土木工程综合布线与网络工程2网络技术基础

工程2网络技术根底才干目的：可以根据给定的IP地址等相关信息进展正确的配置；可以根据实践运用正确进展网络硬件设备的选择和运用；可以进展网络常见缺点的排除。工程2网络技术根底2.1网络概述2.2TCP/IP模型和IP地址2.3网络硬件设备2.4网络操作系统2.5网络测试与常见鼓掌分类2.1网络概述2.1.1计算机网络的概念2.1.2计算机网络的分类2.1.3计算机网络的拓扑构造2.1.4综合布线工程网络概述实训2.1.1计算机网络的概念计算机网络是将假设干台“独立〞的计算机经过传输介质相互衔接，并经过网络软件逻辑地相互联络到一同而实现资源共享的计算机系统。计算机之间的衔接是物理的，是由硬件实现的。2.1.2计算机网络的分类计算机网络可以按不同的内容进展分类：如按分布地理范围分类可分为：局域网、城域网、广域网；按交换方式分类可分为：电路交换网、报文交换网、分组交换网；按传输媒体分类：双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络、无线网络；按通讯带宽分类：窄带网、宽带网；按信息交换范围分类：内部网、外部网；按社会职能分类：公用网、公用网；按用途分类：教育网、校园网、科研网、商业网、企业网、军事网等。1、局域网局域网〔LocalAreaNetwork，LAN〕是将较小地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一同组成的计算机网络。其覆盖的地理范围比较小。它具有传输速率高、误码率低、网络拓扑构造简单以及归属明确等特点。局域网例如如图2.1所示。图2.1局域网例如2、城域网〔MetropolitanAreaNetwork，MAN〕是覆盖范围介于局域网和广域网之间的一种高速网络。城域网例如如图2.2所示。图2.2教育城域网例如3、广域网广域网〔WideAreaNetwork，WAN〕是在一个宽广的地理区域内进展数据、语音、图像信息传输的计算机网络。广域网的数据传输速率比局域网要慢得多。广域网可以覆盖一个城市、一个国家甚至于全球。广域网例如如图2.3所示。图2.3广域网例如2.1.3计算机网络的拓扑构造计算机网络有很多种拓扑构造，最常见的网络拓扑构造有总线型、环型、星型、树型和网状型。1、总线型总线型构造采用一条单根的通讯线路〔总线〕作为公共的传输通道，一切的节点都通过相应的接口直接衔接到总线上，并经过总线进展数据传输。总线型拓扑构造如图2.8所示。图2.4总线型拓扑构造2、环型环型构造是各个网络节点经过环接口连在一条首尾相接的闭合环状通讯线路中，每个节点设备只能与它相邻的一个或两个设备直接通讯。环型构造可以分为单环构造和双环构造。相比单环构造来说双环构造具有更好的可靠性。环型拓扑构造如图2.5所示。图2.5环型拓扑构造3、星型星型构造的每个节点都经过一条点对点通信线路与中心节点衔接。星型拓扑构造如图2.6所示。星型构造特点：〔1〕构造简单，管理维护方便；〔2〕易于构造化布线，构造易扩展，易晋级；〔3〕中心节点的负担重，容易成为信息传输的瓶颈。图2.6星型拓扑构造4、树型树型构造可以看成是星型拓扑构造的扩展。在树型构造中，节点按层次进展衔接，信息交换主要在上、下节点之间进展。树型拓扑构造易于扩展，便于缺点隔离，可靠性高。树型拓扑构造如图2.7所示。图2.7树型拓扑构造5、网状型网状型构造是指将各网络节点与通讯线路互连成不规那么的外形，每个节点至少与其它两个节点相连。其构造特点是可靠性高，结构复杂，不利于管理和维护，网状拓扑构造如图2.8所示。图2.8网状拓扑构造2.1.4综合布线工程网络概述实训1实训目的与要求：经过实训了解网络在现实生活中的运用情况；经过察看可以分析出网络的拓扑构造和网络互联的类型。2实训内容：(1)分析现实生活中他所能感遭到的运用计算机网络的情况，领会计算机网络的重要性；(2)察看实验室的网络环境，分析其网络拓扑构造，并画出整个校园网的网络拓扑构造图。〔3〕分析实验室以及整个校园网的拓扑结构，阐明其网络互联的类型；〔4〕构成校园网拓扑构造以及网络互联类型的实训报告。3实训条件运用网络的环境，如机房、实验室、校园网络中心等。4实训步骤：〔1〕分析现实生活中能接触到的网络环境，领会网络对现实生活的重要性；〔2〕察看实验室的网络环境，分析其网络拓扑结构，并画出整个校园网的网络拓扑构造图：〔3〕分析网络互联的类型：〔4〕构成校园网拓扑构造以及网络互联类型的实训报告。2.2TCP/IP模型和IP地址2.2.1根本概念2.2.2TCP/IP参考模型2.2.3IP地址2.2.4综合布线工程TCP/IP模型和IP地址实训2.3.1根本概念1、分层和协议计算机网络的功能在逻辑上将其分成了假设干层，每层的功能是特定的。在计算机网络中能发送和接纳信息的软件模块或硬件称为实体。两个实体间要通讯，就必需可以相互了解，共同遵守某种相互都能接受的规那么、标推和商定。这些规那么、标准和商定被称为协议。2、网络体系构造计算机网络的各层及其协议的集合，称为网络体系构造。网络体系构造表示如图2.9所示。〔2.9中虚线箭头表示的通讯为虚拟通2信，实线箭头表示的通讯为实践通讯〕不同计算机系统中的一样层实体称为对等实体，须遵照同层协议。主机1第n层第n－1层第2层第1层主机2第n层第n－1层第2层第1层第n层协议第n－1层协议第2层协议第1层协议物理介质图2.9网络体系构造表示图3、效力类型效力类型分为两类，即：面向衔接效力和无衔接效力。效力具有衔接建立、数据传输和衔接释放这三个阶段。无衔接效力是不需要在数据交换前建立衔接的效力。传输数据的每个分组携带完好的目的地址，各分组在系统中独立传送。2.2.2TCP/IP参考模型 TCP/IP体系构造分为四层，即：运用层、传输层、网际层和网络接口层，TCP/IP体系构造如图2.10所示。IP：网际协议〔InternetProtocol〕TCP：传输控制协议〔TransmissionControlProtocol〕TCP/IP的体系构造各种运用层协议，FTP，SMTP，DNS等TCPUDPIP运用层传输层网络层网络接口层UDP：用户数据报协议〔UserDatagramProtocol〕图2.10TCP/IP体系构造1、运用层提供应用程序的进程之间进展通讯的协议，并利用传输层提供的端到端的效力为应用进程之间的通讯效力。运用层的主要协议有HTTP、FTP、SMTP、DNS等。2、传输层传输层利用网际层提供的效力，为运用层的运用程序提供端到端的通讯效力。传输层效力有两种，可靠的面向衔接的效力与不可靠的无衔接的效力。传输层包含了两个协议：传输控制协议和用数据报协议3、网际层网际层是通讯子网的最高层，对传输层提供一致格式的数据报，是网络互连的根底。网际层提供无衔接的数据报传输机制。其特点是快速、简单、效率高。网际层的主要工作是分组转发和路由选择。网际层的主要协议有IP、ARP/RARP、ICMP等。4、网络接口层网络接只是网际层与硬件设备间的接口，担任接纳IP数据报，并经过网络发送出去，或者从网络上接纳物理帧，装配成IP数据报上交给网际层。通常提到的TCP／IP并不一定是指TCP和IP这两个详细的协议，而是表示TCP/IP体系构造或整个TCP／IP协议族。2.2.3IP地址1、IP地址的概念IP地址是用户运用TCP/IP协议的一种最直接的表现方式。按照TCP/IP协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，即就是4个字节。为了方便运用，IP地址经常被写成十进制的方式，并且每个数字的取值范围为0～255，中间运用符号“.〞分开不同的字节。2、IP地址的分类根据TCP/IP协议，IP地址分成五类：A类、B类、C类、D类、E类。其中A、B和C类IP地址是根本的Internet地址，D类地址叫做多播地址，E类地址作为保管地址尚未运用。表2.1列出了每类地址的取值范围类型最低地址最高地址A类55B类55C类55D类55E类55表2.1IP地址定义范围A类：主要用于拥有大量主机的网络，它的特点是网络数少。B类：主要用于中等规模的网络。C类：主要用于小型局域网，特点是网络数多，主机数少。D类：用于知的多点传送或者组的寻址。E类：保管地址，尚未运用。在运用过程中，按主机的IP地址能否需求变化将IP地址分为固定IP地址和动态IP地址。按IP地址所运用的范围可以分为公有IP地址和私有IP地址。各组织机构可以根据本人的网络规模选择相应的内部私有地址来分配给局域网中的主机，并担任相应的维护管理任务。3、子网和子网掩码采用子网寻址技术，是将主机标识部分划出一定的位数用作本网的各个子网的网络标识，剩余的主机标识作为相应子网的主机标识部分。进展子网划分需求运用子网掩码。子网掩码的作用就是标识本网的子网是如何划分的。其表达方式是：〔1〕凡是IP地址的网络和子网标识部分都用二进制1表示；〔2〕凡是子网的主机标识部分都用二进制0表示；〔3〕同IP一样用点分十进制书写；对C类IP地址进展子网划分，取不同子网掩码时得到的子网数如表2.2所示。表2.2C类地址子网划分实例子网掩码网络标识网络数主机数IP地址范围1256－55255.255.255.19242892464－3218.118.110.64－27218.118.110.128－91218.118.110.192－55255.255.255.224246832－12－34－56－27255.255.255.2242860922483228－5960－9192－2324－55255.255.255.240……1616……255.255.255.248……328……255.255.255.252……644……按一定规律命名的字符来标识主机的IP地址，这样的一些字符就是域名。从技术上讲，域名只是一个Internet中用于处理地址对应问题的一种方法。 域名的定义需求满足一定的规律，它是一个分级的构造，域名分级构造如图2.11所示。图2.11域名分级构造DNS是一种协助人们在Internet上用名字来独一标识计算机，并保证主机名〔域名〕和其IP地址一一对应的网络效力，它是一个分级的、基于域的命名机制为中心的分布式命名数据库系统。网关〔Gateway〕就是一个网络衔接到另一个网络的“关口〞。网关的IP地址是具有路由功能的设备的某个端口的IP地址。配置IP地址时的相关信息如IP地址、网关、子网掩码以及DNS效力器等都需求预先知道，普通由网络管理员担任分配和管理。〔以Windows2000Server操作系统为例引见一下IP地址的配置〕。如图2.12所示。图2.12本地衔接属性窗口Windows2000IP地址的配置如图2.13所示图2.13Windows2000IP地址的配置2.2.4综合布线工程TCP/IP模型和IP地址实训1实训目的与要求：领会网络体系构造的作用，掌握在Windows操作系统中配置IP地址、子网掩码、网关和DNS的方法。2实训内容：1、对Windows操作系统进展配置；2、用netsend命令给其他同窗发送一条信息，根据网络体系构造分析其传输过程；〔3〕构成IP地址配置和对信息传输过程的了解的实训报告。3实训条件：计算机，局域网环境4实训步骤：〔1〕配置IP地址、子网掩码、网关以及DNS等信息〔2〕用netsend命令给其他同窗发送一条信息，根据网络体系构造分析其传输过程〔3〕构成IP地址配置与实训报告。2.3网络硬件设备2.3.1网卡2.3.2集线器2.3.3交换机2.3.4路由器2.3.5防火墙2.3.6网络效力器2.3.7综合布线工程网络硬件设备实训2.3.1网卡网络接口卡〔NIC〕，简称网卡，又叫网络适配器，是衔接计算机和网络硬件的设备，它普通插在计算机的主机扩展槽中。可以根据不同的分类规范对网卡进展分类:1.按传输速度分类：分为10M网卡、10/100M自顺应网卡以及1000M网卡3种，2.按总线接口类型分类:分为ISA接口的网卡、PCI接口的网卡、PCMCIA接口的网卡和USB接口的网卡。图2.14PCI总线接口网卡图2.15PCMCIA总线接口网卡3.按衔接线接口类型:分为RJ-45接口，BNC接口，AUI接口〔b〕BNC接口图2.16各种衔接线接口类型〔a〕RJ－45接口〔c〕AUI接口2.3.2集线器集线器可用于局域网、企业网、校园网，广域网。图2.17集线器的运用1、集线器的任务原理集线器的主要功能是对接纳到的信号进展再生放大，以扩展网络的传输间隔，但它不具备交换功能。集线器用于星型网络布线中，假设一个任务站出现问题，不会影响整个网络的正常运转。2、集线器的分类〔1〕按尺寸分类集线器按照外形尺寸有机架式和桌面式两种。机架式集线器是指几何尺寸符合工业规范、可以安装在19英寸机柜中的集线器。桌面式集线器是指几何不符合19英寸工业规范、不能安装在机柜中、只能直接置放于桌面的集线器。〔2〕按带宽分类分为10Mbps集线器、100Mbps集线器、10/100Mbps自顺应集线器3种。〔3〕按管理方式分类集线器按管理方式分有哑集线器和智能集线器两种。哑集线器是指不可管理的集线器。智能集线器是指可以经过SNMP对集线器进行简单管理的集线器。〔4〕按扩展方式分类分为堆叠式集线器和级联式集线器两种。图2.18集线器的堆叠和级联〔b〕级联〔a〕堆叠2.5.3交换机交换机是局域网中的一种重要设备。它可将用户收到的数据包根据目的地址转发到相应的端口。交换机每个端口为规定带宽，有独特的传输方式，传输速率不受计算机台数添加影响。交换机可以将多个局域网网段衔接到一大型网络上。交换机的运用如图2.19所示。图2.19交换机的运用交换机的分类1、根据构造的特点分类可分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式3种。2、根据运用规模分交换机可分为企业级交换机、部门级交换机和任务组交换机。3、按扩展方式分类分为堆叠式交换机和级联式交换机。图2.20企业级交换机图2.22任务组交换机图2.21部门级交换机2.3.4路由器路由器〔Router〕是一种多端口的网络设备，它可以衔接多个不同类型的网络和网段，并将数据信息进展传输，如图2.19所示。1、路由器的功能和特点路由器的主要功能有：截获发送到远程网段的报文；选择最合理的路由；按照规定的规那么把大的数据包分解成适当大小的数据包；可以衔接运用不同通讯协议的网段。特点：主要适用于大规模的网络，复杂的网络拓扑构造，负载共享和最优途径，能更好地处置多媒体，平安性高，隔离不需求的通讯量，节省局域网的带宽，减少主机负担等。2、路由器的任务原理路由器是用来衔接多个逻辑上分开的网络，要任务是：判别网络地址和选择途径。图2.23路由器的任务原理3、路由器的分类按功能划分为骨干级、企业级、接入级。〔1〕骨干级路由器：骨干级路由器是实现企业级网络互连的关键设备，它数据吞吐量较大。根本性能要求是高速度和高可靠性。图2.24Cisco7600路由器2〕企业级路由器：企业或校园级路由器衔接许多终端系统，衔接对象较多，但系统相对简单，且数据流量较小。图2.25华为企业级宽领路由器〔3〕接入级路由器：接入级路由器主要运用于衔接家庭或ISP内的小型企业客户群体。图2.26LINKSYS无线路由器2.3.5防火墙防火墙是指设置在不同网络或网络平安域之间的一系列部件的组合，它可以经过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽能够地对外部屏蔽网络内部的信息、构造和运转状况，以此来实现网络的平安维护。它能有效地监控内部网和Internet之间的任何活动，保证内部网络的平安。防火墙的功能有：1、过滤掉不平安效力和非法用户2、控制对特殊站点的访问3、提供监视Internet平安和预警的方便端点图2.27Cisco硬件防火墙2.3.6网络效力器为网络用户提供效力和共享用资源的网络结点就称为网络效力器。效力器的根本义务是处置各个网络任务站提交的网络恳求。图2.28IBM网络效力器塔式机架式影响网络效力器性能的要素：处置器的类型和速度内存容量的大小、内存通道的访问速度网络效力器缓存的大小硬盘的性能和存储容量通讯协议中确定的分组的大小到达网络效力器的数据速率2.3.7综合布线工程网络硬件设备实训1实训目的与要求：加深对网络硬件设备的认识和了解，掌握网络硬件设备的选择和运用方法。2实训内容：〔1〕察看各种网络硬件设备；〔2〕设计一个网络拓扑构造；〔3〕实现上面设计的拓扑构造；〔4〕构成网络硬件设备实训报告。3实训条件计算机〔带网卡〕、集线器、交换机、路由器、防火墙、网络效力器等硬件设备。4实训步骤：察看各类网络硬件设备，加深对硬件的了解；设计一个网络拓扑构造，并规划出相关参数；所设计的网络，并为其配置相关参数；构成网络硬件设备实训报告。2.4网络操作系统2.4.1网络操作系统概述2.4.2Windows操作系统2.4.3UNIX操作系统2.4.4Linux操作系统2.4.5网络操作系统的选择2.4.6综合布线工程网络操作系统实训2.4.1网络操作系统概述网络操作系统(NetworkoperatingSystem)是指能使网络上的计算机方便而有效地共享网络资源，为用户提供所需的各种效力的特殊操作系统。网络操作是担任管理整个网络资源和方便网络用户的软件集合。是对整个网络进展资源管理的工具。网络操作系统普通具有以下功能：〔1〕资源管理〔2〕通讯效力〔3〕信息效力〔4〕网络管理〔5〕互操作才干2.4.2Windows操作系统该软件主要有以下几个特点：〔1〕图形界面友好，操作方式简便；〔2〕允许用户同时运用不同的网络协议；〔3〕完善的平安严密机制；〔4〕集中式管理方式；〔5〕方便的用户任务站管理；〔6〕内置的Internet/Intranet功能。2.4.3UNIX操作系统UNIX操作系统是一个通用的、多用户、分时网络操作系统。UNIX以其高度的平安性和稳定性著称。拥有本人的UNIX操作系统的公司：〔1〕SUN公司的SolarisUNIX〔2〕HP公司的HP-UX〔3〕SCO公司的OpenServer2.4.4Linux操作系统Linux是一个类似于UNIX的操作系统，具有运转速度快、稳定性好、对系统的硬件配置要求低等特点。用户可以无偿地得到它及其源代码，可以无偿地获得大量的运用程序，而且可以恣意地修正和补充它们。其缺点主要是版本过多，各个版本之间的兼容性不好。2.4.5网络操作系统的选择选择操作系统主要需求综合思索以下几点：操作系统的价钱稳定性和可靠性平安性技术实力详细运用可集成性与可扩展性2.4.6综合布线工程网络操作系统实训1实训目的与要求：加深对网络操作系统的认识，掌握网络操作系统的安装和运用方法，并可以根据实践运用来选择适宜的网络操作系统。2实训内容：分别安装Windows2000Server操作系统和Linux操作系统，并为它们配置正确的IP地址、子网掩码、网关和DNS等信息，并将安装要点构成网络操作系统实训报告。3实训条件计算机〔带网卡〕，Windows2000Server和Linux网络操作系统安装盘。4实训步骤：安装Windows2000Server网络操作系统；配置Windows操作系统的IP地址等参数；安装Linux操作系统；配置Linux操作系统的IP地址等参数；构成网络操作系统实训报告。2.5网络测试与常见缺点分类2.5.1网络缺点排除战略2.5.2常用网络测试命令2.5.3常见网络缺点分类2.5.4综合布线工程网络测试实训2.5.1网络缺点排除战略网络缺点排除和处置可以按以下步骤进展：1、讯问缺点景象2、重现缺点景象3、列举能够导致缺点的缘由4、减少搜索范围5、缺点处置6、缺点分析2.5.2常用网络测试命令1、pingPing是测试网络衔接情况以及信息包发送和接收情况非常有用的工具，是网络测试最常用命令命令格式：pingIP地址或主机名[-t][-a][-ncount][-lsize]参数含义：-t不停地向目的主机发送数据；-a以IP地址格式来显示目的主机的网络地址；-ncount指定要Ping多少次，详细次数由count来指定；-lsize指定发送到目的主机的数据包的大小。2、tracertTracert命令用来显示数据包到达目的主机所经过的路径，并显示到达每个节点的时间。命令格式：tracertIP地址或主机名[-d][-hmaximumhops][-jhost_list][-wtimeout]参数含义：-d不解析目的主机的名字；-hmaximum_hops指定搜索到目的地址的最大腾跃数；-jhost_list按照主机列表中的地址释放源路由；-wtimeout指定超时时间间隔，程序默许的时间单位是毫秒3、netstatnetstat命令可以协助网络管理员了解网络的整体运用情况，它可以显示当前正在活动的网络衔接的详细信息。命令格式：netstat[-r][-s][-n][-a]参数含义：-r显示本机路由表的内容；-s显示每个协议的运用形状(包括TCP协议、UDP协议、IP协议)；-n以数字表格方式显示地址和端口；-a显示一切主机的端口号。4、ipconfig该诊断命令显示一切当前的TCP/IP网络配置值。命令格式：ipconfig[/all/renew[adapter]/release[adapter]]参数含义：－/all：产生完好TCP/IP网络配置信息显示。－/renew[adapter]：更新DHCP配置参数。－/release[adapter]：发布当前的DHCP配置。2.5.3常见网络缺点分类将网络缺点分为:网卡类缺点；中心节点类缺点；传输