计算机网络实用教程技术基础与实践

1、计算机网络实用教程共二百四十页第1章 计算机网络概述(i sh) 本章主要介绍的内容有： 计算机网络的基本概念计算机网络的功能与应用计算机网络的产生与发展计算机网络的基本组成(z chn)计算机网络的拓扑结构计算机网络的分类共二百四十页1.1 计算机网络基础(jch) 1.1.1 基本概念 计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介质相互物理(wl)连接，并通过网络软件逻辑地相互联系到一起而实现信息交换、资源共享、协同工作和在线处理等功能的计算机系统。“网络”主要包含连接对象（即元件）、连接介质、连接的控制机制（如约定、协议、软件）和连接的方式与结构四个方面。 共二百四十页1.1 计算机网络基

2、础(jch) 1.1.2 网络功能1共享硬件与软件 2共享信息 3通信 电子邮件(din z yu jin)、网络聊天、IP电话和网络会议等。4负荷均衡与分布处理5系统的安全与可靠性能共二百四十页1.1 计算机网络基础(jch) 1.1.3 网络应用 在科研和教育中的应用(yngyng)在企事业单位中的应用在商业上的应用在通信与娱乐上的应用共二百四十页1.2 计算机网络的产生(chnshng)与发展 计算机网络最早出现于20世纪50年代 。计算机网络也经历了从简单到复杂，从单机到多机的发展(fzhn)过程，其演变过程主要可分为以下四个阶段，即：面向终端的计算机网络计算机通信网络计算机互联网络高

3、速互联网络。 共二百四十页1.2 计算机网络的产生(chnshng)与发展1.2.1 面向(min xin)终端的计算机网络 共二百四十页1.2 计算机网络的产生(chnshng)与发展1.2.2 计算机通信(tng xn)网络 共二百四十页1.2 计算机网络的产生(chnshng)与发展1.2.2 计算机通信网络计算机通信网络在逻辑上可分为两大部分：通信子网（Communication Subnet）资源子网 资源子网由主计算机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供(tgng)各种网络资源与网络服务。 通信子网由通信控制处

4、理机（Communication Control Processor, CCP）、通信线路和其他通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。 共二百四十页1.2 计算机网络的产生(chnshng)与发展1.2.3 计算机互联网络 共二百四十页1.2 计算机网络的产生(chnshng)与发展1.2.4 高速(o s)互联网络 基于传统电信网络为信息载体的计算机互联网络不能满足人们对网络速度的要求，促使网络由低速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速发展，即由传统的计算机互联网络向高速互联网络发展。以IP技术为核心的计算机网络（信息网络，也称高速互联网络）将成为网络（计算机网络和电信网

5、络）的主体，信息传输、数据传输将成为网络的主要业务，一些传统的电信业务也将在信息网络上开通，但其业务量只占信息业务的很小一部分。 共二百四十页1.3 计算机网络的基本(jbn)组成 计算机网络的主要由四部分组成 ：1计算机系统2通信线路和通信设备通信设备指网络连接设备、网络互联设备，包括：网卡、集线器、中继器、交换机、网桥和路由器以及调制解调器等其他(qt)的通信设备。 3网络协议 如TCP/IP协议、NetBEUI协议、IPX/SPX协议。4网络软件 网络软件可分为网络系统软件和网络应用软件两大类型。 共二百四十页1.4 计算机网络拓扑结构(jigu) 网络拓扑结构(jigu)是计算机网络节

6、点和通信链路所组成的几何形状。计算机网络有很多种拓扑结构，最常用的网络拓扑结构有：总线型结构、环型结构、星型结构、树型结构、网状结构和混合型结构。共二百四十页1.4 计算机网络拓扑结构(jigu)1. 总线(zn xin)型结构 总线型结构采用一条单根的总线为公共的传输通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。 共二百四十页1.4 计算机网络拓扑结构(jigu)2. 环型结构 环型结构是各个网络节点通过(tnggu)环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中，每个节点设备只能与它相邻的一个或两个节点设备直接通信。 共二百四十页1.4 计算机网络拓扑结构(jigu

7、)3. 星型结构 星型结构的每个节点都由一条点到点链路与中心(zhngxn)节点（公用中心(zhngxn)交换设备，如：交换机、集线器等）相连。 共二百四十页1.4 计算机网络拓扑结构(jigu)4. 树型结构树型结构是从总线型和星型结构演变来的。网络中的节点设备都连接到一个中央设备如集线器上，但并不是所有的节点都直接连接到中央集线器，大多数的节点首先连接到一个次级集线器，次级集线器再与中央集线器连接。树型结构有两种类型，一种(y zhn)是由总线型拓扑结构派生出来的，它由多条总线连接而成；另一种(y zhn)是星型结构的变种，各节点按一定的层次连接起来，形状像一棵倒置的树，故得名树型结构。

8、共二百四十页1.4 计算机网络拓扑结构(jigu)树形结构(jigu)共二百四十页1.4 计算机网络拓扑结构(jigu)5. 网状结构与混合型结构 网状结构是指将各网络节点与通信线路互联成不规则的形状，每个节点至少与其他(qt)两个节点相连，或者说每个节点至少有两条链路与其他(qt)节点相连。共二百四十页1.5 计算机网络的分类(fn li) 计算机网络可以有不同的分类方法，如：按网络覆盖的地理范围分类；按网络(wnglu)控制方式分类；按网络的拓扑结构分类；按网络协议分类；按传输介质分类；按所使用的网络操作系统分类；按传输技术分类和按使用范围分类等。共二百四十页1.5 计算机网络的分类(fn

9、 li) 按照网络覆盖的地理(dl)范围的大小，可以将网络分为：局域网、城域网和广域网三种类型。 1局域网 共二百四十页1.5 计算机网络的分类(fn li) 2城域网 共二百四十页1.5 计算机网络的分类(fn li) 3广域网 共二百四十页第2章 数据通信基础(jch) 本章主要介绍的内容有： 数据通信的基本概念数据通信方式(fngsh)数据编码技术多路复用技术数据交换技术数据通信的主要性能指标传输介质共二百四十页2.1 数据通信的基本概念 数据通信是指在计算机之间、计算机与终端以及(yj)终端与终端之间传送表示字符、数字、语音、图像的二进制代码0、1比特序列的过程。信号（Signal）是

10、数据的电磁波表示形式。按照在传输介质上传输的信号类型，可以分为：模拟信号数字信号两类相应地将数据通信系统分为：模拟通信系统数字通信系统两种。共二百四十页2.1 数据通信的基本概念2.1.1 数据、信息与信号1信息和数据 数据是信息的载体，信息则是数据的具体内容和解释，有具体含义，表示信息的形式可以是数值、文字、图形、声音、图像(t xin)及动画等。信息涉及数据所表示的内涵，而数据涉及信息的表现形式，它可以是数字、文字、语音、图形或图像(t xin)等，数据是通信双方交换的具体内容。 共二百四十页2.1 数据通信的基本概念2.1.1 数据、信息与信号2信号在数据通信中，信息被转换为适合在通信信

11、道上传输的电磁波编码(bin m)。这种在信道上传输的电磁波编码(bin m)叫做信号（Signal）。信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式。 共二百四十页2.1 数据通信的基本概念2.1.1 数据(shj)、信息与信号下图分别表示模拟信号和数字信号。 共二百四十页2.1 数据通信的基本概念2.1.2 数据通信系统 信息(xnx)传输信系统由三个主要部分组成：信源（发送机）、信宿（接收机）和信道。 共二百四十页2.1 数据通信的基本概念2.1.2 数据通信系统(xtng) 计算机网络中数据通信图示说明。 共二百四十页2.2 数据通信方式(fngsh) 2.2.1 并行传输(chun sh)

12、与串行传输(chun sh) 共二百四十页2.2 数据通信方式(fngsh) 2.2.2 异步传输(chun sh)与同步传输(chun sh)下图为异步传输共二百四十页2.2 数据通信方式(fngsh) 2.2.3 数据传输方向(fngxing) 共二百四十页2.2 数据通信方式(fngsh) 2.2.4 连接方式(fngsh) 下图分别为点到点连接方式和多点连接方式 。计算机计算机调制解调器调制解调器公共电话交换网共二百四十页2.2 数据通信方式(fngsh) 2.2.5基带传输(chun sh)与频带传输(chun sh) 数据信号的基本传输方式有两种，即：基带传输频带传输 除此之外，在

13、前两种数据信号基本传输方式的基础上演化而来还有：宽带传输数字数据传输共二百四十页2.3 数据编码技术(jsh) 数据通信的数据编码方式(fngsh)分为两类：模拟数据编码与数字数据编码。 共二百四十页2.3 数据编码技术(jsh) 2.3.1 模拟(mn)数据编码方法 共二百四十页2.3 数据编码技术(jsh) 2.3.2 数字(shz)数据编码方法 0 1 0 1 1 0 0 1 0数字数据（a）NRZ编码NRZ编码的同步时钟（b）曼彻斯特编码（c）差分曼彻斯特编码共二百四十页2.3 数据编码技术(jsh) 2.3.3 脉冲编码(bin m)调制方法 共二百四十页2.4 多路复用技术(jsh

14、) 当传输介质的带宽超过了传输单个信号所需的带宽，人们就通过在一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率，这就是(jish)所谓的多路复用，如下图所示。 。多路复用器n个输入。多路复用器n个输出1条线路，n个信道图2-21多路复用示意图共二百四十页2.5 数据交换技术(jsh) 一般(ybn)的交换网络示意图如下图所示，虚线内是通信子网。 H1H2H4H3ABEDC图2-15 一般的数据交换网络共二百四十页2.5 数据交换技术(jsh) 2.5.1 电路交换 电路交换（Circuit Switching）也叫线路交换，是数据通信领域最早使用的交换方式。通过电路交换进行通信，就是

15、要通过中间交换节点在两个站点之间建立一条专用的通信线路。最普通的电路交换例子(l zi)是电话通信系统。 共二百四十页2.5 数据交换技术(jsh) 2.5.2 报文交换(jiohun)和报文分组交换(jiohun)输出输入缓冲存储信 息处 理和转 发图2-17 存储转发原理图共二百四十页2.6 数据通信的主要(zhyo)性能指标 数据通信的主要性能指标是衡量数据传输的有效性和可靠性的参数。有效性主要由数据传输速率、信道带宽和传输延迟等指标来衡量；可靠性一般用数据传输的误码率指标来衡量。2.6.1 数据传输速率与信道带宽1信道带宽 信道上传输的是电磁波信号(xnho)，某个信道能够传送电磁波的

16、有效频率范围就是该信道的带宽。2数据传输速率与信道最大传输速率 数据传输速率是指信道每秒所能传输的二进制比特数 。信道的最大传输速率是与信道带宽有直接联系的，即信道带宽越宽，数据传输速率越高，所以人们可以用“带宽”去取代“速率”。 共二百四十页2.6 数据通信的主要(zhyo)性能指标 2.6.2 误码率 误码率是衡量通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标。误码率是指二进制码元在传输过程中被传错的概率。2.6.3 影响信道质量的其他因素传输延迟是指计算机系统的发送和接收处理之间的时间。利用率是吞吐量和最大数据传输速率之比。 延迟不是固定不变的，它的实时(sh sh)变化叫做抖动（Jitter

17、）。 共二百四十页2.7 传输(chun sh)介质传输(chun sh)介质是指数据通信系统中发送器和接收器之间的物理路径，它是传输(chun sh)数据的物理基础。传输介质分为有线和无线两大类。有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光缆；无线传输介质是指利用大气和外层空间作为传播电磁波的通路。现在比较流行的使用方式为：局域网由双绞线连接到桌面，光缆作为通信干线，卫星用于跨国界传输。 共二百四十页2.7 传输(chun sh)介质2.7.1 双绞线 双绞线通常(tngchng)有非屏蔽式和屏蔽式两种。 下图是非屏蔽双绞线UTP 。灰色保护套双绞线线芯图1-15 非屏蔽双绞线UTP共二百四十页2.

18、7 传输(chun sh)介质2.7.2 同轴电缆(tn zhu din ln)同轴电缆有粗缆和细缆之分，下图所示为细同轴电缆段 。内 导体透明绝缘体外导体黑色保护套图1-16 细同轴电缆共二百四十页2.7 传输(chun sh)介质2.7.3 光纤 包带层防护套填充物光纤及包层远程电源线加强芯图1-19 四芯光缆剖面图共二百四十页2.7 传输(chun sh)介质2.7.4 无线传输(chun sh)介质无线传输主要包括：无线电波、微波、红外线和激光等，各种无线传输对应的电磁波谱范围如下图所示。 共二百四十页2.7 传输(chun sh)介质1地面(dmin)微波通信 图1-21 微波地面中

19、继通信地球表面共二百四十页2.7 传输(chun sh)介质2卫星微波通信卫星微波通信（简称卫星通信(wixng tngxn)）实际上是使用人造地球卫星作为中继器来转发信号的。 共二百四十页第3章 网络体系结构与协议(xiy)本章主要(zhyo)介绍的内容有：网络体系结构概述OSI参考模型TCP/IP参考模型Novell NetWare 参考模型局域网协议举例共二百四十页3.1 基本概念 计算机网络是一个复杂的计算机及通信系统的集合，在其发展过程中逐步形成了一些公认的通用的建立(jinl)网络体系的模式，可将其视为是建立(jinl)网络体系通用的蓝图，称之为网络体系结构（Network Arc

20、hitecture），用以指导网络的设计和实现。 共二百四十页3.1 基本概念 3.1.1 网络体系结构 为了便于理解计算机网络体系结构，以两大城市（如广州和大连）邮寄信件的工作过程(guchng)为例来说明。 共二百四十页3.1 基本概念 3.1.2 网络协议 人们(rn men)常把国际互联网络叫做信息高速公路，要想在上面实现共享资源，交换信息，必须遵循一些事先制定好的规则标准，这就是协议（Protocol）。 协议有三个要素，即：语法；语义；时序。 共二百四十页3.1 基本概念 3.1.3 协议(xiy)分层共二百四十页3.1 基本概念 3.1.4 网络服务 网络服务是指彼此相邻的两层间

21、下层为上层提供通信(tng xn)能力或操作而屏蔽其细节的过程。上层可看成是下层的用户，下层是上层的服务提供者。 从通信角度看，各层所提供的服务有两种形式：面向连接的服务和无连接的服务。共二百四十页3.2 OSI参考模型 网络参考模型是为了规范和设计网络体系结构提出的抽象模型 。3.2.1 OSI参考模型描述 国际标准化组织（International Standard Organization，ISO）于20世纪(shj)80年代初提出了OSI参考模型，也称OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model, OSI/RM），这个关于网络体系

22、结构的标准定义了网络互连的基本参考模型。 OSI参考模型是具有七个层次的框架，如下图所示，自底向上的七个层次分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 共二百四十页3.2 OSI参考模型 3.2.1 OSI参考模型描述(mio sh) 共二百四十页3.2 OSI参考模型 3.2.2 模型(mxng)中的数据传输 下图所示的是OSI参考模型中数据的传输方式。 共二百四十页3.3 TCP/IP参考模型 TCPIP是国际互联网Internet采用的协议标准，是事实上的工业(gngy)标准。TCPIP是一种异构网络互连的通信协议，它同样也适用于在一个局域网中实现异种机的互连通信

23、。 共二百四十页3.3 TCP/IP参考模型 3.3.1 模型(mxng)描述 共二百四十页3.3 TCP/IP参考模型 3.3.1 模型(mxng)描述 共二百四十页3.3 TCP/IP参考模型 3.3.2 比较OSI与TCP/IP 1OSI参考模型与TCP/IP参考模型的对照关系OSI参考模型与TCP/IP参考模型都采用了层次结构，但OSI采用的是七层模型，而TCP/IP是四层结构（实际上是三层结构）。 2OSI参考模型与TCP/IP参考模型的优缺点比较OSI参考模型虽然一直被人们所看好，但实现起来很困难(kn nn)；相反，TCP/IP虽然有许多不尽人意的地方，但近30年的实践证明它还是

24、比较成功的。 共二百四十页TCP/IP的传输层有两个(lin )不同的协议：(1) 用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol)(2) 传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol)一、TCP/IP 体系(tx)中的传输层中的两个协议共二百四十页两个对等传输(chun sh)实体在通信时传送的数据单位叫作传输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段(segment) UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报。 1. TCP 与

25、 UDP的数据(shj)单位协议 共二百四十页2. TCP/IP 体系(tx)中的传输层协议 TCPUDPIP应用层与各种( zhn)网络接口传输层共二百四十页3 . TCP 与 UDP 的区别(qbi) UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的传输层在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。例如IP电话、实时视频会议等要求源主机以恒定的数率发送数据,并且允许在网络发生拥塞时丢失一些数据,但却不允许有太大的时延。 UDP正好符合这种要求。 TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TC

26、P 要提供可靠的、面向连接的传输服务，因此不可避免地增加了许多(xdu)的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多(xdu)的处理机资源。适用于对通信数据质量要求比较高的场合。共二百四十页二、端口端口就是传输层服务访问点 TSAP。端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将其数据通过端口向下交付给传输层，以及让传输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相应的进程。从这个意义上讲，端口是用来(yn li)标志应用层的进程。 共二百四十页1端口在进程(jnchng)之间的通信中所起的作用 应用层传输层网络层TCP 报文段UDP用户(yngh)数据报应用进程TCP 复用I

27、P 复用UDP 复用TCP 报文段UDP用户数据报应用进程端口端口TCP 分用UDP 分用IP 分用IP 数据报IP 数据报发送方接收方共二百四十页2 .端口的特点(tdin) 端口用一个 16 bit 端口号进行标志。端口号只具有本地意义，即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。在因特网中不同(b tn)计算机的相同端口号是没有联系的。为了在通信时不致发生混乱,必须把端口号和主机的IP地址结合起来使用。称(IP地址，端口号)为插口或套接字、套接口。共二百四十页3 .端口的分类(fn li)01023为熟知端口。这些端口紧密绑定于一些服务,可以通过经常扫描这些端口来判断对方是否开启(ki

28、q)了这些服务。例如HTTP为80端口， FTP为21端口， SMTP为25端口，POP3为110端口等。102449151为注册端口，这些端口并非固定的绑定于某一服务,而是松散地绑定于一些服务,即:有许多服务绑定于这些端口,操作系统将这些端口动态地分配给各个进程,同一进程两次分配有可能分配到不同的端口。不过一些应用程序会使用自己”喜欢”的端口, 例如OICQ为8000/4000端口(服务器使用8000端口，OICQ软件使用4000端口) 。 4915265535是动态或私有端口,用来随时分配给请求通信的客户进程。共二百四十页三、插口(ch ku)(socket) TCP 使用“连接”(而不仅

29、仅是“端口”)作为最基本的抽象，同时将 TCP 连接的端点称为插口(ch ku)(socket)，或套接字、套接口。其主要作用是保证在通信时不发生混乱。插口和端口、IP 地址的关系是： IP 地址3 端口号1500 3, 1500插口(socket)共二百四十页四、用户数据(shj)报协议 UDP 1 . UDP 概述 UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少一点的功能，即端口的功能和差错检测的功能。虽然 UDP 用户数据报只能提供不可靠的交付，但 UDP 在某些方面有其特殊的优点。发送数据之前(zhqin)不需要建立连接UDP 的主机不需要维持复杂的连接状态表。UDP 用户数据报只有8

30、个字节的首部开销。网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。 共二百四十页2 .端口是用报文队列(duli)来实现 UDP 端口 51000UDP 端口 69出队列(duli)入队列出队列入队列TFTP 服务器TFTP 客户UDP 用户数据报应用层传输层共二百四十页3.4 Novell NetWare参考模型 IPX/SPX是Novell NetWare体系结构中最重要的协议，它与OSI的层次(cngc)对比如下图所示。 共二百四十页3.5 局域网协议(xiy) 除TCP/IP协议(xiy)之外，目前局域网中常用的通信的协议(xiy)有NetBEUI协议(xiy)、

31、IPX/SPX及其兼容协议(xiy)。 Microsoft公司的网络产品有四种协议簇，试图满足不同的网络规模和需求：NetBEUI是为小型的、单个服务器的网络准备的。NWLink适合于中型规模网络或需要访问Novell NetWare文件服务器的网络。AppleTalk主要用于实现与Macintosh计算机的互操作。TCP/IP是一个复杂的协议簇，适用于像Internet那样的跨全球的复杂网络。Microsoft公司正致力于将TCP/IP变成一个适合各种网络的协议簇。共二百四十页第4章 局域网技术(jsh)基础 本章主要(zhyo)介绍的内容有： 局域网基本知识局域网体系结构与标准以太网与FD

32、DI网络交换式局域网与虚拟局域网无线局域网ATM与局域网仿真城域网共二百四十页4.1 局域网概述(i sh)局域网类型有：以太网、Token Ring、FDDI、ATM等。从局域网的发展历程来看，具有简单易用、易扩展、经济高效(o xio)、灵活方便等诸多优势的以太网将是局域网今后的发展方向；因而以太网也已成为局域网的代名词。 共二百四十页4.1 局域网概述(i sh)4.1.1 局域网的分类(fn li)共二百四十页4.1 局域网概述(i sh)4.1.2 决定局域网性能的因素 局域网与城域网所涉及的技术有很多，但决定它们性能的主要(zhyo)技术有：传输介质网络拓扑结构介质访问控制方法 常

33、用的局域网介质访问控制方法有三种：SMA/CD、Token-Ring和Token-Bus 共二百四十页4.2 局域网体系结构与标准(biozhn) 4.2.1 局域网体系结构 共二百四十页4.2 局域网体系结构与标准(biozhn) 4.2.2 IEEE 802局域网标准(biozhn) 共二百四十页4.3 以太网 从介质访问控制的角度，局域网可以分为共享介质局域网和交换局域网。人们常说的以太网就是共享介质局域网，因此也称共享介质以太网。以太网是一种共享介质网络，网络上的所有站点共享传输介质和带宽。如果网络上的站点越多，每个站点所获得的带宽就越少。 有多种类型的共享介质以太网，它们(t men

34、)支持不同的传输速率（10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps）。 共二百四十页4.3 以太网 4.3.1 传统以太网10 Mbps Ethernet对于非主干网来说，传输速率为10Mbps的以太网是目前使用最广泛(gungfn)的一类局域网络。 共二百四十页4.3 以太网 共二百四十页4.3 以太网 共二百四十页4.3 以太网 共二百四十页4.3 以太网 共二百四十页4.3 以太网 4.3.2 快速以太网100 Mbps Ethernet Fast Ethernet的协议(xiy)结构如下图所示。 共二百四十页4.3 以太网 4.3.3 千兆以太网1 000 Mbps Ethe

35、rnet 千兆以太网的协议结构(jigu)如下图所示。 共二百四十页4.3 以太网 4.3.3 千兆以太网1 000 Mbps Ethernet 共二百四十页4.4 FDDI网络(wnglu) 光纤分布式数据(shj)接口（Fiber Distributed Data Interface, FDDI）是一个使用光纤介质传输数据(shj)的高性能环型局域网。它的传输速率为100Mbps。 共二百四十页4.5 交换式局域网 共二百四十页4.5 交换式局域网 4.5.1 交换式局域网基本结构与特点交换式局域网是指以数据链路层的帧或更小的数据单元（信元）为数据交换单位，以交换设备为基础构成(guchn

36、g)的网络。交换机为每个端口提供专用的带宽，各个站点有一条专用链路连到交换机的一个端口。这样每个站点都可以独享通道，独享带宽。 共二百四十页4.5 交换式局域网 4.5.1 交换式局域网基本(jbn)结构与特点共二百四十页4.5 交换式局域网 4.5.2 局域网交换机的工作(gngzu)原理共二百四十页4.6 虚拟(xn)局域网 虚拟局域网（逻辑网）是以交换式网络为基础，把网络上的用户（终端设备）分为(fn wi)若干个逻辑工作组，每个逻辑工作组就是一个虚拟网络（Virtual Network，VLAN）。 VLAN并不是一种新型的局域网技术，而是交换网络为用户提供的一种服务。 共二百四十页4

37、.6 虚拟(xn)局域网 虚拟局域网（逻辑网）是以交换式网络为基础(jch)，把网络上的用户（终端设备）分为若干个逻辑工作组，每个逻辑工作组就是一个虚拟网络（Virtual Network，VLAN）。 VLAN并不是一种新型的局域网技术，而是交换网络为用户提供的一种服务。 共二百四十页4.6 虚拟(xn)局域网 4.6.1 虚拟(xn)局域网结构共二百四十页4.6 虚拟(xn)局域网 4.6.2 虚拟局域网组网方法 1用交换机端口号定义虚拟局域网2用MAC地址(dzh)定义虚拟局域网 3用网络层地址定义虚拟局域网 4用IP广播组定义虚拟局域网共二百四十页4.7 无线局域网 无线局域网（Wir

38、eless Local Area Networks，WLAN）作为传统(chuntng)局域网的补充，目前已成为局域网应用的一个热点问题。无线局域网可以使在难以布线的建筑物或需要临时组网的场所实现网络互连。无线局域网具有灵活、可移动、设备安装简单、节省布线投资、扩展能力强等优点，是局域网络发展的方向之一。 共二百四十页4.7 无线局域网 无线局域网结构(jigu)示意图 共二百四十页4.7 无线局域网 4.7.1 无线局域网的应用 无线局域网的应用领域主要有以下三个方面 ：作为传统(chuntng)局域网的扩充 漫游访问 特殊网络 共二百四十页4.7 无线局域网 4.7.2 无线局域网的主要类

39、型 无线局域网使用的是无线传输介质，按照(nzho)所采用的传输技术可以分为三类：红外线局域网扩频无线局域网窄带微波无线局域网共二百四十页4.8 ATM与局域网仿真(fn zhn) ATM（Asynchronous Transfer Mode）意指异步传输模式，它是为高速(o s)数据传输和通过公共网或专用网传输多种业务数据而设计的。它是一种以小的，固定长的包为传输单位（cell信元），面向连接的分组交换技术。ATM首先被用于局域网，现在ATM已成为局域网主干网的主流技术之一。共二百四十页4.8 ATM与局域网仿真(fn zhn) 4.8.1 ATM的体系结构与特点(tdin)共二百四十页4.

40、8 ATM与局域网仿真(fn zhn) 4.8.2 局域网仿真(fn zhn) 共二百四十页4.9 城域网共二百四十页第5章 局域网组成(z chn)与实践 本章主要介绍的内容(nirng)有：局域网组成基础网卡与网络操作系统局域网组网方法网络规划与设计综合布线与智能化大厦共二百四十页5.1 局域网组成(z chn)基础 局域网由网络硬件和网络软件两大部分组成。网络硬件主要由计算机和通信系统组成；网络软件可分为(fn wi)网络系统软件和网络应用软件。共二百四十页5.1 局域网组成(z chn)基础 5.1.1 网络硬件(yn jin)局域网硬件应包括：网络服务器、网络工作站、网卡、网络设备、

41、传输介质、介质连接器和各种适配器。 共二百四十页5.1 局域网组成(z chn)基础 5.1.2 网络软件局域网软件可大致分为网络系统软件和网络应用软件。 网络系统软件是控制和管理网络运行、提供网络通信和网络资源分配与共享功能(gngnng)的网络软件，它为用户提供了访问网络和操作网络的友好界面。 网络应用软件是指为某一个应用目的而开发的网络软件，它为用户提供一些实际的应用。 共二百四十页5.2 网卡 在局域网组网时必须用到的设备是网卡。进行(jnxng)网络连接时，根据实际情况可能用到集线器、中继器或网络交换机。共二百四十页5.2 网卡 1网卡的分类 （1）按照(nzho)网卡支持的计算机种

42、类分类，主要分为以下两类：标准以太网卡和PCMCIA网卡。 （2）按照网卡支持的传输速率分类，目前主要分为四类：10 Mbps网卡、100 Mbps网卡、10/100 Mbps自适应网卡和1 000 Mbps网卡。 （3）按网卡所支持的传输介质类型分类，主要分为四类：双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡和光纤网卡。 （4）按网卡所支持的总线类型分类，主要可以分为：ISA、EISA、PCI等。 共二百四十页5.2 网卡 2网卡的物理地址在网卡（MAC）的存储器中保存了一个全球惟一的网络节点地址。地址用12个十六进制数来表示，它的地址长度是48位（比特），前6个十六进制数（也就是24比特）代表网卡生产(

43、shngchn)厂商的标识符信息，后6个十六进制数代表生产(shngchn)厂商分配的网卡序号，例如00-0B-DB-A3-D4-B6 。MAC地址格式如下图所示。 共二百四十页5.3 网络操作系统 目前使用比较广泛的网络操作系统有四大系列：UNIX、Linux、NetWare和WindowsNT操作系统。 5.3.1 网络操作系统的分类 一般来说，网络操作系统可以分为两类：（1）客户(k h)网络操作系统。例如，Windows 2000 Professional。（2）服务器网络操作系统。例如，Windows 2000 Sever。共二百四十页5.3 网络操作系统 1对等结构(jigu)的网

44、络共二百四十页5.3 网络操作系统 2客户/服务器结构的网络 将连网结点(ji din)分为以下两类：网络服务器（Server），安装服务器网络操作系统；网络工作站（Workstation），也称网络客户机，它安装客户网络操作系统。共二百四十页5.3 网络操作系统 5.3.2 网络操作系统的基本功能 一般来说，网络操作系统都具有如下八种基本功能 ：文件(wnjin)服务 打印服务 数据库服务 通信服务 信息服务 分布式服务 网络管理服务 Internet/Intranet服务 共二百四十页5.4 局域网组网实践(shjin) 5.4.1 两台(lin ti)计算机互连共二百四十页5.4 局域网

45、组网实践(shjin) 5.4.2 同轴电缆组网 使用同轴电缆组建以太网主要(zhyo)有以下三种方式：粗缆方式、细缆方式和粗缆与细缆混用方式。 共二百四十页5.4 局域网组网实践(shjin) 5.4.3 双绞线组网使用双绞线一般是组建10Base-T以太网。双绞线组网方法(fngf)可以如下几种：单一集线器结构、多集线器级联结构和堆叠式集线器结构。 共二百四十页5.4 局域网组网实践(shjin) 5.4.3 双绞线组网共二百四十页5.4 局域网组网实践(shjin) 5.4.4 快速以太网快速以太网（100BaseT）组网方法(fngf)与普通以太网组网方法(fngf)基本相同。共二百四

46、十页5.4 局域网组网实践(shjin) 5.4.5 千兆位以太网共二百四十页5.5 网络规划(guhu)与设计 建设一个网络的过程大体可分为三个阶段：（1）对要建设的网络进行需求分析与可行性分析，在这一阶段的任务主要是明确要建成的网络应该具有那些功能。（2）对网络进行规划与设计。在这一阶段主要解决(jiju)的问题是对需求分析中提出的网络功能如何去实现。（3）网络的实现和测试。实现是指将已详细设计好的网络方案付诸实施；测试的目的是保证建成的网络能正确无误地运行。共二百四十页5.5 网络规划(guhu)与设计 5.5.1 网络系统分析 1用户需求分析在对用户需求分析阶段时，应完成如下(rxi)

47、三项任务：（1）确定对网络的综合要求。（2）制定网络建设方案。（3）形成需求分析说明书。共二百四十页5.5 网络规划(guhu)与设计2系统的可行性分析(fnx)可行性分析一般从技术可行性、投资与效益可行性和社会条件可行性等几方面进行分析。技术可行性分析是以技术人员对当前网络技术发展状况的了解程度为基础的。针对需求分析的结果，在技术上讨论解决问题的可能性，包括什么样的问题可由何种技术来支持等。共二百四十页5.5 网络(wnglu)规划与设计5.5.2 网络系统设计 网络方案规划与设计阶段的任务是：“说明整个(zhngg)网络功能应该怎样实现”，在这一阶段中要确定组成企事业网络的各个物理元素，即

48、确定网络拓扑结构、网络操作系统、网络中的软件系统、构成网络的主要网络硬件设备等。共二百四十页5.5 网络(wnglu)规划与设计网络系统规划方案中一般包括以下几方面内容：1网络的分布2网络的基本设备和类型3网络的基本规模(gum)4网络的基本功能和服务项目5可能出现的问题6网络投资预算7编写规范化的技术文档共二百四十页5.5 网络规划(guhu)与设计网络系统设计(shj)过程包括组网方案的确定、拓扑结构的设计(shj)、网络操作系统的设计(shj)等等。一般在进行网络设计时要遵循的原则包括：实用性、经济性、可靠性、安全性、先进性、开放性、可扩充性和兼容性。共二百四十页5.5 网络规划(guh

49、u)与设计网络系统的设计(shj)目前出现了一种新的网络划分方法，即将网络分为工作组网络、园区网络、企业网络和全局广域网络四大类。 在众多标准和技术中，如何定位？可从两方面考虑：一方面选用的标准或技术要成熟、商品化和兼容性好；另一方面要符合近期和远期发展的需要。如当用户只是进行一般性的网络建设，对网络规模要求不大，区域范围有限时，大多可采用以太网技术组成一个LAN。共二百四十页5.5 网络规划(guhu)与设计网络系统拓扑结构通常情况(qngkung)下，一般的网络分三层结构设计，即主干网、区域网和接入网。共二百四十页5.5 网络规划(guhu)与设计网络硬件设备在组建网络时，通常涉及的主要网

50、络硬件设备有：服务器、工作站、集线器、路由器和交换机等。 网络操作系统的选择目前(mqin)在局域网上主要流行的操作系统有：NetWare、Unix、Linux、Windows NT/2000/XP/2003 Server等。 6网络应用软件 网络系统应用软件主要指数据库管理系统（DBMS）和网络管理软件。共二百四十页5.5 网络规划(guhu)与设计7综合布线设计综合布线就是用标准化、简洁化、综合的方式对建筑物中的各种系统（如网络系统、电话(dinhu)系统、安全报警系统、电源系统、照明系统、电视系统、监控系统等）所需的各种传输线路进行统一的编制、布置和连接，形成完整、统一、高效兼容的建筑物

51、布线系统。 综合布线系统包括三大部分：户外（楼群间）布线、垂直（楼层间）布线和水平（楼层内的各房间）布线。 共二百四十页5.6 综合(zngh)布线与智能化大厦 在进行网络规划与设计时，需要考虑综合布线系统。综合布线是指将计算机网络系统、电话系统、电视监控系统等的布线综合起来统一布线。 1综合布线系统综合布线系统是指在一座办公大楼或楼群中安装的传输线路(xinl)。这种传输线路(xinl)能连接所有的语音、数字设备，并将它们与电话交换系统连接起来。综合布线系统包括布置在楼群中的所有电缆线及各种配件，如转接设备、各类用户端设备接口，以及与外部网络的接口，但它并不包括各种交换设备。 共二百四十页5

52、.6 综合布线(b xin)与智能化大厦 2智能化大厦一个(y )完善的智能化大楼系统除了综合布线系统外，还应包括以下几种系统 ：（1）办公自动化系统（2）通信自动化系统（3）楼宇自动化系统（4）计算机网络共二百四十页5.6 综合布线(b xin)与智能化大厦 3. 综合布线系统的应用环境综合布线系统主要应用(yngyng)在三种环境中：建筑物综合布线系统、智能化大楼布线系统和工业布线系统。 共二百四十页5.6 综合布线(b xin)与智能化大厦 （1）建筑物综合(zngh)布线系统 共二百四十页第6章 网络互联技术(jsh)与实践 本章主要介绍(jisho)的内容有：广域网技术基础公用数据通

53、信网网络互联的基本概念局域网与局域网互联局域网与广域网互联广域网与广域网互联共二百四十页6.1 广域网技术(jsh)基础 广域网由主机（资源子网）和通信子网组成。 通信子网主要由公用数据(shj)通信网充当，它的作用是在主机和主机之间传输信息 。从OSI参考模型来看，通信子网主要完成低三层的功能；而主机组成的资源子网，则主要完成高三层的功能；传输层是通信子网和资源子网的界面。 共二百四十页6.1 广域网技术(jsh)基础1. 广域网的结构(jigu)共二百四十页6.1 广域网技术(jsh)基础2. 广域网参考模型与协议(xiy) 共二百四十页6.1 广域网技术(jsh)基础3. 公用数据通信网

54、 一般广域网的通信子网都是由公用数据通信网担当(dndng)。通常，公用数据通信网是由政府的电信部门建立和管理的，这也是区别于局域网的主要标志之一。 许多国家的电信部门都建立了自己的公用分组交换数据网、数字数据网、综合业务数字网和帧中继网等，以此为基础提供电路交换数据传输业务、分组交换数据传输业务、租用电路数据传输业务、帧中继数据传输业务和公用电话网数据传输业务等。 共二百四十页6.2 公用(gngyng)数据通信网 6.2.1 公用电话交换网公用电话(dinhu)交换网是提供电话(dinhu)通信服务的公用网络系统，是国家公用通信基础设施之一，由国家电信部门统一建设、管理和运营。它主要提供语

55、音通信服务，同时还提供数据通信业务，如电报、传真、数据交换、可视图文等。 PSTN是以模拟技术为基础的电路交换网络。 从功能角度看，PSTN由国际交换局、长途交换局、中心交换局、端交换局和用户等层次构成。从通信的覆盖面看，PSTN又可分成市话通信网、国内长途通信网和国际电话通信网三类。 共二百四十页6.2 公用(gngyng)数据通信网6.2.2 公用数据分组交换网 公用数据分组交换网是一种采用(ciyng)分组交换技术实现的数据通信网。共二百四十页6.2 公用(gngyng)数据通信网6.2.3 数字数据网数字数据网（DDN）是一种利用数字信道（光纤、数字微波、卫星）和数字交叉复用技术组成的

56、、以传输(chun sh)数字信号为主的数字数据传输(chun sh)网络。 共二百四十页6.2 公用(gngyng)数据通信网综合业务数字网（ISDN）是以电话综合数字网（IDN）为基础发展而成的通信网，它以公用电话交换网作为通信网络，即利用电话线进行数据传输。 ISDN的速率和接口标准有两种：一种为基本速率接口，即2B+D，其中B为64 Kbps的数字信道，D为16 Kbps的控制数字信道；另一种为机群速率接口，即30B+D或23B+D，其中B和D均为64 Kbps的数字信道。 目前，电信(dinxn)部门采用的接口标准是2B+D，即两个数字信道。 共二百四十页6.2 公用(gngyng)

57、数据通信网6.2.4 帧中继网 帧中继（Frame Relay）面向的是需要高带宽、低费用(fi yong)、额外开销低的用户群。我国已经开通了64Kbps到2Mbps的国内、国际帧中继业务。共二百四十页6.2 公用(gngyng)数据通信网6.2.6 其他通信网络 1非对称数字用户环路(hun l)ADSL 2有线电视网络Cable Modem 3微波通信网4卫星微波通信网 共二百四十页6.3 网络(wnglu)互联概述 计算机网络互联是利用网络互联设备(shbi)及相应的技术措施和协议把两个以上的计算机网络连接起来，实现计算机网络之间的通信。 将计算机网络互联起来产生一个单个大网，即互联网

58、，从而实现了更大范围的数据通信、负载平衡和资源共享。 Internet就是由几千万个计算机网络互联起来的、全世界最大、覆盖面积最广的计算机互联网络。 共二百四十页6.3 网络(wnglu)互联概述 1. 网络互联类型 在实际应用(yngyng)中，比较常用的网络互联类型有四种：局域网与局域网互联（LANLAN）局域网与广域网互联（LANWAN）局域网与局域网通过广域网互联（LAN-WAN-LAN）广域网与广域网互联（WANWAN） 共二百四十页6.3 网络(wnglu)互联概述 LAN-WAN-LAN互联示例(shl) 共二百四十页6.3 网络(wnglu)互联概述 WAN-WAN互联示例(s

59、hl) 共二百四十页6.3 网络(wnglu)互联概述2. 网络(wnglu)互联层次与方式 共二百四十页6.3 网络(wnglu)互联概述3. 网络互联设备 常用的网络互联设备有中继器、集线器、网桥、局域网交换机、路由器和网关等。 中继器和集线器工作在物理层 网桥工作在数据(shj)链路层 路由器工作在网络层 网关工作于传输层及以上各层 共二百四十页6.4 局域网与局域网互联 局域网互联的主要(zhyo)设备为中继器、集线器与网桥。 1. 中继器共二百四十页6.4 局域网与局域网互联 只要局域网络数据链路层的协议相同就可以用中继器进行互联。中继器只能互联同种类型(lixng)的局域网络；例如

60、，以太网与以太网互联，令牌环网与令牌环网互联 。共二百四十页6.4 局域网与局域网互联 2. 网桥它是工作在OSI模型中数据链路层的MAC子层，所以它可互连相同(xin tn)类型的LAN（如10Base-2和10Base-T网）；也可互连不同类型（LLC协议相同(xin tn)而MAC协议不同）的LAN（如以太网和令牌环网）。共二百四十页6.4 局域网与局域网互联 共二百四十页6.4 局域网与局域网互联 网桥应用(yngyng)实例 共二百四十页6.5 局域网与广域网互联 路由器与网关是LAN-WAN互联和LAN-WAN-LAN互联的主要(zhyo)设备。 1. 路由器工作原理示意图 共二百