第2章计算机网络基础2

1、教材名称教材名称第二章 计算机网络基础教材名称教材名称v 关于计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为关于计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。目的的、自治的计算机的集合。 v 另外，从广义上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用另外，从广义上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。 v 从用户角度看，计算机网络是这样定义的：存在着一个能为用从用户角度看，计算机网络是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调

2、用的资源，而户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。 v 一个比较通用的定义是：利用通信线路将地理上分散的、具有一个比较通用的定义是：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现完善的网络软件及协议实现资源共享资源共享和和信息传递信息传递的系统的系统 v 从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区

3、域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接数据信息等资源。简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。的许多自主工作的计算机构成的集合体。 2.1计算机网络概述2.1.1计算机网络定义计算机网络定义教材名称教材名称2.1.2计算机网络的功能 （1）硬件资源共享。可以在全网范围内提供对处理资源、存储资源、）硬

4、件资源共享。可以在全网范围内提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等昂贵设备的共享，使用户节省投资，也便于集中管理和均输入输出资源等昂贵设备的共享，使用户节省投资，也便于集中管理和均衡分担负荷。衡分担负荷。 （2）软件资源共享。允许互联网上的用户）软件资源共享。允许互联网上的用户远程访问远程访问各类大型数据库，各类大型数据库，可以得到网络文件传送服务、远地可以得到网络文件传送服务、远地进程管理进程管理服务和远程文件访问服务，从服务和远程文件访问服务，从而避免软件研制上的重复劳动以及数据资源的重复存贮，也便于集中管理。而避免软件研制上的重复劳动以及数据资源的重复存贮，也便于集中管理。 （3）用户

5、间信息交换。计算机网络为分布在各地的用户提供了强有力）用户间信息交换。计算机网络为分布在各地的用户提供了强有力的通信手段。用户可以通过计算机网络传送的通信手段。用户可以通过计算机网络传送电子邮件电子邮件、发布新闻消息和进、发布新闻消息和进行电子商务活动。行电子商务活动。 教材名称教材名称2.通信功能v 数据通信是计算机通信网络最基本的功能。它用来快速传送计算数据通信是计算机通信网络最基本的功能。它用来快速传送计算机主机与终端、计算机主机之间的各种信息，包括数据、文字、声机主机与终端、计算机主机之间的各种信息，包括数据、文字、声音、图像、影视等，这些信息也叫做多媒体信息。利用这一特点，音、图像、

6、影视等，这些信息也叫做多媒体信息。利用这一特点，可以将分散在各个地区的单位或部门用计算机通信网络联系起来，可以将分散在各个地区的单位或部门用计算机通信网络联系起来，相互之间交换多媒体信息，实现统一的资源调配、控制和管理。相互之间交换多媒体信息，实现统一的资源调配、控制和管理。3.提高系统的可靠性提高系统的可靠性举个例子微软发布补丁增强系统安全和性能，杀毒软件升级等。举个例子微软发布补丁增强系统安全和性能，杀毒软件升级等。 教材名称教材名称教材名称教材名称2.1.3计算机网络的组成教材名称教材名称教材名称教材名称v 通信子网通信子网v 通信子网位于网络系统的内层，主要包括网络传输介质和各种网络通

7、信子网位于网络系统的内层，主要包括网络传输介质和各种网络通信设备两大要素，其主要任务是实现网络通信。通信设备两大要素，其主要任务是实现网络通信。v （1 1）网络传输介质：是连接网络中的服务器、工作站及网络设备时）网络传输介质：是连接网络中的服务器、工作站及网络设备时使用的介质，它包括有线介质和无线介质两种类型。有线电缆包括使用的介质，它包括有线介质和无线介质两种类型。有线电缆包括同轴电缆、双绞线和光纤，无线介质包括无线电、红外线、微波和同轴电缆、双绞线和光纤，无线介质包括无线电、红外线、微波和卫星等。卫星等。v （2 2）网络设备：为了使网络之间能够）网络设备：为了使网络之间能够相互访问，需

8、要使用网络互连设备。相互访问，需要使用网络互连设备。目前常用的网络互连设备主要有中继目前常用的网络互连设备主要有中继器、网桥、路由器、网关等，它们在器、网桥、路由器、网关等，它们在OSIOSI参考模型中的工作层次如图参考模型中的工作层次如图1-41-4所所示。示。 教材名称教材名称教材名称教材名称v 资源子网资源子网v 资源子网位于网络系统的外层，主要包括服务器、工作站、资源子网位于网络系统的外层，主要包括服务器、工作站、网络协议和网络操作系统四个方面的要素，其主要任务是实现资源网络协议和网络操作系统四个方面的要素，其主要任务是实现资源共享。共享。v （1 1）服务器）服务器: :数据库服务器

9、、数据库服务器、WebWeb服务器、邮件服务器、视频点服务器、邮件服务器、视频点播（播（VODVOD）服务器等。）服务器等。v （2 2）工作站：是连接到计算机网络的计算机，工作站既可以独立）工作站：是连接到计算机网络的计算机，工作站既可以独立工作，也可以访问服务器，使用网络服务器所提供的共享网络资工作，也可以访问服务器，使用网络服务器所提供的共享网络资源。源。v （3 3）网络协议：如常使用的）网络协议：如常使用的TCP/IPTCP/IP、SPX/IPXSPX/IPX、NETBEUINETBEUI协议等协议等v （4 4）网络操作系统：常用的网络操作系统有）网络操作系统：常用的网络操作系统有

10、UnixUnix族、族、Windows Windows NT/2000/2003NT/2000/2003、NetwareNetware、LinuxLinux等。等。教材名称教材名称2.1.4计算机网络的分类 计算机网络的分类与的一般的事物分类方法一样，可以按事物的所具有的不同性质特点即事物的属性分类。 教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称2.2网络传输介质与网络设备教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称光纤 光纤是由非常透明的石英玻璃拉光纤是由非常透明的石英玻璃拉成细丝做成的，信号传播利用了光的全反成细丝做成的，信号传播利用

11、了光的全反射原理，当光从一种高折射率介质射向低射原理，当光从一种高折射率介质射向低折射率介质时，只要入射角足够大，就会折射率介质时，只要入射角足够大，就会产生全反射，这样一来，光就会不断在光产生全反射，这样一来，光就会不断在光纤中折射传播下去。纤中折射传播下去。 返 回教材名称教材名称光纤的优点和缺点优点优点：（1 1）带宽高，目前可以达到）带宽高，目前可以达到100 Mbps100 Mbps2 Gbps2 Gbps。（2 2）传输损耗小，中继距离长。无中继器的情况）传输损耗小，中继距离长。无中继器的情况下，多模光纤可传输几公里。单模光纤传输距离下，多模光纤可传输几公里。单模光纤传输距离更远，

12、可达几十公里。更远，可达几十公里。（3 3）无串音干扰，且保密性好。）无串音干扰，且保密性好。 （4 4）抗干扰能力强。由于光纤中传输的是光信号，）抗干扰能力强。由于光纤中传输的是光信号，所以不但不受其他电磁信号的干扰，也不会干扰所以不但不受其他电磁信号的干扰，也不会干扰其他通信系统。其他通信系统。（5 5）体积小，重量轻。）体积小，重量轻。缺点缺点： 连接光纤需要专用设备，成本较高，并且安连接光纤需要专用设备，成本较高，并且安装、连接难度大。装、连接难度大。 返 回教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称 卫星通信以空间轨道中运行的人造卫星作卫星通信以空间轨道中运行的人造卫星作为中继

13、站，地球站作为终端站，实现两个或者为中继站，地球站作为终端站，实现两个或者多个地球站之间的长距离大容量的区域性通信多个地球站之间的长距离大容量的区域性通信及至全球通信。及至全球通信。 卫星通信具有传输距离远、覆盖区域大、卫星通信具有传输距离远、覆盖区域大、灵活、可靠、不受地理环境条件限制等独特优灵活、可靠、不受地理环境条件限制等独特优点。以覆盖面积来讲，一颗通信卫星可覆盖地点。以覆盖面积来讲，一颗通信卫星可覆盖地球面积的三分之一多；若在地球赤道上等距离球面积的三分之一多；若在地球赤道上等距离放上三颗卫星，就可以覆盖整个地球。放上三颗卫星，就可以覆盖整个地球。(4)卫星通信教材名称教材名称教材名

14、称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称2.2.2网络互联设备教材名称教材名称教材名称教材名称集线器 Hub Hub上的端口彼此相互独立，不会因某一端口的故障上的端口彼此相互独立，不会因某一端口的故障影响其他用户。影响其他用户。 集线器只包含物理层协议。集线器只包含物理层协议。集线器有多种：集线器有多种：按带宽的不同可分为按带宽的不同可分为10Mbps10Mbps、100Mbps100Mbps和和10/100Mbps10/100Mbps。按照工作方式的不同，可分为智能型和非智能型。按照工作方式的不同，可分为智能型和非智能型。按配置形式的不同，可分为固定式、模块式和堆叠式。按配

15、置形式的不同，可分为固定式、模块式和堆叠式。按端口数的不同，可分为按端口数的不同，可分为4 4口、口、8 8口、口、1212口、口、1616口、口、2424口和口和3232口口等。等。 返 回教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称 网桥是网络中的一种重要设备，它通过连接相互独立的网段从而扩大网网桥是网络中的一种重要设备，它通过连接相互独立的网段从而扩大网络的最大传输距离。网桥是一种工作在数据链路层的存储络的最大传输距离。网桥是一种工作在数据链路层的存储-转发设备。转发设备。作为网段与网段之间的连接设备，它实现数据包从一个网段到另一个网段作为网段与网段之间的连接设备，它实现数据包从一个

16、网段到另一个网段的选择性发送，即只让需要通过的数据包通过而将不必通过的数据包过滤的选择性发送，即只让需要通过的数据包通过而将不必通过的数据包过滤掉，来平衡各网段之间的负载，从而实现网络间数据传输的稳定和高效。掉，来平衡各网段之间的负载，从而实现网络间数据传输的稳定和高效。教材名称教材名称教材名称教材名称 路由器属于网间连接设备，它能够在复杂的网络环境中完成数据包的路由器属于网间连接设备，它能够在复杂的网络环境中完成数据包的传送工作。它能够把数据包按照一条最优的路径发送至目的网络。传送工作。它能够把数据包按照一条最优的路径发送至目的网络。 路由器工作在网络层，并使用网络层地址（如路由器工作在网络

17、层，并使用网络层地址（如IP地址等）。路由器地址等）。路由器可以通过调制解调器与模拟线路相连，也可以通过通道服务单元可以通过调制解调器与模拟线路相连，也可以通过通道服务单元/数据服数据服务单元（务单元（CSU/DSU）与数字线路相连。）与数字线路相连。 路由器比网桥功能更强，网桥仅考虑了在不同网段数据包的传输，路由器比网桥功能更强，网桥仅考虑了在不同网段数据包的传输，而路由器则在路由选择、拥塞控制、容错性及网络管理方面做了更多的工而路由器则在路由选择、拥塞控制、容错性及网络管理方面做了更多的工作。作。教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称v 网关又称协议转换器，是软件和硬件的结合产品

18、，网关又称协议转换器，是软件和硬件的结合产品，主要用于连接不同结构体系的网络或用于局域网与主机主要用于连接不同结构体系的网络或用于局域网与主机之间的连接。网关工作在之间的连接。网关工作在OSIOSI模型的传输层或更高层，在模型的传输层或更高层，在所有网络互连设备中最为复杂，可用软件实现。网关没所有网络互连设备中最为复杂，可用软件实现。网关没有通用产品，必须是具体的某两种网络互连的网关。有通用产品，必须是具体的某两种网络互连的网关。v 目前广域网大多数采用目前广域网大多数采用X.25X.25公用数据网，为了能从局公用数据网，为了能从局域网上访问域网上访问X.25X.25的资源，就需要有一种设备把

19、的资源，就需要有一种设备把X.25X.25和局和局域网的差别隐藏起来。中继器、网桥或路由器都不足以域网的差别隐藏起来。中继器、网桥或路由器都不足以弥补这两者间巨大的差异，于是引入了网关。弥补这两者间巨大的差异，于是引入了网关。 教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称 交换机发展迅猛，基本取代了集线器和网桥，并增强交换机发展迅猛，基本取代了集线器和网桥，并增强了路由选择功能。了路由选择功能。 交换和路由的主要区别在于交换发生在交换和路由的主要区别在于交换发生在OSI参考模型参考模型的数据链路层，而路由发生在网络层。交换机的主要功能的数据链路层，而路由发生在网络层。交换机的主要功能包括物

20、理编址、错误校验、帧序列以及流控制等。目前有包括物理编址、错误校验、帧序列以及流控制等。目前有些交换机还具有对虚拟局域网（些交换机还具有对虚拟局域网（VLAN）的支持、对链路）的支持、对链路汇聚的支持，有的甚至具有防火墙功能。交换机的外观与汇聚的支持，有的甚至具有防火墙功能。交换机的外观与Hub相似。相似。 从应用领域来分，交换机可分为局域网交换机和广域从应用领域来分，交换机可分为局域网交换机和广域网交换机；网交换机； 从应用规模来分，交换机可分为企业级交换机、部门从应用规模来分，交换机可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组级交换机。级交换机和工作组级交换机。教材名称教材名称网卡 网卡又叫网

21、络适配器（网卡又叫网络适配器（NIC），是计算机网络中最），是计算机网络中最重要的连接设备之一，如图所示，一般插在机器内部的重要的连接设备之一，如图所示，一般插在机器内部的总线槽上，网线则接在网卡上。总线槽上，网线则接在网卡上。返 回教材名称教材名称网卡的作用 提供固定的网络地址。提供固定的网络地址。 接收网线上传来的数据，并把数据转换为本机可接收网线上传来的数据，并把数据转换为本机可识别和处理的格式，通过计算机总线传输给本机。识别和处理的格式，通过计算机总线传输给本机。 把本机要向网上传输的数据按照一定的格式转换把本机要向网上传输的数据按照一定的格式转换为网络设备可处理的数据形式，通过网线传

22、送到网上。为网络设备可处理的数据形式，通过网线传送到网上。返 回教材名称教材名称网卡的分类 网卡的总线类型：目前的总线接口主要是网卡的总线类型：目前的总线接口主要是PCIPCI型的，在笔记本电脑型的，在笔记本电脑上需要使用上需要使用PCMCIAPCMCIA标准的网卡。作为一种新型的总线技术，标准的网卡。作为一种新型的总线技术，USBUSB也被应也被应用到网卡中。用到网卡中。 网卡的速度：有网卡的速度：有10M10M、100M100M及及1000M1000M的，目前的，目前10/100Mbps10/100Mbps自适应的网自适应的网卡使用广泛，性价比最高。卡使用广泛，性价比最高。 网卡的接口类型

23、：网卡的接口类型有连接同轴电缆的网卡的接口类型：网卡的接口类型有连接同轴电缆的BNCBNC接口和连接口和连接双绞线的接双绞线的RJ45RJ45接口。目前接口。目前RJ45RJ45接口的网卡使用广泛。接口的网卡使用广泛。 网卡通常插入主机的主板扩展槽中，应当断电操作。在安装网卡后，网卡通常插入主机的主板扩展槽中，应当断电操作。在安装网卡后，往往还要进行协议的配置。比如运行往往还要进行协议的配置。比如运行WindowsWindows系统的计算机，可给网卡系统的计算机，可给网卡配置配置IPX/SPXIPX/SPX协议和协议和NetBEUINetBEUI协议。如果要连接协议。如果要连接Internet

24、Internet，必须配置，必须配置TCP/IPTCP/IP协议。协议。 返 回教材名称教材名称教材名称教材名称复习题v光纤的优点和缺点是什么？光纤的优点和缺点是什么？v常用的网络互连设备那些？常用的网络互连设备那些？v路由器主要功能是什么？路由器主要功能是什么？v什么是网卡？主要作用是什么？网卡怎么分类什么是网卡？主要作用是什么？网卡怎么分类教材名称教材名称2.3 网络参考模型教材名称教材名称教材名称教材名称2.3.1 OSI参考模型教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称v OSIOSI参考模型各层功能介绍参考模型各层功能介绍v （1）物理层v 物理

25、层定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性，其作用是使原始的数据比特流能在物理媒体上传输。v （2）数据链路层v 在数据链路层中，比特流被组织成“帧”，并以其为单位进行传输。数据链路层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路改造成对网络层来说无差错的数据链路。v （3）网络层v 在网络层中，数据以“分组”为单位进行传输。网络层主要解决如何使数据分组跨越通信子网从源传送到目的地的问题，这就需要在通信子网中进行路由选择。另外，网络层常常设有记账功能。教材名称教材名称v （4 4）传输层）传输层v 传输层是第一个端到端，也即主机到主机的层次。传输

26、层提供传输层是第一个端到端，也即主机到主机的层次。传输层提供的端到端的透明数据传输服务，使高层用户不必关心通信子网的存的端到端的透明数据传输服务，使高层用户不必关心通信子网的存在。在。v （5 5）会话层）会话层v 会话层是进程到进程的层次，其主要功能是组织和同步不同的会话层是进程到进程的层次，其主要功能是组织和同步不同的主机上各种进程间的会话。会话层负责在两个会话层实体之间进行主机上各种进程间的会话。会话层负责在两个会话层实体之间进行会话连接的建立和拆除。会话连接的建立和拆除。v （6 6）表示层）表示层v 表示层为上层用户提供共同的数据或信息的语法表示变换。数表示层为上层用户提供共同的数据

27、或信息的语法表示变换。数据压缩和加密也是表示层可提供的表示变换功能。据压缩和加密也是表示层可提供的表示变换功能。v （7 7）应用层）应用层v 应用层是应用层是OSIOSI参考模型的最高层。它包含了各种各样的协议，这参考模型的最高层。它包含了各种各样的协议，这些协议往往直接针对用户的需要，如些协议往往直接针对用户的需要，如HTTPHTTP、POP3POP3、SMTPSMTP、FTPFTP等协议。等协议。 教材名称教材名称2.3.2TCP/IP参考模型v TCP/IPTCP/IP模型分为四个层次：应模型分为四个层次：应用层、传输层、网络互连层和主机用层、传输层、网络互连层和主机到网络层。如图到网

28、络层。如图2-52-5所示。所示。 应用层 传输层 网络互连层 主机到网络接口层 图 2-5 TCP/IP 模型 TCP/IP模型分为四个层次：应用层、传输层、网络互连层和主机到网络层。如图2-5所示。教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称2.3.3OSI与TCP/IP的比较教材名称教材名称OSIOSI与与TCP/IPTCP/IP标准比较标准比较教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称复习题v计算机网络体系结构为什么采用分层体系结构？计算机网络体系结构为什么采用分层体系结构？vTCP/IPTCP/IP参考模型分几层？各层的主要协

29、议哪些？参考模型分几层？各层的主要协议哪些？vTCP/IPTCP/IP协议有哪些特点？协议有哪些特点？教材名称教材名称2.4局域网技术教材名称教材名称局域网(LAN)的特点与组成 v 单位自建自管，地理范围有单位自建自管，地理范围有限限v 使用专门铺设的传输介质进使用专门铺设的传输介质进行连网行连网v 数据传输速率高数据传输速率高(10Mbps(10Mbps10Gbps)10Gbps)、延迟时间短、延迟时间短v 数据传输误码率低数据传输误码率低(10(10-8-81010- -1111) )路由器路由器防火墙防火墙服务器服务器共享共享打印机打印机局域网局域网集线器集线器/交换机交换机广域网广域

30、网广域网广域网双绞线、同轴电缆、光双绞线、同轴电缆、光纤或者无线电波纤或者无线电波连接的每台设备都装有网络接连接的每台设备都装有网络接口卡口卡(网卡网卡)，网卡通过传输介，网卡通过传输介质把设备相互连接起来质把设备相互连接起来计算机计算机教材名称教材名称不同局域网采用不同的拓扑结构总线型局域网总线型局域网环型局域网环型局域网星型局域网星型局域网树形局域网树形局域网(令牌网、FDDI)(交换式以太网)(共享总线以太网)(千兆/万兆以太网)教材名称教材名称教材名称教材名称v 3 3按计算机网络拓扑结构分类按计算机网络拓扑结构分类v 网络的互联模式称为网络的拓朴结构网络的互联模式称为网络的拓朴结构,

31、 ,局域网常用的拓朴结构有：局域网常用的拓朴结构有：总线型结构、环型结构、星型结构。总线型结构、环型结构、星型结构。v （1 1）总线型结构）总线型结构v （2 2）星型结构）星型结构v （3 3）树型结构）树型结构v （4 4）环型结构）环型结构v （5 5）网状型拓扑结构）网状型拓扑结构教材名称教材名称总线型结构示例 1）总线型结构概述）总线型结构概述 总线型拓扑结构网络中所有设备通过连接器并行连接到一个传输电缆（通常称之为“中继线”“总线”“母线”或“干线”）上，并在两端加装一个称之为“终接器”的组件，如图所示。 总线型拓扑结构是指采用单根传输线作为总线，所有工作站都共用一条总线。当其中

32、一个工作站发送信息时，该信息将通过总线传到每一个工作站上。工作站在接到信息时，先要分析该信息的目标地址与本地地址是否相同，若相同则接收该信息；若不相同，则拒绝接收。总线型拓扑结构的优点是电缆长度短，布线容易，便于扩充；其缺点主要是总线中任一处发生故障将导致整个网络的瘫痪，且故障诊断困难。 教材名称教材名称2）星型拓扑结构）星型拓扑结构 在星型拓扑结构中，网络中的各节点通过点到点的方式连接到一个中央节点(又称中央转接站，一般是集线器或交换机)上，由该中央节点向目的节点传送信息。中央节点执行集中式通信控制策略，因此中央节点相当复杂，负担比各节点重得多。在星型网中任何两个节点要进行通信都必须经过中央

33、节点控制，如图所示。 星型结构的优点：星型结构的优点：(1) 网络结构简单，便于管理，便于大型网络的维护和调试。(2) 控制简单，建网容易，移动某个工作站非常简单。(3) 网络延迟时间较短，误码率较低。(4) 中央节点和中间接线盒都有一批集中点，可方便地提供服务和网络重新配置。 (5) 每个连接只接一个设备，单个连接的故障只影响一个设备，不会影响全网。(6) 每个站点直接连到中央节点，故障容易检测和隔离，可很方便地将有故障的站点从系统中删 除。(7) 任何一个连接只涉及到中央节点和一个站点，控制介质访问的方法简单，使访问协议也十分简单。教材名称教材名称星型结构的缺点：星型结构的缺点：(1) 一

34、条通信线路只被该线路上的中央节点和一个站点使用，因此线路利用率不高；(2) 中央节点负荷太重，而且当中央节点产生故障时，全网不能工作，所以对中央节点的可靠性和冗余度要求很高。(3) 电缆长度和安装：星型拓扑中每个站点直接和中央节点相连，需要大量电缆，电缆沟、维护、安装等一系列问题会产生，因此而增加的费用相当可观。 星型拓扑结构广泛应用于网络中智能集中于中央节点的场合。从目前的趋势看，计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站，在这种环境下，星型拓扑的使用还是占支配地位。在以太网中，星型结构仍旧是它的主要基本网络结构。其传输速率可达1000Mbps。 教材名称教材名称3）树

35、型拓扑结构）树型拓扑结构 树型结构是总线型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路；也可以把它看成是星型结构的叠加。又称为分级的集中式结构，如图34所示。树型拓扑以其独特的特点而与众不同，具有层次结构，是一种分层网，网络的最高层是中央处理机，最低层是终端，其他各层可以是多路转换器、集线器或部门用计算机。其结构可以对称，联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和节点的故障不影响另一分支节点的工作，任何一个节点送出的信息都由根接收后重新发送到所有的节点，可以传遍整个传输介质，也是广播式网络。著名的因特网(Internet)也是大多采用树型结构。树型网的优点

36、：树型网的优点：(1) 结构比较简单，成本低。(2) 网络中任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输。(3) 网络中节点扩充方便灵活，寻找链路路径比较方便。 树型网的缺点：树型网的缺点：(1) 除叶节点及其相连的链路外，任何一个工作站或链路产生故障都会影响整个网络系统的正常运行。 (2) 对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。因此这种结构的可靠性问题和星型结构相似。教材名称教材名称4）环型拓扑结构）环型拓扑结构 环型网中的数据按照设计主要是单向也可以双向传输(双向环)。由于环线公用，一个节点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流的目的地址与环上某节点地址相符时，

37、信息被该节点的环路接口所接收，并继续流向下一环路接口，一直流回到发送该信息的环路接口为止。 环型拓扑的优点：环型拓扑的优点：(1) 信息在网中沿固定方向流动，两个节点间仅有唯一的通路，简化了路径选择的控制。(2) 某个节点发生故障时，可以自动旁路（由“中继器”完成），可靠性较高。(3) 所需电缆长度比星型拓扑要短得多，同时不需像星型拓扑结构那样配制接线盒。环型拓扑的缺点环型拓扑的缺点：(1) 扩充环的配置比较困难，同样要关掉一部分已接入网的站点也不容易。(2) 由于信息是串行穿过多个节点环路接口，当节点过多时，影响传输效率，使网络响应时间变长。但当网络确定时，其延时固定，实时性强。(3) 环上

38、每个节点接到数据后，要负责将它发送至环上，这意味着要同时考虑访问控制协议。节点发送数据前，必须事先知道传输介质对它是可用的。教材名称教材名称5）网状型拓扑结构）网状型拓扑结构 将多个子网或多个网络连接起来构成网际拓扑结构。在一个子网中,集线器、中继器将多个设备连接起来，而桥接器、路由器及网关则将子网连接起来。网状拓扑的优点：网状拓扑的优点：(1) 网络可靠性高，一般通信子网中任意两个节点交换机之间，存在着两条或两条以上的通信路径，这样，当一条路径发生故障时，还可以通过另一条路径把信息送至节点交换机。(2) 网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率。(3) 网内节点共享资源容易。(4

39、) 可改善线路的信息流量分配。(5) 可选择最佳路径，传输延迟小。网状拓扑的缺点：网状拓扑的缺点：(1) 控制复杂，软件复杂。(2) 线路费用高，不易扩充。 网状拓扑结构一般用于Internet骨干网上，使用路由算法来计算发送数据的最佳路径。教材名称教材名称教材名称教材名称2.4.2局域网体系结构与协议教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称F局域网的组成：局域网的组成：教材名称教材名称F工作站工作站 (WorkStation)(WorkStation)：即联网的微机。：即联网的微机。 工作站可以当作一台普通微机使用，处理用户的本地事务； 工作站能通过网络进行彼此通信，

40、能使用服务器管理的各种共享资源（如共享打印机、数据库和各种应用软件）。 局域网的组成：教材名称教材名称网卡：将工作站式服务器连到网络上，实现资源共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。 网卡(NTC)根据接口数量可以分为单口网卡和双口网卡。单口网卡单口网卡双口网卡双口网卡 局域网的组成：教材名称教材名称局域网的组成：通信线路：为网络中的数据传输提供信道。 传输介质是网络中信息传输的媒体，是网络通信的物质基础之一 ； 目前常用的传输介质有双绞线，同轴电缆，光纤等。双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆光纤光纤 教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教

41、材名称教材名称2.4.3无线局域网教材名称教材名称v 组成：无线网卡、无线接入点等组成：无线网卡、无线接入点等无线网卡无线网卡交换机交换机 无线接入点无线接入点无线接入点无线接入点使用扩频方式通信，具有抗干扰、抗使用扩频方式通信，具有抗干扰、抗噪声能力。室外覆盖距离通常可达噪声能力。室外覆盖距离通常可达100300米，室内一般为米，室内一般为30米左右米左右每台计算机都每台计算机都需要有需要有1块无块无线网卡线网卡无线局域网还不能完全脱离有线无线局域网还不能完全脱离有线网络，它只是有线网络的补充网络，它只是有线网络的补充无线接入点（无线接入点（Wireless Access Point，简，简

42、称称WAP或或AP）提供从无线节点对有线局域）提供从无线节点对有线局域网和从有线局域网对无线节点的访问，实际网和从有线局域网对无线节点的访问，实际上就是一个无线交换机。上就是一个无线交换机。教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称 无线无线AP（AP，Access Point，无线访问节点、会话，无线访问节点、会话点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它不仅包含单点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点（无线纯性无线接入点（无线AP），也同样是），也同样是无线路由器无线路由器（含（含无线网关无线网关、无线网桥无线网桥）等类设备的统称）等类设备的统

43、称 各种文章或厂家在面对无线各种文章或厂家在面对无线AP时的称呼目前比较混时的称呼目前比较混乱，但随着无线路由器的普及，目前的情况下如没有特别乱，但随着无线路由器的普及，目前的情况下如没有特别的说明，我们一般还是只将所称呼的无线的说明，我们一般还是只将所称呼的无线AP理解为单纯理解为单纯性无线性无线AP，以示和无线路由器加以区分。它主要是提供，以示和无线路由器加以区分。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作 无线无线AP站的访问，在站的访问，在访问接入点访问接入点覆盖范围内的无线工作覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信站

44、可以通过它进行相互通信。 当前的无线AP可以分为两类：单纯型AP和扩展型AP。 教材名称教材名称单纯性无线单纯性无线APAP 就是一个无线的交换机，提供无线信号发射接收的功能。单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过AP产品的编译，将电信号转换成为无线电讯号发送出来，形成无线网的覆盖。根据不同的功率，其可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖，一般无线AP的最大覆盖距离可达500米。 多数单纯性无线AP本身不具备路由功能，包括DNS、DHCP、Firewall在内的服务器功能都必须有独立的路由或是计算机来完成。目前大多数的无线AP都支持多用户（30-100台电脑）接入，数据加密

45、，多速率发送等功能，在家庭、办公室内，一个无线AP便可实现所有电脑的无线接入。 单纯性无线AP亦可对装有无线网卡的电脑做必要的控制和管理。 无线AP跟无线路由器类似，按照协议标准本身来说IEEE 802.11b和IEEE 802.11g的覆盖范围是室内100米、室外300米。这个数值仅是理论值，在实际应用中，会碰到各种障碍物，其中以玻璃、木板、石膏墙对无线信号的影响最小，而混凝土墙壁和铁对无线信号的屏蔽最大。所以通常实际使用范围是：室内30米、室外100米（没有障碍物）。 因此，作为无线网络中重要的环节无线接入点、无线网关也就是无线AP（Access Point），它的作用其实就类似于我们常用

46、的有线网络中的集线器。在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多，所有AP通过以太网连接起来并连到独立的。 教材名称教材名称无线无线APAP与无线路由器的区别与无线路由器的区别 今天我们从功能、应用、组网和成本四个方面为大家区分无线路由器和无线AP。 单纯型AP的功能相对来比较简单缺少路由功能，只能相当无线集线器；对于此类无线AP，还没有发现可以互连的产品！而扩展型AP也就是市场上的无线路由器，由于它功能比较全面，大多数扩展型AP不但具有路由交换功能还有DHCP、网络防火墙等功能。 现在市场上的无线AP大多属于扩展型AP，对于扩展型AP来说，它们在短距离范围内是可以相互联的；如果大家

47、需要传输的距离比较远，那么就需要无线网桥和专门的天线等设备！其实无线网桥也是无线AP的一种。 教材名称教材名称从功能上区分从功能上区分无线AP:AP为Access Point简称，一般翻译为“无线访问节点”，它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。通俗的讲，无线AP是无线网和有线网之间沟通的桥梁。由于无线AP的覆盖范围是一个向外扩散的圆形区域，因此，应当尽量把无线AP放置在无线网络的中心位置，而且各无线客户端与无线AP的直线距离最好不要超过30米，以避免因通讯信号衰减过多而导致通信失败。 无线路由器：无线路由

48、器是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体；它借助于路由器功能，可实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入 ，另外，无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网，这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。 教材名称教材名称从组网拓扑图上分析从组网拓扑图上分析 AP不能直接跟ADSL MODEM相连，所以在使用时必须再添加一台交换机或者集线器：使用上面的拓扑架构时，AP和无线路由的用法是一样的。不过，大部分无线路由器由于具有宽带拨号的能力，因此可以直接跟ADSL MODEM连接进行宽带共享。 教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教

49、材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称教材名称2.5广域网技术 广域网是一种跨地区的数据通讯网络，使用电信运营商提供的设备作为信息传广域网是一种跨地区的数据通讯网络，使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。对照输平台。对照OSIOSI参考模型，广域网技术主要位于底层的参考模型，广域网技术主要位于底层的3 3个层次，分别是物理层，个层次，分别是物理层，数据链路层和网络层。数据链路层和网络层。教材名称教材名称v 电信部门的传统业务是电话和电报，电信部门的传统业务是电话和电报，2020世纪世纪7070年代以来迫切需要开展数据传年代以来迫切需要开展数据传输新业务，输新业务，如公用电子

50、信箱、电子数据交换等，开始组建公用数据网如公用电子信箱、电子数据交换等，开始组建公用数据网（广域网、（广域网、远程网）远程网）v 广域网的主要特点：广域网的主要特点：传输的是数字信息，采用数字传输技术而非模拟传输技术采用分组交换技术而非电路交换技术覆盖范围很广（远远超过一个城市的范围）长距离连接计算机，连接交换机的链路都是高速链路，可以是几千公里的光缆线路，也可以是几万公里的点对点卫星链路造价较高，一般由国家投资或电信公司出资建造 v 用途：用途：早期，为社会公众提供数据通信服务现在，大多已成为因特网的组成部分： 作为远程数据传输平台 作为因特网的接入网局域网局域网广域网互联网局域网局域网广域

51、网相当于一条链路互联网教材名称教材名称广域网的三种类型v 广域网在技术上是一个单个的网络，最常用的有广域网在技术上是一个单个的网络，最常用的有3 3种：种： X.25网（低速），已经被淘汰 帧中继网（中速），快要被淘汰 ATM网（中高速），仍在使用，但仍可能被淘汰X.25交换机交换机计算机计算机计算机计算机计算机计算机帧中继网帧中继交换机计算机计算机ATM交换机ATM交换机ATM 网络计算机计算机三种广域网都是分组交换网，原理相同、结构相似！三种广域网都是分组交换网，原理相同、结构相似！教材名称教材名称ATM交换机 ATM交换机交换机是用于是用于ATM网络的交换机产品。网络的交换机产品。但由于

52、但由于ATM网络独特的技术特性，现在还只广网络独特的技术特性，现在还只广泛用于电信、邮政网的主干网段。相对于物美泛用于电信、邮政网的主干网段。相对于物美价廉的以太网交换机而言，价廉的以太网交换机而言，ATM交换机的价格交换机的价格实是很高的，所以也就在普通局域网中见不到实是很高的，所以也就在普通局域网中见不到它的踪迹。它的踪迹。ATM交换机实物照片 ATM交换机交换机技术，目前只广泛用于电信、邮政网的主干网段，因此其交技术，目前只广泛用于电信、邮政网的主干网段，因此其交换机产品在市场上很少看到。如我们在下面将要讲的换机产品在市场上很少看到。如我们在下面将要讲的ADSL宽带接入方式宽带接入方式中

53、如果采用中如果采用PPPoA协议的话，在局端（协议的话，在局端（NSP端）就需要配置端）就需要配置ATM交换机，交换机，有线电视的有线电视的Cable Modem互联网接入法在局端也采用互联网接入法在局端也采用ATM交换机。它的交换机。它的传输介质一般采用光纤，接口类型同样一般有两种：传输介质一般采用光纤，接口类型同样一般有两种：以太网以太网RJ45接口和接口和光纤接口，这两种接口适合与不同类型的网络互联。光纤接口，这两种接口适合与不同类型的网络互联。 教材名称教材名称教材名称教材名称1 1、公用电话交换网功能、公用电话交换网功能（1 1）拨号接入）拨号接入Internet/Intranet/

54、LANInternet/Intranet/LAN；（2 2）实现两个或多个）实现两个或多个LANLAN之间的互连。之间的互连。（3 3）和其他广域网的互连。）和其他广域网的互连。2、PSTNPSTN的入网方式主要有的入网方式主要有: :（1 1）通过普通拨号电话线入网）通过普通拨号电话线入网 （2 2）通过租用电话专线入网）通过租用电话专线入网教材名称教材名称v有人问电话交换机的作用是什么有人问电话交换机的作用是什么, ,简单的说简单的说: :程控交换机的作用很就是：程控交换机的作用很就是： 1) 1)共用外线共用外线 5 5个人或个人或1010个人共用一条外线。个人共用一条外线。( (最初这

55、样做的目的是为了节省电最初这样做的目的是为了节省电话月租，在话月租，在9090年代，固定电话月租很高，如一个公司有年代，固定电话月租很高，如一个公司有500500员工，不可能没人都申请员工，不可能没人都申请一条直线，那样的话，月租就是很大的一笔费用。公司要让大家每个人都有电话用，一条直线，那样的话，月租就是很大的一笔费用。公司要让大家每个人都有电话用，又想减少成本支出，买电话交换机就成了一种折中的方案。又想减少成本支出，买电话交换机就成了一种折中的方案。-每月把钱交给电信运每月把钱交给电信运营商，我还不如省下月租，买个程控交换机，在一年之后，电话交换机的成本也就回营商，我还不如省下月租，买个程控交换机，在一年之后，电话交换机的成本也就回来了，以后就是赚的了。来了，以后就是赚的了。) ) 2) 2)管理功能管理功能 ( (现在大家都有电话用了，但是又有个问题：如果不能管理，现在大家都有电话用了，但是又有个问题：如果不能管理，电话费又上来了。所以又要做一些限制，一些人允许打长途，一些人允许打市话，有电