第五章计算机网络基础

第五章计算机网络基础5.1计算机网络基本概述5.2计算机网络通信原理5.3局域网

5.1计算机网络基本概念1.什么是计算机网络计算机网络是利用通信线路将分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互联，按照网络协议相互通信，以共享硬件、软件和数据资源为目标的系统称作计算机网络。

其他外设打印机产生计算机网络的基本条件:

通信技术与计算机技术的结合计算机网络都具有以下三大特点：（1）资源共享：计算机网络建设的目的就是为了资源共享。网络用户不仅可以使用本地计算机资源，还可以通过网络访问远端计算机资源。（2）网络中计算机的“独立性”：连接在计算机网络中的每台计算机都可以独立地运行，既可以联网运行，也可以脱网独立运行。（3）通信规则（协议）：互联的计算机都必须遵循相同的通信规则即协议。2.计算机网络的发展1954年第一代计算机网络1969年ARPA网，第二代计算机网络1983年OSI模型，第三代计算机网络Internet的建立，第四代计算机网络研究为目的单个主机为中心、面向终端体系结构标准化信息高速公路3计算机网络的分类

-按网络传输技术进行分类(1)广播方式广播方式指联网的计算机都可共享一个公共通信信道，当一台计算机利用这个公共信道发送数据分组时，其他的计算机都能“收听”到这个数据分组。(2)点对点式网络点对点式网络指发送数据分组的计算机把数据分组只发送到接收的计算机。当发送方与接收方有物理线路直接相连，则发送方通过物理线路建立数据链路后直接把数据分组发到接收方。若发送方与接收方没有物理线路直接相连，则必须通过网络结点分段建立数据链路，各网络结点经过接收、存储和转发数据分组，直到到达目的接收结点，此过程类似接力棒的传递。3计算机网络的分类

-按网络覆盖范围进行分类(1)局域网(LocalAreaNetwork，LAN)局域网是指一组在限定地理范围（如一间实验室、一栋楼房或校园）内互联的计算机和网络通信设备。局域网3计算机网络的分类

-按网络覆盖范围进行分类(2)广域网(WideAreaNetwork，WAN)也称远程网络，是指将局域网互联在一起，可以分布于整个地区和国家，也可以是全球互联的。WAN具有以下特征：地理范围没有限制；长距离的数据传输容易出现错误；可以连接多种LAN、工程费用昂贵。(3)城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）作用范围介于局域网和广域网之间，可能覆盖一组邻近的公司和一个城市。城域网是介于局域网与广域网之间的一种高速网络，也可以看成是局域网技术与广域网技术相结合的一种应用。4计算机网络的功能

（1）数据通信与传输：是计算机网络的最基本功能之一。从通信角度看，计算机网络其实是一种计算机通信系统。作为计算机通信系统，能实现如文件传输、电子邮件等通信与传输功能。（2）资源共享：包括硬件、软件和数据资源的共享，它是计算机网络最主要的功能。资源共享指的是网上用户能够部分或全部地使用计算机网络资源，使计算机网络中的资源互通有无、分工协作，从而大大地提高各种硬件、软件和数据资源的利用率。硬件共享软件共享4计算机网络的功能

（3）使计算机系统的可靠性和可用性得到提高：计算机系统可靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计算机都可以依赖计算机网络相互为后备机，一旦某台计算机出现故障，其他的计算机可以马上继续完成原先由该故障机所担负的任务。计算机可用性的提高是指当计算机网络中某一台计算机负载过重时，计算机网络能够进行智能的判断，并将新的任务转交给计算机网络中较空闲的计算机去完成，这样就能均衡每一台计算机的负载，提高了每台计算机的可用性。（4）进行分布式处理：对于较大型的综合问题，通过一定的算法将任务分交给不同的计算机，从而达到均衡网络资源、分布处理的目的。5.2计算机网络通信原理

1.基本术语介绍

--传输介质：是网络中连接通信双方的物理通路，也是通信中实际传输信息的载体。--数据链路：为保证数据通信的正确性而通过协议来控制数据的传输过程的链路。--分组：网络层上传输数据的单元，分组上包含源结点和目的结点的地址信息。--报文：传输层上传输数据的单元，即一次通信需要传输到目的结点的数据和控制信息。5.2计算机网络通信原理

1基本术语介绍

--路由选择：为分组达到目的结点而选择的传输路径，一般通过算法来实现。--交换技术：指被传输的数据在通过通信结点时交互和转发的技术。网络协议：为实现网络数据通信而规定通信各方必须遵守的约定和规则。2计算机网络体系结构

计算机网络体系结构指网络层次结构模型和各层次协议的集合。网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行精确定义，而这些功能如何实现是具体的实现问题，网络体系结构并不讨论具体的实现方法，但对网络实现的研究起着重大指导意义。目前主要的计算机体系结构有3个：国际标准化组织ISO制定的开放系统互联参考模型OSI、互联网使用的TCP/IP参考模型、局域网使用的IEEE802参考模型。应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层互连物理传输媒体通信子网资源子网开放系统互联参考模型OSI（OpenSystemInternetwork）--物理层：利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接，实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务。在物理层传输的数据单元是比特（bit）。--数据链路层：在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接，传输以帧为单位的数据包，并采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。--网络层：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及实现拥塞控制、网络互联等功能。网络层的数据传输单元是分组（packet）。--传输旁层：咳向用波户提娇供可贫靠的耳端到杨端（en蠢d－to－en茧d）服吴务。液它向随高层绣屏蔽滑了下束层数命据通鬼信的赤细节汉，是闷体系沸结构邀中关嘉键的村一环粱。它皮传输葛的单臣元是丸报文恰（me术ss坟ag所e）。--会话袭层：直负责宅维护术两个怜结点吩之间蔽会话悠的建逗立、趟管理孩和终虽止，冻以及横数据帜的交学换。--表示盒层：誓用于被处理锄在两阻个通仓信系齿统中势表示植交换砌信息惨的表镜示方旷式，罩主要垄包括蛋数据保格式盲变换累、数隆据加肤密与犬解密岭，数赔据压阔缩与匠恢复滩等功致能。--应用肝层：叼为应怨用程疤序提拢供网秩络服络务。歼应用蠢层需护要识鸭别并慎保证研通信旱对方程的可协用性情，使摆得协矮同工民作的政应用爹程序玻之间笛的同凶步，据建立谊传输敞错误料纠正凯与保惠证数橡据完舞整性敬控制铜机制坝。3计算秃机网僵络拓酬扑结丙构星形位拓扑总线更形拓匠扑结渣构特点却：结构讽简单紧，可煎靠性满高布线逝容易骂，连采线总欣长度奔小于牺星形结构对站政点扩询充和窜删除肉容易总线学任务远重，书易产租生瓶遇颈问蹄题特点抽：通信快协议曾简单对外联围站尤点要添求不橡高单个指站点代故障特不会完影响葵全网电路权利用急率低首，连秧线费乌用大网络瓣性能滔依赖补中央均结点每个榴站点趴需要绒有一酸个专见用链依路特点献：传输知速率咬高，秘传输价距离边远各节境点的肃地位尘和作抬用相计同各节欣点传秤输信授息的糟时间喘固定容易绒实现万分布贝式控皇制站点劳的故细障会丧形起谣整个扯网络窝的崩斧溃特点虏：信息代交换待在上简、下驳节点轰之间伙进行通信感线路云连接瞧简单修，网茅络管咱理软止件也风不复赢杂，猎维护凤方便资源绍共享叙能力过差，扭可靠品性低树形币拓扑环形染拓扑4数据多交换念技术数据态交换叹技术放主要舟有线餐路交刺换和余存储数转发吐交换画技术记：线路敏交换窑技术日与电恩话交澡换的梢工作姜过程妈相似斤，两旦台计秀算机驻通过陈网络搅进行泰数据商交换鸽前，壮首先脆要在呀网络柱中建警立一萄个实背际的株物理尽连接孙。线绳路交拴换的就通信房诚过程赏要经铁历线悬路的狗建立醋、数赠据传散输和烧线路胞释放3个阶腥段。存储燥转发父技术芳与信牙件邮惰寄过吸程相具似。向两台慢计算播机通交过网长络进维行数充据交馅换前愤，并训不需各要建遭立一尘个实胞际的去物理笼连接偿，被尚传输讲的数诸据带奴上源博地址超和目援的地庸址在仓网络惯通信债结点衔上逐梳步被倡传递欢。存顿储转熟发技朱术与配线路偿交换铲技术佳有两瓣个主描要区亩别：疮一是忠存储善转发劳方式述发送爆的数颗据与取目的胞地址桑、源烧地址咬、控时制信店息按旬一定壮格式拴组成鞭数据凡单元艳（即亿报文尖或分钥组）薯。二抱是通壮信子国网上蚁的结耀点是口通信激控制导处理避机，渴它负别责完泥成数蜜据单胆元的累接收敢、差菠错控店制、守存储察、路院由选加择和盒转发弹功能衬。5网络帜传输较介质双绞傅线非屏债蔽双酒绞线脊（UT关P）和屏炼蔽双建绞线悄（ST骂P）组网碌方便算，价惠格最捏便宜往，应烤用广处泛五类赵双绞上线最套大传娘输率霉为10某0M拼bp百s传输讲距离拾小于10榆0米同轴泻电缆基带穴同轴成电缆色：速技率10逆Mb紫/s，传输扶距离10罚00咐m宽带比同轴睛电缆谈：速骗率20偶Mb勿/s，传输疫距离10文0k构m它是累有线伏电视谱系统CA兽TV中的枝标准规传输防电缆光纤村和光跨端设帖备光纤颗是由巩许多续直径冤在10懂~1趟00腊μm甚至阁更小易的塑膨胶或锯玻璃唉纤维筐管外启加绝逐缘护报套组狸成的首。一下个光炒纤电嘉缆中孔可有驼多根巧纤芯温，纤暮芯多说少决影定是爆几芯抢光纤物电缆物。光步波经仇由玻卸璃纤笔维来而传输因，外械层护逐套将撞外在吊的干袭扰彻辆底隔间绝。挂光纤逢通信街是指密以激政光作权为信括息载翠体，居以光骡纤作辫为传收输媒捡介的里通信驴方式激，它摇是一逆种非毕电的造信号哀传送图。光搜纤具铸有安邀全性白高、罚频带曾宽、波信息南量大款、抗忠干扰猫能力棋强和净传输灶距离脚远等欢特性娇，最代大的赚缺点弦是价傅格高匆和铺俗设困诞难。无线码介质喝包括步无线才频段进、红胁外线采、激伟光等伏。目前室可用击于通没信的域电磁洞波频神谱有原无线经电波做、微钓波、宣红外无、可彼见光扭。地面骆微波肾通信卫星委微波陡通信6常用爸网络扬设备网卡身通过蓝总线牵与计功算机闷设备侄接口抓相连桌，另赴一方拌面又尘通过蹦电缆目接口曾与网威络传隐输媒咸介相张连。插入主机扩展槽中有线介质在PC机中束主要煤使用PC摊I总线钟结构买的网嫩卡和US招B接口坏的网夸卡安装沟网卡差后，粱还要妇进行热协议糠的配浓置。皇例如疯，TC辆P/砖IP协议瓦。--网络瘦适配摆器(网卡)--集线撕器--交换虏机交换赖机（Sw才it品ch）与亩集线越器外谜形相权似。点但是税工作原在数岗据链展路层庆上的除网络涉设备捆。交订换机者与集巷线器焰的最舍大区派别是害交换蛮机以哗交换买而不直是以赏共享访方式星处理裕端口让数据喘，从由而有擦效地株提高料系统象的带混宽。路由风器（Ro婆ut敲er）是胳在网市络层盏上实银现网律络互务联，田路由栋器是辛局域造网和促广域纽奉网之蹈间进筑行互柔联的芬关键势设备怨，通沉常的绝路由湿器都耐具有观负载绞平衡绒，阻齐止广变播风店暴，海控制盗网络火流量越以及敌提高此系统肾容错殿能力脏等功译能。--路由乞器CI摘SC涨O3薪64楚0面板5.言3局域算网1局域绣网标叔准及IE奥EE免80命2模型IE灰EE棒80废2标准分的研燥究重触点是介解决村在局医部范盼围内封的计顺算机割组网体问题黑，没折有路识由选员择，凡因而IE矮EE争80耻2标准购只涉弃及物召理层桑和数库据链朱路层表的技孩术。IE居EE清80其2标准盾将网轻络层挎次划净分为3层：卖物理辟层、父介质热访问杨控制摇（MA杆C）子悟层、颂逻辑称链路搬控制招（LL档C）子刚层。IE慢EE榨80圆2模型话与OS访I模型侨的对愤应关殃系2局域鸦网的疫拓扑员结构局域而网的径拓扑挣结构商分为3种：荣总线鼻型、号星型虹和环却型。耕网络侦传输逢介质筋主要俘采用馋双绞秃线（颈常称药网线班）、欢同轴设电缆沙和光天纤等辜。总线炎型局戒域网首采用旱共享灭介质邮方式锡进行腔访问举控制暮，其飘结构持简单帆、实洲现容云易、灯易于挽扩展疑、可总靠性养好。坦环型肆局域浑网也厌是多贞个结房诚点共右享一凳条环求通路讽，结采点之屈间通识过网血卡利萍用点校对点厨线路及连接呜构成霞闭合勿环路刷，环智中的着数据观沿着拴一个折方向鹿绕环哭逐站掏传输搁。星型愚局域鸦网最炒典型相的就慌是交顿换式斤局域貌网，育交换姓机作朱为网耕络中袭心结差点对丈网络浴进行代控制猪。结凯点通击过点莫对点础线路兵对交郊换机懂进行括连接亦。3典型咳局域目网新同技术目前雅，应睁用最随广泛犁、最待典型烧的以挨太网鸟是，大采用IE修EE奸80谜2.汗3协议鸽、传败输速竞度达10躬0M、采厉用10终0B扮as迅e－T4标准天的快盾速以仇太网等技术危。10且0B哪as哲e－T4采用4对3类、4类、5类非匠屏蔽篮双绞馒线作笔为传熟输介俭质。鹊其中1对用办于冲拴突检牙测，3对用朵于传艘输数虏据。10龟0B舱as天e－T4连接采器使鞭用RJ－45连接尿器，踩最大栽网段界长度灿为10听0m。另外月，传默输速配度达10纹00留M的、亭采用10隆00麦B爷as泡e－T标准赏的千牵兆以厘太网壮技术抛也在呜不断穗地发严展和轻应用纹中。4组建佩局域谱网一般婚局域哪网组络建需符要一笑台服争务器收、若横干台银工作禽站和踏交换骆机组侵成。肉服务代器为视局域尼网工倍作站悠提供蒸资源黎服务材，所么以工申作站庙通过艘交换庙机与贞服务坊器相榴连。局域俱网建洪网步蚀骤：网络挎规划布线线缆订制作安装朴网卡标识来计算寇机协议昨设置设置阀网络短共享却资源--双绞竖线的位连接哀方法T568BT568A1白橙白绿2橙绿3白绿白橙4兰兰5白兰白兰6绿橙7棕棕8白棕