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1、局域网组建与应用第一章 计算机网络概述一、 计算机网络的概念概念：将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置相应的管理、应用软件，以实现计算机的资源共享、数据交换的系统。简单地说，就是将两部或两部以上的计算机彼此相连，以达到数据交换、资源共享的系统。二、 网络的基本功能1、 数据通信：是网络最基本的功能，如电子邮件、传真、BBS、信息浏览等。2、 资源共享：包括计算机的软件、硬件和数据等资源。3、 提高计算机系统的可靠性和可用性：网络中的计算机可互为后备，相互配合。4、 实现分布式信息处理：许多单机无法处理的大型信息处理问题可以借助于
2、分散在网络中不同位置的多台计算机协同完成，如穷举密码。三、 网络的组成1、 网络硬件：网络服务器、工作站、通信设备、输入输出设备、转输媒介等。网络服务器通常是网络上性能最好的计算机，用于数据存储、资源共享；凡是网上所联接的计算机都可称为工作站，既可独立工作，又可联网访问服务器，共享网络资源；通信设备是负责网络中各用户对主计算机的通信了解，以及网与网之间的通信；输入输出设备是指网络上的打印机、扫描仪等可供多个用户共享资源的设备；传输媒介即电缆、光缆联接器等设备。2、 网络软件：通常包括网络操作系统和网络通信协议。四、 网络分类1、 按地理覆盖范围分类：1） 局域网：局域网也叫局部网，一般在几百米
3、到几千米，通常用于一个大楼内部或一组紧邻的建筑群之间，也可小到几间或一间办公室，或一个家庭。2） 城域网：范围介于局域网和广域网之间。城域网的传输速率在1Mbps以上，作用距离约为5km-50km。3） 广域网：广域网也叫远程网，作用距离通常为几十到几千公里，是一种可跨越国家及地区的遍布全球的计算机网络。一般以高速电缆、光缆、微波天线或卫星等远程通信形式连接。4） 国际互联网（Internet）：因特网2、 按传输介质分类1） 同轴电缆网：比较经济，安装较为便利，传输率和抗干扰能力一般，传输距离较短，网速较慢。2） 双绞线网：目前最常见的连网方式。价格便宜，安装方便，网速快，但易受干扰，传输距
4、离较短。3） 光纤网：采用光导纤维作传输介质。传输距离长，传输率高，可达数千兆bps，抗干扰性强，安全性较高。但成本高，且需要高水平的安装技术，所以现在尚未普及。 4） 无线网：采用电磁波作为载体来传输数据，目前无线网联网费用较高，网速也较慢，还不太普及。但由于联网方式灵活方便，是一种很有前途的连网方式。 3、 按网络的拓扑结构分类网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。 1） 星型网络：各站点通过点到点的链路与中心站相连。容易在网络中增加新的站点，数据的安全性和优先级容易控制，易实现网络监控，单机故障不会影响网络，但中心节点故障会引起整个网络瘫痪。2） 环形网络
5、：各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。环形网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点。极少采用，不被看好。3） 总线型网络：网络中所有的站点共享一条数据通道。总线型网络安装简单方便。但介质的故障会导致网络瘫痪，安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网容易。树型网、簇星型网、网状网等其他类型拓扑结构的网络都是以上述三种拓扑结构为基础的。4、 按通信方式分类1） 点对点传输网络：数据以点到点的方式在网络中传输。星型网、环形网采用这种传输方式。 2） 广播式传输网络：数据在共用介质中传输。无线网和总线型网络属于这种类型。 5、 按服务方式分类 1）客户机/服务器网络：服务器是
6、指专门提供服务的高性能计算机或专用设备，客户机是用户计算机。这是客户机向服务器发出请求并获得服务的一种网络形式，多台客户机可以共享服务器提供的各种资源。这是最常用、最重要的一种网络类型。不仅适合于同类计算机联网，也适合于不同类型的计算机联网，如PC机、Mac机的混合联网。2）对等网：对等网不要求文件服务器，每台客户机都可以与其他每台客户机对话，共享彼此的信息资源和硬件资源，组网的计算机一般类型相同。这种网络方式灵活方便，但是较难实现集中管理与监控，安全性也低，较适合于部门内部协同工作的小型网络。6、 其他分类方法如按信息传输模式的特点来分类的ATM网，网内数据采用异步传输模式，提供高达1.2G
7、bps的传输率，有预测网络延时的能力。可以传输语音、视频等实时信息，是最有发展前途的网络类型之一。另外还有一些非正规的分类方法：如企业网、校园网，根据名称便可理解。 从不同的角度对网络有不同的分类方法，每种网络名称都有特殊的含意。几种名称的组合或名称加参数更可以看出网络的特征。千兆以太网表示传输率高达千兆的总线型网络。了解网络的分类方法和类型特征，是熟悉网络技术的重要基础之一。五、 OSI体系结构OSI（Open Systems Interconnection）开放系统互连是ISO国际标准化组织于1978年提出的。所谓“开放”，就是指只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也
8、遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。应用层（报文）：负责用户信息的语义表示，即相当于：做什么？表示层（报文）：解决用户信息的语法表示，即相当于：对方看起来像什么？会话层（报文）：会话的管理与数据传输的同步，即相当于：轮到谁讲话和从何处讲？运输层（报文）：建立一条运输的连接，即相当于：对方在何处？网络层（分组或包）：选择合适的路由，即相当于：走哪条路可到达该处？数据链路层（帧）：在链路上无差错地传送帧，即相当于：每一步应该怎样走？物理层（比特）：将比特流送到物理媒体上传送，即相当于：对上层的每步应怎样利用物理媒体？其结构类似于甲、乙二人打算通过电话来讨论有关计算机网络的问题。对于这样的问题，至
9、少可以分为三个层次。最高的一层可称为认识层。就是说，通信的双方必须具备起码的计算机网络方面的知识。或者说通信的双方必须有共同感兴趣的话题和相关的知识，因而能够听懂所谈的内容是什么意思。下面的一层可称为语言层，即通信的双方具有共同的语言，他们能互相听懂对方所说的活。在这一层不必涉及所说内容是什么意思，内容的含义由认识层来处理。如果甲、乙二人都说普通话，则可不要语言层。但如果用是中国人而乙是外国人，并且彼此不懂对方的语言，那就需要进行翻译。例如，翻译成大家都懂的第三国语言（如英语）。在这种情况下，语言层就较复杂。再下面的一层可以叫做传输层。它负责将每一方所讲的话变换为电信号，传输到对方后再还原为可
10、听懂的话音。这一层完全不管所传的话音信息是哪一国的语言，更不考虑其内容如何。 第二章 局域网基础一、 局域网的概念局域网是联网距离有限的资源共享系统，它支持各种通信设备的互连，并以低廉的投入来获取足够的带宽，从而实现整个区域内的信息交流和资源共享。二、 局域网的分类：1、 按规模分类：局域网可分为小型局域网和大型局域网。1）小型局域网是指占地空间小、规模小、建网经费少的计算机网络，常用于办公室、学校多媒体教室、游戏厅、网吧，甚至家庭中的两台计算机也可以组成小型局域网。2）大型局域网主要用于企业Intranet信息管理系统、金融管理系统等。2、依据网络应用范围不同：局域网一般分为令牌环网和以太网
11、两种。1）令牌网：令牌网使用环形拓扑结构，以光纤为主要传输介质，大多使用UNIX操作系统。所有令牌环站串接在闭合的环中，所有信号通过并由每个站中继，每个站的作用如同一个中继器，并且需要用两对电缆和相连接，一对接收，一对发送。令牌网发送数据时，每个站点必须完成4个步骤：捕获令牌发送数据卸除发送的帧发送一个自由令牌供其他设备捕获。2）以太网（Ethernet）：几乎是局域网的代名词，通常所说的局域网大都指以太网。其组建与维修较为容易，且主流操作系统Windows、NetWare和Linux等都支持以太网。以太网采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）控制协议工作方式，信息通过广播方式发送到
12、所有端口。其原理为：发送端发送数据前检测网络工作状态，线路有空时立即发送；发送时同时检查是否会冲突，如有冲突，则等待再次发送或停止。接收端时记得检查网上传来的数据；检查其目的位置，确认是自己的才接收，并检查数据包的完整性；处理接收的数据包。3、以太网的类型1） 标准以太网：以太网的第1个工业标准（IEEE802.3），以直径为1CM、电阻为50欧姆的同轴电缆为介质的总线型网络，其最大传输距离为200m，每段电缆最多可接100个节点，传输速率为10Mb/s。2） 百兆以太网：1995年的802.3u工业标准，即100BaseT快速以太网标准。有四个标准。有100BaseTX，采用UTP通信介质；
13、100BaseT4，使用内含4对双绞线的3类以上UTP；100BaseFX：使用内含两束光纤的电缆为通信介质；100BaseT2；采用两对3类以上的UTP为介质。目前最常用的是100BaseTX。此外为兼容10Mb/s以太网设备，现在流行一种10/100Mb/s自适应以太网。*Base表示信号类型为“基带”，相对于宽带而言；T表示屏蔽双绞线UTP，F代表光纤，X表示快速。3） 千兆以太网：1998年的802.3z标准，定义了3种数据传输速率达1000Mbps的以太网。1000BaseSX：短波激光光纤以太网；1000BaseLX，长波长激光光纤以太网；1000BaseCX，采用两对150欧姆屏
14、蔽双绞线（STP）为介质。目前千兆以太网集中应用在网络的骨干线上。4） 万兆以太网：2000年确定了万兆以太网标准的一个草案。目前并未获得应用。三、 局域网技术1、带宽：局域网带宽即数据传输速率，通常用B/s表示，含义为“每秒钟传输的二进制位数”。在书写和日常用语时常使用简称：如10Mb/s写成10M。（100Mbit=100Mbit/8字节）。目前一般采用100M带宽。2、通信介质：目前局域网一般采用双绞线、光纤、无线电波为通信介质。3、网络工作机制：局域网一般采用全双工机制。单工：一条线路上只能单方向通信，多用于广播和电视领域。半双工：在同一时间内，只能有一方发送或接收信息。全双工：在同一
15、时间内，双方既可发送信息，也可接收信息。四、 组建局域网应注意的问题选择适合您的局域网形式至关重要，一般要考虑这些主要问题：1、对网络主干带宽和桌面带宽的需要：是低速的、小流量简单数据处理，还是要求多媒体、大流量的信息处理，这牵涉到选择合适的网络交换中枢设备：是采用共享式的集线器HUB，还是选择快速的以太网Switch交换机。2、正确选择合适的网络操作系统，该网络操作系统必须能够伴随着您的企事业一起成长，它必须能够满足各种功能、容量、安全可靠性及扩展性的更高要求。3、当牵涉数据库操作时，必须考虑您的数据库能够适应各种情况和规模。4、选择可靠、性能价格比十分优越的服务器平台。 5、工作站的桌面操作系统、和应用软件必须友好、全面。6、开放式、易扩展的网络布线。 第三章 局域网硬件系统局域网大多采用拓扑结构，物理上一般由服务器、工作站、集线器、交换机、路由器、网卡、RJ45水晶头、网线等组成。一、服务器大多数时候服务器是网络的核心（当然对等网也可以没有服务器）。服务器是网络上一种为客户站点提供各种服务的计算机，它在网络操作系统的控制下，将硬件、文件资源提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、数据库管理等服务。服务器一般使用专用的网络操作系统，如UNIX、NetWare、Windows NT、Windows 2000 server，尤其以后两种操作系统最为常见。对
