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1、计算机网络技术项目教程计算机网络技术项目教程(计算机网络管理员级计算机网络管理员级)于于鹏丁喜丁喜纲主主编清华大学出版社清华大学出版社主要内容主要内容项目目1认识计算机网算机网络与与绘制网制网络拓扑拓扑结构构图项目目2网网络终端端设备的安装与配置的安装与配置项目目3组建局域网建局域网项目目4IP地址地址规划与分配划与分配项目目5IP路由与路由器配置路由与路由器配置项目目6接入接入Internet项目目7网网络应用用项目目8网网络管理与安全管理与安全项目目9网网络运行运行维护项目目10计算机机房算机机房环境管理境管理项目项目1认识计算机网络与绘制网络认识计算机网络与绘制网络拓扑结构图拓扑结构图
2、计算机网算机网络是是计算机技算机技术与通信技与通信技术的相互融合的的相互融合的产物，是当今物，是当今计算机科学与工程中迅速算机科学与工程中迅速发展的新展的新兴技技术之一，也是之一，也是计算机算机应用中一个空前活用中一个空前活跃的的领域。人域。人们可可以借助以借助计算机网算机网络实现信息的交信息的交换和共享。如今，和共享。如今，计算算机网机网络技技术已已经深入到人深入到人们日常工作、生活的每个角落，日常工作、生活的每个角落，随随处都可以看到网都可以看到网络的存在，随的存在，随处都可以享受到网都可以享受到网络给我我们生活生活带来的便利。本来的便利。本项目的主要目目的主要目标是是认识数据通数据通信系
3、信系统和和计算机网算机网络，掌握数据通信系，掌握数据通信系统和和计算机网算机网络的基本知的基本知识，能，能够利用相关利用相关软件件绘制制计算机网算机网络拓扑拓扑结构构图。本本项目主要内容目主要内容任务任务1.1认识数据通信系统认识数据通信系统任务任务1.2认识计算机网络认识计算机网络任务任务1.3绘制网络拓扑结构图绘制网络拓扑结构图任务任务1.4树立计算机网络从业者应具备的职业道德树立计算机网络从业者应具备的职业道德观念观念习题习题1任任务1.1认识数据通信系数据通信系统【实训目的】【实训目的】（1）了解数据通信系统的基本模型。）了解数据通信系统的基本模型。（2）了解基本数据传输技术。）了解基
4、本数据传输技术。【实训条件】【实训条件】（1）已经联网并能正常运行的计算机网络。）已经联网并能正常运行的计算机网络。（2）已经联网并能正常运行的有线广播、电话、有）已经联网并能正常运行的有线广播、电话、有线电视或其他数据通信系统。线电视或其他数据通信系统。相关知相关知识 数据通信是一门独立的学科，它涉及的范围很数据通信是一门独立的学科，它涉及的范围很广，它的任务就是利用通信媒体传输信息。信息就广，它的任务就是利用通信媒体传输信息。信息就是知识，数据是信息的表现形式，信息是数据的内是知识，数据是信息的表现形式，信息是数据的内容。数据通信就是通过传输介质，采用网络、通信容。数据通信就是通过传输介质
5、，采用网络、通信技术来使信息数据化以及传输它。计算机使用技术来使信息数据化以及传输它。计算机使用0和和1（即比特）数字信号表示数据，计算机网络中的信（即比特）数字信号表示数据，计算机网络中的信息通信与共享因为这一台计算机中的比特信号要通息通信与共享因为这一台计算机中的比特信号要通过网络传送到另一台计算机中去被处理或使用，从过网络传送到另一台计算机中去被处理或使用，从物理上讲，通信系统只使用传输介质传输电流、无物理上讲，通信系统只使用传输介质传输电流、无线电波或光信号。线电波或光信号。1.数据通信系数据通信系统 通信的目的就是传递信息，通信中产生和发送通信的目的就是传递信息，通信中产生和发送信息
6、的一端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信息的一端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之间的通信线路称为信道。信源和信宿之间的通信线路称为信道。（1）数据与信号）数据与信号 信息一般用数据和信号表示。数据有模拟数据信息一般用数据和信号表示。数据有模拟数据和数字数据两种形式。模拟数据是在一定时间间隔和数字数据两种形式。模拟数据是在一定时间间隔内，连续变化的数据。数字数据是表现为离散量的内，连续变化的数据。数字数据是表现为离散量的数据，只能取有限个数值。在计算机中一般采用二数据，只能取有限个数值。在计算机中一般采用二进制形式，只有进制形式，只有“0”和和“1”两个数值。两个数值。在通信系统
7、中，数据需要转换为信号的形式从在通信系统中，数据需要转换为信号的形式从一点传到另一点。信号有模拟信号和数字信号两种一点传到另一点。信号有模拟信号和数字信号两种基本形式。用数字信号进行的传输称为数字传输，基本形式。用数字信号进行的传输称为数字传输，用模拟信号进行的传输称为模拟传输。用模拟信号进行的传输称为模拟传输。（2）信道）信道 信道是信号传输的通道，主要包括通信设备信道是信号传输的通道，主要包括通信设备和传输介质。传输介质可以是有形介质（如电缆、和传输介质。传输介质可以是有形介质（如电缆、光纤）或无形介质（如传输电磁波的空间）。信光纤）或无形介质（如传输电磁波的空间）。信道有物理信道和逻辑信
8、道之分。物理信道是指用道有物理信道和逻辑信道之分。物理信道是指用来传送信号的一种物理通路，由传输介质及有关来传送信号的一种物理通路，由传输介质及有关设备组成。逻辑信道在信号的发送端和接收端之设备组成。逻辑信道在信号的发送端和接收端之间并不存在一条物理上的传输介质，而是在物理间并不存在一条物理上的传输介质，而是在物理信道的基础上，通过节点设备内部的连接来实现信道的基础上，通过节点设备内部的连接来实现的。的。（3）主要技）主要技术指指标 主要体现在数据传输的质量和数量两方面。质主要体现在数据传输的质量和数量两方面。质量指信息传输的可靠性，一般用误码率来衡量。而量指信息传输的可靠性，一般用误码率来衡
9、量。而数量指标包括两个，一个是信道的传输能力，用信数量指标包括两个，一个是信道的传输能力，用信道容量来表示；另一方面指信道上传输信息的速度，道容量来表示；另一方面指信道上传输信息的速度，相应的指标是数据传输速率。相应的指标是数据传输速率。l数据传输速率数据传输速率数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输所构成数据代码的二进制比特数，单位为比特所构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒秒（bit/second）记作）记作b/s，或者，或者bps。对于二进制数。对于二进
10、制数据，数据传输速率为：据，数据传输速率为：S=1/t（b/s）l带宽带宽带宽是指频率范围，即最高频率与最低频率带宽是指频率范围，即最高频率与最低频率的差值，其单位是赫兹（的差值，其单位是赫兹（Hz）。在计算机网络中）。在计算机网络中能够遇到的带宽包括信号的带宽和信道的带宽。能够遇到的带宽包括信号的带宽和信道的带宽。任何一个实际传输的信号都可以分解成一系列不任何一个实际传输的信号都可以分解成一系列不同频率、不同幅度的正弦信号，其中具有较大能同频率、不同幅度的正弦信号，其中具有较大能量比率的正弦信号最高频率与最低频率的差值，量比率的正弦信号最高频率与最低频率的差值，就是信号的带宽。就是信号的带宽
11、。信道的带宽是指能够通过信道的正弦信号的信道的带宽是指能够通过信道的正弦信号的频率范围，即信道可传送的正弦信号的最高频率频率范围，即信道可传送的正弦信号的最高频率与最低频率之差。与最低频率之差。l信道容量信道容量信道是传输信息的通道，具有一定的容量。信道是传输信息的通道，具有一定的容量。信道容量指信道能传输信息的最大能力，用单位信道容量指信道能传输信息的最大能力，用单位时间内可传送的最大比特率表示，它决定于信道时间内可传送的最大比特率表示，它决定于信道的带宽、可使用的时间及能通过的信道功率与干的带宽、可使用的时间及能通过的信道功率与干扰功率的比值。根据奈奎斯特取样定理，可以认扰功率的比值。根据
12、奈奎斯特取样定理，可以认为当信道的带宽为为当信道的带宽为F时，在时，在T秒内信道最多可传送秒内信道最多可传送2FT个信息符号。信道容量和信号传输速率之间应个信息符号。信道容量和信号传输速率之间应满足以下关系，即信道容量传输速率，如果高满足以下关系，即信道容量传输速率，如果高传输速率的信号在低容量信道上传输。其实际传传输速率的信号在低容量信道上传输。其实际传输速率会受到信道容量的限制，难以达到原有的输速率会受到信道容量的限制，难以达到原有的指标。指标。l误码率误码率在有噪声的信道中，数据速率的增加意味着在有噪声的信道中，数据速率的增加意味着传输中出现差错的概率增加。误码率是用来表示传输中出现差错
13、的概率增加。误码率是用来表示传输二进制位时出现差错的概率。误码率近似等传输二进制位时出现差错的概率。误码率近似等于被传错的二进制位数与所传送的二进制总位数于被传错的二进制位数与所传送的二进制总位数的比值。在计算机网络通信系统中，要求误码率的比值。在计算机网络通信系统中，要求误码率低于低于10-9。差错的出现具有随机性，在实际测量数。差错的出现具有随机性，在实际测量数据传输系统时，被测量的传输二进制位数越大，据传输系统时，被测量的传输二进制位数越大，才会越接近于真正的误码率值。在误码率高于规才会越接近于真正的误码率值。在误码率高于规定值时，可以用差错控制的方法进行检查和纠正。定值时，可以用差错控
14、制的方法进行检查和纠正。2.数据的数据的传输方式方式 （1）单工通信方式）单工通信方式在单工通信方式中，数据信息只能向一个方向在单工通信方式中，数据信息只能向一个方向传输，任何时候都不能改变数据的传送方向。如图传输，任何时候都不能改变数据的传送方向。如图1-3所示，其中所示，其中A端只能作为发射端发送资料，端只能作为发射端发送资料，B端端只能作为接收端接收资料。为使双方能单工通信，只能作为接收端接收资料。为使双方能单工通信，还需一根线路用于控制。还需一根线路用于控制。（2）半双工通信方式）半双工通信方式在半双工通信方式中，数据信息可以双向传在半双工通信方式中，数据信息可以双向传送，但必须是交替
15、进行，同一时刻一个信道只允送，但必须是交替进行，同一时刻一个信道只允许单方向传送。如图许单方向传送。如图1-4所示，其中所示，其中A端和端和B端都具端都具有发送和接收装置，但传输线路只有一条，若想有发送和接收装置，但传输线路只有一条，若想改变信息的传送方向，需由开关进行切换。改变信息的传送方向，需由开关进行切换。（3）全双工通信方式）全双工通信方式全双工通信能在两个方向上同时发送和接收全双工通信能在两个方向上同时发送和接收信息，如图信息，如图1-5所示，它相当于把两个相反方向的所示，它相当于把两个相反方向的单工通信方式组合起来，因此一般采用四线制。单工通信方式组合起来，因此一般采用四线制。3.
16、数据数据传输技技术 （1）基带传输）基带传输在数据通信中，电信号所固有的基本频率叫基在数据通信中，电信号所固有的基本频率叫基本频带，简称为基带。这种电信号就叫做基带信号。本频带，简称为基带。这种电信号就叫做基带信号。在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输。基带传输。基带传输只能延伸有限的距离，一般不大于基带传输只能延伸有限的距离，一般不大于2.5km，当超过上述距离时，需要加中继器，将信，当超过上述距离时，需要加中继器，将信号放大和再生，以延长传输距离。基带传输简单、号放大和再生，以延长传输距离。基带传输简单、设备费用少、经济，适用于传
17、输距离不长的场合，设备费用少、经济，适用于传输距离不长的场合，特别适用于在短距离网络中使用。特别适用于在短距离网络中使用。（2）频带传输）频带传输频带传输技术就是利用调制器把二进制信号调制成能频带传输技术就是利用调制器把二进制信号调制成能在公共电话线上传输的音频信号，将音频信号在传输介质在公共电话线上传输的音频信号，将音频信号在传输介质中传送到接收端后，再经过解调器的解调，把音频信号还中传送到接收端后，再经过解调器的解调，把音频信号还原成二进制的电信号。原成二进制的电信号。频带传输用于语音通信的电话交换网技术成熟，造价频带传输用于语音通信的电话交换网技术成熟，造价较低，而且能够实现多任务的目的
18、，从而提高了通信线路较低，而且能够实现多任务的目的，从而提高了通信线路的利用率。但其缺点是数据传输速率和系统效率较低。的利用率。但其缺点是数据传输速率和系统效率较低。（3）宽带传输）宽带传输宽带系统是指具有比原有话音信道带宽更宽的信道。宽带系统是指具有比原有话音信道带宽更宽的信道。宽带传输系统可以进行高速的数据传输，并且允许在同一宽带传输系统可以进行高速的数据传输，并且允许在同一信道上进行数字信息和模拟信息服务。信道上进行数字信息和模拟信息服务。4.数据数据编码技技术 在数据通信中，编码的作用是用信号来表示数在数据通信中，编码的作用是用信号来表示数据。计算机中的数据是以离散的二进制比特方式表据
19、。计算机中的数据是以离散的二进制比特方式表示的数字数据。计算机数据在计算机网络中传输，示的数字数据。计算机数据在计算机网络中传输，通信信道无外乎数字信道和模拟信道两种类型，计通信信道无外乎数字信道和模拟信道两种类型，计算机数据在不同的信道中传输要采用不同的信号编算机数据在不同的信道中传输要采用不同的信号编码方式。也就是说，在模拟信道中传输时，要将数码方式。也就是说，在模拟信道中传输时，要将数据转换为适于模拟信道传输的模拟信号；在数字信据转换为适于模拟信道传输的模拟信号；在数字信道中传输时，又要将数据转换为适于数字信道传输道中传输时，又要将数据转换为适于数字信道传输的数字信号。的数字信号。（1）
20、数字数据的数字信号）数字数据的数字信号编码 不归零编码不归零编码NRZ不归零编码用无电压表示二进制不归零编码用无电压表示二进制“0”，用恒定，用恒定的正电压表示二进制的正电压表示二进制“1”。不归零编码是效率最高。不归零编码是效率最高的编码，但会使某一位码元与其下一位码元之间没的编码，但会使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙，不易区分识别，因此存在发送方和接收方有间隙，不易区分识别，因此存在发送方和接收方的同步问题。的同步问题。曼彻斯特编码曼彻斯特编码在曼彻斯特编码中，每一位的中间均有一个跳变，这个在曼彻斯特编码中，每一位的中间均有一个跳变，这个跳变既作为数据信号，也作为时钟信号。电压从高到
21、低的跳跳变既作为数据信号，也作为时钟信号。电压从高到低的跳变表示二进制变表示二进制“1”，从低到高的跳变表示二进制，从低到高的跳变表示二进制“0”。差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码是差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进，对曼彻斯特编码的改进，每位中间的跳变仅作同步每位中间的跳变仅作同步之用，每位的值根据其开之用，每位的值根据其开始边界是否发生跳变来决始边界是否发生跳变来决定。每位的开始无跳变表定。每位的开始无跳变表示二进制示二进制“1”，有跳变，有跳变表示二进制表示二进制“0”。（2）数字数据的模）数字数据的模拟信号信号编码 幅度调制幅度调制ASK幅度调制即载波的振幅随着数字
22、信号的变化而幅度调制即载波的振幅随着数字信号的变化而变化。例如二进制变化。例如二进制“1”用有载波输出表示，即载波用有载波输出表示，即载波振幅为原始振幅；二进制振幅为原始振幅；二进制“0”用无载波输出来表示，用无载波输出来表示，即载波振幅为零。即载波振幅为零。频率调制频率调制FSK频率调制即载波的频率随着数字信号的变化而频率调制即载波的频率随着数字信号的变化而变化。例如，二进制变化。例如，二进制“1”用载波频率用载波频率f1来表示；二来表示；二进制进制“0”用另一载波频率用另一载波频率f2来表示。来表示。相位调制相位调制PSK相位调制即载波相位调制即载波的初始相位随着数字的初始相位随着数字信号
23、的变化而变化。信号的变化而变化。例如，用例如，用180相位相位（反相）的载波来表（反相）的载波来表示二进制示二进制“1”；用；用0相位（正相）的载相位（正相）的载波来表示二进制波来表示二进制“0”。5.多路复用技多路复用技术 多路复用就是在单一的通信线路上，同时传输多路复用就是在单一的通信线路上，同时传输多个不同来源的信息。从不同发送端发出的信号多个不同来源的信息。从不同发送端发出的信号S1，S2，Sn，先由复合器复合为一个信号，再通过，先由复合器复合为一个信号，再通过单一信道传输至接收端。接收前先由分离器分出各单一信道传输至接收端。接收前先由分离器分出各个信号，再被各接收端接收。可见，多路复
24、用需要个信号，再被各接收端接收。可见，多路复用需要经复合、传输、分离三个过程。经复合、传输、分离三个过程。（1）频分多路复用）频分多路复用FDM频分复用是把线路或空间的频带资源分成多个频段，将其频分复用是把线路或空间的频带资源分成多个频段，将其分别分配给多个用户，每个用户终端通过分配给它的子频段传分别分配给多个用户，每个用户终端通过分配给它的子频段传输。各个频段都有一定的带宽，称之为逻辑信道。为了防止相输。各个频段都有一定的带宽，称之为逻辑信道。为了防止相邻信道信号频率覆盖造成的干扰，而相邻两个信号的频率段之邻信道信号频率覆盖造成的干扰，而相邻两个信号的频率段之间设立一定的间设立一定的“保护保
25、护”带，保护带对应的频率未被使用，以保带，保护带对应的频率未被使用，以保证各个频带互相隔离不会交叠。证各个频带互相隔离不会交叠。（2）时分多路复用）时分多路复用TDM时分多路复用是将传输信号的时间进行分割，使不同的信时分多路复用是将传输信号的时间进行分割，使不同的信号在不同时间内传送，即将整个传输时间分为许多时间间隔号在不同时间内传送，即将整个传输时间分为许多时间间隔（称为时隙、时间片），每个时间片被一路信号占用。（称为时隙、时间片），每个时间片被一路信号占用。l同步时分复用同步时分复用同步时分复用采用固定时间片分配方式，即将传输信号的同步时分复用采用固定时间片分配方式，即将传输信号的时间按特
26、定长度连续地划分成特定时间段，再将每一时间段划时间按特定长度连续地划分成特定时间段，再将每一时间段划分成等长度的多个时间片，各路数字信号在每一时间段都顺序分成等长度的多个时间片，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时间片。分配到一个时间片。l异步时分多路复用异步时分多路复用异步时分复用技术能动态地按需分配时间片，避免每个时异步时分复用技术能动态地按需分配时间片，避免每个时间段中出现空闲时间片。也就是只有某一路用户有数据要发送间段中出现空闲时间片。也就是只有某一路用户有数据要发送时才把时间片分配给它。当用户暂停发送数据时不给它分配线时才把时间片分配给它。当用户暂停发送数据时不给它分配线路资源
27、。所以每个用户的传输速率可以高于平均速率（即通过路资源。所以每个用户的传输速率可以高于平均速率（即通过多占时间片），最高可达到线路总的传输能力（即占有所有的多占时间片），最高可达到线路总的传输能力（即占有所有的时间片）。时间片）。（3）波分多路复用）波分多路复用WDM波分多路复用利用了光具有不同的波长的特征，实际上就波分多路复用利用了光具有不同的波长的特征，实际上就是光的频分复用。光的波分多路复用是利用波分复用设备将不是光的频分复用。光的波分多路复用是利用波分复用设备将不同信道的信号调制成不同波长的光，并复用到光纤信道上，由同信道的信号调制成不同波长的光，并复用到光纤信道上，由于波长不同，所以
28、各路光信号互不干扰，在接收方，采用波分于波长不同，所以各路光信号互不干扰，在接收方，采用波分设备将各路波长的光分解出来。设备将各路波长的光分解出来。（4）码分多路复用）码分多路复用CDM码分多路复用也是一种共享信道的方法，每个用户可在同码分多路复用也是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信一时间使用同样的频带进行通信,但使用的是基于码型的分割但使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重又信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重又叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。码分多路
29、复用技术主要用于无线通信系统，特别是移动通码分多路复用技术主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统，它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性信系统，它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性以及减少干扰对通信的影响，而且增大了通信系统的容量以及减少干扰对通信的影响，而且增大了通信系统的容量。6.同步同步传输和异步和异步传输（1）异步传输）异步传输异步传输方式指收发两端各自有相互独立的位定时时钟，异步传输方式指收发两端各自有相互独立的位定时时钟，数据的传输速率是双方约定的，收方利用数据本身来进行同数据的传输速率是双方约定的，收方利用数据本身来进行同步的传输方式，一般是起止式同步方式。这
30、种方式以字（一步的传输方式，一般是起止式同步方式。这种方式以字（一般为般为8比特）为单位进行传送，在需传送的字符前设置比特）为单位进行传送，在需传送的字符前设置1比特比特的零电平作为起始位，预告待传送字符即将开始；同时在字的零电平作为起始位，预告待传送字符即将开始；同时在字符之后，设置符之后，设置12比特高电平作为终止位，以表示该字符传比特高电平作为终止位，以表示该字符传送结束。该终止位的电平也表示平时不进行通信的状态（即送结束。该终止位的电平也表示平时不进行通信的状态（即处于处于“闲闲”时状态。在异步方式中，不传送字符时，并不要时状态。在异步方式中，不传送字符时，并不要求收发时钟求收发时钟“
31、同步同步”，但在传送字符时，要求收发时钟在每，但在传送字符时，要求收发时钟在每一字符中的每一位上一字符中的每一位上“同步同步”。（2）同步传输）同步传输同步传输方式是相对于异步传输方式的，是针对时钟的同同步传输方式是相对于异步传输方式的，是针对时钟的同步，即指收发双方采用了统一时钟的传输方式。至于统一时钟步，即指收发双方采用了统一时钟的传输方式。至于统一时钟信号的来源，或是双方有一条时钟信号的信道，或是利用独立信号的来源，或是双方有一条时钟信号的信道，或是利用独立同步信号来提取时钟。同步信号来提取时钟。同步传输是以数据块为单位的数据传输。每个数据块的头同步传输是以数据块为单位的数据传输。每个数
32、据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列（如块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列（如16位或位或32位位CRC校验码），以便对数据块进行差错控制。校验码），以便对数据块进行差错控制。实训内容内容 1.参观有线广播系统参观有线广播系统参观所在学校或其他单位的有线广播系统，按照通信系参观所在学校或其他单位的有线广播系统，按照通信系统基本模型了解该系统的基本组成，查看该系统的主要技术统基本模型了解该系统的基本组成，查看该系统的主要技术指标，思考该系统采用了何种传输方式和传输技术。指
33、标，思考该系统采用了何种传输方式和传输技术。2.参观电话系统参观电话系统参观所在学校或其他单位的内部电话系统，按照通信系参观所在学校或其他单位的内部电话系统，按照通信系统基本模型了解该系统的基本组成，查看该系统的主要技术统基本模型了解该系统的基本组成，查看该系统的主要技术指标，思考该系统采用了何种传输方式和传输技术。指标，思考该系统采用了何种传输方式和传输技术。3.参观计算机网络参观计算机网络参观所在学校或其他单位的计算机网络系统，按照通信参观所在学校或其他单位的计算机网络系统，按照通信系统基本模型了解该系统的基本组成，查看该系统的主要技系统基本模型了解该系统的基本组成，查看该系统的主要技术指
34、标，思考该系统采用了何种传输方式和传输技术。术指标，思考该系统采用了何种传输方式和传输技术。任任务1.2认识计算机网算机网络 【实训目的】【实训目的】（1）了解计算机网络的发展和应用。）了解计算机网络的发展和应用。（2）了解计算机网络的软硬件组成。）了解计算机网络的软硬件组成。（3）认识计算机网络中的常用设备。）认识计算机网络中的常用设备。【实训条件】【实训条件】（1）已经联网并能正常运行的机房和校园网。）已经联网并能正常运行的机房和校园网。（2）已经联网并能正常运行的其他网络。）已经联网并能正常运行的其他网络。相关知相关知识 1.计算机网算机网络的的产生和生和发展展（1）第一代计算机网络）第
35、一代计算机网络第一代计算机网络实际上是以中心计算机系统为核心的第一代计算机网络实际上是以中心计算机系统为核心的远程联机系统，是面向终端的计算机网络。这类系统除了一远程联机系统，是面向终端的计算机网络。这类系统除了一台中心计算机外，其余的终端都没有自主处理能力，还不能台中心计算机外，其余的终端都没有自主处理能力，还不能算作真正的计算机网络。算作真正的计算机网络。（2）第二代计算机网络）第二代计算机网络在第二代计算机网络中每一台计算机都有自主处理能力，在第二代计算机网络中每一台计算机都有自主处理能力，彼此之间不存在主从关系。它由通信子网和资源子网构成，彼此之间不存在主从关系。它由通信子网和资源子网
36、构成，用户通过终端不仅可以共享本主机上的软硬件资源，还可共用户通过终端不仅可以共享本主机上的软硬件资源，还可共享通信子网上其他主机的软硬件资源。第二代计算机网络在享通信子网上其他主机的软硬件资源。第二代计算机网络在概念、结构和网络设计方面都为后继的计算机网络打下了良概念、结构和网络设计方面都为后继的计算机网络打下了良好的基础，它也是今天好的基础，它也是今天Internet的雏形。的雏形。（3）第三代计算机网络）第三代计算机网络20世纪世纪70年代，世界范围内不断出现了一些按照不同概年代，世界范围内不断出现了一些按照不同概念设计的网络，有力地推动了计算机网络的发展和广泛使用。念设计的网络，有力地
37、推动了计算机网络的发展和广泛使用。不同系统体系结构的产品很难实现互连，为此，国际标准化组不同系统体系结构的产品很难实现互连，为此，国际标准化组织颁布了织颁布了“开放系统互联基本参考模型开放系统互联基本参考模型”（OSI/RM），该模），该模型为不同厂商之间开发可互操作的网络软件部件提供了基本依型为不同厂商之间开发可互操作的网络软件部件提供了基本依据，从此，计算机网络进入了标准化时代。我们将体系结构标据，从此，计算机网络进入了标准化时代。我们将体系结构标准化的计算机网络称为第三代计算机网络，也称为计算机互联准化的计算机网络称为第三代计算机网络，也称为计算机互联网络。网络。（4）第四代计算机网络）
38、第四代计算机网络第四代计算机网络又称高速互联网络。通常意义上的计算第四代计算机网络又称高速互联网络。通常意义上的计算机互联网络是通过数据通信网络实现数据通信和共享，而第四机互联网络是通过数据通信网络实现数据通信和共享，而第四代计算机网络基本上以电信网作为信息的载体，即计算机通过代计算机网络基本上以电信网作为信息的载体，即计算机通过电信网络中的电信网络中的X.25网、网、DDN网、帧中继网等传输信息。网、帧中继网等传输信息。2.计算机网算机网络的定的定义 从应用的角度来讲，只要将具有独立功能的多台计算机从应用的角度来讲，只要将具有独立功能的多台计算机连接起来，能够实现各计算机之间信息的互相交换，
39、并可以连接起来，能够实现各计算机之间信息的互相交换，并可以共享计算机资源的系统就是计算机网络。共享计算机资源的系统就是计算机网络。从资源共享的角度来讲，计算机网络就是一组具有独立从资源共享的角度来讲，计算机网络就是一组具有独立功能的计算机和其他设备，以允许用户相互通信和共享资源功能的计算机和其他设备，以允许用户相互通信和共享资源的方式互联在一起的系统。的方式互联在一起的系统。从技术角度来讲，计算机网络就是由特定类型的传输介从技术角度来讲，计算机网络就是由特定类型的传输介质（如双绞线、同轴电缆和光纤等）和网络适配器互联在一质（如双绞线、同轴电缆和光纤等）和网络适配器互联在一起的计算机，并受网络操
40、作系统监控的网络系统。起的计算机，并受网络操作系统监控的网络系统。计算机网络就是将地理位置不同，并具有独立功能的多计算机网络就是将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和通信线路连接起来，并且以功个计算机系统通过通信设备和通信线路连接起来，并且以功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式以及网络操作能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式以及网络操作系统等）实现网络资源共享的系统。系统等）实现网络资源共享的系统。3.计算机网算机网络的功能的功能 （1）数据通信）数据通信（2）资源共享）资源共享（3）提高系统的可靠性）提高系统的可靠性（4）进行分布处理）进行分布处理（5）集中处
41、理）集中处理4.计算机网算机网络的的组成成（1）通信子网和资源子网）通信子网和资源子网计算机网络系统以通信子网为中心，通信子网处于网络计算机网络系统以通信子网为中心，通信子网处于网络的内层，由通信控制处理机、其他通信设备、通信线路等组的内层，由通信控制处理机、其他通信设备、通信线路等组成，承担全网的数据传输、转发等通信处理任务。在目前网成，承担全网的数据传输、转发等通信处理任务。在目前网络结构中，通信子网一般由路由器、交换机和通信线路组成。络结构中，通信子网一般由路由器、交换机和通信线路组成。资源子网也称为用户子网，处于网络的外围，由网络中资源子网也称为用户子网，处于网络的外围，由网络中所有主
42、机、终端、终端控制器、外设、各种软件资源和信息所有主机、终端、终端控制器、外设、各种软件资源和信息资源等组成，负责全网的数据处理、向网络用户提供各种网资源等组成，负责全网的数据处理、向网络用户提供各种网络资源和网络服务。资源子网通过通信线路连接到通信子网。络资源和网络服务。资源子网通过通信线路连接到通信子网。（2）网络硬件和网络软件）网络硬件和网络软件网络硬件网络硬件网络硬件包括网络服务器、网络工作站、传输介质和网络网络硬件包括网络服务器、网络工作站、传输介质和网络设备等。设备等。网络服务器是网络的核心，是网络的资源所在，它为使用网络服务器是网络的核心，是网络的资源所在，它为使用者提供了主要的
43、网络资源。者提供了主要的网络资源。网络工作站实际上就是一台入网的计算机，它是用户使用网络工作站实际上就是一台入网的计算机，它是用户使用网络的窗口。网络的窗口。传输介质是网络通信时，信号的载体，包括双绞线、光缆、传输介质是网络通信时，信号的载体，包括双绞线、光缆、无线电波等。无线电波等。网络设备是在网络通信过程中完成特定功能的通信部件，网络设备是在网络通信过程中完成特定功能的通信部件，常见的网络设备有集线器、交换机、路由器等。网络设备和传常见的网络设备有集线器、交换机、路由器等。网络设备和传输介质共同实现了网络的连接。输介质共同实现了网络的连接。网络软件网络软件网络软件是一种在网络环境下使用和运
44、行或者控制和管理网络软件是一种在网络环境下使用和运行或者控制和管理网络工作的计算机软件。根据软件的功能，计算机网络软件可网络工作的计算机软件。根据软件的功能，计算机网络软件可分为网络系统软件和网络应用软件两大类型。网络系统软件是分为网络系统软件和网络应用软件两大类型。网络系统软件是控制和管理网络运行、提供网络通信、分配和管理共享资源的控制和管理网络运行、提供网络通信、分配和管理共享资源的网络软件，它包括网络操作系统、网络协议软件、通信控制软网络软件，它包括网络操作系统、网络协议软件、通信控制软件和管理软件等。网络应用软件是指为某一个应用目的而开发件和管理软件等。网络应用软件是指为某一个应用目的
45、而开发的网络软件。的网络软件。网络协议是通信双方关于通信如何进行所达成的协议，常网络协议是通信双方关于通信如何进行所达成的协议，常见的网络协议有见的网络协议有TCP/IP协议、协议、NetBEUI协议、协议、IPX/SPX协议协议等。等。网络操作系统是网络软件的核心，用于管理、调度、控制网络操作系统是网络软件的核心，用于管理、调度、控制计算机网络的多种资源，目前常用的计算机网络操作系统主要计算机网络的多种资源，目前常用的计算机网络操作系统主要有有Unix系列、系列、Windows系列和系列和Linux系列。系列。5.计算机网算机网络的分的分类 （1）按覆盖范围分类）按覆盖范围分类计算机网络由于
46、覆盖的范围不同，所采用的传输技术也计算机网络由于覆盖的范围不同，所采用的传输技术也不同，按照其覆盖的地理范围进行分类，可以较好的反映不不同，按照其覆盖的地理范围进行分类，可以较好的反映不同类型网络的技术特征。按覆盖的地理范围，计算机网络可同类型网络的技术特征。按覆盖的地理范围，计算机网络可以分为局域网、城域网和广域网。以分为局域网、城域网和广域网。局域网局域网局域网的主要特点可以归纳如下：局域网的主要特点可以归纳如下：地理范围有限，参加组网的计算机通常处在地理范围有限，参加组网的计算机通常处在12km的的范围内；范围内；数据传输率高，一般为数据传输率高，一般为4Mb/s10Gb/s；数据传输可
47、靠，误码率低；数据传输可靠，误码率低；大多采用星型、总线型或环型拓扑结构，结构简单，实大多采用星型、总线型或环型拓扑结构，结构简单，实现容易；现容易；通常网络归一个单一组织所拥有和使用，也不受任何公通常网络归一个单一组织所拥有和使用，也不受任何公共网络当局的规定约束，容易进行设备的更新和新技术的引共网络当局的规定约束，容易进行设备的更新和新技术的引用，不断增强网络功能。用，不断增强网络功能。城域网城域网城域网（城域网（MetropolitanAreaNetwork，简称，简称MAN）是）是介于局域网与广域网之间的一种高速网络。最初，城域网的介于局域网与广域网之间的一种高速网络。最初，城域网的主
48、要应用是互连城市范围内的许多局域网，目前城域网的应主要应用是互连城市范围内的许多局域网，目前城域网的应用范围已大大拓宽，能用来传输不同类型的业务，包括实时用范围已大大拓宽，能用来传输不同类型的业务，包括实时数据、语音和视频等。城域网能有效地工作于多种环境，其数据、语音和视频等。城域网能有效地工作于多种环境，其主要特点有：主要特点有：地理覆盖范围可达地理覆盖范围可达100km；数据传输速率为数据传输速率为50kb/s2.5Gb/s以上；以上；工作站数大于工作站数大于500个；个；传错率小于传错率小于10-9；传输介质主要是光纤；传输介质主要是光纤；既可用于专用网，又可用于公用网。既可用于专用网，
49、又可用于公用网。广域网广域网广域网（广域网（WideAreaNetwork，WAN）所涉及的范围）所涉及的范围可以为市、省、国家，乃至世界范围，其中最著名的就是可以为市、省、国家，乃至世界范围，其中最著名的就是Internet，当人们提到计算机网络时，通常指的就是广域网。，当人们提到计算机网络时，通常指的就是广域网。广域网的主要特点有：广域网的主要特点有：广域网最根本的特点就是分布范围广，一般从几十到几广域网最根本的特点就是分布范围广，一般从几十到几千公里；千公里；数据传输率差别较大，从数据传输率差别较大，从9.6kb/s22.5Gb/s以上；以上；错误率较高，一般在错误率较高，一般在10-3
50、10-5左右；左右；采用不规则的网状拓扑结构；采用不规则的网状拓扑结构；属于公用网络。属于公用网络。（2）按通信传播方式分类）按通信传播方式分类广播式网络广播式网络在广播信道中，多个站点共享一条通信信道，在发送消在广播信道中，多个站点共享一条通信信道，在发送消息时，首先在数据的头部加上一段地址字段，以指明此数据息时，首先在数据的头部加上一段地址字段，以指明此数据应被哪台机器接收，数据发送到信道上后，所有的站点都将应被哪台机器接收，数据发送到信道上后，所有的站点都将接收到。一旦收到数据，各站点将检查它的地址字段，如是接收到。一旦收到数据，各站点将检查它的地址字段，如是发送给它的，则处理该数据，否