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1、计算机应用基础,第七章 计算机网络与Internet基础,目录,计算机网络概述,7.1,7.1计算机网络概述,7.1.1 计算机网络定义和功能,1计算机网络定义和功能,定义：指由通信线路连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。功能：信息传输、资源共享,7.1.1 计算机网络定义和功能,2计算机网络工作原理,在一般通信系统中，信源材生的信息可以是模拟数据，也可以是数字数据。当然进入信道之前这些数据要转化成对应的信号，即我们通常所闻之数字信号和模拟信号。数字信号时对模拟信号根据特定频率采集数据值而生成的信号，是一些离散的数值。数字信号和模拟信号之间是可以转换。通信中产生和发送信息的一端称为信源，接
2、受信息的一方叫信宿，信源和信宿之间的通信线路称为信道。信息在进入信道时要变换为适合信道传输的形式，在进入信宿时又要转换为适合信宿接受的形式。信道的物理性质不同，对信息的传播速度和传输质量的影响也不同。信息在信道中传播时，会受到外界的干扰，这种干扰我们称之为噪声。,7.1.2 计算机互联网的形成与发展,IBM首先于1974年推出了该公司的网络体系结构SNA（System Network Architecture）为用户提供能够互联的成套通信产品；1975年DEC公司宣布自己的数字网络体系结构DNA（digital network architecture）以及1976年UNVIAC宣布了该公司的
3、分布式通信体系结构（Distributed Communication Architecture）。1977年国际标准化组织ISO的TC97 信息处理系统技术委员会SC16 分技术委员会开始着手制定开放系统互连参考模型OSI/RM，作为国际通用标准。OSI规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议，遵从OSI协议的网络通信产品都是开放系统。,7.1.2 计算机互联网的形成与发展,1985年美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）利用ARPAnet的协议建立了用于科学研究和教育的骨干网络NSFnet。1990年NSFnet代替了ARPAnet成为国家骨干
4、网，并且走出了大学和研究机构进入社会，从此人们在网上可以收发电子邮件、上传下载文件等。此时互联网已经进入人们的生活。1992年Internet学会成立，到1993年美国伊诺斯大学国家超级计算机中心成功开发网上浏览工具Mosaic（后来发展成Netscape），从而极大地方便人们在网上交流信息，促进了互联网的普及和急速发展。真正的互联网时代由此到来了。,7.1.3 计算机网络分类,1计算机网络,计算机网络是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合。在该集合中，计算机网络包括了两大元素：网络结点和通信线路。网络结点包括端结点和转接节点，端结点通常是网络的起点或者终点，通常是信源或者信宿
5、。转接结点指网络通信过程中起控制和转发信息作用的结点，如交换机、集线器、接口信息处理机等。通信线路指通信过程中起信息传输作用的介质，是传输信息的通道，可以使电话线、同轴电缆、卫星线路、微波中继线路、光纤等。,7.1.3 计算机网络分类,2计算机网络分类,表7-1 网络分类表,7.1.3 计算机网络分类,3计算机网络其他分类,根据不同的拓扑结构计算机网络分为星型、环型、总线型、树型等拓扑结构。,按照传输介质又可分为有线网和无线网和光纤网等,在实际的应用中主要有总线型、星型、环型等三种拓扑结构。,7.1.3 计算机网络分类,3计算机网络其他分类,总线型，总线型拓扑是采用单根传输作为共用的传输介质,
6、将网络中所有的计算机通过相应的硬件接口和电缆直接连接到这根共享的总线上。,总线结构,7.1.3 计算机网络分类,3计算机网络其他分类,星型，星型结构是以一个节点为中心的处理系统，各种类型的终端设备均与该中心节点通过物理链路直通。,星型结构,7.1.3 计算机网络分类,3计算机网络其他分类,环型结构，是将各台联网的计算机用通信线路连接成一个闭合的环，首先使用公共线缆组成一个封闭的环，各个节点连接到环上，信息沿着环按照一定的方向从一个节点传送到另一个节点，环接口一般由发送器，接收器，控制器，线控制器和线接收器组成。,环形结构,7.1.4 计算机网络的体系结构,国际标准化组织ISO提出了OSI（Op
7、en System Interconnection）模型,OSI模型把网络通信工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。,7.1.4 计算机网络的体系结构,1.物理层,物理层是OSI分层结构中最重要、最基础的一层，建立在传输媒介基础上，起建立、维护和取消物理连接，实现设备之间连接的物理接口。物理层只负责接受和发送比特流，不考虑信息的意义和信息结构。其主要功能是：A、保证数据正确按位传输。B、向数据链路层提供一个透明的位传输。C、提供足够的带宽（带宽指每秒能通过的比特流，衡量数据的传输速度），减少信道上的拥塞，提供点到点，一点到多点，串行或并行，半双工和全双
8、工，同步或者异步传输数据的需要。常见的物理层设备有：光纤，同轴电缆，双绞线，中继器和集线器。,7.1.4 计算机网络的体系结构,2.数据链路层,在其底层（物理层）的基础上工作，根据物理层提供的比特流，数据链路层将比特流封装成帧，在物理层上进行建立、撤销、标识逻辑连接和链路复用以及差错校验等工作。数据链路层通过使用接受系统的硬件或者物理地址来寻址，建立相邻节点的数据链路，通过差错控制提供数据桢在信道上无差错的传输，并为其上层应用提供服务。数据链路层在不可靠的物理层介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据桢的封装、流量控制、数据检验、重发等。在该层，数据的单位是帧。数据链路层的典型
9、设备有：二层交换机、网桥、网卡,7.1.4 计算机网络的体系结构,3.网络层,网络层也称为通信子网曾，是高层协议之间的界面层。用于控制通信子网的操作，是通信子网与资源子网的接口。在计算机网络中进行通信的两个计算机可能会经过很多数据链路，也可能要经过很多通信子网。网络层的人物就是选择合适的网间路由和交换节点，确保数据及时传送。网络层将对数据链路层收到的帧进行解包，提取其中的数据包，包中封装有网络层包头，其中含有路基地址信息源站点和目的站点地址的网络地址。网络层的主要目的就是地址解析和路由。另外它还可以实现拥塞控制、网际互连、信息包顺序控制及网络记账等功能。网络层的典型设备是路由器。,7.1.4
10、计算机网络的体系结构,4.传输层,传输层是网络体系结构中高底层之间衔接的一个接口层。用一个寻址机制来标识一个特定的应用程序（端口号），传输层是整个分层体系协议的核心。传输层的数据单元是数据组织成的数据段，负责跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包以及其他在传输过程中可能出现的危险。传输层为上层提供端到端的透明的、可靠的数据传输服务，所有透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。传输层常用的协议有TCP、UDP、SPX等。,7.1.4 计算机网络的体系结构,5.会话层,会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制，如服务器验证用户登
11、录。,6.表示层,表示层是为在应用过程之间传送的信息提供表示方法的服务，它关系的是发出的信息的语法和语义，表示层要完成某些特定的功能，主要有不同数据编码格式的转换，提供数据压缩，解压缩服务、对数据进行加密、解密，例如图像格式的显示就是表示层的支持。,7.1.4 计算机网络的体系结构,7.应用层,应用层是通信用户之间的窗口，为用户提供网络管理，文件传输、事务处理等服务，其中包括若干个独立的，用户通用的服务协议模块。网络应用层是OSI的最高层，为网络用户之间的通信提供专用的程序，应用层的内容主要取决于用户的需要。,计算机网络的组成,7.2,7.2 计算机网络的组成,7.2.1 传播与介质,常见的网
12、络传输介质有：双绞线，同轴电缆，光纤，无线传输等。,双绞线简称TP，是一对以上的双线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰，电缆中的一对线一般是由两根绝缘导线相互缠绕而成，因此称为双绞线，我们通常所说的网线就是双绞线。双绞线分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两种。,7.2.1 传播与介质,同轴电缆，同轴电缆由绕在同一轴线上的两个导体组成，具有抗干扰能力强，连接简单等特点，信息传输可达每秒几百兆，是高中档局域网的首选传播介质。,光纤即光缆，光导纤维，由光导纤维芯，玻璃网层和能吸收光纤的外壳组成，是一组光导纤维组成的用来传播承载信息的光束的，纤细而柔韧的传输介质。,无限电波，是在自由空间如空气和真空中
13、传播的射频频段电磁波。,2.2.1 鼠标组成及类型,1.按接口类型分鼠标按接口类型可分为串行鼠标、PS/2鼠标、总线鼠标、USB鼠标（多为光电鼠标）四种。2.按原理结构分鼠标按其工作原理及其内部结构的不同可以分为机械式，光机式和光电式。,2.2.1.2鼠标的类型,7.2.2 网络设备,网络设备是连接到网络中的物理实体，基本的网络设备包括：计算机（包括个人电脑或服务器），集线器，交换机，网桥，路由器，网关，网络接口卡，无线接入点，打印机和调制解调器，光纤收发器，光缆等。,7.2.3 网络软件,网络软件是指在计算机网络环境中，为了支持数据通信和各种网络活动的软件，一般指网络操作系统，网络通信协议和
14、提供应用级服务功能的专用软件。一般包含网络操作系统和网络通信协议。网络操作系统是用于管理网络软件，硬件资源，提供简单网络管理的系统软件。常见的网络操作系统有UNIX，NETWARE，WINDOWSNT，LINUX等。网络通信协议会是网络中计算机交换信息的约定，规定了计算机在网络中互通信息时必须遵守的规则。互联网采用的协议是TCP/IP。另外还有一些网络软件是基于某种需求而开发的应用软件，如常用的聊天软件QQ，还有一些联网游戏等。最常用的是浏览器，浏览器通过一些网站服务器获取到需要的服务信息。,Internet应用基础,7.3,7.3 Internet应用基础,7.3.1 Internet起源于
15、发展,介入internet的网络设备，在互联的网络上都是网络的一份子，是网络的组成基础。为了能在各种设备间互通信息，必须明确每个设备的地址或者身份，为了能够唯一确定一台设备的位置或身份，人们用一种称为IP地址的定义来确定设备。IP地址全称是互联网协议地址（Internet Protocol Address，ip地址是给接入互联网的设备的一个编号，如同一部电话的电话号码一样，通过ip地址可以连接该ip的设备。现行IP地址的版本有ipv4 和ipv6两种，目前只需要了解ipv4，是32个二进制数组成，分成4段，即a.b.c.d。三个节点分成的四个段，每个段的数字介于0255之间。,7.3.1 In
16、ternet起源于发展,限于ipv4的容量限制，因为其部署电脑容量为232台电脑，所以ipv6势在必行，ipv6是由128个二进制位组成的编码，一般用十六进制数字表示。有人打过一个比方，ipv6可以给世界最大沙漠撒哈拉沙漠里的每个沙子配一个ip地址，是未来发展的需要。理论上讲一个电脑的访问就是通过一个电脑的ip地址的访问，互联网上的每台服务器必定有一个自己的ip地址。,浏览器,7.4,7.4 浏览器,7.4.1 浏览器的介绍和基本使用,浏览器是指可以显示网页服务器或者文件系统的HTML文件（标准通用标记语言的一个应用）内容，并让用户与这些文件交互的一种软件。它用来显示在万维网或局域网等内的文字
17、、图像及其他信息。这些文字或图像，可以是连接其他网址的超链接，用户可迅速及轻易地浏览各种信息。大部分网页为HTML格式。一个网页中可以包括多个文档，每个文档都是分别从服务器获取的。大部分的浏览器本身支持除了HTML之外的广泛的格式，例如JPEG、PNG、GIF等图像格式，并且能够扩展支持众多的插件（plug-ins）。另外，许多浏览器还支持其他的URL类型及其相应的协议，如FTP、Gopher、HTTPS（HTTP协议的加密版本）。HTTP内容类型和URL协议规范允许网页设计者在网页中嵌入图像、动画、视频、声音、流媒体等。,7.4.1 浏览器的介绍和基本使用,国内网民计算机上常见的网页浏览器有
18、，QQ浏览器、Internet Explorer、Firefox、Safari，Opera、Google Chrome、百度浏览器、搜狗浏览器、猎豹浏览器、360浏览器、UC浏览器、傲游浏览器、世界之窗浏览器等，浏览器是最经常使用到的客户端程序。,浏览器窗口的组成与设置,浏览器按照功能不同在工作界面上有不同的区域划分。下面窗口就是一个典型的浏览器窗口。,7.4.1 浏览器的介绍和基本使用,浏览器窗口的组成与设置,通常一个浏览器窗口由地址栏，状态栏，显示窗体等几个部分构成，其中地址栏就是,不同的浏览器可以进行不同的设置，如显示窗口设置，显示比例设置等。设置因不同公司的浏览器而略有不同，下面以最新
19、比较通用的浏览器IE11为例进行说明。,7.4.1 浏览器的介绍和基本使用,浏览器窗口的组成与设置,在上图中房子符号的按钮作用是浏览器默认首页，可以设置自己经常浏览的网页为浏览器首页或称为默认页，在浏览器启动的时候自动加载该页面，或者单机此按钮直接打开主页。如果自己喜欢的一些网页可以在打开网页的时候点击主页按钮右边的五角星按钮，将喜欢的页面添加到收藏夹，在下次点击收藏夹按钮的时候弹出下图窗口：,7.4.1 浏览器的介绍和基本使用,浏览器窗口的组成与设置,最右边齿轮装按钮是设置按钮。该按钮提供比较多的功能，先看下点击此按钮弹出菜单如图：,7.4.1 浏览器的介绍和基本使用,快捷菜单提供的功能比较
20、多。要着重掌握下面几个功能的使用。,1.保存页面文件菜单下可以提供网页的保存功能2.视图大小调整缩放可以适当调整当前页面的显示比例，方便不同阅读习惯的使用者浏览网页内容。3.查看下载现在很多浏览器自带的下载信息功能4.浏览器设置关于浏览器的设置，我们一般通过该菜单下的Intenet选项菜单进行控制，单击此菜单弹出如图对话框：,电子邮件,7.5,7.4 浏览器,7.5.1 电子邮件概述,电子邮件是种用电子手段提供信息交换的通信方式，是互联网应用最广的服务。电子邮件可以是文字、图像、声音等多种形式。同时，用户可以得到大量免费的新闻、专题邮件，并实现轻松的信息搜索。电子邮件的存在极大地方便了人与人之
21、间的沟通与交流，促进了社会的发展。,1.电子邮件的发送,SMTP是维护传输秩序、规定邮件服务器之间进行哪些工作的协议，它的目标是可靠、高效地传送电子邮件。SMTP独立于传送子系统，并且能够接力传送邮件。,7.5.1 电子邮件概述,2.电子邮件的接收,邮件服务器通过侦听TCP的110端口开始POP3服务。当用户主机需要使用POP3服务时，就与服务器主机建立TCP连接。当连接建立后，服务器发送一个表示已准备好的确认消息，然后双方交替发送命令和响应，以取得邮件，这一过程一直持续到连接终止。,日常生活中人们可以在不同的公司申请自己的电子邮箱，比较常用的有网易，新浪，搜狐，QQ等公司提供，邮箱已经成为人
22、们生活中比较重要的一部分。,网络安全,7.6,7.6 网络安全,7.6.1 病毒介绍,计算机病毒是计算机中能够破坏计算机功能或者数据的程序代码，会影响计算机的正常使用，能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。计算机病毒通常具有隐蔽性，传播性，感染性，可激发性，表现性和破坏性等特点，计算机病毒的生命周期一般划分为开发期-传染期-潜伏期-发作期-发现期-消化期-消亡期。,病毒预防：屏幕上出现不应有的特殊字符或图像、字符无规则变或脱落、静止、滚动、雪花、跳动、小球亮点、莫名其妙的信息提示等。,保护预防：程序或数据神秘地消失了，文件名不能辨认等；注意对系统文件、可执行文件和数据写保护；不使用来历不明的
23、程序或数据；尽量不用软盘进行系统引导。不轻易打开来历不明的电子邮件；使用新的计算机系统或软件时，先杀毒后使用；备份系统和参数，建立系统的应急计划等。安装杀毒软件。分类管理数据。,7.6.2 黑客攻击手段及防范,黑客（大陆和香港：黑客；台湾：骇客，英文：Hacker），通常是指对计算机科学、编程和设计方面具高度理解的人，黑客基本涵义是指一个拥有熟练电脑技术的人，但大部分的媒体习惯将“黑客”指作电脑侵入者。白帽黑客有能力破坏电脑安全但不具恶意目的的黑客。网络管理人员应认真分析各种可能的入侵和攻击形式，制定符合实际需要的网络安全策略，防止可能从网络和系统内部或外部发起的攻击行为，重点防止那些来自具有
24、敌意的国家、企事业单位、个人和内部恶意人员的攻击。防止入侵和攻击的主要技术措施包括访问控制技术、防火墙技术、入侵检测技术、安全扫描、安全审计和安全管理。简单地说，是对计算机系统和网络的缺陷和漏洞的发现，以及针对这些缺陷实施攻击的技术。这里说的缺陷，包括软件缺陷、硬件缺陷、网络协议缺陷、管理缺陷和人为的失误。,7.6.3 防火墙技术,防火墙，顾名思义阻挡的是火，这一名词起源于建筑领域，其作用是隔离火灾，阻止火势从一个区域蔓延到另一个区域。用通信的语言来定义是：防火墙主要用于保护一个网络免受来自另一个网路的攻击和入侵。,工作示意图,7.6.3 防火墙技术,防火墙技术是一种硬件和软件结合的技术，在Internet与内部网络之间建立一个安全网关，从而保护内部网络免收非法用户侵入。防火墙主要由访问策略、验证工具、包过滤和应用网关四个部分组成。,根据防火墙的实现原理将防火墙分为四类，网络级防火墙（也叫包过滤型防火墙）、应用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。,第七章结束,
