计算机应用基础课件项目八：计算机网络

8.1.1什么是计算机网络计算机网络是将分散在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统，利用通信设备和线路相互连接起来，在网络协议和软件的支持下进行数据通信，实现信息通信和资源共享的计算机系统的集合。它是计算机技术与通信技术密切结合的产物。8.1.2计算机网络的发展1．第一代计算机网络——面向终端的计算机网络2．第二代计算机网络——计算机－计算机网络3．第三代计算机网络——开放式标准化网络项目八计算机网络

任务一计算机网络概述8.1.3计算机网络的组成

一个典型的计算机网络主要是由计算机系统、数据通信系统、网络软件及协议三大部分组成。计算机系统是网络的基本模块，为网络内的其他计算机提供共享资源；数据通信系统是连接网络基本模块的桥梁，它提供各种连接技术和信息交换技术；网络软件是网络的组织者和管理者，在网络协议的支持下，为网络用户提供各种服务。

图8.1.1通信子网与资源子网

从功能角度去看待计算机网络的组成，可将计算机网络逻辑划分为资源子网和通信子网（如图8-1所示）。资源子网负责全网的数据处理业务，并向网络用户提供各种网络资源和网络服务。通信子网的作用是为资源子网提供传输、交换数据信息的能力。

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任务一计算机网络概述8.1.4计算机网络的分类

1．按地理覆盖范围分类计算机网络按地理覆盖范围大小，可划分为局域网、城域网、广域网和互联网四种。

2．按网络的拓扑结构分类按网络拓扑结构分类，网络可划分为总线型网、星型网、环型网。图8.1.2总线型网络

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任务一计算机网络概述8.1.3环型网络

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任务一计算机网络概述图8.1.4星型网络

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任务一计算机网络概述8.1.5计算机网络的功能（1）数据交换和通信。计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件。（2）资源共享。充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）是计算机网络组网的主要目标之一。（3）提高系统的可靠性。在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算机网络实现备份技术，可以提高计算机系统的可靠性。（4）分布式网络处理和负载均衡。对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空闲的计算机分担负荷。项目八计算机网络

任务一计算机网络概述

任务描述：了解了网络的概念、应用和发展，那么组成网络的设备有哪些呢？各种设备的作用和功能是什么？通过本任务的学习，使读者认识常见的网络设备，掌握常用网络设备的特性及其应用。

任务分析：常用的网络设备有网络服务器、网络工作站、网络适配器、网络传输介质、网络传输设备等，每种设备都有其不同的型号、特性和用途，每一种设备要逐个讲解。

知识点：各种网络设备的特性及其应用任务二计算机网络设备

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8.2.1网络服务器在网络系统中，有一些计算机和设备允许其他计算机共享它的资源，另外也会应其他计算机或设备的请求来提供服务或共享资源，这就是网络服务器。服务器负责数据处理和网络控制，并构成网络的主要资源。8.2.2网络工作站工作站又称客户机，是连接到服务器的计算机，相当于网络上的一个普通用户，它可以使用网络上的共享资源。8.2.3网络适配器网络适配器又称为网络接口卡，简称网卡。它是组建网络的基本部件。每一块网卡在出厂时都有一个唯一的编号，称为MAC地址，也叫物理地址。它由多个十六进制代码组成，如00-50-55-C0-00-01。通过该地址在数据链路层识别局域网中的每台计算机。网卡与网络介质相连，通过网络介质连接到网络中的其他设备上，如集线器、中继器或交换机等，或直接连接到其他计算机上，以达到计算机之间通信的目的。任务二计算机网络设备

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8.2.4网络传输介质传输介质是能够实现设备通信的链路。传输介质可分为两大类：有线和无线。有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等，无线介质包括无线电波（微波通信和卫星通信等）、红外线。1．双绞线双绞线（TwistedPair）是一种最常使用的有线物理传输介质。它由两根绝缘的铜线互绞在一起而得名。将两根导线绞在一起的目的是减少来自其他导线中的信号干扰。相对于其他有线物理传输介质（同轴电缆和光纤）来说，双绞线价格便宜，也易于安装使用，但在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制。2．同轴电缆同轴电缆（CoaxialCable）的内芯为铜导体，其外围是一层绝缘材料，再外层为金属屏蔽线组成的网状导体，最外层为塑料保护绝缘层。由于铜芯与网状外部导体同轴，故称同轴电缆。同轴电缆的这种结构使它具有高带宽和高抗干扰性，在数据传输速率和传输距离上都优于双绞线。由于同轴电缆在布线的难度上比较大，目前已逐步被高性能的双绞线所替代。任务二计算机网络设备

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3．光纤光纤是一根很细的可传导光线的纤维媒体，其半径仅几微米至一二百微米。制造光纤的材料可以是超纯硅、合成玻璃或塑料。相对于双绞线和同轴电缆等金属传输介质，光纤有轻便、低衰减和大容量、电磁隔离等优点，是一种很有发展前途的物理传输介质。目前光纤主要在大型局域网中用作主干线路的传输介质。8.2.5网络传输设备1．中继器中继器（RP，repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。任务二计算机网络设备

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2．集线器集线器的英文称为Hub。Hub是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。Hub本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以Hub为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。

这种广播发送数据方式有以下不足：（1）用户数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，很容易就能被他人截获。（2）由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上传输过程中是共享带宽方式，就可能造成网络塞车现象，降低了网络执行效率。（3）非双工传输，网络通信效率低，不能满足较大型网络的通信需求。任务二计算机网络设备

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3．交换机交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。广义的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。前面介绍过的Hub集线器就是一种共享设备，交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。任务二计算机网络设备

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4．路由器路由器（Router）用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。路由器只接收源站或其他路由器的信息，它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。任务二计算机网络设备

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任务描述：网络要有一定的规则才能正常传输，计算机网络的传输规刚有哪些，又是如何利用这些规则进行传输的呢？本任务详细讲解计算机网络传输的规则及网络操作系统的相关知识。

任务分析：通信网络协议（CommonNetworkProtocol）是数据在设备之间交换的规则，通常简称为协议。协议通过在设备之间提供通用的语言，使设备能够相互理解通信的内容。TCP/IP协议族是最常见的协议，它包括TCP协议、IP协议、FTP协议、HTTP协议、POP3协议、SMTP协议等，其中TCP/IP协议是常用的协议。

知识点：开放系统互连参考模型、TCP/IP协议、网络操作系统

任务三计算机网络协议及网络操作系统

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8.3.1开放系统互联参考模型OSI模型分为七层，模型描述了各层所提供的服务，以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语。为了便于描述通常把这七层分为高层（应用协议层）和低层（数据流协议层）两部分，如图8.3.1所示。（1）应用层（Applicationlayer）为用户的网络应用程序提供网路服务。（2）表示层（Presentationlayer）为应用层提供服务，保证一个系统的应用层发送的数据可以被另一个系统的应用层接收到。（3）会话层（Sessionlayer）建立、管理、终止两台通信主机间的会话（session）。（4）传输层（Transportlayer）完成数据的分段和重组。（5）网络层（Networklayer）为两台地理位置分散的主机间提供连接和路径选择。任务三计算机网络协议及网络操作系统

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（6）数据链路层（DataLinklayer）数据链路层提供数据在互连链路上的传输。（7）物理层（Physicallayer）为激活、维持、释放物理链路定义了电气、机械、过程和功能的标准。

任务三计算机网络协议及网络操作系统

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8.3.2TCP/IP协议TCP/IP（TransmissionContolProtocol/InternetProtocol）是传输控制协议/互连网络协议的缩写，当初是为美国国防部高级研究计划局（ARPA）设计的，一般称为ARPAnet，其目的在于能够让各种各样的计算机都可以在一个共同的网络环境中运行。TCP/IP协议的形成有一个过程。（1）应用层：完成了有关表达、编码和对话的控制。TCP/IP模型将所有与应用相关的内容都归为一层，也称为处理层（ProcessLayer）。（2）传输层：处理关于可靠性、流量控制、数据重传等问题。这一层中最重要的协议之一就是传输控制协议（TCP），它创建虚连接，完成可靠的、高效、低错误率的网络通信过程。这一层也称为主机到主机层（host-to-hostlayer）。（3）互联网络层：把来自互联网络上的任何网络设备的数据分组发送到目标设备，这一过程与经过的网络路径无关。管理这一层的协议就是互联网协议（IP），它完成最佳路径选择和分组交换。（4）网络接入层的功能相当于OSI模型中物理层和数据链路层的所有功能。这一层也被称为主机到网络层（host-networklayer）。任务三计算机网络协议及网络操作系统

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图8.3.2TCP/IP协议模型

任务三计算机网络协议及网络操作系统

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8.3.3网络操作系统操作系统（OS-OperatingSystem）是管理计算机系统资源以及方便用户利用计算机系统资源的一组程序。这组程序是系统软件。网络操作系统管理的资源有：由其他工作站访问的文件系统；在网络操作系统上运行的计算机的存储器；加载和执行共享应用程序；共享网络设备；网络操作系统进程之间的CPU调度。目前，常用的网络操作系统有：Novell公司的NetWare；Microsoft的WindowsNT/2000/XP；带有网络功能的UNIX。任务三计算机网络协议及网络操作系统

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任务描述：如果你家里还者单位有一台以上的计算机，可以考虑把它们连成局域网。局域网最大的特点就是可以实现资源的最佳利用，如共享磁盘设备、打印机等，从而可以在组建的局域网内部互相调用文件，并可以在任何一台共享打印机上进行打印；当然也可以借助Wingate或Sygate等软件多机共享一台Modem上网；或者通过代理服务器连上Internet。那么如何连接呢？本任务详细讲解局域网的组建及设置方法。任何分析：不要一听说“连网”就以为很难，其实如果只是组建一个小型的局域网，只要添置几块网卡和一些数据线，就可以自己动手组建局域网了。连接局域网首先需要安装网卡、制作网线，然后利用网线将计算机连接到集线器或交换机上，最后安装网络协议、设置IP地址及网关、实现网络共享就可以了。

知识点：安装网卡、制作网线、设备连接、安装协议、设置IP及网关、共享设置

任务四局域网的组建与设置项目八计算机网络

8.4.1安装网卡要组成局域网，当然先要有一个网卡了。由于WindowsXP支持即插即用，如果你用的是即插即用的网卡，而且WindowsXP中又带了它的驱动程序，在WindowsXP中安装它就省事了，只要把网卡往计算机的扩展槽上一插，然后把计算机打开就可以了，WindowsXP会自动帮你把网卡的驱动安装好。装好网卡后，在“我的电脑”窗口中右击，选择“属性”选项，在“设备管理”中就会多出了一项“网络适配器”，点一下它旁边的加号，在下面就列出了你刚才安装的网卡了。任务四局域网的组建与设置项目八计算机网络

8.4.2网线制作1．RJ-45线的制作先准备好所需的工具：压线钳。（1）先抽出一小段线，然后把外皮剥除一段（长度大约为1.2～1.3厘米）。（2）根据排线标准将双绞线反向缠绕开，现行的接线标准有T568A和T568B标准，平常用得较多的是T568B标准。这两种标准本质上并无区别，只是线的排序顺序不同而已。T568B标准1～8的排线顺序为：橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕。T568A即在T568B的基础上，把1、3和2、6的顺序相互换一下即可。（3）用压线钳把参差不齐的线头剪齐。（4）把线插入水晶头，并用压线钳夹紧（使劲），另一头也按同一标准接好。在使用Hub、交换机等集线设备时，这两种标准不能混用。而双机互联未使用集线器的情况下，便得一头采用T568A标准，另一头采用T568B标准。因为根据规定，网卡的脚1和脚2为发送数据，而脚3和脚6为接收数据引脚。1、3和2、6线互换主要是使一块网卡1、2脚发送数据，另一块网卡正好用3、6脚接收。（5）使用测试仪测试网络线是否接通，也可以直接用到网络上测试数据能否接通。任务四局域网的组建与设置项目八计算机网络

8.4.3集线器和交换机的连接用制作好的网线将多台计算机连接到集线器或交换机上，实现计算机的物理连接。交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整。交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中。但此时还不能通过网络访问其他的计算机，必须先安装网络协议、设置IP地址。8.4.4网络协议的安装局域网中的一些协议，在安装操作系统时会自动安装。如在安装WindowsXP时，系统会自动安装NetBEUI通信协议；在安装NetWare时，系统会自动安装IPX/SPX通信协议。这3种协议中，NetBEUI和IPX/SPX在安装后不需要进行设置就可以直接使用，但TCP/IP要经过必要的设置。所以下面主要以WindowsXP环境下的TCP/IP协议为主，介绍其安装、设置和测试方法，其他操作系统中协议的有关操作与WindowsXP基本相同，甚至更为简单。

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1．TCP