1、第二章 计算机网络应用基础,第四军医大学网络中心 http:/ 2009年9月,本章内容,计算机网络基础 Internet和Intranet 常用上网方法 计算机信息处理基础 计算机和网络技术发展趋势,第一节 计算机网络基础,计算机网络基础,计算机网络计算机网络是把一定地理范围内的计算机通过通信线路互连起来, 在相应通信协议和网络系统软件的支持下, 彼此互相通信并共享资源的系统。,计算机网络主要功能,资源共享计算机网络突破地理位置限制，实现资源共享； 软件、硬件、数据（数据库）。 数据通信实现各计算机之间的信息传输，使分散在不同地点的信息得到统一、集中的处理 ； 文件传输、IP电话、E-mai
2、l、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐。,计算机网络主要功能,分布处理通过计算机网络，可以把一项大型的任务划分成若干部分，并分散到不同的计算机上处理，同时运作，共同完成，从而使整个系统的效能大为提高。综合信息服务通过计算机网络可以向全社会提供各种经济信息、科技情报和社会服务信息，并提供咨询服务。,计算机网络分类,局域网LAN(Local Area Network) 它是指在有限的地理区域内建立的计算机网络，例如把一个实验室、一座楼、一个大院、一个单位或部门的多台计算机连接成一个计算机网络； 范围：小，20KM； 传输技术：10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11）。广域网WAN(
3、Wide Area Network) 它所涉及的地区大、范围广，往往是一个城市，一个国家，甚至全球； 范围：大，100KM； 传输技术：宽带，延迟大，出错率高。,计算机网络分类,城域网MAN(Metropolition Area Network) 规模介于局域网和广域网之间，将现有的局域网互相连接起来，使之成为规模较大的、适于大都市使用的网络； 范围：中等，100KM； 传输技术：宽带。,一、常用通信传输介质,1、双绞线 由呈螺线排列的两根绝缘导线组成，两根导线相互扭绞在一起，可使线对之间的电磁干扰减至最小。双绞线既可用于传输模拟信号，又可用于传输数字信号，比较适合于短距离传输。,种类,每一类
4、中又分为若干等级，3类、4类、5类和6类，它们的传输带宽分别为16MHz到1000MHz。,一、常用通信传输介质,-屏蔽双绞线（STP） 以铝箔屏蔽以减少干扰和串音,-非屏蔽双绞线（UTP）双绞线外无任何屏蔽层,特点 典型连接距离100m（LAN） RJ45插座、插头 成本低 组装密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统） 平衡传输（高速率） 抗干扰性一般 连接距离短,一、常用通信传输介质,使用范围,一、常用通信传输介质,在100M内适用于点到点或点到多点的连接。目前常用的3类双绞线适用于以太网和令牌环网，5类和超5类双绞线适用于快速以太网和千兆位以太网。,1,8,1,8,双绞线的接头（RJ4
5、5),一、常用通信传输介质,2、同轴电缆同轴电缆由内、外两个导体组成，内导体是单股或多股线，呈圆柱形的外导体通常由编织线组成并围裹着内导体，内导体使用规则间隔的固体绝缘材料来固定，外导体用一个塑料罩来覆盖。,铜芯,绝缘层,外导体屏蔽层,保护套,一、常用通信传输介质,一、常用通信传输介质,种类和使用范围50电缆，主要用于基带信号传输，传输带宽为120Mb/s，如以太网采用的就是50同轴电缆。75有线电视（CATV）电缆，既可传输模拟信号，又可传输数字信号。CATV电缆的传输频带宽，可达300400MHz，它既可传输数据，也可传输话音和视频信号。,特点：价格稍高 安装方便 抗干扰能力强 连接距离中
6、等 可靠性好,一、常用通信传输介质,3、光纤 光纤（即光导纤维）是一种能传送光波的介质，它的内层是具有较高折射率的光导玻璃纤维，外层包裹着一层折射率较低的材料，利用不断的全反射来传送被调制的光信号。在光纤系统中，发送端用电信号对光源进行光强控制，使电信号转化为光信号；接收端用光检波二极管再把光信号还原成电信号。使用范围光纤的衔接、分岔比较困难，一般只适应于点到点或环形连接。,一、常用通信传输介质,光纤的工作原理,高折射率 (纤芯),低折射率 (包层),光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射,一、常用通信传输介质,特点 依靠光波承载信息 速率高，通信容量大 传输损耗小，适合长距离传输 抗干扰性能极
7、好，保密性好 轻便,一、常用通信传输介质,局域网使用的光纤设备可以达到每秒千兆位和万兆位。经过波分复用，目前一根光纤的实际传输速度可达到每秒几百千兆位甚至上千千兆位。,一、常用通信传输介质,一、常用通信传输介质,4、视线介质 在不便敷设电缆的场合，常常采用一些视线（无线）介质进行通信，比如电磁波、微波、红外线或激光等。 特点： 使用电磁波或光波携带信息 无需物理连接 适用于长距离或不便布线的场合 易受干扰,二、网络拓扑结构,星形,环形,总线形,1、三种网络拓扑结构 网络拓扑结构是指网络节点互连构形，也指网络的物理 敷设方式。了解网络拓扑结构有助于理解网络的可靠性、稳定性。 常见的局域网拓扑结构
8、有星形、环形、总线形等结构。,二、网络拓扑结构,星形结构 在星形拓扑结构中，每个站点通过点到点链路连接到中央节点，任何两个站点之间的通信都要通过中央节点来进行。一个站在传送数据之前，首先向中央节点发出请求，要求与目的站建立连接，只有连接建立以后，该站才能向目的站发送数据。这种结构采用集中式访问控制策略，所有通信均由中央节点控制，中央节点必须建立和维持许多条并行的数据通信线路。,二、网络拓扑结构, 特点中央节点的结构非常复杂，每个站点负担的通信处理任务很轻，结构和管理比较简单。,二、网络拓扑结构,环形结构各站点通过多个中继器进行点到点链路连接，使之构成一个封闭的环路。中继器接收前一个工作站发来的
9、数据，然后按原来的速率从另一条链路发送给下一个工作站。数据沿着一个方向在环路上进行，最后由发送站把数据从环路上取下。每个工作站通过中继器连接到网络中，当数据包通过一个站点时，该站点要判断这个数据包是否发送给本站的，如果是，则要将数据包拷贝下来。由于多个站点要共享同一环路，一般采用分布式控制方式来控制各个站点对环路的访问，每个站都有收发控制的访问逻辑，依据规则来控制网络的访问。,二、网络拓扑结构, 特点网络站点结构和管理比较复杂。,二、网络拓扑结构,总线形结构 采用单根传输线作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到这条总线上。任何一个站点所发送的信号都可沿着总线传播，而且能被所有其
10、它的站点接收。所有的站点共享一条传输链路，一次只允许一个站点发送数据，其它站点对接收到的数据进行地址识别。如果地址符合，则将数据保留下来；否则，将该数据丢弃。 树形拓扑结构是总线拓扑结构的另一种形式，传输介质是不封闭的分支电缆。和总线结构一样，树形拓扑结构中某一个站发送的数据，能被其它站接收。,二、网络拓扑结构, 特点总线形和树形拓扑结构都是采用多点式和广播式的传播方式。,二、网络拓扑结构,2、网络拓扑结构选择 总线形结构由于其价格较好，投资较少，常用于较小规模局域网。环形网络结构适合于高速主干网。由于环形网络中一旦环路断开或环路的某个中继器发生故障，将会导致全网的瘫痪，所以常则采用双环结构来
11、解决可靠性问题。星形结构网络应用最广，适合于中央集中控制的网络，多数新建设的园区网都采用这种结构。在一些星形结构网络中，为了解决可靠性问题，中央节点的设备常采用双机运行。,三、常用局域网类型和网络设备,1、常用局域网类型 常用的局域网类型有以太网、快速以太网、千兆位以太网三种，新型万兆位以太网也将推出。令牌网（Token Ring）、光纤分布式数据接口（FDDI）技术以及适合于多媒体传输的异步传输模式 (ATM)技术现在已很少在局域网中采用。,三、常用局域网类型和网络设备,以太网 以太网（Ethernet）采用的是争用型介质访问控制协议，即CSMA/CD（载波侦听多路复用/冲突检测）协议。它在
12、轻载情况下具有较高的网络传输效率。Ethernet的传输速率为10Mb/s，适用于小规模局域网，或者中大型局域网的末端子网。,三、常用局域网类型和网络设备,CSMA/CD工作方式 欲发送数据的设备侦听以太网，等待空闲 当以太网空闲时，发送方开始发送数据 发送方继续侦听，以确定没有发生冲突 如果发生了冲突，发送方随机选择一个定时器，开始记数 当这个定时器记数完毕，在重新从第一步开始,三、常用局域网类型和网络设备,快速以太网 快速以太网（Fast Ethernet）是在Ethernet标准基础上改进的一种高速以太网，其传输速率为100Mb/s。 快速以太网适用于网络传输速度较高的局域网和中等规模的
13、局域网。,三、常用局域网类型和网络设备,千兆位以太网千兆位以太网标准仍采用CSMA/CD协议，将物理层传输速度定义为1000Mb/s。 千兆位以太网适用于大规模局域网或局域网主干。在千兆位以太网中，多模光纤的工作距离有2种，分别为270 M 和550M；单模光纤的工作距离为2000M（若采用专用设备，传输距离可以更长）；5类无屏蔽双绞线（UTP）的工作距离为100M，工作方式为半双工方式。,三、常用局域网类型和网络设备,2、局域网常用设备 工作站工作站可以是有硬盘或无硬盘的PC机，也可以是专用的终端设备。接入局域网的计算机必需至少安装一块与网络设备对应的网卡。例如10Mb/s的以太网网卡、10
14、/100 Mb/s自适应的快速以太网网卡、10/100/1000 Mb/s自适应的千兆位以太网网卡等，网卡的连接介质可以是双绞线（接口为RJ-45型），同轴电缆（接口为BNC型或AUI型），光纤（接口为ST型、FC型或SC型）。 服务器 服务器可以是安装并运行了服务程序的普通计算机，也可以是功能强大的专用计算机。服务器内部必需至少安装一块与网络设备对应的网卡。,三、常用局域网类型和网络设备,集线器（Hub）Hub是一种共享带宽(即线路)的网络设备，通过它连接的计算机网络为总线形的网络结构。目前常用10Mb/s和100Mb/s的2种Hub，所有接入Hub的 设备（包括工作站和服务器）共享Hub
15、提供的10Mb/s或100Mb/s带宽,2、局域网常用设备,三、常用局域网类型和网络设备,交换机（Switch） 交换机是一种独享带宽的网络设备，局域网上的计算机可以充分发挥交换机端口提供的带宽速度。如10Mb/s的交换机的每个端口都可以达到10Mb/s传输速度。,2、局域网常用设备,四、网络操作系统,网络操作系统是整个网络的灵魂，它决定了网络的功能。目前常用的网络操作系统主要有UNIX、 Linux和Windows 系列的网络操作系统。客户端安装的操作系统以Windows 系列的操作系统和Linux操作系统居多。,四、网络操作系统,UNIX操作系统 是一种集中式分时多用户操作系统，性能稳定、
16、抗病毒能力较强，网络管理功能全面，拥有丰富的应用软件支持。不足之处是结构比较复杂，需要专业人员来管理。一些大型网络系统大部分采用的UNIX操作系统。,四、网络操作系统,Linux操作系统 Linux 是一种共享的免费操作系统，具有UNIX操作系统主要特点，深受网络用户的青睐，基于Linux的应用系统也越来越多。不足之处是不如Windows系列的操作系统简单好用 。,四、网络操作系统,Windows系列的操作系统,Windows系列的网络操作系统由于管理简单，界面友好，具有广泛的应用前景。目前该系列操作系统已由NT发展到了Windows 2000和Windows XP，并新增了许多Unix的功能
17、。不足之处是由于采用Windows系列的操作系统的应用系统大量增加，且该系统研究人员最多，安全漏洞也较多，抗病毒能力较弱。采用Windows系列的网络操作系统的局域网，其客户端一般采用Win 98、Win NT、Win,2000和Win XP操作系统。,实习题,1 、常见的局域网拓扑结构有哪几种？简述它们的主要特点。 2 、简述CSMA/CD的工作原理，什么是MAC地址？MAC地址的作用是什么？ 3 、查找以下Windows网络命令的功能和使用方法，并上机练习，记录分析实际结果：Ipconfig、ping、netstat 、tracert、nslookup 要求：认真填写实习报告，并在考试前以
18、FTP方式提交。,Windows常用网络命令,ipconfig ping netstat tracert nslookup,Ipconfig,显示所有当前的 TCP/IP 网络配置值、刷新动态主机配置协议 (DHCP) 和域名系统 (DNS) 设置。 显示所有信息： IPconfig /all,Ping,Ping 检查要到达的目标 IP 地址并记录结果。ping 命令显示目标是否响应以及接收答复所需的时间。如果在传递到目标过程中有错误，ping 命令将显示错误消息。通过发送 Internet 控制消息协议 (ICMP) 回响请求消息来验证与另一台 TCP/IP 计算机的 IP 级连接。相应的回
19、响应答消息的接收情况将和往返过程的时间一起显示出来。ICMP：Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议。TCP/IP协议族中用于发送错误报文的协议。,Ping,使用ping命令对本机做简易测试的方法,Ping 127.0.0.1检查本机系统网络协议是否安装 Ping (本机地址)检查本机IP地址设置是否正确 Ping (默认网关地址)本机到默认网关连通性 Ping (远程主机地址)远程主机IP是否正确，本机到远程主机之间的所有网关是否运行 Ping (ISP的DNS地址)DNS是否正确设置，本机到DNS服务器之间的连通性,Netstat,显示活动的
20、 TCP 连接 计算机侦听的端口 以太网统计信息 IPv4 统计信息（对于 IP、ICMP、TCP 和 UDP 协议） ,Tracert,Tracert（Trace Route跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定 IP 数据报访问目标所采取的路径。,Nslookup,显示可用来诊断域名系统 (DNS) 基础结构的信息。只有在已安装 TCP/IP 协议的情况下才可以使用 Nslookup 命令行工具。,实习题,1 、常见的局域网拓扑结构有哪几种？简述它们的主要特点。 2 、简述CSMA/CD的工作原理，什么是MAC地址？MAC地址的作用是什么？ 3 、查找以下Windows网络命令的功能和使用方法，并上机练习，记录分析实际结果：Ipconfig、ping、netstat 、tracert、nslookup 要求：认真填写实习报告，并在考试前以FTP方式提交。,
