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第二章 信息系统的支撑技术
2.5 网络系统
学习目标
观察日常生活中的信息系统,理解计算机网络对于信息系统的作用。
通过组建小型无线网络,了解常见网络设备的功能,以及接入方式、宽带等因素对信息系统的影响。
掌握网络的分类,理解网络的功能和组成。
网络技术是信息系统的重要支撑技术,它可以将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互联起来,使信息系统的作用范围超越地理和时空的限制,极大地增强了信息系统的功能。
新课讲授
知识点2.5.1:网络的功能与作用
网络将信息系统的各类软、硬件设施连接在一起,从而使信息能在系统中被____、____和____,它具有以下三个主要功能与作用。
1.数据通信功能
(1)概述:
数据通信是________和_________相结合而产生的一种通信方式,是网络系统最基本的功能。
(2)举例:
校园一卡通系统中的POS机、办公计算机、图书自助借阅机等都是通过网络与数据中心及结算中心等进行通信,从而获得学生的各种信息,包括学籍信息、学科成绩、账户信息、图片资料及电子图书等。
发送
接收
传输
通信技术
计算机技术
2.资源共享功能
(1)概述:
资源共享是指网络中所有的软件、硬件、数据资源等能被网络中的所有用户共同使用。
(2)举例:
①数据中心的学生账户信息可供图书自助借阅机、宿舍门禁等使用。
②学校本部、分部的所有信息可以共享使用。
③某些部门的设备,如打印机、扫描仪及存储设备等,可供其他部门使用。
3.分布处理功能
(1)概述:
分布式处理是指将不同地点或具有不同功能或拥有不同数据的多台计算机通过通信网络连接起来,并在控制系统的统一管理控制下,协调地完成大规模信息处理任务。
(2)举例:
一卡通系统在处理数据信息时会将任务合理地分配至本部数据中心服务器群中的各台服务器,甚至当处理压力过大时还会分配至分部数据中心的服务器群。
例1 图书馆自助借阅机通过网络与数据中心进行通信,从而获取数据中心的学生姓名、学号等信息,这主要体现了网络的功能是 ( )
A.数据通信功能
B.资源共享功能
C.分布处理功能
D.移动通信功能
A
解析:通信功能是指能够将各类软、硬件设施连接在一起。
例1变式训练 某些部门的设备,如打印机、扫描仪及存储设备等,可供其他部门使用体现的是网络具有 ( )
A.数据通信功能
B.分布处理功能
C.控制运算功能
D.资源共享功能
D
解析:
资源共享是指网络中所有的软件、硬件、数据资源等能被网络中的所有用户共同使用。某些部门的设备可供其他部门使用体现的是网络具有资源共享功能。
知识点2.5.2:网络的分类
随着信息系统的广泛应用,_________、__________和_________现已成为覆盖面广、影响力大的三大网络。
1.计算机网络
(1)概述:
计算机网络是将不同地理位置的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,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传递的计算机系统。
(2)分类:
按网络的覆盖范围可分为三类:局域网、城域网、广域网。
计算机网络
移动通信网络
广播电视网络
①局域网(LAN):
是在有限范围内(如一个实验室、一幢大楼、一个校园),将各种计算机、终端与外部设备互联组成的计算机通信网。
特点:限于较小的地理区域内,一般不超过2km,通常是由一个单位组建拥有的。
举例:学校一卡通系统中的校内消费POS机、图书自助借阅机及宿舍门禁与数据中心等的网络连接。它们往往集中在一个建筑物、一个校区或一个区内。
②城域网(MAN):
是在一个城市范围内建立的计算机通信网,城域网基本上是一种大型的局域网,通常使用与局域网相似的技术,覆盖的地理范围从几十千米到上百千米,可覆盖一个城市或地区。
特点:主要满足几十千米范围内企事业单位的多个局域网互连需求,从而实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。
举例:学校一卡通系统中处于城市不同区域的学校本部与分部之间的连接,可以通过城域网来实现。
③广域网(WAN):
也称为远程网,它所覆盖的地理范围在几十千米以上。广域网覆盖一个国家、地区或横跨几个洲,形成国际性的远程网络。
特点:通过公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网,将分布在不同地区的计算机系统互连起来,达到资源共享的目的。
举例:学校一卡通系统中学校结算中心与银联就是通过广域网来实现互连的,从而使用户可以在任意地点通过手机、计算机等终端进行账户查询、充值等操作。
例2变式训练 关于计算机网络的说法,错误的是 ( )
A.局域网的特点是限于较小的地理区域内,通常是由一个单位组建拥有
B.城域网的简称是MAN,是在一个城市范围内建立的计算机通信网
C.城域网也称为远程网,它所覆盖的地理范围在几十千米以上
D.计算机网络按网络的覆盖范围可分为局域网、城域网和广域网
C
解析:广域网(WAN):也称为远程网,它所覆盖的地理范围在几十千米以上。广域网覆盖一个国家、地区或横跨几个洲,形成国际性的远程网络。
2.移动网络通信
(1)移动通信:
①定义:是移动设备之间或移动设备与固定设备之间的通信。
②实质:利用无线电波来传递信息。
(2)移动通信网络:
①定义:指的是通过移动通信链路使移动设备连接到公共网络设施,从而实现互联网访问所形成的网络。
②特点
3.广播电视网络
(1)定义:也称为混合光纤同轴网络(简称HFC),是指利用有线电视铺设的同轴电缆和光缆为传输物理链路所构成的混合网络。
(2)优点:频带宽、容量大、多功能、成本低、抗干扰能力强、支持多种业务。
4.更新和应用
①数字技术得到迅猛的发展和应用:二进制数据流。
②光纤通信技术广泛应用:大带宽、高质量传输。
③计算机网络互连通信技术(IP技术)进一步发展:互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。
三大网络通过这些技术的更新和改造,其技术功能趋于一致,业务范围趋于相同,能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。三网融合形成“你中有我、我中有你”的格局。
例2 下列关于网络的分类,说法正确的是 ( )
A.移动通信网络按网络的覆盖范围可分为局域网、城域网和广域网
B.广播电视网络的特点是成本低、抗干扰能力强
C.计算机网络的实质是利用无线电波来传递信息
D.通过技术的更新和改造,三大网络的技术功能有了很大区别,业务范围也不同
B
解析:
计算机网络按网络的覆盖范围可分为局域网、城域网和广域网;
广播电视网络的优点是频带宽、容量大、多功能、成本低、抗干扰能力强、支持多种业务;
移动通信的实质是利用无线电波来传递信息;
通过技术的更新和改造,三大网络的技术功能趋于一致,业务范围也趋于相同。
知识点2.5.3:网络的组成与构建
网络是由_________、___________以及________________三个部分组成。
计算机系统
数据通信系统
网络软件和网络协议
URL(Uniform Resource Locator,统一资源定位器,俗称网页地址(网址)):用来在因特网上定位一个文件,由三部分组成:网络协议、服务器地址、文件名,如
https://www.zj./art/2024/1/21/art_1229396854_60194351.html
超文本传输协议:属于从Web服务器传输超文本信息到本地浏览器的传输协议。
政府网页服务器
Web服务器上的文件名
例3变式训练 下列是实现从Web服务器传输超文本信息到本地协议的是 ( )
A.TCP/IP
B.HTTP
C.URL
D.WWW
B
解析:HTTP协议指超文本传送协议,浏览器与Web服务器传输协议。
1.网络的组成
(1)计算机系统
①作用:主要用于完成数据信息的收集、存储、处理和输出等任务,并提供各种网络资源。
②分类:根据计算机系统在网络中的用途可分为______和_____。
服务器:负责数据处理和网络控制,并构成网络的主要资源。它主要由大型机、中小型机等组成,网络软件和网络的应用服务程序主要安装在服务器中。
服务器
终端
终端:是网络中数量大、分布广的设备,是用户进行网络操作、实现人机对话的工具。它可以是PC机、笔记本电脑,也可以是手机、平板电脑等移动设备。
(2)数据通信系统
①概述:是网络的一个重要组成部分,如果数据通信系统出现问题,那么网络信号的传输将会延时或中断,可以说它是整个网络的______。
②构成:主要由________和___________等组成。
传输介质:是__________的物理通道,用于连接网络中的各种设备。常用的__________有双绞线、同轴电缆、光缆等;_________有无线电微波信号、红外信号等。
生命线
传输介质
网络互连设备
传输数据信号
有线传输介质
无线传输介质
双绞线
成本低,易于安装和维护,适用于短距离低速通信
传输速度非常快,抗干扰能力极强,适用于长距离和高速通信,但成本较高
传输速度较快,抗干扰能力强,适用于较长距离和较高速度的通信
同轴电缆
光缆
网络互连设备:用于实现网络中各计算机之间的连接、网与网之间的互联等功能,主要包括________________、____________和___________等。
调制解调器(Modem)
交换机(Switch)
路由器(Router)
调制解调器
路由器
交换机
由调制器和解调器两部分组成,数字信号调制成声音信号,声音信号解调成数字信号。
路由器是跨网段通迅用的。
交换机只是做个中转。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。
(3)网络软件和网络协议
①网络软件:一般包括__________、_______以及___________等。
作用:一方面授权给用户,使用户能访问网络资源,并且方便、安全地使用网络;另一方面管理和调度网络资源,提供网络通信和用户所需的各种网络服务。
其中,网络操作系统(NOS)负责整个网络软、硬件资源的管理以及网络通信和任务的调度,并提供用户与网络之间的接口,它是网络管理系统软件和通信控制软件的集合。常见的计算机网络操作系统有_____、____________和_____等。
网络操作系统
通信软件
管理和服务软件
UNIX
Windows Server
Linux
②网络协议:是实现网络不同终端、不同网络之间相互识别和正确通信的一组标准及规则,它是计算机网络正常工作的基础。在Internet上传送信息至少通过三层协议:
网际协议(IP):它负责将信息从一个地方传送到另一个地方。
传输控制协议 (TCP):它管理被传送内容的完整性。
应用程序协议(AP):作为对通过网络应用程序发出的一个请求的应答,它将传输的信息转换成人类能识别的内容。
TCP/IP协议
网络协议中最重要的是TCP/IP协议,即传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)。而其他的应用层协议如HTTP、FTP及Telnet等都是建立在TCP/IP协议基础上。
例3 下列关于网络的描述,不正确的是 ( )
A.网络软件一般包括网络操作系统、通信软件以及管理和服务软件等
B.传输介质是传输数据信号的物理通道,用于连接网络中的各种设备
C.常见的计算机网络操作系统有UNIX、Windows Server和Linux等
D.根据数据通信系统在网络中的用途可分为服务器和终端
D
解析:
根据计算机系统在网络中的用途可分为服务器和终端;而数据通信系统主要由传输介质和网络互连设备等组成。
2.网络的构建:通过数据通信系统将不同地理位置的计算机系统连接起来,并在网络软件和网络协议的协调管理下进行工作。
由网络三个组成部分构成的最小网络就是局域网,而无数个局域网通过数据通信系统汇聚到运营商,然后运营商之间再互联,就形成了互联网。因此网络的构建首先要从局域网开始。
(1)确定网络结构,连接网络设备:
在各类网络结构中,树形网络是一种分层结构,网络节点呈树状排列,适用于______的管理和控制,其特点是_______和________。因此在构建网络时可按树形网络结构来连接网络设备。
多分支
易于扩展
隔离故障
(2)互联网的接入:
要将整个局域网接入互联网,必须通过_____将局域网的_______转化为________。这就需要对路由器进行两个操作:一是设置路由器连接因特网的方式;二是启用路由器的网络地址转换功能。
路由器连接因特网的方式对于个人用户来说一般都使用_________________________________,只要在路由器的WAN口设置中输入PPPoE用户名和密码即可。至于网络地址转换功能一般默认是自动开启的。
路由器
私有地址
公有地址
PPPoE上网连接方式(即拨号上网)
(3)有线终端设备接入局域网:
终端设备接入路由器都需要一个与路由器处于相同网段的IP地址。路由器、交换机及服务器等设备,为了便于访问和管理,可以使用_________。PC机、网络电视机顶盒及数字摄像头等设备,为了避免烦琐的设置,可以使用________。若使用动态地址来接入终端设备,则路由器必须开启DHCP服务。
静态地址
动态地址
DHCP(动态主机配置协议)
是一个局域网的网络协议。其主要作用是由DHCP服务器来集中管理和分配IP地址,使网络环境中的主机可通过DHCP服务器动态地获得IP地址、网关地址、DNS服务器地址等信息,从而提升地址的使用率。
(4)移动设备接入局域网:
要将移动设备接入到局域网,就必须开启路由器的无线网络功能。如果路由器不具备无线网络功能,应该为路由器外接一个无线AP(无线网络接入点)或无线路由器。
要正常使用无线路由器或AP,还需设置SSID、加密方式及共享密钥等。
移动设备接入局域网步骤:
①打开WLAN开关,在搜索到的无线网络中选择相应SSID的网络,如MyWiFi;
②点击该SSID网络,在密码框输入正确的共享密钥,即可连接到该SSID网络。
(5)网络连通性测试:
网络架设完成后需对网络进行连通性测试,以便确定网络是否能正常工作,可以通过终端浏览网页是否正常等简单方法来测试。
测试范围
终端至路由器的连通性
路由器至因特网的连通性
确保局域网能正常访问因特网
确保局域网内的终端能正常互访
例4 疫情期间,小明一家的生活发生了很大的变化,他需要在家
进行在线远程学习,他的父母则需要在家进行远程办公。小明家需
要安装光纤宽带网络,联系互联网服务提供商(ISP)把光纤连接入
户,并配备了光调制解调器、无线路由器和网线等设备。无线路由
器的接口面板如图a所示,无线路由器相关信息如图b所示。家中现
有的终端设备包括笔记本电脑(内置无线网卡)、台式计算机(内置
有线网卡)和其他移动终端设备。
(1)在进行设备硬件连接时,将光调制解调器用网线连接至无线路由器_____端口,然后再将台式计算机接入无线路由器_____端口。
(2)设备连接正确后,在网络浏览器中输入IP地址192.168.1.1登录
路由器设置界面进行参数设置,并设置了开启DHCP功能。若台式计
算机能通过路由器连接网络,以下可能是其IP地址的是___(单选,
填字母)
A.192.168.1.1/B.192.168.1.10/C.127.0.0.1。
(3)小明还需将家中的移动终端设备接入局域网,必须设置路由器的
无线网络功能,他按照图b所示信息,进行了相关设置。使用移动终
端设备登录管理无线路由器时输入的默认登录密码是_______。从
网络安全的角度考虑,小明需进行的设置是_____________________
__________________________。
WAN
LAN
B
admin
修改无线网络密码;
可设置无线网络访问权限
例4变式训练 小明学习了网络系统的相关内容后,尝试搭建家庭
网络系统(示意图如下),以下关于该网络系统的说法正确的是
( )
A.该网络属于广域网
B.光调制解调器连接到路由器的LAN口
C.为将移动设备接入到该网络,
必须开启路由器的无线网络功能
D.网络架设完成后不需要再对网
络进行连通性测试
C
解析:A选项该网络属于局域网。
B选项光调制解调器连接到路由器的WAN口。
C选项移动设备需无线连接。
D选项需要进行网络连通性测试。
课堂小结