項目2 認識Internet

任務2.1 實現局域網的數據共享

2.1.1 任務要點

◆ 計算機網絡的發(fā)展。

◆ 計算機網絡的功能。

◆ 計算機網絡的組成。

◆ 計算機網絡的拓撲結構。

◆ 計算機網絡的分類。

◆ IP地址與域名。

◆ 計算機病毒。

2.1.2 任務要求

1.了解計算機網絡的基本概念和因特網的基礎知識。

2.熟練掌握瀏覽器、電子郵件的使用和操作。

2.1.3 實施過程

通過理論學習了解計算機網絡的發(fā)展、功能、組成、拓撲結構及分類，并掌握IP地址和域名的知識，以及計算機病毒的概念及危害。

2.1.4 知識鏈接

1.計算機網絡的發(fā)展

Internet是一個全球性的、開放的、由眾多不同的計算機網絡互連而成的網絡。Internet起源于1969年，為冷戰(zhàn)目的、軍事需要創(chuàng)建的ARPAnet（美國國防部高級研究項目局網），后因世界局勢的逐步緩和而逐漸進入了民用領域，逐步發(fā)展成現在的因特網。

Intemet的名稱最早出現在1983年。當時為了安全起見，軍用網ARPAnet被拆分為兩部分，一部分作為民用網，稱為DARPAInternet，首次出現了“Internet”這個稱呼；另一部分繼續(xù)作為軍用網使用，稱為MILNET。這一年，用于異構網絡互聯的開放式的。TCP/IP網絡協議（組）被定為國際標準，也被定為DARPAInternet唯一使用的網絡協議。所以，1983年是因特網正式誕生的時間，其標志就是TCP/IP協議（集）被定為DARPAInternet唯一使用的網絡協議。

1986年，美國國家科學基金會（NSF）創(chuàng)立，其下的網絡（NSFnet）成功取代DARPAInternet成為主干網，名稱也正式改為Internet。

之后十年的發(fā)展進入了一個相對平穩(wěn)期，其中最著名的新應用服務就是萬維網（WWW）的誕生。1996年之后，因特網進入了爆發(fā)式發(fā)展期，各種新應用層出不窮，一直至今。目前因特網也將進入第二代，其速度、容量將高出很多倍。

2.計算機網絡的功能

計算機網絡的功能主要表現在以下兩個方面。

（1）實現資源共享（包括硬件資源和軟件資源的共享）。

（2）在用戶之間交換信息。

概括來說，計算機網絡的功能就是使分散在網絡各處的計算機能共享網上的所有資源，并為用戶提供強有力的通信手段和盡可能完善的服務，從而極大地方便用戶。

3.計算機網絡的組成

最簡單、最小的計算機網絡可以是兩臺計算機的互聯。最復雜的、最大的計算機網絡是全球范圍計算機的互聯。最普遍、最通用的計算機網絡是一個局部地區(qū)乃至一個國家的計算機的互聯。

4.計算機網絡的拓撲結構

計算機網絡的拓撲結構是指一個網絡的通信線路和節(jié)點的幾何排列或物理布局，主要反映網絡中各實體之間的結構關系，其拓撲結構主要可以分為以下幾種：星狀拓撲結構、環(huán)狀拓撲結構、樹狀拓撲結構、網狀拓撲結構、總線拓撲結構和復合型拓撲結構。

（1）星狀拓撲結構：星狀拓撲結構是指中央節(jié)點通過點到點通信鏈路連接到其他分支節(jié)點。這種結構一旦建立了連接，就可以無延遲地在兩個站點之間傳送數據，如圖2-1所示。星狀拓撲結構簡單，連接方便，擴展性強，且在同一網段內支持多種傳輸介質，每個節(jié)點直接連到中央節(jié)點，故障容易檢測和隔離，管理和維護都相對容易，同時，星狀拓撲結構的網絡延遲時間較小，傳輸誤差低，因此星狀拓撲結構是應用最廣泛的一種網絡拓撲結構。但是，星狀拓撲結構的安裝和維護費用較高，共享資源的能力較差，一條通信線路只被該線路上的中央節(jié)點和邊緣節(jié)點使用，通信線路利用率不高，并且對中央節(jié)點的要求相當高，一旦中央節(jié)點出現故障，則整個網絡將癱瘓。所以，星狀拓撲結構主要應用于網絡的智能集中于中央節(jié)點的場合。

（2）環(huán)狀拓撲結構：在環(huán)狀拓撲結構中，各節(jié)點通過環(huán)路接口連在一條首尾相連的閉合環(huán)狀通信線路中，環(huán)路上任何節(jié)點均可以請求發(fā)送信息，如圖2-2所示。環(huán)狀網中的數據可以是單向傳輸也可以是雙向傳輸。由于環(huán)線公用，一個節(jié)點發(fā)出的信息必須穿越環(huán)中所有的環(huán)路接口，信息流中目的地址與環(huán)上某節(jié)點地址相符時，信息被該節(jié)點的環(huán)路接口所接收，而后信息繼續(xù)流向下一環(huán)路接口，一直流回到發(fā)送該信息的環(huán)路接口節(jié)點。環(huán)狀拓撲結構可使用傳輸速率很高的光纖作為傳輸介質，且所需的電纜長度比星形拓撲結構的網絡要短很多，在增加或減少工作站時，僅需簡單的連接操作即可完成，但環(huán)狀拓撲結構中一旦有一個節(jié)點發(fā)生故障，就會引起全網故障，且檢測較為困難。環(huán)狀拓撲結構的媒體訪問控制協議都采用令牌傳遞的方式，在負載很輕時，信道利用率相對來說就比較低。

（3）樹狀拓撲結構：樹狀拓撲結構像一棵倒長的樹，采用分級的集中控制方式，其傳輸介質可有多條分支，但不形成閉合回路，每條通信線路都必須支持雙向傳輸，如圖2-3所示。樹狀拓撲結構易于擴展，可以延伸出很多分支和子分支，如果某一分支的節(jié)點或線路發(fā)生故障，很容易將故障分支與整個系統隔離開來，但樹狀拓撲結構的各個節(jié)點對根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，則會導致全網癱瘓。

（4）網狀拓撲結構：網狀拓撲結構是在IBGP對等體之間建立全連接關系，形成一個網狀結構，被廣泛應用于廣域網中。其優(yōu)點是節(jié)點間路徑多，碰撞和阻塞減少，局部故障不影響整個網絡，可靠性高，但網絡結構復雜，建網較難，不易擴充，如圖2-4所示。

（5）總線狀拓撲結構：總線拓撲結構采用一個信道作為傳輸媒體，所有站點都通過相應的硬件接口直接連到這一公共傳輸媒體上，該公共傳輸媒體即稱為總線，任何一個站發(fā)送的信號都沿著傳輸媒體傳播，而且能被所有其他站所接收，如圖2-5所示。總線拓撲結構結構簡單，易于擴充，需要的電纜數量少，線纜長度短，易于布線和維護，有較高的可靠性，且因多個節(jié)點共用一條傳輸信道，信道利用率高。但總線拓撲結構的傳輸距離有限，通信范圍受到限制，且故障診斷和隔離較為困難。此外，由于分布式協議不能保證信息的及時傳送，因此不具有實時功能，這就要求站點必須是智能的，要有媒體訪問控制功能，從而增加了站點的硬件和軟件開銷。

（6）復合型拓撲結構：復合型拓撲結構是指將兩種單一拓撲結構混合起來，取兩者的優(yōu)點構成的拓撲結構，如圖2-6所示。復合型拓撲結構需要選用智能網絡設備，實現網絡故障自動診斷和故障節(jié)點的隔離，網絡建設成本比較高，但復合型拓撲結構的故障診斷和隔離較為方便，當網絡發(fā)生故障時，只要診斷出哪個網絡設備有故障，將該網絡設備和全網隔離即可。復合型拓撲結構易于擴展，安裝方便，網絡的主鏈路只要連通匯聚層設備，然后再通過分支鏈路連通匯聚層設備和接入層設備即可。

5.計算機網絡的分類

按照地理位置，可將計算機網絡可以分為四種：局域網（LAN）、城域網（MAN）、廣域網（WAN）、網際網。

（1）局域網：指通過通信介質相互連接，能夠共享文件與資源的一組計算機和相應外設。一座建筑物、一個中小型企業(yè)、一所學校校園內等場所組建的小型網絡一般是局域網。

（2）城域網：指介于局域網和廣域網之間，其范圍通常覆蓋一個城市或十千米到上百千米。

（3）廣域網：把網絡中各節(jié)點分布在一個較大的地理范圍的網絡稱為廣域網（即遠程網）。多個局域網通過電信部門的通信線路相互連接起來形成廣域網。廣域網涉及的地域大，通信距離可達幾十千米至幾千千米。例如，一個城市、一個國家或洲與洲之間的網絡都是廣域網。

（4）網際網：網際網是網絡與網絡之間所串連成的龐大網絡，這些網絡以一組通用的協定相連，形成邏輯上的單一巨大國際網絡。

6.IP地址與域名

（1）IP地址：IP地址是Internet中實際使用的、有效的地址，其他地址都要通過各種方法轉換成IP地址才有效。目前，主要使用的是IPv4版的IP地址，它由4個0～255的數（共32位二進制數），中間用“.”分隔組成，如192.168.0.1等。

由于IPv4版的IP地址稀缺（多數由美國分配所得），一定程度上阻礙了其他國家因特網的發(fā)展。因此人們使用IPv6地址取代IPv4地址，兩者可以共存。IPv6地址由128位二進制數組成，優(yōu)選格式為X：X：X：X：X：X：X：X，其中X是1個16位二進制地址段的十六進制值。它的數量可以為地球上的每一粒沙子分配一個IP地址。

（2）域名：域名是一種有規(guī)律的人性化的易記憶的名稱性地址，用來代替難記憶、無規(guī)律的IP地址，以方便因特網的使用。但因特網系統只識別IP地址，要使域名地址有效，就要將域名地址轉換成IP地址，這個過程由DNS（域名系統）來完成。

域名采用層次結構，每一層稱為子域名，子域名之間用點隔開，并且從右到左逐漸具體化。域名的一般表示形式為：主機名.網絡名.[機構名.]頂級域名。

7.計算機病毒

在《中華人民共和國計算機信息系統安全保護條例》中明確定義，病毒指“編制或者在計算機程序中插入的破壞計算機功能或者破壞數據，影響計算機使用并且能夠自我復制的一組計算機指令或者程序代碼。”

（1）計算機病毒的特點。

① 寄生性。計算機病毒寄生在其他程序之中，當執(zhí)行這個程序時，病毒就起破壞作用，而在未啟動這個程序之前，它是不易被人發(fā)覺的。

② 傳染性。計算機病毒不但本身具有破壞性，更有害的是具有傳染性，一旦病毒被復制或產生變種，其傳播速度之快令人難以預防。計算機病毒是一段人為編制的計算機程序代碼，這段程序代碼一旦進入計算機并得以執(zhí)行，它就會搜尋其他符合其傳染條件的程序或存儲介質，確定目標后再將自身代碼插入其中，達到自我繁殖的目的。

③ 潛伏性。一個編制精巧的計算機病毒程序，進入系統之后一般不會馬上發(fā)作，可以在幾周或者幾個月甚至幾年內隱藏在合法文件中，對其他系統進行傳染，而不被人發(fā)現。潛伏性越好，其在系統中存在的時間就會越長，病毒的傳染范圍就會越大。

④ 隱蔽性。計算機病毒具有很強的隱蔽性，有的可以通過病毒軟件檢查出來，有的根本就查不出來，有的時隱時現、變化無常，這類病毒處理起來通常很困難。

⑤ 破壞性。計算機中毒后，可能會導致正常的程序無法運行，把計算機內的文件刪除或受到不同程度的損壞。通常表現為：增、刪、改、移，嚴重的會摧毀整個計算機系統。

（2）計算機病毒的預防。

① 建立良好的安全習慣：對一些來歷不明的郵件及附件不要打開，不要上一些不太了解的網站，不要執(zhí)行從Internet下載后未經殺毒軟件處理的軟件等，不隨便使用外來U盤或其他介質，對外來U盤或其他介質必須先檢查后再使用。

② 關閉或刪除系統中不需要的服務：默認情況下，許多操作系統會安裝一些輔助服務，如FTP客戶端、Telnet和Web服務器。這些服務對用戶沒有太大用處，卻為攻擊者提供了方便。刪除它們就能大大減小被攻擊的可能性。

③ 經常升級安全補丁：據統計，有80%的網絡病毒是通過系統安全漏洞進行傳播的，像蠕蟲王、沖擊波、震蕩波等，所以我們應該定期到微軟網站去下載最新的安全補丁，以防患未然。

④ 迅速隔離受感染的計算機：當你的計算機發(fā)現病毒或異常時應立刻斷網，以防止計算機受到更多的感染，或者成為傳播源，再次感染其他計算機。

⑤ 安裝專業(yè)的殺毒軟件進行全面監(jiān)控：在病毒日益增多的今天，使用殺毒軟件進行防毒是越來越經濟的選擇。不過用戶在安裝了反病毒軟件之后，應該經常進行升級、將一些主要監(jiān)控經常打開（如郵件監(jiān)控）、內存監(jiān)控、遇到問題要及時上報等，這樣才能真正保障計算機的安全。

2.1.5 知識拓展

1.IP地址的格式與分類

（1）IP地址的格式。

IP是Internet Protocol（網際互聯協議）的縮寫，是TCP/IP體系中的網絡層協議。它標識了IP網絡中的一個連接，一臺主機可以有多個IP地址。IP分組中的IP地址在網絡傳輸中是保持不變的。

① 基本地址格式。IPv4的IP網絡使用32位地址，以點分十進制表示，如192.168.0.1。

網絡地址是由ICANN（the Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）分配的，下有負責北美地區(qū)的InterNIC、負責歐洲地區(qū)的RIPENIC和負責亞太地區(qū)的APNIC，目的是保證網絡地址的全球唯一性。主機地址是由各個網絡的系統管理員分配的。因此，網絡地址的唯一性與網絡內主機地址的唯一性確保了IP地址的全球唯一性。

② 保留地址的分配。根據用途和安全性級別的不同，IP地址還可以大致分為兩類：公共地址和私有地址。公共地址在Internet中使用，可以在Internet中隨意訪問；私有地址只能在內部網絡中使用，只有通過代理服務器才能與Internet通信。

（2）IP地址的分類。

IP地址分為5類：A類地址適用于大型網絡；B類地址適用于中等規(guī)模的網絡；C類地址可以分配給任何需要的人；D類地址用于組播；E類用于實驗。各類可容納的地址數目不同。

A、B、C 3類IP地址的特征：當將IP地址寫成二進制形式時，A類地址的第一位總是0，B類地址的前兩位總是10，C類地址的前三位總是110。

① A類地址。A類地址第1字節(jié)為網絡地址，其他3個字節(jié)為主機地址。A類地址范圍：1.0.0.1～126.255.255.254。

A類地址中的私有地址和保留地址如下。

10.X.X.X是私有地址（所謂的私有地址就是在因特網上不使用，而被用在局域網絡中的地址）。A類地址的范圍為10.0.0.0～10.255.255.255。127.X.X.X是保留地址，用作回環(huán)測試。

② B類地址。B類地址第1字節(jié)和第2字節(jié)為網絡地址，其他2個字節(jié)為主機地址。B類地址范圍為128.0.0.1～191.255.255.254。

B類地址的私有地址和保留地址如下。

172.16.0.1～172.31.255.254是私有地址。169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自動獲取IP地址，而你在網絡上又沒有找到可用的DHCP服務器，就會得到其中一個IP。

③ C類地址。C類地址第1字節(jié)、第2字節(jié)和第3個字節(jié)為網絡地址，第4個字節(jié)為主機地址。另外第1個字節(jié)的前三位固定為110。C類地址范圍：192.0.0.1～223.255.255.254。

C類地址中的私有地址如下。

192.168.X.X是私有地址。其范圍為192.168.0.1～192.168.255.254。

④ D類地址。D類地址是組播地址，它的第1個字節(jié)的前四位固定為1110。D類地址的范圍為224.0.0.1～239.255.255.254。

⑤ E類地址。E類地址不分網絡地址和主機地址，它的第1個字節(jié)的前四位固定為1111。E類地址的范圍為240.0.0.1～255.255.255.254。

2.計算機病毒的傳播途徑

（1）U盤：隨著電子科技的發(fā)展，如今U盤已經取代軟盤，成為最常用的交換媒介。通過使用U盤對許多執(zhí)行文件進行相互復制、安裝，這樣病毒就能通過U盤傳播文件型病毒；另外，在U盤列目錄或引導機器時，引導區(qū)病毒會在U盤與硬盤引導區(qū)互相感染。因此U盤也成了計算機病毒的主要寄生的“溫床”。

（2）光盤：光盤因為容量大，存儲了大量的可執(zhí)行文件，大量的病毒就有可能藏身于光盤，對只讀式光盤，不能進行寫操作，因此光盤上的病毒不能清除。以謀利為目的非法盜版軟件的制作過程中，不可能為病毒防護擔負專門責任，也絕不會有真正可靠可行的技術保障避免病毒的傳入、傳染、流行和擴散。當前，盜版光盤的泛濫給病毒的傳播帶來了極大的便利。

（3）硬盤：由于帶病毒的硬盤在本地或移到其他地方使用、維修等，將干凈的U盤等傳染并再擴散。

（4）電子公告板（BBS）：BBS因為上站容易、投資少，因此深受大眾用戶的喜愛。BBS是由計算機愛好者自發(fā)組織的通信站點，用戶可以在BBS上進行文件交換（包括自由軟件、游戲、自編程序）。由于BBS站一般沒有嚴格的安全管理，亦無任何限制，這樣就給一些病毒程序編寫者提供了傳播病毒的場所。各城市BBS站間通過中心站間進行傳送，傳播面較廣。隨著BBS在國內的普及，給病毒的傳播又增加了新的介質。

（5）網絡：現代通信技術的巨大進步已使空間距離不再遙遠，數據、文件、電子郵件可以方便地在各個網絡工作站間通過電纜、光纖或電話線路進行傳送，工作站的距離可以短至并排擺放的計算機，也可以長達上萬公里，正所謂“相隔天涯，如在咫尺”，但也為計算機病毒的傳播提供了新的“高速公路”。計算機病毒可以附著在正常文件中，當你從網絡另一端得到一個被感染的程序，并在你的計算機上未加任何防護措施的情況下運行它，病毒就傳染開了。這種病毒的傳染方式在計算機網絡連接很普及的國家是很常見的。在國內，計算機感染一種“進口”病毒已不再是什么大驚小怪的事了。在信息國際化的同時，病毒也在國際化。大量的國外病毒隨著互聯網絡傳入國內。

2.1.6 技能訓練

練習：

（1）實體了解身邊的計算機網絡的類型和拓撲結構。

（2）查看身邊計算機網絡的硬件組成。