第一章 网管员必读

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1、 网管员必读 网络基础教 学课件欢 迎 词非常感谢贵校选择本书作为教材！本版 网管员必读网络基础一书是在第一版 基础上经过大量修改，新增大量新的内容基 础上编写而成的。本书第一版是网管员必 读系列中最畅销的一本。在此以本书作者身份，祝您们的学员通过 对本书的学习能取得实实在在的进步，学到 实实在在、最重要、最新的网络基础知识。目录 第一章 计算机网络概述 第二章 数制 第三章 网络通信基础 第四章 网络通信协议 第五章 IP协议基础 第六章 局域网基础 第七章 互联网及应用基础 第八章 网卡、交换机和路由器基础 第九章 交换机和路由器技术教学目的与要求通过本书的学习学员要达到以下基本目的： u

2、 了解网络管理员应该掌握的主要网络基础知识 u 掌握各种数制及相互转换、表示和运算方法 u 掌握网络通信和OSI参考模型基本工作原理 u 掌握主要网络通信协议工作原理 u 掌握主要局域网标准及其相关技术 u 了解互联网基础知识和最新互联网应用方法 u 掌握网卡、交换机和路由器的主要分类标准 u 掌握交换机和路由器主要技术对学习本书的基本要求是在全面学习本书之前先要综合 出本书的重点，然后对照重点学习，其实这也是作为网络 管理员应掌握的主要网络基础知识。另外，对于需要具体 应用的知识，尽可能创建条件亲自实践。 基本教学思路本书是目前一本与实际网络管理工作结合比较好的网络 基础类图书。书中没有太深

3、的纯理论介绍，多数是结合实 际网络应用的。在本书在教学中，建议授课老师遵循以下教学思路： u 先要求学生全面预习课本中相应章节内容，然后结合使 用本课件进行教学。 u本课件所涉及的大部分内容仍在书本之中，如具体的操作 步骤、计算方法、详细技术介绍等，所以一定要结合书本 学习。 u 在进行具体章节内容讲解前，先与学员一起，结合实际 的网络管理工作需求，分析网络管理员需要掌握的主要网 络基础知识和技能，然后比较本书中各章重点内容，从中 得出本书中内容的重要性。 u 对于像数制转换、四则运算和逻辑运算等，力求多结合 示例练习，注意介绍相应的方法 u 对于像最新的互联网应用，最好要求学员自己亲自在网

4、络上实践第一章 计算机网络概述本章是本书的开篇，主要先是从宏观上介绍了作为网络 管理员需要掌握的主要网络基础知识，然后着重介绍了像 计算机网络基本概念、拓扑结构、计算机网络分类，以及 OSI七层参考模型。其目的就是想让大家事先对计算机网 络有一个比较全面的了解。这样我们在学习后面各章内容 时才会有目的地去学习。 本章重点如下： u网络管理员需着重掌握的网络基础和技能 u常见的计算机网络拓扑结构及各自的主要优缺点 uOSI的7层结构及各层的主要作用 uOSI的数据封装方式 uOSI的对等通信原理 u无线网络连接的几种接入标准及各自的主要特点 1.1网管员应掌握的主要网络基础 一般来说企业网络安全

5、隐患有如下几个方面： u计算机网络的基本概念和作用 u计算机网络拓扑结构 u主要网络通信协议原理与应用 u主要局域网标准 u网络操作系统 u数制 uIP地址类型与应用 u主要网络设备分类和技术 u主流互联网应用1.2 计算机网络基础 本节要向大家介绍的内容包括： u计算机网络基本概念 u计算机网络的发展历史 u计算机网络的主要作用 1.2.1 计算机网络基本概念专业的解释是：计算机网络就是利用通信线路和通信 设备，用一定的连接方法，将分布在不同地点（相对来说 的，也可是同一地点）的具有独立功能的多台计算机系统 （可包括独立计算机和网络两种）相互连接起来，在网络 软件的支持下进行数据通信，实现资

6、源共享的系统。这个 解释同样适用于计算机无线网络。计算机网络中各计算机和网络设备之间的交接点被称 为“节点”，各计算机和网络设备之间就是通过这样的节点 来彼此通信的。 1.2.2 计算机网络的发展历史 有线计算机网络的发展历程如下：（1）第一代计算机网络（20世纪50年代中后期 ）（2）第二代计算机网络（20世纪60年代后期） （3）第三代计算机网络（20世纪70年代后期） （4）第四代计算机网络（20世纪80年代末至今） （5）下一代计算机网络（第五代计算机网络，自今至未 来若干年）WLAN网络的发展历程如下：（1）1997年6月第一个WLAN标准IEEE 802.11诞生（2）1999年9

7、月 IEEE 802.11b标准诞生（3）2001年底IEEE 802.11a标准诞生（4）2003年6月IEEE 802.11g标准诞生1.2.3 计算机网络的主要作用 计算机网络的最基本的两个作用总是： u实现资源共享（包括硬件资源和软件资源的共享） u用户之间交换信息企业局域网的主要作用包括： u实现文件和办公设备资源共享 u实现企业资源的统一集中管理 u提高员工的办事效率 u实现企业电子商务应用互联网的主要作用主要包括：跨距离连接、文件和资源 共享、发布企业或个人信息、电子邮件和聊天、网络日志 和电子商务应用等。具体参见本书的第七章。1.3 计算机网络的分类 由于计算机网络经历了前面所

8、介绍的几个不同历史发展 时期，计算机网络类型的划分标准也多种多样，本节我们 仅对当前主流的一些计算机网络划分方法进行介绍。1.3.1 按网络所覆盖的地理范围分类 从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准 。按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、城域网 、广域网和因特网4种。局域网是我们最常见、应用最广的一种网络；城域网一 般来说是在一个城市，但不在同一小区地理范围内的计算 机互联，它主要应用于政府机构和商业网络。这种网络的 连接距离可以是10100千米；广域网一般用于不同城市之 间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百千米到几 千千米。最常见的广域网就是我们天天使用的“互联网

9、”（ Internet，因特网）；因特网无论从地理范围，还是从网络 规模来讲，都是全球最大的一种计算机网络。 1.3.2 按网络拓扑结构分类 在有线局域网中，按网络拓扑结构可以划分为：星形结 构网络、环状结构网络、总线状结构网络和混合型结构四 大类。它们各自具有不同的优缺点。星形结构的主要优点有：网络传输数据快；实现容易， 成本低；节点扩展、移动方便；维护容易。星形拓扑结构 的主要缺点有：核心交换机工作负荷重；网络布线较复杂 ；广播传输，影响网络性能。环状结构的主要优点有：网络路径选择和网络组建简单 ；投资成本低。其缺点包括：传输速度慢；连接用户数非 常少；传输效率低；扩展性能差；维护困难。总

10、线拓扑的优点与环形拓扑结构差不多，主要有：网络 结构简单，易于布线；扩展较容易；维护较容易。其缺点 也是主要的，包括：传输速率低；故障诊断和隔离比较困 难；网络效率和传输性能不高；难以实现大规模扩展。混合型拓扑结构的主要优点是：应用广泛；扩 展灵活。其缺点有：性能差；较难维护。WLAN无线网络有两个拓扑结构：Ad-Hoc对等 WLAN模式和基于AP的Infrastructure结构。Ad-Hoc对等WLAN模式仅适用于较少数的计算 机无线互联（通常是在5台主机以内）。由于这一 模式没有中心管理单元，所以这种网络在安全性 和扩展性方面受到一定的限制，连接性能也不是 很好。而且各无线节点之间只能单

11、点通信，不能 实现交换连接，就像有线网络中的对等网一样。 目前WLAN企业网络中基本上都是采用AP网络 结构模式。这种网络结构模式的优点主要表现在 网络易于扩展、便于集中管理、能提供用户身份 验证等安全管理等方面，另外数据传输性能也明 显高于Ad-Hoc对等结构。在这种结构中，无线AP （访问点）置于无线用户中间，不与任何设备进 行有线连接。 1.3.3 按网络管理模式分类 在现存的计算机网络中，主要存在两种不同的网络管理 模式： u对等网模式（Peer-to-Peer，P2P） u客户/服务器（Client-to-Server，C/S）模式P2P网络中的每个结点（Peer）的地位都是对等的，

12、每个 结点既充当服务器，为其他结点提供服务，同时也享用其 他结点提供的服务。通常认为P2P是一种分布式网络，各 用户可以处于网络中的任意位置，各用户间可以共享他们 所拥有的一部分硬件资源（处理能力、存储能力、网络连 接能力、打印机等），这些共享资源能被其它对等节点（ Peer）直接访问而无需经过中间实体，这是P2P网络中各用 户组成网络的唯一目的。在此网络中的参与者既是资源（ 服务和内容）提供者（Server），又是资源（服务和内容 ）获取者（Client）。 P2P管理模式主要应用于广域网中， 现在各种P2P互联网应用非常频繁。P2P网络结构模型的主要特点包括：非中心化 、可扩展性好、健壮性

13、好、良好的负载均衡性、 高性/价比和隐私保护好。在C/S结构中，服务器与客户机是有严格区分的 ，它们的职责明显不同。一般都会有专门的各种 服务器来负责整个网络管理的，如域控制器其实 就是负责用户、计算机等对象、网络配置和策略 管理的服务器，文件服务器则负责整个网络的文 件资源管理，DNS、DHCP和WINS服务器则分别 为网络中所有用户提供相应的服务。在局域网中 为了便于管理，确保企业数据资源的安全性，通 常采用的是C/S管理模式，而不是前面介绍的P2P 模式。当然在小型局域网中，P2P网络模式仍非常 普遍。 C/S模式网络的主要特点有：计算机地位不平等 ；便于网络管理；网络配置复杂；扩展困难

14、；网 络构建费用较贵。1.3.4 按数据传输方式分类 根据数据传输方式的不同，计算机网络又可以分为“广 播网络”和“点对点网络”两大类。广播网络（Broadcasting Network）中的计算机或设备使 用一个共享的通信介质进行数据传播，网络中的所有节点 都能收到任何节点发出的数据信息。广播网络中的传输方 式目前有：单播（Unicast）、组播（Multicast）和广播（ Broadcast）3种方式。单播传输方式中的点对点网络中的 计算机或设备以点对点的方式进行数据传输，两个节点间 都可能有多条单独的链路。单播传播方式主要应用于广域 网中，如X.25、FR（帧为继）和ATM（异步传输模

15、式）等 ；组播方式可使多个用户使用相同IP地址接收相同数据包 ，主要用于路由器、多媒体教学、视频播放等网络中。广 播传输方式是在发送的信息中使用一个指定的代码标识目 的地址，将信息发送给所有的目标节点。以太网和令牌环 网都属于广播网。 1.4 OSI/RM基础 1.4.1 OSI/RM概述OSI/RM（开放系统互联参考模型）是ISO于1978年在网 络通信方面所定义的开放系统互联模型。它是一个描述网 络层次结构的模型，保证了各种类型网络技术的兼容性、 互操作性。有了这个开放的模型，各网络设备厂商就可以 遵照共同的标准来开发网络产品，最终实现彼此兼容。开 放系统互联参考模型说明了信息在网络中是如

16、何传输的， 以及各层在网络中的功能和它们的概念框架。 整个OSI/RM模型共分7层，从下往上分别是：物理层、 数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层 。有了OSI这样一个结构模型，就把整个计算机网络软、 硬件技术和设备串起起来了，所以有软、硬件技术都围绕 在这个中心周围。 OSI/RM七层结构的划分原则是： u同一层中的各网络节点都有相同的层次结构，具有同样的 功能； u同一节点内相邻层之间通过接口（可以是逻辑接口）进行 通信； u七层结构中的每一层使用下一层提供的服务，并向其上层 提供服务； u不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。 网络结构分层的好处主要有： u使网络变得更简单 u将网络部件标准化 u有利于模块化设计 u保证不同类型部件的互操作性 u加快了技术发展的速度 u简化了教育和学习 1.4.2 OSI/RM的7层网络结构 在此仅简要地介绍OSI/RM的七层结构，具体参见书本。 1. 物理层 物理层是OSI参考模型的最