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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 计算机网络基础知识第一节 计算机网络计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。简单地说，计算机网络就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是看不见的电磁波）以及相应的应用
2、软件四部分。一、 计算机网络的主要功能计算机网络的功能要目的是实现计算机之间的资源共享、网络通信和对计算机的集中管理。除此之外还有负荷均衡、分布处理和提高系统安全与可靠性等功能。u 1、资源共享（1）硬件资源: 包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。（2）软件资源: 包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。（3）数据资源：包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企业生产报表等。（4）信道资源：通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。u 2、网络通信通信通道可以传输
3、各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息。u 3、分布处理把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。u 4、集中管理计算机在没有联网的条件下，每台计算机都是一个“信息孤岛”。在管理这些计算机时，必须分别管理。而计算机联网后，可以在某个中心位置实现对整个网络的管理。如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。u 5、均衡负荷当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。二、
4、 113 计算机网络的特点u 1、可靠性在一个网络系统中，当一台计算机出现故障时，可立即由系统中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样，当网络的一条链路出了故障时可选择其它的通信链路进行连接。u 2、高效性计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性，并且信息传递迅速，系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够相互传送数据信息，使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据。u 3、独立性网络系统中各相连的计算机是相对独立的，它们之间的关系是既互相联系，又相互独立。u 4、扩充性在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的计算机，从而达到扩充网络系统功能的目的。
5、u 5、廉价性计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体现了网络系统的“群体”优势，能节省投资和降低成本。u 6、分布性计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互连，可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。u 7、易操作性对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机使用技术简单，实用性也很强。第二节 计算机网络的结构组成 一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。网络硬件：一般指网络的计算机、传输介质和网络连接设备等。网络软件：一般指网络操作系统、网络通信
6、协议等。一、 网络硬件的组成计算机网络硬件系统是由计算机(主机、客户机、终端)、通信处理机(集线器、交换机、路由器)、通信线路(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem，编码解码器)等构成。二、 网络软件的组成在计算机网络系统中，除了各种网络硬件设备外，还必须具有网络软件。u 1、网络操作系统网络操作系统是网络软件中最主要的软件,用于实现不同主机之间的用户通信，以及全网硬件和软件资源的共享，并向用户提供统一的、方便的网络接口,便于用户使用网络。目前网络操作系统有三大阵营：UNIX、Linux和Windows。目前， 我国最广泛使用的是Windows网络操作系统。u 2、网络协议软件网
7、络协议是网络通信的数据传输规范，网络协议软件是用于实现网络协议功能的软件。目前, 典型的网络协议软件有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、IEEE802标准协议系列等。其中, TCP/IP是当前异种网络互连应用最为广泛的网络协议软件。u 3、网络管理软件网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件，如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。u 4、网络通信软件是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件，使用户能够在不必详细了解通信控制规程的情况下，控制应用程序与多个站进行通信,并对大量的通信数据进行加工和管理。u 5、网络应用软件网络应用软
8、件是为网络用户提供服务，最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。三、 计算机网络的拓扑结构当我们组建计算机我网络时，要考虑网络的布线方式，这也就涉及到了网络拓扑结构的内容。网络拓扑结构指网路中计算机线缆，以及其他组件的物理布局。局域网常用的拓朴结构有：总线型结构、环型结构、星型结构、树型结构。拓扑结构影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等许多方面，是决定局域网性能优劣的重要因素之一。u 1、总线型拓扑结构总线型拓扑结构是指：网络上的所有计算机都通过一条电缆相互连接起来总线上的通信：在总线上，任何一台计算机在发送信息时，其他计算机必须等
9、待。而且计算机发送的信息会沿着总线向两端扩散，从而使网络中所有计算机都会收到这个信息，但是否接收，还取决于信息的目标地址是否与网络主机地址相一致，若一致，则接受；若不一致，则不接收。信号反射和终结器：在总线型网络中，信号会沿着网线发送到整个网络。当信号到达线缆的端点时，将产生反射信号，这种发射信号会与后续信号发送冲突，从而使通信中断。为了防止通信中断，必须在线缆的两端安装终结器，以吸收端点信号，防止信号反弹。特点：其中不需要插入任何其他的连接设备。网络中任何一台计算机发送的信号都沿一条共同的总线传播，而且能被其他所有计算机接收。有时又称这种网络结构为点对点拓朴结构。优点：连接简单、易于安装、成
10、本费用低缺点： 传送数据的速度缓慢：共享一条电缆，只能有其中一台计算机发送信息，其他接收。 维护困难：因为网络一旦出现断点，整个网络将瘫痪，而且故障点很难查找。u 2、星型拓扑结构：每个节点都由一个单独的通信线路连接到中心节点上。中心节点控制全网的通信，任何两台计算机之间的通信都要通过中心节点来转接。因些中心节点是网络的瓶颈，这种拓朴结构又称为集中控制式网络结构，这种拓扑结构是目前使用最普遍的拓扑结构，处于中心的网络设备跨越式集线器（Hub）也可以是交换机。优点：结构简单、便于维护和管理，因为当中某台计算机或头条线缆出现问题时，不会影响其他计算机的正常通信，维护比较容易。缺点：通信线路专用，电
11、缆成本高；中心结点是全网络的可靠瓶颈，中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。u 3、环型拓扑结构：环型拓扑结构是以一个共享的环型信道连接所有设备，称为令牌环。在环型拓扑中，信号会沿着环型信道按一个方向传播，并通过每台计算机。而且，每台计算机会对信号进行放大后，传给下一台计算机。同时，在网络中有一种特殊的信号称为令牌。令牌按顺时针方向传输。当某台计算机要发送信息时，必须先捕获令牌，再发送信息。发送信息后在释放令牌。环型结构有两种类型，即单环结构和双环结构。令牌环（Token Ring）是单环结构的典型代表，光纤分布式数据接口（FDDI）是双环结构的典型代表。环型结构的显著特点是每个节点用户都与两个相
12、邻节点用户相连。优点：电缆长度短：环型拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似，但比星型拓扑结构要短得多。增加或减少工作站时，仅需简单地连接。可使用光纤；它的传输速度很高，十分适用一环型拓扑的单向传输。传输信息的时间是固定的，从而便于实时控制。缺点：节点过多时,影响传输效率。环某处断开会导致整个系统的失效，节点的加入和撤出过程复杂。检测故障困难：因为不是集中控制，故障检测需在网个各个节点进行，故障的检测就不很容易。u 4、树型拓扑结构树型结构是星型结构的扩展，它由根结点和分支结点所构成，如图所示。 优点：结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活。缺点：对根结点的依赖性大，一旦根结点出现故障，将导
13、致全网不能工作；电缆成本高。u 5、网状结构与混合型结构网状结构是指将各网络结点与通信线路连接成不规则的形状，每个结点至少与其他两个结点相连，或者说每个结点至少有两条链路与其他结点相连。大型互联网一般都采用这种结构，如我国的教育科研网CERNET（b）、Internet的主干网都采用网状结构。优点：可靠性高；因为有多条路径，所以可以选择最佳路径，减少时延，改善流量分配，提高网络性能，但路径选择比较复杂。缺点：结构复杂，不易管理和维护；线路成本高；适用于大型广域网。混合型结构是由以上几种拓扑结构混合而成的，如环星型结构，它是令牌环网和FDDI网常用的结构。再如总线型和星型的混合结构等。四、 计算
14、机网络的分类 由于计算机网络自身的特点，其分类方法有多种。根据不同的分类原则，可以得到不同类型的计算机网络。 u 按覆盖范围分类 按网络所覆盖的地理范围的不同，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。1、局域网（Local Area Network，LAN）局域网是将较小地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一起的通信网络。局域网覆盖的地理范围比较小，一般在几十米到几千米之间。它常用于组建一个办公室、一栋楼、一个楼群、一个校园或一个企业的计算机网络。局域网主要用于实现短距离的资源共享。如图所示的是一个由几台计算机和打印机组成的典型局域网。局域网的特点是分布距离近、
15、传输速率高、数据传输可靠等。2、 城域网（Wide Area Network，WAN） 城域网是一种大型的LAN，它的覆盖范围介于局域网和广域网之间，一般为几千米至几万米，城域网的覆盖范围在一个城市内，它将位于一个城市之内不同地点的多个计算机局域网连接起来实现资源共享。城域网所使用的通信设备和网络设备的功能要求比局域网高，以便有效地覆盖整个城市的地理范围。一般在一个大型城市中，城域网可以将多个学校、企事业单位、公司和医院的局域网连接起来共享资源。3、广域网（Wide Area Network，WAN）广域网是在一个广阔的地理区域内进行数据、语音、图像信息传输的计算机网络。由于远距离数据传输的带
16、宽有限，因此广域网的数据传输速率比局域网要慢得多。广域网可以覆盖一个城市、一个国家甚至于全球。因特网（Internet）是广域网的一种，但它不是一种具体独立性的网络，它将同类或不同类的物理网络（局域网、广域网与城域网）互联，并通过高层协议实现不同类网络间的通信。如图所示的是一个简单的广域网。 u 按照网络中计算机所处的地位的不同，可以将计算机网络分为对等网和基于客服机、服务器模式的网络。对等网：在对等网中，所有的计算机的地位是平等的，没有专用的服务器。每台计算机即作为服务器，又作为客户机；即为别人提供服务，也从别人那里获得服务。由于对等网没有专用的服务器，所以在管理对等网时，只能分别管理，不能
17、统一管理，管理起来很不方便。对等网一般应用于计算机较少、安全不高的小型局域网。基于客户机/服务器模式的网络：在这种网络中，两种角色的计算机，一种是服务器，一种是客服机。服务器：服务器一方面负责保存网络的配置信息，另一方面也负责为客户机提供各种各样的服务。因为整个网络的关键配置都保存在服务器中，所以管理员在管理网络时只需要修改服务器的配置，就可以实现对整个网络的管理了。同时，客户机需要获得某种服务时，会向服务器发送请求，服务器接到请求后，会向客户机提供相应服务。服务器的种类很多，有邮件服务器、Web服务器、目录服务器等，不同的服务器可以为客户提供不同的服务。我们在构建网络时，一般选择配置较好的计
18、算机，在其上安装相关服务，它就成了服务器。客户机：主要用于向服务器发送请求，获得相关服务。如客户机向打印服务器请求打印服务，向Web服务器请求Web页面等。u 按传播方式分类如果按照传播方式不同，可将计算机网络分为“广播网络”和“点-点网络”两大类。1、广播式网络广播式网络是指网络中的计算机或者设备使用一个共享的通信介质进行数据传播，网络中的所有结点都能收到任一结点发出的数据信息。广播式网络的基本连接如图所示。目前，在广播式网络中的传输方式有3种：单播：采用一对一的发送形式将数据发送给网络所有目的节点。组播：采用一对一组的发送形式,将数据发送给网络中的某一组主机。 广播：采用一对所有的发送形式
19、，将数据发送给网络中所有目的节点。2、点-点网络（Point-to-point Network）点-点式网络是两个结点之间的通信方式是点对点的。如果两台计算机之间没有直接连接的线路，那么它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储、转发，直至目的结点。点-点传播方式主要应用于WAN中，通常采用的拓扑结构有：星型、环型、树型、网状型。u 按传输介质分类 1、有线网（Wired Network） 双绞线：其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一般，广泛应用于局域网中。 同轴电缆：俗称细缆，现在逐渐淘汰。 光纤电缆：特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强，是高安全性网络的理想选择。2
20、、 无线网（Wireless Network） 无线电话网：是一种很有发展前途的连网方式。 语音广播网：价格低廉、使用方便，但安全性差。 无线电视网：普及率高，但无法在一个频道上和用户进行实时交互。 微波通信网：通信保密性和安全性较好。 卫星通信网：能进行远距离通信，但价格昂贵。u 按传输技术分类 计算机网络数据依靠各种通信技术进行传输，根据网络传输技术分类，计算机网络可分为以下5种类型：普通电信网：普通电话线网，综合数字电话网，综合业务数字网。数字数据网：利用数字信道提供的永久或半永久性电路以传输数据信号为主的数字传输网络。 虚拟专用网：指客户基于DDN智能化的特点，利用DDN的部分网络资源
21、所形成的一种虚拟网络。 微波扩频通信网：是电视传播和企事业单位组建企业内部网和接入Internet的一种方法，在移动通信中十分重要。卫星通信网：是近年发展起来的空中通信网络。与地面通信网络相比，卫星通信网具有许多独特的优点。事实上，网络类型的划分在实际组网中并不重要，重要的是组建的网络系统从功能、速度、操作系统、应用软件等方面能否满足实际工作的需要；是否能在较长时间内保持相对的先进性；能否为该部门（系统）带来全新的管理理念、管理方法、社会效益和经济效益等。 第三节 网络连接设备 一、 网络连接组件 u 网卡（网络适配器NIC）网卡是连接计算机与网络的基本硬件设备。网卡插在计算机或服务器扩展槽中
22、, 通过网络线（如双绞线、同轴电缆或光纤）与网络交换数据、共享资源。由于网卡类型的不同，使用的网卡也有很多种。如以太网、FDDI、AIM、无线网络等，但都必须采用与之相适应的网卡才行。目前，绝大多数网络都是以太网连接形式，使用的便是与之配套的以太网网卡，在这里我们就讨论以太网网卡。说明：网卡虽然有多种，不够有一个共同点就是每块网卡都拥有唯一的ID号，也叫做MAC地址（48位)，MAC地址被烧录在网卡上的ROM中，就像我们每个人的遗传基因DNA一样，即使在全世界也绝不会重复。安装网卡后，还要进行协议的配置。例如，IPX/SPX协议、TCP/IP协议。1、网卡的功能网卡的功能主要有两个，一是将计算
23、机的数据进行封装，并通过网线将数据发送到网络上；二是接收网络上传过来的数据，并发到计算机中。2、网卡的分类：按总线分类：ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线按端口分类：RJ-45端口、AUI粗缆端口、BNC细缆端口3、按带宽分类：10Mb/s、1000Mb/s、10/100Mb/s、1000Mb/sPCI网卡以32位传送数据，速度较快。目前市面上大多是10M和100M的PCI网卡。二、 网络传输介质传输介质就是通信中实际传送信息的载体，在网络中是连接收发双方的物理通路；常用的传输介质分为：有线介质和无线介质。有线介质：可传输模拟信号和数字信号（有双绞线、细/粗同轴电缆、光纤）无线介质：大多
24、传输数字信号（有微波、卫星通信、无线电波、红外、激光等）1、同轴电缆同轴电缆的核心部分是一根导线，导线外有一层起绝缘作用的塑性材料，再包上一层金属网，用于屏蔽外界的干扰，最外面是起保护作用的塑性外套。同轴电缆的抗干扰特性强于双绞线，传输速率与双绞线类似，但它的价格接近双绞线的两倍。同轴电缆分类：A. 细同轴电缆(RG58),主要用于建筑物内网络连接；B. 粗同轴电缆(RG11),主要用于主干或建筑物间网络连接； 2、双绞线是两条相互绝缘的导线按一定距离绞合若干次，使得外部的电磁干扰降到最低限度，以保护信息和数据。双绞线的广泛应用比同轴电缆要迟得多，但由于它提供了更高的性能价格比，而且组网方便，
25、成为现在应用最广泛的铜基传输媒体。缺点是传输距离受限。 双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）屏蔽双绞线外护套加金属材料，减少辐射，防止信息窃听，性能优于非屏蔽双绞线，但价格较高。而且安装比非屏蔽双绞线复杂。所以，在组建局域网时通常使用非屏蔽双绞线。但如果是室外使用，屏蔽线要好些。目前共有6类双绞线，各类双绞线均为8芯电缆，双绞线的类型由单位长度内的绞环数确定。1类双绞线通常在局域网中不使用，主要用于模拟话音，传统的电话线即为1类线；2类双绞线支持4Mb/s传输速率，在局域网中很少使用；3类双绞线用于10Mb/s以太网；4类双绞线适用于16Mb/s令牌环局域网；5类和超5类双绞
26、线带宽可达100Mb/s，用于构建100Mb/s以太网，是目前最常用的线缆；另外还有6类、7类，能提供更高的传输速率和更远的距离。应用最广的是五类双绞线，最大传输率为100Mbps，最大传输距离100米。双绞线的连接：在制作网络时，要用的RJ-45接头，俗称“水晶头”的接头，在将网络插入水晶头前，要对每条线排序。根据EIA/TIA接线标准，RJ-45接口制作有两种排序标准：EIA/TIA568A标准的线序为：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、棕、白棕EIA/TIA568B白棕的线序为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕另外，根据双绞线两端线序的不同，有两种不同的连接方法: 直线连接法：直线连接
27、法是将电缆的一端按一定顺序排序后接入RJ-45接头，线缆的另一端也用相同的顺序排序后接入RJ-45接头。直接连接法通常用于不同类型的设备（计算机交换机、交换机路由器）的互相连接。交叉连接法：交叉连接法是线缆的一端用一种线序排列，如T568B标准线序，而另一端用不同的线序，如T568A标准线序，这种线序用于连接同种设备（计算机计算机、路由器路由器）。3、光纤光缆则是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。与其它传输介质相比较，光缆的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频带较宽，传输距离较大。光缆主要是在要求传输距离较长，布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。光缆通信由光发送机产生光束，
28、将电信号转变为光信号，再把光信号导入光纤，在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再处理。光缆的最大传输距离远、传输速度快，是局域网中传输介质的姣姣者。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。它有以下几个优点： 频带极宽(GB)； 抗干扰性强(无辐射)； 保密性强(防窃听)； 传输距离长(无衰减)；2-10km 电磁绝缘性能好； 中继器的间隔较大主要用途：长距离传输信号，局域网主干部分，传输宽带信号。 网络距离：一般为2000米。每干线最大节点数：无限制。光纤跳线连接：在1000M局域网中，服务器网卡具有光纤插口，交换机也有相应的光纤插口，连接时只要将光纤跳
29、线进行相应的连接即可。在没有专用仪器的情况下，可通过观察让交换机有光亮的一端连接网卡没有光亮的一端，让交换机没有光亮的一端连接网卡有光亮的一端。光纤通信系统组成：光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。光缆分类：传输点模数类（又可分为多模光纤和单模光纤两类）；折射率分布类（又可分为跳变式光纤和渐变式光纤两类）。 多模光纤：由发光二极管产生用于传输的光脉冲，通过内部的多次反射沿芯线传输。可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输。单模光纤：使用激光，光线与芯轴平行，损耗小，传输距离远，具有很高的带宽，但价格更高。在2.5Gb/s的
30、高速率下，单模光纤不必采用中继器可传输数十公里。4、无线传输介质：无线传输指在空间中采用无线频段、红外线激光等进行传输，不需要使用线缆传输。不受固定位置的限制，可以全方位实现三维立体通信和移动通信。目前主要用于通信的有：无线电波、微波、红外、激光。计算机网络系统中的无线通信主要指微波通信，分为两种形式： 地面微波通信和卫星微波通信。无线局域网通常采用无线电波和红外线作为传输介质。其中红外线的基本速率为1MB/s，仅适用于近距离的无线传输，而且有很强的方向性，而无线电波的覆盖范围较广，应用较广泛，是常用的无线传输媒体。吴国一般使用2.4-2.4835GHZ频段的无线电波进行局域网的光线通信。三、
31、 网络设备u 1、集线器（HUB）集线器是目前使用较广泛的网络设备之一，主要用来组建星型拓扑的网络。在网络中，集线器是一个集中点，通过众多的端口将网络中的计算机连接起来，使不同计算机能够相互通信。集线器类型：独立型：具有价低、故障易查、网络管理方便等优点；性能差、速度低等缺陷；模块化：带机架和多个卡槽；每槽可安装一块扩展卡，每卡相当于一个独立型；通常4-14个槽，可管理性好；可堆叠：利用高速总线“堆叠”或短距离连接成整体；（1）集线器的通信特性集线器的基本功能是信息分发，它将一个端口收到的信号转发给其他所有端口。同时，集线器的所有端口共享集线器的带宽。当我们在一台10Mb/s带宽的集线器上只连
32、接一台计算机时，此计算机的带宽是10Mb/s；而当我们连接两台计算机，每台计算机的带宽是5Mb/s；当连接10计算机时，带宽则是1Mb/s。即用集线器组网时，连接的计算机越多，网络速度越慢。（2）集线器的分类按通信特性分，集线器分为无源集线器和有源集线器。无源集线器只能转发信号，不能对信号作任何处理。有源集线器会对所传输的信号进行整形、放大并转发，并可以扩展传输媒体的传输距离。目前市面上的集线器属于有源集线器，无源集线器已被淘汰。按带宽分，集线器分为10Mb/s、10/100Mb/s、100Mb/s集线器。我们通常选择10/100Mb/s自适应的集线器。因为这种集线器可以根椐网卡和网线所提供的
33、带宽而自动调整带宽。当网线和网网卡为10Mb/s时，集线器以10Mb/s的速率通信。当网线与网卡达到100Mb/s时，集线器则以100Mb/s的速率通信。按端口个数分，集线器分为5口、8口、16口、24口等。（3）集线器的连接集线器通过其端口实现网络连接。集线器主要有RJ-45接口和级联口两种接口。RJ-45接接口：集线器的大部分接口属于这种接口，主要用于连接网络中的计算机，从而组建计算机网络。级联口：级联口主要用于连接其他集线器或网络设备。比如我们在组网时，集线器的端口数量不够，可以通过级联口将两个或多个集线器级联起来，达到拓展端口的目的。级联口一般标有“UPLINK”或“MDI”等标志。在
34、级联时，我们可以通过直连接线将集线器的级联口与另一台集线器的RJ-45接口连接起来，从而组建更大的网络。u 2、交换机（Switch）交换机也是目前使用较广泛的网络设备之一，同样用来组建星型拓扑的网络。从外观上看，交换机与集线器几乎一样，其端口与连接方式和集线器几乎也是一样，但是，由于交换机采用了交换技术，其性能优于集线器。（1）交换机的通信特性由于交换机采用交换技术，使其可以并行通信而不像集线器那样平均分配带宽。如一台100 Mb/s交换机的每端口都是100Mb/s，互连的每台计算机均以100Mb/s的速率通信，而不像集线器那样平均分配带宽，这使交换机能够提供更佳的通信性能。（2）交换机的分
35、类按交换机所支持的速率和技术类型，可分为以太网交换机、千兆位以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机等。按交换机的应用场合，交换机可分为工作组级交换机、部门级交换机和企业级交换机三种类型。工作组级交换机：是最常用的一种交换机，主要用于小型局域网的组建，如办公室局域网、小型机房、家庭局域网等。这类交换机的端口一般为10/100Mb/s自适应端口。部门级交换机：常用来作为扩充设备，当工作组级交换机不能满足要求时可考虑使用部门级交换机。这类交换机只有较少的端口，但支持更多的MAC地址。端口传输速率一般为100Mb/s。企业级交换机：用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机。企业级交换机一般具有高速
36、交换能力，并且能实现一些特殊功能。（3）交换机的连接像集线器一样，交换机的接口也分为RJ-45接口和级联口，其中RJ-45接口用于连接计算机，级联口用于连接其他交换机或集线器。连接方式也与集线器相同。（4）交换机工作原理交换机工作原理: 当交换机从某一节点收到一个以太网帧后，将立即在其内存中的地址表（端口号MAC地址）进行查找，以确认该目的MAC的网卡连接在哪一个接口上，然后将该帧转发至相应的接口，如果在地址表中没有找到该MAC地址，也就是说，该目的MAC地址是首次出现，交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后，将立即做出应答，从而使交换机将其节点的“MAC地址
37、”添加到MAC地址表中。交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。MAC(Media Access Control)地址，或称为 MAC位址、硬件位址，用来定义网络设备的位置。在OSI模型中，第三层负责，第二层资料链结层则负责 MAC位址。因此一个主机会有一个IP地址，而每个网络位置会有一个专属于它的MAC位址。u 3、路由器（Router）路由器并不是组建局域网所必需的设备，但随着企业网规模的不断扩大和企业网接入互联网的需求，使路由器的使用率越来越高。路由器的功能：路由器是工作在网络层的设备，主要用于不同类型的网络的互联。概括起来，路由器的功能主要体现在以下几
38、个方面。路由功能：所谓路由，即信息传输路径的选择。当我们使用路由器将不同网络连接起来后，路由器可以在不同网络间选择最佳的信息传输路径，从而使信息更快地传输到目的地。事实上，我们访问的互联网就是通过众多的路由器将世界各地的不同网络互联起来的，路由器在互联网中选择路径并转发信息，使世界各地的网络可以共享网络资源。隔离广播、划分子网：当我们组建的网络规模较大时，同一网络中的主机台数过多，会产生过多的广播流量，从而使网络性能下降。为了提高性能，减少广播流量，我们可以通过路由器将网络分隔为不同的子网。路由器可以在网络间隔离广播，使一个子网的广播不会转发到另一子网，从而提高每个子网的性能，当一个网络因流量
39、过大而性能下降时，可以考虑使用路由器来划分子网。广域网接入：当一个较大的网络要访问互联网并要求有较高带宽时，通常采用专线接入的方式，一些大型网吧、校园网、企业网等往往采用这种接入方法。当通过专线使局域网接入互联网时，则需要用路由器实现接入。路由器的接接口：路由器的接口主要有串口、以太口和CONSOLE口等，通常，串口连接广域网，以太口连接局域网，而CONSOLE口用于连接计算机或终端，配置路由器。u 4、调制解调器（Modem）调制解调器（Modem，俗称“猫”）的功能就是将电脑中表示数据的数字信号在模拟电话线上传输，从而达到数据通信的目的，主要由两部分功能构成：调制和解调。调制是将数字信号转
40、换成适合于在电话线上传输的模拟信号进行传输，解调则是将电话线上的模拟信号转换成数字信号，由电脑接收并处理。第四节 网络通信协议 一、 常用局域网协议 u IPXSPX及其兼容协议（网际包交换、顺序包交换）IPXSPX协议是由Novell公司开发的，主要用于NetWare网络的协议。这种协议功能强大、适应性强、适合在大型网络中的使用。但由于此协议只能用于NetWare网络环境，不能用于其他网络环境，使其普及性越来越差。随着Novell NetWare网络操作系统的使用越来越少，使IPXSPX协议的使用也越来越少了。另外，微软公司为了使Windows系统可以访问NetWare网络，开发了与其兼容的
41、协议NWLINK，从而使Windows网络可以与Novell网络通信。但由于NetWare网络本身已经很少用了，所以，对IPXSPX兼容协议的使用也越来越少了。u NETBEUI协议（用户扩展接口）NETBEUI是一种体积小，效率高、速度快的协议。这种协议的主要特点是占用内存少、使用方便。在网络中基本不需作任何配置。但由于NETBEUI协议不具有路由功能，所以只能在同一网段内部通信，不能跨网段通信。这使得NETBEUI协议只能用于单网段的网络环境，不适合在多网络互联的环境中使用。u TCPIP协议（传输控制协议/网际协议）是目前使用最广泛的协议，也是Internet上使用的协议。由于TCPIP
42、具有跨平台、可路由的特点，可以实现导构网络的互联，同时也可以跨网段通信。这使得许多网络操作系统将TCPIP作为内置网络协议。我们组建局域网时，一般主要使用TCPIP协议。当然，TCPIP协议相对于其他协议来说，配置起来也比较复杂，因为每个节点至少需要一个IP地址、一个子网掩码、一个默认网关、一个计算机名等。二、 TCPIP详解 u IP地址1、为什么要配置IP地址在网络中，为了实现不同计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个唯一的地址。就像日常生活中的家庭住址一样，我们可以通过一个人的家庭住址找到他的家。当然，在网络中要找到一台计算机，进而和它通信，也需要借助一个地址，这个地址就是IP地址，I
43、P地址是唯一标识一台主机的地址。2、什么是IP地址IP地址是一个32位二进制数，用于标识网络中的一台计算机。IP地址通常以两种方式表示：二进制数和十进制数。二进制数表示：在计算机内部，IP地址用32位二进制数表示，每8位为一段，共4段。如.。十进制数：为了方便使用，通常将每段转换为十进制数。如.转换后的格式为：130.107.16.200。这种格式是我们在计算机中所配置的IP地址的格式又叫做点分十进制法。3、IP地址的组成IP地址由两部分组成：网络ID和主机ID。网络ID：用来标识计算机所在的网络，也可以说是网络的编号。主机ID：用来标识网络内的不同计算机，即计算机的编号。IP地址规定： 网络
44、号不能以127开头，第一字节不能全为 0 ，也不能全为l。 主机号不能全为0，也不能全为l。4、IP地址的分类由于IP地址是有限资源，为了更好的管理和使用IP地址，INTERNIC根据网络规模的大小将IP地址分为5类（ABCDE）如图：A类地址：第一组数（前8位）表示网络号，且最高位为0，这样只有7位可以表示网络号，能够表示的网络号有27-2=126（去掉全“0”和全“1”的两个地址）个，范围是：1.0.0.0126.0.0.0。后三组数（24位）表示主机号，能够表示的主机号的个数是224-2=个，即A类的网络中可容纳台主机。A类地址只分配给超大型网络。B类地址：前两组数（前16位）表示网络号
45、，后两组数（16位）表示主机号。且最高位为10，能够表示的网络号为214=16384个，范围是：128.0.0.0191.255.0.0。B类网络可以容纳的主机数为216-2=65534台主机。B类IP地址通常用于中等规模的网络。C类地址：前三组表示网络号，最后一组数表示主机号，且最高位为110，最大网络数为221=，范围是：192.0.0.0223.255.255.0，可以容纳的主机数为28-2=254台主机。C类IP地址通常用于小型的网络。D类地址：最高位为1110，是多播地址。E类地址：最高位为11110，保留在今后使用。注意：在网络中只能为计算机配置A、B、C三类IP地址，而不能配置D
46、类、E类两类地址。5、几个特殊IP地址主机号全0：表示网络号，不能分配给主机。如：192.168.4.0为网络地址。主机号全1：表示向指定子网发广播。如：192.168.1.255表示向网络号192.168.1.0发广播。255.255.255.255：本子网内广播地址。127.X.Y.Z：测试地址，不能配置给计算机。6、IP地址的分配如果需要将计算机直接连入Internet，则必须向有关部门申请IP地址，而不能随便配置IP地址。这种申请的IP地址称为“公有IP”。在互联网中的所有计算机都要配置公有IP。如果要组建一个封闭的局域网，则可以任意配置A、B、C三类IP地址。只要保证IP地址不重复就
47、行了。这时的IP称为“私有IP”。但是，考虑到这样的网络仍然有连接Internet的需要，因此，INTERNIC特别指定了某些范围作为专用的私有IP，用于局域网的IP地址的分配，以免与合法的IP地址冲突。建议我们自己组建局域网时，使用这些专用的私有IP，也称保留地址。INTERNIC保留的IP范围为：A类地址：10.0.0.110.255.255.254B类地址：172.16.0.1172.31.255.254C类地址：192.168.0.0192.168.255.254u 子网掩码我们在配置ICP/IP参数时，除了要配置IP地址之外，还要配置子网掩码。子网掩码也是32位的二进制数，具体的配置方式是：将IP地址网络位对应的子网掩码设为“1”，主机位对应的子网掩码设为“0”，如：对于IP地址是131.107.16.200的主机，由于是B类地址，前两组数为网络号，后两组数为主机号。则子网掩码配置为：.，转换为十进制数为：255.255.0.0。由此，各类地址的默认子网掩码为：A类：.即255.0.0.0B类：.即255.255.0.0C类：.即255.255.255.0之所以要配置子网掩码，是