网络应用基础.ppt

《网络应用基础.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络应用基础.ppt（51页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、网络应用基础,智能交通系统研究所1003室 熊昌镇 电话:13718060846 Email: ,拥抱网络时代,你是一张无边无际的网 轻易就把我困在网中央 我越陷越深越迷惘 路越走越远越漫长 如何我才能捉住你眼光 ,课程简介,主要内容为： 计算机网络概论、数据通信基础、局域网的工作原理与组网技术、Internet基础与应用技术、网络安全技术、计算机网络的最新热点技术介绍。,具体包括,多媒体数据是如何通过网络进行传播？ 数据是如何进行编码与传输？ 在传输过程中出现了差错，该如何办？ 局域网的工作原理与组网？ Internet的通信？协议？ 网络的安全？(防火墙？病毒？) 多媒体安全技术？,学时及

2、考核方式。,课程学时总32学时 其中: 讲课(18)，上机实践(8)、实验(6)； 考核方式 平时成绩占40%（包括：课堂练习、课外练习、课堂提问、实践环节报告等）； 期末考试占60%(课程结束时进行)。,教材及参考书,教 材：计算机网络教程. 吴功宜，吴英编著.电子工业出版社，2007年. 参考书： 网络技术教程.郭艳玲等编. 北京航空航天大学业出版社，2002年. Interne技术基础.Douglas E. Comer著.机械工业出版社，2002年. 各种网络资源,Internet的起源和发展,关于信息和通信,信息是人与外界相互作用的过程中所交换的内容的名称。信息就是信息，既不是物质也不

3、是能量。(Wiener,1948) 。 信息积累及传输的速度决定人类文明发展水平，制约着人类经济活动效率和管理能力。 信息传递在几百万年的时间里从手口相传演进到电光火石，见证着文明与技术的成就。,关于信息和通信,通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流与传递，广义上，采用任何方法，使用任何媒质，将信息从一地传送到另一地，均可称为通信。 古代的烽火台 击鼓 驿站快马接力 信鸽 旗语等 现代的电信等。 现代通信实现了即时通信。,前电气时代最先进的无线通信,关于Internet,Internet是计算机交互网络的简称，又称网间网。 利用通信设备和线路将全世界上不同地理位置的功能相对独立的数以千万计

4、的计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议、网络操作系统等）实现网络资源共享和信息交换的数据通信网。,1、Internet的起源,从某种意义上，Internet可以说是美苏冷战的产物。 可追溯到1962年。 当时，美国国防部为了保证美国本土防卫力量和海外防御武装在受到前苏联第一次核打击以后仍然具有一定的生存和反击能力，认为有必要设计出一种分散的指挥系统： 系统由一个个分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后，其它点仍能正常工作，并且这些点之间，能够绕过那些已被摧毁的指挥点而继续保持联系。,1、Internet的起源,1969年，美国国防部远景研究规划局(Advanced Resea

5、rch Projects Agency)资助建立了一个名为ARPANET（即“阿帕网”）的网络，这个网络把 加利福尼亚大学洛杉矶分校、 加利福尼亚大学圣芭芭拉分校、 斯坦福大学， 盐湖城的犹它州州立大学 的计算机主机联接起来，位于各个结点的大型计算机采用分组交换技术，通过专门的通信交换机（IMP）和专门的通信线路相互连接。 这个阿帕网就是Internet最早的雏形。,1、Internet的起源,1972年，ARPANET网上的网点数达到40个。 网点彼此之间可以发送小文本文件（当时称这种文件为电子邮件，也就是我们现在的E-mail）和利用文件传输协议发送大文本文件，包括数据文件（即现在Inte

6、rnet中的FTP），同时也发现了通过把一台电脑模拟成另一台远程电脑的一个终端而使用远程电脑上的资源的方法，这种方法被称为Telnet。 E-mail，FTP和Telnet是Internet上较早出现的重要工具，特别是E-mail仍然是目前Internet上最主要的应用。,1、Internet的起源,80年代初期ARPA和美国国防部通信局研制成功用于异构网络的TCP/IP协议并投入使用； 1986年在美国国会科学基金会（National Science Foundation)的支持下，用高速通信线路把 分布在各地的一些超级计算机连接起来，以NSFNET接替ARPANET；进而又经过十几年的发展

7、形成Internet。 其应用范围也由最早的军事、国防，扩展到美国国内的学术机构，进而迅速覆盖了全球的各个领域，运营性质也由科研、教育为主逐渐转向商业化。,2、TCP/IP协议的产生,1972年，全世界电脑业和通讯业的专家学者在美国华盛顿举行了第一届国际计算机通信会议，就在不同的计算机网络之间进行通信达成协议。 会议决定成立Internet工作组，负责建立一种能保证计算机之间进行通信的标准规范（即“通信协议”）； 1973年，美国国防部也开始研究如何实现各种不同网络之间的互联问题。,2、TCP/IP协议的产生,至1974年，IP（Internet协议）和TCP（传输控制协议）问世，合称TCP/

8、IP协议。这两个协议定义了一种在电脑网络间传送报文（文件或命令）的方法。 随后，美国国防部决定向全世界无条件地免费提供TCP/IP，即向全世界公布解决电脑网络之间通信的核心技术，TCP/IP协议核心技术的公开最终导致了Internet的大发展。,2、TCP/IP协议的产生,到1980年，世界上既有使用TCP/IP协议的美国军方的ARPA网，也有很多使用其它通信协议的各种网络。 为了将这些网络连接起来，美国人温顿瑟夫（Vinton Cerf）提出一个想法：在每个网络内部各自使用自己的通讯协议，在和其它网络通信时使用TCP/IP协议。这个设想最终导致了Internet的诞生，并确立了TCP/IP协

9、议在网络互联方面不可动摇的地位。,3、网络的“春秋战国”时代,70年代末到80年代初，各种网络应运而生。 八十年代初，ARPANet取得了巨大成功，但没有获得美国联邦机构合同的学校仍不能使用。为解决这一问题，美国国家科学基金会（NSF）开始着手建立提供给各大学计算机系使用的计算机科学网（CSNet）。 CSNet是在其他基础网络之上加统一的协议层，形成逻辑上的网络，它使用其他网络提供的通信能力，在用户观点下也是一个独立的网络。CSNet采用集中控制方式，所有信息交换都经过CSNet-Relay（一台中继计算机）进行。,3、网络的“春秋战国”时代,1982年，美国北卡罗莱纳州立大学的斯蒂文贝拉文

10、（Steve Bellovin）创立了著名的集电极通信网络网络新闻组（Usenet）。 它允许该网络中任何用户把信息（消息或文章）发送给网上的其他用户，大家可以在网络上就自己所关心的问题和其他人进行讨论； 1983年在纽约城市大学也出现了一个以讨论问题为目的的网络BITNet。 在这个网络中，不同的话题被分为不同的组，用户可以根据自己的需求，通过电脑订阅，这个网络后来被称之为Mailing List（电子邮件群）；,3、网络的“春秋战国”时代,1983年，在美国旧金山还诞生了另一个网络FidoNet （费多网或Fido BBS）即公告牌系统。它的优点在于用户只要有一部电脑、一个调制解调器和一根

11、电话线就可以互相发送电子邮件并讨论问题，这就是后来的Internet BBS。 以上这些网络都相继并入Internet而成为它的一个组成部分，因而Internet成为全世界各种网络的大集合。,4、Internet的基础NSFNET,Internet的第一次快速发展源于美国国家科学基金会（National Science Foundation简称NSF）的介入，即建立NSFNET。 80年代中期，美国国家科学基金会（NSF）为鼓励大学和研究机构共享他们非常昂贵的四台计算机主机，希望各大学、研究所的计算机与这四台巨型计算机联接起来。 NSF，利用ARPANET发展出来的TCP/IP通讯协议，建立名

12、为NSFNET的广域网。,4、Internet的基础NSFNET,80年代，学术团体、企业及研究机构，甚至个人用户的进入，Internet的使用者不再限于纯计算机专业人员。新的使用者发觉计算机相互间的通讯对他们来讲更有吸引力。于是，Internet成为一种交流与通信的工具，而不仅仅只是共享NSF巨型计算机的运算能力。 90年代初期，Internet事实上已成为一个“网际网”：各个子网分别负责自己的架设和运作费用，而这些子网又通过NSFNET互联起来。 NSFNET连接全美上千万台计算机，拥有几千万用户，是Internet最主要的成员网。随着计算机网络在全球的拓展和扩散，美洲以外的网络也逐渐接入

13、NSFNET主干或其子网。,5、Internet的商业化,NSFNET成为Internet上主要用于科研和教育的主干部分，代替了ARPANET的骨干地位。 1989年MILNET（由ARPANET分离出来）和NSFNET连接后， NSFNET开始采用Internet这个名称。 90年代初，商业机构开始进入Internet，Internet开始了商业化的新进程，也成为Internet大发展的强大动力。 95年，NSFNET停止运作，Internet彻底商业化。,5、Internet的商业化,90年代后期，Internet成为新的经济增长热点。创造出上万亿的财富和无数成功的神话。 国外Google

14、、雅虎、ebay、亚马逊等 国内百度、163、Sina等。 2000年以后，网络经济进入理性增长和调整的时期。 在中国，网络盈利时代才刚刚开始。 07年，视频网站成为新的发展方向，借助奥运会等特殊应用使相关网络服务提供商获得盈利机会。,互联网在中国的发展历程,1986.61993.3是研究试验阶段(E-mail Only) 在此期间中国一些科研部门和高等院校开始研究Internet联网技术，并开展了科研课题和科技合作工作。 这个阶段的网络应用仅限于小范围内的电子邮件服务，而且仅为少数高等院校、研究机构提供电子邮件服务。 1994.4至1996年，起步阶段（Full Function Conne

15、ction） 1994年4月，中关村地区教育与科研示范网络工程进入互联网，实现和Internet的TCP/IP连接，从而开通了Internet全功能服务。从此中国被国际上正式承认为有互联网的国家。,第三阶段从1997年至今，是快速增长阶段。 在网络基础设施方面，中国先后启用了数个国际光缆系统。已经建成并投入使用的有；中日、中韩、环球海底光缆系统、亚欧陆地光缆系统；正在建设的有：亚太2号海底光缆、中美海底光缆、亚欧海底光缆。1999年共有13条国内干线光缆投入使用或试运行。光缆总长100万公里。国内互联网骨干网络对原有信道全面扩容，中继电路以155M为主。 随着密集波分复用（DWDM）技术广泛应

16、用于光通信建设，互联网骨干网带宽可达2.5G-40G。,Internet在中国,1989年8月26日，经过国家计委组织的世界银行贷款“NCFC”项目论证评标组的论证，中国科学院被确定为该项目的实施单位。同年11月组成了“NCFC”（中国国家计算机与网络设施）联合设计组。 “NCFC”是国内第一个示范网络。1990年5月，“NCFC”联合设计组对“NCFC”的建设原则提出了书面意见，勾勒出了“NCFC”的蓝图。 1992年12月，完成了三个院校网（CASNet、PUNet和TUNet）的建设，同年，中国科学院分期分批地启动京外各分院地区网络的建设。 1995年初到1996年1月，“NCFC”突破

17、了地域界限，通过CHINAPAC（X25），先后实现了23个城市与“NCFC”的联网。,Internet在中国,1996年，在“NCFC”的基础上，建立了中国科技网络（ChinaScienceTechnologyNetwork，简称CSTNet）。 1996年8月，拥有每秒64亿次浮点计算能力的SGI超级计算机在中国科学院计算机网络信息中心投入运行，CSTNet计算能力达到了国际先进水平。 1997年5月开通了CSTNet与法国国家科学与教育网的64Kbps专线，同年6月27日，CSTNet到美国的因特网的2Mbps国际信道开通，7月，CSTNet国内用户间的高速卫星网开通，通讯上实现了多方位

18、、多技术手段合理组合应用、高速可靠、天地合一。至此，CSTNet网络通讯资源建设迈进了一个新阶段。,从创意到走进每一个人身边，Internet发展到现在仅仅四十年时间。 爆发式发展的模式在Internet上很难再现，作为现代社会的重要标志和重要的经济催化剂，Internet技术及其应用方式仍将持续稳健的发展，并创造诸多的就业需求及社会财富。,网络拓扑,一、网络的拓扑结构 拓扑，又叫图论，在网络布线中解决最短线路、高效传输以及可靠性等问题。 基本的网络拓扑结构有 总线型网络 环型网络 星型网络,拓扑学的创立,18世纪初在普鲁士柯尼斯堡镇（今俄罗斯加里宁格勒）流传一个问题。这问题是城内一条河的两支

19、流绕过一个岛，有七座桥横跨这两支流。问一个散步者能否走过每一座桥，而每座桥却只走过一次。,拓扑学的创立,欧拉在1736年圆满地解决了这一问题，证明这种方法并不存在。他在圣彼得堡科学院发表了图论史上第一篇重要文献。欧拉把实际的抽象问题简化为平面上的点与线组合，每一座桥视为一条线，桥所连接的地区视为点。这样若从某点出发后最后再回到这点，则这一点的线数必须是偶数。,拓扑学的创立,欧拉最后给出任意一种河桥图能否全部走一次的判定法则。 如果通奇数座桥的地方不止两个，那么满足要求的路线便不存在了。如果只有两个地方通奇数座桥，则可从其中任何一地出发找到所要求的路线。若没有一个地 方通奇数座桥，则从任何一地出

20、发，所求的路线都能实现，他还说明了怎样快速找到所要求的路线。 七桥问题引发了网络理论之研究，被认为是拓扑学理论基本应用题，对解决最短邮路等问题很有帮助。,计算机网络的拓扑结构研究,引用拓扑学中研究与大小，形状无关的点，线关系的方法。 把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。 网络的拓扑结构反映出网中个实体的结构关系，是建设计算机网络的第一步，是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能，系统的可靠性与通信费用都有重大影响。,1总线型（bus topology）网络,网络上的计算机挂接在同一物理链路上。 工作原理：载波监听多路访

21、问/冲突监测（CSMA/CD）技术， 有结点利用总线发送信号时，其它结节不能发送，只能处于等待的状态，这时总线上流动的是发送结点所发送的帧的比特流，总线上的其它结点全部都能侦听到这个数据帧，通过适配器接收后，进行分析，如果目标地址不是自己则将其丢弃，如果是发给自己的，则接收此数据帧。,总线拓扑结构,总线型网络,优点: (1)结构简单灵活； (2)可靠性高 ； (3)设备少，费用低； (4)安装容易，使用方便； (5)共享资源的能力强，便于广播式工作； (6)在总线的任何地方都可以增加新计算机。,总线型网络,缺点： 故障诊断困难； 故障隔离比较困难； 实时性不强； 总线长度有限制，扩展麻烦。 应

22、用： 小型办公环境,环型网络：,整个网络的物理链路构成一个闭环，所有的计算机节点都挂接在这个环上。如图所示。,星型网络(Star topology)：,所有的计算机结点都连接在一个中心结点上。,星型总线型拓扑结构：,骨干网络是总线型，节点网络是星型的网络结构。,树型拓扑结构：,是一种分层结构，适用于分级管理和控制系统。用于园区网（公司、校园网）。,计算机网络的分类,计算机网络的分类方法主要的是以下两种： 根据网络所使用的传输技术分类 根据网络的覆盖范围与规模分类,根据网络传输技术进行分类,通信信道的类型有两类： 广播通信信道 点-点通信信道 相应的计算机网络也可以分为两类： 广播式网络（Bro

23、adcast Networks） 点-点式网络（Point-to-Point Networks）,根据网络覆盖范围进行分类,按覆盖的地理范围分类，计算机网络可以分为三类： 局域网（LAN，Local Area Network） 城域网（MAN，Metropolitan Area Network） 广域网（WAN，Wide Area Network）,局域网的技术特点,覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求； 提供高数据传输速率（10Mbps10Gbps）、低误码率的高质量数据传输环境； 一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展； 从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质式局域网与交换式局域网两类。,城域网的技术特点,城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络； 城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求； 实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能； 城域网在技术上与局域网相似。,广域网的技术特点,广域网也称为远程网； 覆盖的地理范围从几十公里到几千公里； 覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络； 通信子网主要使用分组交换技术； 它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。,课外阅读,中国互联网络发展报告,