第 4 章计算机网络与因特网

第 4 章计算机网络与因特网

4.1 计算机网络基础4.2 计算机局域网4.3 计算机广域网4.4 因特网的组成4.5 因特网提供的服务4.6 网络信息安全

2 4.1 计算机网络基础

4.1 计算机网络基础• 计算机网络的组成• 计算机网络的分类• 网络的工作模式• 网络提供的服务• 网络操作系统


4.1.1 计算机网络的组成与分类


什么是计算机网络？

性质：它是一种通信系统（与电话、

电视系统不同，它是一种数据通信系统）

它是计算机系统的延伸与扩展（“网络就是计算机”——SUN 公司）

需要使用多种复杂的技术

利用通信设备和网络软件，把位置分散的多台计算机连接起来的一个系统


计算机网络的组成1. 计算机等“智能” 设备 2. 数据传输介质：如双绞线、光缆、无线电波等，用于传输

数据3. 通信控制设备：如网卡、集线器、交换器、调制解调器、

路由器等，确保通信正确、可靠、有效地进行4. 通信协议——共同遵循的一组的规则和约定

通信如何开始、如何结束？数据如何表示？命令如何表示？通信对象如何区分？其身份如何鉴别？发生错误如何处理？等等。例如： TCP/IP, HTTP, FTP ， POP3 等

5. 网络操作系统：实现通信协议、管理网络资源等6. 网络应用软件：实现各种网络应用，如浏览器、电子邮件

程序、 QQ 、搜索引擎等


计算机组网的目的（ 1 ）数据通信

使计算机之间可以相互传送数据，方便地交换信息

（ 2 ）资源共享用户可以共享网络中其他计算机的软件、硬件和数据资源

（ 3 ）实现分布式信息处理大型问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成分散在各地各部门的用户通过网络合作完成一项共同的任务

（ 4 ）提高计算机系统的可靠性和可用性计算机出现故障时，网络中的计算机可以互为后备计算机负荷过重时，可将部分任务分配给空闲的计算机


计算机网络的分类按使用的传输介质可分为：

有线网 ■ 无线网按网络的使用性质可分为：

公用网 ■ 专用网 ■ 虚拟专网 (VPN) 按网络的使用对象可以分为：

企业网 ■ 政府网 ■ 金融网 ■ 校园网 ■ ···

按网络所覆盖的地域范围可以分为：局域网 (LAN) ：使用专用通信线路把较小地域范围（一幢楼房、

一个楼群、一个单位或一个小区）中的计算机连接而成的网络广域网 (WAN) ：把相距遥远的许多局域网和计算机用户互相连

接在一起的网络。广域网有时也称为远程网城域网或市域网 (MAN) ：作用范围在广域网和局域网之间，其

作用距离约为 5km ～ 50 km ，例如一个城市范围的计算机网络


几种网络之间的相互关系

广域网广域网

城域网城域网城域网城域网

接入网接入网接入网接入网

接入网接入网

局域网校园网个人计算机

将分散的用户计算机 ( 网 ) 接入特定城 ( 广 )域网的各种网络通信设施


4.1.2 计算机网络的工作模式与网络服务


计算机网络的 2 种工作模式资源：硬件、软件、数据都是计算机的资源网络中的计算机可以扮演 2 种不同的角色：

客户机：需要使用其它计算机资源的计算机服务器：提供资源（如数据文件、磁盘空间、打印机、处理

器等）给其它计算机使用的计算机每一台联网的计算机，其“身份”或者是客户机，或者是

服务器，或者两种身份兼而有之计算机网络有两种基本的工作模式：

对等（ peer-to-peer ，简称 P2P ）模式客户 / 服务器（ Client/Server ，简称 C/S ）模式


对等工作模式（ P2P ）网络中每台计算机既可以作为客户机也可以作为服务器例： Windows 操作系统中的“网上邻居”

A BLAN

或 WAN

特点：可共享的资源主要是文件和打印机，由资源所在计算机自己

管理，使用比较简单不需要专门的硬件服务器，也不需要网络管理员保证可靠性、安全性是关键

A 计算机可使用 B 的打印机

B 计算机可访问 A 计算机硬盘中的文件


互联网应用中的 P2P 工作模式 P2P 是通过网络中计算机与计算机之间直接

交换来共享计算机资源的一种应用模式以前 P2P 模式以局域网使用居多，近些年它已在因特网上广泛使用，例如：文件共享： BitTorrent(BT下载 ) ， eMule( 电

驴 ) ，迅雷即时通信： QQ 、 MSN Messenger

流媒体服务： Skype （网络 IP 电话）对等协同计算

P2P 业务已占互联网业务流量的 60% 以上

Peer

Peer

Peer（ P2P 模式）

Client

Server

Client

Client（ C/S 模式）


举例： BT下载的工作原理

A

CB

D


客户 / 服务器工作模式（ C/S ）特点：网络中的计算机有专门分工，有的是客户机，有的

是服务器

服务器大多是一些专门设计的性能较高的计算机，并发处理能力强，存储容量大，网络数据传输速率高

服务器按用途分为： Web 服务器、打印服务器、邮件服务器、文件服务器、数据库服务器等

文件服务器打印服务器

客户机客户机提出服务请求，使用服务器所提供的资源

服务器用于提供资源，为客户机服务


Client/Server 的工作过程客户机用户必须预先在服务器上注册，由网络管理员为该用

户分配访问网络资源的权限。每个注册用户都有自己的账号和口令，并获得使用某些服务的授权

需要获得服务时，用户应先登录 (login ，输入用户名和口令 ) ，登录成功后才能访问服务器上的资源

客户机向服务器提出请求 ( 例如访问某个文件 ) ，服务器响应请求，找到该文件，然后将文件传送给客户机

( 服务器 )

LAN或 WAN

( 客户机 )

请求请求

结果结果


网络服务之 1 ：文件服务文件服务 (又叫做“共享存储服务” )

用户可以使用服务器中可共享的数据文件，使用方法如同使用本地磁盘一样

必须在获得服务器授权的情况下进行

文件服务器

有访问权限

无访问权限

( 如果是共享服务器中的程序，则一般是将该程序下载到客户机中然后再在客户机中运行，需购买软件的多用户版本和软件许可证 )


网络服务之 2 ：打印服务打印服务：共享打印机

打印服务器（管理程序）

共享的打印机

客户机客户机

•打印管理程序的一般原则是先来先服务 (排队处理 )

•可以更改打印任务的顺序，也可取消某个正在排队的打印任务


网络服务之 3 ：消息传递服务

1.登录到即时通信服务器

3. 给在线的伙伴发消息

4. 消息由服务器立即转发给您的伙伴

5. 您的伙伴立即就能看到您发的消息

2. 服务器判断有您的哪些朋友、家人、同事 ( 称为伙伴 )已经在线，并通知您知道

（ C/S 工作模式）

消息传递服务：实现用户间的相互通信，如电子邮件、 QQ 、短信息、 IP 电话、视频会议等。

例： QQ 的工作过程

4消息也可通过 P2P方式直接发给您的伙伴


网络服务之 4 ：应用服务

例：银行 ATM自动柜员机的工作过程 : ATM 机是金融计算机网络上的客户机，它是一

台嵌入式计算机，供存款、取款、查询等使用服务器在银行的计算中心，它是一台大 ( 巨 ) 型

计算机，具有一个非常庞大的账目数据库取款操作时的工作过程：

ATM 将用户身份信息送到服务器服务器检查是否为合法用户，给出提示用户输入取款数服务器检查是否在允许范围，若可，记帐，发

命令给 ATM 输出现款 ···

WAN

应用服务 (application service) ：为网络用户执行信息处理任务的一种服务


Client/Server 的管理—— 网络操作系统

网络操作系统 (Network operating system, NOS) 是指运行在服务器上的操作系统，有时也称之为“服务器操作系统”

网络操作系统的责任是：支持大量客户机同时发出服务请求并快速作出响应管理并协调资源的分配与共享管理、监测与记录客户机的操作

(记录用户每一次登录和退出的时间，以及每一次使用服务器资源的情况 )

数据保护和错误处理等


当前使用的主流网络操作系统主流网络操作系统：

UNIX 系统，稳定性和安全性好，可用于大型网络微软公司的 Windows 系统服务器版（如 Windows NT Server 、 Windows 2000 Server ，

Windows Server 2003 R2 等，一般用于中低档服务器）

Linux ，源代码开放，可免费得到许多应用软件网络管理员 (超级用户 ) 的职责：

为用户建立账号 ( 开户 ) 、分配资源使用权限、撤销账号 (销户 ) 、维护网络正常工作和保证信息安全

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第 4 章 计算机网络与因特网

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