【计算机网络基础概念】3广域网、网络互联与Internet

朱雀 2021-06-11 15:13 873阅读 0赞

**目录**

一、广域网与网络互联

1、广域网

2、网络互连技术

3、网络互连设备

二、Internet技术与应用

1、域名地址DNS

2、文件传输FTP

--------------------

# 一、广域网与网络互联 #

## 1、广域网 ##

### 1. 什么是广域网 ###

广域网是将地理位置上相距较远的多个计算机系统，通过通信线路按照网络协议连接起来，实现计算机之间相互通信的计算机系统的集合。

### 2. 广域网的构成 ###

广域网由**交换机、路由器、网关、调制解调器**等多种**数据交换设备、数据传输设备**构成。

### 3. 广域网的特点 ###

具有**技术复杂性强、管理复杂**等特点。广域网还具有**类型多样化、连接多样化、结构多样化、提供的服务多样化**等特点。

### 4. 广域网的连接方式 ###

主要是通过公共网络来实现的。公共网络的类型包括：传统的电话网络、租用专线、分组交换数字网络等。

### 5. 广域网的分类 ###

广域网的连接方式主要是通过**公共网络**来实现的。公共网络的类型包括：**传统的电话网络、租用专线、分组交换数字网络**等。

如果**以建立广域网的方法对广域网进行分类**，广域网可以被划分为：**线路交换网、分组交换网、专用线路网**等。

### 6. DDN网 ###

数字数据网（Digital Data Network，以下称DDN）是**利用数字信道传输信号的数据传输网**，是**利用数字通道提供半永久性连接电路**，**以传输数据信号为主的数字传输网络**，DDN的传输媒体有光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。

### 7. ISDN网 ###

ISDN是**由综合数字电话网发展起来的一个网络**，它**提供端到端的数字连接以支持广泛的服务**，包括声音和非声音的。用户的访问是通过少量、多用途的用户网络标准实现的。

ISDN的发展分为两个阶段：第一代为窄带ISDN，即N-ISDN，简称ISDN。第二代ISDN为宽带ISDN，即B-ISD。

## 2、网络互连技术 ##

### 1. 网络互连的概念 ###

网络互联是指**利用网络互联设备及相应的技术措施和协议把两个以上的计算机网络连起来，实现计算机网络之间的连接，使不同的网络上的用户能互相通信和交换信息**。

这不仅**有利于资源共享**，也可以**从整体上提高网络的可靠性**。

### 2. 网络互联的目的 ###

网络互联包含两个方面的内容：

（1） 是将不同的网络用互联设备**连接**在一起形成一个范围更大的网络；

（2） 是将一个原来很大的网络**划分**为几个子网或网段。

网络互联的目的：

（1） 延长网络电缆的长度，扩大网络用户之间资源共享和信息传输的范围。

（2） 缩小网络规模，提高网络效率。

（3） 提高异构网络间的互操作性。

### 3. 网络互连的概念 ###

目前存在着局域网（LAN）和广域网（WAN）两种类型的网络，因而可对应有以下的四种网络互联：

局域网与局域网互联：LAN—LAN

局域网与广域网互联：LAN—WAN

局域网通过广域网与另外的局域网互联：LAN—WAN—LAN

广域网与广域网互联：WAN—WAN。

## 3、网络互连设备 ##

### 1. 中继器 ###

中继器是最简单也是最常用的网络连接设备，它的作用是**将网络上的一个电缆段上传输的数字信号进行放大和整形，然后再发送到另一个电缆段上，以克服信号经过较长距离传输后引起的衰减**。一般情况下，中继器两端连接的既可以是相同的传输媒体，也可以是不同的传输媒体。

由于中继器主要完成物理层功能，所以它只能连接相同的局域网。换句话说，就是利用中继器互联的局域网应具有相同的协议和数据传输速率。

使用中继器时应该注意以下两个问题：

（1）中继器主要用于网段间的延伸，用中继器不能形成回路。

（2）必须遵守MAC协议定时特性，即不能用中继器将电缆段无限制的连接起来。

### 2. 集线器 ###

**1．集线器概念**

集线器又称HUB，有多个端口，能将各个电缆段连接在一起，而它则成为网络中的一个中心结点。HUB工作于OSI模型的第一层（物理层），以广播模式工作，所有的端口都共享一条带宽。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_26_color_F45FFF_t_70][] 【集线器】与 【集线器连接的网络】

**2.用户数据的扩展**

当一个集线器提供的端口不够时，一般有以下两种拓展用户数目的方法。

（1）堆叠

堆叠是解决单个集线器端口不足的一种方法，但堆叠的层数不能太多。然而，市面上许多集线器以其堆叠层数比其他品牌的多而作为卖点，如果遇到这种情况，要区别对待：一方面可堆叠层数越多，说明集线器的稳定性越高；另一方面可堆叠层数越多，每个用户实际可享有的带宽则越小。

（2）级连

级连是在网络中增加用户数的另一种方法，但是此项功能的使用—般是有条件的，即Hub必须提供可级连的端口，此端口上常标有“Uplink”或“MDI”的字样，用此端口与其他的Hub进行级连。如果没有提供专门的端口而必须要进行级连时，连接两个集线器的双绞线在制作时必须要进行错线（即使用交叉线连接）。

### 3. 网桥 ###

网桥是数据链路层设备，具备集中器所有功能，并能够将两个相同或不同但类似的LAN（如以太网和令牌环网）连接起来，也可以将一个逻辑上单一的LAN分成多个局域网，以调节载荷。由于具有寻址和路径选择功能，能对进入网桥数据的源/目的地址进行检测。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_46_color_FF43FF_t_50][]

### 4. 交换机 ###

交换机的英文名称为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，是相对于共享工作模式的改进提出的。

交换机还有一个重要的特点就是它不是像集线器一样每个端口共享带宽，而是每个端口都独享交换机的一部分总带宽，这样在速率上对于每个端口来说就有了根本的保障。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_26_color_4351FF_t_70][] 交换机

### 3. 路由器 ###

路由器是**在网络层提供多个独立子网间连接服务的一种存储转发设备**，用路由器连接的网络可以使用在数据链路层和物理层协议完全不同的网络互联中。

1. 路由选择

所谓路由选择就是**通过路由选择算法确定到达目的地址的（目的端的网络地址）的最佳路径**。

路由选择实现的方法是：路由器通过路由选择算法，建立并维护—个路由表。在路由表中包含着目的地址和下一跳路由器地址等多种路由信息。路由表中的路由信息告诉每—台路由器应该把数据包转发给谁，它的下—跳路由器地址是什么。路由器根据路由表提供的下—跳路由器地址，将数据包转发给下一跳路由器。通过一级一级地把包转发到下一跳路由器的方式，最终把数据包传送到目的地。

2. 数据转发

数据转发通常也称数据交换。路由器接收到来自源端主机发送的、带着目的主机网络地址的分组后，检查数据包的目的地址，再根据路由表来确定它是否知道怎样转发这个包，如果它不知道下一跳路由器的地址，则将包丢弃。如果它知道怎么转发这个包，路由器将改变目的物理地址为下一跳路由器的地址，并且把包传给下一跳路由器。下一跳路由器执行同样的交换过程，最终将包传送给目的端系统。

### 4. 网关 ###

**1．集线器概念**

网关是在第四层或第四层以上实现不同网络体系间互联的网络设备。网关经常是作为软件安装在路由器里。网关与路由器不同，网关实现不同网络协议的转换，所以网关也称为协议转换器。例如网关可以接收一种协议的数据包（如IPX/SPX），然后在转发之前将它转换为另一种协议的数据包（如TCP/IP）。而路由器只能在相同的协议之间接收和转发数据包。。

![20190106204033651.png][] 用网关连接网络

# 二、Internet技术与应用 #

## 1、域名地址DNS ##

### 1. 什么是域名 ###

IP地址是一个具有32比特的二进制数，对于一般用户来说，要记住IP地址比较困难。为了向一般用户提供一种直观明了的主机识别符（主机名），TCP/IP协议专门设计了一种字符型的主机命名机制，给每一台主机**一个由字符串组成的名字**，这种主机名**相对于IP地址来说是一种更为高级的地址形式，即域名**。

### 2. 域名系统 ###

域名系统是一种帮助人们在Internet上用名字来唯一标识自己的计算机，并保证主机名（域名）和IP地址一一对应的网络服务。

DNS域名系统是一个以分级的、基于域的命名机制为核心的分布式命名数据库系统。DNS将整个Internet视为一个域名空间（Name Space），域名空间被分成若干个部分并授权相应的机构进行管理。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_38_color_F1138F_t_70][] DNS域名空间

### 3. 命名机制 ###

一个层次型主机名由三部分组成：

最高一级域名空间的划分基于“网点名”，由若干网络组成，这些网络在地理位置或组织关系上联系非常紧密；比如商业组织COM、教育机构EDU、国家代码<Country Code＞等。

在各个网点内，又可以分出若干个“管理组”，第二级域名空间的划分基于“组名”；

在组名下面是各主机的“本地名”。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_26_color_F4934F_t_70][] 局域网类型与相互关系

### 4、顶级域名 ###

在根域之下就是顶级域名。目前包括下列域名：com、edu、gov、org、mil、net、arpa等等。所有的顶级域名都由Internet网络信息中心（InterNIC）控制。顶级域一般分为两类：**组织上的和物理上**的。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_26_color_F135FF_t_70][] 组织上的顶级域名

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_35_color_FF351F_t_70][] 物理上的顶级域名

###  5、域名解析 ###

主机域名不能直接用于TCP/IP协议的路由选择之中。当用户使用主机域名进行通信时，必须首先将其映射成IP地址。因为Internet通信软件在发送和接收数据时都必须使用IP地址。将主机域名映射为IP地址的过程叫做域名解析。域名解析包括正向解析（从域名到IP地址）以及反向解析（从IP地址到域名）。Internet的域名系统DNS能够透明地完成此项工作。

## 2、文件传输FTP ##

### 1. 什么是FTP服务器 ###

FTP是文件传输协议（File Transfer Protocol）的缩写，它通过FTP程序（服务器程序和客户端程序）**在Internet上实现远程文件的传输**。

FTP实际上就是**将各种类型的文件都放在FTP服务器中，用户计算机上要安装一个客户端FTP服务程序，通过这个程序实现对FTP服务器的访问**。当通过FTP客户端程序登录FTP服务器时，要求正确回答用户名和口令，才能取得访问权。

文件传输协议（FTP）是Internet上的一套传输文件的通讯标准，FTP（文件传输协议）规定了其行为规范和接口交换信息的集合，而文件传输程序FTP则是该协议的一个具体表现。

### 2. 匿名FTP ###

在Internet上要连接FTP服务器，大多要经过一个登录（Login）的过程，要求输入用户在该主机上登记的账号和密码。为了**方便用户**，大部分主机都提供了一种称为匿名（anonymous）FTP的服务，用户不需要主机的账号和密码即可进入FTP服务器，任意浏览和下载文件。要使用匿名FTP只要以anonymous或guest作为登录的账号，输入用户的电子邮件地址作为密码即可进入服务器。

### 3. FTP提供的软件 ###

（1） 免费软件

（2） 捐赠软件

（3） 共享软件

（4） 公用软件

近年来由于Http下载的广泛应用，上述的几类软件也在Http下载网站上大量出现。

### 4. 文件传输软件 ###

当用户需要使用文件传输服务时，需要利用文件传输客户端软件登录到FTP服务器上。目前，好的文件传输客户端软件可以自动完成匿名登录、文件传输、断点续传等功能。

### 5. 使用IE上传和下载文件 ###

1. 在浏览器中使用HTTP协议下载文件。

2. 在浏览器中使用FTP协议下载文件。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_26_color_F45FFF_t_70]: /images/20210516/0c0a4c3fb712498abc345681e9481859.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_46_color_FF43FF_t_50]: /images/20210516/c9f48ab84e804b899a1185dcf45ac6d5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_26_color_4351FF_t_70]: /images/20210516/cc8472438b044703a2a352517c21142e.png
[20190106204033651.png]: /images/20210516/8a8c7fb86b2a4506900c39e86fcf0900.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_38_color_F1138F_t_70]: /images/20210516/fc8250147018479c96cca83307e9a3c6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_26_color_F4934F_t_70]: /images/20210516/281dbf5f5b3042a08fcd448073d74977.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_26_color_F135FF_t_70]: /images/20210516/a72fc4671458495e8359d007bfbc3946.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NodWl5aXhpbg_size_35_color_FF351F_t_70]: /images/20210516/587f3b95f97345518497e96008e0cbc7.png