电子商务实务-宋沛军-第3章电子商务网络平台技术

工程三电子商务网络平台技术务学习任务九计算机系统组成学习任务十局域网网络技术学习任务十一网络协议 学习任务九计算机系统组成

【情境练习】自己动手组装电脑

通过本工程的学习，自己动手配置一台适合自己需求的计算机(既要考虑价格又要考虑实用性)。填写电脑配置清单。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两局部组成。硬件系统是构成计算机系统的各种物理设备的总称。软件系统是运行、管理和维护计算机的各类程序和文档的总称。通常把不装备任何软件的计算机称为“裸机〞，计算机之所以能够渗透到各个领域，是由于软件的丰富多彩，能够出色地按照人们的意志完成各种不同的任务。计算机的功能不仅仅取决于硬件系统，而更大程度上是由所安装的软件系统所决定。因此说，硬件是计算机系统的物质根底，软件是它的灵魂。一、计算机硬件组成

计算机硬件是指组成计算机的任何机械的、磁性的、电子的装置或部件。计算机硬件系统主要由CPU(运算器和控制器)、存储器、输入/输出设备和其他外围设备组成(见图3.1)。其中，存储器又可分为内存储器和外存储器。CPU和内存储器合起来被称为计算机的主机，外存储器和输入/输出设备统称为外部设备。图3.1计算机硬件根本组成示意图1.主板

主板(Mainboard)是电脑中最大的一块电路板，是电脑系统中的核心部件，它的上面布满了各种插槽(可连接声卡/显卡/Modem/等)、接口(可连接鼠标/键盘等)、电子元件，它们都有自己的职责，并把各种周边设备紧紧连接在一起。它的性能好坏对电脑的总体指标将产生举足轻重的影响。如果将CPU比作电脑的大脑或心脏，那么电脑主板就可称为电脑的神经系统。2.中央处理器

中央处理器称为CPU(ControlProcessingUnit)，通常简称为“处理器〞或“微处理器〞，它被人们称为电脑的心脏。它实际上是一个电子元件，它的内部由几百万个晶体管组成，分为控制单元(ControlUnit，CU)、逻辑单元(ArithmeticLogicUnit，ALU)、存储单元(MemoryUnit，MU)三大局部。如果将CPU比作一台机器的话，其工作原理是：首先CPU将“原料〞(程序发出的指令)经过“物质分配单位〞(控制单元)进行初步调节分配，然后送到“加工车床〞(逻辑运算单元)进行加工处理再形成数据，最后将加工出来的“产品〞(处理后的数据)存储到“仓库〞(存储器)中，以后“销售部门〞(应用程序)就可到“仓库〞中按需提货了。【知识拓展】

CPU的组成

控制器(ControlUnit)是计算机中指令的解释和执行结构，其主要功能是控制运算器、存储器、输入/输出设备等部件的协调动作。控制器工作时，从存储器取出一条指令，并指出下一条指令所在的存放地址，然后对所取指令进行分析，同时产生相应的控制信号，并由控制信号启动有关部件，使这些部件完成指令所规定的操作。这样逐一执行一系列指令组成的程序，就能使计算机按照程序的要求，自动完成预定的任务。运算器(ArithmeticalUnit)的功能是完成对数据的算术运算、逻辑运算和逻辑判断。在控制器控制下，运算器对取自存储器或其内部存放器的数据按指令码的规定进行相应的运算，并将结果暂存在内部存放器或送到存储器中。

表达CPU工作能力的有主频、外频、倍频和缓存。主频(CentralProcessingUnit)是CPU的主要技术指标，表示CPU运算时的内部工作频率或时钟频率(即1秒内发生的同步脉冲数)，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快，就代表计算机的速度也越快。外频通常为系统总线的工作频率(系统时钟频率)，CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大局部电脑系统中，外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。

倍频是指外频与主频相差的倍数。当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。我们可以把外频看做CPU这台机器内部的一条生产线，而倍频那么是生产线的条数，一台机器生产速度的快慢(主频)自然就是生产线的速度(外频)乘以生产线的条数(倍频)了，即主频 = 外频 × 倍频。缓存(Cache)是CPU的内部高速周转仓库。随着CPU主频的不断提高，它的处理速度也越来越快，其他设备根本赶不上CPU的速度，没方法及时将需要处理的数据交给CPU。于是，高速缓存便出现在CPU上，当CPU处理数据时，高速缓存就用来存储一些常用或即将用到的数据或指令，当CPU需要这些数据或指令时，直接从高速缓存中读取，而不用再到内存甚至硬盘中去读取，以大幅度提升CPU的处理速度。3.存储器

存储器(Memory)是计算机用来存储程序和数据的部件。在实际应用中，用户先通过输入设备将程序和数据放在存储器中，运行程序时，由控制器从存储器中逐一取出指令并加以分析，发出控制命令以完成指令的操作。在计算机中，存储器容量以字节(Byte，简写为B)为根本单位，一个字节由8个二进制位(bit)组成。存储容量的表示单位除了字节(B)以外，还有KB、MB、GB、TB(可分别简称为K、M、G、T，例如，512MB可简称为512M)。其中，1KB = 1024B，1MB = 1024KB，1GB = 1024MB，1TB = 1024GB。存储器通常分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存)。【知识拓展】

主存储器和辅助存储器

主存储器也称内存储器，简称内存，是计算机中信息交流的中心，内存要与计算机的各处部件打交道，进行数据交换。内存的存取速度直接影响计算机的运算速度。内存由高速的半导体存储器芯片组成，是计算机运行过程中临时存放程序和数据的地方。主存储器与CPU直接相连，存放当前正在运行的程序和有关数据，存取速度快，容量不能做得太大，目前内存配置一般为1G。其工作原理是：计算机工作时，把要处理的数据，先从外存调入内存，再从内存调入CPU；CPU处理完毕后，将数据送到内存，最后保存到外存。计算机的内存根据其工作方式的不同，可分为RAM和ROM。

其中RAM(RandomAccessMemory)是随机存取存储器，其中的数据可随机地读出或写入，用来存放从外存调入的程序和有关数据以及从CPU送出的数据。人们通常所说的内存实际上指的是RAM。注意：计算机断电后，RAM中的数据将完全丧失。因此，用户在结束计算机操作时，应该将新建或做过修改的程序及相应的文件保存到外存。ROM(ReadOnlyMemory)是只读存储器，占内存的很小一局部，通常情况下CPU对其只取不存。因此ROM一般用来存放一些固定的、专用程序或数据。目前常用的内存有SDRAM(同步突发内存，SynchronousDynamicRandomAccessMemory)和DDR(双数据传输模式，DoubleDataRate)两种。辅助存储器也称外存储器或外存。由于主存储器的容量有限，所以计算机的外部设备中都配有辅助存储器，它长期存放计算机暂时不用的程序和数据(需要时才调入内存)，存取速度较慢，但价格廉价，容量很大。目前，常用的外存有软盘、硬盘、移动硬盘、闪(U)盘和光盘等，现在常用的硬盘存储容量为160GB、320GB和1TB等。4.声卡

声卡(SoundCard)也叫音频卡，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡可以把来自话筒、收录音机、激光唱机、磁带、光盘等设备的语音、音乐等声音变成数字信号交给电脑处理，并以文件形式存盘，还可以把数字信号复原成为真实的声音输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。声卡是计算机进行声音处理的适配器。它有三个根本功能：一是音乐合成发音功能；二是混音器(Mixer)功能和数字声音效果处理器(DSP)功能；三是模拟声音信号的输入和输出功能。声卡主要分为板卡式、集成式和外置式三种接口类型。常见的声卡有ISA接口和PCI接口，目前大多数的声卡已经集成到主板上了。5.显卡

显卡又称显示器适配卡。它是连接主机与显示器的接口卡。其作用是将主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传送到显示器上显示。显示卡插在主板的ISA、PCI、AGP扩展插槽中。显示器的质量和显示卡的能力决定计算机显示的清晰与否。显卡的工作原理：首先，由CPU送来的数据会通过AGP或PCI-E总线，进入显卡的图形芯片(即我们常说的GPU或VPU)里进行处理。当芯片处理完后，相关数据会被运送到显存里暂时储存。然后，数字图像数据会被送入RAMDAC(随机存储数字模拟转换器，RandomAccessMemoryDigitalAnalogConverter)，转换成计算机显示需要的模拟数据。最后，RAMDAC再将转换完的类比数据送到显示器成为我们所看到的图像。在该过程中，图形芯片对数据处理的快慢以及显存的数据传输带宽都会对显卡性能有明显影响。显卡主要由PCB板、图形芯片(GPU)、显存构成。每一块显示卡根本上都是由“显示主芯片〞、“显示缓存〞(简称显存)、“BIOS〞、数字模拟转换器(RAMDAC)、“显卡的接口〞以及卡上的电容、电阻等组成。显示主芯片主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。显示主芯片的性能直接决定着显示卡性能的上下。6.网络适配器

网络适配器俗称“网卡〞或网络接口卡(NIC，NetworkInterfaceCard)，是连接计算机和网线之间的物理接口，是LAN的接入设备，处在OSI模型中的物理层。其工作原理是通过网络传输介质将其他网络设备传输过来的数据包转换为计算机能够识别的数据传送给计算机，同时将计算机需要发送的数据进行打包后传送给网络上的其他设备。每块网卡都有唯一的ID编号，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，也称MAC地址(物理地址)。MAC是介质访问控制的简称，每块网卡的MAC地址都不相同，网卡的MAC地址有48位，分为两局部，前24位是制造商标识，由IEEE分配，后24位由制造商分配。网卡一般插在计算机主机的扩展槽内，其传输速率是指网卡每秒钟接收或发送数据的能力，单位是Mb/s(兆位/秒)。目前网卡速度为10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s和万兆网卡，大多数的网卡已经集成到主板上了。7.调制解调器

调制解调器(Modem)俗称“猫〞，是计算机通过线上网所必需的设备。调制解调器分为外置式和内置式两种，目前大多数的调制解调器已经集成到主板上了。

8.输入/输出设备及其他外围设备

输入(Input)设备用来接收用户输入的原始数据和程序(包括文本、图形、图像、声音等)，常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、数字化仪、磁卡读入机和条形码阅读器等。输出(Output)设备用于输出计算机的运行或数据处理结果，即将存放在计算机中的信息(包括程序和数据)传送到外部媒介，常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音响等。二、计算机软件组成

一般来说，软件是程序、程序运行时所需要的数据，以及关于程序的设计、功能和使用等说明文档的全体，分为系统软件和应用软件两大类。系统软件的任务是控制和维护计算机的正常运行，管理计算机的各种资源，以满足应用软件的需要。应用软件完成一个特定的任务，在系统软件的支持下，用户才能运行各种应用软件。可以说，系统软件是计算机硬件和当前正在运行的应用程序之间的接口。1.系统软件

系统软件泛指那些为整个计算机所配置的、不依赖于特定应用的通用软件，是使用和管理计算机的根本软件，是支持应用软件运行的平台，其功能是对整个计算机的硬件和软件系统进行调度、管理、监视及提供效劳，使系统资源得到有效的利用。系统软件包括操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和常用效劳程序等。(1)操作系统。操作系统管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源及数据资源，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的效劳界面。所有的其他软件(包括系统软件与应用软件)都建立在操作系统根底上，并得到它的支持和取得它的效劳，它是用户与计算机之间的接口，如WindowsXP、WindowsVista、UNIX、NovellNetware等。(2)程序设计语言和语言处理程序。程序设计语言是用户用来编写程序的语言，它是人与计算机之间交换信息的工具。程序设计语言是软件系统重要的组成局部。一般可分为机器语言、汇编语言和高级语言三类。语言处理就是将编写的源程序转换成机器语言的形式，以便计算机能够运行。常用的程序设计语言有C、PASCAL、VisualBasic、JAVA、FORTRAN、COBOL等。

(3)各种实用程序。实用程序可以完成一些与管理计算机系统资源及文件有关的任务。通常情况下，计算机能够正常地运行，但有时也会发生各种问题，如硬盘损坏、病毒感染、运行速度下降等。这就需要各种实用程序介入。常用的实用程序有：系统设置软件、诊断程序、反病毒程序、卸载程序、备份程序、文件压缩程序等。2.应用软件

应用软件是指计算机用户利用计算机及其提供的系统软件，为解决某一专门的应用问题而编制的计算机程序。应用软件一般可以分为两大类：通用应用软件和专用应用软件。通用应用软件支持最根本的应用，广泛地应用于几乎所有的专业领域，如办公软件、数据库管理系统软件(该软件也可归入系统软件的范畴)、游戏软件、各种图形图像软件、财务处理软件、计算机辅助设计软件等。专用应用软件是专门为某一个专业领域、行业、单位特定需求而专门开发的软件，如某企业的信息管理系统等。 学习任务十局域网网络技术

【情境案例八】局域网的网络硬件系统

图3.2所示为局域网的网络硬件系统示意图。图3.2局域网的网络硬件系统示意图一、网络根底知识

1.计算机网络的概念

计算机网络是通过电缆、或无线通信，将分布在不同地理位置上的具有独立功能的假设干台计算机、终端及其附属设备用通信手段连接起来，以功能完善的网络软件(网络通信协议及网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统。2.计算机网络的功能

建立计算机网络的主要目的是实现在计算机通信根底上的“资源共享和远程访问〞。

(1)资源共享。资源共享是指所有网内的用户均能享受网上计算机系统中的全部或局部资源(如硬件、软件、数据和信息资源等)。例如，进行复杂运算的巨型计算机、海量存储器、高速激光打印机、大型绘图仪、一些特殊的外设等，另外还有大型数据库和大型软件。资源共享既可以使用户减少投资，又可以提高这些计算机资源的利用率。(2)信息交换或数据传送。信息交换主要完成计算机网络中各个节点间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等。譬如企业集团可以将地理上分散的生产单位或业务部门通过计算机网络实现联网，把分散在各地的计算机系统中的数据资料适时集中，综合处理。再如：电子邮件(E-mail)可以使相隔万里的异地用户快速、准确地相互通信；电子数据交换(EDI)可以实现在商业部门(如海关、银行等)或公司之间的订单、发票、单据等商业文件平安、准确的交换；文件传输效劳(FTP)可以实现文件的实时传递。(3)分布式处理。分布式处理可提高计算机的可靠性及可用性。一项复杂的任务可以划分成许多局部，由网络内各计算机分别协作并行完成有关局部，使整个系统的性能大为增强。例如，空中交通管理、工业自动化生产线、军事防御系统、电力供给系统等都可以通过计算机网络设置备用或替换的计算机系统，以保证实时性管理和不间断运行系统的平安性和可靠性。

(4)综合信息效劳。网络的一大开展趋势是多维化，即在一套系统上提供集成的信息效劳。包括来自政治、经济、生活等各方面的资源，同时还提供多媒体信息、如图像、语音、动画等。二、网络类型

1.按地理分布范围分

(1)局域网(LocalAreaNetwork，LAN)。局域网的地理分布范围一般限定在较小的区域(几千米)内，通常采用有线的方式连接起来，覆盖范围一般是一个部门、一栋建筑物、一个校园或一个公司。局域网组网方便、灵活、传输速度较高。

(2)城域网(MetropolisAreaNetwork，MAN)。MAN是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，传输媒介主要采用光缆。它主要是用作骨干网，通过它将位于同一城市内不同地点的主机、数据库，以及LAN等互相连接起来，以满足一个城市范围内大量的企业、公司、机关、学校、住宅区等多个局域网互联的需求。MAN不仅用于计算机通信，同时也用于传输语音、图像等信息，成为一种综合利用的通信网。(3)广域网(WideAreaNetwork，WAN)。WAN是在一个广泛地理范围内所建立的计算机通信网，其范围可以超越城市、国家以至全球，形成国际性的远程网。广域网互联的形式主要有两种：一是局域网到局域网的连接，主要适合企业与企业之间或企业各分支机构之间的连接；二是单机到局域网的连接，适合分散用户访问企业的网络。常说的互联网是所有这些网络连接在一起的产物。广域网由通信子网与资源子网两个局部组成。通信子网实际上是一个数据网，可以是一个专用网(交换网或非交换网)或一个公用网(交换网)；资源子网是联在网上的各种计算机、终端、数据库等。实际应用中，LAN可与WAN互联，或通过WAN与位于其他地点的WAN互联，这时LAN就成为WAN上的一个端系统。广域网用于通信的传输装置一般由电信部门提供。Internet(因特网，也称互联网)是典型的WAN。2.按传输介质分

(1)有线网：采用同轴电缆、双绞线、光纤来连接的计算机网络。

(2)无线网：采用空气作传输介质，用电磁波作为载体来传输数据。

局域网通常采用单一的传输介质，而城域网和广域网采用多种传输介质。三、网络拓扑结构

拓扑(Topology)是各种物体位置的抽象表示。拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的根底，它对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。在网络中，拓扑形象地描述了网络的安排和配置，包括各种节点和节点的相互关系。拓扑不关心事物的细节也不在乎什么相互的比例关系，只将讨论范围内的事物之间的相互关系表示出来。网络中的计算机等设备要实现互联，就需要以一定的结构方式进行连接，这种连接方式就叫做“拓扑结构〞。网络拓扑结构是指用传输介质互连各种设备的物理布局或者网络中通信线路和站点(计算机或设备)的几何排列形式，通俗地讲网络拓扑是指这些网络设备是如何连接在一起的。常见的网络拓扑结构主要有五类。1.星型结构

星型结构是指各工作站以星型方式连接成网，网络有中央节点，其他节点(工作站、效劳器)都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。在这种结构的网络系统中，中心节点是控制中心，任意两个节点间的通信最多只需两步，很容易在网络中增加新的站点，所以，传输速度快，而且网络构形简单、建网容易、数据的平安性和优先级容易控制，易实现网络监控，便于管理。但这种网络系统可靠性低，共享能力差，并且一旦中心节点出现故障那么会导致全网瘫痪。星型网络是目前使用最为常用的一种结构。其传输介质一般是双绞线，如图3.3所示。图3.3星型拓扑结构示意图2.总线型结构

总线型结构的网络是将各个节点设备都连接到一根总线上，网络中所有的节点工作站都通过总线进行信息传输，即网络中所有的站点共享一条数据通道，作为总线的通信连线可以是同轴电缆、双绞线，也可以是扁平电缆。总线型结构在一根传输线上连接着所有工作站，如图3.4所示。

当一个节点要向网络中另一个节点发送数据的时候，发送数据的节点就会在整个网络上播送相应的数据，其他节点都进行收听。总线型结构的特点是：结构简单、非常便于扩充、价格相对较低、安装使用方便；其缺点是：一旦总线的某一点出现接触不良或断开，整个网络将陷于瘫痪。图3.4总线型拓扑结构示意图3.环型结构

环型结构网络中各节点通过一条首尾相连的通信链路连接起来形成一个闭合环形结构，即各站点通过通信介质连成一个封闭的环形，每台设备都直接连到环上，或通过一个接口设备和分支电缆连到环上，整个网络发送的信息就是在这个环中传递，通常把这类网络称为“令牌环网〞。在环型结构的网络中，信息按固定方向流动，在图3.5中，假设计算机A欲将数据传输给计算机D时，必须先传送给计算机B，计算机B收到信号后发现不是给自己的，于是再传给计算机C，这样直到传送到计算机D。环型结构网络中，两个节点间有唯一的通路，可靠性高，但是其扩充不方便、节点出现故障将导致整个网络瘫痪。图3.5环型拓扑结构示意图4.树型结构

树型结构实际上是星型结构的一种变形，又称为分级的集中式网络，其结构图看上去像一棵倒挂的树，如图3.6所示。树最上端的节点叫根节点，一个节点发送信息时，根节点接收该信息并向全树播送，即将原来用单独链路直接连接的节点通过多级处理主机分级连接。这种结构本钱低但结构复杂。图3.6树型拓扑结构示意图5.混合型拓扑结构

用一条或多条总线把多组设备连接起来，相连的每组设备呈星型分布，采用这种拓扑结构，用户很容易配置和重新配置网络设备。总线采用同轴电缆，星型配置可采用双绞线。这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展，解决星型网络在传输距离上的局限，而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网与总线型网络的优点，在缺点方面得到了一定的弥补，如图3.7所示。图3.7混合型拓扑结构示意图【知识拓展】 常见的网络拓扑结构五种常见的网络拓扑结构比较如表3.1所示。表3.1五种常见的网络拓扑结构比较四、计算机网络的组成

计算机网络由网络硬件系统和网络软件系统组成。计算机系统是在计算机软件的控制下进行工作的，网络软件是一种在网络环境下使用、运行或者控制和管理网络工作的计算机软件。它包括供效劳器使用的网络软件和供工作站使用的网络软件；根据网络软件的作用和功能，分为网络系统软件和网络应用软件。常见的操作系统有Microsoft公司的Windows、Novell公司的Netware、Banyan公司的VINES以及Unix、Linux等。目前个人和企业一般用Windows，而金融等方面使用较广的是Unix操作系统，主要有SUN、AT&T、SCO等不同版本。组成局域网的网络硬件系统可分为5类：效劳器、工作站、网络交换互联设备、防火墙及外部设备。1.效劳器(Server)

效劳器是可被网络用户访问的计算机系统，它为网络用户提供各种资源，并负责对这些资源的管理，协调网络用户对这些资源的访问。效劳器是局域网的核心，它既是网络效劳的提供者，又是保存数据的基地。效劳器分为WWW效劳器、域名解析效劳器、邮件效劳器、文件效劳器、数据库效劳器、视频效劳器等。2.工作站(Workstation)

工作站是指连接到网络上的计算机，即客户机。

3.网络交换互联设备

网络交换互联设备有网卡、调制解调器和网络传输介质。

(1)网络传输介质。网络传输介质是网络联接设备间的中间介质，也是信号传输的媒体，主要用于网络接口之间的连接，进而作为不同计算机之间通信的数据传输通道。常用的有双绞线、同轴电缆、光纤等。(2)中继器(Repeater)。中继器对传送后变弱的信号进行放大和转发，起到延长介质长度的作用。

(3)集线器(Hub)。集线器是一种连接多个用户节点的设备，每个经集线器连接的节点都需要一条专用电缆。作为网络传输介质间的中央节点，它克服了介质单一道路的缺陷，以集线器为中心的网络系统的优点是：当网络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响网上其他节点的正常工作。集线器端口数量有8口、16口、24口、48口等。集线器的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。(4)交换机(Switch)。又称交换式集线器，在外观上和集线器相似，作用也与集线器大体相同，但其原理和集线器不一样，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用。集线器采用的是共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽，在机器很多或数据量很大时，区别将会比较明显。(5)路由器(Router)。路由器是一种多端口的网络设备，它能够连接多个不同的网络或网段，具有判断网络地址和选择路径的功能，路由器可将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译〞，以使它们能够相互“读〞懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器有两大功能：数据信道功能，包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。在互联网中，网络与网络的连接，都是通过路由器实现的。路由器的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最适宜的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的缺乏。集线器和路由器的共同点是都可以把一条宽带上的数据进行分流，分到假设干个独立的子宽带上，其不同点是：集线器理论上是独享带宽的，虽然同时有很多人在用，但是理论上由于采用了交换机的技术，每个人享用的带宽等于总带宽(理论上的，实际上有很多衰减或损耗)，而路由器就是典型的分流，分的人越多，每个人享用的带宽就越窄。(6)网桥(Bridge)。网桥是连接网络段的两端口(或多埠)设备，它用于两个或多个网段或子网间提供通信路径的互联设备。网桥对不同类型的局域网实行桥接，实现互相通信，有效阻止各自网内的通信流到别的网络，同时过滤网络播送信息，只允许必要的通信信息通过网桥到达另外的网络。网桥还可以将业务忙的网络分为两段，减少每段上的通信量以提高性能。

(7)网关(Gateway)。它是位于互联网和计算机之间的一个信息转换系统。网关比路由器有更大的灵活性，它能互联各种完全不同体系结构的网络。支付网关就是电子商务系统和银行之间的接口。4.防火墙(Firewall)

防火墙是在内联网和互联网之间构筑的一道屏障，用以保护内联网中的信息、资源等不受来自互联网中非法用户的侵犯。有硬件和软件防火墙两种。

5.外部设备

外部设备通常指大型激光打印机、绘图设备、大容量存储系统等可被网络用户共享的硬件资源。【知识拓展】

水晶头网线的制作

网线由一定距离长的双绞线与RJ45接头(俗称水晶头)组成。做好的网线(按一定的线序排列)要将RJ45水晶头接入网卡或HUB等网络设备的RJ45插座内。双绞线的最大传输距离为100米。用来连接线是RJ-11接口，即接口。

(1)双绞线有EIA/TIA568B标准和EIA/TIA568A标准两种线序：

T568A线序：1－绿白，2－绿，3－橙白，4－蓝，5－蓝白，6－橙，7－棕白，8－棕。

T568B线序：1－橙白，2－橙，3－绿白，4－蓝，5－蓝白，6－绿，7－棕白，8－棕。(2)双绞线的连接方式。

直连线(直通线、平行线)：两头都按T568B线序标准连接。在通常情况下，都使用T568B标准。平行线的作用是将不同设备连接在一起，如计算机至交换机。

交叉线(反接线)：一头按T568A线序连接，一头按T568B线序连接。交叉线的作用是将同种设备连接在一起，如计算机至计算机，交换机至交换机。

双绞线的顺序与RJ45的引脚序号一一对应。10M以太网的网线使用1、2、3、6编号的芯线传递数据，100M以太网的网线使用4、5、7、8编号的芯线传递数据。

100BASE-T4RJ45对双绞线的规定如下：水晶头中引脚1和引脚2用于发送数据；引脚3和引脚6用于接收数据；引脚4、5、7、8是双向线，保存为使用；1、2线必须双绞，3、6线必须双绞，4、5线必须双绞，7、8线必须双绞。设备间的连接方式见表3.2。为了让交换机与交换机之间也能用平行线连接，很多交换机上有一个UP-LINK的专用口，可以把一台交换机的UPLINK口接到另一个交换机的普通端口上，现在有很多高档一点交换机的端口对线序都是自适应的，很少用到交叉线。 学习任务十一网络协议

一个功能完善的计算机网络是一个复杂的结构，网络上的多台计算机间不断地交换着数据信息和控制信息，但由于不同用户使用的计算机种类多种多样，不同类型的计算机有各自不同的体系结构、使用不同的编程语言、采用不同的数据存储格式、以不同的速率进行通信，彼此间并不都兼容，通信也就非常困难。为了确保不同类型的计算机顺利地交换信息，因此必须遵守一些事先约定好的共同规那么。我们把在计算机网络中用于规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规那么称为协议(Protocol)。一、ISO/OSI参考模型

两台计算机通信需要解决两个问题：一个是数据必须及时而且正确地传送；另一个是通信双方必须能够识别对方发送的数据格式。前一个问题由计算机和网络共同完成，后一个问题就是计算机之间必须解决的问题。于是国际标准化组织(ISO)在1987年提出了一个网络体系结构的开放系统互联参考模型(OSI)。这里的“开放〞指世界上任何两个地方的任意两个系统只要同时遵循OSI标准，这两个系统就可以进行通信，该模型是设计和描述网络通信的根本框架。OSI模型是一个7层模型(见图3.8和表3.3)，从高层到低层依次是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。高三层协议偏重于处理用户效劳和各种应用请求，传输层在系统之间建立可靠的通信链路，低三层协议偏重于处理实际的信息传输，每一层实现特定的功能，并且只与上下两层直接通信。图3.8OSI参考模型1.物理层(PhysicalLayer)

物理层是OSI参考模型的最低层，它是整个开放系统的根底，它为设备之间的数据通信提供传输介质及互联设备，为数据传输提供可靠的环境。局域网中的各种粗、细同轴电缆、T型接头、插头、接收器、发送器以及中继器等都属于物理层的设备。物理层主要的功能是为数据端设备提供传送数据的通路和传输数据。2.数据链路层(DataLinkLayer)

数据链路为数据信道，它主要负责数据出错校验、协调共享媒体的使用以及编址。数据链路层的主要功能是为网络层提供数据传送效劳，链路连接的建立、撤除、别离。独立的链路产品中最常见的是网卡，网桥也是链路产品。数据链路层的作用是将不可靠的传输介质变成可靠的传输通路提供给网络层。3.网络层(NetworkLayer)

网络层建立网络连接，为上层提供效劳，它的主要功能是：路由选择和中继、网络连接的建立和释放、在一条数据链路上复用多条网络连接(多采取分时复用技术)、过失检测与恢复、排序和流量控制、效劳选择、网络管理。现在市场上销售的网络硬设备主要有网关和路由器。4.传输层(TransportLayer)

世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异。例如交换网、分组交换网、公用数据交换网、局域网等通信子网都可互连，但它们提供的吞吐量、传输速率、数据延迟、通信费用等各不相同。对于会话层来说，却要求提供一个性能恒定的接口。传输层就承担了这一责任。传输层在两个系统之间建立一条可靠的通信链路，主要处理一些由网络层引起的错误，比方包丧失和重复包等错误，对包进行重新排序和分段(这样传输层用户就可以处理大的报文)以及对网络通信进行流量控制。传输层的效劳一般要经历传输连接建立、数据传送和传输连接释放等三个阶段。在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种。传输层的协议标准有两种：ISO8072(面向连接的传输效劳定义)和ISO8073(面向连接的传输协议标准)。5.会话层(SessionLayer)

会话层提供传输层不能完成的功能，从而弥补传输层的缺乏，会话层的主要功能是用于管理两个计算机系统连接间的通信流，即会话管理、数据流同步和重新同步、会话实体间建立连接和连接释放。很多协议都将这一层的功能与传输层捆绑在一起。会话层、表示层、应用层构成开放系统的高三层，面向应用进程提供分布处理、对话管理、信息表示、恢复最后的过失等效劳。6.表示层(PresentationLayer)

表示层负责管理数据编码方式，不是所有计算机系统都使用相同的数据编码方式，表示层的职责就是在可能不兼容的数据编码方式之间提供翻译，为异构计算机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。例如，IBM主机使用EBCDIC编码，而大局部PC机使用的是ASCII编码。在这种情况下，就需要会话层来完成这种编码之间的转换。7.应用层(ApplicationLayer)

OSI参考模型的最顶层是应用层，是直接为应用进程提供效劳的。尽管它称为应用层，但它并不包含任何用户应用。相反，它只在那些应用进程和网络效劳间提供接口。应用层涉及虚拟终端Telnet、文件传送与操作FTP、远程数据库访问、图形核心系统、开放系统互连管理等。OSI模型中会话层以下5层完成端到端的数据传送，并且是可靠、无过失的传送。但是数据传送只是手段而不是目的，最终是要实现对数据的使用。各种系统对数据的定义并不完全相同，例如键盘上的某些键的含义在许多系统中有差异，这自然给利用其他系统的数据造成了障碍，表示层和应用层就担负了消除这种障碍的任务。对于用户数据来说，可以从两个方面来分析，一个是数据含义，称为语义，另一个是数据的表示形式，称为语法，像文字、图形、声音、文种、压缩、加密等都属于语法范畴。OSI参考模型通过分层把复杂的通信过程分成了多个独立的、比较容易解决的子问题。在OSI模型中，下一层为上一层提供效劳，而各层内部的工作与相邻层是无关的。二、TCP/IP参考模型

图3.9和表3.4表示了TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)的结构，最低层为最根本的功能层即硬件层，它管理互联网的相关没备；最高层是应用层，它是互联网的效劳程序运行的地方。每一层为上一层提供效劳。TCP协议在传输层工作，IP协议属于网络层。局域网中的每台计算机都有自己的中央处理器(CPU)来运行程序，也可用网络中其他计算机的数据和设备。譬如局域网内的用户可以共享激光打印机和扫描仪等设备。图3.9TCP/IP协议体系结构及OSI与TCP/IP比较1.应用层

应用层是TCP/IP参考模型的最高层，它向用户提供一些常用应用程序接口。应用层负责处理高层协议、相关数据表示、编码和会话控制等工作。TCP/IP将所有与应用相关的内容都归为一层，并保证为下一层自动地将数据封装(打包)。这一层也被称为进程层(ProcessLayer)。

应用层协议主要有：用于实现互联网中的远程登录功能的网络终端协议TELNET；用于实现互联网中交互式文件传输功能的文件传输协议FTP；实现互联网中电子邮件发送功能的电子邮件协议SMTP；用于实现网络设备名字到IP地址映射的网络效劳的域名效劳协议DNS；用于网络中不同主机间的文件系统共享的网络文件系统协议NFS。2.传输层

传输层主要是负责应用进程之间的端到端通信。传输层定义了两种协议：传输控制协议TCP与用户数据报协议UDP。TCP协议是一种可靠的面向连接的协议，主要功能是保证信息无过失地传输到目的主机。UDP协议是一种不可靠的无连接协议，它与TCP协议不同的是它不进行分组顺序的检查和过失控制。3.网络层

网络层又称互联网层，负责处理互联网中计算机之间的通信，向传输层提供统一的数据报。管理这一层的协议称为互联网协议(IP)。网络层包括IP、ARP、RARP、ICMP等协议，其中最重要的是IP协议，它的主要功能有以下三个方面：处理来自传输层的分组发送请求；处理接收的数据包；处理互联的路径。这一层进行最正确路径选择和分组交换。例如邮政系统，当您寄一封信时，您并不需要知道它是如何到达目的地的(有很多种路径可以通过)，您只需要关心它是否到达。4.网络接口层

网络接口层(Host-to-NetworkLayer)也称做主机—网络层，相当于OSI模型中的物理层和数据链路层。因为网络接入所涉及的问题是如何为分组选择一条物理链路和通过物理链路从一台设备传送数据到另一台直接相连设备的有关问题。它包括局域网和广域网的技术细节以及OSI模型中物理层和数据链路层的所有细节。它负责把IP包放到网络传输介质上和从网络传输介质上接收IP包。通过这种方法，TCP/IP可以用来连接不同类型的网络，包括局域网、广域网以及无线网等，并可独立于任何特定网络拓扑结构使TCP/IP能适应新的拓扑结构。因此，TCP/IP参考模型也是一个开放模型，能很好地适应世界范围内数据通信的需要，它具有如下四个特点：

①开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统；

②独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网中，更适用于网络互联；

③统一的网络地址分配方案，使得网络中的每台主机在网中都具有唯一的地址；

④标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户效劳。三、OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较

OSI参考模型是一个非常完美的用于解释开放式通信概念的方式，并是在一个数据通信会话中所必需的逻辑顺序。TCP/IP模型更侧重于互联设备间的数据传送，而不是严格的功能层次划分。因此，OSI参考模型在解释互联网络通信机制上比较适合，但TCP/IP成为了互联网络协议的市场标准。OSI参考模型与TCP/IP参考模型都采用了层次结构的概念，但是两者在层次划分、使用协议上有很大的区别。TCP/IP参考模型有四个层次，其中应用层与OSI中的应用层对应，传输层与OSI中的传输层对应，网络层与OSI中的网络层对应，网络接口层与OSI中的物理层和数据链路层对应。TCP/IP中没有OSI中的表示层和会话层(参见图3.8和图3.9)。OSI参考模型的会话层在大多数应用中很少被用到，而表示层几乎是全空的。在数据链路层与网络层之间有很多的子层插入，每个子层都有不同的功能。OSI参考模型把“效劳〞与“协议〞的定义结合起来，使参考模型变得格外复杂，实现起来很困难。同时，寻址、流控与过失控制在每一层里都重复出现，降低了整个系统的效率。关于数据平安性、加密与网络管理等方面的问题也在设计初期被忽略了。TCP/IP参考模型的缺陷是，它在效劳、接口与协议的区别上不清楚，没能将功能与实现方法区别开，它定义了网络层与数据链路层的接口。网络层次结构中物理层与数据链路层的划分是必要的和合理的，但TCP/IP参考模型将它们合并在一起了。四、常用网络协议

通信协议是指用哪种互联网通信协议来连接效劳器，常用的有HTTP、FTP、Telnet、News(代表访问网络新闻效劳器)、File(访问本机文件)等。互联网还有很多为用户提供效劳的应用层协议，这些效劳有时也称为应用效劳，包括页面显示、网络管理工具、远程登录、文件复制、电子邮件和目录效劳。下面介绍几种常用的协议。

1.网络传输协议—HTTP协议

1991年开发出来的超文本传输协议(HypertextTransferProtocol，HTTP)主要提供发布和接收HTML页面，负责传输和显示页面，运行在TCP/IP模型的应用层。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。HTTP工作原理：它是采用客户机/效劳器模式，即用户(客户机)的浏览器翻开一个HTTP会话并向远程效劳器发出页面请求，作为答复，效劳器产生一个HTTP应答信息，并把它送回到客户机(请求者)的浏览器。如果客户机确定收到的信息是正确的，就断开TCP/IP连接，HTTP会话结束。2.邮件收发协议—SMTP、POP和IMAP协议

简单邮件传输协议(SimpleMailTransferProtocol，SMTP)和邮局协议(PostOfficeProtocol，POP)是负责用客户机/效劳器模式(即从邮件效劳器中)发送和检索电子邮件的协议。SMTP协议规定了邮件信息的具体格式和邮件的管理方式，很多邮件传输工具，如OutlookExpress、Foxmail等都遵守SMTP标准，并用这个协议向邮件效劳器发送邮件。POP协议要求邮件效劳器完成下面几种任务之一：从邮件效劳器中检索邮件并从效劳器中删除这个邮件；从邮件效劳器中检索邮件但不删除它；不检索邮件，只是询问是否有新邮件到达。3.文件传输协议—FTP协议

FTP(FileTransferProtocol)是TCP/IP的组成局部，属于应用层的协议，用于在计算机之间传输文件，采用的是客户机/效劳器模式。FTP允许文件双向传输，即从客户机到效劳器或从效劳器到客户机。FTP可以一次传输一个文件，也可以一次传输多个文件。FTP还可提供其他一些效劳，如显示远程计算机或本地计算机目录、改变客户机或效劳器的现有活动目录、创立并移动本地或远程目录、设置权限等。FTP采用TCP协议及其内置错误控制功能，可以准确无误地把文件从一台计算机拷贝到另一台计算机。4.互联网包交换/顺序包交换协议—IPX/SPX协议

IPX/SPX(InternetworkPacketExchange/SequentialPacketExchange)由Novell提出的用于客户/效劳器相连的网络协议，主要用于NetWare网络操作系统的连接。

5.网络根本输入/输出系统扩展用户接口—NetBEUI协议

NetBEUI(NetBIOSEnhancedUserInterface)是IBM于1985年提出，主要为20～200个工作站的小型局域网设计，用于WindowsForWorkgroups、WindowsNT网及最新的Windows系统。NetBEUI是一