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1、计算机网络基础,计算机网络是将地理位置不同，且有独立功能的多个计算机系统利用通信设备和线路互相连接起来，且以功能完善的网络软件（包括网络通信协议、网络操作系统等）实现网络资源共享的系统。,网络的定义,1 广域网的基本组成与结构 (1) 主机 主机是计算机网络中承担数据处理的计算机系统。具有完善的管理能力的硬件和操作系统。 (2) 终端 直接面对用户，如键盘显示器、智能终端、会话型终端、图形终端等等。 (3) 通信控制处理机 (4) 通信设备与通信线路,网络的组成,局域网的基本组成与广域网相似，但由于局域网的覆盖范围与规模较小，故有些方面与广域网不同。例如，局域网没有通信处理机，通信处理功能由网
2、卡实现。 (1) 服务器( Server ) (2) 客户机( Client ) (4) 网络设备与网络介质 (5) 网络软件,局域网的基本组成与结构,1.透明与虚拟 透明：一个事物实际存在，但不表现出来，好似不存在。（用户一般不考虑访问网络资源所存在的操作系统及各种格式） 虚拟：一个事物不存在，但却表现出来，就好象实际存在一样。,网络技术中的术语,2.联机多用户系统和分布式计算机系统 联机多用户系统：一台中心计算机与若干台终端或计算机相连接，供多个用户同时使用。 分布式计算机系统：在分布式操作系统的支持下，进行分布式数据处理各计算机之间的并行计算机工作。,1.数据通信 计算机网络本身就是一种
3、通信系统。 2.资源共享 3.提高计算机的可靠性和可用性 4.易于分布处理,计算机网络的功能,局域网 (Local Area Network) 局域网的特点如下： 1.分布范围有限。 2.有较高的通信带宽，数据传输率高。 3.数据传输可靠，误码率低。 4.通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质。 5.拓扑结构简单简洁。,计算机网络的分类,广域网最根本的特点是： 1. 分布范围广。 2.数据传输率低。 3. 可靠性不高。使用光纤较好。 4. 广域网常常借用传统的公共传输网（电话网等）来实现。因为单独建造一个广域网极其昂贵。 5. 拓扑结构较为复杂。,广域网（ Wide Area Network ）
4、,城域网（ Metropolitan Area Network ） 是规模介于局域网和广域网之间的一种较大范围的高速网络。,树型 星型 总线型 环型 网状型 混合型,网络的拓扑结构,所有的计算机通过相应的硬件接口直接连接到一公共的传输介质上，该公共传输介质即称为总线(BUS)。 任何一个计算机发送的信号都沿着传输介质双向传播，而且能被所有其他计算机所侦听到。但在同一时间内只允许一个结点利用总线发送数据。当一个结点利用总线以 “广播”方式发送数据时,其他结点可以用“监听”方式接收数据。总线型网络的结构图如图所示。,图 总线型网络,总线型网络的优点是:布线容易，可靠性高，易于扩充;另外，这种结构的
5、网络结点响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便。 总线型网络的主要缺点有:对总线的故障敏感,任何总线的故障都会使得整个网络不能正常运行; 随着网络用户数量的增加，总线型网络的通信效率大大下降，用户数量受到限制。 常见网络有:10BASE-2以太网、10BASE-5以太网。 环型网络 环型网络是将各个计算机与公 共的缆线连接，缆线的两端连接起 来形成一个封闭的环，数据在环路 上以固定的方向流动,如图1-6所示。 图 环型网络,环型网络的主要优点是:结构简单、容易实现;由于路径选择简单，因此通信接口、管理软件都比较简单。 主要缺点是:结点故障会引起全网故障;由于环路封闭，因
6、而不利于系统扩充;在负载轻时，信道利用率低。 最常见的采用环型拓扑的网络有令牌环网。 星型网络 星型网络是由中央结点和通过点到点通信链路链接到中央结点的各个计算机组成的。采用集中控制，即任何两台计算机之间的通信都要通过中央结点进行转发，中央结点通常为集线器(Hub)/交换机(Switch)。它具有信号再生转发功能，同时它又是网络的中央布线的中心,各计算机通过集线器/交换机与其他计算机通信，星型网络又称为集中式网络，如图1-7所示。 星型网络的优点是建网容易，网络控制简单，故障检测和隔离方便。,其缺点是网络中央结点负担过重，形成瓶颈;电缆长度和安装工作量大;各结点的分布处理能力较低。 常见的星型
7、网络有:10BASE-T以太网、100BASE-T以太网等. 其他拓扑结构 1.树型（层次型）网络 树型（层次型）网络是一种分级结构，可以看成是星型拓扑的扩展。,图 星型网络,2018/11/7,16,所谓广播风暴（Broadcast Storm），简单的讲，当广播数据充斥网络无法处理，并占用大量网络带宽，导致正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，这就发生了“广播风暴”。一个数据帧或 包被传输到本地网段 (由广播域定义)上的每个节点就是广播；由于网络拓扑的设计和连接问题，或其他原因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪，这就是广播风暴。,利用交换机通过VLAN （Vir
8、tual Local Area Network）技术分割广播域，划分不同的逻辑局域网以解决上述存在的问题。,2018/11/7,17,VLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。,18,基于端口的VLAN划分 基于MAC地址的VLAN划分 基于子网的VLAN划分 基于用户的VLAN划分,19,基于端口的VLAN的划分是最简单、有效的VLAN划分方
9、法（目前定义VLAN的最广泛的方法），它按照局域网交换机端口来定义VLAN成员。VLAN从逻辑上把局域网交换机的端口划分开来，从而把终端系统划分为不同的部分，各部分相对独立，在功能上模拟了传统的局域网。基于端口的VLAN又分为在单交换机端口和多交换机端口定义VLAN两种情况：,20,如图所示，交换机的1、2、6、7、8端口组成VLAN1，3、4、5端口组成了VLAN2。这种VLAN只支持一个交换机。,21,如图所示，交换机1的1、2、3端口和交换机2的4、5、6端口组成VLAN1，交换机1的4、5、6、7、8端口和交换机2的1、2、3、7、8端口组成VLAN2。,22,基于MAC地址的VLAN
10、，就是通过查询并记录端口所连计算机上网卡的MAC地址来决定端口的所属。假定有一个MAC地址“A”被交换机设定为属于VLAN10，那么不论MAC地址为“A”的这台计算机连在交换机哪个端口，该端口都会被划分到VLAN10中去。计算机连在端口1时，端口1属于VLAN10；而计算机连在端口2时，则是端口2属于VLAN10。（如下图）,23,24,基于子网的VLAN，则是通过所连计算机的IP地址，来决定端口所属VLAN的。不像基于MAC地址的VLAN，即使计算机因为交换了网卡或是其他原因导致MAC地址改变，只要它的IP地址不变，就仍可以加入原先设定的VLAN（如下图）,25,26,基于用户的VLAN，则
11、是根据交换机各端口所连的计算机上当前登录的用户，来决定该端口属于哪个VLAN。这里的用户识别信息，一般是计算机操作系统登录的用户，比如可以是Windows域中使用的用户名。这些用户名信息，属于OSI第四层以上的信息。,27,VLAN的划分策略基本可分为静态VLAN和动态VLAN。其中基于子网的VLAN和基于用户的VLAN有可能是网络设备厂商使用独有的协议实现的，不同厂商的设备之间互联有可能出现兼容性问题。,28,基于端口的VLAN划分 优点：简单，容易实现，从一个端口发出的广播，直接发送到虚拟局域网内的其他端口，也便于直接监控。 缺点：使用不够灵活，当用户从一个端口移动到另一个端口的时候网络管
12、理员必须重新配置虚拟局域网成员（这一点可以通过灵活的网络管理软件来弥补 ）。,29,2.基于MAC地址的VLAN划分 优点：交换机对终端的MAC地址和交换机端口进行跟踪，在新终端入网时根据已经定义的虚拟局域网MAC对应表将其划归至某一个虚拟局域网，而无论该终端在网络中怎样移动，由于其MAC地址保持不变，故不需进行虚拟局域网的重新配置。这种方式减少了日常维护工作量。 缺点：所有的终端必须被明确的分配在一个具体的虚拟局域网，任何时候增加终端或者更换网卡，都要对虚拟局域网数据库调整，以实现对该终端的动态跟踪。,30,3.基于子网的VLAN划分 优点：用户的物理位置改变，不需要重新配置所属的VLAN，
13、而且可以根据协议类型来划分VLAN，并且这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量。 缺点：效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间(相对于前面两种方法)，一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网帧头，但要让芯片能检查IP帧头，需要更高的技术，同时也更费时（与各厂商的实现方法有关）。,31,4.基于用户的VLAN划分 属于OSI第四层以上的信息，决定端口所属VLAN时利用的信息在OSI中的层面越高，就越适于构建灵活多变的网络。,32,目前在宽带网络中实现的VLAN基本上能满足广大网络用户的需求，但网络性能、网络流量控制、网络通信优先级控制等还
14、有待提高。VTP(VLAN Trunking Protocol虚拟局域网干道协议 )技术、STP(Spanning Tree Protocol 生成树协议)技术，基于三层交换的VLAN技术等在VLAN使用中存在网络效率的瓶颈问题，这主要是IEEE802.1Q、IEEE802.1D协议的不完善所致，IEEE正在制定和完善IEEE802.1S（MultipleSpanningTrees）和IEEE802.1W（RapidReconfigurationofSpanningTree）来改善VLAN的性能。采用IEEE802.3z和IEEE802.3ab协议，并结合使用RISC（精简指令集计算）处理器或者网络处理器而研制的吉位VLAN交换机在网络流量等方面采取了相应的措施，大大提高了VLAN网络的性能。IEEE802.1P协议提出了COS（ClassofService）标准，这使网络通信优先级控制机制有了参考。,33,此资料为湖南省信用社考试培训计算机专业资料 需详细资料请添加微信：kongskype 非诚勿扰 （请备注说明 信用社考试+专业）,
