你必须知道的计算机网络基础知识

网络基础计算机网络基础知识局域网（LAN）Internet(互联网)Intranet(企业内部网)Extranet(企业外部网)Computer

Network计算机网络基础概述；理论上的网络；实际的网络；概述（一）计算机网络的发展过程（P116）

1、

1967年12月，美国国防部研制成功ARPANET网—Internet的前身。

2、1974年，IBM宣布SNA(SystemNetworkArchitecture)标准—推动了网络体系结构标准化进程。

3、DEC公司提出DNA(DigitalNetworkArchitecture)标准。

4、1977年，国际标准化组织ISO，提出著名的开放系统互联（OSI）参考模型—“七层协议”。

5、1980年，微机技术迅猛发展，美国电子电气工程师协会（IEEE）陆续制定IEEE802系列标准，开创了局域网（LAN）时代。

6、90年代，Internet兴起

计算机网络发展的三个阶段以单计算机为中心的联机网络计算机-计算机网络体系结构标准化网络（1）各计算机制造商网络体系结构标准化（2）国际网络体系结构标准化主机TTTTTTRLC远程线路集中器单主机网络TTTRLC高速线前置处理器主机计算机--计算机网络TTTTTTccpccpccpTT主机主机主机CCP----通信控制处理机（二）计算机网络的定义计算机网络是用通信线路将分散在不同地并具有独立功能的多个计算机系统相连接，按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的计算机的集合。协议（protocol）是指网络中各计算机之间进行数据传输时所必须遵守的规定。计算机网络的功能实现数据信息的快速传输和集中处理实现资源共享均衡负载，互相协作，提高使用效率设备分散，安全可靠，使用方便提高了整个系统的性能价格比，维护方便，系统扩展性好（三）计算机网络分类

1、从网络覆盖的范围：局域网（LAN）城域网（MAN）广域网（WAN）

2、从网络的拓扑结构划分：总线网星形网环形网混合网

3、从通信协议划分：令牌网以太网（IP网）4、从使用的操作系统划分：NT网Unix网Novell网（Netware)5、从网络的所有权分：公用网专用网1。从网络覆盖范围分2从拓扑结构分-星形网、环形网

2从拓扑结构分-总线网、网状网

PCPCPCPC3。从通信协议分—以太网以太网遵从一套具有冲突检测的载波侦听多路访问/冲突（CSMA/CD）的通信规则。载波侦听：以太网的网络接口卡侦听网络，直到检测到没有其它节点正在发送数据时，它们才开始发送数据。多路访问：多个以太网节点连接到同一网络上，并能同时检测信道，当判定线路空闲时，任何节点都能发送数据。冲突：若两个节点检测到一个空闲电路并同时开始发送数据，就会发生数据冲突。此时，网络执行冲突检测例程，在网络中传播冲突，以确保没有其它节点试图发送数据。工作站监听活动检测活动等待发送停止发送，阻塞，然后等待检测冲突发送结束NoNoYesYes3。从通信协议分—令牌环网令牌环网使用令牌传递例程和星形环状混合物理拓扑结构。一个唯一的名为活跃监视器的工作站如同令牌传递的指挥者，它维持环传递的实时性，监视令牌和祯的传输，检测丢失的令牌和纠正发生的错误。在令牌传递过程中，一个3字节的令牌绕着网络循环。当某个节点需要发送数据时，它截获令牌，将令牌变成一个祯，然后加上报头（包括目标节点的地址）、信息、报尾域，发送到网上被对方接收。令牌环网不允许冲突，数据可靠性高，但价格昂贵。（四）计算机网络的组成 计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。客户机（工作站）服务器主机网络接口卡（NIC）—网卡调制解调器集线器（交换机）通信设备（路由器，远程访问服务器RAS等）通信线路（传输介质）网络操作系统（NOS）客户机/工作站客户机：网络中请求其他计算机上的资源或服务的计算机。工作站：连接到网络上的桌面计算机，又称终端，是网络的最终输出输入口，直接面向网络用户。大多数客户机是工作站计算机。服务器网络上管理共享资源的计算机。通常，服务器比客户机拥有更强的处理能力、更多的内存和硬盘空间。服务器上运行的网络操作系统不仅可以管理网络上的数据，还可以管理用户、用户组、安全和应用程序。网络接口卡NIC/调制解调器MODEM网卡和调制解调器是使工作站连接到网络，并与网络中其它计算机相互通讯的硬件设备。二者的作用相同但工作方式不同。网卡将数据通过宽带网传播，调制解调器通过电话线传播数据，网卡的数据传输速度大大快于调制解调器。网络操作系统网络操作系统运行在服务器上，并能使服务器管理数据、用户、用户组、安全、应用程序以及其它网络功能。现在流行的网络操作系统是WINDOWSNTNETWAREUNIX节点节点是网络中常称做网络地址的唯一数字标识的客户机、服务器或其它设备。传输介质为承载数据流动的介质（物质）。传输介质可以是物理上可以看见的介质，如电缆或电话线；也可以是物理上看不见的介质，如无线电波。（五）网络举例1、对等网是局域网中最简单的形式之一2、基于服务器的局域网3、一个复杂的计算机网络理论上的网络

OSI模型网络协议用来描述网络通信的模型称为开放式系统互连OSI（OpenSystemInterconnection)模型。 目的：帮助开发和理解计算机网络通信，是对网络中两节点之间通讯过程的理论化描述。

OSI模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链接层物理层（一）物理层 物理层是OSI模型的最低层或第一层，该层包括物理连网媒介，如电缆等，物理层的协议产生并控制电压以便发送和接收携带数据的信号。

IEEE已制定了物理层协议的标准。网卡地址------物理地址

几个基本概念

1、信道指信号的传输介质—狭义信道传输媒介和信号转换设备—广义信道

2、频带宽度 信号能无失真传送的频率范围，即，频率最高值减最低值简称带宽。 例如：一条电缆可传送1MHZ范围的信号，则称该电缆信道的带宽为1MHZ，有限的带宽限制了数据传输速率。

3、信道的最大数据传输速率

a.根据尼奎斯特公式，在无噪声条件下：最大数据传输速率=2Hlog2v(比特/秒） 其中H为带宽，V为离散电平数 例如：一个无噪声3KHZ信道不能传输二进制信号（V=2）超过6000bps。

b. 根据香龙定律，信噪比为S/N（S为信号功率，N为噪声功率，一般信噪比S/N用10log10S/N（分贝）dB表示）的任意信道的最大数据传输率为=Hlog2(1+S/N)

例如：3KHZ的信道，若信噪比为30dB,则无论信号使用电平数多与少，也无论采样速度有多高，其传输速率不超过30，000bps。

4、信道的复用 利用一个信道同时传输多个信号，称为信道多路复用。多路复用技术：频分（FDM）时分（TDM）ttf1信号123信号2信号3频分方式时间片时分方式f（二）、数据链路层数据链路层是OSI模型的第二层，它的主要功能是将从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧（frame），如下图所示：一个简化的数据帧 然后，通过物理层将帧发向相邻站的链路层，并由该链路层送交网络层。

目标地址源地址控制信息数据校验信息（三）、网络层

网络层（第三层）：它的主要任务就是决定如何将数据包（Packets)从发送方（Source)，路由到接收方（Destination)。换句话说，网络层通过综合考虑发送优先权，网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定，从一个网络中节点A到另一个网络中节点B的最佳路径。网络地址—逻辑地址（四）、传输层

1、传输层主要负责确保数据可靠、顺序、无差错地从A点到达B点。即使在虚电路方式（无差错服务），也不是100%无差错。一旦出错，进行复位，恢复等工作；

2、拥塞、死锁问题严重时，由传输层进行协调；

3、在OSI七层模型中，低三层是通信子网，高三层是信息处理。而传输层是通信子网与主机之间衔接的接口，负责总体的数据传送和控制。 （五）会话层

会话层负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。

（六）表示层

表示层负责数据的格式转换，数据压缩与解压，数据加密与解密等工作。

（七）应用层

OSI模型的第七层。应用层负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。如：API接口，ftp功能等。 应用层并不是指运行在网络上的某个特别应用程序，但网络应用程序一定调用应用层提供的服务。OSI模型总结

通信子网主机转发网桥路由网关网络协议

协议是管理网络如何通信的规则。协议对网络设备之间的通信指定了标准。没有协议，设备不能解释由其他设备发送来的信号，数据不能传输到任何地方。

OSI模型的任务是由网络协议执行的，OSI模型的每一层都有一个或多个协议（协议组）。 最常用的协议有TCP/IP，IPX/SPX，NETBIOS和NETBEUI，APPLETALK等，而TCP/IP是目前使用最广泛的协议。TCP/IP（传输控制协议/网际协议）

TCP/IP协议包括了一个完整的协议簇（协议组），除两个主要协议TCP和IP之外，还包括许多其他协议。如支持的高层协议有FTP，SMTP，SNMP等。

应用层表示层会话层网络层传输层数据链路层物理层网络接口层互连网层传输层应用层TCP/IP与OSI模型的比较TCP/IP互连协议OSI模型TCP/IP协议--应用层对应于OSI模型的应用层和表示层。借助协议包括FTP（文件传输协议）、HTTP（超文本传输协议）、TFTP（普通文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、DHCP（动态主机配置协议）；应用程序通过该层利用网络。TCP/IP协议--传输层大致对应于OSI模型的会话层和传输层；包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）；这些协议负责供流控制、错误校验和排序服务。所有的服务请求都使用这些协议。TCP/IP协议--互联网层对应于OSI模型的网络层包括IP（网际协议）、ICMP（网际控制报文协议）、IGMP（网际组报文协议）和

ARP（地址解析协议）；这些协议处理信息的路由和主机地址解析。TCP/IP协议--网络接口层大致对应于OSI模型的数据链路层和物理层；该层处理数据的格式化和将数据传输到网络电缆。TCP/IP核心协议网际协议（IP）：提供关于数据如何传输以及传输到何处的信息传输控制协议（TCP）：提供可靠的数据传输服务。IP协议功能IP协议寻找传输目的地子网1子网2子网n该往哪儿传？某些包也可能经其它路径传输TCP+IPTCP：我只管分割拼装报文，传错了找我。怎么传不管！

IP：我只管设法传到，出错别找我！

TCP/IP实际的网络

（一）、传输介质

最早的网络使用同轴电缆，目前以双绞线、光缆及无线为主。专家预测：今后的网络介质为：光缆和无线。

a.CATV75Ω有线电视

1.同轴电缆 b.符合802.3以太网网卡50Ω

c.ARCnet网卡 93Ω

2.双绞线电缆 用于网络的双绞线有屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）两大类。双绞线的物理特性应符合TIA/EIA568标准。每种又有1、2、3、4、5类三分。目前常用的双绞线是3类及5类（或超5类）。

3.光缆 用光导纤维（光纤）制成的传输介质被称为光缆。它利用光线在其介质中进行多次全反射来传输信号。 光缆分单模和多模。

4.无线

通过无线电波在空气中传输信号的网络称为无线网。 根据无线电波的频率范围，一般可分为短波、超微波、红外线……等。

短波一般是指3—30MHZ，微波指1—20GHZ，无线传输技术有：RF（Radiofrequency）传输技术，微波传输技术，红外传输技术，卫星传输等。RF传输一般是指工作频率在1GHZ以下，信号通过特定的频率点传输，传输方式与收音机或电视广播相同。另一个称为广谱（扩频），将信号分解分布在几个频点上。红外传输：使用红外线通过空气传输数据，一般用于短距离传输。微波传输：适用于远距离的最常用传输方式。（二）、网络硬件

在一个网络中，除传输介质、服务器、工作站以外，主要的网络硬件（互连设备）包括：网络接口卡（网卡）中继器集线器（HUB）网桥交换机路由器网关中继器中继器是一种放大模拟信号或数字信号的网络连接设备。一个中继器只包含一个输入端口和一个输出端口。只能接收和转发数据流。终端1终端2中继器集线器集线器是一个多端口的中继器，有一个端口与主干网相连，有多个端口连接一组工作站。集线器支持各种不同的传输介质和数据传输速率。主干网集线器工作站网桥（交换机）具有单个输入端口和输出端口，能够转发数据和解析它收发的数据。网桥将实际上分离的局域网连接成一个逻辑上的单一局域网。一个局域网的用户能透明通过网桥访问另一网络上的资源。网桥集线器集线器ACBDEF网桥（交换机）具有单个输入端口和输出端口，能够转发数据和解析它收发的数据。网桥将实际上分离的局域网连接成一个逻辑上的单一局域网。一个局域网的用户能透明通过网桥访问另一网络上的资源。路由器路由器是多端口设备，可以连接不同传输速率并运行于各种环境的局域网和广域网，也可以采用不同的协议。路由器属于OSI模型的第三层。路由器的主要功能就是解析OSI第三层信息，选择合理的传输路径，连接从A点到B点的最优传输路径。路由器内部带有自己的处理器、内存、电源以及各种输入输出插座。路由器的主要功能

(1)过滤出广播信息以避免网络阻塞；

(2)通过设定隔离和安全参数，禁止某种数据传输到网络；

(3)支持本地和远程同时连接；

(4)提供较高的容错能力；

(5)监视数据传输，并向管理数据库报告统计数据；

(6)诊断内部或其它连接问题并触发报警信号。网关（Gateway)网关能工作在OSI模型的所有层，是软件和硬件的结合产品，不能归为一种网络硬件。网关实际上通过重新封装信息以便它们能被另一个系统读取。由于网关负责的工作太多，故速度较慢。网关常常与应用层有关，如：电子邮件网关可以从一种类型的邮件系统向另一种类型的邮件系统传输数据。互连设备优点缺点中继器网络互连容易，价格低互连规模有限，不能隔离不需要流量，无法控制信息传输网桥网络互连容易提纲网络管理功能提高安全保密性协议透明隔离不需要的流量交换效率高具有广播风暴现象不能决定最佳路径管理控制功能有限错误处理功能不强不能完全隔离不必要的流量路由器适于大规模的复杂网络容易互连不同类型的局域网管理控制功能强，安全，保密充分隔离不需要的流量网络设备复杂不支持非路由协议价格昂贵中继器、网桥、路由器比较局域网局域网（LAN）局域网络是将小区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络。局域网的属性：1局域网是通信网络，从协议层次看，它包含下三层的功能；2通信设备包括计算机、终端和各种外围设备；3小区域可以是一建筑物内、一个校园或者大至几十公里直径的一个区域。局域网的特性：高数据速率（0.1Mbps~100Mbps),短距离（0.1km~25km),低误码率（10-8~10-11）局域网图例FDDI浙大校园网管理学院路由器网关校网中心光纤其它校区Internet局域网网络登录当你的计算机在通讯线路上和网络相连后。只有通过登录进入网络后，才能成为一个合法网络用户。在登录过程中需要用户输入账号，即用户标识和口令。用户标识：是使用网络的一个合法标识，也称用户名。口令：是保护用户标识不受别人盗用的若干特定字符，也称为密码。用户账号提供了网络资源的访问权限，局域网网络资源的使用文件服务器的硬盘驱动器映射程序或数据的共享：允许多个用户同时访问同一个应用程序或数据文件。网络硬件资源的共享。如打印机的共享、光盘刻录机的共享。局域网网络服务器专用文件服务器是专门用来为工作站提供程序和数据文件的。打印服务器是专门用于对整个网络的打印服务进行控制与管理。（现在有一种网络打印机，不需要专门的打印服务器）应用服务器可帮助工作站来运行有关的应用程序，然后把结果送回到工作站。这种体系结构也称为客户/服务器（Client／Server）体系结构。Windows98网络功能

网上邻居双击桌面上的“网上邻居”图标，可以查看局域网内部的其它计算机邻居。双击“网上邻居”窗口中的计算机组，可以进一步看到该组的所有计算机，双击某一台计算机，可以访问该计算机中的有关资源。不是每一台计算机的任意资源都可访问，只有经过允许共享的资源才能被网络上的其它计算机访问。因为这涉及到网上隐私和网络安全Windows98网络功能

网上邻居Windows98网络功能

网上邻居Windows98网络功能

网上邻居在“网上邻居”图标上单击右键，从弹出的快捷菜单中选“属性”，在打开的“网络”对话框中，在“标识”选项卡下输入工作组名。Windows98网络功能

共享资源设置共享资源联网计算机的资源只有通过设置共享特性，才能被网上的其它计算机访问设置步骤“文件及打印共享”：点击按钮允许访问Windows98网络功能

共享资源设置共享资源

设置步骤“文件及打印共享”

文件夹共享

1

选中磁盘驱动器或文件夹

2

单击右键，执行“共享”命令

3设置共享属性第一步第二步第三步Windows98网络功能

共享资源打印机共享设置步骤文件及打印共享在“我的电脑”中选择打印机，单击鼠标右键，弹出菜单中选“共享”命令打印机共享设置广域网局域网的远距离连接

广域网连接方式利用公共电话线路（PSTN）租用专线（DDN，卫星）利用互联网Internet互联网是世界上最大的的广域网一、Internet的定义

Internet是多个网络互连组成的网络（网络的集合）。它们共同遵守TCP/IP协议。凡是支持TCP/IP协议，遵守Internet的工作原理及运作机制（统一的IP地址分配、名字、域名体系等），且连入到Internet，便成为全球Internet的一个部分。NSPNSPNSPISPISP

路由器……网络服务提供商因特网主干网因特网服务商电话线DDN专线干线网HUB干线网二、IP地址Internet地址又称IP地址，它能唯一地标识Internet上的每台计算机、每个用户。在TCP/IP协议中，分配给每台主机一个32位数作为该主机的IP地址。每个IP地址由两部分组成，即网络标识（netid）和主机标识（hostid）。网络标识确定了该台主机所在的物理网络，主机标识确定了在某一物理网络上的一台主机。IP地址特性：每台主机分配了唯一的地址；网络标识号的分配必须全球统一，但主机标识号可由本地分配，不需全球统一。IP地址由4个字节（32位）组成，可以用4个十进制数字表达，每个数字可取值0～255，数字间用“.”隔开（如：85）IP地址分为A、B、C三类。A类地址A类0128162431netidhostid0A类地址分配给少数规模很大的网络，每个A类地址的网络有众多的主机。32位中第一个8位为网络标识，其中第0位为0，表示A类地址，其余24位为主机标识。A类地址最多可容纳27个物理网络，每个物理网络最多可容纳224个主机。netidhostid1B类00128162431B类地址B类地址分配个中等规模的网络。32位地址中前两个8位为网络标识，其中前两位为10，表示B类地址。其余16位为主机标识，由该网络的管理者分配。B类地址可以包含214个物理网络，每个物理网络可容纳216台主机。网络号主机号1C类010128162431C类地址C类地址分配给小规模的网络；32位地址中前24位为网络标识，其中前三位为110，表示C类地址；最后8位为主机标识，由该网络管理者分配。C类地址可包含221个物理网络，每个物理网络包含28个主机。四、域名DNInternet对每台计算机的命名方案称为域名系统DNS。每台计算机的域名由一系列字母和数字构成的段组成。计算机的域名结构为(如：)：

主机名.机构名.网络名.最高域名域名与IP地址一一对应，域名便于记忆，用得更普遍。使用时，网络会自动转换成IP地址。域名服务中心：InterNIC、CNNIChttp://（国际）http://（中国）域名命名顶级域名--国家的域名：德国de法国fr

香港HK日本jp

泰国th

中国CN还有一类顶级域名，是按机构划分，有七种机构作为最顶级域。

com商业组织edu

教育机构

gov

政府部门org非盈利性组织

net主要网络支持中心int

国际组织

mil代表军事部门域的DNS服务器1Browser设置域为：DNS服务：1Web服务器111sba1lib……….http://执行过程①②③因特网的地址系统当进行网页浏览时，除了指定提供网页的计算机的域名外，还需要指定网页的文件名。我们称之为统一资源定位符URL。URL就像域名一样，也是因特网上的地址。但URL是计算机上网页文件的地址，通常格式为：

WWW.域名

例如：WWW.Web服务器都会提供对WWW的解释因特网的地址系统使用统一资源定位符URL进行浏览时，由于所有的网页是用HTTP(超文本传输协议HyperText

TransferProtocol）格式，所以完整的网页浏览地址还需以http：//开头。例如浙江大学的网址为：

http：//

协议Web服务浙江大学教育网中国当然在使用IE浏览时，http：//可以省略。因特网的地址系统因特网上最大的应用之一当属电子邮件，每一个想收发电子邮件的用户，必须有自己的电子邮箱。邮箱有独立的地址形式，如：

angle987@263.net

用户邮箱名邮件服务器名 电子邮件信箱特殊符号POP服务器和SMTP服务器POP：邮局协议，是TCP/IP的电子邮件交换协议，用于邮件的接收；SMTP：简单邮件传送协议，是TCP/IP的电子邮件交换协议，用于电子邮件的发送；POP服务器：接收邮件的服务器；SMTP服务器：发送邮件的服务器；SMTP服务器和POP服务器的地址通常相同。用户A互联网用户BSMTP1POP2SMTP2POP2Internet上的常用服务WWWServer或WebServer：提供超文本传输（HTTP）服务。FTPServer：提供文件的下载（Download）和上载（Upload）服务。Telnet远程登录BBSServer：提供电子公告板服务。MAILServer：提供电子邮件服务。Chatting：交互对话服务。Push技术（自动搜索Agent）web服务器Ftp服务器http/ftphttpCGI数据库浏览器WindowsNTserverhttpc:\Inetpub\wwwroot\default.htm(index.htm)ftpc:\Inetpub\ftprootWWW技术的主要内容浏览器Browser统一的资源定位URL(UniformResourceLocation)超文本传输协议HTTP(HypertextTransportProtocol)超文本标识语言HTML(HypertextMarkupLanguage)通用网关接口CGI(CommonGatewayInterface)WebServerFtpServerTelnetServer…….Browserhttp、ftp、telnetCGI数据库WebServerhttpFtpServerftpftpWebServerhttphttpWWW的工作方式五、NSP(互联网服务提供商)

ISP(互联网服务商)

NSP提供主干通信网，提供大容量的数据传输通道和高传输速度。所有进入Internet的网络都是通过ISP与Internet连接的；ISP是为单位和个人提供互联网的企业，负责使连接到ISP的用户连接到主干网上。六、Internet的接入方式按物理连接：拨号入网、专线入网按IP地址的获取方式：代理入网Proxy（多台主机共享同一IP地址）直接入网（主机拥有IP地址）BBInternetProxyServer代理服务器代理服务器设置为代理入网ProxyB讨论：