计算机基础知识第07章

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1、第07章 网络基础与局域网应用,随着计算机技术的迅猛发展，计算机的应用已渗透到各个技术领域和社会的各个方面。社会信息化、数据的分布处理、各种计算机资源的共享等各种应用要求推动了计算机朝着群体化方向发展，促进了计算机技术和通信技术的紧密结合。计算机网络就是这两大现代技术相结合的产物，它代表了当前计算机体系结构发展的一个重要方向。通过网络，无论是大到全球范围、还是小到几个人组成的工作组，都可以根据需要实现资源共享及信息传输 。,教学重点与难点,计算机网络的功能与类型 计算机网络的拓扑结构 网络协议的作用和功能 局域网的类型 组建局域网的硬件设备 共享网络资源,7.1 Authorware 7.0

2、的功能,计算机网络是指通过数据通信系统把地理上分散的、具有独立功能的多台计算机通过通信媒体连接在一起，并配以相应的网络软件，以达到数据通信和资源共享的目的。如图7-1所示就是一个典型的计算机网络 。 网络硬件设备 网络协议 网络操作系统 服务器,7.1.1 网络硬件设备,网络硬件设备是指用于建立网络连接的各种设备，主要包括网络传输介质、网卡、调制解调器、集线器、交换机、路由器和网关等 。,7.1.2 网络协议,无论是在人与人之间的通信中，还是在有计算机参与的通信中，协议都必须存在，换句话说，“哪里有通信，哪里就有协议”。 网络协议是为保证计算机通过网络互相通信的一套规则和约定。计算机通信离不开

3、通信协议，通信双方只有遵循相同的或兼容的协议，通信才能进行。 在网络技术的开发中形成了多种协议，不同的网络通常采用不同的协议，例如，NetWare系统中常用IPX/SPX协议，Unix和Windows系统中使用TCP/IP协议。TCP/IP协议目前广泛应用于Internet、Intranet和小型局域网中 。,7.1.3 网络操作系统,网络操作系统是完成网络通信、控制、管理和资源共享的系统软件的集合，它是局域网的一个重要部分，一般安装在网络中作为服务器的计算机上，用来控制和管理网络资源。 对于一台联网的计算机系统，它的资源既包括本地资源，也包括网络资源，它应该既能为本地用户使用资源提供服务，也

4、能为远地网络用户使用本地资源提供服务。网络操作系统的基本任务就是要屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为用户提供各种基本网络服务功能，完成网络资源的管理，并提供网络系统的安全服务。 目前，并没有单一的网络操作系统一统天下，而是存在着多种网络操作系统并存的局面。Unix、Linux、NetWare、Windows NT、Windows 2000 Server、Windows 2003 Server等都是获得了广泛使用的网络操作系统 。,7.1.4 Authorware 7.0 的功能,服务器是指能向网络用户提供特定服务的计算机。服务器的定义包含以下两方面内容：一方面，服务器的作用是为网络提供特定的服

5、务，人们通常会以服务器提供的服务来命名服务器，如提供文件共享服务的服务器称为文件服务器，提供打印队列共享服务的服务器称为打印服务器等；另一方面，服务器是软件和硬件的统体，特定的服务程序需要运行在特定的硬件基础上，如大量内存、高速大容量硬盘等，服务器要完成服务功能，需要由服务程序完成服务策略，并通过硬件实现所需的服务，如文件服务依靠大量容硬盘，打印服务需要高速打印机。 由于整个网络的用户均依靠不同的服务器提供不同的网络服务，因此，网络服务器是网络资源管理和共享的核心。网络服务器的性能对整个网络的共享性能有着决定性的影响。 服务器运行网络操作系统，为网络提供通信控制、管理和共享资源。每个独立的计算

6、机网络中至少应该有一台服务器。在低成本局域网中，可以直接采用高性能的PC机作为网络服务器 。,7.2 计算机网络的功能与类型,计算机技术与通信技术的结合形成了计算机网络技术，计算机网络在当今社会中越来越体现出它的作用与价值。要建立计算机网络，首先应了解网络的基本概念、网络的功能与结构、网络的类型及组网所必需的软、硬件设备等方面的知识。 通过通信设施(通信线路及设备)将地理上分布的具有独立自治能力的多个计算机系统互连(interconnection)起来，进行信息交换(information exchange)、资源共享(resource share)、可互操作(interoperability

7、)和协同处理(interworking)的系统，称为计算机网络 。 局域网 城域网 广域网,7.2.1 局域网,从广义上讲，局域网(Local Area Network，LAN)是联网距离有限的数据通信系统，它支持各种通信设备的互连，并以廉价的媒体提供宽频带的通信来完成信息交换和资源共享，而且通常是为用户自己所专有的。 根据网络规模的大小，可将局域网分为大型局域网和小型局域网。大型局域网主要指企业Intranet网络、学校的校园网等，其特点是设备多，管理和维护比较复杂。小型局域网是指家庭、办公室、网吧等组织所构建的小型网络，其特点是设备较少，管理和维护比较简单。如图7-2所示就是一个简单的小型

8、局域网 。,7.2.2 城域网,城域网(Metropolitan Area Network，MAN)的作用范围比局域网大得多(作用距离在550km间)，采用与局域网相同的联网技术。它一般覆盖一座城市。 城域网的传送速率比局域网高。从广义上讲，城域网也是一种广域网，通常为高速的光纤网络，在一个特定的范围内将局域网段，如校园、工业区等连接起来，满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司与社会服务部门的计算机联网需求，实现大量用户、多种信息(数据、语音、图像)传输的综合信息网络 。,7.2.3 广域网,广域网(Wide Area Network，WAN)，也称远程网络。从广义上讲，广域网是将远距离的网

9、络和资源连接起来的任何系统。广域网分布的地理范围很广，它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里，它可以是一个地区、一个国家、甚至是全球，形成国际性的远程网络。因此，广域网又被称为远程网。例如，国际互联网络Internet，把全世界170多个国家的数千万台计算机主机和用户紧密地连在一起，使用户之间互通信息，共享计算机和各种信息资源。图7-4就是Internet某一分支的典型结构 。,7.3 计算机网络的拓扑结构,拓扑结构是区分局域网类型和特性的一个很重要的因素。不同拓扑结构的局域网中所采用的信号技术、协议以及所能达到的网络性能，会有很大的差别。因此，熟悉局域网的拓扑结构及其特点是选择网络类型的重要

10、环节，也是设计与分析局域网的前提 。 总线型拓扑结构 环形拓扑结构 星型拓扑结构 其他拓扑结构,7.3.1 总线型拓扑结构,总线型拓扑结构采用单根数据传输线作为通信介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到一根中央主电缆上，任何一个节点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散，并且能够被总线任何一个节点所接受，其传输方式类似于广播电台，因而总线网络也称为广播式网络。图7-5所示为总线型拓扑结构示意图 。,7.3.2 环型拓扑结构,环型拓扑结构是一个像环一样的闭合链路，在链路上有许多中继器和通过中继器连接到链路上的节点。也就是说，环型拓扑结构网络是由一些中继器和连接到中继器的点到点链路组成的一

11、个闭合环。在环型网中，所有的通信共享一条物理通道，即连接网中所有节点的点到点链路。图7-6所示为环型拓扑结构示意图 。,7.3.3 星型拓扑结构,星型拓扑结构是以中央节点为中心与各节点连接组成的，各节点与中央节点通过点到点的方式连接。利用星型拓扑结构的交换方式有电路交换和报文交换，以电路交换方式更为普遍。一旦建立了通道连接，可以没有延迟地在连通的两个节点之间传送数据。工作站到中央节点的线路是专用的，不会出现拥挤的瓶颈现象。图7-7所示为星型拓扑结构示意图 。,7.3.4 其他拓扑结构,总线型拓扑结构、环型拓扑结构和星型拓扑结构是局域网的3种基本结构。在实际应用中，往往并不采用单纯的某一种结构，

12、而是在3种基本结构的基础上进行扩展而形成混合型拓扑结构，如图7-8所示 。,7.4 计算机网络模型,通过前面的介绍可以知道，网络中包含了众多类型的计算机硬件设备和软件。要使整个网络系统协调工作，它们必须遵循一定的标准。早在1980年，国际标准化组织(ISO)就着手解决这个问题，并于1983年成功地创建了开放系统互联参考模型 (Open System Interconnect Reference Model，OSI/RM)，为不同厂商之间创建可互操作规程的网络软硬件提供了基本依据 。 OSI划分层次的原则 各分层的主要功能,7.4.1 OSI划分层次的原则,提供各种网络服务功能的计算机网络系统是

13、非常复杂的，根据分而治之的原则，OSI将整个通信功能划分为7个层次，划分层次的原则如下： 网络中各节点都有相同的层次。 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，并向上层提供服务。 不同节点的同等层按照协议来实现对等层之间的通信 。,7.4.2 各分层的主要功能,OSI参考模型采用了分层的方法，将网络通信按功能划分为7个标准层，并定义了各层的功能、层与层之间的关系、相同层次的两端如何通信等，OSI参考模型各层的关系与功能如表7-1所示 。,7.5 网络通信协议,在网络中，网络协议扮演着重要的角色，无论使用哪一种网络连接方式，都需要相应的

14、网络协议的支持，如果没有网络协议，资源的共享就无法实现，网络连接也就失去了意义。在所有的操作系统中，都内置了管理和配置网络协议的功能，只要选择相应的协议并进行配置，就可以使用相应的连接方式组网 。 网络协议的作用和功能 常用的网络协议 选择网络协议,7.5.1 网络协议的作用和功能,协议定义了设备之间相互通信、管理数据交换的整套规则，通过这些彼此接受的一整套规则，计算机之间就有“共同的语言”，只有能讲并能理解这些语言的计算机才可以和网络上其他计算机彼此通信 。,7.5.2 常用的网络协议,在连接网络时，必须选用正确的网络协议，以保证不同连接方式和操作系统的计算机之间可以进行数据传输。可以使用的

15、网络协议有很多，主要有以下几种 。 TCP/IP协议 NetBEUI协议 IPX/SPX及其兼容协议,7.5.3 选择网络协议,在实际组建局域网时，网络中可能包含了不能确定类型的计算机硬件设备和软件，用户可以参照以下建议来选择网络协议 。 如果要建立一个小型的工作组或者局域网，并且不需要访问其他网络中的资源，可以使用NetBEUI协议，这种协议可以满足用户的需求，并且有着较高的速度和效率。在构建对等网时，选择NetBEUI协议。 如果要求Windows网络的计算机可以访问Novell NetWare的资源，可以选用IPX/SPX兼容协议。 如果要将计算机连接到IBM大型机或将计算机作为惠普打印

16、机的打印服务器，可以选用DLC协议。 如果要求连接到苹果机或者要使Windows 2000 Server、Windows 2003 Server服务器为苹果机提供文件和打印服务，可以选用AppleTalk协议。 如果要组建一个大型的网络，或者要将计算机连接到Internet上，则必须使用TCP/IP协议。,7.6 局域网的类型,近年来，局域网技术得到了广泛应用，因为局域网能支持标准化协议、终端接口，网络的安装、配置、管理和维护比较简单，并且具有较高的稳定性和可扩充性。在局域网内计算机之间的传输速度不少于10Mb/s，通常可达100Mb/s，甚至可达1000Mb/s。由于局域网的传输距离较短(联网计算机的距离一般小于10km)，经过的网络连接设备较少，因而受外界干扰的程度较轻，传输时数据的误码率也就较低。此外，局域网还可以提供数据、语音、视频图形和图像等综合服务 。 以太网 ATM网络 FDDI网络 无线局域网,7.6.1 以太网,以太网是目前最为流行的网络结构，目前约80%的局域网都是以太网。同时，目前主流操作系统Netware、Windows NT和Win