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第4章 计算机网络基础及应用

第4章 计算机网络基础及应用. 4.1 计算机网络的基本概念 4.2 计算机网络的构成 4.3 计算机网际互联 4.4 Internet 基础知识 4.5 构建 WWW 服务 4.6 用 FrontPage 制作网页. 第4章 计算机网络基础及应用. 随着计算机应用的普及和社会信息化程度的提高，以 Internet 为代表的网络应用正在逐渐地走进我们的生活，计算机网络已经成为了人们获取知识的重要途径。因此学习和掌握计算机网络的基础知识和相关应用对于我们每个人尤为重要。

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第4章 计算机网络基础及应用

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  1. 第4章 计算机网络基础及应用 • 4.1 计算机网络的基本概念 • 4.2 计算机网络的构成 • 4.3 计算机网际互联 • 4.4 Internet基础知识 • 4.5 构建WWW服务 • 4.6 用FrontPage制作网页

  2. 第4章 计算机网络基础及应用 随着计算机应用的普及和社会信息化程度的提高，以Internet为代表的网络应用正在逐渐地走进我们的生活，计算机网络已经成为了人们获取知识的重要途径。因此学习和掌握计算机网络的基础知识和相关应用对于我们每个人尤为重要。 本章将主要介绍计算机网络的概念及发展过程、计算机网络的组成、主要功能、计算机网络互连和计算机通信知识。

  3. 4.1 计算机网络的基本概念 • 4.1.1 计算机网络的发展历史 • 4.1.2 计算机网络的组成和功能 • 4.1.3 计算机网络的分类 • 4.1.4 计算机网络的体系结构

  4. 4.1 计算机网络的基本概念 计算机网络是一群具有独立功能的计算机通过通信设备及传输媒体互连起来，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。图4.1所示给出了一个简单网络系统的示意图，图中使用以太网交换机和集线器将多个计算机互连起来，实际上，网络中经常还有一些外部设备，例如打印机等资源，以实现打印机等外部设备的共享使用。 计算机网络涉及到通信与计算机两个领域。通信技术与计算机技术的结合是产生计算机网络的基本条件。一方面，通信网络为计算机之间的数据传送和交换提供了必要手段；另一方面，数字计算技术的发展渗透到通信技术中，又提高了通信网络的各种性能。

  5. 以太网交换机 共享10Mbps端口 专用10Mbps端口 集线器 计算机 计算机 计算机 计算机 图4.1 计算机网络示意图

  6. 4.1.1 计算机网络的发展历史 20世纪50年代，简单计算机网络的诞生。其特点是除主计算机具有独立的数据处理能力外，系统中所连接的终端设备均无独立处理数据的功能。 20世纪60年代，出现了将若干台计算机互连起来的系统。这些计算机之间不但可以彼此通信，还可以实现与其他计算机之间的资源共享，这就产生了所谓的多处理中心。 第三代计算机网络是从20世纪70年代开始的。它的主要特点是计算机网络体系结构的标准化。 20世纪80年代末期以来，Internet诞生并飞速发展。网络互连和以异步传输模式技术（Asynchronous Transfer Mode，ATM）为代表的高速计算机网络技术的发展，使我们的计算机网络进入到第四代。

  7. 图4.2 分组交换网示意图

  8. 4.1.2 计算机网络的组成和功能 1．计算机网络系统的组成 计算机网络是一个非常复杂的系统，是计算机应用的高级形式，是信息传输、信息分配、信息处理技术的综合体现。从用户角度看，计算机网络可看成一个透明的数据传输机构，网上的用户在访问网络中的资源时不必考虑网络的存在。从网络逻辑功能角度看，可以将计算机网络分成通信子网和资源子网两部分，如图4.3所示。

  9. 通信子网为中心由网络中的通信控制处理机、其他通信设备、通信线路和只用作信息交换的计算机组成，负责完成网络数据传输和转发等通信处理任务。因特网的通信子网一般由路由器、交换机和通信线路组成。 资源子网处于通信子网的外围，由主机系统、外设、各种软件资源和信息资源等组成，负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。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控制处理机相连接。普通用户计算机可通过主机系统连接入网。

  10. 资源子网 主机 主机 通信子网 CCP CCP CCP 终端 终端 CCP 终端 CCP CCP 终端 主机 主机 图4.3 通信子网和资源子网

  11. 2．计算机网络的功能 • （1）信息交换。信息交换是计算机网络基本功能之一，用以实现计算机之间各种数据信息的最快捷的传输。利用这一功能，地理位置分散的生产单位或业务部门可通过计算机网络连接起来进行集中的控制和管理。 • （2）资源共享。资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享。 • （3）分布式处理。分布式处理是指网络系统中的若干台计算机可以互相协作共同完成一个任务。或者说，一个较大的计算机任务可以分成若干个子任务，由网络中的几台计算机进行并行处理。这样可缩短计算机时间，并可提高系统的可靠性，使整个系统的性能大为增强。

  12. 4.1.3 计算机网络的分类 1．按网络的分布范围的大小可分为进行分类。 （1）局域网（Local Area Network，简称LAN）。 （2）城域网（Metropolis Area Network，简称MAN）。 （3）广域网（Wide Area Network，简称WAN）。 2．根据网络的拓扑结构分类：星型、环型和总线型，如图4.4所示。 3. 按信道的带宽进行分类：宽带网与窄带网。 4. 按网络的使用范围进行分类:公用网和专用网两种。 5. 按传输技术进行分类：广播网和点-点网广播式网络（Broadcast network）。 6. 按连接网络的传输介质的类型进行分类：有线网络和无线网络。

  13. 图4.4 计算机局域网络的基本拓扑结构 （c）总线型结构

  14. 4.1.4 计算机网络的体系结构 1．计算机网络协议 计算机网络协议一般至少包括3个要素。 • （1）语义：用来说明通信双方进行数据交换时所规定的符号含义，这些符号包括控制信息、动作信息和响应信息等。 • （2）语法：用来规定数据与控制信息的结构或格式，例如，中文语法。 • （3）同步或规则：用来说明事件实现顺序。 例如，如图4.5所示，是一个分组结构示意图，从图中可看出，其中的每一部分的符号及其含义属于网络协议语义范畴，而分组的格式属于语法范畴。而同步或规则是指通信双方按什么顺序进行数据交换，每次交换自然是一个分组。

  15. 图4.5 计算机网络协议举例

  16. 2．计算机网络的体系结构 计算机网络的各个层和各层上使用的全部协议统称为网络系统的体系结构。 　　 为了实现计算机网络的标准化，国际标准化组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）于1984年制定了“开放系统互连参考模型”（ISO／OSI参考模型），它将计算机网络的体系结构分成7层，从低到高依次为：物理层、数据链路层、网络层、运输层、对话层、表示层和应用层，如图4.6所示。 　　　　现在采用比较普遍的几种协议是：TCP/IP、IPX/SPX、NetBIOS和NetBEUI。

  17. 图4.6 ISO／OSI参考模型

  18. 4.2 计算机网络的构成 • 4.2.1 硬件系统 • 4.2.2 软件系统

  19. 4.2.1 硬件系统 组成计算机网络的硬件系统一般包括计算机（包括服务器和客户机）、传输介质和网络互联设备等。 • 1. 服务器：在网络中提供资源和特定服务的计算机，在其上运行网络操作系统，是网络控制的中心。 • 2. 客户机（工作站）：是网络用户入网操作的结点，一般有自己的操作系统。 • 3. 传输介质：网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体，一般分为两类，分别是有线介质和无线介质。有线介质常用的有双绞线、同轴电缆、光纤，无线介质常用的有无线电波、微波和红外光等。 • 4. 常用网络接入设备：网络接口、 调制解调器、集线器 • 5．网络互联设备：中继器（Repeater）交换机、 （Switch） 、路由器（Router）、网关（Gateway） 。

  20. 图4.7 双绞线和同轴电缆示意图

  21. 4.2.2 软件系统 组成计算机网络的软件系统一般包括网络操作系统、网络应用软件和网络协议等。 1. 网络操作系统的特点。 网络操作系统（Network Operating System，NOS）是具有网络功能的操作系统。它除具有通用操作系统的功能外，还应具有网络的支持功能，能管理整个网络的资源。相对单机操作系统而言，网络操作系统具有如下特点： （1）复杂性（2）并行性（3）安全性（4）提供多种网络服务功能 2. 常用网络操作系统。 目前，网络操作系统主要有3个：NetWare、Windows 和UNIX。 3．应用软件。 所谓应用软件是指针对某一应用目的而开发的应用程序，它提供用户所需要的应用功能。目前在因特网上的应用软件非常多，主要有：Email，文件传输系统FTP，WWW万维网系统，域名服务系统DNS等。

  22. 4.3 计算机网际互联 • 4.3.1 网络互联概述 • 4.3.2 常用网络测试工具

  23. 4.3.1 网络互联概述 1. 网络互联目的。 （1）实现网络之间的通信。 （2）实现更强大的用户服务： 2. 互联要解决的问题。 （1）寻址问题。 （2）分组格式不统一问题。 （3）使用协议不统一问题。

  24. 图4.8 遂道技术示意图

  25. 4.3.2 常用网络测试工具 1．IPCONFIG命令。 IPCONFIG用来查看IP协议的具体配置信息，显示网卡的物理地址、主机的IP地址、子网掩码以及默认网关等，还可以查看主机的相关信息，如主机名、DNS服务器、结点类型等。 使用格式：ipconfig/all

  26. 例　　题 例4.1在Windows的命令提示符窗口中输入命令ipconfig/all。可显示如下信息： Host Name . . . . .. : xuecy （计算机名） Primary DNS Suffix . . . . . . . : Node Type . . . . . . . . . . : Broadcas IP Routing Enabled. . . . . . . . : No WINS Proxy Enabled. . . . . . . .: No

  27. Ethernet adapter 本地连接： Connection-specific DNS Suffix . : Description . . . .: Realtek RTL8139(A) PCI Fast Ethernet Adapter Physical Address. . : 00-0D-87-05-C7-9E （网卡地址） DHCP Enabled. . . . . . . . . . : Yes Autoconfiguration Enabled . . . . : Yes IP Address. . . . . . . . : 192.168.11.135 （IP地址 Subnet Mask . . . . : 255.255.248.0 （子网掩码） Default Gateway . . . . . . : 192.168.8.1 （默认网关） DHCP Server . . . . . . . . : 192.168.8.1 DHCP服务器） DNS Servers . . . . . . . . : 192.168.8.1 （域名服务器） Lease Obtained. .. : 2003年12月13日 8:32:57 IP地址租用时间） Lease Expires . .. : 2004年1月12日 8:32:57（IP地址租用到期时间）

  28. 2．PING命令 PING命令用来检查网络是否连通，以及测试与目的主机之间的连接速度。 使用格式：PING 的使用格式非常复杂，常用格式如下： PING 目标主机的IP地址或主机名

  29. 例 题 例4.2要测试和搜索引擎Google的连通性,在C:/提示符下输入命令： PING www.google.com Pinging www.google.akadns.net [64.233.179.104] with 32 bytes of data: Reply from 64.233.179.104: bytes=32 time=270ms TTL=228 Reply from 64.233.179.104: bytes=32 time=270ms TTL=228 Reply from 64.233.179.104: bytes=32 time=271ms TTL=228 Reply from 64.233.179.104: bytes=32 time=260ms TTL=228 Ping statistics for 64.233.179.104: Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 260ms, Maximum = 271ms, Average = 267ms

  30. 4.4 Internet基础知识 • 4.4.1 Internet概述 • 4.4.2 IP地址与子网掩码 • 4.4.3 域名系统DNS • 4.4.4 接入因特网 • 4.4.5 Internet的基本服务功能 • 4.4.6 信息检索 • 4.4.7 收发电子邮件

  31. 4.4.1 Internet概述 1．Internet及意义。 Internet是一种国际互联网，它是通过分层结构实现的，包括物理网、协议、应用软件和信息4大部分。 Internet上的资源是极为丰富的，可以说，人类知识的每一方面，都可以在网上找到。 Internet的核心内容是全球信息共享，包括文本、声音、图像等多媒体信息。本质是高速数字化的通信网络。 2．Internet的功能和工作方式。 Internet上的资源分为信息资源和服务资源两类。其功能主要有5个方面：即网上信息查询、网上交流、电子邮件、文件传输和远程登录。 3．Internet中国网概述。 （1）中国公用计算机互联网（CHINANET）。 （2）中国国家计算机与网络设施（NCFC） （3）中国教育和科研计算机网（CERNET） （4）中国国家公用经济信息通信网（CHINAGBN）。

  32. 4.4.2 IP地址与子网掩码 1．IP地址的作用 在Internet上为每台计算机指定的地址称为IP地址。IP地址规定Internet中每个结点都要有一个统一格式的32位地址，具体含义如下： • （1）它是Internet上通用的地址格式。 • （2）Internet上的每台计算机，包括主机、路由器都必须有IP地址。 • （3）IP地址是唯一的。 所有的IP地址都要由国际组织——NIC（Net Information Center）统一分配。目前全球共有三个这样的网络信息中心，它们分别是： lInter NIC 负责美国及其它地区 lENIC 负责欧洲地区 lAPNIC 负责亚太地区 在中国是由中国互联网络信息中心（CINIC）负责。

  33. 网络地址 主机地址 图4.9 IP地址结构 2．IP地址的格式和分类 （1）IP地址。 TCP/IP协议规定，每个地址由32位二进制数组成，为了便于表达和识别，IP地址是以点分十进制形式表示的，每8个二进进制位为一组，用一个十进制数来表示，即0～255。每组之间用“．”隔开。例如，202．4．143．10即是某台计算机的IP地址。 （2）IP地址结构 在使用中，一般把32位的IP地址分成网络地址和主机地址两部分。 IP地址的结构如图4.9所示。

  34. 图4.10 子网及数据转发 例如，设IP地址中的网络地址由16位二进制表示，若某主机的IP地址是10.1.0.3，则该主机所属的子网地址是“10.1”，一般写作“10.1.0.0”，而主机地址是后16位，即“0.3”，一般写作“10.1.0.3”。图4.10中有标出了两个子网，分别是10.1.0.0和10.2.0.0。两个子网中所连接的主机地址已标明在图中。

  35. （3）IP地址编址方法 　　在使用过程中IP地址有两种编址方法，一种是分类IP地址方法，另一种是无分类编址方法。主要是根据IP地址中网络地址的长度进行分类。如图4.11所示，分类IP地址中IP地址主要分为3类：A类、B类、C类。 　　　　所谓“分类”就是将IP地址划分成为若干个固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络地址，另一个是主机地址，申请IP地址时，根据网络规模的大小，即该子网中主机的数量选择合适的类别。 　　无分类编址方法消除了分类编址方法中每一类中必须用固定长度的二进制位表示网络地址的做法，而是根据子网的大小采用合适的二进制位来表示网络地址。这样，减少了IP地址的浪费问题。如图4.11所示，分类IP地址中IP地址主要分为3类：A类、B类、C类。

  36. 图4.11 IP地址分类

  37. 3. 子网掩码 　　子网掩码的作用是识别子网和判别主机属于哪一个网络。同样用一个32位的二进数表示，采用和IP地址一样的点十进制记法。当主机之间进行数据交换时，通过子网掩码与IP地址的逻辑与运算，可分离出网络地址，达到正确传输数据分组的目的。设置子网掩码的规则是：凡IP地址中表示网络地址部分的那些位，在子网掩码的对应位上置1，表示主机地址部分的那些位设置为0。 　　　例如一个C类IP地址202.112.1.36，网络地址共3个字节，故其子网掩码是255.255.255.0。而一个B类IP地址的子网掩码是255.255.0.0，一个A类IP地址的子网掩码是255.0.0.0。 IP地址和子网掩码的设置非常简单，在Windows 2000中，按“控制面板|网络和拨号连接|本地连接|属性|Internet协议（TCP/IP）”操作可打开“Internet协议（TCP/IP）属性”对话框中进行设置。如图4.12所示。

  38. 图4.12 IP地址和子网掩码的设置

  39. 4.4.3 域名系统DNS 1. 域名系统DNS原理 　　按照Internet上的域名管理系统规定，在DNS中，域名采用分层结构。整个域名空间成为一个倒立的分层树形结构，每个节点上都有一个名字。这样一来，一台主机的名字就是该树形结构从树叶到树根路径上各个节点名字的一序列，如图4.13所示。 　　为方便书写及记忆，每个主机域名序列的节点间用“.”分隔 ，典型的结构如下： 计算机主机名．机构名．网络名．顶级域名

  40. 图4.13 域名空间结构

  41. 域 名 含 义 域 名 含 义 域 名 含 义 Au 澳大利亚 Gb 英国 Nl 荷兰 Br 巴西 Hk 中国香港 Nz 新西兰 Ca 加拿大 In 印度 Pt 葡萄牙 Cn 中国 Jp 日本 Se 瑞典 De 德国 Kr 韩国 Sg 新加坡 es 西班牙 Lu 卢森堡 Tw 中国台湾 Fr 法国 My 马来西亚 Us 美国 Com 商业类 Edu 教育类 Gov 政府部门 Int 国际机构 Mil 军事类 Net 网络机构 Org 非盈利组织 Arts 文化娱乐 Arc 康乐活动 Firm 公司企业 Info 信息服务 nom 个人 Stor 销售单位 Web 与WWW有关单位 表4.1 一些常用的顶级域名

  42. 为保证域名系统的通用性，Internet规定了一些正式的通用标准，从最顶层至最下层，分别称之为顶级域名，二级域名、三级域名，……等。为保证域名系统的通用性，Internet规定了一些正式的通用标准，从最顶层至最下层，分别称之为顶级域名，二级域名、三级域名，……等。 顶级域名目前采用两种划分方式：以所从事的行业领域作为顶级域名；以国别作为顶级域名。表4.1列出了一些常用顶级域名。

  43. 2．IP地址与域名管理。 为确保IP地址与域名在Internet上的唯一性，统一由各级网络信息中心NIC（Network Information Center）分配。中国互联网络信息中心负责中国境内的互联网络域名注册，IP地址分配。其网站地址是：http://www.cnnic.net.cn。 域名一般用英文字母和数字表示，域名长度一般不超过20个字符。我国已开发成功中文域名系统，用户也可心向CNNIC申请中文域名。 注册域名必须要有一台域名服务器，且主域名服务器必须在中国境内运行，并与互联网保持全连接，能对域名提供连续服务。在注册域名时，未经国家有关部门批准，不得使用含有china、chinese、cn、national等字样的域名，不得使用公众知晓的其他国家或地区名、国际组织名；不得使用县级以上行政区域名称；不得使用他人在中国注册过的企业名称或商标名称；不得使用对国家、社会或者公共利益有损害的名称。

  44. 4.4.4 接入因特网 1. 借助电话网接入。 2. ADSL接入。 3. Cable-modem(线缆调制解调器)接入。 4. 局域网（LAN）接入。 5．无线网接入。

  45. 图4.14 URL组成 4.4.5 Internet的基本服务功能 Internet的信息服务方式可分为基本服务和扩充服务两种，基本服务方式有电子邮件、远程登录和文件传输；扩充服务方式有基于电子邮件的电子公告板和电子杂志、名录服务、查询服务、万维网（WWW）服务等。

  46. 1．万维网 　　　　万维网或Web（World Wide Web，WWW）是Internet上全球范围的超文本信息查找工具，可以利用WWW来浏览全球的信息。 为了使客户程序能找到位于整个Internet范围的某个信息资源，WWW系统使用统一的资源定位规范(Uniform Resource Locator，URL)。URL由3部分组成，资源类型、存放资源的主机域名和资源文件名，如图4.14所示。

  47. 2．文件传输 FTP是File Transfer Protocol的缩写，意即文件传输协议。 FTP允许Internet网上的用户将一台计算机上的文件传送到另一台计算机上。FTP远程服务器称为FTP站点，分为注册用户FTP服务器和匿名（Anonymous）FTP服务器两类。 进行FTP使用命令行模式，其使用类似于Telnet。命令格式是：FTP IP地址

  48. 　　　3．远程登录（Telnet）。 远程登录服务用于在网络环境下实现资源的共享,它是在Telnet通讯协议支持下,使用户的微机通过Internet成为远程主机的终端,从而使用该主机系统允许外部用户使用数据库和全部资源。 用行命令实现Telnet的使用格式是：Telnet IP地址 4．网络新闻（Usenet）。 5．电子公告板BBS。 6．IP电话。 7．网上寻呼机。

  49. 图4.15 IE浏览窗口 4.4.6 信息检索 　　信息检索就是在Internet上检索所需要的信息。本节主要介绍基于IE的信息检索方法。双击桌面上的Internet Explore图标，或单击屏幕左下角的浏览器图标，则进入到IE浏览器的主界面，如图4.15所示。

  50. 1．使用IE浏览网页。 • （1）在地址栏输入URL。 • （2）网页间浏览。 • （3）编码的选择。 2．保存信息。 • （1）保存整个页面信息。 • （2）保存图片。 3．收藏夹的使用。 单击菜单栏中的“收藏”或从工具栏上单击“收藏”按钮均可打开收藏夹，如图4.16所示。 • （1）添加到收藏夹：将站点地址加入到收藏夹中。 • （2）整理收藏夹：可以对所收藏的站点进行分类的管理，例如拷贝，删除，移动等。“整理收藏夹”对话框如图4.17所示。 4．其他浏览技巧。 • 　（1）打印页面。 • 　（2）全屏幕浏览功能。 • 　（3）查看历史记录。

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