本部分习题
1、计算机网络是______________与______________相结合的产物。
2、按计算机连网的区域大小，我们可以把网络分为______________和______________。
3、Internet上的计算机使用的是______________协议。
4、被成为网络之父的是______________。
5、Internet中各个网络之间能进行信息交流靠网络上的世界语______________。
6、______________就是提供IP地址和域名之间的转换服务的服务器。
7、202.258.6.3这个IP地址是不是正确______________（请回答“是”或“否”）。
8、常用的Internet提供的服务有_____________、 ______________、 ______________（列举3种）。
9、WWW又称为_____________网。
10、我国现有的四大网络有_____________、_____________、_____________、_____________。
11、中国教育科研网的英文简写是_____________。
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网络基本概念     随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。个人计算机的硬件和软件配置一般都比较低，其功能也有限，因此，要求大型与巨型计算机的硬件和软件资源，以及它们所管理的信息资源应该为众多的微型计算机所共享，以便充分利用这些资源。基于这些原因，促使计算机向网络化发展，将分散的计算机连接成网，组成计算机网络。
计算机网络 是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。通俗来说，网络就是通过电缆、电话线、或无线通讯等互联的计算机的集合。
网络的功能 通过网络，您可以和其他连到网络上的用户一起共享网络资源，如磁盘上的文件及打印机、调制解调器等，也可以和他们互相交换数据信息。
 
网络的分类
按计算机连网的区域大小，我们可以把网络分为局域网（LAN，Local Area Network）和广域网（WAN，Wide Area Network）。局域网（LAN）是指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备互联在一起的通信网络，可以包含一个或多个子网，通常局限在几千米的范围之内。如在一个房间、一座大楼，或是在一个校园内的网络就称为局域网，广域网（WAN）连接地理范围较大，常常是一个国家或是一个洲。其目的是为了让分布较远的各局域网互联。我们平常讲的Internet就是最大最典型的广域网。
什么是网络协议
    那么，网络上的计算机之间又是如何交换信息的呢？就象我们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。当然了，网络协议也有很多种，具体选择哪一种协议则要看情况而定。Internet上的计算机使用的是TCP/IP协议。
什么是Internet
    到Internet海洋去冲浪，如今已成为一种时尚。每当我们拿起一张报纸、一本杂志或者打开收音机、电视机的时候， 都可能听到一个词： Internet 。 而每每谈到Internet，必然离不开WWW、环球网、 信息高速公路之类的时髦词儿，人们不禁要问，Internet是什么? 从广义上讲，Internet是遍布全球的联络各个计算机平台的总网络，是成千上万信息资源的总称；从本质上讲，Internet是一个使世界上不同类型的计算机能交换各类数据的通信媒介。从Internet提供的资源及对人类的作用这方面来理解，Internet是建立在高灵活性的通信技术之上的一个已硕果累累，正迅猛发展的全球数字化数据库。点击下面我们可以形象的看到什么是Internet.
 
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局域网的传输媒体     ＬＡＮ常用的媒体有同轴电缆、双绞线和光缆，以及在无线ＬＡＮ情况下使用的辐射媒体。ＬＡＮ技术在发展过程中，首先使用的是粗同轴电缆，其直径近似13 mm（1/2英寸），特性阻抗为50欧姆。由于这种电缆很重，缺乏挠性以及价格高等问题，随后出现了细缆，其直径为6.4mm（1/4英寸），特性阻抗也是５０欧姆。使用粗缆构成的Ethernet称为粗缆Ethernet，使用细缆的Ethernet称为细缆Ethernet。在80年代后期广泛采用了双绞线作为传输媒体的技术，既10Base-T以及其他ＬＡＮ实现技术。为将ＬＡＮ的范围进一步扩大，随后又出现了10Base-F这种技术是使用光纤构成链路段，使用距离可延长到２km但速率仍为10Mbps。FDDI则是与IEEE802.3、802.4和802.5完全不同的新技术,构成FDDI的媒体，不仅是光纤，而且访问媒体的机制有了新的提高,传输速率可达100Mbps。下面就这些实现技术所用的媒体逐一进行讨论。
　１.同轴电缆
同轴电缆可分为两类：粗缆和细缆，这种电缆在实际应用中很广，比如有线电视网，就是使用同轴电缆。不论是粗缆还是细缆，其中央都是一根铜线，外面包有绝缘层。同轴电缆由内部导体环绕绝缘层以及绝缘层外的金属屏蔽网和最外层的护套组成，如下图 所示。这种结构的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场，也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号。
细缆连接设备及技术参数
采用细缆组网，除需要电缆外，还需要BNC头、Ｔ型头及终端匹配器等。如下图。同轴电缆组网的网卡必须带有细缆连接接口（通常在网卡上标有"BNC"字样）。
下面是细缆组网的技术参数：
．最大的干线段长度；185米
．最大网络干线电缆长度：925米
．每条干线段支持的最大结点数：30
．BNC、T型连接器之间的最小距离：0.5米
粗缆连接设备
粗缆连接设备包括转换器、DIX连接器及电缆、N－系列插头、N－系列匹配器，如下图。使用粗缆组网，网卡必须有DIX接口（一般标有DIX字样）。
下面是采用粗缆组网的技术参数：
.最大的干线长度：500米
.最大网络干线电缆长度：2500米
.每条干线段支持的最大结点数：100
.收发器之间的最小距离：2.5米
.收发器电缆的最大长度：50米
２.双绞线
双绞线(TP:Twisted Pairwire)是布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线是由相互按一定扭距绞合在一起的类似于电话线的传输媒体，每根线加绝缘层并有色标来标记，如下图所示,左图为示意图，右图为实物图。成对线的扭绞旨在使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)。我们平时一般接触比较多的就是UTP线。
目前 EIA/TIA（电气工业协会／电信工业协会）为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。这五种型号如下：
1、第一类：主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），该类用于电话线，不用于数据传输。
2、第二类：该类包括用于低速网络的电缆，这些电缆能够支持最高4Mbps的实施方案，这两类双绞线在LAN中很少使用。
3、第三类:这种在以前的以太网中（10M）比较流行，最高支持16Mmbps的容量，但大多数通常用于10Mbps的以太网，主要用于10base-T。
4、第四类:该类双绞线在性能上比第三类有一定改进,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输。4类电缆用于比3类距离更长且速度更高的网络环境。它可以支持最高20Mbps的容量。主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。这类双绞线可以是UTP，也可以是STP。
5、第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，这种电缆用于高性能的数据通信。它可以支持高达100Mbps的容量。主要用于100base-T和10base-T网络，这是最常用的以太网电缆。 最近又出现了超5类线缆，它是一个非屏蔽双绞线(UTP)布线系统,通过对它的"链接"和"信道"性能的测试表明,它超过5类线标准TIA/EIA568的要求。与普通的5类UTP比较,性能得到了很大提高。
如今市场上5类布线和超5类布线应用非常广泛，国际标准规定的5类双绞线的频率带宽是100MHz，在这样的带宽上可以实现100M的快速以太网和155M的ATM传输。计算机网络综合布线使用第三、四、五类。
使用双绞线组网，双绞线和其他网络设备（例如网卡）连接必须是RJ45接头（也叫水晶头）。下图是RJ45接头，左图为示意图，右图为实物图。
     双绞线（10BASE-T）以太网技术规范可归结为5-4-3-2-1规则:
．允许5个网段，每网段最大长度100米
．在同一信道上允许连接4个中继器或集线器
．在其中的三个网段上可以增加节点
．在另外两个网段上，除做中继器链路外，不能接任何节点
．上述将组建一个大型的冲突域，最大站点数1024，网络直径达2500米
上述规则只是一个粗略的设计指南，实际的数据因厂家不同而异。利用双绞线组网，可以获得良好的稳定性，在实际应用中越来越多。尤其是近年来，快速以太网的发展，利用双绞线组建不须再增加其它设备，因此被业界人士看好。
  ３.光缆
光缆不仅是目前可用的媒体，而且是今后若干年后将会继续使用的媒体，其主要原因是这种媒体具有很大的带宽。光缆是由许多细如发丝的塑胶或玻璃纤维外加绝缘护套组成，光束在玻璃纤维内传输，防磁防电，传输稳定，质量高，适于高速网络和骨干网。光纤与电导体构成的传输媒体最基本的差别是，它的传输信息是光束，而非电气信号。因此，光纤传输的信号不受电磁的干扰。
利用光缆连接网络，每端必须连接光/电转换器，另外还需要一些其它辅助设备。
基于光缆的网络，国际标准化组织ISO制定了许多规范，具体如下：
．10BASE-FL
．10BASE-FB
．10BASE-FP
其中10BASE-FL是使用最广泛的数据格式，下面是其组网规则：
最大段长： 2000M
每段最大节点（NODE）数：2
每网络最大节点（NODE）数： 1024
每链的最大HUB数：4
下表是三种传输媒介的比较。
 同轴电缆、双绞线、光缆的性能比较
传输媒介
价格
电磁干扰
频带宽度
单段最大长度
UTP
最便宜
高
低
100 米
STP
一般
低
中 等
100 米
同轴电缆
一般
低
高
185米/500米
光 缆
最高
没 有
极 高
几十公里
4．无线媒体
上述三种传输媒体的有一个共同的缺点，那便是都需要一根线缆连接电脑，这在很多场合下是不方便的。无线媒体不使用电子或光学导体。大多数情况下地球的大气便是数据的物理性通路。从理论上讲，无线媒体最好应用于难以布线的场合或远程通信。无线媒体有三种主要类型：无线电、微波及红外线。下面我们主要介绍无线电传输介质。
无线电的频率范围在10KHz-16KHz之间。在电磁频谱里，属于"对频"。使用无线电的时候，需要考虑的一个重要问题是电磁波频率的范围（频谱）是相当有限的。其中大部分都已被电视、广播以及重要的政府和军队系统占用。因此，只有很少一部分留给网络电脑使用，而且这些频率也大部分都由国内"无线电管理委员会（无委会）"统一管制。要使用一个受管制的频率必须向无委会申请许可证，这在一定程度上会相当不便。如果设备使用的是未经管制的频率，则功率必须在1W以下，这种管制目的是限制设备的作用范围，从而限制对其它信号的干扰。用网络术语来说，这相当于限制了未管制无线电的通信带宽。下面这些频率是未受管制的：
902 ～ 925MHz
2.4GHz(全球通用)
5.72 ～ 5.85 GHz
无线电波可以穿透墙壁，也可以到达普通网络线缆无法到达的地方。针对无线电链路连接的网络，现在已有相当坚实的工业基础，在业界也得到迅速发展
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OSI参考模型
在计算机网络产生之初，每个计算机厂商都有一套自己的网络体系结构的概念，它们之间互不相容。为此，国际标准化组织（ISO）在１９７９年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统互联的体系结构(Open Systems Interconnection)简称OSI，"开放"这个词表示：只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接。这个分委员提出了开放系统互联，即OSI参考模型，它定义了连接异种计算机的标准框架。
OSI参考模型分为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。
各层的主要功能及其相应的数据单位如下：
· 物 理 层(Physical Layer)
我们知道，要传递信息就要利用一些物理媒体，如双纽线、同轴电缆等，但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内，有人把物理媒体当作第0层，物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。 如规定使用电缆和接头 的类型，传送信号的电压等。在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，单位是比特。
· 数 据 链 路 层(Data Link Layer)
数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据。每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。和物理层相似，数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接。在传送数据时，如果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发方重发这一帧。
· 网 络 层(Network Layer)
   在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。
· 传 输 层(Transport Layer)
    该层的任务时根据通信子网的特性最佳的利用网络资源，并以可靠和经济的方式，为两个端系统（也就是源站和目的站）的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责可靠地传输数据。在这一层，信息的传送单位是报文。
· 会 话 层(Session Layer)
这一层也可以称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。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录便是由会话层完成的。
· 表 示 层(Presentation Layer)
这一层主要解决拥护信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层负责。
· 应 用 层(Application Layer)
应用层确定进程之间通信的性质以满足用户需要以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务。
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网络拓扑结构     网络拓扑结构是指用传输媒体互联各种设备的物理布局。将参与LAN工作的各种设备用媒体互联在一起有多种方法,实际上只有几种方式能适合LAN的工作。
如果一个网络只连接几台设备,最简单的方法是将它们都直接相连在一起，这种连接称为点对点连接。用这种方式形成的网络称为全互联网络,如下图所示。
  图中有6个设备，在全互联情况下,需要15条传输线路。如果要连的设备有n个,所需线路将达到n(n-1)/2条!显而易见,这种方式只有在涉及地理范围不大，设备数很少的条件下才有使用的可能。即使属于这种环境,在LAN技术中也不使用。我们所说的拓扑结构，是因为当需要通过互联设备(如路由器)互联多个LAN时,将有可能遇到这种广域网(WAN)的互联技术。目前大多数网络使用的拓扑结构有3种:
① 星行拓扑结构;
② 环行拓扑结构;
③ 总线型拓扑结;
　　1.星型拓扑结构
星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话都属于这种结构，如下图所示。其中,图(a)为电话网的星型结构,图(b)为目前使用最普遍的以太网(Ethernet)星型结构,处于中心位置的网络设备称为集线器,英文名为Hub。
         
(a)电话网的星行结构　　　　　　　　　　　　(b)以Hub为中心的结构
这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。
这种网络拓扑结构的一种扩充便是星行树,如下图所示。每个Hub与端用户的连接仍为星型,Hub的级连而形成树。然而,应当指出,Hub级连的个数是有限制的,并随厂商的不同而有变化。
还应指出,以Hub构成的网络结构,虽然呈星型布局,但它使用的访问媒体的机制却仍是共享媒体的总线方式。
　　2.环型网络拓扑结构
　　环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到将所有端用户连成环型,如图5所示。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。
环行结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。例如图5中,用户N是用户N+1的上游端用户,N+1是N的下游端用户。如果N+1端需将数据发送到N端，则几乎要绕环一周才能到达N端。
环上传输的任何报文都必须穿过所有端点,因此,如果环的某一点断开,环上所有端间的通信便会终止。为克服这种网络拓扑结构的脆弱,每个端点除与一个环相连外，还连接到备用环上,当主环故障时,自动转到备用环上。
　　3.总线拓扑结构
　　总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说，连接端用户的物理媒体由所有设备共享，如下图所示。使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时,这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作，只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中,对线路的访问依靠控制端的探询来确定。然而，在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上述机制。对此，研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听多路访问,英文缩写成CSMA/CD。
这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作,所以是网络技术中使用最普遍的一种
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