第4章 网络互联技术 41 网络互联基本概念 随着网络应用的普及,社会上
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网络互联与通信协议的基本知识随着互联网的普及,我们越来越离不开网络互联和通信协议。
它们是我们日常生活中浏览网页、发送电子邮件、在线购物等等的基础。
本文将为大家详细介绍网络互联与通信协议的基本知识。
一、网络互联在了解通信协议之前,我们先来了解一下网络互联。
网络互联,简单来说,是将不同的网络连接到一起,实现信息的传递和共享。
互联网就是一个最具代表性的网络互联系统,它将全球各个网络连接起来,形成一个巨大的信息交流平台。
网络互联主要通过两种方式实现:广域网和局域网。
广域网(Wide Area Network,简称WAN)是由多个局域网(Local Area Network,简称LAN)互相连接而成的。
广域网通常涉及地理范围更广的网络,如不同城市之间的连接,而局域网则通常限定在小范围内,如家庭、办公室或学校。
较大规模的互联网是通过将广域网与广域网相连接而形成的。
二、通信协议通信协议是网络互联的基础,它规定了信息在网络中的传输方式和规则。
我们常听到的TCP/IP就是最常用的通信协议之一。
TCP/IP是互联网的核心协议,它包括两个部分:传输控制协议(Transmission Control Protocol,简称TCP)和因特网协议(Internet Protocol,简称IP)。
TCP和IP分别负责网络连接的管理和数据传输的控制。
IP是负责将数据从源地址传输到目标地址的部分,它通过IP地址来标识不同的设备。
而TCP则负责将数据分割成一些小的数据包,并确保它们顺序地送达目标地址。
这样,即使在网络传输过程中出现错误或数据丢失,TCP也可以进行纠正和重传。
除了TCP/IP,我们还要了解其他常见的通信协议,如HTTP、FTP、SMTP等。
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)是一种用于在网络上传输超文本的协议,它是我们在浏览器中浏览网页时使用的协议。
FTP(File Transfer Protocol)则是用于文件传输的协议,我们可以通过它下载或上传文件。
互联网基础知识互联网是如今社会不可或缺的一部分,它已经成为了人们工作、学习、交流和娱乐的重要工具。
作为一个成熟的互联网用户,有一些基础知识是必备的。
本文将介绍一些关于互联网的基础知识,帮助读者更好地了解并使用互联网。
首先,我们需要了解什么是互联网。
互联网是一个全球性的计算机网络,它将全球各地的计算机连接在一起,使得它们能够互相通信和交换信息。
互联网的基本构成部分包括服务器、路由器、交换机、光缆等。
通过这些设备,互联网用户可以实现电子邮件、网上购物、在线娱乐、社交网络等功能。
其次,我们需要了解互联网的工作原理。
互联网使用的是一种称为TCP/IP的网络协议,它将数据分割成小的数据包,并通过互联网传输。
当我们在浏览器中输入一个网址时,浏览器会向服务器发送请求,服务器接收到请求后,会将网页等信息分割成数据包,并通过互联网传输到用户的电脑上。
用户的电脑会将这些数据包重新组装成完整的网页,并在浏览器中显示出来。
同时,我们还需要了解一些常用的互联网协议。
除了TCP/IP协议外,HTTP也是互联网上常用的协议之一。
HTTP是一种用来传输超文本的协议,比如我们使用的网页、图片、视频等都是通过HTTP协议来传输的。
除了HTTP协议外,还有FTP协议、SMTP协议等。
这些协议都是为了方便不同设备之间的数据交换而设计的。
除了了解互联网的基本知识,我们还需要学会如何安全地使用互联网。
随着互联网的普及和发展,网络安全问题也越来越受到关注。
为了保护自己的隐私和信息安全,我们需要学会使用强密码来保护自己的账号和设备。
同时,我们还需要注意识别和防范网络钓鱼、网络病毒等安全威胁。
另外,我们还需要学会关注自己的在线行为,不轻易泄露个人信息和隐私。
最后,我们还要注意互联网的使用礼仪。
在使用互联网时,我们需要尊重他人的知识产权和隐私权。
不随意复制和传播他人的作品,不随意发布他人的隐私信息。
同时,我们还要学会文明上网,不散布谣言、不恶意攻击他人等。
网络互联的基本概念网络互联,简称网联,是指通过通信设备和协议将多个计算机网络连接在一起的过程,使得这些网络之间可以进行数据传输和资源共享。
在现代信息化时代,网络互联已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
本文将从网络互联的概念、基本原理和应用领域等方面进行论述。
一、概念网络互联是指将多个计算机网络通过链路或网关进行连接,使之形成一个大的网络系统。
网络互联可以实现多个网络之间的数据传输、资源共享和应用扩展等功能。
这种连接方式可以是有线的,比如通过电缆、光纤等物理链路连接;也可以是无线的,比如通过无线局域网(WLAN)、蓝牙等无线技术进行连接。
二、基本原理网络互联的基本原理包括寻址、路由和传输协议等。
寻址是指网络中每个设备都需要有一个唯一的标识符,以便可以正确地将数据发送到目的地。
常见的网络寻址方式有IP地址和MAC地址等。
路由是指根据网络中设备之间的连接关系和路由表等信息,选择最佳路径将数据包传输到目的地。
传输协议是指在网络互联中规定设备之间进行数据传输的方式和规则,例如TCP/IP协议簇。
三、应用领域网络互联广泛应用于各个领域,为人们的生活和工作带来了极大的便利和效益。
以下列举几个典型的应用领域:1. 互联网:互联网是网络互联的典型应用,它将全球各个地区的计算机网络连接在一起,成为世界上最大的信息网络。
通过互联网,人们可以进行网上购物、在线娱乐、社交网络等活动。
2. 企业内部网络:许多企业内部都建立了局域网(LAN)或广域网(WAN),将各个部门和分支机构的计算机网络连接在一起,实现内部信息系统的集中管理和资源共享。
3. 移动通信:移动通信网络通过基站和千兆光纤等无线设备实现了移动终端之间的互联互通。
人们可以通过手机、平板电脑等设备进行语音通话、短信传送、移动互联网访问等。
4. 智能家居:随着物联网技术的发展,家居设备可以通过网络互联,实现智能化的控制和管理。
例如,人们可以通过手机远程控制家中的灯光、空调、摄像头等设备。
计算机网络互联计算机网络互联在当今数字化时代变得越来越重要。
随着全球互联网的普及以及各种智能设备的快速发展,计算机网络互联已经成为现代社会的基础。
本文将重点讨论计算机网络互联的重要性、应用领域以及未来发展趋势。
一、计算机网络互联的重要性计算机网络互联的重要性在于它提供了实时信息交流和资源共享的能力。
通过计算机网络,人们可以随时随地获取所需的信息,并与世界各地的人进行实时交流。
这不仅提高了工作效率,还促进了人们之间的交流和合作。
此外,计算机网络互联还扮演着连接各种智能设备的桥梁。
通过计算机网络,我们可以将手机、电视、家庭电器等智能设备连接到互联网,并实现远程控制和无缝的信息传递。
这为智能家居、智慧城市等领域的发展提供了基础。
二、计算机网络互联的应用领域1. 互联网通信互联网通信是计算机网络互联最常见的应用之一。
通过电子邮件、即时通讯软件、社交媒体等工具,人们可以随时随地与他人进行交流。
这不仅改变了人们的生活方式,也极大地促进了商务合作和社交交流。
2. 在线娱乐和游戏计算机网络互联也广泛应用于在线娱乐和游戏领域。
通过互联网,人们可以在线观看电影、听音乐、玩游戏等。
在线游戏更是成为一种新的社交方式,玩家可以通过网络与全球各地的其他玩家进行虚拟游戏互动。
3. 远程办公和教育随着云计算和视频会议技术的快速发展,远程办公和教育越来越流行。
通过计算机网络互联,员工可以在家办公,学生可以通过视频会议参加远程教育课程。
这不仅提高了工作和学习的灵活性,还减少了时间和空间上的限制。
4. 物联网和智能设备计算机网络互联是实现物联网和智能设备的基础。
物联网通过计算机网络将各种智能设备连接起来,实现对设备的远程监控和控制。
智能家居、智慧城市等应用正是基于计算机网络互联的发展而来。
三、计算机网络互联的未来发展趋势1. 5G技术的应用5G技术具有更高的传输速度和更低的延迟,将进一步推动计算机网络互联的发展。
通过5G网络,人们可以更快速地传输大量数据,并实现更多智能设备的互联。
初中信息技术教案计算机网络与互联网的基本概念计算机网络与互联网的基本概念计算机网络是现代社会中非常重要的信息传输和共享工具,而互联网作为其中最具代表性的一种网络形式,更是深刻地改变了我们的生活方式。
在初中信息技术教学中,了解计算机网络与互联网的基本概念对于学生们理解和掌握现代科技的发展趋势至关重要。
本文将就计算机网络与互联网的基本概念进行详细介绍。
一、计算机网络的基本概念计算机网络是将多台计算机通过通信设备和网络介质连接起来,实现信息交换和资源共享的系统。
计算机网络可以按照规模分为局域网、城域网和广域网等。
局域网是较小范围内连接的计算机网络,如家庭或办公室内的网络;城域网则是连接城市范围内的网络;广域网覆盖更大范围,可以跨越不同地域。
计算机网络中的通信设备包括路由器、交换机和集线器等。
路由器是连接不同网络之间的设备,负责将信息传递给目标网络;交换机则负责在同一网络内的计算机之间进行信息传输;集线器是一种简单的连接设备,主要用于连接多台计算机。
二、互联网的基本概念互联网是全球最大的计算机网络,它通过广域网将全球各地的计算机连接在一起。
互联网的基础是TCP/IP协议,它是一种通信协议,定义了计算机之间进行通信的规则。
通过互联网,我们可以通过浏览器访问网页、发送电子邮件、在线聊天等。
互联网还包括一些特殊的服务,如电子邮件、FTP和WWW等。
电子邮件是一种通过互联网进行电子信息传递的服务,它的特点是快速、便捷和可靠;FTP(文件传输协议)是一种在互联网上进行文件传输的协议,它可以用来上传和下载文件;WWW(万维网)是一种通过浏览器浏览网页的服务。
三、计算机网络与互联网的关系计算机网络是互联网的基础,互联网是各种计算机网络的集合。
简单来说,互联网就是一个包含了众多计算机网络的大网络。
我们可以将计算机网络比喻为互联网的“小分支”。
通过计算机网络,我们可以连接到互联网,获取更广阔的资源和信息。
四、计算机网络与互联网的应用计算机网络与互联网的应用广泛而多样。
网络互联知识点总结一、网络互联基本概念网络互联是指将多个独立的网络通过一定的协议和技术连接在一起,实现信息的交换和资源的共享。
在互联网时代,网络互联已经成为了信息社会的基础设施,它极大的改变了人们的生活和工作方式。
网络互联的基本概念包括:1. 互联网:互联网是由多个地理位置分散的计算机网络通过一定的规则和协议相互连接在一起而形成的一个全球性的网络系统。
互联网是目前全球最大的计算机网络,它包括了许多不同的互联网服务,如万维网、电子邮件、文件传输等。
2. 网络协议:网络协议是一套规定了数据通信、传输、路由和以及网络设备之间通信协议的集合。
常见的网络协议包括TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
网络协议是网络互联的基础,它为计算机和网络设备之间的通信提供了统一的规范。
3. 路由器:路由器是连接多个网络,并在这些网络之间进行数据转发的设备。
它能够识别目标地址,并将数据包发送到正确的目的地。
路由器在Internet中起到了非常重要的作用,它是网络互联的关键设备之一。
4. 客户端和服务器:在网络互联中,客户端是指用户在自己的计算机上通过网络请求和接收服务的设备,而服务器是指提供服务的计算机。
客户端通过发送请求到服务器,服务器处理请求后将结果返回给客户端。
5. IP地址和域名:IP地址是指用来唯一标识网络上的设备的地址,它由四个用点隔开的十进制数组成,如192.168.1.1。
域名是在互联网上的地址名称,它是一个便于记忆的字符串,通常用来指向特定的IP地址。
二、局域网、广域网和Internet1. 局域网(LAN):局域网是在一个较小的范围内相互连接的计算机网络。
它通常是在一个办公室、学校或者住宅区域内建成的,可以通过网线或者无线技术连接在一起。
局域网可以实现资源共享、文件传输和打印等功能。
2. 广域网(WAN):广域网是连接在较大地理范围内的计算机网络,它可以由多个局域网或者单独的计算机连接在一起组成。
互联网基础知识在当今的信息时代,互联网已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从工作学习到娱乐休闲,从社交沟通到购物消费,互联网几乎无处不在,深刻地改变着我们的生活方式和社会运行模式。
那么,什么是互联网?它是如何工作的?又有哪些常见的应用和技术呢?接下来,让我们一起走进互联网的世界,了解一些互联网的基础知识。
互联网,简单来说,就是一个由无数计算机和网络设备连接而成的全球性网络。
它允许世界各地的人们通过电子设备进行信息的交流、共享和获取。
互联网的工作原理基于一系列的技术和协议。
其中,最重要的概念之一就是“IP 地址”。
每台连接到互联网的设备都被分配了一个唯一的IP 地址,就像我们每个人都有一个独特的身份证号码一样。
通过这个地址,数据能够准确地在网络中传输和到达指定的设备。
另一个关键的组成部分是“域名系统(DNS)”。
我们在浏览网页时,通常输入的是易于记忆的域名,比如“”。
而 DNS 就负责将这些域名转换为对应的 IP 地址,从而让我们能够访问到相应的网站服务器。
当我们在浏览器中输入一个网址并按下回车键时,会发生一系列复杂的过程。
首先,浏览器会向 DNS 服务器发送请求,获取该网址对应的 IP 地址。
然后,它会向该 IP 地址所在的服务器发送请求,请求获取网页的相关数据。
服务器收到请求后,会将网页的代码、图片、视频等内容发送回我们的设备。
浏览器接收到这些数据后,会对其进行解析和渲染,最终呈现出我们所看到的网页。
互联网的应用非常广泛。
电子邮件是其中最古老也是最常用的应用之一。
通过电子邮件,我们可以快速、便捷地与世界各地的人进行文字交流,发送文件和资料。
社交媒体的出现则极大地改变了人们的社交方式。
像微信、微博、Facebook 等平台,让我们能够与朋友、家人保持密切联系,分享生活中的点滴,还能获取各种信息和新闻。
在线购物也是互联网带来的重大变革之一。
我们可以在家中轻松浏览各种商品,比较价格和品质,然后下单购买,商品会直接送到家门口。
网络与互联网基础知识现如今,网络与互联网已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
它们为我们带来了便利和无限的可能性,但是你真的了解网络与互联网的基础知识吗?本文将深入探讨网络与互联网的基本概念、组成部分以及其工作原理。
一、网络与互联网的定义网络是指由多个计算机通过通信线路互相连接起来,实现资源共享和信息传输的系统。
它可以是局域网(LAN)或广域网(WAN)的形式存在。
而互联网则是全球多个计算机网络互相连接而成的庞大网络,其主要目的是为了全球范围内的信息交流和资源共享。
二、网络与互联网的组成部分1. 客户端:也称终端设备,是指个人电脑、手机、平板等用于访问互联网的设备。
2. 服务器:是指提供存储和处理请求的计算机,它们承担着互联网上的各种服务和应用。
3. 路由器:是网络中的设备,用于将数据包从源地址传输到目标地址,它们在网络之间起到桥梁的作用。
4. 网络协议:是指用于在计算机之间进行通信的规则和约定,如TCP/IP协议。
5. 域名系统(DNS):将IP地址与域名进行映射,方便用户通过域名访问网站。
6. 网络安全设备:包括防火墙、入侵检测系统等用于保护网络安全的硬件和软件。
三、网络与互联网的工作原理网络与互联网的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 数据传输:当用户在客户端输入请求时,数据将通过网络传输到服务器,服务器接收并处理请求。
2. 路由定位:在传输过程中,路由器将根据IP地址将数据包传输到目标地址所在的网络。
3. 数据解析:服务器接收到数据后,会对数据进行解析和处理,并将相应的内容返回给用户。
4. 数据显示:客户端接收到服务器返回的数据,并将其显示在用户的终端设备上。
四、常见的网络与互联网应用1. 电子邮件(Email):用于在网络上发送和接收电子邮件,成为了人们重要的沟通工具。
2. 网页浏览器(Web Browser):如Chrome、Firefox等,用于访问和浏览网页。
3. 即时通信工具(Instant Messaging):如QQ、微信等,用于实时聊天和文件传输。
计算机网络互联基础知识计算机网络是现代社会不可或缺的组成部分,它使得各种设备和系统能够互相连接和通信。
在这份文档中,我们将介绍计算机网络互联的基础知识。
1. 什么是计算机网络互联计算机网络互联是指将多台计算机或设备通过通信链路连接在一起,形成一个相互通信和共享资源的网络。
互联的计算机可以是个人电脑、服务器、路由器、交换机等。
互联的目的是为了实现数据的传输和资源的共享,使得用户能够方便地访问远程设备和数据。
2. 计算机网络互联的基本要素计算机网络互联的基本要素包括:- 通信链路:它是互联设备之间传输数据的介质,可以是物理媒介如电缆、光纤,也可以是无线信号。
通信链路:它是互联设备之间传输数据的介质,可以是物理媒介如电缆、光纤,也可以是无线信号。
- 网络设备:包括路由器、交换机等,用于控制和管理数据的传输和路由。
网络设备:包括路由器、交换机等,用于控制和管理数据的传输和路由。
- 协议:它是计算机网络中的通信规则和约定,确保不同设备之间能够正确地交换和理解数据。
协议:它是计算机网络中的通信规则和约定,确保不同设备之间能够正确地交换和理解数据。
- 网络拓扑:是指计算机网络中设备互联的结构和布局,常见的拓扑结构有星型、总线型、环型等。
网络拓扑:是指计算机网络中设备互联的结构和布局,常见的拓扑结构有星型、总线型、环型等。
3. 计算机网络互联的类型计算机网络互联可以按照规模和范围划分为不同类型:- 局域网(LAN):是一种较小范围的网络,通常覆盖一个办公室、学校或建筑物内部。
局域网可以通过物理媒介或无线信号实现设备之间的互联。
局域网(LAN):是一种较小范围的网络,通常覆盖一个办公室、学校或建筑物内部。
局域网可以通过物理媒介或无线信号实现设备之间的互联。
- 广域网(WAN):是一种覆盖较大范围的网络,通常跨越城市、国家甚至全球。
广域网通过电信运营商提供的通信链路连接各个设备。
广域网(WAN):是一种覆盖较大范围的网络,通常跨越城市、国家甚至全球。
课题网络互联技术(一)——网络互联概述与网络互连介质课时2课时(90 min)教学目标知识技能目标:(1)理解网络互连的主要原因(2)掌握网络互连的类型(3)了解实现网络互连的基本要求(4)掌握双绞线的组成结构与传输特性(5)掌握双绞线的分类与特点(6)掌握同轴电缆的分类与特点(7)掌握光纤的传导机理与分类(8)理解光纤通信技术(9)掌握无线传输介质的种类思政育人目标:体会网络互联技术的发展为现实生活带来的巨大改变,帮助学生增长知识、丰富见识,培养学生珍惜学习时光的习惯,鼓励学生努力追求真理的科学精神,为实现民族复兴的伟大愿望而奋斗。
教学重难点教学重点:网络互连的主要原因、网络互连的基本要求、网络互联介质教学难点:网络互联技术的内涵、双绞线的组成结构与传输特性、光纤的传导机理教学方法问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、文旌课堂APP教学设计第1节课:考勤(2 min)→问题导入(5 min)→传授新知(28 min)→课堂互动(10 min)第2节课:问题导入(5 min)→传授新知(35 min)→课堂小结(3 min)→作业布置(2 min)教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课考勤(2 min)1.【教师】使用文旌课堂APP进行签到2.【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性,掌握学生的出勤情况问题导入(5 min)1.【教师】通过信息孤岛提出以下问题:引导学生主动思考,激发学生的学习兴趣信息孤岛中,数据孤岛是最普遍的形式,存在于所有需要进行数据共享和交换的系统之间。
随着企业计算机技术运用的不断深入,不同软件间,尤其是不同部门间的数据信息不能共享,设计、管理、生产的数据不能进行交流,数据出现脱节,即产生信息孤岛,势必给企业的运用带来信息需要重复多次的输入、信息存在很大的冗余、大量的垃圾信息、信息交流的一致性无法保证等困难。
思考:我们有哪些方法可以减轻信息孤岛带来的影响呢?2.【学生】聆听、思考3.【教师】通过学生的回答引入要讲的知识传授新知(28 min)4.【教师】结合教材讲解网络互联技术概述随着计算机技术、通信技术和计算机网络技术的飞速发展,以及计算机网络的广泛应用,单一的网络的环境已经不能满足社会对信息的需求,往往还需要将多个相同或不同类型的计算机网络相互连接在一起,组成规模更大、功能更强的网络,以实现更广泛的资源共享和信息交流。
网络互联与云计算的基础概念随着信息技术的快速发展,网络互联和云计算已经成为现代社会的重要组成部分。
本文将对网络互联和云计算的基础概念进行介绍和解释,并探讨它们在现代社会中的重要性和应用。
网络互联是指将不同的计算机、设备和网络连接起来,创建一个统一的通信架构。
通过互联网和局域网等网络技术,不同计算机之间可以进行数据交换、资源共享和通信。
网络互联已成为现代社会信息传输和交流的基础。
云计算是一种基于互联网的分布式计算模型,通过在大量的计算机上共享计算资源,提供灵活、可扩展和经济高效的计算服务。
云计算通过虚拟化技术将计算资源进行抽象,用户可以根据需要按需使用计算资源,无需关注底层的硬件和软件细节。
网络互联和云计算密切相关,云计算依赖于网络互联的基础设施。
互联网的普及和高速网络的发展为云计算提供了便利的条件。
云计算通过互联网提供计算资源和服务,用户可以通过网络连接到云平台,使用云服务进行计算和存储。
网络互联与云计算的重要性体现在多个方面。
首先,在商业领域,网络互联和云计算为企业提供了更高效和灵活的业务解决方案。
企业可以通过云计算获得更具成本效益的资源,轻松扩展业务规模并减少IT投资。
另外,网络互联和云计算也促进了信息的共享和协作,加速了商业流程和决策的执行。
其次,在教育和学习领域,网络互联和云计算提供了更广泛的学习资源和教学工具。
学生可以通过网络互联进行在线学习,获得全球范围的教育资源。
教育机构可以利用云计算提供在线教育平台,实现教学资源的共享和智能化管理。
此外,在科学研究和创新领域,网络互联和云计算为科学家和研究人员提供了强大的计算和存储能力。
科学家可以通过云计算进行模拟、分析和数据处理,加速科学研究的进展。
网络互联也使得科学家可以共享数据和结果,加强国际间的科学合作。
最后,在社交和娱乐领域,网络互联和云计算改变了人们的生活方式。
人们可以通过互联网进行在线社交、娱乐和购物,享受更加便捷和多样化的服务。
社交媒体和视频流媒体平台利用云计算技术提供了大规模的用户访问和内容传输能力。
网络技术的基本原理与核心概念解析随着互联网的普及和发展,网络技术已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
从我们使用的智能手机到我们在家里使用的智能家居设备,网络技术无处不在。
那么,网络技术的基本原理和核心概念是什么呢?本文将对此进行解析。
首先,我们来了解一下网络技术的基本原理。
网络技术的基本原理是建立在计算机网络的基础上的。
计算机网络是指将多台计算机通过通信设备连接起来,形成一个可以相互传输数据和共享资源的系统。
而网络技术则是为了实现计算机网络的连接和通信而产生的一系列技术手段和方法。
网络技术的核心概念之一是IP地址。
IP地址是用来唯一标识一个计算机或网络设备的地址。
它由32位或128位的二进制数字组成,可以表示为四个十进制数,每个数范围在0到255之间,用点分隔。
IP地址的作用是在网络中找到目标设备并进行通信。
例如,当我们在浏览器中输入一个网址时,浏览器会将网址转换为对应的IP地址,然后通过网络将请求发送到目标设备。
另一个核心概念是子网掩码。
子网掩码是用来区分网络地址和主机地址的一串二进制数字。
它与IP地址进行逻辑与运算,可以得到网络地址。
子网掩码的作用是帮助计算机确定本地网络和外部网络的范围,从而实现网络通信。
除了IP地址和子网掩码,网络技术还涉及到路由器和交换机等设备。
路由器是用来连接不同网络的设备,它可以根据IP地址和路由表来选择最佳路径将数据包转发到目标设备。
交换机则是用来连接同一网络中的设备,它可以根据MAC地址来转发数据包。
路由器和交换机是网络中的核心设备,它们的性能和配置对网络的传输速度和稳定性有着重要影响。
此外,网络技术还涉及到协议的概念。
协议是一种规则或约定,用于控制计算机之间的通信。
常见的网络协议有TCP/IP协议和HTTP协议等。
TCP/IP协议是互联网通信的基础协议,它规定了计算机之间如何建立连接、传输数据和断开连接。
HTTP协议则是用来在客户端和服务器之间传输超文本的协议,它是万维网的基础。
第4章网络互联技术4.1 网络互联基本概念随着网络应用的普及,社会上各个单位的内部网络为了各自的应用需要纷纷建立起来,如何让这些资源能够共享,单位内部的网络、单位之间的网络甚至城市与城市之间、国家与国家之间的网络都有连接的需要,于是就有了网络互联的技术产生,并迅速发展壮大,直到产生了如今连接范围覆盖全世界的互联网络,网络互联技术仍在不断更新提高。
4.1.1 网络互联的基本概念网络互联就是将分布在不同地理位置、相同或不同类型的计算机网络连成一个网,进行高速数据通信,实现资源(包括硬件、数据和软件)共享和分布处理。
为了数据分组在不同的网络之间实现源到目标有效的传输,网络互联技术需要提供多方面的功能和服务。
首先,需要规定传输数据单元的类型和格式,这种协议数据单元称为分组(packet),和其他网络的协议数据单元类似,分组是网络互联议功能的集中体现,其中要包括实现网络互联所必需的控制信息如收发双方的网络地址等。
其次,要了解通信子网的拓扑结构,从而能进行最佳路径的选择,最佳路径选择又被称为路由(Routing);第三,在选择路径时还要注意既不要使某些路径或通信线路处于超负载状态,也不能让另一些路径或通信线路处于空闲状态,即所谓的拥塞控制和负载平衡;当网络带宽或通信子网中的路由设备性能不足时都可能导致拥塞。
另外,当源主机和目标主机的网络不属于同一种类型时,网络层还要能协调好不同网络间的差异即所谓解决异构网络数据传输的问题。
根据OSI网络分层的定义,网络互联的功能与服务主要在网络层实现,网络层为上层的传输层提供分组传输服务还要做到:服务与通信子网技术无关,即通信子网的数量、拓扑结构及类型对于传输层是透明的;传输层所能获得的地址应采用统一的方式,以使其能跨越不同的LAN 和W AN。
OSI和TCP/IP的体系结构中,网络层设计的基本目标就是实现网络互联。
4.1.2 网络互联的层次网络互联技术将源主机发出的分组经由各种网络路径到达目的主机,其中向下使用了数据链路层所提供的相邻节点之间的数据传输服务,向上为传输层提供了从源到目标的数据传输服务。
为网络互联定义的网络层是处理端到端(end to end)数据传输的最低层,同时又是通信子网的最高层。
如图4.1 所示,资源子网中的主机具备了OSI 模型中所有七层的功能,但通信子网中的主机因为只涉及通信问题而只拥有OSI 模型的下三层。
所以网络层被看成是通信子网与资源子网的接口,即通信子网的边界。
图4.1网络互联的层次结构网间互联的复杂性取决于要互联的网的帧、分组、报文和协议的差异程度。
一般局域网间互联由于在传输层以下,大多采用中继器和桥。
网桥工作在数据链路层,透明网桥用于同种类型的LAN的互联,改变封装的网桥有能力改变每种通信协议所规定的数据包的封装。
交换式集线器工作在数据链路层,有些具有路由功能的三层交换机工作在网络层,它们除普通集线器的功能外,还能以高的数据速率实现不同类型的局域网互联。
广域网间的互联主要是扩大数据通信网的连通范围,由于协议差异很大,一般采用路由器,工作在网络层,并且可以利用公共传输系统联网。
在广域网内,这些结点交换机和它们之间的链路一般由电信部门提供,网络由多个部门或多个国家联合组建而成,并且网络的规模很大,能实现整个网络范围内的资源共享。
另外,从体系结构上看,局域网与广域网的差别也很大,局域网的体系结构其主要层次有物理层和数据链路层两层,而广域网目前主要采用是TCP/IP体系结构,所以它的主要层次是主机网络层、互联层、运输层和应用层,其中网络层的路由选择问题是广域网首先要解决的问题。
在现实世界中,广域网往往由许多种不同类型的网络互连而成。
4.1.3 网络互联的分类根据互相联接的网络之间类型,网络互联可以分为同类型网络相连和异类型网络相连。
根据互相联接的网络之间距离的远近,可分为局域网间互联(LAN-LAN)、局域与广域网相连(LAN-WAN N)和广域网间互联(WAN-WAN)。
根据通信传输方式来分,网络层提供给传输层的服务有面向连接和面向无连接两种形式。
简单地说,所谓面向连接就是指在数据传输之前双方需要为此建立一种连接,然后在该连接上实现有次序的分组传输,直到数据传送完毕连接才被释放;面向无连接则不需要为数据传输事先建立连接,其只提供简单的源和目标之间的数据发送与接收功能。
此外,网络互联不同的实现方式还取决于通信子网的内部结构,面向无连接的服务在通信子网内通常以数据报(datagram)方式实现。
在数据报服务中,每个分组都必须提供关于源和目标的完整地址信息,通信子网根据地址信息为每一个分组独立进行路径选择。
面向连接的服务则通常采用虚电路(virtual circuit,简称VC)方式实现。
虚电路是指通信子网为实现面向连接服务而在源与目标之间所建立的逻辑通信链路。
虚电路服务的实现涉及三个阶段,即虚电路建立、数据传输和虚电路拆除三个阶段。
4.2 网络互联解决方案面向连接的网络服务(虚电路)和无连接的网络服务(数据报)是网络互联技术中两种不同的实现方式和技术发展方向。
虚电路服务的思路来源于传统的电信网,电信网将其用户终端(电话机)做得非常简单,而电信网负责保证可靠通信的一切措施,因此电信网的节点交换机复杂而昂贵。
数据报服务力求使网络在恶劣的环境下仍可工作,并使对网络的控制功能分散,因而只能要求提供尽最大努力的服务,这种网络要求使用较复杂且有相当智力的计算机作为用户终端,可靠通信由用户终端中的软件(即TCP)来保证。
OSI网络七层定义中的网络层倾向于面向连接的网络服务,而TCP/IP网络结构中的网络层(IP层)则采用无连接的网络服务。
4.2.1 面向连接的解决方案面向连接的解决方案的特点是:一经建立连接就要赋予虚电路号,它反映信息的传输通道,这样在传输信息报文分组时,就不必再注明源站和目的站的全部地址,相应地缩短了信息量,所以采用虚电路服务就必须有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。
它不会发生报文丢失或重复的情况。
虚电路服务在双方进行通信之前,必须首先由源站发出一个请求的报文分组(在该报文分组中要有源站和目的站的全部地址),请求与目的站建立连接,当目的站接受这个请求后,也发出一个报文分组作为应答,这样双方就建立起来数据通路,然后双方可以传送信息,当双方通信完成之后需要拆除这个建立的连接。
4.2 面向连接的网络服务面向连接的解决方案有以下优点:1、面向连接服务可以迅速建立路由。
在呼叫建立阶段,就可以开始查看复杂的地址,然后为呼叫指定一个小的标识符。
当路由器在转发包时,就可以根据这个小的标识符来查看简单的路由表,从而迅速做出决定。
2、当网络接受一个呼叫时,它就应该义不容辞地提供一个合理的带宽。
拒绝新的呼叫请求的策略,会比降低目前正在进行的呼叫的服务质量要好得多。
3、面向连接的网络中,运输层处理统一的服务会更容易。
例如,如果网络独立地为每一个包计算路由(在无连接的网络中经常如此),运输层很难计算到目的端的来回时延(round-trip delay)(这一点很重要,当发送端没有收到目的端的确认信息时,需要根据这个延迟时间来判断是否需要重发包)。
另外一个例子是包大小。
我们很可能需要发送一个巨大的包,但是不同的链路类型提供了不同的最大包长。
路由器能够传输的最大包长等于沿着这个路由器的所有链路中最大包长的最小值。
在无连接网络中,包可能被具有不同最大包长要求的路由器转发。
而在大多数面向连接的网络中,所有的包都只经过一条路径,因此端节点可以知道该路径中的最大包长信息。
4、面向连接的网络层的接口要比无连接的网络层的接口简单,因为面向连接的网络层不需要复杂的运输层。
5、看起来面向连接的网络似乎不如无连接的网络可靠,因为如果这条路径出了故障,整个连接都失败了。
但是,在大多数的数据报网络中,路由协议需要花掉足够多的时间来检测出某条链路的故障,并计算出一条新的路径来替代它,以至于传输连接早已结束而中断。
4.2.2 面向非连接的解决方案无连接的数据报服务的特点是:某一主机想要发送数据就随时可以发送,每个报文分组独立地选择路由,这样做的好处是报文分组所经过的结点交换机不需要事先为该报文分组预先保留一些资源,而是对分组在进行传输时动态地分配给其资源。
由于每个报文分组走不同的路径,所以数据报服务不能保证先发送出去的报文分组先到达目的主机,也就是说这种数据报服务的报文分组不能按序交给目的主机,因此目的站就必须对收到的报文分组进行缓冲,并且重新组装成报文再传送给目的主机。
在无连接业务中,不要求对数据传输先建立端到端的连接。
因而不存在预先确定的数据通过网络必须走的通路。
这样在某些无连接业务中,数据可能以从源点发送不同的次序到达目的地。
4.2 面向非连接的网络服务关于网络层应当采用数据报服务还是虚电路服务,在网络界一直在进行争论,焦点是网络要不要提供网络端到端的可靠服务。
OSI在网络层采用了虚电路服务,Internet在网络层采用了数据报服务。
Internet能够发展到今天这样的规模,充分说明了在网络层提供数据报服务是非常成功的。
面向非连接的解决方案有如下优点:1、在面向连接的网络中,如果某个呼叫所在路径中发生了故障,网络就会自动地中断呼叫。
它不能判断哪些包已经达到了目的端,哪些包尚未到达;并且它不能恢复在发生故障的时刻,正处于发送途中的那些包。
因此,即便网络层宣称它可以提供可靠服务,该网络的运输层也需要做到全服务。
也就是说,面向连接的网络实际上提供了双重的努力。
2、无连接的网络层的接口要比面向连接的网络层的接口简单,即便需要充分地考虑运输层。
但如果第一条是正确的(即不管怎么说都需要一个全服务的运输层),则端节点在面向连接的网络中,其网络层编码会比端节点在无连接的网络中的网络层编码简单得多。
3、很多应用条件都不需要按顺序发送包。
对这些应用来说,包丢失是可以忍受的。
其中一个例子是语音包,一定百分比的语音包丢失是可以容忍的,但是延迟到达的语音包将毫无意义,可以直接抛弃。
而面向连接的网络中,经常延迟发送一个包,因为它需要等前面丢失的包重发完成以后才能发送下一个包。
包无须按序到达的另外一个例子是文件传输。
每个包都包含了足够多的信息,当这些包到达目的端时,可以立刻按正确顺序排列,然后存放在磁盘上。
当一个文件传输完成时,应用程序可以检查到哪个文件块丢失了,然后直接请求重发该文件块。
让这些包按顺序到达目的端毫无必要。
在D i g i t a l公司所做工作的基础上,已经制定了这样的协议8 0 2 . 1 e(组播负载协议,multicast load protocol)。
4、网络传输经常会超载,因此保留资源是一种浪费。
如果某个应用程序试图发送数据,然后又停了一段时间,接着再发送一些数据,当这个端节点没有发送数据时,网络为它所预留的那些带宽就被浪费掉了。