第7章 网络基础知识 讲课学时数： 南昌大学科学技术学院

本章概述 随着计算机网络的快速发展，人们渴望获得丰富资源的要求越来越强烈，计算机网络已成为影响人们日常学习、工作和生活的重要因素。 本章主要介绍了计算机网络的基础知识、Internet技术以及网络信息安全相关概念。

主要内容 计算机网络基础 局域网技术 Internet概述 网络信息安全

一、计算机网络基础 什么是计算机网络？ 计算机网络的发展阶段 计算机网络就是为了实现计算机之间的通信交往、资源共享和协同工作，采用通信手段，将地理位置分散的具有独立功能的许多计算机利用传输介质和网络设备连接起来使用某种协议能够实现数据通信和资源共享的计算机系统。 计算机网络的发展阶段 面向终端的网络 计算机互联网络 计算机网络互联阶段 信息高速公路

一、计算机网络基础 计算机网络的基本功能 计算机网络的主要功能是数据通信、资源共享 、远程传输 、集中管理 、实现分布式处理 、负载平衡等。 （其中最主要的功能就是数据通信和资源共享）

一、计算机网络基础 计算机网络的分类 按网络的网络规模和所跨越的地理位置分类 局域网（LAN） 城域网（MAN） 广域网（WAN) 按网络的拓扑结构进行分类 星形 环形 总线型 混合型 按传输介质分类 有线网 无线网

一、计算机网络基础 图7-1 星形拓扑结构图

一、计算机网络基础 图7-2 环形拓扑结构图

一、计算机网络基础 图7-3 总线型拓扑结构图

一、计算机网络基础 图 7-4 混合型拓扑结构图

一、计算机网络基础 计算机网络的主要性能指标 计算机网络系统构成 影响网络性能的因素有很多，如传输的距离、使用的线路、传输技术、带宽。计算机网络的主要性能指标是指带宽和时延。 计算机网络系统构成 网络的硬件组成 网络服务器、客户机、通信设备、传输介质 网络的软件组成 网络操作系统、客户机网络软件和网络通信协议

常见的传输介质 图7-5 无屏蔽双绞线 图7-6 铜轴电缆 图7-7 光缆

二、局域网技术 局域网的特点 主要特点有：传输速率高，一般为1Mbps--20Mbps，光纤高速网可达100Mbps，1000MbpS；支持传输介质种类多；通信处理一般由网卡完成；传输质量好，误码率低；具有规则的拓扑结构。 以太网技术 以太网（Ethernet）是最早的局域网技术，是一种基于总线形的广播式网络，以高速、低成本的巨大优势受到欢迎，是当前应用最广泛的一种局域网。 以太网是基于IEEE802.3标准建立的，其基本形式是以10Mbit/s的速度运行在总线拓扑结构上，近十年，以太网的传输速率从10Mbit/s发展到今天的100Mbit/s、1000Mbit/s、10Gbit/s，其发展速度相当惊人。

以太网技术 以太网的几种标准 以太网的帧结构 IEEE 802.3进行了详细的划分，规定了6种标准。分别是10Base－5、 10Base－2、10Base－T、 1Base－5、10Broad－36、10Base－F。 以太网的帧结构 根据IEEE 802.3的帧格式所制定的以太网帧结构如图7-8所示。 图 7-8 以太网帧格式

以太网技术 以太网媒体接入控制方式（CSMA/CD）

以太网的工作流程 (a)发送过程 (b)接收过程 图7-9 CSMA/CD工作流程图

二、局域网技术 无线局域网 无线局域网（WLAN）就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。 无线局域网利用电磁波在空气中发送和接受数据，是对有线联网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。 无线局域网的优点 安装便捷 使用灵活 经济节约 易于扩展 无线局域网的相关概念

三、Internet概述 Internet简介 从计算机网络体系结构的角度来看，Internet是一个国际性的广域网。Internet是由符合TCP/IP等网络协议，在全球范围内将各个计算机网络连接起来形成的互联网，它是目前全世界最大的网络，被称为“信息高速公路”。 Internet简介 Internet最早来源于美国国防部高级研究计划局DARPA的前身ARPA建立的ARPAnet，该网于1969年投入使用。最初，ARPAnet主要用于军事研究目的。 1983年，ARPAnet分裂为两部分：ARPAnet和纯军事用的MILNET。与此同时，局域网和其它广域网的产生和蓬勃发展对Internet的进一步发展起了重要的作用。其中，最为引人注目的就是美国国家科学基金会NSF建立的美国国家科学基金网NSFnet。NSFnet于1990年6月彻底取代了ARPAnet而成为Internet的主干网。 Internet已成为目前规模最大的国际性计算机网络。

三、Internet概述 Internet的接入方式 进入Internet是指把自己使用的计算机系统连到Internet的主干网内，获得Internet提供的各种服务。每一个用户使用的计算机系统和软硬件环境可能有较大的差异，如各种类型的计算机系统、局域网、单台微机等。进入Internet的方式有很多，但任何计算机系统或环境只要采用TCP/IP通信协议，通过公用通信网络均可以进入到Internet中。

常见的Internet接入方式 拨号互连方式 专线入网 无线入网 ADSL方案 局域网方式 广域网方式 （现在最常用的是拨号互连方式）

三、Internet概述 TCP/IP体系结构 网络体系结构概述 世界上第一个网络体系结构是美国IBM公司于1974年提出的，命名为系统网络体系结构（SNA）。之后，其它一些公司相继推出本公司的一套体系结构，并采用不同的名称。而不同公司的产品，由于网络体系结构的不同，很难互相连通。 为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织ISO于1978年提出了开放系统互联（OSI）参考模型。OSI有7层，从低到高依次称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。然而OSI模型比较完整，但也非常复杂，现在已基本不用。 美国国防部高级研究计划局（DOD-ARPA）于1969年提出的TCP/IP模型却得到了最广泛的应用。由于TCP/IP有大量的协议和应用支持，现在已成为事实上的标准。

图7-11 OSI参考模型与TCP/IP体系之间的关系 三、Internet概述 TCP/IP模型的层次结构 TCP/IP模型从低到高各层依次为网络接口层、网际层、传输层和应用层。除了网络接口层外，其它三层都明确定义了其功能、协议和实现方式。 TCP/IP体系与OSI参考模型的关系如图7-11所示: 图7-11 OSI参考模型与TCP/IP体系之间的关系

三、Internet概述 IP地址和域名 IP地址和域名是在Internet网络中对资源进行定位的一种技术手段，每台接入到Internet网络中的计算机都有一个唯一的IP地址。 IP地址 Internet上的每台主机(Host)都有一个唯一的IP地址。将IP地址的长度设为32位，分为4段，每段8位，用点分十进制表示方法，每段数字范围为0～255，段与段之间用句点隔开。

三、Internet概述 例如：32位 IP 地址点分十进制表示：10100110 01101111 00000001 00000110 表示为：166.111.1.6 Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络，即A、B、C、D、E共5类。常用的是A类B类和C类，而D类和E类为特殊地址。IP地址有两部分组成： 网络号和主机号。 A类：前8位表示网络号，后24位为主机号。 B类：前16位表示网络号，后16位为主机号。 C类：前24位表示网络号，后8位为主机号。

三、Internet概述 域名系统 因特网中利用计算机处理速度快和存储容量大的特点，允许用户使用另一种识别标志。这种标志与网络中的每一台主机的IP地址一一对应，不同的是这种标志由字符组成便于用户记忆。我们把这样的一种对应关系规则称为域名系统DNS(Domain Name System)。 DNS提供主机名与IP地址之间的转换服务,它是今天在 Internet 上成功运作的名字服务系统。 域名采用了层次树状结构的命名方法。域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用点隔开。形式如：三级域名.二级域名.顶级域名。如清华大学注册的域名为 tsinghua.edu.cn。各个分量分别代表不同级别的域名，各级域名由其上一级的域名管理机构管理，而最高的顶级域名则由因特网的有关机构管理。

域名结构图 例如：南昌大学科学技术学院注册的域名为ndkj.com.cn,其中cn为顶级域名，com为二级域名，ndkj为三级域名。 图7-12 域名结构图

四、 网络信息安全 网络安全概述 网络安全具有以下5个方面的特征： 保密性 完整性 可用性 可控性 可审查性 网络安全是指保护网络系统中的软件、硬件及信息资源，使之免受偶然或恶意的破坏、篡改和泄露，保证网络系统的正常运行、网络服务不中断。 网络安全具有以下5个方面的特征： 保密性 完整性 可用性 可控性 可审查性

四、 网络信息安全 常见的信息安全技术 通常保障网络信息安全的方法有两大类：以“防火墙”技术为代表的被动防卫型和建立在数据加密、用户授权确认机制上的开放型网络安全保障技术。 防火墙技术 数据加密技术

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