第1章 网络工程基础 4学时

网络工程第 1章 网络工程基础网络工程网络工程第第 1章章 网络工程基础网络工程基础第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕第 1章 网络工程基础1.1 网络工程概述1.2 网络体系结构1.3 IP地址1.4 网络传输介质1.5 网络常见设备1.6网络工程常用技术第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕1.1 网络工程概述1、 工程的定义工程的定义简单简单 地地 讲讲 ，工程是有一个，工程是有一个明确的目明确的目 标标 、在指定的、在指定的 组织组织领导领导 下，按下，按 计计 划划 进进 行的工作行的工作。 第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕1.1 网络工程概述2、计算机网络工程的含义、计算机网络工程的含义计计 算机网算机网 络络 工程是工程的一个子概念，工程是工程的一个子概念， 它是它是从用户网络建设需求出发从用户网络建设需求出发 ,充分考虑用户自身特点充分考虑用户自身特点和行业特征和行业特征 ,利用当前主流网络技术和网络产品利用当前主流网络技术和网络产品 ,设设计网络构建的解决方案计网络构建的解决方案 ,并依次方案进行整个网络并依次方案进行整个网络建设的过程建设的过程 .整个建设的过程可以称为整个建设的过程可以称为 PDIOO,即即 规划规划(Planning),设计设计 (Designing),实施实施(Implementing),运行运行 (Operating),以及以及 优化优化(Optimizing).第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕网络工程的内容包括网络工程的内容包括 四四 个方面：个方面：1、 网络规划与设计网络规划与设计 。对计划建设的网络。对计划建设的网络系统的类型规模、体系结构、硬件与软件系统的类型规模、体系结构、硬件与软件、管理与安全等方面提出一套完整的技术、管理与安全等方面提出一套完整的技术方案和实施方案。方案和实施方案。2、 网络硬件系统建设网络硬件系统建设 。主要包括计算机。主要包括计算机设备、网络设备和布线系统等硬件的集成设备、网络设备和布线系统等硬件的集成。3、网络工程建设的主要内容与目标第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕3、 网络软件系统建设。网络软件系统建设。 主要包括网络操作系统主要包括网络操作系统、工作站操作系统通信及协议软件、数据库管理、工作站操作系统通信及协议软件、数据库管理系统、网络应用软件和开发工具软件等的选择与系统、网络应用软件和开发工具软件等的选择与安装。安装。4、 网络安全管理建设网络安全管理建设 。主要包括网络管理与安。主要包括网络管理与安全体系以及相应软件系统的组建。全体系以及相应软件系统的组建。网络工程的目标，网络工程的目标， 就是工程的建设方和施工方就是工程的建设方和施工方，要在遵守国家相关法律、法规，遵循国家标准，要在遵守国家相关法律、法规，遵循国家标准和国际标准的前提下，完成网络工程的规划、设和国际标准的前提下，完成网络工程的规划、设计、施工和验收等工作。计、施工和验收等工作。3、网络工程建设的主要内容与目标第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕计算机网络工程要有一个机构来负责组织、协调、实施和管理。由于计算机网络工程的实际情况各不相同，因此具体的组织机构也不可能完全相同。对所有的网络工程进行抽象，归纳出一种通用的组织形式，简称为 三方结构 ，分别是工程甲方、工程乙方和工程监理方。4、网络工程的组织机构及其职责工程说明工程监督工程报告工程咨询需求分析工程目标甲 方乙 方 监理方第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕工程甲方是网络工程中的用户，即网络工程的提出者和投工程甲方是网络工程中的用户，即网络工程的提出者和投资方。例如，某校园网建设工程中的学校就是工程甲方。资方。例如，某校园网建设工程中的学校就是工程甲方。甲方的人员组成主要包括甲方的人员组成主要包括 行政联络人和技术联络人行政联络人和技术联络人 。行政。行政联络人是甲方的工程负责人，一般由甲方的行政领导担任联络人是甲方的工程负责人，一般由甲方的行政领导担任，他负责甲方的组织协调工作。技术联络人是甲方的工程，他负责甲方的组织协调工作。技术联络人是甲方的工程技术负责人，工程中有关技术问题，乙方和监理方可以与技术负责人，工程中有关技术问题，乙方和监理方可以与甲方技术联络人协调。甲方技术联络人协调。甲方的职责：甲方的职责：（ 1）可行性论证）可行性论证（ 2） 编编 制制 标书标书 、招投、招投 标标 （ 3）工程监督）工程监督工程甲方第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕工程乙方工程乙方是计算机网络工程的承建者。 例如 ，校园网由 A公司承建，则 A公司就是工程乙方。有时候，由于网络工程的量比较大，可以由多个公司各承担网络工程的建设任务。那么，此时就存在着多个乙方。乙方在承建 计 算机网 络 工程 时 多采用 项 目 经 理制 。项 目 经 理制的人 员结 构如 图 所示。 项 目 经 理设备工程师 布线系统工程师 软件系统工程师布线技术工人 网络程序设计人员第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕（ 1）编制投标书。（ 2）签订工程合同。（ 3）进行用户需求调查。（ 4）进行规划设计。（ 5）制订实施计划。（ 6）产品选型。（ 7）系统集成。（ 8）合同 规 定的其他工作。乙方的职责第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕网络工程监理 ，是指为了帮助用户建设一个性能价格比最优的网络系统，在网络工程建设过程中，给用户提供前期咨询、网络方案论证、确定系统集成商、网络质量控制等服务。提供工程监理服务的机构就是监理方，工程监理方的人员组织包括总监理工程师、监理工程师、监理人员等。 工程监理方的职责：（ 1）帮助用户做好需求分析。 （ 2）帮助用户选择好的系统集成商。（ 3）帮助用户控制工程进度。（ 4）帮助用户控制工程质量。（ 5）帮助用户作好各项测试工作。工程监理方第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕5、网络工程建设的过程下图给出了工程建设的大致过程，图中的 实线 表示组织方必须参与其过程， 虚线 表示组织方可以参与也可不参与其过程。 第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕网络传输介质是指 从一个网络设备（如计算机）连接到另外一个网络设备传递信息的介质 ，是网络的基本构件。网络传输介质可分为 有线传输介质和无线传输介质 。有线传输介质分为双绞线、同轴电缆和光纤等，无线传输介质分为红外线、无线电波和通信卫星等。 1.4 网络传输介质第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕1.双绞线 (Twisted Pair)双绞线是由两根相互绝缘的铜导线按照一定的规格 互相缠绕 在一起，并被封装在一个绝缘外套中而形成的一种网络传输介质，是目前建立局域网最常用到的一种布线材料。 1.4 网络传输介质 互相缠绕在一起的目的是： ？如果外界电磁信号在两条导线上产生的干扰大小相等而相位相反，那么这个干扰信号就会相互抵消。第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕1.双绞线 (Twisted Pair)双绞线分为：屏蔽双绞线 （ Shielded Twisted Pair， 简称STP）非屏蔽双绞线 （ Unshielded Twisted Pair， 简称 UTP） 两种。1.4 网络传输介质所谓的 屏蔽 就是指网线内部信号线的外面包裹着一层金属网，在屏蔽层外面才是绝缘外皮，屏蔽层可以有效地隔离外界电磁信号的干扰。第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕同轴电缆（ Coaxial Cable） 是指有 两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆 。它是计算机网络中使用广泛的另外一种线材，它在主线外包裹绝缘材料，在绝缘材料外面又有一层网状编织的屏蔽金属网线，能很好地阻隔外界的电磁干扰，提高通讯质量。同轴电缆一般分为 细缆（ RG-58） 和粗缆（ RG-11） 两种 。 细缆和粗缆其直径并没有严格的规定，不同的厂家生产的线缆其粗细各有区别。同 轴电缆 的 优 点是可以在相 对长 的无中 继 器的 线 路上支持高 带宽 通信。 2. 同轴电缆第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕缺点： 一是 体 积 大 ， 细缆 的直径有 3/8英寸粗，要占用 电缆 管道的大量空 间 ；二是 不能承受 缠结 、 压 力和 严 重的弯曲 ，这 些都会 损 坏 电缆结 构，阻止信号的 传输；三是 成本高 。而 这 些缺点正是双 绞线 能克服的，因此在 现 在的局域网 环 境中，基本已被基于双 绞线 所取代。 2. 同轴电缆第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕光纤（ Fiber Optic Cable） 也称光导纤维，以 光脉冲的形式来传输信号 ，材质也以玻璃或有机玻璃为主。它由纤维芯、包层和保护套组成。光纤的结构和同轴电缆很类似，但没有网状屏蔽层， 中心为一根由玻璃或透明塑料制成的光导纤维 ， 周围包裹着保护材料 。根据光信号发生方式的不同，光纤可分为 单模光纤和多模光纤 。 3.光纤第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕光纤最大的特点就是传导的是光信号，不受外界电磁信号的干扰，信号的衰减速度很慢，信号的传输 距离远 ，并且特别适用于电磁环境恶劣的地方。但是光纤网络由于需要把光信号转变为计算机的电信号，因此在接头上更加复杂，除了具有连接光导纤维的多种类型接头外，还需要专用的 光纤转发器 等设备，以便把光信号转变为计算机电信号，并且把光信号继续向其他网络设备发送。3.光纤第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕光纤配线系统第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕光纤配线系统第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕光纤分为：多模 MM、单模 SMl 多模光纤 纤芯较粗多束光线以不同的反射角传播，因此到达目的地的时间不同，造成光脉冲逐渐展宽、失真价格较便宜；用于短距离与低速场合， 2公里以内。第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕单模光纤 纤芯较细l 使单个波长的光线沿光纤一直传播价格昂贵；适于长距离与高速场合。传输距离长， 2公里以上。第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕典型的光缆第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕无线传输介质是利用可以穿越外太空的大气无线电波来传输信号的。可以分为红外线、无线电波和通信卫星等。红外线系统 ：红外线局域网采用小于 1微米波长的红外线作为传输媒体，有较强的方向性，它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质，使用不受无线电管理部门的限制。在实际应用中，红外线具有很高的背景噪声，受日光、环境照明等影响较大，要求的发射功率较高。红外线对非透明物体的透过性极差，这导致传输距离受限。 4.无线传输介质第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕无线电波 ：采用 无线电波 作为无线局域网的传输介质是目前应用最多的，这主要是因为无线电波的覆盖范围较广，应用较广泛。使用扩频方式通信时，特别是 直接序列扩频调制方法 因发射功率低于自然的背景噪声，具有很强的抗干扰抗噪声能力、抗衰落能力。通信卫星 ： 卫 星通信指的是通 过 人造同步地球 卫 星作 为 中 继 站的微波通信。最大的优 点是 传输 距离 远 4.无线传输介质第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕网络设备是构成计算机网络的一些部件，如网卡、调制解调器、集线器、中继器、网桥、交换机、路由器和网关等。独立工作的计算机是通过网络设备访问网络上其它计算机的。 1 网卡 2 中继器3调制解调器4集线器5网桥6交换机7路由器8宽带路由器9. 无线局域网络（ WLAN） 硬件10.防火墙 1.5 网络中的连接设备第 1章 网络工程基础计算机网络工程实用教程计算机学院 张海燕网卡 (Network Interface Card ,NIC)l 是计算机接入一个网络系统不可缺少的硬件设备之一 ,是计算机与传输介质的接口 .l 工作在 数据链路层 .l 任务 :负责接收网络上传过来的数据包 ,解包后将数据传输给本地计算机 ;将本地计算机上的数据打包后送入网络 .l 每块网卡都有 全球唯一 的物理地址 ,MAC地址.MAC地址有 6个字节 ,分为生产商 ID和设备商ID.网卡 硬件本身属于物理层。而驱动程序属于数据链路层。 第