计算机组网与维护技术

1、计算机组网与维护技术,第1章 计算机网络知识概述,第1章 计算机网络知识概述,1.1 计算机网络的发展 终端计算机网络 计算机计算机网络 开放式标准化网络 网络计算机的新时代 1.2 计算机网络的分类和组成 计算机网络的分类 计算机网络的组成,第1章 计算机网络知识概述,1.3 计算机网络可提供的服务 1.4 Internet的概念 Internet的产生和发展 Internet提供的服务 Internet的展望 1.5 广域网的有关技术 接入网、传输网与广域网 ADSL接入网技术 传输网技术,第1章 计算机网络知识概述,1.6 局域网基础知识 局域网的传输介质 局域网基本组成 局域网的拓扑结

2、构 局域网的类型 1.7 网络系统的规划与设计 网络规划 网络系统设计,1.1 计算机网络的发展,1.1.1 终端计算机网络 第一代计算机网络实际上是以单台计算机为中心的远程联机系统。这样的系统除了一台中心计算机外，其余的终端都不具备自主处理功能，在系统中主要是终端和中心计算机间的通信。虽然历史上也曾称它为计算机网络，但为了更明确地与后来出现的多台计算机互连的计算机网络相区分，现在也称为面向终端的计算机网络。,1.1 计算机网络的发展,1.1.2 计算机计算机网络 第二代计算机网络是多台主计算机通过通信线路互连起来为用户提供服务，即所谓计算机计算机网络。 在这种系统中，终端和中心计算机间的通信

3、已发展到计算机和计算机间的通信，用单台中心计算机为所有用户需求服务的模式被分散而又互连在一起的多台主计算机共同完成的模式所替代。 第二代计算机网络的典型代表是ARPA网（ARPAnet）。,1.1 计算机网络的发展,1.1.3 开放式标准化网络 第三代计算机网络是开放式标准化网络，它具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。标准化使得不同的计算机能方便地互连在一起。,1.1 计算机网络的发展,1.1.4 网络计算机的新时代 当前计算机网络发展的方向 、计算机网络向高速化发展。 、随着多媒体网络的建立和日趋成熟，电话，有线电视和数据三网融合甚至多网融合是一个重要的发展方向。,1.2 计算机网络

4、的分类和组成,1.2.1 计算机网络的分类 按网络的覆盖范围划分 局域网、城域网与广域网 按网络的通信传输技术划分 广播式网络（Broadcast Networks） 点一点式网络（Point-to-Point Networks） 其他分类方法 按传输速率划分 低速网络、中速网络和高速网络,1.2 计算机网络的分类和组成,1.2.1 计算机网络的分类 按传输媒体划分 有线计算机网和无线计算机网 按拓扑结构划分 星型、总线型、环形、树型和网状结构。 按交换方式划分 电路交换网、报文交换网和分组交换网 按适用范围划分 公用网和专用网、INTERNET 和INTRANET,1.2 计算机网络的分类和

5、组成,1.2.2 计算机网络的组成 网络硬件 网络服务器提供网络资源 工作站用户机 网络设备： 网卡（网络适配器） 集线器接线（HUB） 中继器放大和整形信号，再传输 网桥两个局域网连接,1.2 计算机网络的分类和组成,1.2.2 计算机网络的组成 网络硬件 网络设备： 路由器局域网与广域网的连接 网点不同的网络体系 传输介质： 同轴电缆、双绞线、光缆、微波等。 网络软件 可大致分为网络系统软件和网络应用软件。,1.3 计算机网络可提供的服务,计算机网络可以提供多种服务功能，主要的服务功能是数据通信和资源共享。 数据通信 数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间 的数据传输，是计算机网络的

6、最基本的功能，也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。 资源共享 实现计算机网络的主要目的是共享资源。一般情况下，网络中可共享的资源有硬件资源、软件资源和数据资源，其中共享数据资源最为重要。,1.3 计算机网络可提供的服务, 远程传输 数据信息的集中和综合处理 它主要有以下几方面的应用 办公自动化（Office Automation） 电子数据交换（Electronic Data Interchange） 远程教育（Distance Education） 电子银行（E-Banking） 校园网（Campus Network） 电子商务（Electronic Commerce）

7、 IP电话（Internet Protocol Phone）,1.4 Internet的概念,Internet的全称是InterNetwork，中文称为因特网，是一个全球性的计算机互联网络。它既是一个多媒体的通信媒介，又是一个无限的信息资源。它由几万个不同规模的网络通过自愿原则，主要采用TCP/IP协议互相连接起来。通俗地讲，成千上万台计算机相互连接到一起，这一集合体就是Internet。,1.4 Internet的概念,1.4.1 Internet的产生和发展 Internet是全世界最大的计算机网络，它起源于美国国防部高级研究计划局(ARPA)于1968年主持研制的用于支持军事研究的计算机

8、实验网ARPANET。 1986年NSFNET建成后取代 ARPANET 成为Internet的主干网。 在九十年代以前，Internet是由美国政府资助，主要供大学和研究机构使用，但近年来该网络商业用户数量日益增加，并逐渐从研究教育网络向商业网络过渡。,1.4 Internet的概念,1.4.2 Internet提供的服务 全球信息网（World Wide Web或WWW） 电子邮件（E-mail） 电子布告栏（BBS） 档案传输功能（FTP） 资讯检索系统（Archie） 网络论坛（NetNews） 资料查询系统（Gopher）,1.4 Internet的概念,1.4.3 Intranet

9、 的概念 Intranet称为企业内部网或企业内联网，Intranet也是主要采用TCP/IP 协议技术，能把我们整个企业连在一起。Intranet使我们可以坐在家中就能够管理企业，组建Intranet管理信息系统，管理企业就方便多了，也更有效了。Intranet将改变我们的企业管理理念和管理模式。,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 接入网 接入技术的多元化是接入网的一个基本特征。接入技术可以分为有线接入技术和无线接入技术两大类。,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 接入网 接入网的概念 从整个电信网的角度讲，可以将全网划分为公用网和用户驻

10、地网（CPN）两大块，其中CPN属用户所有，因而，通常意义的电信网指的是公用电信网部分。公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网3部分。长途网和中继网合并称为核心网。相对于核心网，接入网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务，接入网由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 接入网 宽带有线接入网技术 宽带有线接入网技术包括：基于双绞线的ADSL技术、基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的Cable Modem技术、基于五类线的以太网接入技术以及光纤接入技术。,1.5 广域网的有

11、关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 接入网 宽带无线接入网技术 随着电信技术的发展和Internet的快速普及，通信业务量，尤其是数据通信量的大大增加，采用宽带无线接入技术是一个比较合适的切入点。目前主要有四种宽带无线接入技术：MMDS、 LMDS、卫星通信接入技术和不可见光纤无线系统。,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 传输网 传输网是透明传送通信信号的网络，它是以光纤传输网为主体，辅以无线、微波、卫星等传输方式的立体网络，是实现各种业务网的公共平台。 传输网分为长途传输网和本地中继传输网二个等级。长途传输网包括省际骨干网和省内干线网，用作本地网间的信息传

12、输，支持各种业务本地网的网间互联。中继传输网用作本地网内各端局或交换节点间的中继电路，支持构建本地网。,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 广域网 广域网（Wide Area Network-WAN）是指覆盖范围广阔（通常可以覆盖一个城市，一个省，一个国家）的一类通信子网，有时也称为远程网。,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 3. 广域网 广域网的特点 主要提供面向通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离的信息交换； 覆盖范围广，通信的距离远，需要考虑的因素增多，如媒体的成本、线路的冗余、媒体带宽的利用和差错处理等； 由电信部门或公司负责组

13、建、管理和维护，并向全社会提供面向通信的有偿服务、流量统计和计费问题。,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 3. 广域网 广域网的构成 广域网不仅仅只是连接许多站点中的许多计算机它还必须有足够的性能，使得大量计算机之间能同时通信。同时与局域网不同的是局域网使用内部布线，而典型的广域网传送数据使用的却是公共通信链路。广域网由许多节点交换机以及连接这些交换机的链路组成，各台计算机连接到交换机上，节点之间的连接方式是点到点方式。,1.5 广域网的有关技术,广域网的构成图例1,1.5 广域网的有关技术,广域网的构成图例2,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与

14、广域网 3. 广域网 广域网的分组转发机制 存储转发 在广域网中，分组往往经过许多的结点交换机的存储转发（store and forward）才能到达目的地。为完成存储转发功能，结点交换机必须在存储器中对分组进行缓冲。,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 3. 广域网 广域网的分组转发机制 广域网的物理编址 在广域网中，分组往往经过许多结点交换机的存储转发才到达目的地。广域网使用层次地址方案（hierarchical addressing scheme），使得转发效率更高。层次地址把一个地址分成几部分。最简单的层次地址方案把一个地址分为两部分：第一部分表示结点交换机，

15、第二部分表示连到该交换机上的计算机。,1.5 广域网的有关技术,两段式层次地址图例,1.5 广域网的有关技术,1.5.1 接入网、传输网与广域网 3. 广域网 广域网的分组转发机制 广域网中的路由 为使广域网能正确地运行，内、外部交换机都必须有一张路由表，并且都能转发结点。路由表中的数据必须符合以下条件： .完整的路由。每个交换机的路由表必须含有所有可能目的地的下一站。 .路由优化。对于一个给定的目的地而言，交换机路由表中下一站的值必须是指向目的地的最短路径。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL的全称是Asymmetric Digital Subscriber

16、Line，中文意思是“非对称数字用户线路”。它是DSL（Digital Subscriber Line，即数字用户线路，是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合）技术的一种，它以现有普通电话线为传输介质。我们只要在线路两端加装ADSL设备即可使用ADSL提供的高宽带服务。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL的发展 早在六十年代，人们希望能够找到一种廉价的传输方式，于是就出现了HDSL（High-speed Digital Subscriber Line，高速数字用户线路）。HDSL使用两对铜线作传输介质，可以在不使用放大器的情况下使数字信号传输大约11公里，到了九

17、十年代就演变出了使用一对铜线的ADSL。 当初开发ADSL，是专为视像节目点播VOD而设计的。随着Internet 的急速发展，ADSL 所具有的高带宽越来越受到重视。于是，ADSL改头换面作为一种高速接入 Internet的技术出现在人们面前。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL简介 ADSL是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术。ADSL即非对称数字信号传送，ADSL技术的主要特点是可以充分利用现有的铜缆网络（电话线网络），在线路两端加装ADSL设备即可为用户提供高宽带服务。ADSL的另外一个优点在于它可以与普通电话共存于一条电话线

18、上，在一条普通电话线上接听、拨打电话的同时进行ADSL传输而又互不影响。在现有的电话线上安装ADSL，除了在用户端安装ADSL通讯终端外，不用对现有线路作任何改动。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL简介 ADSL具备的主要特点及优点如下： 可直接利用现有的用户电话线，无须另铺电缆，节省投资； 能提供上、下行不对称的传输带宽； 采用点对点的拓扑结构，用户可独享高带宽，以超高速上网（比普通modem高数十倍到上百倍）；,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL简介 可广泛用于视频业务及高速INTERNET等数据的接入，它的网上视频实时播放

19、（VOD、MTV等），突破传统 MODEM网上视频播放差的限制； 上网同时可以打电话，互不影响，而且上网时不需要另交电话费。 目前，由于普通的INTERNET用户接入网络采用MODEM拨号的方式，因此，INTERNET用户的剧增可能会造成网络的拥塞（国外已经出现了这种情况），而使用ADSL则可以避免。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 多种接入技术的比较 ADSL与Cable Modem的比较 与Cable Mode相比，ADSL技术具有着相当大的优势。Cable Modem的HFC接入方案采用分层树型结构，其优势是带综合来看，即使在理想状态下，HFC只相当于一个10M

20、bps的共享式总线型以太网，而ADSL接入方案在网络拓扑结构上较为先进，因为每个用户都有单独的一条线路与ADSL局端相连，它的结构可以看作是星型结构，它的数据传输带宽是由每一用户独享的。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 多种接入技术的比较 ADSL与普通拨号 Modem及N-ISDN的比较 比起普通拨号 Modem的最高56K速率，以及N-ISDN 128K的速率，ADSL的速率优势是不言而喻的。 与普通拨号 Modem 或ISDN相比，ADSL更为吸引人的地方是：它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载。这意味着使

21、用ADSL上网并不需要缴付另外的电话费。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL接入类型 专线入网方式：用户拥有固定的静态IP地址，24小时在线。 虚拟拨号入网方式：并非是真正的电话拨号，而是用户输入帐号、密码，通过身份验证，获得一个动态的IP地址，可以掌握上网的主动性。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL原理及特点 当我们使用ADSL上网的时候，ADSL MODEM便在电话线上产生了三个信息通道：一个为标准电话服务的通道、一个速率为640Kbps-1.0Mbps的中速上行通道、一个速率为1Mbps-8Mbps的高速下行通道，并且这三

22、个通道可以同时工作。这样，你就可以一边下载软件，一边收看网上多媒体广播，并且还可以使用电话。而这一切都是在一根电话线上同时进行的。为了在电话线上分隔有效带宽，产生多路信道，ADSL调制解调器一般采用两种方法实现，频分多路复用（FDM）或回波消除（Echo Cancellation）技术。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL接入模型 ADSL的接入模型主要由中央交换局端模块和远端模块部分组成。 中央交换局端模块 中央交换局端模块包括在中心位置的ADSL Modem、接入多路复用系统，处于中心位置的ADSL Modem被称为ATUC（ADSL中心传送单元）。 远端模

23、块 远端模块由用户ADSL Modem、滤波器组成。用户ADSL Modem通常被称为ATUR（ADSL远端传送单元）。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL设备的安装 ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面，由服务商将用户原有的电话线中串接入ADSL局端设备；用户端的ADSL安装只要将电话线连上滤波器，滤波器与ADSL MODEM之间用一条两芯电话线连上，ADSL MODEM与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件安装，再将TCP/IP协议中的IP、DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。 局域网用户的ADSL安装与单机用户没有很大

24、区别，只需再加多一个集线器，用直连网线将集线器与ADSL MODEM 连起来就可以了。,1.5 广域网的有关技术,1.5.2 ADSL接入网技术 ADSL的应用及前景 业界许多专家都坚信，以ADSL为主的xDSL技术终将成为铜双绞线上的赢家，目前采用普通拨号Modem及N-ISDN技术接入的用户将逐步过渡到ADSL等宽带接入方式，并最终实现光纤接入。,1.5 广域网的有关技术,1.5.3传输网技术 传输网络由传输系统设备和完成多种传送功能的网络节点构成。传输系统设备可以是光缆传输系统，也可以是数字微波系统或卫星通信系统。网络节点所要完成的功能包括信道终结、复用、交叉连接和交换等多种功能。简单节

25、点可以只具有部分功能，例如仅有复用功能，而复杂节点则通常包括全部的网络节点功能。,1.6 局域网基础知识,局域网的特性主要有以下几个方面： 网络所覆盖的地理范围比较小。 信息的传输速率比较高,其范围自1M bps到10M bps ,近来已达到100M bps。 具有较低误码率。 局域网容易组装、组建和维护，具有较好的灵活性。 网络的经营权和管理权属于某个单位。,1.6 局域网基础知识,1.6.1局域网的传输介质 网络中各站点之间的数据传输必须依靠某种传输介质来实现。传输介质种类很多，适用于局域网的介质主要有三类：双绞线、同轴电缆和光纤。,1.6 局域网基础知识,1.6.2局域网基本组成 局域网一般由服务器，用户工作站，传输介质，联网设备四部分组成,1.6 局域网基础知识,1.6.3局域网的拓扑结构 网络拓扑定义了网中资源的连接方式，在局域网中常用的拓扑结构有:总线型结构、环形结构、星形结构。,1.6 局域网基础知识,总线