计算机网络入门知识

1、计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用1、在机房上课注意文明，不随意走动在机房上课注意文明，不随意走动2、上课不要说话上课不要说话3、不要迟到、早退，缺勤扣分不要迟到、早退，缺勤扣分4、平时专业要认真完成，以取得好的平时成绩平时专业要认真完成，以取得好的平时成绩5、上课不准玩游戏、看电影网络管理员主要职责 网络基础设施管理（线路、设备及配置） 网络操作系统管理（配置、权限、升级） 网络应用系统管理（WWW、EMAIL、ERP等） 网络用户管理（权限、配额、计费） 网络安全保密管理（防火墙、病毒、加密） 信息存储备份管理（备份、保存） 网络机房管理（布线、温湿度、水、火、盗） 关于考证1中国电

2、子商务协会：http:/ CAN 网络管理员 CNAE 网络应用工程师 CSNAE 网络应用高级工程师关于考证2 华为：http:/www.huawei- HCNA 助理网络工程师 HCNE 网络工程师 HCIE 网络互联专家 锐捷： http:/ /channel/detaila.asp?Content_id=698 RCNA 网络支持工程师 RCNP 资深网络工程师 RCIE 网络专家 关于考证3 CISCO（思科）：http:/ CCNA 网络支持工程师 CCNP 资深网络工程师 CCIE 网络专家 MICROSOFT（微软）： MCSA 网络管理员计算机网络入门计算机网络入门任务任务0

3、：计算机网络：计算机网络概述概述教学目标教学目标一、能力目标 认识计算机网络认识计算机网络 绘制计算机网络拓扑结构绘制计算机网络拓扑结构 认识计算机网络中的硬件认识计算机网络中的硬件 了解计算机网络中的软件了解计算机网络中的软件二、知识目标 掌握计算机网络网络定义、组成、分类掌握计算机网络网络定义、组成、分类 掌握计算机网络功能掌握计算机网络功能 掌握计算机网络拓扑结构掌握计算机网络拓扑结构 知道计算机网络硬件（传输介质、交换机、路由器）知道计算机网络硬件（传输介质、交换机、路由器） 知道计算机网络软件（协议与知道计算机网络软件（协议与TCP/IP）主要内容主要内容一、计算机网络概述一、计算机

4、网络概述 二、二、计算机网络硬件计算机网络硬件三、三、计算机网络软件计算机网络软件一、计算机网络概述一、计算机网络概述 1、计算机网络定义 计算机网络，是用通信介质和网络设备将计算机网络，是用通信介质和网络设备将地理分散的、功能独立的多台计算机连接地理分散的、功能独立的多台计算机连接起来，在网络操作系统的管理和协调下，起来，在网络操作系统的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统的实现资源共享和信息传递的计算机系统的集合。集合。一、计算机网络概述一、计算机网络概述 2、计算机网络功能 (1)数据通信数据通信 (2)资源共享资源共享 (3)集中管理集中管理 (4)实现分布式处理实现分布式

5、处理 (5)负载平衡负载平衡一、计算机网络概述一、计算机网络概述 3、计算机网络拓扑结构 是指网上计算机或设备（节点）与传输媒介是指网上计算机或设备（节点）与传输媒介（线）形成的节点与线的物理构成模式。（线）形成的节点与线的物理构成模式。二、计算机网络硬件二、计算机网络硬件 1、服务器、服务器/客户机客户机 2、网络设备（网卡、交换机、集线器、路、网络设备（网卡、交换机、集线器、路由器）由器） 3、传输介质、传输介质1、服务器、服务器/客户机客户机 服务器（SERVER）是一种高性能计算机系统，它在网络环境下运行相应的应用软件，为网上用户提供资源共享和数据通信等各种服务。 工作站又称为客户机。

6、用户通过工作站与网络交换信息，共享网络资源。工作站通过网卡、通信介质以及通信设备连接到服务器。1、服务器、服务器/客户机客户机 台式服务器台式服务器 机架式服务器机架式服务器 刀片式服务器刀片式服务器 2、网络设备、网络设备 网卡网卡是计算机连网的基本连是计算机连网的基本连接设备，通过主板上的总线接设备，通过主板上的总线扩展槽与计算机连接。扩展槽与计算机连接。 集线器集线器(HUB)是一种多端口是一种多端口的网络连接设备，它有一个的网络连接设备，它有一个端口与主干网相连，并有多端口与主干网相连，并有多个端口连接多台计算机或网个端口连接多台计算机或网络设备，应用于星型拓扑结络设备，应用于星型拓扑

7、结构的网络中。构的网络中。 2、网络设备、网络设备 交换机交换机(Switch)是一种用于信号是一种用于信号转发的多端口网络设备。可以为转发的多端口网络设备。可以为任意两个网络节点提供独享的信任意两个网络节点提供独享的信号通路。最常见的交换机是以太号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。语音交换机、光纤交换机等。 路由器路由器是一种互联网络的主要设是一种互联网络的主要设备，能将网络协议不同的、独立备，能将网络协议不同的、独立的网络或网段之间连接起来。路的网络或网段之间连接起来。路由器能由器能“读读”懂不同网络的数据懂不同网络

8、的数据包，并将它包，并将它“翻译翻译”成目标网络成目标网络能够能够“读读”懂的数据包，从而实懂的数据包，从而实现网络的互联。现网络的互联。 3、传输介质、传输介质有线 双绞线、同轴电缆、光纤等双绞线、同轴电缆、光纤等无线 无线电波、微波或红外线无线电波、微波或红外线 双绞线 双绞线是由一对或多对绝缘铜导线组成，为了双绞线是由一对或多对绝缘铜导线组成，为了减少信号传输中串扰及电磁干扰（减少信号传输中串扰及电磁干扰（EMIEMI）影响）影响的程度，通常将这些线按一定的密度互相缠绕的程度，通常将这些线按一定的密度互相缠绕在一起。在一起。 双绞线可传输模拟信号和数字信号。双绞线可传输模拟信号和数字信号

9、。 双绞线的价格在传输媒体中是最便宜的，并且双绞线的价格在传输媒体中是最便宜的，并且安装简单，所以得到广泛的使用。安装简单，所以得到广泛的使用。 在局域网中一般也采用双绞线作为传输媒体。在局域网中一般也采用双绞线作为传输媒体。双绞线可分为非屏蔽双绞线双绞线可分为非屏蔽双绞线UTPUTP（Unshielded Unshielded Twisted PairTwisted Pair）和屏蔽双绞线）和屏蔽双绞线STPSTP（Shielded Shielded Twisted PairTwisted Pair）。）。UTP与STP双绞线的分类 双绞线既可以用于双绞线既可以用于音频传输音频传输，也可以用

10、于，也可以用于数据传输数据传输。按双。按双绞线的性能，目前广泛应用的有五个不同的等级，级别越绞线的性能，目前广泛应用的有五个不同的等级，级别越高性能越好。由于高性能越好。由于UTP的成本低于的成本低于STP，所以使用的更广，所以使用的更广泛。泛。UTP可以分为六类可以分为六类： l类类UTP：主要用于电话连接，通常不用于数据传输。：主要用于电话连接，通常不用于数据传输。 2类类UTP：通常用在程控交换机和告警系统。：通常用在程控交换机和告警系统。ISDN和和T1/E1数据传输也可以采用数据传输也可以采用2类电缆，类电缆，2类线的最高带宽类线的最高带宽为为1MHz。 3类类UTP：又称为声音级电

11、缆，是一类广泛安装的双绞：又称为声音级电缆，是一类广泛安装的双绞线。线。3类类UTP的阻抗为的阻抗为100欧姆，最高带宽为欧姆，最高带宽为16MHz，适合于适合于10Mbps双绞线以太网和双绞线以太网和4Mbps令牌环网的安装令牌环网的安装，也能运行，也能运行16Mbps的令牌环网的令牌环网。双绞线的分类 4类类UTP：最大带宽为：最大带宽为20MHz，其它特性与，其它特性与3类类UTP完完全一样，能更稳定的运行全一样，能更稳定的运行16Mbps令牌环网。令牌环网。 5类类UTP：又称为数据级电缆，质量最好。它的带宽为：又称为数据级电缆，质量最好。它的带宽为100MHz，能够运行，能够运行10

12、0Mbps以太网和以太网和FDDI，5类类UTP的阻抗为的阻抗为100欧姆。欧姆。5类类UTP目前已被广泛的应用。目前已被广泛的应用。 6类类UTP：是一种新型的电缆，最大带宽可以达到：是一种新型的电缆，最大带宽可以达到1000MHz，适用于低成本的高速以太网的骨干线路。，适用于低成本的高速以太网的骨干线路。同轴电缆(Coaxial Cable)同轴电缆是由绕同一轴线的两个导体所组成同轴电缆是由绕同一轴线的两个导体所组成，即内导体（铜芯导线）和外导体，即内导体（铜芯导线）和外导体(屏蔽层屏蔽层)，外导体的作用是屏蔽电磁干扰和辐射，两，外导体的作用是屏蔽电磁干扰和辐射，两导体之间用绝缘材料隔离。

13、同轴电缆具有较导体之间用绝缘材料隔离。同轴电缆具有较高的带宽和极好的抗干扰特性。高的带宽和极好的抗干扰特性。同轴电缆的规格是指电缆粗细程度，按射频同轴电缆的规格是指电缆粗细程度，按射频级测量单位（级测量单位（RG）来度量，）来度量，RG越高，铜芯越高，铜芯导线越细，导线越细，RG越低，铜芯导线越粗。越低，铜芯导线越粗。常用同轴电缆的型号和应用如下：常用同轴电缆的型号和应用如下： 阻抗为阻抗为50欧姆的粗缆欧姆的粗缆RG-8或或RG-11，用，用于粗缆以太网；于粗缆以太网； 阻抗为阻抗为50欧姆的细缆欧姆的细缆RG-58A/U或或C/U，用于细缆以太网；用于细缆以太网； 阻抗为阻抗为75欧姆的电

14、缆欧姆的电缆RG-59，用于有线，用于有线电视电视CATV。 光导纤维(Fiber Optics) 光纤是一种由石英玻璃纤维或塑料制成的，直径很细，能传导光信号的媒体。光纤由一束玻璃芯组成，它的外面包了一层折射率较低的反光材料，称为覆层。由于覆层的作用，在玻璃芯中传输的光信号几乎不会从覆层中折射出去。这样当光束进入光纤中的芯线后，可以减少光通过光缆时的损耗，并且在芯线边缘产生全反射，使光束曲折前进。 玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外壳外壳入射角 光波在纤芯中的传输光波在纤芯中的传输折射角光纤的特点 光缆中的光源可以是发光二极管光

15、缆中的光源可以是发光二极管LED或注入式激或注入式激光二极管光二极管ILD，当光通过这些器件时发出光脉冲，当光通过这些器件时发出光脉冲，光脉冲通过玻璃芯从而传递信息。在光缆的两端光脉冲通过玻璃芯从而传递信息。在光缆的两端都要有一个装置来完成光信号和电信号的转换。都要有一个装置来完成光信号和电信号的转换。 光缆的优点是信号的损耗小、频带宽、传输率高光缆的优点是信号的损耗小、频带宽、传输率高，从，从l00Mbps到到l000Mbps，甚至更高，且不受外，甚至更高，且不受外界电磁干扰。另外，由于它本身没有电磁辐射，界电磁干扰。另外，由于它本身没有电磁辐射，所以它传输的信号不易被窃听，保密性能好。但所

16、以它传输的信号不易被窃听，保密性能好。但是它的成本高并且连接技术比较复杂。是它的成本高并且连接技术比较复杂。 光缆主要用于长距离的数据传输和网络的主干线光缆主要用于长距离的数据传输和网络的主干线。多模光纤和单模光纤根据使用的光源和传输模式，光纤可分为多模光纤和单模光纤。多模光纤采用发光二极管产生可见光作为光源，定向性较差。当光纤芯线的直径比光波波长大很多时，由于光束进入芯线中的角度不同传播路径也不同，这时光束是以多种模式在芯线内不断反射而向前传播。多模光纤的传输距离一般在2km以内。 单模光纤采用注人式激光二极管作为光源，激光的定向性强。单模光纤的芯线直径一般为几个光波的波长，当激光束进人玻璃

17、芯中的角度差别很小时，能以单一的模式无反射地沿轴向传播。 光纤的规格光纤类型光纤类型玻璃芯（微米）玻璃芯（微米）覆层（微米）覆层（微米）62.5/12562.512550/12550.0125100/140100.01408.3/1258.3125 光纤的规格通常用玻璃芯与覆层的直径比值来表示，其中8.3/125的光纤只用于单模光纤。 单模光纤的传输率较高，但比多模光纤更难制造，价格更高。无线电传输 根据距离的远近和对通信速率的要求，可以选用不同的有线介质，但是，若通信线路要通过一些高山、岛屿或河流时，铺设线路就非常困难，而且成本非常高，这时候就可以考虑使用无线电波在自由空间的传播实现多种通信

18、。 无线电微波通信在数据通信中占有重要地位。微波的频率范围为300MHz300GHz，但主要是使用240GHz的频率范围。微波在空间主要是直线传播。由于微波会穿透电离层而进入宇宙空间，因此它不像短波通信可以经电离层反射传播到地面上很远的地方。 微波通信有两种主要的方式：即地面微波接力通信和卫星通信。地面微波接力 在物理线路昂贵或地理条件不允许的情况下适用；在物理线路昂贵或地理条件不允许的情况下适用； 通过地球表面的大气传播，易受到建筑物或天气的通过地球表面的大气传播，易受到建筑物或天气的影响；影响； 两个地面站之间传送，距离为两个地面站之间传送，距离为50 -100 km；微波接力的特点 微波

19、波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道的容量很大。 微波通信受外界干扰比较小，传输质量较高。 与相同容量和长度的电缆载波通信比较，微波接力通信建设投资少，见效快。 微波接力通信也存在如下的一些缺点： 相邻站之间必须直视，不能有障碍物（”视距通信”）。有时一个天线发射出的信号也会分成几条略有差别的路径到达接收天线，因而造成失真。 微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响。 与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差。 对大量中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。卫星通信 优点： 通信距离远，在电波覆盖范围内，任何一处都可以通信，且通信费用与通信距离无关。 受陆地灾害影响小，可靠性高

20、； 易于实现广播通信和多址通信； 缺点： 通信费用高，延时较大； 10GHZ以上衰减较大； 易受太阳噪声的干扰；C波段 4/6 GHz 上行5.9256.425 GHz 下行3.74.2 GHzKU波段 11/14 GHz 上行1414.5 GHz 下行11.712.2 GHz地球同步卫星 从技术角度上讲，只要在地球赤道上空的同步轨道上，等距离地放置三颗相隔120度的卫星，就能基本上实现全球的通信。 为了避免产生干扰，卫星之间的相隔不能小于2度，因此，整个赤道上空只能放置180个同步卫星。一个典型的卫星通常拥有1220个转发器。每个转发器的频带宽度为36或72MHz。常用传输媒体的比较三、计算

21、机网络软件三、计算机网络软件 1、网络操作系统网络操作系统是使网络上各计算机方便而有效的共享网络资源，实现网络操作系统是使网络上各计算机方便而有效的共享网络资源，实现网络通信，并为用户提供各种所需网络服务（如远程管理、文件传输网络通信，并为用户提供各种所需网络服务（如远程管理、文件传输、电子邮件、远程打印等）的操作系统软件。、电子邮件、远程打印等）的操作系统软件。目前流行的网络操作系统有目前流行的网络操作系统有:Windows Server 2003 :Windows Server 2003 、 UnixUnix、LinuxLinux、NetwareNetware等。等。一般具有以下特征：一般

22、具有以下特征：（1 1）硬件独立硬件独立：支持多种硬件平台，例如：基于：支持多种硬件平台，例如：基于X86X86的的IntelIntel系统，基系统，基于于RISCRISC精简指令集的精简指令集的DEC AlphaDEC Alpha、MIPS R4000MIPS R4000等。等。（2 2）网络特性网络特性：为网络用户提供良好的管理计算机资源界面，特别是：为网络用户提供良好的管理计算机资源界面，特别是管理网络共享资源界面。如管理网络共享资源界面。如NovellNovell公司的公司的NetWareNetWare网络操作系统以文件网络操作系统以文件服务和打印管理功能而闻名，并提供了良好的用户界面

23、。服务和打印管理功能而闻名，并提供了良好的用户界面。（3 3）移植性和可集成性移植性和可集成性：在从一个平台转移到另一个平台时，网络操：在从一个平台转移到另一个平台时，网络操作系统仍具有按自身方式运行的能力。作系统仍具有按自身方式运行的能力。（4 4）多用户、多任务多用户、多任务：保证在一台个人计算机或者其他计算机平台上：保证在一台个人计算机或者其他计算机平台上，实现多个用户同时访问应用程序或进行数据处理的功能。多任务就，实现多个用户同时访问应用程序或进行数据处理的功能。多任务就是同时运行多个程序，而不妨碍每个程序的运行。是同时运行多个程序，而不妨碍每个程序的运行。2、网络协议软件 网络协议是

24、计算机之间通信时所网络协议是计算机之间通信时所必须遵守的规则、标准或约定的必须遵守的规则、标准或约定的集合。常用的协议有：集合。常用的协议有：TCP/IPTCP/IP协协议、议、IPX/SPXIPX/SPX协议、协议、NetBEUINetBEUI协议协议等。等。 由于计算机之间可能硬件、软件由于计算机之间可能硬件、软件均不同，因此通信较为复杂。均不同，因此通信较为复杂。 为使通信变得容易，将协议分层为使通信变得容易，将协议分层，一层解决一方面的问题，最终，一层解决一方面的问题，最终使得计算机之间能够通信。使得计算机之间能够通信。 网络体系结构是计算机网络层次网络体系结构是计算机网络层次结构模型

25、和各层协议的集合结构模型和各层协议的集合 。 OSI/RMOSI/RM参考模型参考模型（Open Open System InterconnectionSystem Interconnection，开放系统互联开放系统互联）分为七层。分为七层。TCP/IP体系结构 TCP/IP体系结构是一种体系结构是一种“事实上的工业标准事实上的工业标准” TCP/IP是开放的协议标准，可以免费使用； TCP/IP独立于特定的计算机、网络硬件、软件，可以运行在局域网、广域网、互连网中； 统一的网络地址分配方案，设备在网中具有唯一地址； 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务TCP/IP体系结构TCP/I

26、P体系结构体系结构包括四层，有TCP协议和IP协议，UDP、ICMP协议和其他一些协议TCP/IP的层次结构 TCP/IP分为四个层次，分别是网络接口层、网际层、传输层和应用层。 TCP/IP的层次结构与OSI层次结构的对照关系如下图所示：TCP/IP分层结构（一）网络接口层也称网络访问层，对实际的网络媒体进行管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。对应OSI的物理层和数据链路层。TCP/IP标准并没有定义具体的网络接口协议。 网际层网际层处理来自传输层的分组，将分组封装成数据包（IP数据包），并为该数据包进行路径选择，最终将数据包从源主机发送到目的主机