大学计算机基础教学之计算机网络基础教学课件.pptx

1、大学计算机基础大学计算机基础第五章第五章 计算机网络基础计算机网络基础主要内容：5.1 计算机网络概述5.2 计算机网络体系结构5.3 计算机网络硬件设备5.4 局域网5.5 Internet基础及应用5.6 计算机病毒与网络安全主要内容：5.1 计算机网络概述5.1.1 计算机网络的定义与功能5.1.2 计算机网络的拓扑结构5.1.3 计算机网络的分类 计算机网络是利用通信线路和网络设备，将位于不同地理位置的且具有独立功能的计算机连接起来，在网络软件的支持下，实现计算机的分布与协同工作，进行信息交换和软、硬件资源共享。通信线路和网络设备通信线路和网络设备计算机计算机通信协议和网络软件通信协议

2、和网络软件其中计算机、通信线路和网络设备以及通信协议和网络软件是组成网络的三大要素。1.计算机网络的定义1.计算机网络的定义从逻辑功能上看，计算机网络是由资源子网和通信子网两部分构成的。把计算机网络分为应用部分（主机）和通信部分（通信子网），可以简化网络设计。2.计算机网络的功能 数据通信数据通信计算机网络计算机网络的最基本功能，实现计算机之间的最基本功能，实现计算机之间快速可靠传送信息快速可靠传送信息。资源共享资源共享计算机网络计算机网络的最主要功能，的最主要功能，共享硬件共享硬件设备和软件及数据资源设备和软件及数据资源。集中管理集中管理将分散的信息与对象进行集中控制和管理，提高效率和经济效

3、益。将分散的信息与对象进行集中控制和管理，提高效率和经济效益。分布式处理分布式处理将将多台计算机整合起来共同多台计算机整合起来共同承担大型的科学计算承担大型的科学计算和存储任务和存储任务。负荷均衡负荷均衡工作工作任务被均匀地分配给网络上的多台计算机系统。任务被均匀地分配给网络上的多台计算机系统。网络的拓扑结构图（结点+链路）能从逻辑上表示网络服务器、工作站的网络配置和互相之间的连接。计算机网络的拓扑结构主要有：星形结构 总线型结构 环形结构 树形结构 网状结构 全互连结构星型结构网络特点：特点：通信协议简单通信协议简单对外围站点要求不高对外围站点要求不高单个站点故障不会影响全网单个站点故障不会

4、影响全网电路利用率低，连线费用大电路利用率低，连线费用大网络性能依赖中央结点网络性能依赖中央结点每个站点需要有一个专用链路每个站点需要有一个专用链路 所有的结点都通过独立的线路所有的结点都通过独立的线路链接到一个中心的链接到一个中心的交汇点交汇点，中，中心节点外的任何两个节点之间心节点外的任何两个节点之间没有直接联通的线路。没有直接联通的线路。按网络结构分类总线型结构网络特点：特点：结构简单，可靠性高结构简单，可靠性高布线容易，连线总长度小于星型结构布线容易，连线总长度小于星型结构对站点扩充和删除容易对站点扩充和删除容易总线任务重，易产生瓶颈问题总线任务重，易产生瓶颈问题总线本身的故障对系统是

5、毁灭性的总线本身的故障对系统是毁灭性的 总线主干两端必须做终结处理总线主干两端必须做终结处理 所有主机都通过相应的硬所有主机都通过相应的硬件接口链接到一根中心传件接口链接到一根中心传输线上（总线输线上（总线，BusBus）按网络结构分类环型结构网络特点：特点：传输速率高，传输距离远传输速率高，传输距离远各结点的地位和作用相同各结点的地位和作用相同各结点传输信息的时间固定各结点传输信息的时间固定容易实现分布式控制容易实现分布式控制站点故障会引起整个网络的崩溃站点故障会引起整个网络的崩溃 所有主机都通过相应的硬件接口所有主机都通过相应的硬件接口链接到一个封闭的环上，链接到一个封闭的环上，实际上实际

6、上是首尾相连的总线结构。是首尾相连的总线结构。按网络结构分类树型结构网络按网络结构分类特点：特点：任意两个节点之间不产生回路任意两个节点之间不产生回路每个链路都支持双向传输每个链路都支持双向传输网络中节点扩充方便灵活网络中节点扩充方便灵活除叶节点外，任何一个节点及其链路发生故障都会影响网络除叶节点外，任何一个节点及其链路发生故障都会影响网络主机按级分层连接主机按级分层连接，是星，是星型结构的扩展，它采用分型结构的扩展，它采用分层结构，具有一个节点和层结构，具有一个节点和多层分支节点。多层分支节点。网状结构网络按网络结构分类特点：特点：节点间路径多，碰撞和阻塞减少节点间路径多，碰撞和阻塞减少局部

7、的故障不会影响整个网络局部的故障不会影响整个网络网络扩充和主机入网比较灵活、网络扩充和主机入网比较灵活、简单。简单。缺点：网络机制复杂，建网不易缺点：网络机制复杂，建网不易一种无规则的连接方式，一种无规则的连接方式，任一个结点至少有两条线任一个结点至少有两条线路与其他结点相连。路与其他结点相连。1.按网络覆盖的地理范围分类 广域网（Wide Area Network，WAN）Internet是目前大家最熟悉的、应用最多的广域网，无论从地理范围还是从接入计算机规模来说都是最大的网络。城域网（Metropolitan Area Network，MAN）网络规模在广域网和局域网之间，相当于在一座城市

8、的范围内，几十到几百公里的区域。在一个城市或地区，一个城域网连接着多个局域网。城域网是局域网的扩展和延伸。1.按网络覆盖的地理范围分类 局域网（Local Area Network，LAN）一般覆盖在较小的范围内。现在大多数局域网采用以太网（Ethernet）标准和在此标准基础上制定的IEEE802.3标准。局域网技术成熟，可靠性好，易于扩充和管理，是最常见、应用最广泛的一种网络形式，是广域网的组成部分。个人区域网（Personal Area Network，PAN）个人区域网就是在个人工作区域将个人电子设备，使用无线电波或红外线进行短距离无线传输的个人局域网，以及采用蓝牙技术的设备以特定方式

9、组成的微微网等。整个网络的范围大约在10米左右。广域网：广域网：(Wide Area Network，WAN)覆盖范围最广覆盖范围最广，从几百公里到几千，从几百公里到几千公里，公里，可以链接任意远的任意两台可以链接任意远的任意两台计算机计算机数据传输率比局域网低，而信号的数据传输率比局域网低，而信号的传输延迟比局域网要大得多传输延迟比局域网要大得多 InternetInternet是目前覆盖范围最大，是目前覆盖范围最大，应用最广的计算机网络，是由许多应用最广的计算机网络，是由许多局域网和广域网通过相同的通信协局域网和广域网通过相同的通信协议连接组成议连接组成互联网络互联网络v广域网广域网 v城

10、域网城域网v局局域网域网v个人区域网个人区域网城域网城域网(Metropolitan Area Network,MAN）几十到几百公里范围几十到几百公里范围 在一个城市或地区，连接多个不在一个城市或地区，连接多个不同应用的局域网，城域网是为整个同应用的局域网，城域网是为整个城市而不是为某一个特定部门服务城市而不是为某一个特定部门服务的的 城域网建设更集中于通信子网上城域网建设更集中于通信子网上 是本地用户通向国内或国际广域是本地用户通向国内或国际广域网的桥梁网的桥梁。v广域网广域网 v城域网城域网v局局域网域网v个人区域网个人区域网局域网局域网(Local Area Network,LAN）小

11、于小于10km10km的覆盖范围的覆盖范围 有线与无线连接兼有有线与无线连接兼有 结构简单容易实现结构简单容易实现 网内传输速率较高，误码率低网内传输速率较高，误码率低 技术成熟，易于扩充管理技术成熟，易于扩充管理 是广域网的组成部分是广域网的组成部分 主要有两种：以太网（主要有两种：以太网（Ethernet)Ethernet)和无线局域网和无线局域网(WLAN(WLAN)v广域网广域网 v城域网城域网v局局域网域网v个人区域网个人区域网个人区域个人区域网网(Personal Area Network,PAN）利用利用短距离、低功率无线传输短距离、低功率无线传输技术技术无线电波、蓝牙、红外线传

12、输无线电波、蓝牙、红外线传输连接连接居家居家环境的智能家电、台式机、环境的智能家电、台式机、笔记本电脑、手机、打印机等个人电笔记本电脑、手机、打印机等个人电子设备子设备增进生活方便性、改善增进生活方便性、改善办公办公环境、环境、提供提供医疗辅助医疗辅助及休闲娱乐等及休闲娱乐等v广域网广域网 v城域网城域网v局域网局域网v个人区域网个人区域网2.按其他分类方式分类 按网络的交换方式分类：电路交换、报文交换、分组交换 按网络的拓扑结构分类：星形、总线型、环形、树形、网状、全互连结构 按网络的传输介质分类：有线网和无线网 按网络的信道分类：窄带网和宽带网 按网络的用途分类：教育网、科研网、商业网、企

13、业网、校园网 按网络的使用范围分类：专用网和公用网 按通信传播方式分类：点对点传播方式和广播式传播方式不同的分类方式反映了不同的网络特点，同时也反映了对计算机网络不同的理解和关注重点。主要内容：5.2 计算机网络体系结构5.2.1 网络协议5.2.2 体系结构5.2.3 网络操作系统5.2.4 网络的工作模式网络协议是一组正式的规则、协定和数据结构，控制计算机以及其它网络设备进行信息交换，是各种硬件和软件必须遵循的共同守则。网络协议定义了通信内容是什么，通信如何进行以及何时进行，包括语法、语义、时序等3个关键要素。语法(syntax)：指数据与控制信息的结构或格式、编码及信号电平等。语义(se

14、mantics)：指用于协调和差错处理的控制信息，也就是指比特流每一部分的含义，即对一个特定的比特模式该如何理解，以及按照此理解所做的操作。时序(timing)：指速度匹配和排序。即数据何时发送以及以多快的速率发送。在计算机网络中，两个通信实体间为了进行通信，同样需要有控制数据通信的一组规则和约定。因此，网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则的集合，定义了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。计算机网络是一个庞杂的系统，存在多种网络协议，每种协议有自己的设计目的和使用范围。目前影响较广泛的协议主要有：用户扩展接口协议NetBEUI(Net BI

15、OS Extended User Interface)例如：网上邻居 网间数据包交换/顺序包交换协议 IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange)例如：Novell网络（网吧）传输控制协议/网际协议 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)例如：日常工作家庭上网5.2.1 网络协议 用户扩展接口协议 NetBEUI(Net BIOS Extended User Interface)该协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进

16、行设置，特别适于在“网络邻居”间传送数据，实现局域网内的文件和硬件的共享，但NetBEUI协议没有路由能力，不能单独使用它来构建由多个局域网组成的大型网络。网间数据包交换/顺序包交换协议 IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange)一般可以应用于Novell网络，具有很强的适应性，安装方便，同时还具有路由功能，可以实现多网段间的通信。传输控制协议/网际协议 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)Internet的标准协议集合，包括了多种协

17、议，如Http、FTP、Telnet等，其中最主要的两个协议是TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）。5.2.1 网络协议网络的体系结构，即计算机网络的各层及其协议的集合。最典型的网络体系结构为开放系统互连基本参考模型(OSI/RM)和传输控协议/网际协议(TCP/IP)模型。传输层传输层应用层应用层表示层表示层会话层会话层数据链路层数据链路层网络层网络层应用层应用层(HTTP、FTP、SMTP等等)物理层物理层传输层传输层(TCP或或UDP)网际层（网际层（IP层）层）网络接口层网络接口层OSIOSI参考模型参考模型 TCP/IPTCP/IP模型模型资源子网资源子网通信通信子网子网用户用户

18、实体实体主机2传输层应用层表示层会话层网络层数据链路层物理层互连物理传输媒体通信子网资源子网传输层应用层表示层会话层网络层数据链路层物理层主机1应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议数据链路层协议01010101011.OSI/RM如果主机如果主机A A上的进程上的进程P1P1向主机向主机B B上的进上的进程程 P2P2传送数据传送数据,P1,P1先将数据交给应用先将数据交给应用层层,应用层在数据上加上必要的控制信应用层在数据上加上必要的控制信息变成下一层的数据息变成下一层的数据.表示层收到数据表示层收到数据后加上本层的控制信息后加上本层的控制信息,再交给会话层再交给会话层,依次类

19、推依次类推.到达物理层后到达物理层后,由于是比特由于是比特流的传送流的传送,不必加控制信息不必加控制信息.当传送到对方站点时当传送到对方站点时,就从就从物理层开始依次上升到应用物理层开始依次上升到应用层层.每一层根据对应的控制每一层根据对应的控制信息进行必要的操作信息进行必要的操作,剥去剥去控制信息后控制信息后,将剩余的数据将剩余的数据提交给上一层提交给上一层.例：主机A上的进程P1向主机B上的进程 P2传送数据的过程。应用层网际层数据链路层物理层互连物理传输媒体应用层网际层数据链路层物理层主机2主机1例：主机1上的进程P1向主机2上的进程 P2传送数据的过程。应用层协议传输层协议网络层协议数

20、据链路层协议01010101012.TCP/IP模型传输层传输层网络接口层网络接口层发送：数据发送：数据在经过各层时都要加上相应的首部或尾部在经过各层时都要加上相应的首部或尾部；接收：去掉首部或尾部；接收：去掉首部或尾部传输介质主机 1AP2AP1主机 2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层PDU(协议数据单元)应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构传输介质主机 1AP2AP1主机 2应用层 PDU 再传送到传输层加上传输层首部，成为传输层报文应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理

21、层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2传输层报文再传送到网际层加上网际层首部，成为 IP 数据报（或分组）传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2IP 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2数据链路层

22、帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构物理传输媒体主机 1AP2AP1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层主机 2应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2物理层接收到比特流，上交给数据链路层传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主

23、机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网际层传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2网际层剥去首部，取出数据部分上交给传输层传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2传输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层传输介质应用层传输层网际层数

24、据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 2应 用 程 序

25、数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网际层首部H2链路层首部T2链路层尾部传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构主机 1AP2AP1主机 210100110100101 比 特 流 110101110101计算机 2 的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应

26、 用 程 序 数 据传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构H3H4H5应 用 程 序 数 据主机 1AP2AP1主机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据主机 1AP2AP1主机 2网络层剥去分组首部后把分组的数据部

27、分交给运输层传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据主机 1AP2AP1主机 2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层传输介质应用层传输层网际层数据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据主机 1AP2AP1主机 2应用层剥去应用层 PDU 首部后把应用程序数据交给应用进程传输介质应用层传输层网际层数

28、据链路层物理层应用层传输层网际层数据链路层物理层主机 1 向主机 2 发送数据 2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构应用层传输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络 2网络 1应用层传输层网际层网络接口层网际层网络接口层4321路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用传输层和应用层。2.TCP/IP模型5.2.2 体系结构HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层传输层应用层网络接口 1网络接口 2网络接口 3Everything over IP IP 可为各式各样的应用程序提供服务IP over Everything IP 可应用到各式各样的网络上5.2.2 体系

29、结构2.TCP/IP模型3.OSI/RM与TCP/IP的异同5.2.2 体系结构 OSI/RM有服务、接口、协议三个重要的概念。每一层都为它上面的层提供一些服务；每一层的接口告诉上面的进程如何访问它；某一层使用的对等协议是该层的内部事物，协议有改变时也不会影响它上面的层。TCP/IP模型最初没有明确区分服务、接口和协议，后来才试图改进。OSI/RM产生在协议发明之前。该模型比较通用，没有偏向于任何特定的协议。而TCP/IP模型是先研发出的协议，模型是后来对协议的描述。模型与协议配合得很好，但该模型不适合其他协议的描述。OSI/RM在网络层支持无连接和面向连接的通信，在传输层仅有面向连接的通信。

30、TCP/IP模型在网络层仅支持无连接通信，但传输层支持无连接和面向连接的通信，给出用户选择的机会。OSI/RM是七层结构，TCP/IP模型是四层结构。它们都有应用层、传输层和网络层，而其他的层并不相同。3.OSI/RM与TCP/IP的异同5.2.2 体系结构 OSI/RM和TCP/IP都是分层结构，层的定义相似，但仍是两个不同的网络体系结构。OSI模型概念清楚，理论完整，但是它即复杂又不实用。TCP/IP协议使用范围极广，是目前异种网络通信使用的唯一协议体系，已成为目前事实上的国际标准和工业标准。TCP/IPTCP/IPTCP/IP协议具体协议具体包括了包括了100100多个不同功能的协议，是

31、互联网络多个不同功能的协议，是互联网络上的上的“交通规则交通规则”。其中最主要的是。其中最主要的是TCPTCP和和IPIP协议。协议。TCPTCP用于保证用于保证被传送的信息的完整性，被传送的信息的完整性，IPIP负责将消息从一个地方传送到另一个负责将消息从一个地方传送到另一个地方地方，即将，即将数据报发送到指定的地址（这个地址称为数据报发送到指定的地址（这个地址称为IPIP地址）。地址）。网络操作系统(Network Operation System，NOS)是网络的心脏和灵魂，是网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。其目的是使网络相关

32、特性达到最佳，如共享数据文件、软件应用，以及共享硬盘、打印机、调制解调器、扫描仪和传真机等。目前，局域网中主要的NOS有Windows Server系列、NetWare、Unix和Linux等。网络操作系统除了具有通常操作系统应具有的处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理外，还应具有以下功能：提供高效、可靠的网络通信能力，完成信息的传递；提供多种网络服务功能，如：文件转输服务功能；电子邮件服务功能；远程打印服务功能等；提供网络管理功能，如：安全、性能、故障和配置等方面的管理；提供资源共享功能，这是网络的最核心功能。根据计算机在网络中的相互关系和作用可将其划分为三种不同的工作模式:对等网络（

33、Peer to Peer Network，P2P）模式 客户机/服务器（Client/Server，C/S）模式 浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）模式。1.对等网络（Peer to Peer Network，P2P）模式 相互通信的计算机之间地位相同，没有主从之分。单独使用NetBEUI协议或TCP/IP协议均可实现对等网。在需要的时候，所有计算机都可以充当服务器，为其它机器提供资源和服务，同时，每台机器也可以访问和利用其它网络计算机上的资源，此时，这台计算机充当的是客户机的角色。2.客户机/服务器（Client/Server，C/S）模式 客户机/服务器模式是以服务器为

34、中心，客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。对一个网络上的应用系统来说，服务器是整个应用系统资源的存储与管理中心，多台客户机则各自处理相应的功能，共同实现完整的应用。用户使用应用程序时，首先启动客户机通过有关命令告知服务器进行连接以完成各种操作，而服务器则按照此请示提供相应的服务。在客户机/服务器模式下，主要工作是在服务器上完成的，但客户机也要通过客户端软件完成一些工作，在应用软件升级时，客户端软件也必须随着升级。3.浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）模式浏览器端：带浏览器端：带有浏览器软件有浏览器软件的计算机的计算机服务器端服务器端 B/S模式是随着Interne t

35、的技术发展，对客户/服务器模式的一种改进。在B/S结构下，软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现，用户表现完全在Web服务器实现，客户端只需要浏览器即可进行业务处理。B/S模式运行维护比较简便，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式访问和操作共同的数据。Internet上的大部分服务，都使用这种B/S模式工作，例如，Email服务、视频服务就是采用的这种模式。主要内容：5.3 计算机网络硬件设备5.3.1 网络中的计算机5.3.2 网络的传输介质5.3.3 网络的接口设备5.3.4 网络的互联设备1.服务器2.客户机计算机网络中，计算机是构建网络系统的最重要设备，按照服务特性，可分

36、为服务器和客户机。服务器是网络的核心，为网络用户提供共享资源，并管理这些资源和网络客户机工作。客户机的命名是根据计算机在网络上的作用来定义的，从计算机的角度讲就是一台普通的计算机，既可以单机使用，也可以连网工作，从网上获取资源。在对等网络模式中，没有客户机这个概念。1.有线传输 双绞线一类至六类，目前最常用的是超五类双绞线。传输距离小于100米,组网方便,价格便宜。同轴电缆传输速率与双绞线类似，价格是其两倍。光纤多模光纤，芯线粗、传输距离短、成本低。单模光纤，成本高、可远距离传输，应用广泛。2.无线传输 无线电波通信无线电波是指在自由空间传播的射频频段的电磁波。通过无线电波传播声音或其他信号的

37、技术称为无线电技术。蓝牙（Bluetooth）是一种支持设备短距离通信的无线电技术。微波通信微波是指波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波。微波通信具有良好的抗灾性能，不受雨、雾等天气的影响。通过微波中继站来延长微波通信的距离。卫星网就是一种特殊形式的微波通信。红外线通信控制简单、实施方便、保密性强、信息容量大。通信距离短，易受尘埃等物质影响，遇障碍物通讯将中断。激光通信使用方便、安全保密、实施成本相对低廉、建网快速、信息容量大等。只能在视线范围内建立链路，通信距离受限。1.网络接口卡网络接口卡（Network Interface Card，NIC）又称为网络适配器（Network Ada

38、pter，NA），简称网卡，是工作在链路层的网络组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，用于实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。每块网卡在生产出来后，除了基本功能外，每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，是网卡生产厂家在生产时装入ROM（只读存储芯片）中的，称为 MAC地址，在网络传输中起着重要的作用。MAC地址是由48位二进制数组成的，通常分成6段，用十六进制表示，如类似00-D0-09-A1-D7-B7的一串字符。其中，前3段（24位）代表网络硬件制

39、造商的编号，后3段（24位）代表该制造商所制造的网卡的系列号。网络接口卡主要有：以太网卡和无线网卡。1.网络接口卡 以太网卡多可插在计算机主板的PCI接口，或固化在主板上。与网络的接口大多是RJ-45接口。网卡按其传输速度来分可分为10Mbps网卡、10/100Mbps自适应网卡以及千兆（1000Mbps）网卡等。无线网卡无线网卡是采用无线信号进行数据传输的终端。无线网卡的作用、功能跟普通计算机网卡一样，是用来连接到局域网上的。按照接口不同来划分，无线网卡分为PCI无线网卡、PCMCIA无线网卡和USB无线网卡等。以太网卡PCI无线网卡PCMCIA无线网卡USB无线网卡2.调制解调器（Mode

40、m）内置ModemISDN Modem电缆ModemVSDL ModemADSL Modem调制解调器实现数字信号与模拟信号之间的转换。传统调制解调器插在计算机主板上的 ISA 或 PCI 插槽中 电缆调制解调器 使用有线电视线路与计算机网络的之间信号的转换 ISDN调制解调器 综合业务数字网（ISDN），可为用户同时提供语音和数据传输服务 DSL调制解调器 数字用户线路（DSL），实现铜质电话线与计算机网络的宽带连接 ADSL调制解调器，标准速率为1M8Mbps VDSL调制解调器，标准速率为1M10Mbps 1.中继器(物理层)中继器中继器（Repeater）是网络物理层的连接设备，适用于

41、完全相同的两类网络互连，主要用于数据信号的放大和再生，延长网络的长度。中继器是局域网环境下用来延长网络距离的最简单最廉价的网络互联设备局域网络互连长度是有限的，如在10Mbps以太网中，任何两个数据终端设备允许的传输通路最多为5个中继器。中继器是处于ISO模型的物理层（第1层）的互联设备集线器集线器（Hub）是信号放大和中转的设备，不具备自动寻址能力和交换作用，采用广播的形式传输数据，即向所有端口传送数据，集线器可以视作多端口的中继器（属于物理层）。集线器应用简单，价格便宜是它最大的优势，但集线器属于共享型设备，在繁重的网络中，效率会变得十分低下，所以只适用小型局域网中。目前市场上的集线器类型

42、主要有独立式、堆叠式、智能型等。2.集线器A区B区C区集线器集线器集线器集线器主干集线器用HUB联网实例3.交换机交换机交换机（Switch）也称为交换式集线器，每个端口都用来连接一个独立的网段，都有一条独占的带宽，当两个端口工作时，只有发出请示的端口和目的端口之间相互响应，而不影响其他端口的工作。交换概念的提出是为了改进共享工作模式。交换机作为网路的主要连接设备，其设计目的是解决通信网络带宽不足的问题，它能够解决网络传输中的碰撞冲突，有效地抑制广播风暴的产生，提高网络的利用效率。交换机处于ISO模型的数据链路层（第2层）。交换机可以以全双工和半双工两种模式工作，能够保持网络带宽。交换机可以分

43、为广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要是应用于电信部门中，提供通信用的平台，而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如：PC机、打印机等。4.路由器路由器（Router）用于连接多个逻辑上分开的网络，可以是几个使用不同协议和体系结构的网络。路由器能根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号，是指挥网络传输路径的“交通警察”。路由器能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，判断网络地址和选择路径，过滤和分隔网络信息流，以使它们能够相互读懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器是处于ISO模型的网络层（第3层）的互联设备。路由器有两大典型功能：数据通

44、道功能和控制功能。路由器是实现局域网与广域网互联的主要设备。路由器5.网关网关（Gateway），又称网间连接器、协议转换器，是在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，能实现异构设备之间的通信，对不同的传输层、会话层、表示层、应用层协议进行翻译和变换。通俗的讲，网关就是一个网络连接到另一个网络的“关口”，处于ISO模型的4层到7层。网关类似翻译器，是一种充当转换重任的计算机系统或设备，使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。主要内容：5.4 局域网5.4.1 局域网及其标准5.4.2 常用局域网5.4.3

45、用宽带路由器构建小型局域网 局域网（Local Area Network，LAN）是在一个局部的地理范围内，将各种计算机和外部设备等互相联接起来组成的计算机通信网，局域网由网络服务器、网络工作站、网络打印机、网卡、网络互联设备、网络传输介质、网络协议、网络操作系统等组成。为实现局域网中任何两台计算机之间通信，网络中的每台计算机都要有一个地址。IEEE 802标准为局域网的每一个设备规定了一个物理地址（MAC地址），固化在网卡的ROM中。发送数据时，数据中必须包含自己的物理地址和接收方的物理地址；在传输数据时，其他计算机的网卡都要检测该数据中的目的物理地址，已决定是否要接收该数据。局域网的主要技

46、术要素为：网络拓扑，传输介质与介质访问控制方法。局域网主要特点是：覆盖有限的地理范围；传输速率高（1010000Mbps），误码率低，有很高的数据传输质量；一般属于一个单位所有，易于建立、管理、维护和扩展。1.局域网 IEEE802是主要的局域网标准，该标准所描述的局域网通过共享的传输介质通信。IEEE802标准定义了ISO/OSI的物理层和数据链路层。2.局域网标准物理层负责处理机械、电气、功能和过程方面的特性，以建立、维持和撤消物理链路。数据链路层，负责把不可靠的传输信道改造成可靠的传输信道，采用差错检测和帧确认技术，传送带有校验信息的数据帧。该层包括逻辑链路控制（Logical Link

47、 Control，LLC）子层和媒体访问控制（Media Access Control，MAC）子层。常用的局域网标准有两个：IEEE 802.3(以太网）IEEE 802.11（无线局域网）1.以太网采用IEEE 802.3标准组建的局域网就是以太网（Ethernet)，是有线局域网。以太网是目前应用最广泛的局域网，具有传输速率高、网络软件丰富、安装连接简单、使用维护方便等优点，遵守IEEE 802.3网络技术标准。IEEE 802.3标准规定的CSMA/CD是一种总线型局域网技术，主要是解决通信信道竞争问题，采用在发送信息的同时进行检测，一旦发现冲突就立即停止发送，等待冲突平息后再发送。以

48、太网由传输介质、收发器、网卡和计算机组成。以太网根据不同的传输介质及传输性能可分为：10Base2以太网、10Base5以太网、10Base-T以太网、10Base-F以太网、100BASE-T快速以太网、千兆位以太网、万兆位以太网。2.交换式局域网 交换式局域网采用以局域网交换机为中心的拓扑结构。每一个网络结点都通过交换机和其它结点相联系。在进行结点和结点之间一对一通信时，数据信息并不发给其它各结点。和交换机相连的其他结点也可以并发地进行通信，各个通信互不干扰。所以，在一个信道上所有的带宽完全由这一对网络结点所拥有，大大提高了网络的传输效率。交换式局域网不需要改变网络其它硬件，包括电缆和用户

49、的网卡，仅需要用交换式交换机替代共享式Hub就可以实现。由于性能较高而成本不断降低，目前交换局域网已经基本取代了传统的共享介质局域网，同时也促进了交换技术的发展。3.虚拟局域网虚拟局域网（Virtual LAN，VLAN）是建立在交换技术的基础上的。交换技术的发展，允许区域分散的网络结点重新组织，在逻辑上成为一个新的网络工作组，而且同一工作组的成员能够改变其物理地址而不必重新配置结点。利用交换机可以将原来的一个大广播区（交换机的所有端口）逻辑的分为若干个“子广播区”，在子广播区里的广播封包只会在该广播区内传送，其它的广播区是收不到的。VLAN通过交换技术将通信量进行有效分离，从而更好地利用带宽

50、，并可从逻辑的角度出发将实际的LAN基础设施分割成多个子网，虚拟局域网还允许各个子网运行不同的应用协议和拓扑结构。一般局域网在地理位置上也是局域网，而虚拟局域网在地埋位置上并不一定也构成局域网，不同地点的终端也可以构成一个虚拟局域网。局域网不需要广域网的支持，物理上可以与广域网断开，而虚拟局域网则需要广域网的支持，所以安全性有所降低。4.无线局域网无线局域网（Wireless LAN，WLAN）是采用无线传输介质的计算机局域网。目前，WLAN的传输速率可从几十bps到十几Mbps。比较流行的无线接入技术有802.11标准、蓝牙标准、移动网络标准以及HomeRF（家庭网络）标准。无线局域网具有高