第8节计算机网络

网络的定义

计算机网络利用通信线路和设备,把分布在不同地理位置上的多台计算机连接起来,是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。
网络中计算机与计算机之间的通信依靠协议进行。协议是计算机收、发数据的规则。
TCP/IP协议族:用于网络的一组通讯协议,包括IP、TCP、HTTP、SMTP、POP、IMAP、MIME、FTP等协议。其中电子邮件程序使用的TCP/IP协议:使用SMTP来发送邮件、使用IMAP连接到邮件服务器、使用POP从邮件服务器下载邮件。

网络的发展

计算机网络的发展过程大致可以分为四个阶段:

  1. 第一阶段:计算机网络萌芽阶段
    1946年2月14日,世界上第一台计算机ENIAC在美国诞生。其后的20多年,计算机技术一直在寻找关于与通信技术相结合方面的发展,20世纪50年代初,美国在本土和加拿大境内,建立了一个半自动地面防控系统,简称SAGE(赛其)系统,可以说是网络的雏形。

  2. 第二阶段:计算机网络诞生阶段
    1969年,美国国防部高级研究计划署(ARPA)建立ARPANet。10月29日,在加州大学洛杉矶分校和斯坦福研究所进行互联实现,随后扩展为四校,加入加州大学圣巴巴分校,犹他大学。随后发展成15个站点,23台主机,1973年,ARPANet扩展成为国际互联网。

  3. 第三阶段:计算机网络协议标准产生与确立
    ISO国际化标准组织经过十年的努力,建立了OSI开放式系统互联架构,确立了TCP/IP作为通用协议。TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

  4. 第四阶段:internet国际互联

  • 1986年,NSF建立了国家科学基金网,实现了全美互联;
  • 1987年9月14日,CANET与德国卡尔斯鲁厄大学互联,向世界发出第一封电子邮件:Accross Great wall we can reach every corner in the world(跨越长城,走向世界);
  • 1993年6月,美国提出NII计划,建立信息高速公路;
  • 1994年4月,中国正式加入信息高速公路;
  • 1997年4月,中国建设了四大网络(中国公用互联网、中国教育科研网、中国科学技术网、中国金桥网)。

网络的主要功能

  1. 资源共享。
  2. 信息传输。
  3. 分布式处理。
  4. 综合信息服务。

网络的分类

  1. 按网络的地理范围分类
    网络按地理范围分为局域网(LAN,1Km内)、城域网(MAN,几千米至几万米)、广域网(WAN)。Internet(因特网)是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联网络。以太网泛指所有采用载波监听多路访问协议,即CSMA/CD协议的局域网。常见的局域网有以太网、Novell 、令牌环网、FDDI网、ATM网等。

  2. 按网络的拓扑结构分类
    网络按拓扑结构分为星形、总线形、环形、树形、网状形。网络的拓扑结构是指计算机作为网络节点和通信线路所组成的几何形状。

网络的体系结构

ISO(国际标准化组织)制定了一个国际标准OSI(开放式通信系统互联参考模型),并作为一种理论下的模型。TCP/IP被广泛使用,成为网络互联事实上的标准。

IP地址

Internet上的计算机地址有两种表示形式:IP地址与域名。

  1. 域名
    IP地址是数字标识,不便记忆和书写,网络上的数字型IP地址相对应的字符型地址,就被称为域名。域名含有英文字母和数字,不区分大小写且完整域名不超过255个字符。
    域名格式:主机名.机构名.网络名(2级域名).国家或行业域名(顶级域名)。
    例如,www.cs.tsinghua.edu.cn//如果主机名被省略,系统默认是www。
    常见域名:com代表商业性的机构或公司;tech代表科技、技术;org代表非营利的组织、团体;gov代表政府部门;net代表从事Internet相关的机构或公司;edu代表教育机构。cn是中国,us是美国,jp是日本。

  2. IP地址
    IP地址的表达形式有IPV4和IPV6两类,IPV4网络使用32位地址,IPV6网络使用128位地址,目前常见的是IPV4。

  • IPV4地址表示
    IPV4地址长度为32位,以X1.X2.X3.X4格式表示,每个X可以表示为8位的二进制,而每个X的十进制的值范围为0~255。IPV4地址可以分为A、B、C、D、E共5类,其中A、B、C类是基本类,D和E类是多播和保留地址,都由网络地址与主机地址两部分组成。

HTML

HTML的全称为超文本标记语言,是一种标记语言。包括一系列标签,通过这些标签可以将网络上的文档格式统一,使分散的Internet资源连接为一个逻辑整体。HTMIL文本是由HTML命令组成的描述性文本,HTML命令可以说明文字、图形、动画、声音、表格、链接等。

计算机安全

(一)计算机硬件安全

  1. 计算机在使用过程中,对外部环境有一定的要求。
  2. 计算机的芯片和硬件设备指令泄密。
  3. 硬件泄密。

(二)存储安全

计算机安全中最重要的是存储数据的安全,其主要面临的威胁包括计算机病毒、非法访问、计算机电磁辐射、硬件损坏等。

(三)计算机病毒

计算机病毒(Computer Virus)是在计算机程序中插入的破坏计算机功能,能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。计算机病毒主要通过网络与磁盘传播,主要造成软件和数据的损坏,较为彻底的清除方法是格式化磁盘。
计算机病毒的特征:

  1. 繁殖性:计算机病毒可以像生物病毒一样进行繁殖,并且是否具有繁殖、感染的特征是判断某段程序为计算机病毒的首要条件。
  2. 破坏性:计算机中毒后,可能会导致正常的程序无法运行,文件被删除或受到不同程度的损坏。
  3. 传染性:通过修改别的程序将自身的复制品或其变体传染到其他无毒的对象上,这些对象可以是一个程序也可以是系统中的某一部件。
  4. 潜伏性:计算机病毒依附于其他媒体寄生的能力,侵入后的病毒潜伏到条件成熟才发作,可使电脑变慢。
  5. 隐蔽性:计算机病毒具有很强的隐蔽性,时隐时现、变化无常,处理起来非常困难。
  6. 可触发性:病毒一般都设定了触发条件,例如系统时钟的某个时间、系统运行了某些程序等。