计算机网络基础知识学习资料1．1．1 什么是计算机网络计算机网络,是指将地理位置不同(de)具有独立功能(de)多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议(de)管理和协调下,实现资源共享和信息传递(de)计算机系统.简单地说,计算机网络就是通过电缆、线或无线通讯将两台以上(de)计算机互连起来(de)集合.计算机网络(de)发展经历了面向终端(de)单级计算机网络、计算机网络对计算机网络和开放式标准化计算机网络三个阶段.计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成(de).总(de)来说计算机网络(de)组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形(de),也可以是无形(de),如无线网络(de)传输介质就是看不见(de)电磁波）以及相应(de)应用软件四部分.1．1．2 计算机网络(de)主要功能计算机网络(de)功能要目(de)是实现计算机之间(de)资源共享、网络通信和对计算机(de)集中管理.除此之外还有负荷均衡、分布处理和提高系统安全与可靠性等功能.1、资源共享（1）硬件资源: 包括各种类型(de)计算机、大容量存储设备、计算机外部设备,如彩色打印机、静电绘图仪等.（2）软件资源: 包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用(de)支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等.（3）数据资源：包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企业生产报表等.（4）信道资源：通信信道可以理解为电信号(de)传输介质.通信信道(de)共享是计算机网络中最重要(de)共享资源之一.2、网络通信通信通道可以传输各种类型(de)信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息.3、分布处理把要处理(de)任务分散到各个计算机上运行,而不是集中在一台大型计算机上.这样,不仅可以降低软件设计(de)复杂性,而且还可以大大提高工作效率和降低成本.4、集中管理计算机在没有联网(de)条件下,每台计算机都是一个“信息孤岛”.在管理这些计算机时,必须分别管理.而计算机联网后,可以在某个中心位置实现对整个网络(de)管理.如数据库情报检索系统、交通运输部门(de)定票系统、军事指挥系统等.5、均衡负荷当网络中某台计算机(de)任务负荷太重时,通过网络和应用程序(de)控制和管理,将作业分散到网络中(de)其它计算机中,由多台计算机共同完成. 1．1．3 计算机网络(de)特点1、可靠性在一个网络系统中,当一台计算机出现故障时,可立即由系统中(de)另一台计算机来代替其完成所承担(de)任务.同样,当网络(de)一条链路出了故障时可选择其它(de)通信链路进行连接.2、高效性计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输(de)局限性,并且信息传递迅速,系统实时性强.网络系统中各相连(de)计算机能够相互传送数据信息,使相距很远(de)用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据.3、独立性网络系统中各相连(de)计算机是相对独立(de),它们之间(de)关系是既互相联系,又相互独立.4、扩充性在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新(de)计算机,从而达到扩充网络系统功能(de)目(de).5、廉价性计算机网络使微机用户也能够分享到大型机(de)功能特性,充分体现了网络系统(de)“群体”优势,能节省投资和降低成本.6、分布性计算机网络能将分布在不同地理位置(de)计算机进行互连,可将大型、复杂(de)综合性问题实行分布式处理.7、易操作性对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机使用技术简单,实用性也很强.计算机网络(de)结构组成一个完整(de)计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成(de).网络硬件是计算机网络系统(de)物理实现,网络软件是网络系统中(de)技术支持.两者相互作用,共同完成网络功能.网络硬件：一般指网络(de)计算机、传输介质和网络连接设备等.网络软件：一般指网络操作系统、网络通信协议等.1．2．1 网络硬件(de)组成计算机网络硬件系统是由计算机(主机、客户机、终端)、通信处理机(集线器、交换机、路由器)、通信线路(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem,编码解码器)等构成.1、主计算机在一般(de)局域网中,主机通常被称为服务器,是为客户提供各种服务(de)计算机,因此对其有一定(de)技术指标要求,特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高.根据服务器在网络中所提供(de)服务不同,可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器、域名服务器、数据库服务器等.2、网络工作站除服务器外,网络上(de)其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务(de),我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机,它是网络数据主要(de)发生场所和使用场所,用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业(de).3、网络终端是用户访问网络(de)界面,它可以通过主机联入网内,也可以通过通信控制处理机联入网内.4、通信处理机一方面作为资源子网(de)主机、终端连接(de)接口,将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点,完成分组(de)接收、校验、存储和转发等功能.5、通信线路通信线路（链路）是为通信处理机与通信处理机、通信处理机与主机之间提供通信信道.6、信息变换设备对信号进行变换,包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信(de)编码解码器等.1．2．2 网络软件(de)组成在计算机网络系统中,除了各种网络硬件设备外,还必须具有网络软件.1、网络操作系统网络操作系统是网络软件中最主要(de)软件,用于实现不同主机之间(de)用户通信,以及全网硬件和软件资源(de)共享,并向用户提供统一(de)、方便(de)网络接口,便于用户使用网络.目前网络操作系统有三大阵营：UNIX、NetWare和Windows.目前, 我国最广泛使用(de)是Windows网络操作系统.2、网络协议软件网络协议是网络通信(de)数据传输规范,网络协议软件是用于实现网络协议功能(de)软件.目前, 典型(de)网络协议软件有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、IEEE802标准协议系列等.其中, TCP/IP是当前异种网络互连应用最为广泛(de)网络协议软件.3、网络管理软件网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护(de)软件,如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等.4、网络通信软件是用于实现网络中各种设备之间进行通信(de)软件,使用户能够在不必详细了解通信控制规程(de)情况下,控制应用程序与多个站进行通信,并对大量(de)通信数据进行加工和管理.5、网络应用软件网络应用软件是为网络用户提供服务,最重要(de)特征是它研究(de)重点不是网络中各个独立(de)计算机本身(de)功能,而是如何实现网络特有(de)功能.1．2．3 计算机网络(de)拓扑结构当我们组建计算机我网络时,要考虑网络(de)布线方式,这也就涉及到了网络拓扑结构(de)内容.网络拓扑结构指网路中计算机线缆,以及其他组件(de)物理布局.局域网常用(de)拓朴结构有：总线型结构、环型结构、星型结构、树型结构.拓扑结构影响着整个网络(de)设计、功能、可靠性和通信费用等许多方面,是决定局域网性能优劣(de)重要因素之一.1、总线型拓扑结构总线型拓扑结构是指：网络上(de)所有计算机都通过一条电缆相互连接起来总线上(de)通信：在总线上,任何一台计算机在发送信息时,其他计算机必须等待.而且计算机发送(de)信息会沿着总线向两端扩散,从而使网络中所有计算机都会收到这个信息,但是否接收,还取决于信息(de)目标地址是否与网络主机地址相一致,若一致,则接受；若不一致,则不接收.信号反射和终结器：在总线型网络中,信号会沿着网线发送到整个网络.当信号到达线缆(de)端点时,将产生反射信号,这种发射信号会与后续信号发送冲突,从而使通信中断.为了防止通信中断,必须在线缆(de)两端安装终结器,以吸收端点信号,防止信号反弹.特点：其中不需要插入任何其他(de)连接设备.网络中任何一台计算机发送(de)信号都沿一条共同(de)总线传播,而且能被其他所有计算机接收.有时又称这种网络结构为点对点拓朴结构.优点：连接简单、易于安装、成本费用低缺点：① 传送数据(de)速度缓慢：共享一条电缆,只能有其中一台计算机发送信息,其他接收.② 维护困难：因为网络一旦出现断点,整个网络将瘫痪,而且故障点很难查找.2、星型拓扑结构：每个节点都由一个单独(de)通信线路连接到中心节点上.中心节点控制全网(de)通信,任何两台计算机之间(de)通信都要通过中心节点来转接.因些中心节点是网络(de)瓶颈,这种拓朴结构又称为集中控制式网络结构,这种拓扑结构是目前使用最普遍(de)拓扑结构,处于中心(de)网络设备跨越式集线器（Hub）也可以是交换机.优点：结构简单、便于维护和管理,因为当中某台计算机或头条线缆出现问题时,不会影响其他计算机(de)正常通信,维护比较容易.缺点：通信线路专用,电缆成本高；中心结点是全网络(de)可靠瓶颈,中心结点出现故障会导致网络(de)瘫痪.3、环型拓扑结构：环型拓扑结构是以一个共享(de)环型信道连接所有设备,称为令牌环.在环型拓扑中,信号会沿着环型信道按一个方向传播,并通过每台计算机.而且,每台计算机会对信号进行放大后,传给下一台计算机.同时,在网络中有一种特殊(de)信号称为令牌.令牌按顺时针方向传输.当某台计算机要发送信息时,必须先捕获令牌,再发送信息.发送信息后在释放令牌.环型结构有两种类型,即单环结构和双环结构.令牌环（Token Ring）是单环结构(de)典型代表,光纤分布式数据接口（FDDI）是双环结构(de)典型代表.环型结构(de)显着特点是每个节点用户都与两个相邻节点用户相连.优点：电缆长度短：环型拓扑网络所需(de)电缆长度和总线拓扑网络相似,但比星型拓扑结构要短得多.增加或减少工作站时,仅需简单地连接.可使用光纤；它(de)传输速度很高,十分适用一环型拓扑(de)单向传输.传输信息(de)时间是固定(de),从而便于实时控制.缺点：节点过多时,影响传输效率.环某处断开会导致整个系统(de)失效,节点(de)加入和撤出过程复杂.检测故障困难：因为不是集中控制,故障检测需在网个各个节点进行,故障(de)检测就不很容易.4、树型拓扑结构树型结构是星型结构(de)扩展,它由根结点和分支结点所构成,如图所示. 优点：结构比较简单,成本低.扩充节点方便灵活.缺点：对根结点(de)依赖性大,一旦根结点出现故障,将导致全网不能工作；电缆成本高.5、网状结构与混合型结构网状结构是指将各网络结点与通信线路连接成不规则(de)形状,每个结点至少与其他两个结点相连,或者说每个结点至少有两条链路与其他结点相连,如图（a）所示.大型互联网一般都采用这种结构,如我国(de)教育科研网CERNET（b）、Internet(de)主干网都采用网状结构.（a）网状拓扑结构（b） CERNET主干网拓扑结构优点：可靠性高；因为有多条路径,所以可以选择最佳路径,减少时延,改善流量分配,提高网络性能,但路径选择比较复杂.缺点：结构复杂,不易管理和维护；线路成本高；适用于大型广域网.混合型结构是由以上几种拓扑结构混合而成(de),如环星型结构,它是令牌环网和FDDI网常用(de)结构.再如总线型和星型(de)混合结构等.计算机网络(de)分类由于计算机网络自身(de)特点,其分类方法有多种.根据不同(de)分类原则,可以得到不同类型(de)计算机网络.1．3．1按覆盖范围分类按网络所覆盖(de)地理范围(de)不同,计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）.1、局域网（Local Area Network,LAN）局域网是将较小地理区域内(de)计算机或数据终端设备连接在一起(de)通信网络.局域网覆盖(de)地理范围比较小,一般在几十米到几千米之间.它常用于组建一个办公室、一栋楼、一个楼群、一个校园或一个企业(de)计算机网络.局域网主要用于实现短距离(de)资源共享.如图所示(de)是一个由几台计算机和打印机组成(de)典型局域网.局域网(de)特点是分布距离近、传输速率高、数据传输可靠等.2、城域网（Wide Area Network,WAN）城域网是一种大型(de)LAN,它(de)覆盖范围介于局域网和广域网之间,一般为几千米至几万米,城域网(de)覆盖范围在一个城市内,它将位于一个城市之内不同地点(de)多个计算机局域网连接起来实现资源共享.城域网所使用(de)通信设备和网络设备(de)功能要求比局域网高,以便有效地覆盖整个城市(de)地理范围.一般在一个大型城市中,城域网可以将多个学校、企事业单位、公司和医院(de)局域网连接起来共享资源.如图所示(de)是不同建筑物内(de)局域网组成(de)城域网.3、广域网（Wide Area Network,WAN）广域网是在一个广阔(de)地理区域内进行数据、语音、图像信息传输(de)计算机网络.由于远距离数据传输(de)带宽有限,因此广域网(de)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.因特网（Internet）是广域网(de)一种,但它不是一种具体独立性(de)网络,它将同类或不同类(de)物理网络（局域网、广域网与城域网）互联,并通过高层协议实现不同类网络间(de)通信.如图所示(de)是一个简单(de)广域网.按照网络中计算机所处(de)地位(de)不同,可以将计算机网络分为对等网和基于客服机、服务器模式(de)网络.①．对等网：在对等网中,所有(de)计算机(de)地位是平等(de),没有专用(de)服务器.每台计算机即作为服务器,又作为客户机；即为别人提供服务,也从别人那里获得服务.由于对等网没有专用(de)服务器,所以在管理对等网时,只能分别管理,不能统一管理,管理起来很不方便.对等网一般应用于计算机较少、安全不高(de)小型局域网.②．基于客户机/服务器模式(de)网络：在这种网络中,两种角色(de)计算机,一种是服务器,一种是客服机.服务器：服务器一方面负责保存网络(de)配置信息,另一方面也负责为客户机提供各种各样(de)服务.因为整个网络(de)关键配置都保存在服务器中,所以管理员在管理网络时只需要修改服务器(de)配置,就可以实现对整个网络(de)管理了.同时,客户机需要获得某种服务时,会向服务器发送请求,服务器接到请求后,会向客户机提供相应服务.服务器(de)种类很多,有邮件服务器、Web服务器、目录服务器等,不同(de)服务器可以为客户提供不同(de)服务.我们在构建网络时,一般选择配置较好(de)计算机,在其上安装相关服务,它就成了服务器.客户机：主要用于向服务器发送请求,获得相关服务.如客户机向打印服务器请求打印服务,向Web服务器请求Web页面等.1．3．2 按传播方式分类如果按照传播方式不同,可将计算机网络分为“广播网络”和“点-点网络”两大类.1、广播式网络广播式网络是指网络中(de)计算机或者设备使用一个共享(de)通信介质进行数据传播,网络中(de)所有结点都能收到任一结点发出(de)数据信息.广播式网络(de)基本连接如图所示.目前,在广播式网络中(de)传输方式有3种：单播：采用一对一(de)发送形式将数据发送给网络所有目(de)节点.组播：采用一对一组(de)发送形式,将数据发送给网络中(de)某一组主机.广播：采用一对所有(de)发送形式,将数据发送给网络中所有目(de)节点.2、点-点网络（Point-to-point Network）点-点式网络是两个结点之间(de)通信方式是点对点(de).如果两台计算机之间没有直接连接(de)线路,那么它们之间(de)分组传输就要通过中间结点(de)接收、存储、转发,直至目(de)结点.点-点传播方式主要应用于WAN中,通常采用(de)拓扑结构有：星型、环型、树型、网状型.1．3．3 按传输介质分类1、有线网（Wired Network）⑴ 双绞线：其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一般,广泛应用于局域网中.⑵ 同轴电缆：俗称细缆,现在逐渐淘汰.⑶ 光纤电缆：特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强,是高安全性网络(de)理想选择.2、无线网（Wireless Network）⑴ 无线网：是一种很有发展前途(de)连网方式.⑵ 语音广播网：价格低廉、使用方便,但安全性差.⑶ 无线电视网：普及率高,但无法在一个频道上和用户进行实时交互.⑷ 微波通信网：通信保密性和安全性较好.⑸ 卫星通信网：能进行远距离通信,但价格昂贵.1．3．4 按传输技术分类计算机网络数据依靠各种通信技术进行传输,根据网络传输技术分类,计算机网络可分为以下5种类型：普通电信网：普通线网,综合数字网,综合业务数字网.数字数据网：利用数字信道提供(de)永久或半永久性电路以传输数据信号为主(de)数字传输网络.虚拟专用网：指客户基于DDN智能化(de)特点,利用DDN(de)部分网络资源所形成(de)一种虚拟网络.微波扩频通信网：是电视传播和企事业单位组建企业内部网和接入Internet(de)一种方法,在移动通信中十分重要.卫星通信网：是近年发展起来(de)空中通信网络.与地面通信网络相比,卫星通信网具有许多独特(de)优点.事实上,网络类型(de)划分在实际组网中并不重要,重要(de)是组建(de)网络系统从功能、速度、操作系统、应用软件等方面能否满足实际工作(de)需要；是否能在较长时间内保持相对(de)先进性；能否为该部门（系统）带来全新(de)管理理念、管理方法、社会效益和经济效益等.第2章网络连接设备网络连接组件2．1．1 网卡（网络适配器NIC）网卡是连接计算机与网络(de)基本硬件设备.网卡插在计算机或服务器扩展槽中, 通过网络线（如双绞线、同轴电缆或光纤）与网络交换数据、共享资源.由于网卡类型(de)不同,使用(de)网卡也有很多种.如以太网、FDDI、AIM、无线网络等,但都必须采用与之相适应(de)网卡才行.目前,绝大多数网络都是以太网连接形式,使用(de)便是与之配套(de)以太网网卡,在这里我们就讨论以太网网卡.说明：网卡虽然有多种,不够有一个共同点就是每块网卡都拥有唯一(de)ID号,也叫做MAC地址（48位),MAC地址被烧录在网卡上(de)ROM中,就像我们每个人(de)遗传基因DNA一样,即使在全世界也绝不会重复.安装网卡后,还要进行协议(de)配置.例如,IPX/SPX协议、TCP/IP协议. 1、网卡(de)功能网卡(de)功能主要有两个,一是将计算机(de)数据进行封装,并通过网线将数据发送到网络上；二是接收网络上传过来(de)数据,并发到计算机中.2、网卡(de)分类：按总线分类：ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线按端口分类：RJ-45端口、AUI粗缆端口、BNC细缆端口3、按带宽分类：10Mb/s、1000Mb/s、10/100Mb/s、1000Mb/sISA网卡以16位传送数据,标称速度能够达到<xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />10M.PCI 网卡以32位传送数据,速度较快.目前市面上大多是10M和100M(de)PCI 网卡.建议不要购买过时(de)ISA网卡,除非用户(de)计算机没有PCI插槽.2．1．2网络传输介质传输介质就是通信中实际传送信息(de)载体,在网络中是连接收发双方(de)物理通路；常用(de)传输介质分为：有线介质和无线介质.有线介质：可传输模拟信号和数字信号（有双绞线、细/粗同轴电缆、光纤）无线介质：大多传输数字信号（有微波、卫星通信、无线电波、红外、激光等）1、同轴电缆同轴电缆(de)核心部分是一根导线,导线外有一层起绝缘作用(de)塑性材料,再包上一层金属网,用于屏蔽外界(de)干扰,最外面是起保护作用(de)塑性外套.同轴电缆(de)抗干扰特性强于双绞线,传输速率与双绞线类似,但它(de)价格接近双绞线(de)两倍.同轴电缆分类：A. 细同轴电缆(RG58),主要用于建筑物内网络连接；B. 粗同轴电缆(RG11),主要用于主干或建筑物间网络连接；对比项细缆粗缆直径英寸英寸传输距离185米500米接头BNC头、T型头AUI阻抗5050应用(de)局域网10BASE210BASE5 2、双绞线是两条相互绝缘(de)导线按一定距离绞合若干次,使得外部(de)电磁干扰降到最低限度,以保护信息和数据.双绞线(de)广泛应用比同轴电缆要迟得多,但由于它提供了更高(de)性能价格比,而且组网方便,成为现在应用最广泛(de)铜基传输媒体.缺点是传输距离受限.双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）屏蔽双绞线外护套加金属材料,减少辐射,防止信息窃听,性能优于非屏蔽双绞线,但价格较高.而且安装比非屏蔽双绞线复杂.所以,在组建局域网时通常使用非屏蔽双绞线.但如果是室外使用,屏蔽线要好些.目前共有6类双绞线,各类双绞线均为8芯电缆,双绞线(de)类型由单位长度内(de)绞环数确定.1类双绞线通常在局域网中不使用,主要用于模拟话音,传统(de)线即为1类线；2类双绞线支持4Mb/s传输速率,在局域网中很少使用；3类双绞线用于10Mb/s以太网；4类双绞线适用于16Mb/s令牌环局域网；5类和超5类双绞线带宽可达100Mb/s,用于构建100Mb/s以太网,是目前最常用(de)线缆；另外还有6类、7类,能提供更高(de)传输速率和更远(de)距离.应用最广(de)是五类双绞线,最大传输率为100Mbps,最大传输距离100米.6类双绞线超5类双绞线双绞线(de)连接：在制作网络时,要用(de)RJ-45接头,俗称“水晶头”(de)接头,在将网络插入水晶头前,要对每条线排序.根据EIA/TIA接线标准,RJ-45接口制作有两种排序标准：EIA/TIA568A标准(de)线序为：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、棕、白棕EIA/TIA568B白棕(de)线序为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕另外,根据双绞线两端线序(de)不同,有两种不同(de)连接方法:直线连接法：直线连接法是将电缆(de)一端按一定顺序排序后接入RJ-45接头,线缆(de)另一端也用相同(de)顺序排序后接入RJ-45接头.直接连接法通常用于不同类型(de)设备(de)互相连接.交叉连接法：交叉连接法是线缆(de)一端用一种线序排列,如T568B标准线序,而另一端用不同(de)线序,如T568A标准线序,这种线序用于连接同种设备.具体连接情况如表PC网卡PC网卡（对等网）交叉线PC网卡集线器Hub 直通线集线器Hub集线器Hub（普通口）交叉线。
