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高中网络技术应用选修模块教程

一、计算机网络概述 (2)

1、计算机网络的定义 (2)

2、计算机网络的主要功能 (3)

3、计算机网络的特点 (4)

4、计算机网络的应用 (5)

5、计算机网络的组成 (7)

6、计算机网络的分类 (12)

7、网络拓扑结构(必看) (15)

二、IP地址 (19)

1、概念 (19)

2、如何查看本机IP (20)

3、IP地址的格式 (21)

4、IP地址的表示方法 (23)

5、IP地址的分类 (24)

6、网关 (29)

三、TCP/IP参考模型 (30)

1、OSI七层参考模型 (31)

2、TCP/IP参考模型 (32)

一、计算机网络概述

1、计算机网络的定义

计算机网络是把分布在不同地点,并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来,在功能完善的网络软件和协议的管理下,以实现网络中资源共享为目的的系统。

该描述包括了3个方面的含义:

①必须有两台或两台以上、具有独立功能的计算机系统相互连接起来,以达到共享资源为目的;

②计算机互相通信交换信息,必须有一条通道。这条通道的连接是物理的,由物理介质来实现(例如铜线、光纤、微波、卫星等);

③计算机系统之间的信息交换,必须要遵守某种约定和规则。

网络协议:为网络数据交换而制定的规则称为网络协议。国际互联网最基本最重要的协议是TCP/IP协议(传输控制协议/互联网络协议)。

网络通信

集中管

(1)资源共享

硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备,如彩色打印机、静电绘图仪等。

软件资源:包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。

数据资源:包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企业生产报表等。

信道资源:通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。

(2)网络通信

通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息。

(3)分布处理

把要处理的任务分散到各个计算机上运行,而不是集中在一台大型计

算机上。这样,不仅可以降低软件设计的复杂性,而且还可以大大提高工作效率和降低成本。

(4)集中管理

对地理位置分散的组织和部门,可通过计算机网络来实现集中管理,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。(5)均衡负荷

当网络中某台计算机的任务负荷太重时,通过网络和应用程序的控制和管理,将作业分散到网络中的其它计算机中,由多台计算机共同完成。

3、计算机网络的特点

可靠性:在一个网络系统中,当一台计算机出现故障时,可立即由系统中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样,当网络的一条链路出了故障时可选择其它的通信链路进行连接。

高效性:计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性,并且信息传递迅速,系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够相互传送数据信息,使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据。

独立性:网络系统中各相连的计算机是相对独立的,它们之间的关系是既互相联系,又相互独立。

扩充性:在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的计算机,从而达到扩充网络系统功能的目的。

廉价性:计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体现了网络系统的“群体”优势,能节省投资和降低成本。 分布性:计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互连,可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。

易操作性:对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机使用技术简单,实用性也很强。

4、计算机网络的应用

计算机网络技术的发展给传统的信息处理工作带来了革命性的变化,同时也给传统的管理带来了很大的冲击。目前,计算机网络的应用主要体现在以下几个方面:

1、数字通信

数字通信是现代社会通信的主流,包括网络电话、可视图文系统、视频会议系统和电子邮件服务。

2、分布式计算

分布式计算包括两个方面:一是将若干台计算机通过网络连接起来,将一个程序分散到各计算机上同时运行,然后把每一台计算机计算的结果搜集汇总,整体得出结果;另一种是通过计算机将需要大量计算的题目送到网络上的大型计算机中进行计算并返回结果。

3、信息查询

信息查询是计算机网络提供资源共享的最好工具, 通过“搜索

引擎”,用少量的“关键”词来概括归纳出这些信息内容, 很快地把你所感兴趣的内容所在的网络地址一一罗列出来。

6、电子商务

广义的电子商务包括各行各业的电子业务、电子政务、电子医务、电子军务、电子教务、电子公务和电子家务等;狭义的电子商务指人们利用电子化网络化手段进行商务活动。

7、办公自动化

办公自动化能实现办公活动的科学化、自动化,最大限度提高工作质量、工作效率和改善工作环境。

8、企业管理与决策

随着计算机网络的广泛应用,各类企业采用管理科学与信息技术相结合的方式,开发企业管理和决策信息系统,为企业管理和决策提供支持服务。目前,正在朝着开发“智能化”的决策支持系统迅速发展。

5、计算机网络的组成

一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。

(集线器、交换机、路由器)、通信线路(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem,编码解码器)等构成。

调制解调器(modem ):由于计算机和远程终端发出的信号都是数

字信号,而公用电话线路只能传输模拟

信号,所以在传输钱必须把计算机或远

程终端发出的数字信号转换成可在电

话线上传送的模拟信号,传输后再将模拟信号转换成数字信号。利用调制解调器的结构如下图所示。

主机 网络硬件组成示意图

利用调制解调器的结构示意图

集线器(HUB)

“Hub”是“中心”的意思,集线器的主要功能是对接收到的信号进行再

生整形放大,以扩大网络的传输距离,同

时把所有节点集中在以它为中心的节点

上。

中继器

中继器(REPEATER)是网络物理层上面的

连接设备。适用于完全相同的两类网络的

互连,主要功能是通过对数据信号的重新

发送或者转发,来扩大网络传输的距离。

中继器是对信号进行再生和还原的网络设

备:OSI模型的物理层设备。

路由器

路由器(Router,又称路径器)是一种

计算机网络设备,路由器是互联网的主

要结点设备。路由器通过路由决定数据

的转发,作为不同网络之间互相连接的

枢纽。

交换机

交换机(Switch或Catalyst

可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。

网络适配器---网卡

网卡英文全称为“Network

Interface Card”,简称“NIC”,

又称网络适配器,网卡是局域网中

最基本的部件之一,它是连接计算

机与网络的硬件设备。计算机与外

界网的连接是通过主机箱内插入

的一块网络接口板(网卡)实现的。

(2)网络软件的组成

在计算机网络系统中,除了各种网络硬件设备外,还必须具有网络软件。

网络操作系统:网络操作系统是网络软件中最主要的软件,用于实现不同主机之间的用户通信,以及全网硬件和软件资源的共享,并向用户提供统一的、方便的网络接口,便于用户使用网络。目前网络操作系统有三大阵营:UNIX、NetWare和Windows。目前,我国最广泛使用的是Windows网络操作系统。常用的网络操作系统有Windows NT、Windows 2000、Novell、Netware、Unix和Linux等。

网络协议软件:网络协议是网络通信的数据传输规范,网络协议软件是用于实现网络协议功能的软件。目前, 典型的网络协议软件有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、IEEE802标准协议系列等。其中, TCP/IP是当前异种网络互连应用最为广泛的网络协议软件。 网络管理软件:网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件,如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。

网络通信软件:是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件,使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下,控制应用程

序与多个站进行通信,并对大量的通信数据进行加工和管理。

网络应用软件:网络应用软件是为网络用户提供服务,最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能,而是如何实现网络特有的功能。

6、计算机网络的分类

根据网络连接的地理范围和传输距离,可将计算机网络分成局域网、城域网、广域网三种类型

(1)局域网(Local Area Network,LAN):局域网的作用范围是几百到几千米,通常用于组建企业网和校园网,并分为局部区域网和高速区域网。

工作站工作站工作站

局域网连接示意图

(2)城域网(Metropolitan Area Network, MAN):城域网是局域网的延伸,用于局域网之间的连接,网络规模局限在一座城市范围内, 覆盖的地理范围从几十至几百公里。

(3)广域网(Wide Area Network,W AN):广域网又称远程网,是指在一个很大地理范围(从数百公里到数千公里,甚至上万公里)由许多局域网组成的网络。广域网是将远距离的网络和资源连接起来的任何系统,主要用在一个地区、行业甚至在全国范围内组网,达到资源共享的目的。

广域网连接示意图

按传输介质分类可分为有线网和无线网

(1)有线网(Wired Network )

● 双绞线:其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一

般,广泛应用于局域网中。

● 同轴电缆:俗称细缆,现在逐渐淘汰。

● 光纤电缆:特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强,

广域网、城域网和局域网的连接关系示意图

是高安全性网络的理想选择。

(2)无线网(Wireless Network)

●无线电话网:是一种很有发展前途的连网方式。

●语音广播网:价格低廉、使用方便,但安全性差。

●无线电视网:普及率高,但无法在一个频道上和用户进行实时交

互。

●微波通信网:通信保密性和安全性较好。

●卫星通信网:能进行远距离通信,但价格昂贵。

7、网络拓扑结构(必看)

(1)总线型拓扑结构

总线型拓扑结构是指所有结点共享一根传输总线,所有的站点都通过硬件接口连接在这根传输线上。

总线型拓扑结构示意图

优点:结构简单,价格低廉、安装使用方便。

缺点:故障诊断和隔离比较困难。

(2)星型拓扑结构

星型拓扑结构是符合令牌协议的高速局域网络。它是以中央结点为中心,把若干外围结点连接起来的幅射式互连结构。

星型拓扑结构示意图

优点:单点故障不影响全网,结构简单。增删节点及维护管理容易;故障隔离和检测容易,延迟时间较短。

缺点:成本较高,资源利用率低;网络性能过于依赖中心节点。

(3)树型拓扑结构

树型结构是星型结构的扩展,它由根结点和分支结点所构成,如图所示。

优点:结构比较简单,成本低。扩充节点方便灵活。

缺点:对根的依赖性大。

(4)环型拓扑结构

环型拓扑结构将所有网络结点通过点到点通信线路连接成闭合环路,数据将沿一个方向逐站传送,每个结点的地位和作用相同,且每个结点都能获得执行控制权。环型结构的显著特点是每个节点用户都与两个相邻节点用户相连。

工作

环型拓扑结构示意图

优点:简化路径选择控制,传输延迟固定,实时性强,可靠性高。

缺点:节点过多时,影响传输效率。环某处断开会导致整个系统的失效,节点的加入和撤出过程复杂。

(5)网状拓扑结构

网状拓扑结构中的所有结点之间的连接是任意的,没有规律。实际存在与使用的广域网基本上都采用网状拓扑结构。

网状拓扑结构示意图

优点:具有较高的可靠性。某一线路或节点有故障时,不会影响整个

网络的工作。

缺点:结构复杂,需要路由选择和流控制功能,网络控制软件复杂,硬件成本较高,不易管理和维护。

二、IP地址

导读

TCP/IP协议(传输控制协议/因特网互联协议)又名网络通讯协议,是Internet最基本的协议。由IP协议和TCP协议组成。

TCP协议是用来检测网络传输中的差错,我们知道网络中的通信量是随机的,时大时小,当通信量过大时,信号就无法传到目的地了.这时,TCP协议可以检测出传输中的误差,发出信号,要求传送数据包的主机重新发送有差错的数据包,直到所有数据都安全到达目的地、IP协议是互联网中各台主机联络的标准,网络中的每一台电脑都有自己的网络地址,否则别的电脑就找不着它.IP协议主要的任务是给互联网中的每一台电脑规定了一个地址,这样.互联网中的其它电脑才能找到它,对它进行访问,我们把根据IP协议确定的网络地址称为“IP地址”。

1、概念

主机(host):连接到Internet上,并且运行了TCP/IP协议的任何

计算机。

物理地址:即主机的网卡地址。绝大多数物理地址都是以太网卡地址,它有48 位,以16进制的方式表示。例如:02-3f-8d-56-3e-40 IP地址:在Internet上为每台主机指定的网络地址称为IP地址。

它是在TCP/IP协议中所规定的Internet 的每个节点都要有的统一格式的地址。是Internet主机地址的一种数字型标识,是一个机器可识别的地址。例如:202.118.224.153

注意:一台计算机可以有多个IP地址,但一个IP地址不能由两台或两台以上计算机共同拥有。

2、如何查看本机IP

方法一:右击“网上邻居”→属性→右击“本地连接” →属性→双击TCP/IP协议,查看自己的IP地址、子网掩码、网关和DNS

方法二:开始→运行→输入命令:cmd→在DOS命令窗口中输入:ipconfig/all

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