第4章 计算机网络与因特网
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第四章网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种?是比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路(Virtual Circuit)服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序(不按序列到达终点),也保证分组传送的时限,缺点是路由器复杂,网络成本高;后者无网络资源障碍,尽力而为,优缺点与前者互易2.网络互连有何实际意义?进行网络互连时,有哪些共同的问题需要解决?网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域进行网络互连时,需要解决共同的问题有:不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务(面向连接服务和无连接服务)不同的管理与控制方式3.作为中间设备,转发器、网桥、路由器和网关有何区别?中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统:转发器(repeater)。
数据链路层中继系统:网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统:路由器(router)。
网桥和路由器的混合物:桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统:网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议:实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一,与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议:是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP:提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP:用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
5.IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么?分为ABCDE 5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号net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是主机号host-id,它标志该主机(或路由器)。
第四章测验一、判断1. 网络中的计算机可能利用微波传输数据,它比利用光缆传输数据的效率高。
( F )2. 异步转移模式ATM使多种媒体的信息数据可以同时在ATM信道中传输。
( )3. Internet提供了电子购物服务,因此网络能传递物品。
( )4. B-ISDN是一种通信网络,数据在其上是模拟信号传输。
( )5. ADSL是一种网络联结方式,数据在电话线上是模拟信号传输。
( )6. Internet网由主干网、地区网和校园网(或部门网)三级组成。
( )7. Inertnet网中计算机的IP地址就是它的主机名。
( )8. 计算机网络是在通信协议控制下实现的计算机互联。
( )9. 建立计算机网络的最主要目的是实现资源共享。
( )10. E-mail帐号能在任意的地点,任意的机器上使用(只要它接入Internet)。
( )11. 工作站本身所具有的硬盘、光盘、程序、数据、打印机等都是该用户的本地资源,网络上其他工作站和服务器的资源称为网络资源。
( )12. 蓝牙(IEE802.15)是一种近距离无线通信的技术标准,通过增加发射功率可达到100m,适合于办公室或家庭环境的无线网络。
( )13. 网络中一台微机既可以作为服务器,也可以作为客户机,取决于它是否同时提供共享资源,又使用其它计算机的资源。
( )14. 网络信息安全主要是指信息在处理和传输中的泄密问题。
( )15. 在网络信息安全的措施中,身份认证是访问控制的基础。
( )16. 在密码学中,所有的公共密钥对所有用户都是公开的。
( )17. 因特网防火墙的作用主要是防止病毒侵害。
( )18. 包过滤通常安装在路由器上,而且大多数商用路由器都提供了包过滤的功能。
( )19. 在一台已感染病毒的计算机上读取一张CD-ROM光盘中的数据,该光盘没有可能被感染病毒。
( )20. 全面的网络信息安全方案不仅要覆盖到数据流在网络系统中所有环节,还应当包括信息使用者、传输介质和网络等各方面的管理措施。
第四章作业参考答案4-05 IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么?答:在IPv4的地址中,所有的地址都是32个二进制位,并且可记为IP地址::= { <网络号>, <主机号>}IP地址被分为A、B、C、D、E五类,如下图所示。
A类地址:网络号字段为1字节,最前面的1位是0。
B类地址:网络号字段为2字节,最前面的2位是10。
C类地址:网络号字段为3字节,最前面的3位是110。
D类地址:用于多播,最前面的4位是1110。
E类地址:保留今后使用,最前面的4位是1111。
IP 地址特点如下:1.每一个IP 地址都由网络号和主机号两部分组成。
从这个意义上说,IP 地址是一种分等级的地址机构;2.IP地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口;3.具有相同网络号的主机集合构成一个网络,因此,由转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络。
具有不同网络号的局域网互连必须使用路由器;4.所有分配到网络号的网络都是平等的。
4-07 试说明IP地址与硬件地址的区别。
为什么要使用这两种不同的地址?答:如下图所示,IP地址在IP数据报的首部,而硬件地址则位于MAC帧的首部。
在网络层以上使用的是IP地址,数据链路层及以下使用的是硬件地址。
由于全世界存在着各式各样的网络,它们使用不同的硬件地址。
要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作,因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的事。
但统一的IP地址把这个复杂问题解决了。
连接到因特网的主机只需拥有统一的IP地址,它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便,当需要把IP地址转换为物理地址时,调用ARP的复杂过程都是由计算机软件自动进行的,而用户是看不见这种调用过程的。
因此,在虚拟的IP网络上用IP地址进行通信给广大计算机用户带来很大的方便。
4-09 试回答下列问题:(1)子网掩码为255.255.255.0 代表什么意思?(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?(3)一A 类网络和一B 类网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1,问这两个网络的子网掩码有何不同?(4)一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
第四章计算机网络与因特网习题一、判断题1.双绞线常用作计算机局域网传输介质,但它不可用作本地固定电话线路。
(____)2.在传输信号时,同轴电缆比双绞线更容易受到信号干扰。
(____)3.光纤较同轴电缆具有更高的通信容量,其主要原因是光波具有更高的频率。
(____)4.微波是直线传播的,遇到障碍物将影响正常通信。
(____)5.信号调制是指用载波信号调整信源信号的幅度、频度或相位。
(____)6.卫星通信技术是当前远距离通信中一种先进的通信手段,是微波通信向太空的延伸,其突出特点是传输距离远、信号稳定。
(____)7.防火墙的作用是保护一个单位内部的网络使之不受外来的非法访问。
(____)8.广域网与局域网两者的最大差别就是网络连接距离。
(____)9.局域网就是将地理位置相对集中的计算机使用专线连接在一起的网络。
(____)10.构建无线局域网时,必须使用无线网卡才能将PC机接入网络。
(____)11.光纤分布式数字接口网(FDDI)采用环形拓扑结构,使用光纤作为传输介质,传输速率高,可靠性好。
(____)12.交换式局域网是一种总线型拓扑结构的网络,多个节点共享一定带宽。
(____)13.某些打印机自带网卡,可直接与网络相连。
(____)14.FTP服务器提供文件下载服务,但不允许用户上传文件。
(____)15.以太网使用的集线器(Hub)仅是一个连接器,不能放大或再生信号。
(____)16.以太网是采用总线结构的一种局域网。
在以太网中,所有的节点通过以太网卡和电缆连接到一条总线上,并采用广播方式进行相互间的数据通信。
(____)17.在蜂窝移动通信系统中,所有基站与移动交换中心之间也通过无线信道传输信息。
(____)18.最常用的交换式局域网是使用交换式集线器构成的交换式以太网。
(____)19.ADSL与普通电话可以共同使用一条电话线,而且ADSL的数据传输速率是固定不变的。
(____) 20.分组交换机的路由信息中,交换机出口位置与包的源地址无关。
第四章计算机网络与因特网一、单项选择题1.计算机网络把地理位置分散而功能独立的多个计算机通过有线或无线的________连接起来。
A.通信线路B.传输介质C.信道D.特殊物质【答案】B【解析】计算机网络是利用通信设备和网络软件,把地理位置分散且功能独立的多台计算机(或其他智能设备)以相互共享资源和进行信息传递为目的连接起来的一个系统。
传输介质是数据通信系统中最基本的组成部分,它由各种类型的传输介质和中间设备组成,分为有线介质和无线介质。
2._______是为了确保计算机之间能进行互连并尽可能地发生信息错误而制定的一组规则或标准。
A.通信模式B.通信方式C.通信协议D.通信线路【答案】C【解析】计算机网络中各个组成部分相互通信时都必须认同的一套规则,称为网络协议(或称为通信协议)。
3.数据传输速率是指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目,下面_______一般不用做它的计量单位。
A. Kb/sB. Mb/sC. KB/sD. Kbps【答案】C【解析】数据传输速率通常使用“位/秒”( b/s)、“千位/秒”( kb/s)、“兆位/秒”( Mb/s)、“吉位/秒”( Gb/s)作为单位,D选项中间“p”的含义是“per”,即等同于“/”。
4.多路复用常用的有两种技术,即时分多路复用和_______。
A.相分多路复用B.频分多路复用C.幅分多路复用D.波分多路复用【答案】B【解析】为了提高传输线路的利用率,降低通信成本,一般总是让多路信号同时共用一条传输线进行传输,这就是多路复用技术。
多路复用技术有两种:时分多路复用(数字通信的主要手段)与频分多路复用(模拟通信的主要手段)。
5.下列不属于无线通信线路的是_______。
A.微波B.光纤C.无线电D.激光【答案】B【解析】通信分为有线通信和无线通信两大类。
有线通信中使用的传输介质是金属导体或光导纤维,金属导体利用电流传输信息,光导纤维通过广播来传输信息;无线通信根本不需要物理连接,而是通过电磁波在自由空间的传播来传输信息。
第四章网络基础及因特网应用本章概述本章内容是全书的重点部分。
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本章的主要知识点有:计算机网络,局域网,广域网,网络硬件,网络软件,因特网,因特网的应用等。
本章的主要操作技能有:浏览信息,搜索信息,下载信息,收发电子邮件,管理电子邮件,邮件文件夹和通讯薄的管理,申请个人免费电子邮箱等。
在介绍因特网应用时,要突出因特网对人类社会发展的积极推动作用,激发学生的学习热情。
在介绍网络应用软件时,要重点举一些国内优秀软件及开发者的事例,激发学生的爱国热情以及树立学好信息技术课程的信心。
对于学生比较喜欢的网上交流(如电子邮件和网上聊天等),一定要加强教育工作,使学生能遵守社会公德和操作规范,这是培养学生形成良好的现代化文化修养的一个重要方面。
本章教学要求与课时安排1.本章总的教学要求是(1)了解计算机网络的基础知识,了解因特网的发展概况以及对社会发展的积极作用。
(2)理解信息在因特网上的表现形式,信息在因特网上与计算机之间的传输形式以及信息在计算机上的存储形式。
(3)学会利用浏览器进行信息的浏览、搜索和下载,学会使用电子邮件的各种操作。
2.教学内容及课时安排第一节网络基础知识约 0.5课时第二节因特网简介约 0.5课时第三节因特网上的信息处理约4课时第四节电子邮件的应用约 3课时教材分析和教材教法第一节网络基础知识(一)教学要求(1)了解计算机网络的知识(2)了解计算机网络的软件和硬件(3)了解计算机网络的应用(二)教材分析和教法建议关于计算机网络的定义有多种,本节采用的定义描述使学生都能理解,主要强调两点:一是网络是计算机和通信设备的组合,二是需用网络软件来实现资源共享。
大学计算机信息技术基础教程题型归纳第四章计算机网络与因特网(题型1-4 共9题型)题型一:计算机网络的组成与分类★◆◆理论:计算机网络:利用通信设备和网络软件,把地理位置分散而功能独立的多台计算机以相互共享资源和进行信息交换为目的连接起来的一个系统。
它是一种数据通信系统,计算机之间传输的是二进制形式的数据。
通信协议:为确保网络计算机能正确地交换数据,必须遵循一组共同的规则和约定,这些规则、约定或标准就称为通信协议。
TCP/IP协议就是目前全球规模最大的计算机网络---因特网所采用的通信协议。
计算机网络的功能有:数据通信:如收发电子邮件、网上聊天、视频会议等。
资源共享:是计算机网络的最主要的功能。
实现分布式信息处理:大型信息处理可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成。
提高计算机的可靠性和可用性:网络中的计算机可以互为后备。
计算机网络的分类:按传输的介质可分为有线网和无线网;按网络使用性质可分为公用网和专用网;按网络所覆盖的地域范围可分为局域网、广域网和城域网。
局域网:将地理位置相对集中地计算机使用专线联接在一起。
广域网:也称远程网。
把距离遥远的许多局域网和计算机用户互相连接在一起的网络。
◆◆例题:1.计算机网络也就是互联网,也称因特网,它是目前规模最大的计算机网络。
(错误)2.建立计算机网络的最主要目的是实现分布式信息处理。
(错误)3.计算机网络是一个非常复杂的系统,但网络用户不必遵守任何规定就可以共享网络资源。
(错误)4.将地理位置相对集中的计算机使用专线连接在一起的网络一般称为局域网。
(正确)5.从用户的角度看,网络上可以共享的资源有( A )A.打印机、数据、软件等B.鼠标器、内存、图像等C.传真机、数据、显示器、网卡D.调制解调器、打印机、缓存6.下面不属于计算机网络的作用是( B )A.实现分布式信息处理B.提高计算精度C.传输文本、图像和声音文件D.实现资源共享7.计算机网络按其传输的介质一般可分为( B )A.局域网、广域网和万维网B.有线网和无线网C.公用网和专用网D.企业网、政府网、校园网等8.下列关于计算机网络的叙述中正确的是( C )A.建立计算机网络的主要目的是实现数据通信B.Internet属于局域网C.计算机网络是在通信协议控制下实现的计算机之间的共享D.把多台计算机互相连接起来,就构成了计算机网络9.计算机网络分为局域网、城域网与广域网,其划分的依据是( B )A.数据传输所使用的介质B.网络的作用范围C.网络的控制方式D.网络的拓扑结构题型二:网络工作模式与网络服务★◆◆理论:网络中计算机的分类:客户机和服务器。
《计算机网络》课后习题答案第一章概述1-1计算机网络向用户可以提供哪些服务?答:计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个,连通性和共享。
1-2试简述分组交换的特点答:分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后,在一条物理线路上采用动态复用的技术,同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内,接着在网内转发。
到达接收端,再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高,比报文交换的传输时延小,交互性好。
1-3试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答:(1)电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。
当交换机完成接续,对方收到发起端的信号,双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
它的特点是实时性强,时延小,交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低,电路接续时间长,通信效率低,不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文,经常使用的固定用户之间的通信。
(2)报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收交换机或终端,它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
报文交换的优点是中继电路利用率高,可以多个用户同时在一条线路上传送,可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显而易见的。
以报文为单位进行存储转发,网络传输时延大,且占用大量的交换机内存和外存,不能满足对实时性要求高的用户。
报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信,如公用电报网。
(3)分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
计算机网络与因特网----- DOUGLAS ER第2章传输介质2.1 概述在网络的最低层次上,所有计算机通信都以某种能量形式对数据进行编码,并将这些能量通过传输介质发送出去。
例如,电流可用来在导线上传输数据,而无线电波可用来在空中传输数据。
因为附属于计算机的硬件设施执行数据的编码和译码,程序员和用户并不需要了解数据传输的细节。
但是,通信软件的一个主要功能是处理底层硬件工作过程中出现的错误和故障,了解这些软件就要用到一些数据传输的基本概念和知识。
以下章节将讨论数据传输的基本概念。
第一章介绍现代网络系统中用于传输的各种介质,后续二章将解释数据如何在这些介质中传输。
最后一章讨论了传输如何形成数据联网的基础。
2.2 铜缆常规计算机网络使用导线作为连接计算机的主要介质,因为导线便宜且易于安装。
虽然导线可以由各种不同的金属制成,但网络中大多使用铜缆,因为其较低的电阻能使电信号传递得更远。
网络专业人员有时将铜线(copper)作为导线(wire)的同义词。
网络中所使用的布线方法主要选用干扰最小的一种。
干扰起因于导线中传输的电信号,它就像一个微小的无线电台—发射出微弱的电磁波在空中传播,当它遇到另一导线,电磁波会在导线中产生一个微小的电流。
所产生电流的强度取决于电磁波的强度以及导线相互间的物理位置。
通常导线相距较远,干扰并不成为一个问题。
即使两根导线靠得很近,但如果相互垂直,则信号通过其中一根导线时在另一根导线中产生的电流也十分微弱,几乎无法检测到。
但是两根平行导线靠得很近时,一根导线中的一个强信号将在另一导线中产生一个相似的信号。
因为计算机并不能对正常传输的信号与偶然产生的干扰信号做出区分,所产生的干扰电流可以强到足以破坏或阻止正常的通信。
不幸的是,因为网络的传输线通常与其他线路平行放置,例如连接一台计算机的通信线通常与连接另一计算机的通信线平行地放在一起,所以干扰问题是非常严重的。
为减少干扰,网络通常使用二种基本连线:双绞线(twisted pair)和同轴电缆(coaxialcable)。
第4章计算机网络与因特网一、选择题1、下列关于计算机网络中协议功能的叙述最为完整是______。
A、决定谁先接收到信息B、决定计算机如何进行内部处理C、为网络中进行通信的计算机制定的一组需要共同遵守的规则和标准D、检查计算机通信时传送中的错误C2、从用户的角度看,网络上可以共享的资源有________。
A、印机,数据,软件等B、鼠标器,内存,图像等C、传真机,数据,显示器,网卡D、调制解调器,打印机,缓存A3、计算机网络最主要的作用是________。
A、速运算B、提高计算精度C、传输文本、图像和声音文件D、实现资源共享D4、在计算机网络的三个主要组成部分中,网络协议______。
A、负责注明本地计算机的网络配置B、负责协调本地计算机中网络硬件与软件C、规定网络中所有主机的网络硬件基本配置要求D、规定网络中计算机相互通信时所要遵守的格式及通信规程D5、局域网是指较小地域范围内的计算机网络。
下列关于计算机局域网的描述错误的是______。
A、局域网的传输速率高B、通信延迟小,可靠性好C、可连接任意多的计算机D、可共享网络的软硬件资源C6、通常把分布在一座办公大楼或某一大院中的计算机网络称为________。
A、域网B、专用网C、公用网D、局域网D7、ATM是一种高速分组交换技术,它采用的是_______方法。
A、步工作模式B、信元交换C、信息交换D、可变长分组交换B8、下列关于局域网中继器功能的叙述中,正确的是________。
A、用来过滤掉会导致错误和重复的比特信息B、它用来连接以太网和令牌环网C、它能够隔离不同网段之间不必要的信息传输D、它用来对信号整形放大后继续进行传输D9、电话交换机是实现_____交换的典型设备。
A、路B、报文C、分组D、A TM A10、下列说法正确的是________。
A、户机/服务器体系结构可以充分共享服务器高性能的处理和存储能力B、如果你的计算机使用Windows 98,若希望连接到使用Windows NT服务器的网络,则必须重新安装WindowsNT操作系统C、如果你的计算机和网络相接,你常用的应用软件就必须安装特殊的网络版本D、使用电话线可以直接把自己的计算机连接到因特网上A11、采用定长短分组交换技术和光纤传输的广域网是_______网。
第4章计算机网络与因特网4.1 计算机网络基础计算机网络的组成与分类●计算机网络:利用通信设备和网络软件,把地理位置分散且功能独立的多台计算机(或其它智能设备)以相互共享资源和进行信息传递为目的连接起来的一个系统。
●计算机网络的特性:与电话、电视系统不同,计算机网络是一种数据通信系统,传输的都是二进制形式的数据●通信协议:为确保网络的计算机能正确交换数据,它们必须遵循的一组共同的规则和约定,这些规则、规定或标准称为通信协议,简称为协议。
●计算机组网的目的数据通信:使计算机之间可以相互传送数据,方便地交换信息资源共享:用户可以共享网络中其他计算机的软件、硬件和数据资源实现分布式信息处理:大型问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成;分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务提高计算机系统的可靠性和可用性:计算机出现故障时,网络中的计算机可以互为后备;计算机负荷过重时,可将部分任务分配给空闲的计算机●计算机网络的分类⏹按使用的传输介质可分为:有线网;无线网⏹按网络的使用性质可分为:公用网;专用网;虚拟专网(VPN)⏹按网络的使用对象可以分为:企业网;政府网;金融网;校园网等⏹按网络所覆盖的地域范围可以分为:局域网(LAN):使用专用通信线路把较小地域范围(一幢楼房、一个楼群、一个单位或一个小区)中的计算机连接而成的网络广域网(WAN) :把相距遥远的许多局域网和计算机用户互相连接在一起的网络,作用范围通常从几十km到几千km,广域网有时也称为远程网城域网(MAN) :作用范围在广域网和局域网之间,其作用距离约为5km~50km,例如一个城市范围的计算机网络网络工作模式和网络服务●从共享资源的角度看,网络中的计算机可以是:客户机:使用其它计算机资源的计算机服务器:提供共享资源(如数据文件、磁盘空间、打印机、处理器等)给其它计算机使用的计算机每一台联网的计算机,其“身份”或者是客户机,或者是服务器,或者两种身份兼而有之●计算机网络有两种基本的工作模式:对等模式(peer-to-peer,简称P2P):网络中每台计算机既可以作为客户机也可以作为服务器,例:Windows操作系统的“网上邻居”,BT下载,迅雷等客户/服务器(Client/Server,简称C/S)模式:网络中的计算机扮演固定的角色,要么是客户机,要么是服务器(大多为专门设计的性能较高的计算机,其并发处理能力强,硬盘容量大,传输速率高)●网络服务:用户通过计算机网络在共享资源及数据通信等方面得到的单机所没有的新增功能●常用网络服务:文件服务:用户使用服务器中共享的数据文件,使用方法如同使用本地磁盘一样打印服务:共享打印机消息传递服务:使用网络实现用户之间的相互通信,在用户之间传递以文本、图像和声音所表示的消息应用服务:由服务器为网络用户运行软件的服务●网络操作系统(Network operating system, NOS):运行在服务器上的、提供网络资源共享功能并负责管理整个网络的一种操作系统,有时也称之为“服务器操作系统”●当前使用的主流网络操作系统:Windows服务器版——Windows NT Server、Windows Server 2003及WindowsServer 2008,一般用于中低档服务器UNIX系统——稳定性和安全性好,可用于大型网络开放源代码的自由软件Linux——源代码开放,可免费得到许多应用软件4.2计算机局域网局域网的特点与组成●计算机局域网(LAN)的特点:为一个单位所拥有,地理范围有限使用专门铺设的传输介质进行连网数据传输速率高(10Mbps~10Gbps)、延迟时间短、误码率低(10-8~10-11)●局域网的逻辑组成:网络服务器、网络工作站(客户机)、网络打印机、网络接口卡(网卡)、传输介质和网络互连设备●网络节点:网络上的每台设备,如工作站、服务器、打印机等,都是网络上的一个节点●介质访问地址(MAC地址):为了相互区别,实现节点之间的通信,局域网中的每个节点都有一个惟一的地址,称为MAC地址●帧(frame):为使网络上的节点都得到迅速而公平的服务,网络要求每个节点把要传输的数据分成小块(称为帧),每个节点每次只传输一个帧,以确保任何节点都有传输数据的机会●网络接口卡(网卡):计算机的网络通信控制器⏹网络中每个节点(工作站或服务器)都必须安装网卡,每块网卡上都有一个全球惟一的地址码,该地址码称为该网卡节点的MAC地址。
⏹网卡的功能:将数据分成帧(frame);在传输介质上发送帧和接收帧;将计算机的输出转换为适合网络传输的信号常用局域网●局域网分类:按使用的传输介质:有线网;无线网按各种设备互连的拓扑结构:星型网;环型网;总线网按传输介质所使用的访问控制方法:以太网;FDDI网;令牌网●共享式以太网:以集线器(hub)为中心,每个节点通过以太网卡和网线(一般为5类双绞线)连接到集线器⏹特点:任何时间之允许一对节点进行通信,在节点数目较多且通信频繁时,网络会发生拥塞,性能急剧下降⏹集线器功能:从一个端口接收数据帧,对信号进行放大后,向其它所有端口分发,以扩大网络的传输距离,起中继器的功能●交换式以太网:以以太网交换机(Ethernet switch)为中心构成⏹以太网交换机是一种高速电子开关,连接在交换机上的所有节点均可同时相互通信⏹交换式以太网是一种星型拓扑结构的网络⏹与共享式以太网的区别:交换机从发送节点接收了一个数据帧后,直接按照接收节点的MAC地址发送给指定的节点,不再向其它无关节点发送,因此能支持多对节点同时进行通信●千(万)兆位以太网:网络服务器通过1Gbps或10Gbps的传输线路与中央交换机直接连接,同时为单位内的许多用户服务⏹用于速率为千兆(1Gbps)和万兆(10Gbps)的以太网的传输介质:光纤⏹以太网使用的网卡按传输速率分为:10 Mbps网卡(10Base-T);100 Mbps网卡(100Base-T);10/100 Mbps自适应网卡;1000 Mbps 网卡●以太网的优缺点优点:增/删节点容易;成本低;维护方便;轻负载时效率高(节点少,或者信息发送不频繁)缺点:重负载情况下网络性能将急剧下降,不适合实时性要求较高的环境,特别是总线式以太网●无线局域网:是以太网与无线通信技术相结合的产物,采用无线电波进行通信,像有线以太网一样工作⏹传输介质:无线电波⏹无线局域网通信协议802.11标准(Wi-Fi):无线局域网最常用的传输协议,包括:802.11a——传输速率达25Mbps802.11g——传输速率达54Mbps802.11b——传输速率能根据环境变化,最大可达11Mbps蓝牙(bluetooth):短距离无线数字通信的标准,最高数据传输速率可达1Mbps(有效传输速率为721kbps),传输距离为10cm~10m,适合在居室构建无线网络⏹无线局域网通过无线网卡、无线接入点等设备使无线通信得以实现,是有线网络的补充每个无线节点都需要一块无线网卡无线接入点(Wireless Access Point,简称WAP或AP):提供无线节点对有线局域网和从有线局域网对无线节点的访问,,实际是一个无线交换机⏹无线局域网的特点优点:具有很好的灵活性;最大通信范围可达几米~几公里;组网、配置和维护较容易缺点:还不能完全脱离有线网络,只是有线网络的补充;传输速度较慢;产品相对较贵4.3计算机广域网●广域网(W AN):跨越很大地域范围(从几十公里到几千公里)并包含大量计算机的一种计算机网络●从功能来说,广域网与局域网并无本质区别,只是由于数据传输速率相差很大,一些在局域网上能够实现的功能在广域网上可能效果欠佳●广域网的按用途可分为:专用广域网:由机构或组织自行构建,用于处理特定事务(如政府网、金融网、教育网、军事网等)公用数据网:由网络服务提供商(如电信局、有线电视台)构建,用于为社会公众提供数据通信服务的营运性网络专用网●按构建方式专用网可分为:电话网连接;专线连接;虚拟专网●电话网连接:通过电话网连接远程计算机⏹传输数据时必须使用调制解调器把数字信号调制成模拟音频信号进行传输⏹采用电路交换方式进行数据传输电路交换:通信时计算机先进行拨号,电话网中的交换机为发送节点和接收节点建立一条临时的通信链路供通信双方使用,一旦通信完毕,通信链路拆除。
⏹优点:实现简单,建立一次连接可以传送大量数据⏹缺点:线路利用率低,数据传输速度慢,通信质量不稳定,费用较高●专线连接:租用电信局的中速或高速的数字远程通信线路建立专门的点到点连接⏹应用:用作政府网、金融网、科技网等广域网中的主干线路⏹优点:实现每周7天、每天24小时的不间断通信;费用取决于容量和跨越的距离⏹缺点:租用专线的费用较高●虚拟专网(VPN):采用隧道技术以及加密、身份鉴别等方法,在公用骨干网的基础上构建逻辑上的专用网络,效果如同租用专线一样。
⏹优点:节省费用、运行灵活、易于扩展、易于管理4.3.2 公用数据网●公用数据网:电信部门组建的公用数据网,向公众提供数据通信服务。
⏹公用数据网是国家的公用通信基础设施之一,由国家统一建设、管理和运营。
⏹数据通信网采用分组交换技术●分组交换(Packet Switching):也称包交换,节点计算机将要传输的数据划分成若干个小块,为每小块数据附加上地址、编号等有关信息组成了一个“包”,然后以包为单位进行传输。
●分组交换的实现:使用分组交换机根据路由表存储转发数据存储转发:每个节点交换机有多个与外部线路相连的端口,交换机在接收数据包后,查找转发表找出某个目的地址应从何端口转发,按去向的不同将数据包送入不同的缓冲区排队(存储),一旦转发机构发现某个端口空闲时,就从相应的缓冲区取出一个数据包发送到下一个分组交换机(转发)路由表:包含到达所有可能目的地计算机的下一站交换机位置,而且下一站交换机位置必须是指向目的地的最短路径网络中计算机的物理地址:[交换机编号,计算机所连交换机端口号]各交换机的路由表通过软件计算得到,网络中的计算机发生变化时路由表会自动更新●分组交换与存储转发的过程:1.发送数据的计算机将包发给它所连接的分组交换机;2.交换机每收到一个包,就检查该包的目的地地址:◆若数据包目的地是直接与之相连的计算机,交换机就将包发往该计算机;◆若目的地不是本分组交换机上的计算机,则根据路由表选择一个输出端口,通过连接该端口的高速数字线路转发给另一台交换机;3.下一台交换机收到数据包之后,重复过程2直到数据包到达目的计算机为止4.4 因特网的组成网络互连与TCP/IP协议●因特网是覆盖全球的最大的计算机广域网,它由大量的局域网、城域网和广域网互连而成。