【正文】 第四章 計算機網(wǎng)絡與因特網(wǎng) 學習目標與要求 ， 了解幾種常用的局域網(wǎng) ，熟悉局域網(wǎng)提供的功能與服務 ， 初步理解網(wǎng)絡的兩種工作模式 常用的接入技術 ， 懂得廣域網(wǎng)的構成和分組交換機的功能 ， 理解廣域網(wǎng)的通信過程與路由表的作用 TCP/IP協(xié)議的作用 ， 熟悉 IP地址的格式與分類 ， 初步懂得路由器的功能與通信過程 學習目標與要求 IP地址的關系 ， 理解域名系統(tǒng)的作用和工作過程 （ FTP） 的大體原理與工作過程 WWW的功能 、 組成及其應用 ， 掌握 HTML、 URL、和 Web瀏覽器等的作用與原理 、 訪問控制 、數(shù)據(jù)加密 、 數(shù)字簽名 、 防火墻 、 病毒防范等的原理與作用 計算機網(wǎng)絡基礎 計算機網(wǎng)絡的組成與分類 計算機網(wǎng)絡的定義與組成 計算機網(wǎng)絡定義： 利用通信設備 、 通信線路和網(wǎng)絡軟件 ， 把地理上分散且各自具有獨立工作能力的計算機 （ 及其他智能設備 ） 以相互 共享資源 （ 硬件 、 軟件和數(shù)據(jù)等 ） 為目的連接起來的一個系統(tǒng) 。 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)是一個集計算機 硬件設備 、 軟件系統(tǒng) 、 通信設施 、 網(wǎng)絡信息 為一體的 ， 能夠實現(xiàn)資源共享的現(xiàn)代化綜合服務系統(tǒng) 。 計算機網(wǎng)絡的 3個主要組成部分 ? 若干個 主機 （ host） ? 一個 通信子網(wǎng) ? 一系列的 通信協(xié)議 及相關的 網(wǎng)絡軟件 通信協(xié)議： 是通信雙方事先約定好的必須遵守的規(guī)則（ 例如 TCP/IP） ， 用于主機與主機之間 、 主機與通信子網(wǎng)之間 、 通信子網(wǎng)中各結點之間的通信 ， 是計算機網(wǎng)絡必不可少的組成部分 。 計算機組網(wǎng)的目的 ? 數(shù)據(jù)通信 ? 資源共享 ? 實現(xiàn)分布式的信息處理 ? 提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性 計算機網(wǎng)絡的分類 按網(wǎng)絡所覆蓋的地域范圍分： – 局域網(wǎng) (Local Area Network， 簡稱 LAN) – 廣域網(wǎng) (Wide Area Network， 簡稱 WAN) – 城域網(wǎng) （ Metropolitan Area Network，簡稱 MAN） 計算機網(wǎng)絡的分類 ? 按網(wǎng)絡的使用性質分： – 公用網(wǎng) – 專用網(wǎng) ? 按網(wǎng)絡的使用范圍和對象分： – 企業(yè)網(wǎng) – 政府網(wǎng) – 金融網(wǎng) – 校園網(wǎng) ? 按拓撲結構分類：星型、環(huán)型、總線型、樹型等 ? 按傳輸介質分類：有線網(wǎng)和無線網(wǎng) 通信技術基礎 ? 通信三要素： ? 信源 （信息的發(fā)送者） ? 信宿 （信息的接收者） ? 信道 （信息的載體與傳播媒介） ? 通信系統(tǒng)（電信網(wǎng)）組成： ? 終端設備（例如：電話機） ? 傳輸設備（例如：電話線） ? 交換設備（例如：程控交換機 調制與解調 ? 調制（ Modulation）：將基帶數(shù)字信號的波形變換為適合于模擬信道傳輸?shù)哪M信號波形。（ 將數(shù)字信號轉換成模擬信號） ? 解調（ Demodulation）：將由調制器變換過的模擬信號波形恢復成原來的基帶數(shù)字信號波形。 （將模擬信號轉換成數(shù)字信號） ? 基本調制方法：調幅（幅移鍵控法ASK），調頻（頻移鍵控法 FSK），調相（相移鍵控法 PSK） ? 2022真題 】 現(xiàn)代通信系統(tǒng)常常在信號的發(fā)送端用調制解調器對發(fā)送的信號進行調制。調制只是改變了信息的表達方式，并沒有改變信息的內容。（ ） ? 【 試題分析 】 通信用來傳輸信息，以語言、圖像、數(shù)據(jù)為媒體 ,通過電 (光 )信號將信息由一方傳輸?shù)搅硪环?。有效性和準確性是通信的兩個特點，調制作為現(xiàn)代通信的一種手段，肯定不會改變所要傳輸信息的內容。因此答案是正確。 多路復用 ? 為了提高線路利用率，總是設法在一條傳輸線路上，傳輸多個模擬信號（例如，語音信息）或數(shù)字信號，這就是多路復用。 ? 多路復用技術通常有：頻分復用，時分復用，波分復用 ? 頻分多路復用：將傳輸線路的頻帶分成 N部分，每一個部分均可作為一個獨立的傳輸信道使用。這樣在一對傳輸線路上可有 N對話路信息傳送，而每一對話路所占用的只是其中的一個頻段。 ? 頻分制通信又稱載波通信，它是模擬通信的主要手段。 ? 時分多路復用：把一個傳輸通道進行時間分割以傳送若干話路的信息。把 N個話路設備接到一條公共的通道上，按一定的次序輪流的給各個設備分配一段使用通道的時間。當輪到某個設備時，這個設備與通道接通，執(zhí)行操作。與此同時，其它設備與通道的聯(lián)系均被切斷。待指定的使用時間間隔一到，則通過時分多路轉換開關把通道聯(lián)接到下一個要連接的設備上去。 ? 時分制通信也稱時間分割通信，它是數(shù)字電話多路通信的主要方法，因而 PCM通信常稱為時分多路通信。 ? 波分多路復用：在單一光纖內同步傳輸多個不同波長的光波，使得數(shù)據(jù)傳輸速度和容量獲得倍增。 交換技術 ? 交換：在任意兩個需要進行通信的計算機之間建立一個臨時的通信鏈路，通信結束后再拆除鏈路，稱為交換技術。由中轉節(jié)點參與的通信，中轉的節(jié)點稱為交換節(jié)點。 ? 電路交換（線路交換）：為發(fā)送端和接收端建立一條臨時的實際物理通道，供通信雙方使用，通信完畢后，交換機內的連線被拆除。 ? 例如：電話交換機 ? 優(yōu)點：交換方式簡單，適合遠距離成批數(shù)據(jù)傳輸，建立一次連接可傳送大量數(shù)據(jù)。 ? 缺點：線路利用率低，通信成本高。 ? 分組交換（包交換）：把需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊分割成若干小塊，然后為每個小塊數(shù)據(jù)加上有關的地址信息及分組信息，組成一個數(shù)據(jù)包（也稱為 ―分組 ‖）。數(shù)據(jù)包的長度通常為幾十到幾百個字節(jié)。這些數(shù)據(jù)包按照類似于流水線的方式在網(wǎng)絡中經(jīng)過緩沖、轉發(fā)而到達目的地。通信網(wǎng)絡中每個結點為其相連的每條鏈路準備了一個緩沖區(qū)，每個數(shù)據(jù)包按照去向不同送入各個緩沖區(qū)排隊，當某一條鏈路空閑時，就從相應的緩沖區(qū)中取出一個數(shù)據(jù)包發(fā)送到下一結點，下一結點再進行轉發(fā)，直至數(shù)據(jù)包到達接收端。接收端的計算機按照數(shù)據(jù)包的編號，將它們重新組裝成為原來形式的數(shù)據(jù)塊。 ? 例如：互聯(lián)網(wǎng)絡 ? 優(yōu)點：線路利用率高；收發(fā)雙方不需同時工作，當接收方忙碌時，整個網(wǎng)絡都可以作為它的緩沖；可以給數(shù)據(jù)包建立優(yōu)先級，使得一些重要應用的數(shù)據(jù)包能優(yōu)先傳遞。 ? 缺點：延時長，不宜用于實時通信或交互通信。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標 ? 信道 ：通信信道是傳輸數(shù)據(jù)的一個物理路徑或者是一種載波信號頻率。 ? 帶寬 （信道容量）：一個信道允許的最大數(shù)據(jù)傳輸速度。 ? 數(shù)據(jù)傳輸速率 （ data rate）：實際傳輸數(shù)據(jù)時，單位時間內傳輸?shù)亩M制位數(shù)目。通常使用 ―位 /秒 ‖（ bps）作為單位。 ? 誤碼率 （ error rate）：數(shù)據(jù)傳輸中出錯數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例。 ? 端 端延遲 ：數(shù)據(jù)從信號源傳送到目的地所花費的時間。 有線通信系統(tǒng)： ? 有線載波通信： ? 采用的傳輸介質：架空明線，對稱電纜，同軸電纜。 ? 光纖通信 ? 利用光纖傳導光信號進行通信的一種技術。 ? 發(fā)端：實現(xiàn)信號的電 光轉換；每隔一定距離接入光中繼器；收端：實現(xiàn)信號的光 電轉換。光纖通信可靠性好，保密性強。波分復用技術可以提高傳輸速度和容量。 ? 全光網(wǎng)（ AON）不進行光 電、電 光轉換，速度提高，成本降低，它是信息高速公路的基礎。 ? 優(yōu)點：傳輸頻帶非常寬，通信容量大（速度最快）；抗雷電和電磁干擾、抗輻射能力強；無串音干擾，保密性強，不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)；傳輸損耗小，通訊距離長。 ? 缺點：精確連接兩根光纖比較困難。 無線通信系統(tǒng) ? 微波通信 ? 微波是一種具有極高頻率的電磁波（介于無線電波與光波之間 ,頻率 300MHz~300GHz,波長1m~1mm）。 ? 微波不能沿地面繞射傳播（中波），也不能經(jīng)電離層反射傳播（短波）。 ? 遠距離微波通信方式：地面微波接力通信、衛(wèi)星通信、對流層散射通信。 ? 微波通信容量大、建設費用省、抗災能力強。 ? 衛(wèi)星通信 ? 衛(wèi)星軌道有兩種： ? 中、低軌道衛(wèi)星：相對于地面是運動的，覆蓋范圍小，地面天線必須跟蹤衛(wèi)星。但損耗小、延時少。 ? 同步定點衛(wèi)星：位于赤道上空大約 36， 000公里，相對于地面固定不動，覆蓋范圍大，三顆衛(wèi)星幾乎可以覆蓋地球全部面積。 ? 衛(wèi)星通信的特點：通信距離遠，頻帶寬，容量大，干擾小，較穩(wěn)定。但造價高、技術復雜，有一定延時。 ? 移動通信系統(tǒng) ? 移動通信是指處于移動狀態(tài)的對象之間的通信，它包括蜂窩移動、集群調度、無繩電話、尋呼系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)。 ? 第一代移動通信采用模擬技術。 ? 第二代移動通信廣泛采用數(shù)字技術（GSM,CDMA）。 ? 第三代移動通信實現(xiàn)目標：全球漫游；適應多種環(huán)境；提供高質量多媒體業(yè)務；提供大容量、高保密性和優(yōu)質服務 ? 移動通信系統(tǒng)組成： ? 移動臺：是移動的通信終端，是接收無線信號的接收機，包括手機，呼機，無繩電話等。 ? 基站： 是與移動臺聯(lián)系的一個固定收發(fā)機，它接收移動臺的無線信號，每個基站負責與一個特定區(qū)域（ 10km ～ 20km的區(qū)域）的所有的移動臺進行通信。 ? 移動交換中心：與基站之間通過無線微波、電纜或光纜交換信息，移動交換中心再與公共電話網(wǎng)進行連接。 ? 每個基站的有效區(qū)域既相互分割，又彼此有所交疊，整個移動通信網(wǎng)就像是蜂窩，所以也稱為 ―蜂窩式移動通信 ‖。 計算機局域網(wǎng) 局域網(wǎng)的特點與組成 計算機局域網(wǎng)定義 Local Area Network， 簡稱 LAN 較小地域范圍 （ 10公里范圍內 ） 內的計算機網(wǎng)絡 ， 一般是一幢建筑物內或一個單位幾幢建筑物內使用專用的高速通信線路把多臺計算機相互連接互連成網(wǎng) 。 計算機局域網(wǎng)的組成 工作站 (含網(wǎng)絡接口卡 ) 、 服務器 (含網(wǎng)絡接口卡 )、 網(wǎng)絡打印機 、 傳輸介質 、 網(wǎng)絡互連設備 （ 例如：集線器 ， 交換機 ） 等 。 網(wǎng)絡工作站 網(wǎng)絡接口卡 共享的傳輸介質 網(wǎng)絡打印機 網(wǎng)絡服務器 網(wǎng)絡工作站 ? 一臺獨立的計算機使用電纜或其他通信介質與一個局域網(wǎng)進行了連接時 ， 它就成為網(wǎng)絡上的一個 工作站 ， 使用這臺計算機的用戶就成了一個 網(wǎng)絡用戶 。 工作站本身所具有的硬盤 、 光盤 、 程序 、數(shù)據(jù) 、 打印機等都是該用戶的 本地資源 ，網(wǎng)絡上其他工作站和服務器的資源稱為 網(wǎng)絡資源 。 網(wǎng)絡服務器 – 網(wǎng)絡服務器 網(wǎng)絡中為所有用戶提供應用軟件服務及數(shù)據(jù)存儲空間的計算機 。 根據(jù)其提供的服務可以將服務器分為： ?文件服務器 ?應用服務器 ?打印服務器 有些網(wǎng)絡服務器不僅為網(wǎng)絡用戶提供共享資源 ， 而且還具有網(wǎng)絡的管理功能 。 網(wǎng)絡打印機 為所有網(wǎng)絡用戶提供打印服務的一臺共享的打印機 。 通常它有一個打印隊列 ，各個工作站發(fā)送來的打印文件均存儲在打印隊列中 ， 然后逐個進行打印 。 打印隊列由打印服務器管理 ， 打印服務器可以與文件服務器是同一臺計算機 ， 也可以是連接在網(wǎng)上的另一臺專門的計算機 。 局域網(wǎng)的組成 – 結點 （ node） 網(wǎng)絡上的每一臺設備 ， 包括工作站 、 服務器以及打印機等都稱為網(wǎng)絡上的一個結點 。 – 網(wǎng)卡 （ 網(wǎng)絡適配器 ） 網(wǎng)絡上的每一個結點都有一塊網(wǎng)絡接口卡 （ 簡稱網(wǎng)卡 ） 。 網(wǎng)卡和電纜負責把結點與網(wǎng)絡連接起來 ，將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)從計算機傳送到網(wǎng)絡 ， 需要接收的數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡傳送到結點 。 不同類型的網(wǎng)絡使用不同類型的網(wǎng)卡 。 網(wǎng)絡適配器（網(wǎng)卡） ? 為了實現(xiàn)總線上任意兩個節(jié)點之間的通信，局域網(wǎng)中的每個節(jié)點都有一個唯一的地址，稱為介質訪問地址（ Media Access Address，簡稱MAC地址）。 ? 每一個數(shù)據(jù)幀中都要包含自己的MAC地址和接收節(jié)點的 MAC地址。 ? 數(shù)據(jù)幀的接收方可以是一個節(jié)點，也可以是一組節(jié)點（組播），甚至是網(wǎng)絡中的所有節(jié)點（廣播）。 ? 【 2022真題 】 在以太（ Ether）局域網(wǎng)中，每個節(jié)點把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)封裝成了“數(shù)據(jù)幀”。這樣來自多個節(jié)點的不同的數(shù)據(jù)幀就以時分多路復用的方法共享傳輸介質，這些被傳輸?shù)摹皵?shù)據(jù)幀”能正確地被目的主機所接收，其中一個重要原因是因為“數(shù)據(jù)幀”的幀頭部封裝了目的主機的＿＿＿。 ? A． IP地址 B． MAC地址 C．計算機名 D．域名地址 ? 【 2022真題 】 計算機網(wǎng)絡中，互連的各種數(shù)據(jù)終端設備是按 相互通信的。 ? 【 試題分析 】 根據(jù)講義內容可知，僅僅連接網(wǎng)絡設備硬件是無法通信的，在網(wǎng)絡硬件之間通信還需要網(wǎng)絡協(xié)議來規(guī)范通信格式。所以答案