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网络应用
任务1 认识网络
第2章
信息技术（基础模块）
第2 章　网络应用
2.1.1　了解网络技术
2.1.2　了解网络体系结构及TCP/IP相关知识
2.1.3　了解互联网的工作原理
目　录
│ 认识网络
信息化作为经济社会发展的显著特征，逐步向全方位演进。信息化中的资源也日益成为重要生产资料要素，网络作为信息资源的信息通道，不仅涵盖信息传输的各种技术，而且成为信息传播和知识扩散的新载体。了解网络技术有助于增强网络安全意识、提升网络认知能力，也能有效提高学习工作的效率。
第2 章　网络应用
第2 章　网络应用
任务情景
小华打算暑假期间在系统集成公司实习，希望实际了解一下网络的相关知识。
小华的爸爸给小华安排好了实习事宜，并告诉他公司地址及实习时间。周一，小华早早来到公司楼下，发现公司大厅空无一人。这时，从公司里走出一个“人形”机器人，眼睛忽闪忽闪扫描了小华全身。小华非常疑惑，来个机器人，它会认识我吗？果然，机器人开口说：小华同学您好，欢迎您来本公司实习，下面由我带您去办理实习手续。
在会议室，实习老师给小华介绍了公司业务，在介绍系统集成相关内容时，小华非常不解，这些网络设备及系统怎么才能连接起来呢？最后，小华跟随实习老师参观了公司智能化会议室、餐厅、阅览室及数据中心。在智能化会议室，几个技术人员正在进行网络视频会议；在餐厅，员工通过扫描支付码打饭；在阅览室，员工通过移动设备查看公司资料；在公司数据中心，网络设备、服务器通过网线互连，实现数据的可靠传输。
第2 章　网络应用
任务分析
小华回到办公室，感觉公司的一切都特别智能，并向实习老师请求解答。
实习老师说：是网络技术解决了在线支付、在线学习及远程会议等问题；网络技术是实现“物物互连、人人互通”的基础，它对信息技术的发展起着支撑作用；在线学习、远程会议等信息化手段的应用，影响着组织及个人的行为和关系；智能终端设备正确的网络配置联网，实现互连互通，可获取网络资源；互联网技术提升了我们在工作、学习等活动中的效率。
小华清楚地明白，要想搞懂网络技术带来的变化，需要了解网络技术的发展、了解互联网技术带给我们生活、学习行为的变化、了解网络体系结构及TCP/IP相关知识、了解互联网工作原理。
第2 章　网络应用
2.1.1 了解网络技术
数据中心网络设备的互联，是实现员工远程会议的基础，把公司资源共享到互联网上，供员工在线学习、远程会议使用，网络技术改变了员工的生活、工作、学习方式。
随着科技的发展，网络技术实现了从计算机网络时代到移动互联网络时代的跨越，计算机网络作为其他网络技术发展的基础尤为重要。计算机网络，通常是指将不同地理位置、具有独立功能的计算机及智能设备，通过通信链路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息交换的计算机系统的集合。这些资源，如高性能计算、信息资源、存储资源、网络、数据库等。
第2 章　网络应用
1. 了解计算机网络的发展
网络技术的迅速发展，不仅对社会发展有促进作用，而且能扩展人们的思维模式和交流方式，对在校学生的思想道德和价值取向带来很大影响。通过了解网络技术发展史，可以清楚认识网络技术给人们生活带来的巨大变化，帮助人们理解网络技术的影响力，加深对网络技术的认识。
第2 章　网络应用
阶 段 时 间 概 述
第一阶段 20世纪50年代中期 以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络
第二阶段 20世纪60年代中期 开始进行主机互联，多个独立的主计算机通过线路互联构成计算机网络，无网络操作系统，只是通信网。60年代后期，ARPANET网出现
第三阶段 20世纪70—80年代中期 以太网产生，ISO制定了网络互联标准OSI，世界上具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络迅猛发展
第四阶段 从20世纪90年代中期开始 计算机网络向综合化、高速化发展（国际互联网与信息高速公路），同时出现了多媒体智能化网络，局域网技术发展成熟
计算机网络发展历程
我国互联网的发展历程
阶 段 时 间 概 述
探 索 期 1980—1993年 在20世纪80年代初，中国民间学术机构就通过位于中国香港和北京的国际在线信息检索终端，借助租用的卫星线路，实现相关的信息检索。此外，一些学者也开始尝试较为新型的信息传输方式—电子邮件。同时，国内科学家也开始中国全功能接入国际互联网的探索和实践
基础初创期 1994—1999年 中国1994年实现与国际互联网的全功能接入。中国基础网络建设和关键资源部署步入正轨，网民规模达到千万量级，以门户网站为代表的应用服务拉开互联网创新、创业的序幕。互联网治理从计算机网络管理向互联网信息服务管理转变。这一阶段上网步骤复杂，网速慢，网民规模非常小，同时，开启了中国互联网企业的发展
产业形成期 2000—2004年 中国互联网信息服务业体系逐步建立，网民数量实现翻两番，初步形成互联网服务市场的用户规模效应。伴随网民规模的扩大，以搜索引擎、电子商务、即时通信、社交网络、游戏娱乐等为主要业务的互联网企业迅速崛起。各相关政府部门建章立制，行业组织相继建立并开始发挥积极作用
发展融合期 2004—2014年 宽带网络建设上升为国家战略，网民数量保持快速增长，网络零售与社交网络服务成为产业发展亮点，移动互联网的兴起带动互联网发展进入新阶段，互联网治理体系在探索中逐步完善。2008年中国网民数量、宽带网民数量及中文域名数量居世界第一，中国互联网企业也发展迅速
网络强国期 2015年— 2014年网络强国战略提出以来，互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合，“互联网+”全面实施，互联网治理进入强化统筹协调的新阶段；进入创新发展阶段，竞争愈发激烈，5G开始商用，进一步推动企业在人工智能等领域技术创新。同时，国家大力支持自主创新，强调掌握区块链关键技术推动行业发展
第2 章　网络应用
第2 章　网络应用
2. 了解计算机网络的分类
了解计算机网络的分类，不仅是为了从不同的角度观察网络系统，更重要的是通过网络分类的划分全面了解网络系统的特性，帮助人们理解网络技术，加深对网络技术融入现实生活的认知。计算机网络的分类可按照不同的维度标准进行划分：地域范围、拓扑结构、管理模式。
第2 章　网络应用
地域范围 技术条件 覆盖范围
局域网（LAN） 有限的地域内构建相对较小的网络 一般不超过几十公里，比如一间办公室、一所校园等
城域网（MAN） 一种大型的局域网，类似于局域网技术 一般几十公里到几百公里，比如一个城市或地区
广域网（WAN） 又称远程网，跨越城市或国家 通常几十公里或几千公里，把众多LAN、MAN连接起来
按地域范围
按拓扑结构
结构类型 功 能 特 点 优/缺点
总线型网络 所有计算机通过硬件接口连接到总线上，任何计算机发送信号都会双向传播，且被其他计算机所侦听 响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少等 优点：布线容易、可靠性高，易于扩充；缺点：对总线的故障敏感，任何总线的故障都会影响整个网络的运行
星形网络 由中央节点和通过点到点的通信链路连接到中央节点的各个计算机组成，采用集中式控制 具有信号放大、存储和转发等功能，各计算机通过交换机与其他计算机通信，又称为集中式网络 优点：建网容易，网络控制简单，故障检测和隔离方便；缺点：网络中央节点数据转发负担过重，容易形成瓶颈
环形网络 所有计算机与公共电缆连接，电缆两端连接起来形成闭环 数据在闭环上以固定方向流动 优点：结构简单、容易实现，通信接口和管理软件都比较简单；缺点：节点发生故障，会引起全网故障，不易扩展
树形网络 星形网络的扩展 分层管理网络节点 优点：易于扩展，路径选择方便，若某一分支节点发生线路故障，易于将分支与整个系统隔离；缺点：对树根的依赖性大，如果根节点发生故障则全网不能正常工作
网状形网络 是一个混合网络结构，由星形、总线型和环形混合而成 实现网络设备的全部或部分互通，也能实现通信线路的冗余和备份 优点：使其容错能力最强，可靠性更高；缺点：拓扑结构复杂，其安装和配置都比较困难；网络控制机制复杂，必须采用路由算法和流量控制机制
树形网络 星形网络的扩展 分层管理网络节点 优点：易于扩展，路径选择方便，若某一分支节点发生线路故障，易于将分支与整个系统隔离；缺点：对树根的依赖性大，如果根节点发生故障则全网不能正常工作
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按管理模式
管理模式 特 点
C/S网络 即客户机/服务器网络，是由一台高性能服务器提供服务，其他计算机向它发出请求获取相关服务，此类网络结构的性能取决于服务器的性能和客户机的数量
对等网络 最简单的网络，在网络中没有专门的服务器，接入到网络中的机器没有级别区分，相互之间共享对方的资源
第2 章　网络应用
第2 章　网络应用
3. 了解互联网的影响与网络文化特征
互联网的发展促进了人类社会的发展，通过网络交流，人们可以获得更多的自由和信息，改变固有的生活方式，极大影响了人们的生活节奏。因此，互联网信息技术带给人们的惊喜远超我们的想象，无论是组织还是个人，在未来都会面临很多新的挑战。
第2 章　网络应用
互联网对组织的影响
互联网技术已经深入到社会生活的方方面面，深刻影响着人们的生活、工作、学习与交流方式，那么作为企业组织在工作方式上也产生了很大影响。在人类历史上，人类社会的劳动经过了分散劳动和集体劳动两个阶段，由于互联网技术的广泛应用，出现了具有更高层次“以人为本”的自主劳动方式，如：家庭办公，把过去分散的劳动推向了更高的层次。
从现代社会分工的角度来看，互联网技术将更高水平的社会化分工统一起来，使得“以人为本”的自主劳动方式更符合人性化。根据人们不同的需求，互联网也在不断完善自身技术，进而推动社会生产等各项事业的发展。
互联网技术对个人的影响
互联网技术的飞速发展，使得人们的网络生活与现实生活越来越密切。用户通过订购平台，可以实现购物、订外卖等服务，越来越方便地进行物品交换与信息获取。
影 响 面 特 点
学习行为 互联网技术提升了人们从网络上获取知识的便利性，人们可以在线听课、在线互动、在线进行课程实验等，这种新的学习方式改变了传统的教学模式，让人们的学习变得更具自主性。基于此，网络上涌现了一批较好的网络学习资源，比如：腾讯课堂、网易云课堂、慕课等，极大方便了在互联网上进行相关知识的学习
交往行为 互联网技术有利于扩大人们交际的范围，拓宽了交流的渠道，促进人际交往新方式的产生，在虚拟网络环境下，人们的交流变得更加单纯，由于其安全、隐私的特点，使人更容易释放自我，往往比现实生活中具有更强烈的个性
追求价值行为 互联网不仅改变了人们的生活方式，也进一步影响了人们的自我认知和自我价值观。通过微博、朋友圈等网络信息发布平台，可以获取更多的知识，进而影响自我认知与价值实现
第2 章　网络应用
网络文化的特征
互联网技术的不断发展，互联网影响下的社会文化也发生着变化。
特 征 特 点
补 偿 性 互联网是具有巨大吸引力的虚拟空间，人们可以大胆发表意见，充分发挥自身的闪光点，也可以相互交流、相互帮助，获得尊重与友谊，实现自我价值。对于很多人来说，就是现实世界的很好补充
极 端 性 网络上的群体讨论具有群体极端化效应，人们普遍具有从众心理，都希望自己表达的言论更加突出，因此不知不觉中会把原有观点推向极端化。网络的实时性、开放性及互动性的特点，可以在极短时间内，传播到数量庞大的人群中进行讨论，逐步强化，产生极大的群体极端化效应。互联网放大了个人行为的影响，无论是善的方面，还是恶的力量，在现实生活中的传播、分散，往往都会带来极端效应
大 众 性 互联网的开放性，使得人们可以获取大量的信息，人们不再羡慕专家和学者，而是将他们的观点与自己掌握的知识进行比较、分析，从新的视角提出自己的看法
第2 章　网络应用
说一说
网络强国建设的重要意义。
第2 章　网络应用
第2 章　网络应用
2.1.2 了解网络体系结构及TCP/IP相关知识
会议室的远程会议、餐厅的在线支付，通信两端都要遵守网络体系结构的数据规约，才能保障通信两端数据传输的可靠。网络体系结构从功能上描述，是指计算机网络层次结构模型和各层协议的集合。具体来说，是关于计算机网络应设置哪几层，每层应提供哪些功能的精确定义。对众多网络体系结构概念的学习，有利于对通信数据传输的理解。
1. OSI参考模型
自1974年，IBM发布第一个计算机网络体系结构（SNA）开始，不同的公司相继推出不同名称的体系结构。为了使不同体系结构的计算机网络实现互通互连，国际标准化组织ISO专门成立研究机构，经多次讨论并公布了开放系统互连参考模型（OSI参考模型）
第2 章　网络应用
OSI参考模型
层 次 功 能 特 点
物 理 层 该层直接面向比特流（bit）的传输 定义了系统的电气、机械、过程和功能标准
数据链路层 在通信实体之间建立数据链路连接，无差错地传输数据帧 实现相邻节点间无差错的数据传送，数据链路层在数据传输过程中提供了确认、差错检测和流量控制等机制
网 络 层 在通信网络中选择一条合适的路径，使得发送端传输层传输的数据能够通过所选择的路径到达目的端 负责通信子网的流量和拥塞控制
传 输 层 为下三层网络通信提供服务，确保信息被准确有效地传输 提供差错控制和流量控制等机制
会 话 层 会话连接管理、会话活动管理、数据交换管理 会话层在两个应用进程之间建立、维护和释放面向用户的连接，并对“会话”进行管理，保证“会话”的可靠性
表 示 层 语法转换、传送语法协商、连接管理、数据压缩 提供一种公共语言，完成应用层数据所需的任何转换，以便进行互操作
应 用 层 为用户提供分布式处理环境服务 由若干应用组成，网络通过应用层为用户提供网络服务
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2. TCP/IP协议结构
SI参考模型的七层体系结构较复杂且实用价值不高，但其清晰的概念，可以做到对理解网络协议内部运行原理提供很大帮助。在实际网络应用中，ARPA（美国国防部高级研究计划局）颁布了一个实用的标准体系：TCP/IP协议结构。
TCP/IP协议是实现各异构网络互连的一种网络协议，已成为互联网络的工业标准，其中有两个协议（TCP协议、IP协议）在互联网中起着重要的作用。TCP协议主要负责与远程主机可靠连接，IP协议则负责寻址，这样的协议组合使得连接到网络中的用户都能访问和共享互联网上的信息。
第2 章　网络应用
TCP/IP协议结构
层 次 功 能 特 点
网络接口层 使得TCP/IP协议可以运行在任何底层网络上，实现它们之间的相互通信 定义了网络接口协议，为适应各种物理网络类型提供了灵活性
网 络 层 主要处理来自传输层的分组数据报（IP数据报），并为该数据报提供路径选择，最终将数据报发送到目的主机 主要提供的协议有IP、ICMP、ARP、RARP等
传 输 层 负责进程到进程之间的端到端通信，为保证数据传输的可靠性，传输层协议提供了确认、差错控制和流量控制等机制 它从应用层接收数据并分成较小的单元，传送给网络层，确保接收方各段信息正确无误。传输层中，主要提供的协议有TCP协议和UDP协议
应 用 层 对应于OSI模型中的高三层，为用户提供网络服务，比如，文件传输、远程登录、域名服务等 在应用层中，提供的协议有很多，主要的协议为FTP、HTTP、Telnet、SNMP和DNS等
第2 章　网络应用
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3. IP相关知识
网络层是TCP/IP协议的关键部分，负责把主机要发送的数据经网络传输到目的地。为了实现互联网中不同主机之间的通信，需要给每台主机配置唯一的地址。物理层采用MAC地址（互联网协议地址）来表示网络中的一个节点，数据在网络上进行传输时，需要按照互联网中的网络地址来进行通信，即IP地址。
IP地址的组成
在互联网中有成千上万独立的网络，每个网络会有很多主机，这样的互联网一定具有层次结构。与之对应的IP地址也会采用这种结构进行地址标识（网络号+主机号）。
目前常使用的IP协议版本是IPv4，它的IP地址由32位二进制数组成，按8位为单位分成4个字节，通常以十进制方式表示，如192.168.0.1。
互联网的层次结构 IP地址结构
第2 章　网络应用
IP地址的分类
类 别 网 络 号 主 机 号 网 络 数 主 机 数
A类 7 24 27-2 224-2
B类 14 16 214-2 216-2
C类 21 8 221-2 28-2
第2 章　网络应用
特殊的网络地址
从功能上说，A～C三类地址用于互联网上主机的基本通信，D类多播地址用于网络上主机之间组播报文的发送和接收。在这五类地址中，还存在一些特殊的网络地址。
类 别 IP地址
网络地址 192.168.0.0
广播地址 255.255.255.255
回送地址 127.0.0.1
私有地址 10.0.0.0～10.255.255.255172.16.0.0～172.31.255.255192.168.0.0～-192.168.255.255
第2 章　网络应用
IP地址的计算
在五类IP地址中，A～C三类地址适用于不同规模的局域网络连接到互联网，而作为中小企业和个人用户通常使用C类地址，它可以容纳254台主机。在实际网络应用中，从对网络管理、网络性能及系统安全的考虑，需对单一的逻辑网络进行物理划分，划分后的网络称为子网。
第2 章　网络应用
例如，某企业共设有研发部、财务部、人事部、总务办、运营部5个部门（每个部门有10台主机），为了方便办公，需要将不同办公区不同工位的同一部门人员进行统一的网络管理，可以对分配的C类IP地址（223.5.4.0）进行子网划分来实现。
分析：5个部门之间的网络独立，因此，需要把网络划分为5个子网。根据子网划分原理，需借用主机号的3位划分子网，即5 < 23，那么子网掩码后8位二进制为11100000，转换成十进制数为224，即子网掩码为255.255.224.0
子 网 号 部 门 地 址 范 围
1 研发部 223.5.4.33～223.5.4.63
2 财务部 223.5.4.65～223.5.4.95
3 人事部 223.5.4.97～223.5.4.127
4 总务办 223.5.4.129～223.5.4.159
5 运营部 223.5.4.161～223.5.4.191
第2 章　网络应用
说一说
结合子网的划分，谈一谈你对合理利用资源的理解。
第2 章　网络应用
第2 章　网络应用
2.1.3 了解互联网的工作原理
在阅览室，员工使用移动设备查阅公司资料，正是利用互联网技术对资料进行收集、管理、检索的表现。在这种资料获取的人机交互过程中，数据的传输需要做到两件事情：一是确认数据传输目的地址，一是保证数据可靠传输的措施。互联网协议作为一种专门的网络协议，用于保证数据传输时能安全、可靠地到达目的地，主要通过TCP和IP协议协作，完成终端之间的网络通信。
第2 章　网络应用
1. 工作原理
TCP/IP协议采用分组交换方式进行工作，就是在传输数据时，把数据分成若干段进行处理，每段数据是一个TCP/IP的基本单位，是一个数据包。通过两个协议的联合使用，完成以下工作。
（1）首先TCP协议把数据分成若干段，给每个数据段打上标签，用于接收端接收数据后，把数据还原成原来的格式。
（2）IP协议会在每个数据段加上发送端和接收端的IP地址相关信息，加上IP相关信息的数据在网络上进行传输时，通过利用IP协议的路由算法选择合适的路径发送数据。
（3）由于每个数据包的路由算法选择的路径不同，在网络传输的过程中，可能会出现数据的丢失、数据的重复发送等现象，接收端的TCP协议对发送过来的数据进行检查与错误处理，把丢失的或者错误的数据包标签发送给发送端，让其再次发送相关的数据包，最终达到数据完整。简单来说，IP协议负责数据传输，而TCP协议负责数据的可靠传输。
第2 章　网络应用
第2 章　网络应用
2．IP地址的作用
通过IP地址规划和子网划分后的联网主机，可实现内部网络访问控制及外部互联网的访问。简单来说，用户可以通过IP地址实现互联网上的资源访问。IP地址实现了主机与网络的互联，保证了数据发送与接收的准确传输。另外，通过DNS（域名系统解析）能合理规避IP地址的难记问题，轻松实现访问所需的互联网资源。
说一说
网络协议的重要意义。
第2 章　网络应用
谢谢观看

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