第1章计算机网络基础知识

《实用计算机网络技术》一、计算机网络基础《实用计算机网络技术》本章要点二、一、计算机网络概述计算机网络分类三、数据通信与网络适配器四、网络通信协议《实用计算机网络技术》1、计算机网络概述A广义上，计算机网络是计算机技术与通信技术相结合，实现信息传送，达到资源共享的系统。从资源共享的角度。B计算机网络是以能够相互共享资源（硬件、软件、数据）的方式连接起来，并各自具备独立功能的计算机系统的集合。C本课程定义，计算机网络是利用通信线路连接起来的相互独立的计算机集合。1.1.1计算机网络的定义《实用计算机网络技术》计算机网络基本结构《实用计算机网络技术》1.1.2计算机网络的产生独立计算机阶段：计算机系统都是相互独立的，要想实现软件或硬件的共享十分困难，需要在人力、物力和时间等方面有很多的投入。

第一阶段独立的计算机网络：把独立的计算机通过通信线路连接成计算机网络，经济地实现了计算机之间的软、硬件共享。第二阶段广域网阶段：把不同地域的计算机网络连接成一个更广、更大的计算机网络—广域网。第三阶段《实用计算机网络技术》1、2、3、4、数据传输：使得各种媒体信息通过一条通信线路从甲地传送到乙地。资源共享：包括硬件共享和软件共享。协调负载：通过网络调度来协调工作。网络服务：电子邮件、网上电话、网络会议、电子商务等。1.1.3计算机网络功能《实用计算机网络技术》计算机网络网络设备通信线路(传输介质)网络软件客户机服务器网卡网络互连设备双绞线同轴电缆光缆微波卫星网络传输协议网络操作系统网络管理软件网络应用软件计算机网络的组成1.1.4计算机网络组成《实用计算机网络技术》1.2计算机网络的分类计算机网络按照其发展阶段可分为主机通信，文件共享，客户机/服务器3类，按照覆盖范围的大小可分为局域网、城域网、广域网3类，按照拓扑结构可分为星型、环型、总线型3类。（1）主机之间通信（2）文件共享网络（3）客户机服务器《计算机网络实训教程》许四平1.2.1计算机网络的发展阶段《实用计算机网络技术》21局域网地理范围通常在10Km以内，属于一个部门、一个单位或一个小组所有。广域网地理范围在几十公里到几万公里，小到一个城市，一个地区，大到一个国家，几个国家，全世界。3城域网介于局域网与广域网之间，地理范围从几十公里到上百公里，覆盖着一座城市或一个地区。1.2.2计算机网络的覆盖范围《实用计算机网络技术》A总线型：该结构采用一条公共总线作为传输介质，每台计算机通过相应的硬件接口入网，信号沿总线进行广播式传送。

B环形结构：环型拓扑结构为一封闭的环，每个连入环型网络的计算机有一个硬件接口入网，这些接口首尾相连形成一条环状链路。

C星形结构：星型结构由一台中央节点和周围的从节点组成。中央节点可与从节点直接通信，而从结点之间必须经过中央节点转接才能通信。1.2.3计算机网络的拓扑结构《实用计算机网络技术》1.3

数据通信数据通信是指在两点或多点之间以二进制形式进行信息交换，也就是使用电力或电子设备实现两点或多点之间的符号或字符形式信息的传送。数据通信系统由数据通信设备和数据终端设备组成。1.3.1数据通信概述计算机网络的基本功能就是数据传输。从数据通信的角度来看，有两个因素对网络性能的好坏起主要作用，即数据传送的速率和质量。（1）数据传输速率（2）误码率《计算机网络实训教程》许四平一、数字二、模拟1.3.2数字信号与模拟信号《实用计算机网络技术》双绞线并行通信与串行通信按照通信方式，数据通信分为并行通信和串行通信，其中串行通信分为同步通信和异步通信；按照通信方向，数据通信分为单工、半双工和全双工；按照通信时对信道的使用方式，数据通信分为共享通信和点对点通信。《计算机网络实训教程》许四平1.3.3数据通信分类并行通信是指使用独立的通信线路同时传输多组数据。并行通信被普遍用于两个距离设备之间的通信中。最常见的例子是计算机和外围设备之间的通信，比如计算机和打印机之间的通信。《计算机网络实训教程》许四平1并行通信和串行通信串行通信是指使用一条通信线路一次传送多组数据。它具有成本低、适合长距离传输等优点。关于在串行通信中收到的信号代表什么数据是字符格式的问题。串行通信提供了两种不同的方法，对应有两种基本通信方式---异步通信和同步通信。《实用计算机网络技术》单工、半双工和全双工通信数据通信是指在两点或多点之间以二进制形式进行信息交换，也就是使用电力或电子设备实现两点或多点之间的符号或字符形式信息的传送。数据通信系统由数据通信设备和数据终端设备组成。1.3.3数据通信分类《实用计算机网络技术》多路复用技术复用技术划分频分多路复用（FrequencyDivisionMultiplexing--FDM）的原理是将一个信道可用带宽的频率范围划分为多个更细的带宽时分多路复用（TimeDivisionMultiplexing一TDM）的原理是将信道按时间段分配给各个信号源。通过多个信号源共享一条信道以提高信道的利用率。

码分多路复用（CodeDivisionMultiplexing一CDM）作为一种多址方案已经成功地应用于卫星通信和蜂窝电话领域。波分多路复用（WavelengthDivisionMultiplexing一WDM）是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术。《实用计算机网络技术》数据通信的交换方式A电路交换：电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时，使用同一条实际的物理链路，通信中自始至终使用该链路进行信息传输。B报文交换：报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中(内存或外存)，当所需输出电路空闲时，再将该报文发往需接收的交换机或终端。C分组交换：分组交换是将用户发来的整份报文分割成若干个定长的数据块(称为分组或打包)，将这些分组以存储—转发的方式在网内传输。《实用计算机网络技术》调制解调器的英文单词为Modem，来自于英文术语MODulator/DEModulator（调制器/解调器），是一种翻译器。将计算机输出的数字信号变换成适应模拟信道信号的过程称为调制，相应的设备称为调制器。《实用计算机网络技术》卡又称为网络接口适配器简称网卡，是构成网络的基本部件。网络接口卡，是插在个人计算机或服务器扩展槽内的扩展卡或者在主板上集成的芯片，同网络操作系统配合工作，控制网络上的信息流。《实用计算机网络技术》4、网络传输协议A早期开发的局域网、城域网、广域网在许多方面都是混乱的。由于使用不同技术规范，网络之间进行相互通信就变得困难起来。

B随着网络技术的进步和各种网络产品的出现，一个现实问题摆在人们面前，这就是希望解决不同系统的互联问题。C网络传输协议是不基于特定机型、操作系统或公司的网络体系结构。《实用计算机网络技术》OSI参考模型分层结构《实用计算机网络技术》OSI参考模型分层功能《实用计算机网络技术》OSI协议封装过程《实用计算机网络技术》21TCP/IP就是用在因特网上的网络通信协议，用该协议可以让因特网上的所有计算机互相通信而形成了今天的因特网。TCP/IP协议传输控制协议/网际协议（TCP/IP，TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）是工业界标准的协议组，为跨越局域网和广域网环境的大规模互联网络设计。《实用计算机网络技术》TCP/IP协议分层结构《实用计算机网络技术》IP地址IP地址是给每一个使用TCP/IP协议的计算机分配的一个惟一的32位地址，IP地址的结构能够实现在计算机网络中很方便地进行寻址。通常将一个IP地址按每8位（一个字节）分为4段，段与段之间用“.”隔开。为了便于应用，IP地址的每个段用十进制数表示。IP地址成为每台计算机惟一的标识。《实用计算机网络技术》IP地址分类《实用计算机网络技术》三类IP划分AA类地址的有效网络范围为1～126。全世界只有126个A类网络，每个A类网络可以拥有的主机数就是后面24个比特位的组合，为224个。

BB类地址中规定前两个8位为网络部分，后两个8位为主机部分。B类地址中作为引导位的前两个比特必须是10，因此它的网络部分的范围就是128～191。CC类地址中规定前三个8位为网络部分，最后一个8位为主机部分，即：C类地址=网+网+网+主。《实用计算机网络技术》子网掩码在网络中不同主机之间通信的情况可以分为两种：①同一个网段中两台主机之间相互通信。②不同网段中两台主机之间相互通信。为了区分这两种情况，进行通信的计算机需要获取远程主机IP地址的网络部分以做出判断：如果源主机的网络地址=目标主机的网络地址，则为相同网段主机之间的通信；如果源主机的网络地址≠目标主机的网络地址，则为不同网段主机之间的通信。因此对一台计算机来说，关键问题就是如何获取远程主机IP地址的网络地址信息，这就需要借助子网掩码（Netmask）。

《实用计算机网络技术》子网掩码格式与IP地址一样，子网掩码也是由32个二进制位组成，对应IP地址的网络部分用1表示，对应IP地址的主机部分用0表示，通常也是用4个点分开的十进制数表示。当为IP网络中的节点分配IP地址时，也一并要给出每个节点所使用的子网掩码。对A、B、C这三类地址来说，通常情况下都使用默认子网掩码。A类地址的默认子网掩码是；B类地址的默认子网掩码是；C类地址的默认子网掩码是。《实用计算机网络技术》子网掩码的作用就是获取主机IP地址的网络地址信息，用于区分主机通信的不同情况，由此选择不同的路径。

《实用计算机网络技术》域名A域名（DomainName），是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称，域名用于在数据传输时标识计算机的电子方位（有时也指地理位置）。B域名是地址与互联网协议（IP）地址相对应的一串容易记忆的字符，并按一定的层次和逻辑排列。目前也有一些国家在开发其他语言的域名，如中文域名。C域名不仅便于记忆，而且即使在IP地址发生变化的情况下，通过改变解析对应关系，域名仍可保持不变。《实用计算机网络技术》国际域名（internationalTop-LevelDomain-names，简称iTDs），也叫国际顶级域名。这也是使用最早也最广泛的域名。例如表示工商企业的.com，表示网络提供商的.net，表示非盈利组织的.org等。国内域名，又称为国内顶级域名（nationalTop-LevelDomainnames，简称nTLDs），即按照国家的不同分配不同后缀，这些域名即为该国的国内顶级域名。目前200多个国家和地区都按照ISO3166国家代码分配了顶级域名，例如中国是cn，美国是us，日本是jp等。《实用计算机网络技术》域名管理机构国际域名由美国商业部授权的互联网名称与数字地址分配机构（TheInternetCorporationforAssignedNamesandNumbers）即ICANN负责注册和管理；而国内域名则由中国互联网络管理中心（ChinaInternetNetworkInformationCenter）即CNNIC负责注册和管理。《实用计算机网络技术》域名分类类别域名按申请机构的性质依次分为：com…Commercialorganizations，工、商、金融等企业edu…Educationalinstitutions教育机构gov…Governmentalentities政府部门地理域名是按地理位置分配的符号，如下所示：At…Austria奥地利be…Belgium比利时de…Germany德国ca…Canada加拿大fr…France法国it…Italy意大利《实用计算机网络技术》IPv6在WindowsXP系统上只需要执行IPv6–install就可以在本机上启用IPv6。现在很多BBS和大型门户网站都提供了IPv6的入口，在本机启用IPv6之后，本地所在的网络只要具备IPv6出口并且设备支持IPv6，那么就可以使用IPv6上网。IPv6以它的访问速度和安全性能得到了用户的欢迎。《实用计算机网络技术》操作步骤

在运行窗口输入CMD，安装IPv6协议，使用ipconfig查看本地配置信息；传统的Ping、Tracert都有相应的IPv6版本。可以使用Ping6探测到达目标服务器的连通性。使用Tracert6同样可以追踪到达指定IPv6站点的所经历的中间通信节点的情况，Tracert6《实用计算机网络技术》查看IPv6配置信息《实用计算机网络技术》Ping

《实用计算机网络技术》Tracert6

《实用计算机网络技术》国内一些主要机构都提供了IPv6的访问方式，如下所示。清华大学IPv6上海交通大学IPv6实