第5章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

1、第5章 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 5.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 5.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí) 5.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件與軟件組成 5.4 局域網(wǎng) 5.5 常用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工作本章主要內(nèi)容： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念及發(fā)展過程； 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成、主要功能； 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連和計(jì)算機(jī)通信知識(shí)。 5.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 5.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史 5.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 5.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 5.1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 5.1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)返回本章5.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 一群具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)通過通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)互連起來，在通信軟件的支持下，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間資源共享、信息交換

2、或協(xié)同工作的系統(tǒng)。右為一個(gè)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖。 2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展 第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：以單個(gè)主機(jī)為中心、面向終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； 第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：以分組交換網(wǎng)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ； 第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)； 第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)互連和以異步傳輸模式技術(shù)（Asynchronous Transfer Mode，ATM）為代表的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 返回本節(jié)5.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 1. 數(shù)據(jù)通信； 2. 資源共享； 3. 增加可靠性； 4. 提高系統(tǒng)處理能力。返回本節(jié)5.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以從不同的角度進(jìn)行分類。按網(wǎng)絡(luò)通信涉及到的地理范圍可以分為

3、三類。 1. 局域網(wǎng) 局域網(wǎng)（Local Area Network,LAN）是指范圍在幾百米到十幾公里內(nèi)，辦公樓群或校園內(nèi)的計(jì)算機(jī)相互連接所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 2. 廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，作用范圍通常為幾十到幾千km，通信傳輸裝置和媒體一般由電信部門提供。 3. 城域網(wǎng) 城域網(wǎng)(MetroPolitan Area Network, MAN)，既可以覆蓋相距不遠(yuǎn)的幾棟辦公樓，也可以覆蓋一個(gè)城市。既可以是專用網(wǎng)，也可以是公用網(wǎng)。 返回本節(jié)5.1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備

4、抽象為點(diǎn)，把網(wǎng)絡(luò)中的通信算機(jī)等設(shè)備抽象為點(diǎn)，把網(wǎng)絡(luò)中的通信媒體抽象為線，這樣從拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn)去媒體抽象為線，這樣從拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn)去看計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就形成了由點(diǎn)和線組成看計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就形成了由點(diǎn)和線組成的幾何圖形，從而抽象出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具的幾何圖形，從而抽象出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。這種采用拓?fù)鋵W(xué)方法描述各個(gè)體結(jié)構(gòu)。這種采用拓?fù)鋵W(xué)方法描述各個(gè)結(jié)點(diǎn)機(jī)之間的連接方式稱為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)點(diǎn)機(jī)之間的連接方式稱為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 1. 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2. 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)終端電阻器終端電阻器 3. 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 4. 樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)返回本節(jié)5.1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 1. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組成 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，為了使計(jì)算機(jī)

5、之間能正確傳輸信息，有一套關(guān)于信息傳輸順序、信息格式和信息內(nèi)容等的約定，這些規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議至少要包含3個(gè)要素：語法、語義和同步。 2. 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包含的內(nèi)容相當(dāng)多，為了減少設(shè)計(jì)上的復(fù)雜性，近代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都采用分層的層次結(jié)構(gòu)，每一個(gè)復(fù)雜的問題分解成若干個(gè)較簡(jiǎn)單而易于處理的問題，使之容易實(shí)現(xiàn)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層和在各層上使用的全部協(xié)議統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。 如右圖的OSI參考模型。返回本節(jié)5.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí) 5.2.1 基本概念 5.2.2 信息交換技術(shù)與差錯(cuò)控制 5.2.3 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)返回本章5.2.1 基本概念 1. 數(shù)據(jù)通信

6、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是通過傳輸媒體將信息從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方的電子系統(tǒng)。 對(duì)一個(gè)通信系統(tǒng)來說，它必須具備信源、傳輸媒體、信宿3個(gè)基本要素。 2. 數(shù)據(jù)編碼 數(shù)據(jù)編碼是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信最基本的一項(xiàng)工作。按數(shù)據(jù)的特性，數(shù)據(jù)編碼方法可分為：（1）數(shù)字信號(hào)編碼；（2）模擬信號(hào)編碼。 3. 信道 在傳輸介質(zhì)電路中，用信道表示向某一個(gè)方面?zhèn)魉托畔⒌拿襟w。 4. 帶寬 帶寬是指信道能傳送信號(hào)的頻率寬度，也就是可傳送信號(hào)的最高頻率與最低頻率之差。 5. 基帶與寬帶 基帶是電信號(hào)所固有的基本頻率。 寬帶是指比音頻帶寬更寬的頻帶 。 6. 線路通信方式 從通信雙方信息交換的方式來看，通信方式有單向通信、雙向交替通信和雙

7、向同時(shí)通信三種方式。 7. 數(shù)據(jù)傳輸方式 通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞娇煞譃榇袀鬏斉c并行傳輸兩種。 8. 數(shù)據(jù)同步技術(shù) 數(shù)據(jù)通信中，通信雙方要交換數(shù)據(jù)，需要有高度的協(xié)同動(dòng)作。通常采用的同步技術(shù)有：同步方式和異步方式。 返回本節(jié)5.2.2 信息交換技術(shù)與差錯(cuò)控制 1. 交換技術(shù) 交換是網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N手段。數(shù)據(jù)從信源到信宿的傳輸過程中，采用的交換技術(shù)可分為電路交換（線路交換）、報(bào)文交換和分組交換（包交換）三大類。 2. 通信服務(wù)形式 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)進(jìn)行交換的通信服務(wù)形式可分為面向連接通信和無連接通信兩種。 3. 差錯(cuò)控制返回本節(jié)5.2.3 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)就是通信中實(shí)際傳送信息的載體

8、，在網(wǎng)絡(luò)中是連接收發(fā)雙方的物理通路。傳輸介質(zhì)可分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。有線介質(zhì)上可傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，無線介質(zhì)上大多傳輸數(shù)字信號(hào)。 1. 有線介質(zhì) 目前常用的有線介質(zhì)有雙絞線電纜、同軸電纜、光纜等。 2. 無線介質(zhì) 無線傳輸指在空間中采用無線頻段、紅外線、激光等進(jìn)行傳輸。目前，可用于通信的有無線電波、微波、紅外、可見光。 返回本節(jié)5.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件與軟件組成 5.3.1 硬件系統(tǒng) 5.3.2 網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)返回本章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)集硬件、通信設(shè)施、軟件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理能力為一體的，能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享的現(xiàn)代綜合服務(wù)系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成可分為三部分：硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)信息。

9、5.3.1 硬件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件組成包括主體設(shè)備、連接設(shè)備及傳輸介質(zhì)三大部分。 1. 網(wǎng)絡(luò)的主體設(shè)備 計(jì)算機(jī)網(wǎng)中的主體設(shè)備稱為主機(jī)（Host），一般可分為中心站（服務(wù)器）和工作站（客戶機(jī)）兩類。 （1）服務(wù)器 （2）工作站 2. 網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備 （1）網(wǎng)絡(luò)適配器 網(wǎng)絡(luò)適配器又稱為網(wǎng)卡（Network Interface Card ，NIC）； （2）集線器 集線器(Hub)是網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介的中間結(jié)點(diǎn) ； （3）調(diào)制解調(diào)器(modem) 調(diào)制解調(diào)器是一種信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置。 （4）網(wǎng)橋(Bridge) 網(wǎng)橋也是局域網(wǎng)使用的連接設(shè)備。 （5）路由器 路由器是互聯(lián)網(wǎng)中使用的連接設(shè)備，它把多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接起來

10、，組成更大的網(wǎng)絡(luò)。 （6）交換機(jī) 交換就是轉(zhuǎn)接。 返回本節(jié)5.3.2 網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)軟件是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能不可缺少的軟件環(huán)境，主要包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。 1. 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)關(guān)等。 （1）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有：Netware系統(tǒng)、Windows NT系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)、UNIX系統(tǒng)等。 （2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一般由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也就不同。 如Netware系統(tǒng)的協(xié)議是IPX/SPX，Windows NT系統(tǒng)則支持TCP/IP等多種協(xié)議。 （3）網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換軟件。 返回本節(jié) 2. 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟

11、件 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是指能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)用戶提供各種服務(wù)的軟件，例如：瀏覽軟件、傳輸軟件、遠(yuǎn)程登錄軟件、電子郵件等。5.4 局域網(wǎng) 5.4.1 局域網(wǎng)概述 5.4.2 網(wǎng)線制作 5.4.3 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)共享資源返回本章5.4.1 局域網(wǎng)概述 1. 局域網(wǎng)定義從功能講，局域網(wǎng)是由一組臺(tái)式計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備在物理地址上彼此相隔不遠(yuǎn)，允許用戶相互通信和共享資源的方式互連在一起的系統(tǒng)。 2. 局域網(wǎng)的特點(diǎn) （1）局域網(wǎng)是一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 （2）局域網(wǎng)覆蓋一個(gè)較小的地理范圍。 （3）在局域網(wǎng)內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)傳輸速率、低誤碼率、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。 （4）基本通信機(jī)制使用共享介質(zhì)和交換方式。 （5）價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，容易實(shí)現(xiàn)。 3. 局域網(wǎng)分類 通常局域網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行分類。局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要分總線型、星形與環(huán)形結(jié)構(gòu)三種。 返回本節(jié)5.4.2 網(wǎng)線制作 雙絞電纜內(nèi)有8根電線，分為4對(duì)，每一對(duì)就是一對(duì)雙絞線，依次為： （橙，白/橙）；（綠，白/綠）；（棕，白/棕）；（藍(lán)，白/藍(lán)）； 而接線與線序有關(guān)。 右圖所視為水晶頭。 返回本節(jié)5.4.3 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)共享資源 1. 共享文件夾； 2. 使用網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)。返回本節(jié)5.5 常用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工作 許多網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都提供了基于TCP/IP協(xié)議的用于檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的工具，以