2022年网络技术基础 .pdf

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1、网络技术基础1.1 网络系统概述：计算机网络是 计算机技术与通信技 术相结合的产物。计算机网络从形成、发展到广泛应用已经历了近40 年的时间。目前，人们可以通过多种方式，将自己的个人电脑、PDA（PDA是 Personal Digital Assistant的缩写，字面意思是“个人数字助理”。）或手机通过电话线、网络线等有线方式或通过无线移动网等无线方式连接到互联网。我们可以享受互联网所提供的各种各样的服务，如浏览 Web页面、远程上传与下载文件、发送或接收电子邮件、网上实时交谈、网络游戏等等。网络在改变我们的生活，网络已经无处不在。本章主要学习组建计算机网络的有关基础知识，使我们对计算机网络

2、的技术特征和现状有一个初步的了解，为后继的学习打下坚实的基础让我们看一下如图11 所示的一个简单的计算机网络。在这个网络中，有两台分别装Windows 2000 操作系统的可以独立工作的计算机，它们通过连接在集线器上的两条电缆线连接在一起，两台计算机之间可以互相通信，互相使用对方的软驱、光驱和各自磁盘上的软名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 14 页 -件资源，可以安装一个网络游戏两人共同娱乐。一台计算机如果要拷贝另一台计算机上的容量约10MB的数据，只需要仅仅几秒钟的时间。：图 11 一个简单的计算机网络由此我们可以给计算机网络下一个最通常的定义：计算机网络是指以能

3、够相互共享资源或协同工作为目的互连起来的独立计算机的互联集合。从技术角度讲，组建计算机网络需要三要素：可独立自主工作的计算机、连接计算机的介质、通信协议(protocol)。可独立自主工作的计算机，是指装有操作系统的完整的计算机系统。如果一台计算机脱离了网络或其它计算机就不能工作，则不认为它是独立自主的。介质可以是电缆、光缆或无线电波。通信协议可以理解为一种通信双方预先约定的共同遵守的格式和规范，同一网络中的两台设备之间要通信必须使用互相支持的共同名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 14 页 -协议。如果任何一台设备不支持用于网络互联的协议，它就不能与其它设备通信。可

4、以将人的语言理解为人们互相通信的一种协议，图 1-2 中的两个不懂外语的外国人谈话相互都听不懂。图13 中两台计算机使用不同的协议相互不能通信。图 12 两个不懂外语的外国人谈话图 13 两台计算机使用不同的协议局域网的英文是 Local Area Network（LAN）,顾名思义就是局部区域的计算机网络。前面图11 所示的就是一个局域网。局域网是一种小范围（几公里）的以实现资源共享为基本目的而名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 14 页 -组建的计算机网络，其本质特征是分布距离短、数据传输速度快。较低速的局域网传输数据的速度大约为10Mb/s100Mb/s,较高速

5、的局域网传输数据的速度可达1000Mb/s10Gb/s。图 14 所示的是一组相对功能较强的局域网交换机，图15 所示的是一个 WAN 示意图。图 14 一组典型的局域网交换机图 15 WAN 示意图局域网的主要标准是IEEE 802.X。局域网的主要类型包括：以太网（Ethernet）、异步传输模式（ATM）等。以太网是目前使用最广名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 14 页 -泛、发展最迅速和建网成本最低的局域网。广域网的英文是 Wide Area Netword（WAN），广域网是指分布在不同的国家、地域、甚至全球范围的各种局域网互联而成的大型计算机通信网络。广

6、域网中的主机和工作站的物理分布一般在几公里以上。例如像 IMB、SUN 等计算机公司都建立了自己企业的广域网，它们通过通信部门的通信网络来连接分布在全球的各子公司。广域网的传输速度相对局域网来说较低，一般在几kb/s 2Mb/s 左右。WAN 主要功能是在较大范围的区域内提供数据通信服务，主要用于互连局域网。WAN 可分类为公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、数字数据网 DDN、X.25 共用分组交换网、帧中继Frame Relay、异步传输模式 ATM 等。对于计算机网络来说,LAN是最基础的,可以说 WAN 也是在 LAN的基础上通过网际互联形成的。目前LAN的主要用途有：1 共享

7、局域网中的资源，如打印机、绘图仪等。2 共享服务器上数据库中的数据。3 共享服务器上的多媒体数据，如音乐、电影等。4 向用户提供电子邮件等服务。5 用户间的数据拷贝与存储。组建局域网使用的主要设备为，集线器、交换机、路由器和ATM名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 14 页 -交换机等，如图 1-6 所示图 1-6 组建局域网使用的主要设备的实物照片图 1-7 组建局域网使用的主要设备的图标组建广域网使用的主要设备为，调制解调器、广域网交换机、接入 服 务 器、路 由 器 和 防 火 墙 等，如 图1-8所 示。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页

8、，共 14 页 -图 1-8 组建广域网使用的主要设备带宽指在一定时间范围内数据从网络的一个节点传送到任意节点的容量，通常用bps、kbps 和 mbps表示，有时也用BPS、KBPS 和MBPS 表示。以太网带宽有 10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s 等，电话拨号上网带宽通常为 56kbps，ADSL 带宽通常为 500Kbps8Mbps。网络的互联模式称为网络的拓朴结构,局域网常用的拓朴结构有：总线型结构、环 型结构、星 型结构。如果网络上的所有计算机都通过一条电缆相互连接起来，这种拓朴结构就称为总线型拓朴结构，如图19 所示。图 19 总线型拓朴结构总线型拓朴结构

9、是最简单的局域网结构，因为其中不需要插入任名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 14 页 -何其他的连接设备。网络中任何一台计算机发送的信号都沿一条共同的总线传播，而且能被其他所有计算机接收。有时又称这种网络结构为点对点拓朴结构。总线型结构的网络的优点是：连接简单、易于维护、成本费用低。在总线型结构的网络中，所有计算机共享同一条电缆，所以同时只能有一台计算机发送信号其它计算机这时处于接收状态。如果有两台以上的计算机同时要求发送信号，由优先权决择其中一台发送，另外的计算机只能等这台计算机发送完信号后，才发送信号。因些总线型结构的网络传送数据的速度缓慢。由于所有计算机连接在

10、一条共线上，所以只要有一条计算机出故障，会影响网络上的其它计算机工作，所有可靠性较差。随着以双绞线和光纤为主的标准化布线的应用推广，总线型网络处于淘汰状态。环型拓朴结构中，每台计算机都与相邻的两台计算机相连，从而构成一个封闭的环状，整个网络结构既没有起点也没有终点，如图 110 所示。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 14 页 -图 1 10 环型拓朴结构星型拓朴结构如图 1 11 所示。在星型拓朴结构中，每个节点都由一个单独的通信线路连接到中心节点上。中心节点控制全网的通信，任何两个节点的相互通信,都必须经过中心节点。因些中心节点是网络的瓶颈，这种拓朴结构又称为集

11、中控制式网络结构。图 111 星型拓朴结构早期计算机之间组网基本上只使用同一家的产品，其它厂家生产的计算机和设备无法接入，形成了各自为政、缺乏统一标准的局面。随着计算机的普及与发展，这种局面很难适应市场需求。1977 年，国际标准化组织（ISO）成立了一个专门机构，提出了各种计算机能够在世界范围内互连成网络的标准框架，即著名的开放系统互联基本参考模型，简称 OSI模型。图 112 为 OSI七层模型的示意图。图 113 为 OSI七层模型功能图。图114 为七层模型对名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 14 页 -应层通信示意图，每一层利用下一层提供的服务与对等层通信

12、，每一层都使用自己的协议。图112 OSI七层模型示意图图 113 OSI 七层模型功能图图 114 七层模型对应层通信示意图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 14 页 -TCP IP 是 Internet 所用的协议，它是一个协议栈，由一系列小而专的协议组成。TCP IP 协议由四层组成：应用层、传输层、互联网层、网络接口 层。每 层 又 包 括 若 干 小 协 议，如 图1 15 所 示。图 115 TCP IP 协议模型IP 协议中最重要的部分是数据帧中的IP 地址。网络上的每一台设备为了与网络上的其它设备区别，都必须有自己唯一的IP 地址。目前，常见的局域

13、网操作系统主要有NetWare、Windows 2000 Server、Unix 和 Linux 这四种。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 14 页 -NetWare操作系统对网络硬件的要求较低，同时兼容DOS 命令，其应用环境与 DOS 相似，且应用软件较丰富，技术完善、可靠，尤其是无盘工作站的安装较方便，因而较低配置或整体档次不高的微机在组网时应选用 NetWare。目前常用的版本有3.11、3.12 和 4.10 等中英文版本，NetWare服务器对无盘站和游戏的支持较好，常用于教学网和游戏厅。Windows 2000 是在 Windows NT 基础上发展

14、起来的新一代操作系统。能安全、简便地运行几乎所有较新版的大众化软件，Windows 2000 Server 还支持多处理器操作，对网络提供了更高的可扩展性，为耗费内存较多的应用程序提供更多的内存。Windows 2000 共有四个版本，主要为:Windows 2000 Professional取代 Windows 98 作为客户机的操作系统Windows 2000 Server 部门或中小企业服务器操作系统Windows 2000 Advanced Server 大型企业服务器操作系统Windows 2000 Data center Server数据服务器操作系统一般组建办公、工商企业网，建议

15、选用Windows 2000 Server 操作系统。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 14 页 -Unix 于 20 世纪 60 年代问世，是一种多用户、多任务分时操作系统。对普通的网络用户来说，Unix 不容易掌握，小型局域网基本不使用 Unix。Linux 是由芬兰赫尔辛基大学研究生LINUS率先开发并于1991年正式在 Internet上发布的一种免费的自由使用的操作系统根据规定任何人都可以复制和使用该产品，但是不能涉及商业行为。Linux可在单机上使用，也可在服务器上当作网络操作系统使用。虽然Linux 存在缺乏服务保障、尚没有足够的软件支持的缺点，但随着人们对它不断研究和开发，一定会在个人计算机和网络服务器操作系统领域有所作为。集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 14 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 14 页 -