二次飞跃应当归功于因特网的商业化。20世纪90年代,因特网的使用一直仅限于研究领域和学术领域。1991年,General Atomics、Performance Systems International、UUnet Technologies 等3家公司组成了“商用因特网协会”,宣布用户可以把它们的因特网子网用于任何的商
4、业用途,从而使在因特网上进行商业活动有了可能。1991年年底,专门为NSFnet建立高速通信线路的 Advanced Network and Service Inc.公司也宣布推出自己的名为CO+RE的商业化因特网骨干通道。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 4.因特网的完全商业化 商业机构一踏入因特网,很快就发现了它在通信、资料检索、客户服务等方面的巨大潜力。于是,各地企业及个人纷纷涌入因特网,带来了因特网发展史上一次质的飞跃。1994年底,因特网已通往全世界150个国家和地区,连接着3万多个子网,320多万台计算机主机,直接的用户超过3500万,成为世界最大的计算机
5、网络。看到因特网的羽翼已丰满,NSFnet意识到已经完成了自己的历史使命。1995年4月30日,NSFnet正式宣布停止运作,代替它的是由美国政府指定的3家私营企业:Pacific Bell、Ameritech Advanced Data Services and Bellcore 以及Sprint。至此,因特网的商业化彻底完成。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 3.1.2 因特网的概念与特点 从概念上讲,因特网是由多个网络互联而成的一个单一而庞大的网络集合,即它是建立在计算机网络之上的网络。在组织结构上,因特网是基于共同的通信协议(TCP/IP),通过路由器(Rou
6、ter)将多个网络联结起来所构成的一个新网络,它将位于不同地区、不同环境、不同类型的网络互联成为一个整体。在逻辑上,它是独立的和统一的,也就是说,对用户而言,因特网是一个统一的网络。图3-1是因特网的一般结构。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return图3.1因特网结构示意图首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return相对于其他网络,因特网有许多鲜明的特点:(1)全球信息传播。(2)信息容量大、时效长。(3)检索使用便捷。(4)灵活多样的入网方式。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 近年来,随着网络技术的高速发展,出现了大量新型接入技术,如WiMAX、
7、Wi-Fi、无线局域网、蓝牙;大量新型异构网络,如移动自组织网络、无线传感器网络、网状网;大量新的计算技术,如P2P、网格、云计算等,这些新技术在推动整个网络技术进步的同时,也使得传统因特网体系结构在“扩展性”方面出现巨大挑战。新一代因特网需要重点解决现有因特网体系结构的单一可扩展性和因特网功能的复杂多样性之间的矛盾,实现多维可扩展性(参见图3-2)。这种多维可扩展性包括以下几个方面。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return图3-2 具有多维可扩展性的新一代互联网体系结构首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return
8、3 3.1.3 因特网的构成 1.网络硬件 (1)集线器(Hub)。集线器是一种集成电路连接的网络部件,主要工作是担任某个区域的网络线集合中心,并且避免因为其中一条网络线出现故障,而造成整个网络瘫痪。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return (2)路由器(Router)。路由器是因特网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转发。路由器在工作时能够按照某种路由通信协议,查找设备中的路由表。如果到某一特定节点有一条以上的路径,则预先确定的路由准则基本是选择最优(或最经济)的传输路径。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Re
9、turn首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return (3)交换机(Switch)。交换机是连接路由器与服务器、客户机的设备。交换机中有一张路由表,如果知道目标地址在何处,就把数据发送到指定地点,如果它不知道就发送到所有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量,提高效率。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return (4)服务器(Server)。服务器是一种存储器共享型的多用户处理机,它从多机的角度提供业务所需的计算、联网、数据库管理和各类接口服务。服务器可分为Web服务器、E-mail服务器、数据库服务器、DN
10、S服务器等。(5)客户机(Client)。客户机是一种单用户工作站,它从单机的角度提供与业务应用有关的计算、联网、访问数据库和各类接口服务。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return (6)调制解调器(Modem)。简单的说,调制解调器是把数字信号变成模拟信号,或把模拟信号变成数字信号的设备,多用于连接个人计算机主机与对外拨号网络系统的电话线,或者在接收端服务器主机对外连接模拟信号线路时使用。(7)网关(Gateway)是互连设备中最为复杂的设备,是典型的通信服务器,其作用是使两个或多个不同的网络之间实现相互通信。首页 目录 第
11、一节 第二节 第三节 第四节Return首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 2.网络操作系统 网络操作系统(Net Operation System,NOS)是网络用户与计算机网络之间的接口。用书面术语来讲,网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源,并为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。在现今的因特网中,最流行的网络操作系统主要有Windows Server 2008、UNIX、Linux等。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 1)Windows Server 2008操作系统 Microsoft Windows
12、Server 2008是Microsoft公司2007年开发的网络操作系统,代表了下一代 Windows Server的发展方向。这是一个基于NT架构的网络操作系统,该系统采用了先进的客户机/服务器系统结构,提供了强大的系统功能和丰富的网络服务,为开发和可靠承载 Web应用程序和服务提供了一个安全、易于管理的平台,可广泛应用于虚拟化工作负载、应用程序支持和网络安全保护。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return (1)用户界面简单、实用。(2)支持多种硬件平台和多种网络协议。(3)联网性能好。(4)安全性高。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 2)UNIX操
13、作系统 UNIX操作系统最早是在20世纪60年代后期由贝尔实验室开发的,是一个技术成熟、功能强大和结构复杂的网络操作系统,具有多种不同的版本。(1)UnixWare:它的基础是SVR4,主要运行在X86(Intel或100%可兼容)机器上。(2)BSDI网络服务器:这是BSD操作系统的一个商业版本。它继承了BSD操作系统,并且为其添加了许多新的网络功能。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return (3)FreeBSD和NetBSD:BSDI网络服务器的免费版本。(4)SCO OpenServer:UNIX的变体,建立在XENIX的基础上。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节R
14、eturn UNIX系统的主要特点表现在:(1)多用户的分时操作系统,即不同的用户分别在不同的终端上,进行交互式地操作,就好像各自单独占用主机一样。(2)可移植性好。由于UNIX几乎全部是用可移植性很好的C语言编写的,其内核极小,模块结构化,各模块可以单独编译。所以,一旦硬件环境发生变化,只要对内核中有关的模块作修改,编译后与其它模块装配在一起,即可构成一个新的内核,而内核上层完全可以不动。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return (3)可靠性强。经过十几年的考验,UNIX系统是一个成熟而且比较可靠的系统。在应用软件出错的情况下,虽然性能会有所下降,但工作仍能可靠进行。(4)开放
15、式系统,即 UNIX具有统一的用户界面,使得 UNIX用户的应用程序可在不同环境下运行。此外,其核心程序和系统的支持软件大多都用 C语言编写。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 3)Linux操作系统 Linux操作系统是UNIX在微机上的完整实现,它性能稳定、功能强大、技术先进,由于是开放的源代码,目前发展速度很快。Linux是流行的微机操作系统之一。Linux是由芬兰的Linus Torvalds发明设计的。从一开始,作者就确立了免费和公开源代码的原则,因此通过Internet在全世界范围得到大批程序员和爱好者的关注和帮助。经过数年的集体努力,缺陷被不断修补,配套软
16、件大量产生,终于成为一个相当完善的操作系统。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return Linux适用于多种硬件平台,如IBM PC及其兼容机、Apple Macintosh计算机(苹果机)、Sun工作站等。它的稳定性好,很少出现在某些操作系统上常见的死机现象。它符合UNIX的标准,这使UNIX下的许多应用程序可以很容易地移植到Linux下。Linux还具有强大的网络功能。它支持TCP/IP协议,支持网络文件系统NFS、文件传送协议FTP、超文本传送协议HTTP、点对点协议PPP、电子邮件传送和接收协议POP/IMAP和SMTP等,可以轻松地与Novell NetWare或Wind
17、ows NT等网络集成在一起。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 2003年12月,Linux 2.6版内核发布,相对于2.4版内核,2.6版有很大的变化。这些变化包括:(1)更好地支持大型多处理器服务器,特别是采用NUMA设计的服务器;(2)更好地支持嵌入式设备,如手机、网络路由器或者视频录像机等;(3)对鼠标和键盘指令等用户行为反应更加迅速;(4)块设备驱动程序做了彻底更新,如与硬盘和CD光驱通信的软件模块等。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 我国已经开发了红旗 Asianux Server 3 系统、红旗高可用集群5.0、红旗Linux桌面7.0
18、版等集群解决方案、桌面版操作系统、嵌入式系统以及技术支持服务等一系列的Linux产品和服务,现已在政府以及部分工业行业得到一定的应用。2007年、2008年我国开发了面向移动互联网设备(简称MID)的Linux操作系统Midinux 1.0和Midinux 2.0,为MID的应用奠定了坚实的软件基础。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 3.网络 1)局域网(LAN)局域网(Local Area Network)是指在一个有限地理区域内,负责数据处理的通信及用于电子设备互联在一起的通信网络。顾名思义,局域网的范围直径一般在几十千米以内,完全归一个机构管理。例如,在一个校园
19、内,或者在一个建筑物内。局域网络连接的方式大致分为两种,一种是用“同轴电缆线”,将电脑一部一部地连在一起,就像一列火车一样,而网络的主机就好像是火车头。另一种方式则是使用集线器(Hub),将所有的电脑个别连接到集线器上,然后通过集线器来传递资料。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 2)广域网(WAN)广域网(Wide Area Network)是指覆盖范围广、以数据通信为主要目的的数据通信网。一般说来,超过局域网范围的网络,就叫做广域网。我们也可以把广域网络看做是局域网和局域网之间的结合,即把局域网连接起来,形成的更大范围的网络。广域网一般是指距离在几十公里或几百公里以上规
20、模的计算机网络。因此,一个省份、一个国家的网络都是广域网络,而把所有国家的广域网连接起来,就是我们所说的互联网Internet了。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3)Intranet(内联网)Intranet 是 Intra-business Internet 的缩写。Intranet是指在现有的局域网基础上,运用Internet网络技术,在企业内部所建立的网络系统。Intranet的信息存取只限于企业内部,只有企业内部的人员可以使用,它是在安全控制下连接的Internet。一般的Intranet系统多设有防火墙程序,以避免未经授权的人进入。由于建立成本较低,Intra
21、net目前发展迅速。企业有了Intranet,一方面可以节省许多文件往来时间,方便沟通管理并降低管理成本,另一方面可通过网络与客户提供双向沟通,适时提供产品与服务的特色,并且提升服务品质。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 4)Extranet(外联网)Intranet使公司在远地的分支机构能够通过因特网链路合法访问存储在总公司服务器中的公司信息。这种Intranet功能的进一步提升,赋予与企业有密切业务往来的企业和客户以较大的权限,允许他们访问公司的信息库,这就形成了Extranet。Extranet实质上是Intranet的扩展。Extranet不再局限于单个企业内部,
22、而是把相互合作的企业连接在一起。Extranet采用Internet的技术和Web的应用系统,使各参与企业可以在权限范围内自由访问其他企业中的数据。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 图3-3显示了某玩具公司内联网、外联网和因特网连接的情况。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return图3-3 一个玩具公司的网络结构 首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 5)因特网系统 因特网是众多计算机网络的互联系统,这一系统从地域角度可以分成局域网和广域网;从使用角度可以分为核心层、边缘层和接入层。从技术角度来看,局域网和广域网基本相同,都是由路由器和光纤网
23、组成,所不同的是速率和容量。核心层由核心路由器或ATM骨干交换机组成;边缘层由边缘路由器或ATM接入交换机组成;接入层由包括网关在内的接入服务器和PSTN(公共交换电话网)、ISDN(综合业务数字网)、DDN(数字数据网)等多种接入方式组成。图3-4显示了一个因特网系统的基本组成。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return图3-4 因特网系统的基本组成首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 3 4.客户机/服务器系统结构 客户机/服务器系统是由客户机、服务器构成的一种网络计算环境,它把应用程序所要的任务分派到客户机和服务器上共同完成。客户机是指用来与数据提供者(服务
24、器)通信的软件和硬件。一个用户一次通常只使用一个特定的客户机。客户机与服务器相连,发送和接收信息,也可被看作是能从其他地方获得信息的程序。服务器一般是指能向许多客户端同时提供数据的大型计算机。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return 图3-5是客户机/服务器的一个典型的运行过程,它包括5 个主要的步骤:(1)服务器监听相应窗口的输入;(2)客户机发出请求;(3)服务器接收到此请求;(4)服务器处理这个请求,并把结果返回给客户机;(5)重复上述过程,直至完成一次会话过程。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return图3-5 客户机/服务器运行过程首页 目录 第一节 第二节
25、 第三节 第四节Return 3 3.1.4 因特网的接入方式 因特网的接入方式有许多种,PSTN接入、ISDN接入、DSL接入、DDN专线接入、ATM接入、帧中继接入、光纤接入、无线接入等都是常用的接入方法。1.PSTN接入 PSTN(Public Switeched Telephone Network,公共交换电话网)是使用时间最长的网络接入方式。利用这种方式进行数据传送,尽管速度较慢,还要占用一条电话线路,但设备简单,使用方便,故仍然是目前许多个人用户的一种主要通信方式(参见图3-6)。首页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节Return图3-6 通过PSTN接入Internet首页
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