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第2章网络操作系统和网络通信协议 本章导读学习目标本章要点上机练习习题 本章导读 了解常见的网络操作系统掌握常用的网络通信协议掌握TCP IP协议的配置课时安排 3学时 学习目标 组建电脑网络除了需要掌握必要的硬件知识外 还要掌握电脑网络操作系统和网络协议 网络操作系统可分为客户机操作系统和服务器操作系统 Windows98 Windows2000 WindowsXP等都属于客户机操作系统 而服务器操作系统则有WindowsNTServer Windows2000Server 学习目标 WindowsServer2003 NetWare Linux UNIX等 常用网络协议有NetBEUI协议 IPX SPX协议以及TCP IP协议等 本章将着重介绍常用的Windows2000Server及TCP IP协议 本章要点 服务器操作系统客户机操作系统NetBEUI协议IPX SPX协议TCP IP协议 2 1网络操作系统 网络操作系统 NOS 是网络的心脏和灵魂 是向网络中的电脑提供网络通信和资源共享功能的操作系统 它是负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件的集合 2 1网络操作系统 网络操作系统与运行在客户机上的单用户操作系统或多用户操作系统等客户机操作系统不同 一般情况下 网络操作系统是以使网络相关特性最佳为目的 而一般的客户机操作系统是让用户与系统及在此操作系统上运行的各种应用程序之间的交互作用最佳 2 1网络操作系统 2 1 1服务器操作系统2 1 2客户机操作系统 2 1 1服务器操作系统 在选择网络操作系统时 应根据网络硬件和网络要求等各方面进行考虑 首先应考虑目前的网络硬件是否满足网络软件运行的基本要求 如果不能 可使网络的服务效率大大降低 其次 从网络要求的基本功能和服务出发 网络操作系统在满足现有要求的前提下 能够稳定地运行就可以了 不必一味追求新版本和新功能 由于新版的操作系统并没有真正经历各种情况的考验 其稳定性很难保证 2 1 1服务器操作系统 因此 选择网络操作系统应从实际出发 下面就各种网络操作系统的功能和要求进行讲解 网络操作系统具有如下特征 具有基本操作系统的特征 如支持处理机 协议 自动硬件监测以及应用程序的多重处理 有很高的安全性 能够进行系统安全性保护和各类用户的存取权限控制 提供服务名和目录 提供文件 打印 Web服务 支持和复制服务 支持Internet网络 如路由选择和广域网端口 2 1 1服务器操作系统 用户管理并支持登录和离开网络 远程访问 系统管理 图形接口的管理和审计工具 聚集能力 容错及高效性系统 允许在不同的硬件平台上安装和使用 能够支持各种网络协议和网络服务 提供必要的网络连接支持 能够连接两个不同的网络 提供多用户协同工作的支持 具有多种网络设置和管理的工具软件 能够方便地完成网络的管理 2 1 1服务器操作系统 1 WindowsNT系列2 Windows2000操作系统3 WindowsServer2003操作系统4 UNIX操作系统5 Linux操作系统6 NetWare操作系统 1 WindowsNT系列 WindowsNT NewTechnology 新技术 是Microsoft公司推出的主要用于客户机 服务器和大型电脑的32位网络操作系统 它支持多种硬件平台 在设计中采用了许多先进的思想 并保留了深受广大用户欢迎的Windows用户界面 WindowsNT产品充分体现了客户机 服务器的设计思想 集成了当前许多先进的技术 是一个功能强大 结构完善的操作系统 1 WindowsNT系列 1 WindowsNT系统的分类2 WindowsNT的特点3 WindowsNT对电脑硬件的要求 2 Windows2000操作系统 Windows2000是Microsoft公司在WindowsNT操作系统之后 推出的主要面向网络应用的操作系统 它综合了Windows98与WindowsNT4 0很多优良的性能和特点 而且结合了最新的网络技术 沿袭了Windows历代产品在网络和界面等方面的强大功能 成为新一代的操作系统 2 Windows2000操作系统 Windows2000集成了对客户机 服务器模式和对等模式网络的支持 支持TCP IP协议的许多附加功能 并增强了与UNIX系统的互联性能 内置的路由器功能使Windows2000可以作为一个拥有图形化界面的路由器 而QOS服务能为重要应用 实时声音和视频应用程序提供更可靠的网络同步服务 2 Windows2000操作系统 Windows2000通过集成优化当前先进的网络 应用程序及Web技术 为当今迅猛发展的电子商务提供了一个崭新的具有高可靠性和高安全性的操作平台 针对不同的用户和环境 Windows2000产品包括Windows2000Professional Windows2000Server Windows2000AdvanceServer和Windows2000DatacenterServer4个版本 2 Windows2000操作系统 Windows2000Professional 专业版 Windows2000Server 服务器版 Windows2000AdvanceServer 高级服务器版 Windows2000DatacenterServer 数据库服务器版 2 Windows2000操作系统 1 Windows2000的特点2 Windows2000对电脑硬件的要求3 安装Windows2000操作系统 3 WindowsServer2003操作系统 WindowsServer2003是Microsoft最新推出的网络服务器专用操作系统 它沿用了Windows2000Server的先进技术 并结合了WindowsXP的多媒体 华丽的操作界面等特性 使之更易于部署 管理和使用 WindowsServer2003操作系统包括WindowsServer2003 标准版 WindowsServer2003 企业版 WindowsServer2003Datacenter 数据中心版 和WindowsServer2003Web Web服务器版 4个版本 3 WindowsServer2003操作系统 WindowsServer2003 标准版 WindowsServer2003 企业版 WindowsServer2003Datacenter 数据中心版 WindowsServer2003Web Web服务器版 3 WindowsServer2003操作系统 1 WindowsServer2003的特点2 WindowsServer2003对电脑硬件的要求 4 UNIX操作系统 UNIX是一个通用的 多用户的 交互型的操作系统 一般用于大型的网站或大型的企 事业局域网中 UNIX网络操作系统历史悠久 其良好的网络管理功能已为广大网络用户所接受 它可支持丰富的应用软件 目前UNIX网络操作系统的版本有 AT T和SCO的UNIXSVR3 2 SVR4 0和SVR4 2等 4 UNIX操作系统 UNIX在本质上可以有效地支持多任务和多用户工作 适合在RISC等高性能平台上运行 由于UNIX提供了最完善的TCP IP协议支持 并且非常稳定和安全 所以目前互联网中较大型的服务器的操作系统都采用UNIX 4 UNIX操作系统 UNIX系统的主要特点如下 多用户的分时操作系统可移植性好可靠性强开放式系统提供两种友好的用户界面具有可装卸的树型分层结构文件系统将所有外部设备都看作文件 5 Linux操作系统 由于UNIX系统过于庞大 不适合在个人电脑上使用 因此 LinusB Torvalds在1991年组织人员为PC机写了第一个免费的UNIX内核KERNEL 也就是今天的Linux操作系统 Linux是一种新型的网络操作系统 它的最大特点就是源代码开放 可以免费得到许多应用程序 但目前仍主要应用于中 高档服务器中 5 Linux操作系统 Linux操作系统继承了UNIX多用户 多任务的特点 它的X Windows系统涵盖了传统的DOS命令行和苹果机的视窗系统的优点 与其他操作系统相比 Linux操作系统有较多的优势 5 Linux操作系统 Linux操作系统的优势 源代码的开放性具有虚拟终端功能支持多种文件系统多任务 多用户跨平台使用具有强大的网络功能全面支持TCP IP网络协议 6 NetWare操作系统 Novell网是美国Novell公司开发的一种高性能局域网系统 NetWare是局域网操作系统 也是Novell网的技术核心 除了Microsoft公司的Windows服务器操作系统之外 NetWare是目前较普及的操作系统之一 也是目前局域网市场上居于主导地位的网络操作系统 6 NetWare操作系统 NetWare是一个比较好的多进程多任务系统 可根据用户的要求统一管理文件的打开 关闭以及读写操作 用户可以独立调用某一个文件 也可以通过多用户软件来调用网络共享文件 在一个NetWare网络中允许有多个服务器 用一般的PC机即可作服务器 NetWare可同时支持多种拓扑结构 并具有较强的容错能力 6 NetWare操作系统 NetWare操作系统具有以下功能 兼容性 系统容错能力强大的文件打印功能高速的文件处理功能使用专用服务器安全措施网络目录服务 6 NetWare操作系统 1 兼容性 系统容错能力2 强大的文件打印功能3 高速的文件处理功能4 使用专用服务器5 安全措施6 网络目录服务 2 1 2客户机操作系统 常用的客户机操作系统有DOS Windows98 WindowsMe Windows2000 WindowsXP和OS 2等 其目的是让用户与系统及在此操作系统上运行的各种应用之间的交互作用最佳 2 1 2客户机操作系统 1 Windows9x Me系列2 WindowsXP操作系统 1 Windows9x Me系列 Windows9x Me系列操作系统是个人电脑较常用的操作系统 Microsoft公司在该系列的操作系统中加入了各种网络功能和网络协议 因此 它除了能为个人用户提供基本的电脑管理功能外 还可以实现多种网络连接 1 Windows9x Me系列 Windows9x Me系列包括了Windows95 Windows98 WindowsMe等操作系统 其使用方法基本相同 网络功能也基本一致 2 WindowsXP操作系统 WindowsXP是目前主流的操作系统之一 大多数个人用户均采用此系统 是当今最受瞩目的数字媒体方案平台和融合技术的基础平台 WindowsXP主要包括WindowsXPHomeEdition WindowsXPProfessional和WindowsXP64 BitEdition3个版本 2 WindowsXP操作系统 WindowsXPHomeEdition 家庭版 WindowsXPProfessional 专业版 WindowsXP64 BitEdition 64位客户机版 2 WindowsXP操作系统 1 WindowsXP的特点2 WindowsXP对电脑硬件的要求 2 2网络通信协议 网络协议 NetWorkProtocol 是指网络设备用来通信的一套规则 可以将其理解为一种彼此都能理解的公共语言 它就像人们相互交流时使用的语言一样 只有依照语法规则来说话 写文章 别人才能懂得你在说什么 要表达什么观点等 同样网络中各个网络节点在进行通信时也必须遵守网络协议 这样 当其他电脑接收到信息后 才能够理解信息的内容 2 2网络通信协议 常用的网络协议有NetBEUI协议 IPX SPX协议和TCP IP协议3种 下面分别对其进行介绍 2 2网络通信协议 2 2 1NetBEUI协议2 2 2IPX SPX协议2 2 3TCP IP协议 2 2 1NetBEUI协议 NetBEUI NetBIOSExtendUserInterface 即用户扩展接口 是IBM公司于1985年开发研制的一种网络通讯协议 可以将NetBEUI协议看作是NetBIOS协议的延伸 改良版本 2 2 1NetBEUI协议 1 NetBEUI协议的特点2 NetBEUI协议的应用范围 1 NetBEUI协议的特点 NetBEUI协议与其他协议相比 具有以下优点 耗用内存资源较少 安装 配置简单 具有很好的错误保护功能 2 NetBEUI协议的应用范围 NetBEUI协议主要用于本地局域网中 一般不能与其他网络的电脑进行沟通 如果在一台电脑上安装了双网卡或使用路由器等设备进行几台电脑互联时 就不能使用NetBEUI协议 因为NetBEUI协议不支持网络路由 即一个网络段内的电脑不能访问另一网络段 在对网络进行配置时只需满足下列条件的网络 就可以使用NetBEUI协议 2 NetBEUI协议的应用范围 电脑不通过代理服务器上网 不访问Internet 该网络是一个独立的网络段 即不需要路由转发 不与使用TCP IP协议的网络连接 电脑数不超过100台的小型网络 不与Novell网络相连 2 2 2IPX SPX协议 IPX SPX InternetworkPacketExchange SequencesPacketExchange 网际包交换 顺序包交换 协议是用于NetWare操作系统的网络协议 后来被Microsoft的Windows系列操作系统广泛采用 主要用来与NetWare网络进行互联 在WindowsNT系列操作系统中它被称为NWLink 意为与NetWare的连接 IPX SPX协议由一组网络协议组成 包括IPX协议 SPX协议 NCP协议 NetWare核心协议 以及SAP协议 服务广告协议 等 2 2 2IPX SPX协议 IPX SPX协议集最初就能连接多个网段 因而比较庞大 适用于复杂 大型的网络环境 具有强大的路由功能Windows2000提供了IPX SPX的兼容协议 NWLinkIPX SPX NetBIOSCompatibleTransportProtocol 该协议是Novell公司的IPX SPX协议在Microsoft网络中的实现 它在继承IPX SPX协议优点的同时 更适应了Microsoft的操作系统和网络环境 Windows2000网络和Windows9x的用户可以利用NWLink协议获得NetWare服务器的服务 2 2 2IPX SPX协议 安装NWLinkIPX SPX NetBIOSCompatibleTransportProtocol协议与安装NetBEUI协议类似 只需在 选择网络协议 对话框的 网络协议 列表框中选择 NWLinkIPX SPX NetBIOSCompatibleTransportProtocol 选项即可 2 2 3TCP IP协议 TCP IP即TransmissionControlProtocol InternetProtocol 传输控制协议 网际协议 它是目前整个电脑网络中使用最为广泛的通信协议 其前身是美国国防部在20世纪60年代末开发的一种网络协议 其特点是低成本和在多个不同的电脑间提供可靠性的通信 2 2 3TCP IP协议 由于它能够用在异构网络环境中 也就是说可以在各种广泛的硬件和操作系统上实现 因此得到了广泛的应用支持 它既可以用作局域网 LAN 协议 也可以作用广域网 如Internet 协议 TCP IP协议是电脑连入Internet并进行信息交换和传输的基础 2 2 3TCP IP协议 1 TCP IP协议的结构2 TCP IP协议的特点3 IP地址概述4 IP地址的划分5 子网掩码6 将网络划分为多个子网7 网关8 TCP IP协议的安装9 域名系统10 域名系统11 DNS服务器 1 TCP IP协议的结构 TCP IP实际上是一种分层协议 每一层由多个协议组成 其中各层的功能如下 链路层网络层运输层应用层 1 TCP IP协议的结构 2 TCP IP协议的特点 TCP IP协议在Internet和局域网中都得到了广泛的应用 作为目前最主要的网络协议 它具有以下一些特点 目前大多数操作系统都支持TCP IP协议 即使两台电脑使用的操作系统不同 也可以通过TCP IP协议进行通信 TCP IP灵活多变 适用于各种不同类型以及不同规模的网络 可以连接两种不同的网络 TCP IP协议在传输数据时 不用考虑传输层采用何种传输介质 2 TCP IP协议的特点 TCP IP最大的优势之一是其可路由性 也就意味着它可以携带被路由器解释的网络编址信息 在网络中能一次传送的数据帧增大到64KB 可以让更多的数据在网络中一次性地传输到目的地 增大了网络带宽的利用率 3 IP地址概述 网络中两台电脑之间要进行通讯 就必须先知道对方的网络地址 为了实现网络中各电脑间的相互通信 每台电脑都必须有一个惟一的网络地址 这个地址被称为IP地址 IP地址由IP协议来划分 并且每台电脑的IP地址都是惟一的 3 IP地址概述 一个完整的IP地址由32位 bit 二进制数组成 每8位 即1个字节 为一个段 共4段 段与段之间用逗号隔开 为了便于应用 IP地址在实际使用时不是直接用二进制 而是用大家熟悉的十进制数表示 3 IP地址概述 3 IP地址概述 IP地址在编址时要遵循以下规范 IP地址是一个32位 bit 一位进制数即1bit 的二进制数 IP地址的32位数被分成4组 每组由8位二进制数组成 每组为一个字节 byte 二进制数据的一个单位 8位二进制数为1byte 各组之间用 号隔开 3 IP地址概述 每组数字的大小范围转换成十进制数为0 255 每个IP地址都包含两部分 网络ID net ID 和主机ID host ID 可以通过区别IP地址中的网络ID部分 对IP地址进行分类 IP地址标准的写法为点分十进制表示法 4 IP地址的划分 IP地址由网络ID和主机ID组成 按照网络规模的大小 IP地址分为A类 B类 C类 D类和E类5类 在这5类IP地址中 D类和E类在目前的网络中基本不用 4 IP地址的划分 4 IP地址的划分 A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址在前面列出的IP地址中 除了A B C D E5类网络IP地址外 还有许多没有用到的地址 如第一个字节为0的IP地址 第一个字节为127的IP地址 以及第一个字节为255的IP地址等 4 IP地址的划分 下面介绍几个特殊网络号的意义 网络ID 127 是用来做循环测试用的 如果1 2 3 4组中的数字中出现255 则表示广播地址 在网络中并非所有的电脑都要接入Internet 如果不计划接入到Internet 则可用RFC1918中定义的非Internet连接的网络地址 即 专用Internet地址分配 RFC1918规定了接入Internet的IP地址分配指导原则 由Internet地址授权机构 IANA 控制IP地址分配方案中 留出了3类网络号 给不接入Internet的网络专用 分别用于A B和C类IP网 5 子网掩码 电脑在引导的过程中需要将一个IP地址的网络ID和主机ID区分开来 这就需要使用子网掩码 子网掩码不能单独存在 它必须结合IP地址一起使用 子网掩码只有一个作用 就是将某个IP地址划分成网络ID和主机ID两部分 5 子网掩码 与IP地址相同 子网掩码也是一个32位二进制数 左侧的网络ID所占的位数全部用二进制数字 1 表示 右侧的主机ID所占的位数全部用二进制数字 0 表示 这样 子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号 哪些是主机号 这对于采用TCP IP协议的网络来说非常重要 只有通过子网掩码 才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系 使网络正常工作 5 子网掩码 6 将网络划分为多个子网 如果需要将一个局域网进行分段管理 或者该网络是由多个局域网互联而成 而又不可能为每个网段或每个局域网都申请分配一个网络ID 这时可以利用子网掩码将整个网络划分为多个子网 每个子网都可支持30台电脑 足以应付5个子网 每个子网有20台电脑的需求 从表2 7可看出 经过子网划分后会有一部分IP地址无法使用 7 网关 网关 IPROUTER 也叫IP路由器 通过网关可