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1、主编：方华 王金龙讲师：工程1 计算机网络根底知识概述1 1计算机网络概述3.了解汽车电气设备故障诊断的方法和步骤;4.掌握汽车电气设备检测工具的使用方法。 20世纪60年代，随着计算机技术的开展，人们逐渐无法满足没有通信机制的计算机系统了。科技人才将计算机与通信技术相结合，产生了计算机网络。人们可以借助计算机网络实现信息的交换和共享。如今，从政府机关、企业单位到家庭，随处都存在网络，随处都可以享受到网络给生活带来的便利。 网络，不仅是一项技术、一种应用，它还代表着一个时代、一种时尚。2计算机网络的开展计算机网络的开展 计算机网络的开展和其他事物一样，也经历了从简单到复杂、从低级到高级的过程。
2、在这一过程中，计算机技术与通信技术紧密结合，相互促进，共同开展，最终产生了计算机网络。 早期计算机通信如图1-1 所示，图中的调制解调器Modem是为了将数据在数字信号和模拟信号之间转换而设计的。1第一代计算机网络由于远程终端数量的增加，为了解决一台计算机使用多个线路控制器的问题，在 20 世纪60 年代初期，开发出多重线路控制器。它相当于一台多口的线路控制器，可以同时和多个终端同时通信，这种最简单的通信网称为第一代计算机网络，如图1-2 所示。2第二代计算机网络 为了克服第一代计算机网络的缺点，提高网络的可靠性和可用性，人们开始研究将多台计算机相互连接的方法。 早期的面向终端的计算机网络是以
3、单个主机为中心的星 形网，各终端通过 网共享主机的硬件和软件资源。但分组交换网那么以通信子网为中心，主机和终端都处在网络的边缘，如图1-3 所示。主机和终端构成了用户资源子网。用户不仅共享通信子网的资源，而且还可以共享用户资源子网中丰富的硬件和软件资源。这种以通信子网为中心的计算机网络通常被称为第二代计算机网络。3第三代计算机网络在 ISO/OSI 参考模型推出后，网络的开展一直走标准化道路，而网络标准化的最大表达就是互联网的飞速开展。现在互联网已成为世界上最大的国际性计算机网络。4宽带和多媒体相结合的第四代计算机网络计算机网络的开展既受到计算机科学技术和通信科学技术的支持，又受到网络应用需求
4、的推动。如今，计算机网络从体系结构到实用技术已逐步走向系统化、科学化和工程化。3计算机网络的定义计算机网络的定义随着计算机网络的开展，每一个时期，计算机网络的定义是不同的。在现阶段，计算机网络的定义为计算机网络是把处在不同地理位置的独立计算机，用通信介质将设备互联的结构，辅以网络软件进行控制，到达资源共享和协同操作的目的。从计算机网络各组成部件的功能来看，各部件主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。把网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网，把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网，如图1-4 所示。4资源子网和通信子网资源子网和通信子网1资源子网
5、计算机网络首先是一个通信网络，各计算机之间通过通信媒体、通信设备进行数字通信，在此根底上各计算机可以通过网络软件共享其他计算机上的硬件资源、软件资源和数据资源。在局域网中，资源子网主要由网络的效劳器、工作站、共享的打印机和其他设备及相关软件组成。资源子网的主体为网络资源设备，如下。1用户计算机也称工作站。2网络存储系统。3网络打印机。4独立运行的网络数据设备。5网络终端。6效劳器。7网络上运行的各种软件资源。8数据资源。3通信子网。1点到点通道。2播送通道。是指网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合，通信设备、网络通信协议、通信控制软件等属于通信子网，是网络的内层，负责信息的传输。主要为用
6、户提供数据的传输、转接、加工和变换等。通信子网主要包括中继器、集线器、网桥、路由器和网关等硬件设备。通信子网的设计一般有如下 2 种方式。5 5计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的实质是独立自治、相互连接的计算机集合。独立自治意味着每台联网的计算机是完整的计算机系统，可以独立运行用户的作业；相互连接意味着两台计算机之间能够相互交换信息。1LANLANLocal Area Network，局域网是指范围在几百米到十几千米内办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。计算机局域网被广泛应用于连接校园、工厂以及机关的个人计算机或工作站，以利于个人计算机或工作站之间共享资源如打印机和数
7、据通信。局域网区别于其他网络主要表达在两个方面：网络所覆盖的物理范围较近；网络使用的是局域网传输技术。2MANMANMetropolitan Area Network，城域网所采用的技术根本上与局域网类似，只是规模要大一些。城域网既可以覆盖相距不远的几栋办公楼，也可以覆盖一个城市；既可以是私人网，也可以是公用网。城域网既可以支持数据和话音传输，也可以与有线电视相连。3WANWANWide Area Network，广域网通常跨越很大的地理范围，如一个国家。广域网包含很多用来运行用户应用程序的计算机集合，通常把这些计算机叫作主机host；把这些主机连接在一起的是通信子Communication
8、Subnet。通信子网的任务是在主机之间传送报文。将计算机网络中通信局部的子网与应用局部的主机别离开来，可以大大简化网络的设计。按照使用技术的不同，局域网又可以分为令牌环和以太网两种。1令牌环令牌环是由连在一个环中的节点集组成的，如图1-5 所示。2以太网以太网是一个正在使用的、更通用的局域网技术，它是20 世纪70 年代中期由施乐公司Xerox的Palo Alto 研究中心PARC开发的，后来，数字设备公司DEC和英特尔公司Intel也参加进来。1978 年，数字设备公司DEC和英特尔公司Intel联合施乐公司Xerox定义10Mbit/s 以太网标准。这个标准后来成为IEEE 标准802.
9、3 的根底。现在它已经扩展到包括一个被称为快速以太网的100 Mbit/s 版本和一个称为吉比特以太网的1000Mbit/s版本。最早的以太网结构，便是前面讲到的总线型结构。现在，比较流行的以太网结构是星形、总线型/星形和树形。网络逻辑结构就是计算机在网络中的角色。按照网络逻辑结构可以分为两种类型。对等网Peer to Peer对等网就是在一个网络中不需要专用的效劳器，每台接入网络的计算机既是效劳器也是工作站，拥有绝对的自主权，并且相互间是平等关系。同时，不同的计算机之间可以实现互访，进行文件交换和共享其他计算机上的打印机。客户机/效劳器结构Client/Server客户机/效劳器结构的特点是
10、网络中必须至少有一台专用效劳器，而且所有的工作站都必须以效劳器为中心，所有的工作站由效劳器统一管理。6 6计算机的网络拓扑结构计算机的网络拓扑结构网络拓扑结构是指计算机、网络电缆和网络设备构成的几何形状，它能表示出网络组件互相之间的连接关系。1星形拓扑结构星形布局是以中央节点为中心与各节点连接而组成的，各节点与中央节点通过点对点的方式连接，中央节点执行集中式通信控制策略，因此，中央节点相当复杂，负担也重。目前流行的PBX 就是星形拓扑结构的典型实例，如图1-6 所示。2环形拓扑结构环形网中的各节点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环路上的任何节点均可以请求发送信息，如图1-7所
11、示。3总线型拓扑结构用一条称为总线的中央主电缆，将相互之间以线性方式连接的工作站连接起来的布局方式，称为总线型拓扑，如图1-8 所示。4总线型/星形拓扑结构用一条或多条总线把多组设备连接起来，相连的每组设备呈星形分布。采用这种拓扑结构，用户很容易配置或重新配置网络设备。总线采用同轴电缆，星形配置可采用双绞线。5树形拓扑结构树形拓扑结构是总线型拓扑结构的扩展，它是在总线型拓扑结构上加上分支形成的，其传输介质可以有多条分支，但不形成闭合回路，树形网是一种分层网，其结构可以对称，联系固定，具有一定的容错能力，一般一个分支和节点的故障不影响另一个分支节点的工作，任何一个节点送出的信息都可以传遍整个传输
12、介质，也是播送式网络。工程2 认识网络硬件设备局域网中的网络硬件主要包含网络电缆、无线介质和网络设备三类。1网络电缆常见的网络电缆主要有同轴电缆、双绞线电缆和光缆等。1同轴电缆同轴电缆，英文简写为“Coax。同轴电缆包括由绝缘体包围的一根中央铜线、一个网状金属屏蔽层以及一个塑料封套。一种典型的同轴电缆如图2-1 所示。材料的不同将影响它们的阻抗或电阻，用于控制信号，用 表示、吞吐量以及典型的用途。几种典型的同轴电缆的规格说明见表2-1。2Thicknet粗缆、10Base5Thicknet 电缆，也被称之为Thickwire Ethernet。它是一种用于原始Ethernet 网络大约1cm厚
13、的硬同轴电缆。由于这种电缆常用一层黄色封套覆盖，Thicknet 有时也被称为“yellow Ethernet或“yellow garden hose。IEEE 将Thicknet 命名为“10Base5 Ethernet。“10代表10Mbit/s 的吞吐量，“Base代表基带传输，“5代表了Thicknet 电缆的最大段长度为500m。它的最大段长度为500m，为降低站点之间的最小化干扰，网络设备应分。3Thinnet细缆、10Base2Thinnet，也被称为Thin Ethernet。在20 世纪80 年代是用于Ethernet 局域网的最流行的介质。Thinnet 很少用于现代网络中
14、，但在20 世纪80 年代安装的网络中，或在一些较新的小型办公室或家庭办公室局域网中可能会发现Thinnet。IEEE 将Thinnet 命名为“10Base2Ethernet，其中“10代表了它的数据传输速度为10Mbit/s，“Base代表了它使用基带传输，“2代表了它的最大段长度为185m或粗略为200。4双绞线电缆双绞线TP电缆类似于 线，由绝缘的彩色铜线对组成，每根铜线的直径为，两根铜线互相缠绕在一起，如图2-2 所示。所有的双绞线电缆可以分为两类，即屏蔽双绞线STP以及非屏蔽双绞线UTP。1屏蔽双绞线。屏蔽双绞线STP电缆中的缠绕电线对被一种如金属箔制成的屏蔽层所包围，而且每个线对
15、中的电线也是相互绝缘的。2非屏蔽双绞线。非屏蔽双绞线UTP电缆包括一对或多对由塑料封套包裹的绝缘电线对。正如名称所示，UTP 没有用来屏蔽双绞线的额外的屏蔽层。因此，UTP 比STP 更廉价，抗噪性也相对较低。UTP 电缆如图2-4 所示。为管理网络电缆，需要熟悉用于现代网络的一些标准，特别是3 类和5 类UTP。11 类线CAT1。一种包括2 个电线对的UTP 形式。22 类线CAT2。一种包括4 个电线对的UTP 形式33 类线CAT3。一种包括4 个电线对的UTP 形式。44 类线CAT4。一种包括4 个电线对的UTP 形式。55 类线CAT5。用于新网安装及更新到快速Ethernet
16、的最流行的UTP 形式。CAT5包括4 个电线对，支持100Mbit/s 吞吐量和100Mbit/s信号速率，除100Mbit/s Ethernet 之外，CAT5 电缆还支持其他快速联网技术，例如，异步传输模式ATM。CAT5 UTP 电缆如图2-5 所示。6增强CAT5。它是CAT5 电缆的更高级别的版本。76 类线CAT6。包括4 对电线对的双绞线电缆87 类线CAT7。是一种8 芯屏蔽线，每对都有一个屏蔽层一般为金属箔屏蔽DINTEK，8 根芯外还有一个屏蔽层一般为金属编织丝网屏蔽DINTEK，接口与现在的RJ-45 不兼容，如图2-6 所示。5光缆光缆的中心局部包括了一根或多根玻璃纤维光纤，通过从激光器或发光二极管发出的光波穿过中心纤维来进行数据传输。图2-7 显示了一根光缆的不同层面。光纤可分为单模光纤和多模光纤两种。单模光纤携带单个频率的光将数据从光纤的一端传输到另一端。多模光纤可以在单根或多根光纤上同时携带几种光波。这种类型的光纤通常用于数据网络。图2-8 象征性地描述了单模光纤和多模光纤之间的差异。2无线介质无线介质无线网络是指无需任何线缆即可实现计算机之间互联的网络
