1. 計算機網路知識
計算機網路 課程的特點是計算機技術與通信技術的結合,從事計算機網路課程教學的教師應具備計算機網路建設、管理和研究的背景。下面是我整理的一些關於計算機網路入門知識的相關資料,供你參考。
計算機網路知識大全
一、計算機網路基礎
對「計算機網路」這個概念的理解和定義,隨著計算機網路本身的發展,人們提出了各種不同的觀點。
早期的計算機系統是高度集中的,所有的設備安裝在單獨的大房間中,後來出現了批處理和分時系統,分時系統所連接的多個終端必須緊接著主計算機。50年代中後期,許多系統都將地理上分散的多個終端通過通信線路連接到一台中心計算機上,這樣就出現了第一代計算機網路。
第一代計算機網路是以單個計算機為中心的遠程聯機系統。典型應用是由一台計算機和全美范圍內2000多個終端組成的飛機定票系統。
終端:一台計算機的外部設備包括CRT控制器和鍵盤,無GPU內存。
隨著遠程終端的增多,在主機前增加了前端機FEP當時,人們把計算機網路定義為「以傳輸信息為目的而連接起來,實現遠程信息處理或近一步達到資源共享的系統」,但這樣的通信系統己具備了通信的雛形。
第二代計算機網路是以多個主機通過通信線路互聯起來,為用戶提供服務,興起於60年代後期,典型代表是美國國防部高級研究計劃局協助開發的ARPAnet。
主機之間不是直接用線路相連,而是介面報文處理機IMP轉接後互聯的。IMP和它們之間互聯的通信線路一起負責主機間的通信任務,構成了通信子網。通信子網互聯的主機負責運行程序,提供資源共享,組成了資源子網。
兩個主機間通信時對傳送信息內容的理解,信息表示形式以及各種情況下的應答信號都必須遵守一個共同的約定,稱為協議。
在ARPA網中,將協議按功能分成了若干層次,如何分層,以及各層中具體採用的協議的總和,稱為網路體系結構,體系結構是個抽象的概念,其具體實現是通過特定的硬體和軟體來完成的。
70年代至80年代中第二代網路得到迅猛的發展。
第二代網路以通信子網為中心。這個時期,網路概念為「以能夠相互共享資源為目的互聯起來的具有獨立功能的計算機之集合體」,形成了計算機網路的基本概念。
第三代計算機網路是具有統一的網路體系結構並遵循國際標準的開放式和標准化的網路。
IS0在1984年頒布了0SI/RM,該模型分為七個層次,也稱為0SI七層模型,公認為新一代計算機網路體系結構的基礎。為普及區域網奠定了基礎。(^60090922a^1)
70年代後,由於大規模集成電路出現,區域網由於投資少,方便靈活而得到了廣泛的應用和迅猛的發展,與廣域網相比有共性,如分層的體系結構,又有不同的特性,如區域網為節省費用而不採用存儲轉發的方式,而是由單個的廣播信道來連結網上計算機。
第四代計算機網路從80年代末開始,區域網技術發展成熟,出現光纖及高速網路技術,多媒體,智能網路,整個網路就像一個對用戶透明的大的計算機系統,發展為以Internet為代表的互聯網。
計算機網路:將多個具有獨立工作能力的計算機系統通過通信設備和線路由功能完善的網路軟體實現資源共享和數據通信的系統。
從定義中看出涉及到三個方面的問題:
(1)至少兩台計算機互聯。
(2)通信設備與線路介質。
(3)網路軟體,通信協議和NOS
二、計算機網路的分類
用於計算機網路分類的標准很多,如拓撲結構,應用協議等。但是這些標准只能反映網路某方面的特徵,最能反映網路技術本質特徵的分類標準是分布距離,按分布距離分為LAN,MAN,WAN,Internet。
1.區域網
幾米——10公里。小型機,微機大量推廣後發展起來的,配置容易,速率高,4Mbps~2GbpS。 位於一個建築物或一個單位內,不存在尋徑問題,不包括網路層。
2.都市網
10公里——100公里。對一個城市的LAN互聯,採用IEEE802.6標准,50Kbps~l00Kbps,位於一座城市中。
3.廣域網
也稱為遠程網,幾百公里——幾千公里。發展較早,租用專線,通過IMP和線路連接起來,構成網狀結構,解決循徑問題,速率為9.6Kbps~45Mbps 如:郵電部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN網。
4.互聯網
並不是一種具體的網路技術,它是將不同的物理網路技術按某種協議統一起來的一種高層技術。
三、區域網的特徵
區域網分布范圍小,投資少,配置簡單等,具有如下特徵:
(1)傳輸速率高:一般為1Mbps--20Mbps,光纖高速網可達100Mbps,1000MbpS
(2)支持傳輸介質種類多。
(3)通信處理一般由網卡完成。
(4)傳輸質量好,誤碼率低。
(5)有規則的拓撲結構。
四、區域網的組成
區域網一般由伺服器、工作站、網卡和傳輸介質四部分組成。
1.伺服器
運行網路0S,提供硬碟、文件數據及列印機共享等服務功能,是網路控制的核心。
從應用來說較高配置的普通486以上的兼容機都可以用於文件伺服器,但從提高網路的整體性能,尤其是從網路的系統穩定性來說,還是選用專用伺服器為宜。
目前常見的NOS主要有Netware,Unix和Windows NT三種。
(1)Netware:
流行版本V3.12,V4.11,V5.0,對硬體要求低,應用環境與DOS相似,技術完善,可靠,支持多種工作站和協議,適於區域網操作系統,作為文件伺服器,列印伺服器性能好。
(2)Unix:
一種典型的32位多用戶的NOS,主要應用於超級小型機,大型機上,目前常用版本有Unix SUR4.0。支持網路文件系統服務,提供數據等應用,功能強大,不易掌握,命令復雜,由AT&T和SCO公司推出。
(3)Windows NT Server 4.0:
一種面向分布式圖形應用程序的完整平台系統,界面與Win95相似,易於安裝和管理,且集成了Internet網路管理工具,前景廣闊。
伺服器分為文件伺服器,列印伺服器,資料庫伺服器,在Internet網上,還有Web,FTP,E-mail等伺服器。
網路0S朝著能支持多種通信協議,多種網卡和工作站的方向發展。
2.工作站
可以有自己的0S,獨立工作;通過運行工作站網路軟體,訪問Server共享資源,常見有DOS工作站,Windows 95工作站。
3.網卡
將工作站式伺服器連到網路上,實現資源共享和相互通信,數據轉換和電信號匹配。
網卡(NTC)的分類:
(1)速率:10Mbps,100Mbps
(2)匯流排類型:ISA/PCI
(3)傳輸介質介面:
單口:BNC(細纜)或RJ-45(雙絞線)。(^60090922b^2)
4.傳輸介質
目前常用的傳輸介質有雙絞線,同軸電纜,光纖等。
(1)雙絞線(TP):
將一對以上的雙絞線封裝在一個絕緣外套中,為了降低干擾,每對相互扭繞而成。分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)。區域網中UTP分為3類,4類,5類和超5類四種。
以AMP公司為例:
3類:10Mbps,皮薄,皮上注「cat3」,箱上注「3類」,305米/箱,400元/箱。
4類:網路中用的不多。
5類:(超5類)100Mbps,10Mbps,皮厚,匝密,皮上注「cat5」,箱上注5類,305米/箱,600—700元/箱(每段100米,接4個中繼器,最大500米)。
接線順序:
正常: 白桔 桔 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕
(對應) 1 2 3 4 5 6 7 8
集聯: 白綠 綠 白桔 棕 白棕 桔 白藍 藍
(對應) 1 2 3 4 5 6 7 8
STP:內部與UTP相同,外包鋁箔,Apple,IBM公司網路產品要求使用STP雙絞線,速率高,價格貴。
(2)同軸電纜:
由一根空心的外圓柱導體和一根位於中心軸線的內導線組成,兩導體間用絕緣材料隔開。
按直徑分為粗纜和細纜。
粗纜:傳輸距離長,性能高但成本高,使用於大型區域網干線,連接時兩端需終接器。
A.粗纜與外部收發器相連。
B.收發器與網卡之間用AUI電纜相連。
C.網卡必須有AUI介面:每段500米,100個用戶,4個中繼器可達2500米,收發器之間最小2.5米,收發器電纜最大50米。
細纜:傳輸距離短,相對便宜,用T型頭,與BNC網卡相連,兩端安50歐終端電阻。
每段185米,4個中繼器,最大925米,每段30個用戶,T型頭之間最小0.5米。 按傳輸頻帶分為基帶和寬頻傳輸。
基帶:數字信號,信號占整個信道,同一時間內能傳送一種信號。
寬頻:傳送的'是不同頻率的信號。
(3)光纖:
應用光學原理,由光發送機產生光束,將電信號變為光信號,再把光信號導入光纖,在另一端由光接收機接收光纖上傳來的光信號,並把它變為電信號,經解碼後再處理。分為單模光纖和多模光纖。絕緣保密性好。
單模光纖:由激光作光源,僅有一條光通路,傳輸距離長,2公里以上。
多模光纖:由二極體發光,低速短距離,2公里以內。
五、區域網的幾種工作模式
1.專用伺服器結構(Server-Baseb)
又稱為「工作站/文件伺服器」結構,由若乾颱微機工作站與一台或多台文件伺服器通過通信線路連接起來組成工作站存取伺服器文件,共享存儲設備。
文件伺服器自然以共享磁碟文件為主要目的。 對於一般的數據傳遞來說已經夠用了,但是當資料庫系統和其他復雜而被不斷增加的用戶使用的應用系統到來的時候,伺服器已經不能承擔這樣的任務了,因為隨著用戶的增多,為每個用戶服務的程序也增多,每個程序都是獨立運行的大文件,給用戶感覺極慢,因此產生了客戶機/伺服器模式。
2.客戶機/伺服器模式(client/server)
其中一台或幾台較大的計算機集中進行共享資料庫的管理和存取,稱為伺服器,而將其他的應用處理工作分散到網路中其他微機上去做,構成分布式的處理系統,伺服器控制管理數據的能力己由文件管理方式上升為資料庫管理方式,因此,C/S由的伺服器也稱為資料庫伺服器,注重於數據定義及存取安全後備及還原,並發控制及事務管理,執行諸如選擇檢索和索引排序等資料庫管理功能,它有足夠的能力做到把通過其處理後用戶所需的那一部分數據而不是整個文件通過網路傳送到客戶機去,減輕了網路的傳輸負荷。C/S結構是資料庫技術的發展和普遍應用與區域網技術發展相結合的結果。
3.對等式網路(Peer-to-Peer)
在拓撲結構上與專用Server與C/S相同。在對等式網路結構中,沒有專用伺服器 每一個工作站既可以起客戶機作用也可以起伺服器作用。
2. 如何進行計算機網路基礎課程的教學
計算機網路技術是計算機技術與通信技術緊密結合並不斷發展的一門學科。《計算機網路基礎》課程的開設,旨在培養學生了解計算機網路的基本概念、原理、方法,掌握計算機網路應用的基本工具,具備熟練上網操作的能力等。課程以網路分層體系結構為線索,具有概念多、理論抽象、實踐性強等特點。但是在教學過程中不難發現,對於學生而言,《計算機網路基礎》課程具有抽象難懂、枯燥無味等特點。教學的關鍵在於有效地激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性,充分發揮學生的主體地位,因此探索適合《計算機網路基礎》課程的教學方式和方法具有非常重要的現實意義。
1.優化設計教學過程
教師在教學過程中要堅持效率與效果相統一的原則,確保提高教學質量。通過對知識的精煉講解和准確完整的描述,可以使學生更快更好地掌握知識。因此教師一定要對教學內容的重點和難點、主要問題和次要問題做出具體的分析,通過思考、研究和分析,確定符合實際的課程內容,把教學工作置於切實有效的基礎上來。對於《計算機網路基礎》這門課來說,我們首先要明確課程的整體教學任務和詳細的教學內容,明確各個知識點之間的內在聯系,
然後在此框架內設計每一堂課的教學方法、手段和學生的活動形式。在具體的授課過程中,從講課的語言到授課的方法要生動有趣、引人入勝,從而營造生動的學習氛圍,調動學生的學習積極性。教學過程還應突出學生的主體地位和教師在課堂上的主導地位,注重學生在課堂中的活動,多讓學生去動手,多說多練,並在此過程中實現師生的互動和生與生之間的互動。通過雙向的互動環節,讓課堂氣氛活躍起來,激發學生對於計算機網路學習的強烈興趣。教師通過對教材中的重點內容,通過設計問題後,讓學生進行積極的思考和小組的合作探究進行生生互動,充分的調動學生學習的積極性。然後在教師的啟發引導下進行師生互動,促進師生有效的交流,對重難點進行突破。這樣所講的內容學生很容易做到當堂消化,對知識本質的理解也會進一步升華。教學過程的優化設計,能夠有效地引導學生主動思考,調動學生的學習積極性,使其主動獲取知識,進而應用知識解決問題,提高創新精神和實踐能力。
2.靈活採用多種教學方法
2.1 任務驅動法
「任務驅動教學法」是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法,它將以往以傳授知識為主的傳統教學理念,轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念:將再現式教學轉變為探究式學習,使學生處於積極的學習狀態,每一位學生都能根據自己對當前問題的理解,運用共有的知識和自己特有的經驗提出方案、解決問題。在《計算機網路基礎》課程的教學過程中,教師可以根據當前教學主題設計並提出「任務」,針對提出的任務,採取演示或講解等方式,給出完成任務的思路、方法、操作和結果,然後引導學生邊學邊練,並完成相應的學習任務。這種教學方法不僅使學生獲得知識,還能增強動手實踐能力,讓學生的探索和創新精神得以展現。筆者在課堂教學中是這樣使用任務驅動法的,首先對於所要學習的內容,提出需要掌握的程度和設計一些習題,讓學生通過認真的聽講,之後進行小組的合作探究學習,共同完成所要求達到的目標。這樣的任務驅動法,不僅培養了學生的合作能力和共同獲得新知識的能力,還能增強學生的動手實踐能力,在操作中和小組合作中實現創新。
2.2 案例教學法
計算機網路課程,具有抽象的理論性和較強的實踐性,如課程中的組建與維護、網站開發與設計、互聯網應用、網路產品,需要結合實物和一定的實例進行講解,讓學生對照真實的實物和具體的實例結合課本上的理論知識進行深刻的理解,並學會融會貫通和舉一反三。為了加強學生對實際網路工作過程的了解,開闊學生的視野,在計算機網路課程的教學過程中,結合教材的具體內容將同軸電纜、光纖、交換機、路由器等網路設備搬到課堂上,對照實物現場進行講解,同時在課堂上現場給學生演示如何製作網線,如何製作簡單的網頁,如何配置家用路由器和交換機,幫助學生更直觀、更有效地了解和掌握計算機網路原理和實用技術。學生對實際網路工作過程加強了解,開闊了視野;同時讓學生了解如何做網路研究和開發工作,提升學生對課程的興趣。
2.3 圖例教學法
對於一些比較抽象的概念.可以採用具體的圖例,並結合實際應用進行講解,使抽象的概念更加直觀。比如,在講解「星型拓撲結構」時,筆者首先畫出「星型拓撲結構」的示意圖。通過示意圖來講解它的優點是易於維護、安全可靠。一個用戶產生故障不會影響其他用戶;同時,也指出它的缺點是中心節點會成為整個網路的瓶頸,一旦出現故障.與它相連的網路就會癱瘓。學生在宿舍上網時會使用交換機進行互連,這樣互連的網路具有星型結構的優點和缺點。如果交換機出現故障,那麼與之相連的所有計算機就都不能上網。理論與實際相結合,把抽象概念實例化,學生學習起來就會容易很多。
3.綜合使用各種教學手段
在教學過程中,可以採用多種教學手段,每一種教學手段都是為了加深學生對概念的理解,提高學生的動手能力。比如多媒體教學。計算機網路的原理比較抽象,有時很難用語言把它描述清楚。如果把這些晦澀難懂的內容製作成多媒體課件,將原來抽象、復雜的理論知識用生動形象的動畫表現出來,學生們就能更加直觀的接受這些知識,激發學生的學習興趣。再比如網路教學。通過網路教學平台,將課程的教案、參考文獻目錄、授課PPT、網路課件等相關教學資料在校園網的網路教學平台上發布,可以實現教學資源的共享。此外,教師還可以組織學生在網上進行交流討論等等。
4.總結
教學是一種永無止境的追求過程,所以在《計算機網路基礎》這門課程的教學過程中,我們要不斷改進教學方法,豐富教學手段,從而激發學生們學習的興趣,達到良好的教學效果。
3. 計算機網路技術主要學什麼
計算機網路技術專業是通信技術與計算機技術相結合的產物。主要課程有組網技術與網路管理、網路操作系統、網路資料庫、網頁製作、計算機網路與應用、網路通信技術、網路應用軟體、JAVA編程基礎、伺服器配置與調試、網路硬體的配置與調試、計算機網路軟體實訓等。
計算機網路技術課程:
主幹學科:
微機原理、數據結構。
主要課程:
微機原理、數據結構、網路基礎、網路操作系統、可視化程序設計。
專科課程:
電路基礎、微機原理、數據結構、網路基礎、網路操作系統、可視化程序設計、網路管理、網路資料庫、網路工程、網路安全、綜合布線、電子商務、英語等。
(3)計算機網路基礎網教擴展閱讀:
計算機網路技術專業的就業方向有:計算機系統維護、網路管理、程序設計、網站建設、網路設備調試等。
計算機網路技術是指培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的德、智、體、美全面發展,掌握計算機網路技術基礎知識,培養具有一定計算機網路基本理論和開發技術,具備從事程序設計、Web的軟體開發、計算機網路的組建、網路設備配置、網路管理和安全維護能力的網路高技術應用型人才。
計算機網路技術專業的核心能力要求具備計算機網路系統構建能力以及網路操作系統管理能力等。就業方向包括計算機系統維護、網路管理、程序設計、網站建設、網路設備調試、網路構架工程師、網路集成工程師、網路安全工程師、數據恢復工程師、安卓開發工程師、網路運維工程師、網路安全分析師等崗位。
4. 計算機網路基礎及應用教程的介紹
全書分為10章,主要內容包括計算機基礎知識、計算機網路的概述、數據通信基礎、計算機區域網、網路操作系統、廣域網、Internet技術基礎、個人網站的建設、網路安全和網路管理,最後一章上機指導主要講解了Windows2000 Server的DHCP和DNS伺服器的建立和配置。本書可作為中等職業學校計算機網路技術課程的教材,同時也可作為計算機網路技術基礎及應用的培訓教材及計算機網路技術的自學參考書。
5. 關於網路的基礎知識
網路基礎知識
一.網路的定義及特點
計算機網路,就是把分布在不同地理區域的計算機與專門的外部設備用通信線路互連成一個規模大、功能強的網路系統,從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息,共享信息資源。
一般來說,計算機網路可以提供以下一些主要功能:
* 資源共享 網路的出現使資源共享變得很簡單,交流的雙方可以跨越時空的障礙,隨時隨地傳遞信息。
* 信息傳輸與集中處理 數據是通過網路傳遞到伺服器中,由伺服器集中處理後再回送到終端。
* 負載均衡與分布處理 負載均衡同樣是網路的一大特長。舉個典型的例子:一個大型ICP(Internet內容提供商)為了支持更多的用戶訪問他的網站,在全世界多個地方放置了相同內容的WWW伺服器;通過一定技巧使不同地域的用戶看到放置在離他最近的伺服器上的相同頁面,這樣來實現各伺服器的負荷均衡,同時用戶也省了不少冤枉路。
* 綜合信息服務 網路的一大發展趨勢是多維化,即在一套系統上提供集成的信息服務,包括來自政治、經濟、等各方面資源,甚至同時還提供多媒體信息,如圖象、語音、動畫等。在多維化發展的趨勢下,許多網路應用的新形式不斷涌現,如:
① 電子郵件——這應該是大家都得心應手的網路交流方式之一。發郵件時收件人不一定要在網上,但他只要在以後任意時候打開郵箱,都能看到屬於自己的來信。
② 網上交易——就是通過網路做生意。其中有一些是要通過網路直接結算,這就要求網路的安全性要比較高。
③ 視頻點播——這是一項新興的娛樂或學習項目,在智能小區、酒店或學校應用較多。它的形式跟電視選台有些相似,不同的是節目內容是通過網路傳遞的。
④ 聯機會議——也稱視頻會議,顧名思義就是通過網路開會。它與視頻點播的不同在於所有參與者都需主動向外發送圖像,為實現數據、圖像、聲音實時同傳,它對網路的處理速度提出了最高的要求。
以上對網路的功能只是略舉一二,我們將在以後的篇幅中用更詳盡的案例去充實大家對網路的理解。
網路的分類及組成
網路依據什麼劃分,又是如何組成的呢?
計算機網路的類型有很多,而且有不同的分類依據。網路按交換技術可分為:線路交換網、分組交換網;按傳輸技術可分為:廣播網、非廣播多路訪問網、點到點網;按拓樸結構可分為匯流排型、星型、環形、樹形、全網狀和部分網狀網路;按傳輸介質又可分為同軸電纜、雙紐線、光纖或衛星等所連成的網路。這里我們主要講述的是根據網路分布規模來劃分的網路:區域網、城域網、廣域網和網間網。
1. 區域網-LAN(Local Area Network)
將小區域內的各種通信設備互連在一起所形成的網路,覆蓋范圍一般局限在房間、大樓或園區內。區域網的特點是:距離短、延遲小、數據速率高、傳輸可靠。
目前常見的區域網類型包括:乙太網(Ethernet)、令牌環網 (Token Ring)、光纖分布式數據介面(FDDI)、非同步傳輸模式(ATM)等,它們在拓樸結構、傳輸介質、傳輸速率、數據格式等多方面都有許多不同。其中應用最廣泛的當屬乙太網—— 一種匯流排結構的LAN,是目前發展最迅速、也最經濟的區域網。
區域網的常用設備有:
* 網卡(NIC) 插在計算機主板插槽中,負責將用戶要傳遞的數據轉換為網路上其它設備能夠識別的格式,通過網路介質傳輸。它的主要技術參數為帶寬、匯流排方式、電氣介面方式等。
* 集線器(Hub) 是單一匯流排共享式設備,提供很多網路介面,負責將網路中多個計算機連在一起。所謂共享是指集線器所有埠共用一條數據匯流排,因此平均每用戶(埠)傳遞的數據量、速率等受活動用戶(埠)總數量的限制。它的主要性能參數有總帶寬、埠數、智能程度(是否支持網路管理)、擴展性(可否級聯和堆疊)等。
* 交換機(Switch) 也稱交換式集線器。它同樣具備許多介面,提供多個網路節點互連。但它的性能卻較共享集線器大為提高:相當於擁有多條匯流排,使各埠設備能獨立地作數據傳遞而不受其它設備影響,表現在用戶面前即是各埠有獨立、固定的帶寬。此外,交換機還具備集線器欠缺的功能,如數據過濾、網路分段、廣播控制等。
* 線纜 區域網的距離擴展需要通過線纜來實現,不同的區域網有不同連接線纜,如光纖、雙絞線、同軸電纜等。
2. 城域網- MAN(Metropolitan Area Network)
MAN的覆蓋范圍限於一個城市,目前對於市域網少有針對性的技術,一般根據實際情況通過區域網或廣域網來實現。
3. 廣域網-WAN(Wide Area Network)
WAN連接地理范圍較大,常常是一個國家或是一個洲。其目的是為了讓分布較遠的各區域網互連,所以它的結構又分為末端系統(兩端的用戶集合)和通信系統(中間鏈路)兩部分。通信系統是廣域網的關鍵,它主要有以下幾種:
* 公共電話網 即PSTN(Public Swithed Telephone Network),速度9600bps~28.8kbps,經壓縮後最高可達115.2kbps,傳輸介質是普通電話線。它的特點是費用低,易於建立,且分布廣泛。
* 綜合業務數字網 即ISDN(Integrated Service Digital Network),也是一種撥號連接方式。低速介面為128kbps(高速可達2M),它使用ISDN線路或通過電信局在普通電話線上加裝ISDN業務。ISDN為數字傳輸方式,具有連接迅速、傳輸可靠等特點,並支持對方號碼識別。ISDN話費較普通電話略高,但它的雙通道使其能同時支持兩路獨立的應用,是一項對個人或小型辦公室較適合的網路接入方式。
* 專線 即Leased Line,在中國稱為DDN,是一種點到點的連接方式,速度一般選擇64kbps~2.048Mbps。專線的好處是數據傳遞有較好的保障,帶寬恆定;但價格昂貴,而且點到點的結構不夠靈活。
* X.25網 是一種出現較早且依然應用廣泛的廣域網方式,速度為9600bps~64kbps;有 冗餘糾錯功能,可 靠性高,但由此帶來的副效應是速度慢,延遲大;
* 幀中繼 即Frame Relay,是在X.25基礎上發展起來的較新技術,速度一般選擇為64kbps~2.048Mbps。幀中繼的特點是靈活、彈性:可實現一點對 多點的連接,並且在數據量大時可超越約定速率傳送數據,是一種較好的商業用戶連接選擇。
*非同步傳輸模式 即ATM(Asynchronous Transfer Mode),是一種信元交換網路,最大特點的速率高、延遲小、傳輸質量有保障。ATM大多採用光纖作為連接介質,速率可高達上千兆(109bps),但成本也很高。
廣域網與區域網的區別在於:線路通常需要付費。多數企業不可能自己架設線路,而需要租用已有鏈路,故廣域網的大部分花費用在了這里。人們常常考慮如何優化使用帶寬,將「好刀用在刀刃上」。
廣域網常用設備有:
* 路由器(Router) 廣域網通信過程根據地址來尋找到達目的地的路徑,這個過程在廣域網中稱為"路由(Routing)"。路由器負責在各段廣域網和區域網間根據地址建立路由,將數據送到最終目的地。
* 數據機(Modem) 作為末端系統和通信系統之間信號轉換的設備,是廣域網中必不可少的設備之一。分為同步和非同步兩種,分別用來與路由器的同步和非同步串口相連接,同步可用於專線、幀中繼、X.25等,非同步用於PSTN的連接。
4. 網間網
即Internetwork,是一系列區域網和廣域網的組合,因此包含的技術也是現有的區域網和廣域網技術的綜合。Internet便是一個當前最大也最為典型的網間網。
二.協議的定義及意義
如何定義網路協議,它有哪些意義?
協議是對網路中設備以何種方式交換信息的一系列規定的組合,它對信息交換的速率、傳輸代碼、代碼結構、傳輸控制步驟、出錯控制等許多參數作出定義。
網路是一個相互聯結的大群體,因此要想加入到這個群體中來,就不能隨心所欲,任由興之所發。就好象一個國家或一個種族擁有自己的語言,大家都必須通曉並憑借這種語言來對話一樣,相互聯結的網路中各個節點也需要擁有共同的「語言」,依據它所定義的規則來控制數據的傳遞,這種語言便是大家經常聽說的 「協議」。協議是對網路中設備以何種方式交換信息的一系列規定的組合,它對信息交換的速率、傳輸代碼、代碼結構、傳輸控制步驟、出錯控制等許多參數作出定義。
對網路始入門者來說,紛繁復雜的協議常常讓人頭痛不已—這些協議各起什麼作用?它們之間又有什麼聯系?為什麼有了A協議還需要補充B協議?這些問題搞不清楚,往往成為進一步學習的障礙。其實這個問題應該這樣理解:是先有了各種不同語言的民族,後來隨著社會的發展,才有了不同民族間交流的需求。網路也是這樣,最初人們在小范圍內建立網路,只需要自己作一些簡單的約定,保證這一有限范圍內的用戶遵守就可以了;到後來網路規模越來越大,才考慮到制定更嚴格的規章制度即協議;而為了實現多個不同網路的互聯,又會增加不少新協議作為補充,或成長為統一的新標准。
數據在網路中由源傳輸到目的地,需要一系列的加工處理,為了便於理解,我們這里不妨打個比喻。如果我們把數據比做巧克力:我們可以把加工巧克力的設備作為源,而把消費者的手作為目的來看看會有什麼樣的傳輸過程。巧克力廠通常會為每塊巧克力外邊加上一層包裝,然後還會將若干巧克力裝入一個巧克力盒,再把幾個巧克力盒一起裝入一個外包裝,運輸公司還會把許多箱巧克力裝入一個集裝箱,到達消費者所在的城市後,又會由運輸商、批發商、零售商、消費者打開不同的包裝層。不同層次的包裝、解包裝需要不同的規范和設備,計算機網路也同樣有不同的封裝、傳輸層面,為此國際標准化組織ISO於1978 年提出「開放系統互連參考模型」,即著名的OSI(Open System Interconnection)七層模型,它將是我們後續篇幅中要介紹的內容,這里先不展開論述。 網路的協議就是用作這些不同的網路層的行為規范的。網路在發展過程中形成了很多不同的協議族,每一協議族都在網路的各層對應有相應的協議,其中作為Internet規范的是ICP/IP協議族,這也是我們今天要講的。
TCP/IP協議的定義以及層次、功能
什麼是TCP/IP協議,劃為幾層,各有什麼功能?
TCP/IP協議族包含了很多功能各異的子協議。為此我們也利用上文所述的分層的方式來剖析它的結構。TCP/IP層次模型共分為四層:應用層、傳輸層、網路層、數據鏈路層。
TCP/IP網路協議
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,傳輸控制協議/網間網協議)是目前世界上應用最為廣泛的協議,它的流行與Internet的迅猛發展密切相關—TCP/IP最初是為互聯網的原型ARPANET所設計的,目的是提供一整套方便實用、能應用於多種網路上的協議,事實證明TCP/IP做到了這一點,它使網路互聯變得容易起來,並且使越來越多的網路加入其中,成為Internet的事實標准。
* 應用層—應用層是所有用戶所面向的應用程序的統稱。ICP/IP協議族在這一層面有著很多協議來支持不同的應用,許多大家所熟悉的基於Internet的應用的實現就離不開這些協議。如我們進行萬維網(WWW)訪問用到了HTTP協議、文件傳輸用FTP協議、電子郵件發送用SMTP、域名的解析用DNS協議、 遠程登錄用Telnet協議等等,都是屬於TCP/IP應用層的;就用戶而言,看到的是由一個個軟體所構築的大多為圖形化的操作界面,而實際後台運行的便是上述協議。
* 傳輸層—這一層的的功能主要是提供應用程序間的通信,TCP/IP協議族在這一層的協議有TCP和UDP。
* 網路層—是TCP/IP協議族中非常關鍵的一層,主要定義了IP地址格式,從而能夠使得不同應用類型的數據在Internet上通暢地傳輸,IP協議就是一個網路層協議。
* 網路介面層—這是TCP/IP軟體的最低層,負責接收IP數據包並通過網路發送之,或者從網路上接收物理幀,抽出IP數據報,交給IP層。
1.TCP/UDP協議
TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協議屬於傳輸層協議。其中TCP提供IP環境下的數據可靠傳輸,它提供的服務包括數據流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操作和多路復用。通過面向連接、端到端和可靠的數據包發送。通俗說,它是事先為所發送的數據開辟出連接好的通道,然後再進行數據發送;而UDP則不為IP提供可靠性、流控或差錯恢復功能。一般來說,TCP對應的是可靠性要求高的應用,而UDP對應的則是可靠性要求低、傳輸經濟的應用。TCP支持的應用協議主要有:Telnet、FTP、SMTP等;UDP支持的應用層協議主要有:NFS(網路文件系統)、SNMP(簡單網路管理協議)、DNS(主域名稱系統)、TFTP(通用文件傳輸協議)等。
IP協議的定義、IP地址的分類及特點
什麼是IP協議,IP地址如何表示,分為幾類,各有什麼特點?
為了便於定址和層次化地構造網路,IP地址被分為A、B、C、D、E五類,商業應用中只用到A、B、C三類。
IP協議(Internet Protocol)又稱互聯網協議,是支持網間互連的數據報協議,它與TCP協議(傳輸控制協議)一起構成了TCP/IP協議族的核心。它提供網間連接的完善功能, 包括IP數據報規定互連網路范圍內的IP地址格式。
Internet 上,為了實現連接到互聯網上的結點之間的通信,必須為每個結點(入網的計算機)分配一個地址,並且應當保證這個地址是全網唯一的,這便是IP地址。
目前的IP地址(IPv4:IP第4版本)由32個二進制位表示,每8位二進制數為一個整數,中間由小數點間隔,如159.226.41.98,整個IP地址空間有4組8位二進制數,由表示主機所在的網路的地址(類似部隊的編號)以及主機在該網路中的標識(如同士兵在該部隊的編號)共同組成。
為了便於定址和層次化的構造網路,IP地址被分為A、B、C、D、E五類,商業應用中只用到A、B、C三類。
* A類地址:A類地址的網路標識由第一組8位二進制數表示,網路中的主機標識佔3組8位二進制數,A類地址的特點是網路標識的第一位二進制數取值必須為「0」。不難算出,A類地址允許有126個網段,每個網路大約允許有1670萬台主機,通常分配給擁有大量主機的網路(如主幹網)。
* B類地址:B類地址的網路標識由前兩組8位二進制數表示,網路中的主機標識占兩組8位二進制數,B類地址的特點是網路標識的前兩位二進制數取值必須為「10」。B類地址允許有16384個網段,每個網路允許有65533台主機,適用於結點比較多的網路(如區域網)。
* C類地址:C類地址的網路標識由前3組8位二進制數表示,網路中主機標識佔1組8位二進制數,C類地址的特點是網路標識的前3位二進制數取值必須為「110」。具有C類地址的網路允許有254台主機,適用於結點比較少的網路(如校園網)。
為了便於記憶,通常習慣採用4個十進制數來表示一個IP地址,十進制數之間採用句點「.」予以分隔。這種IP地址的表示方法也被稱為點分十進製法。如以這種方式表示,A類網路的IP地址范圍為1.0.0.1-127.255.255.254;B類網路的IP地址范圍為:128.1.0.1-191.255.255.254;C類網路的IP地址范圍為:192.0.1.1-223.255.255.254。
由於網路地址緊張、主機地址相對過剩,採取子網掩碼的方式來指定網段號。
TCP/IP協議與低層的數據鏈路層和物理層無關,這也是TCP/IP的重要特點。正因為如此 ,它能廣泛地支持由低兩層協議構成的物理網路結構。目前已使用TCP/IP連接成洲際網、全國網與跨地區網。
三.網路發展簡史
是什麼促進了網路的發展?
縱觀近幾十年信息時代的風雲變換,人們可以了解網路的發展是與計算機、尤其是個人電腦(PC)的發展密切相關的。
第一台計算機誕生於1945年,標志著人類自學會使用工具的漫長歲月中,終於擁有了可以替代人類腦力勞動的「工具」;到六、七十年代,進而衍生出計算機互連系統—嚴格說來還算不上真正的網路—它是IBM和Digital的中央處理系統,網路主體是一台或多台大型主機,被隔離在一個相對封閉的機房(那時人們通常稱這種機房為「玻璃屋」),然後由一群身穿白大褂的工作人員小心維護;大多數網路用戶面對的是一台台非智能化的終端,所有對終端的操作都將通過低速鏈路傳遞到主機去進行處理,網路的效率主要由鏈路的速率和主機的性能決定。這樣的網路不是面向大眾的,僅局限於一些專業領域,如:金融行業、研究機構等。對大多數人而言,網路是陌生的、神秘的甚至是虛無縹緲的東西。
直到八十年代PC的出現,才給網路吹來一股清新之風—相對終端而言,PC具備自己的處理引擎(CPU)和文件存貯區域(硬碟),能夠裝載多種應用程序,獨立地完成許多工作,從而將強大的計算能力交到個人手裡;相對大型主機而言,這種輕便的機器內部結構大大簡化,其價格遠低於大型機,並且隨著批量生產和技術的迅速成熟還在不斷下降,使越來越多的用戶能享受到這種智能設備帶來的迅速、方便、功能強大的服務。因此可以說PC的出現首先是滿足了個人用戶信息處理的需要。但與個人信息處理緊密相聯的便是信息的交換,於是聯網的需求應運而生—人們購買網路設備和連線,在自己的辦公室內搭建起區域網,實現本地通訊;為了擴展網路距離,又向提供服務的電話公司租用電話線或其它線路,在城市的各個角落甚至城市之間建立起廣域網;再進一步發展下去,又出現了一類專門的服務行業,可以通過主幹連接將原本隔離的多個網路互聯起來,構成跨越國度的網際網。在這一過程中,Internet(國際互聯網)的蓬勃興起毫無疑問地成為網路技術成長的催化劑。
Internet發展簡史
Internet是如何演變的?
Internet的應用范圍由最早的軍事、國防,擴展到美國國內的學術機構,進而迅速覆蓋了全球的各個領域,運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業化。
在科學研究中,經常碰到「種瓜得豆」的事情,Internet的出現也正是如此:它的原型是1969年美國國防部遠景研究規劃局(Advanced Research Projects Agency)為軍事實驗用而建立的網路,名為ARPANET,初期只有四台主機,其設計目標是當網路中的一部分因戰爭原因遭到破 壞時,其餘部分仍能正常運行;80年代初期ARPA和美國國防部通信局研製成功用於異構網路的 TCP/IP協議並投入使用;1986年在美國國會科學基金會(National Science Foundation)的支持下,用高速通信線路把 分布在各地的一些超級計算機連接起來,以NFSNET接替ARPANET;進而又經過十幾年的發展形成Internet。其應用范圍也由最早的軍事、國防,擴展到美國國內的學術機構,進而迅速覆蓋了全球的各個領域,運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業化。
90年代初,中國作為第71個國家級網加入Internet,目前,Internet已經在我國開放,通過中國公用互連網路(CHINANET)或中國教育科研計算機網(CERNET)都可與Internet聯通。只要有一台微機,一部數據機和一部國內直撥電話就能夠很方便地享受到Internet的資源;這是Internet逐步"爬"入普通人家的原因之一;原因之二,友好的用戶界面、豐富的信息資源、貼近生活的人情化感受使非專業的家庭用戶既做到應用自如,又能大飽眼福,甚至利用它為自己的工作、學習、生活錦上添花,真正做到"足不出戶,可成就天下事,瀟灑作當代人"。
網路的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中,正因如此,網路的承受能力也面臨著越來越嚴峻的考驗—從硬體上、軟體上、所用標准上......,各項技術都需要適時應勢,對應發展,這正是網路迅速走向進步的催化劑。到了今天,Internet能夠負擔如此眾多用戶的參與,說明我們的網路技術已經成長到了相當成熟的地步,用戶自己也能耳聞目睹不斷涌現的新名詞、新概念。但這還不是終結,僅僅是歷史長河的一段新紀元的開始而已。
Internet的應用集錦
Internet可為我們做哪些事?
Internet如此美妙,初入門者不免好奇:它究竟可以為我們做哪些事?總的說來,Internet是一套通過網路來完成有用的通訊任務的應用程序,下面的篇幅將從應用入手,展示Internet的幾項最廣為流行的功能,它包括:電子郵件、WWW、文件傳輸、遠程登 錄、新聞組、信息查詢等。
1.電子郵件(Email)
有了通達全球的Internet後,人們首先想到的是可以利用它來提供個人之間的通信,而且這種通信應能兼具電話的速度和郵政的可靠性等優點。這種思路生根發芽成長起來,最終得到的果實便是Email。通過它,每人都可以有自己的私有信箱,用以儲存已收到但還未來得及閱讀的信件,Email地址包括用戶名加上主機名,並在中間用@符號隔開,如 [email protected] 。
從最初的兩人之間的通信,如今的電子郵件軟體能夠實現更為復雜、多樣的服務,包括:一對多的發信,信件的轉發和回復,在信件中包含聲音、圖像等多媒體信息等;甚至可以做到只要有你的郵件到達,掛在你身上的BP機就嘀嘀作響發出提示;人們還可以象訂購報刊雜志一樣在網上訂購所需的信息,通過電子郵件定期送到自己面前。
2.WWW
World Wide Web(通常被稱為WWW)在中文裡常被譯作「萬維網」,除發音相近外,也體現了其變化萬千的內涵。用戶藉助於一個瀏覽器軟體,在地址欄里輸入所要查看的頁面地址(或域名),就可以連接到該地址所指向的WWW伺服器,從中查找所需的圖文信息。WWW訪問的感覺有些象逛大商場,既可以漫無邊際地徜徉,也可以奔著一個目標前進;但不論如何,當用戶最終獲得想要的內容時,也許已經跨越了千山萬水,故有時我們也稱之為「Web沖浪」。
WWW伺服器所存貯的頁面內容是用HTML語言(Hyper Text Mark-up Language)書寫的,它通過HTTP協議(Hyper Text Transfering Protocol)傳送到用戶處。
3.文件傳輸(FTP)
盡管電子郵件也能傳送文件,但它一般用於簡訊息傳遞。Internet提供了稱作FTP(File Transfer Protocol)的文件傳輸應用程序,使用戶能發送或接收非常大的數據文件:當用戶發出FTP命令,連接到FTP伺服器後,可以輸入命令顯示伺服器存貯的文件目錄,或從某個目錄拷貝文件,通過網路傳遞到自己的計算機中。
FTP伺服器提供了一種驗證用戶許可權的方法(用到用戶名、密碼),限制非授權用戶的訪問。不過,很多系統管理員為了擴大影響,打開了匿名ftp服務設置——匿名ftp允許沒有注冊名或口令的用戶在機器上存取指定的文件,它用到的特殊用戶名為「anonymous」。
4.遠程登錄(Remote Login)
遠程登錄允許用戶從一台機器連接到遠程的另一台機器上,並建立一個交互的登錄連接。登錄後,用戶的每次擊鍵都傳遞到遠程主機,由遠程主機處理後將字元回送到本地的機器中, 看起來彷彿用戶直接在對這台遠程主機操作一樣。遠程登錄通常也要有效的登錄帳號來接受對方主機的認證。常用的登錄程序有TELNET、RLOGIN等。
5.Usenet新聞組
Usenet新聞是Internet上的討論小組或公告牌系統(BBS)。Usenet在一套名為"新聞組"的標題下組織討論,用戶可以閱讀別人發送的新聞或發表自己的文章。新聞組包括數十大類、數千組"新聞",平均每一組每天都有成百上千條"新聞"公布出來。新聞組的介入方式也非常隨便,你可以在上面高談闊論、問問題,或者只看別人的談論。
上面所列舉的僅是Internet文化長廊中的主要內容,但絕不是全部。Internet永遠是在不斷發展、推陳出新的,這將是我們下一篇的內容——Internet的發展趨勢。
四.Internet發展面臨的問題
Internet的發展正面臨哪些困境?
在上篇中我們講述了Internet的發展簡史和它的方方面面的應用。正是由於Internet的豐富多彩,才會吸引越來越多的人加入其中:對用戶而言,Internet正一步步滲透到我們工作、生活的各個方面,極大地改變了長久以來形成的傳統思維和生活方式;而對Internet而言,用戶的積極參與使得這一全球通行的網路迅速膨脹起來,用戶對它的需求也不斷升級,使Internet的耐受力面臨帶寬的短缺、IP地址資源匱乏等嚴峻考驗。
1.帶寬的短缺
據1995年年中的估計, 有150多個國家和地區的6萬多個網路同Internet聯結, 入網計算機約450萬台, 直接使用Internet的用戶達4000萬人。而到今天,Internet已經開通到全世界大多數國家和地區,幾乎每隔三十分鍾就有一個新的網路連入,主機數量每年翻兩番,用戶數量每月增長百分之十,預計到本世紀末和下世紀初, Internet將連接近億台計算機, 達到以十億計的用戶。而對更遠的將來,人們很難精確估計。不管怎麼說,這些數字已足以說明Internet的危機所在:就好象一根懸掛了很多重物的鋼絲繩,重量增加了,繩子就有斷裂的危險;而用戶在Internet上的游歷實際上要走過很多根這樣的「鋼絲繩」,用戶越多,繩子的負載越重,其中任一根不結實,都會成為瓶頸,導致網路訪問的失敗。因此,「鋼絲繩」的加固—帶寬容量的增加勢在必行,從Internet主幹到分支,直至最終用戶的接入,都出現了許多成熟的或正在發展的鏈路技術來實現這項需求,我們將在後文著重介紹其中用戶最為關心的幾種接入技術。
2. IP地址資源的匱乏
我們曾介紹了IP地址的格式和分類,這里所指的都是現行的IPv4—它是一個32位二進制數,因此總地址容量為232,也即有數億個左右。而按照TCP/IP協議(同很多其它協議一樣)的規定,相互聯接的網路中每一個節點都必須有自己獨一無二的地址來作為標識,那麼很顯然,相對前文日益增長的用戶數,現有IP地址資源已不堪重負,很快將被用光—有預測表明,以目前Internet發展速度計算,所有IPv4地址將在2005~2010年間分配完畢。
解決IP地址缺乏的辦法之一是想辦法延緩資源耗盡
6. 計算機網路基礎重要知識點
計算機網路基礎重要知識點,第一章概述的知識點包含章節導引,第一節計算機網路的定義與作用,第二節計算機網路技術的發展,第三節計算機網路的分類與主要性能指標,第四節計算機網路的體系結構,。參考模型的七層結構很重要,要理解如下:
從最底層到最高層:物理層,內數據鏈路容層,網路層,傳輸層,會話層,表示層,應用層.
物理層:在通信系統間建立物理鏈接,實現原始位流的傳輸。工作在該層的設備有 中繼器 集線器 網卡 數據的傳輸單位 是 比特流.
數據鏈路層:實現物理網路中的系統標識,具有組幀功能,在共賞傳輸介質的網路中,還提供訪問控制功能,提供數據的無錯傳輸。 工作在層的設備有 交換機
網橋。 傳輸單位 是幀。
網路層:對整個互聯網路中的系統進行統一的標識,具有分段和重組功能還具有定址的功能,實現擁塞控制功能。
傳輸層: 實現主機間進程到進程的數據通信。 數據傳輸的單位是 段。
會話層:組織和同步不同主機上各種進程間的通信。
表示層:為應用進程間傳送的數據提供表示的方法即確定數據在計算機中編碼方式。
應用層: 是(唯一)直接給網路應用進程提供服務。
7. 《計算機網路安全基礎教程》求答案,謝謝大家了!!!
1、D,2、C,3、A
4、Firewall包括:(服務控制)、(方向控制)、(用戶控制)、(行為控制)等。
5、典型的PKI系統應包括(證書簽發機構CA)、(證書注冊機構RA)、(證書庫)、(密鑰備份及恢復系統)、(證書廢除處理系統)、(基於PKI的應用)、(證書分發系統CDS)等基本內容。
6、一個較為理想的入侵檢測系統應具備以下特徵:
1)准確性。檢測系統對發現的攻擊行為不應出現誤報和漏報現象。
2)可靠性。一個檢測系統對管理員應該是透明的,並且能在無人監控的情況下正確運行,只有這樣才可以運行在被檢測的系統環境中。
3)容錯性。檢測系統必須具有良好的容錯性,不論所監控的系統處於何種狀態,檢測系統本身必須具備完整性,保證檢測用的知識庫系統不會受到干擾和破壞。
4)可用性。檢測系統的整體性能不應受系統狀態的變化而產生較大波動或嚴重降低。
5)可驗證性。檢測系統必須允許管理員適時監視攻擊行為。
6)安全性。檢測系統能保護自身安全和具有較強的抗欺騙攻擊的能力。
7)可適應性。檢測系統可隨時跟蹤系統環境的變化和及時調整檢測策略。
8)靈活性。檢測系統可根據具體情況,定製不同的且與防禦機制相適應的使用模式。