组网与网络管理技术课件

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1、组网与网络管理技术,引 言,组网与网络技术管理是计算机信息管理专业一门应用性较强的课程，主要讲解计算机局域网技术和组网工程的相关知识。课程的工程性、实践性、技术性较强。 课程目的：通过学习计算机局域网的基础知识和基本理论，了解掌握局域网的软硬件构成、服务器、交换机和路由器的配置，掌握局域网布线工程和安全技术等基本技能，培养一定的分析问题和解决问题的能力，具备综合进行局域网工程项目的设计、配置、实施、测试和验收的网络工程。,引 言,课程教材：教材按照高职高专教学内容改革的要求，围绕“学生为主体、教师为主导、以技为能、以真为学”的设计思想，以“必须、够用”为原则，突出实际动手、项目实践和工作经验，

2、着重结合实际岗位能力的培养。 课程内容：从计算机网络的定义及网络基础知识开始，有针对性地介绍局域网的软硬件构成及拓扑结构、当前流行的网络平台服务器，结合企业网组建过程介绍交换机、路由器、三层交换、综合布线系统和网络安全技术，最后通过一个局域网项目工程案例训练网络工程的综合职业能力。,第一章 局域网基础知识,计算机网络的定义和内涵 美国传统大字典将网络定义为“交叉或互连的线路或通道系统”，按此定义，电报、电话、电视、铁路、高速公路都可称为网络。 计算机网络是利用通信线路和通信设备将处于不同地理位置上具有独立功能的计算机系统连接起来，借助功能完善的网络软件以实现资源共享和数据通信为目的的系统。 通

3、信线路包括有线传输介质（同轴电缆、双绞线、光缆）和无线传输介质（微波、卫星、红外线），通信设备包括集线器、网桥、交换机、路由器、网关等网络设备，网络软件主要指保证计算相互通信的网络协议，资源共享主要包括硬件资源、软件资源和信息数据资源的共享。,计算机网络的由来与发展,计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物，其产生和发展经历了四个阶段： 第一阶段：以单计算机为中心的多终端联机系统 计算机网络的雏形，不是现代意义的计算网络 第二阶段：计算机计算机网络 ARPANET，分组交换技术 第三阶段：标准化的计算机网络 OSI七层开放系统互联参考模型 第四阶段：国际化的计算网络 Internet互联网，

4、高速化、宽带化、智能化,最原始的网络,60年代末美国国防部高级研究计划署（Advanced Research Projects Agency ，ARPA）对缺乏高性能计算机特别关注，决定开始研究数据联网。 到70年代，互联网络技术成为ARPA研究的中心，这时早期的因特网已经出现。研究工作持续到80年代，而因特网在90 年代获得了商业成功。,计算机网络的由来与发展,全球因特网的持续发展是网络领域最令人感兴趣的现象之一。二十年前，因特网仅是一个只有几十个站点的研究项目，今天的因特网已成为一个连接所有国家亿万人的通信系统。 网络的发展也是一个经济上的冲击。数据网络使个人化的远程通信成为可能，并改变了

5、商业通信的模式。一个完整的用于发展网络技术、网络产品和网络服务的新兴工业已经形成，计算机网络的普及性和重要性已经导致在不同岗位上对具有更多网络知识的人才的大量需求。,计算机网络的现状和发展趋势,Internet的发展速度 是历史上发展最快的一种技术 以商业化后达到 5000 万用户为例 电视用了13年，收音机用了38年，电话更长 Internet 从商业化后达到 5000 万用户用了4 年时间 Internet 正在以超过摩尔定理的速度发展 - 吉尔德定律：在未来25年，主干网的带宽将每6个月 增加1倍。- 梅克.卡夫定律：网络价值同网络用户的数量的平方 成正比，即N个联结能创造N2的效益。,

6、计算机网络的系统组成,通信子网由通信控制处理机和通信链路组成，负责全网的数据传输、交换、加工和转换等通信处理工作。由传输介质、网卡、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器等设备和相关软件组成。 资源子网由主机系统、终端设备、终端控制器、各种软件资源和信息资源组成，实现全网面向应用的数据处理和网络资源共享。,骨干网络体系,vBNS 主干网络,vBNS Backbone 3Q99,北 大,清 华,GSR12012,GSR12008,POS OC-48 GE DPT Ring,CERNET,CSTNET,APAN/STAR,计算机网络的功能,数据通信快速可靠地相互传递数据、程序或文件。 资源共享共享利

7、用计算网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）。 提高系统的可靠性 通过计算机网络的备份和冗余技术可以提高可靠性 分布式网络处理和负载均衡 利用分布式计算来实现，网格计算和云计算。,资源共享应用,共享数据资源,共享应用程序,共享打印机,1.广域网（WAN） 覆盖的地理范围：几十千米到几千千米 通常利用公用网络进行组建 2.城域网（MAN） 覆盖的地理范围：几十千米之内 3.局域网（LAN） 覆盖的地理范围：有限范围（如实验室内、大楼 内、校园内） 分为共享式局域网与交换式局域网 4.个人区域网（PAN） 覆盖的地理范围：十米左右，个人家庭无线网,计算机网络分类,计算机网络体系结构,计算机网络体

8、系结构概念-计算机网络要进行数据交换，必须遵守事先 约定好的规则，称为网络协议（protocol）。-网络协议的优劣直接影响网络的性能 -网络协议的组成 语义：做什么（what to do） 语法：怎么做（how to do） 定时关系：何时做（when to do） 为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题，协议之间可以共享数据和信息。,计算机网络体系结构,为了减少协议设计的复杂性，绝大多数网络都采用分层设计方法，按信息的流动过程将网络的整体功能分解为一个个功能相对独立的层。同等功能层之间采用相同的协议，相邻功能层之间通过接口进行信息传递。 层和协议的集合称为网络体系结

9、构。 网络体系结构最重要的框架文件是OSI开放系统互联标准，其高层面向网络应用，中间层起信息转换和路由选择作用，低层则面向网络通信的各种物理设备。 实体(Entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程，不同机器里包含对应层的实体叫对等进程(Peer)，正是对等进程利用协议进行通信，数据不是从一台机器的第n层直接传送到另一台机器的第n层，而是每一层都把数据和控制信息交给它的下一层。,ISO/OSI参考模型,1.OSI参考模型是一个描述网络层次结构的模型 2.OSI参考模型定义的主要内容 信息在网络中的传输过程 各层的功能和架构 3.OSI参考模型是网络设计的蓝图，并非指一个现实的网络,I

10、SO/OSI的7层参考模型,OSI参考模型的基本思想,网络中各节点具有相同的层次 不同节点的同等层具有相同的功能 同一节点内相邻层之间通过接口通信 每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务 不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信,OSI各层的主要功能,物理层（physical layer） 数据链路层（data link layer） 网络层（network layer） 传输层（transport layer） 会话层（session layer） 表示层（presentation layer） 应用层（application layer）,直接通信与虚通信,网络中数据的封装与

11、解封,生活中信件的封装、传递与解封,完整的OSI数据传递与流动过程,局域网的概念及特点,局域网（LAN）是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络。由网络硬件和网络软件两大部分构成，网络硬件主要包括网络服务器、工作站、外围设备，网络软件主要包括网络操作系统（NOS）和网络协议。 局域网的主要特点： 1.覆盖有限的地理范围。2.传输速率高（通常在10Mb/s1000Mb/s之间）。3.误码率低（通常低于10-8）。4.单位自己建设和拥有，易于维护和管理。5.主要技术要素：拓扑结构、传输介质、介质访问控制方法。,局域网的构成,网络服务器 工作站 外围设备 双绞线 同轴电缆 光

12、纤 网卡 集线器 网桥 交换机 路由器,传输介质的种类,同轴电缆,同轴电缆的特点,1.优点 传输距离较远，覆盖的地域范围较大 技术非常成熟 2.缺点 电缆硬，折曲困难，重量重 3.局域网常用同轴电缆 粗同轴电缆：特征阻抗50 ，直径1cm 细同轴电缆：特征阻抗50，直径0.5cm 4.同轴电缆不适合用于楼宇内的结构化布线,非屏蔽双绞线和RJ-45连接器,非屏蔽双绞线,1.优点 尺寸小、重量轻、容易弯曲 价格便宜 容易安装和维护 RJ-45连接器牢固、可靠 2.缺点 抗干扰能力较弱 传输距离比较短 UTP分为：3类线、4类线、5类线、超5类线、6类、7类UTP非常适合于楼宇内部的结构化布线,非屏

13、蔽双绞线,1.非屏蔽双绞线由4对导线组成 2.常用的颜色与线号的对应关系 橙（2）和橙白（1） 绿（6）和绿白（3） 蓝（4）和蓝白（5） 棕（8）和棕白（7）,10M/100M以太网中的非屏蔽双绞线,1.10Mbps/100Mbps以太网利用非屏蔽双绞线中的两对线进行信息传输 2.10Mbps/100Mbps以太网使用的线对 发送：1 （橙白） 、2 （橙） 接收：3 （绿白） 、6 （绿）,RJ-45接头和接口,基本连接规则,自己的发线要与对方的的收线相连 自己的收线要与对方的的发线相连,直通UTP电缆,直通UTP电缆的使用环境（1）,1.计算机与集线器相连（异种设备）,直通UTP电缆的使

14、用环境（2）,2.同种设备的不同端口，利用集线器的直通级联端口与另一集线器的普通端口级联,交叉UTP电缆,交叉UTP电缆的使用环境,同种设备，利用集线器的普通交叉端口与另一集线器的普通交叉端口级联，计算机与计算机，交换机与交换机，路由器与路由器。,屏蔽双绞线,1.优点 传输质量较高 电缆尺寸和重量与UTP相当 2.缺点 安装不合适有可能引入外界干扰,光缆,1.光缆的特点 (1)优点 传输速率高 传输距离远 传输损耗低 抗干扰能力强 (2)缺点 价格相对较高 安装比较困难 2.光纤的分类 多模光纤 单模光纤（传输质量比多模光纤好） 3.光缆适合于楼宇内部的结构化布线,网卡的主要功能,实现计算机与

15、局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，接收和执行计算机送来的各种控制命令，完成物理层功能 按照使用的介质访问控制方法，实现共享网络的介质访问控制、信息帧的发送与接收、差错校验等数据链路层的基本功能 提供数据缓存能力，实现无盘工作站的复位和引导,MAC地址,作用：局域网上的计算机利用MAC地址表示自己和他人的身份 MAC地址通常存储在网络接口卡NIC中 MAC地址位于OSI参考模型的数据链路层,以太网中的MAC地址,以太网的MAC地址长度为48b 以太网的MAC地址表示方式：十六进制表示 例如：52-54-ab-31-ac-c6 惟一性保证，固化在网卡的ROM中。 以太网的MAC地址由专门的

16、组织负责分配,网卡类型,10Mb/s网卡：与符合10BASE-T的集线器连接 100Mb/s网卡：与符合100BASE-T的集线器连接 10M/100M自适应网卡：根据集线器的类别，自动适应网络速率 ISA、PCI、PCMCIA、USB网卡 BNC、RJ45、AUI接口网卡,集线器的主要功能和特性,以太网的集中连接点 放大接收到的信号 通过网络传播信号 无过滤功能 无路径检测或交换功能 不同速率的集线器不能级联,利用集线器组成的大型共享式以太网,交换机,1.交换机的分类：以太网、FDDI、ATM、令牌环 2.交换机的工作原理 3.常见的交换设备 局域网交换机：工作于数据链路层，连接较为相似的网络 路由器：工作于互联层，实现异型网络互联,将一台计算机直接连到交换机端口 该计算机独享该端口提供的带宽 将一个网段连到交换机端口 该网段上的所有计算机共享该端口提供的带宽,以太网交换机组网,以太网交换机的工作过程,数据转发方式,直接交换 测到