网络入门知识学习.docx

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网络入门知识学习

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网络入门知识

1、什么是网络

相互连接的独立自主的计算机的集合。

l相互连接――计算机通过有线或无线的方式连接起来。

l每台计算机是独立自主的，相互之间没有从属关系。

网络新定义――共享资源的一组计算机。

2、建立网络的目的

l信息和资源的共享。

硬件、软件共享（如打印机、磁盘、应用程序，文档等等）。

l提高可靠性，便于集中管理。

建立网络之后，可以很方便地通过网络进行信息的转存和备份。

3、网络规模的类型

l从传输规模上可以划分为：

局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）

a）局域网（LocalAreaNetworks）：

将延续距离很近的计算机连接起来。

传输地域小

传输时延小

可以应用多种网络拓朴结构

b）广域网（WideAreaNetworks）：

连接许多彼此距离较远的计算机。

LAN-LAN

范围广，全球性的，一般使用TCP/IP协议

c）城域网：

介于局域网和广域网之间的一种网络

**********

4、网络的拓朴Topology

l什么是网络拓朴

网络中，计算机及网线等的物理分布。

l五种基本的网络拓朴结构

n总线型拓朴结构

n星型拓朴结构

n环型拓朴结构

n网型拓朴结构

n混合型拓朴结构

l总线型拓朴结构

n网络中所有计算机连接到连续的电缆上，该段电缆将它们连接成直线。

信息数据包传输到该段上所有网络适配器上。

l星型拓朴结构

n集线器是将几台计算机连接在一起的设备。

在这种结构中，信号通过集线器从一台计算机传递到网络上所有计算机上。

l环型拓朴结构

n在这种结构中，计算机连接到由缆线组成的单环上，信号以一个方向在环中运行，通过每台计算机，计算机的作用就象一个中继器，增强该信号，并将信号发到下一个计算机上。

l网型拓朴结构（完全互边型）

n这种结构中，每台计算机通过单独的缆线连接到其余的计算机。

提供了通过网络的冗余路径。

如果一条缆线出故障，另一条继续通信，网络继续发挥作用。

l混合型拓朴结构

n总线型+星型

n总线型+环型

l总线型拓朴结构的特点

n如果总线型拓朴结构中某一点断开，则会使整个网络断开。

在网络上的所有计算机都不能通信。

l星型拓朴结构的特点

n如果结构上的一台计算机发生故障，则只有这一台计算机不能继续发送和接收数据，网络的其余部分功能正常。

n但是，由于所有计算机所连接到集线器，如果集线器出现故障，则整个网络将瘫痪。

另外，这种网络结构中也产生噪声。

n这种结构便于查错，如果网络不通，或者计算机出现故障，从集线器上可以直接看出。

l环型拓朴结构的特点

n早期的环型拓朴结构，一点断开，整个网络也就断开。

n新型的环网络已经解决了这一问题。

l另外

n用以上的三种拓朴结构布线时，总线型拓朴结构是最省线材的。

5、网络的类型

l对等网（PeertoPeerNetwork

n所有机器地位平等，没有从属关系，没有特定的服务器。

n安全性验证在本地进行。

n用户数10。

n成长性不好。

l基于服务器的网络（ServerBasedNetwork）

n有专门相应用户请求的计算机做为服务器。

nC/S（Client/Server）网络的工作方式。

6、网络的操作系统

l网络操作系统

n为计算机提供服务。

n让多台计算机完成一项共同的工作。

n能与其他的操作系统其同的工作。

n用户操作系统（OS：

OpertaingSystem）硬件或软件

l常见的网络操作系统

nWindows20XX年

nUnixTCP/IP

nNetwareIPX/SPX

（二）

第二章网络连接

1、网线

1）同轴电缆Coax

i.同轴电缆的组成

同轴电缆包括一个铜线芯，由绝缘层、编织的金属屏蔽网和外层覆盖物所环绕。

ii.同轴电缆屏蔽层的作用

l串扰CrossTalk

l衰减Attenuation

n两根网线如果离的很近时，相互之间会有一个干扰。

加上屏蔽层之后，会使干扰减少。

n其主要作用是线相互之间的影响。

iii.同轴电缆的使用

l同轴电缆用于来组建总线型的网络Bus

l在同轴电缆组成的总线两端必须加上终结器Terminator

iv.终结器Terminator

l在网络两端的终结器是50的电阻，它加在了同轴电缆的芯心和屏蔽层上。

l终结器的作用是用来吸收波的反射。

l总线型网络中一点断开，整个网络断开。

这是络两端的终结器不起作用，无法吸收波的反射，造成了网络的混乱。

v.同轴电缆的分类

l细缆ThinNet

n直径0.25英寸

n最长距离185米，最短距离0.5米

n以太网规范：

10BASE2

l粗缆ThickNet

n直径0.5英寸

n最长距离500米，最短距离2.5米

n以太网规范：

10BASE5

vi.使用时应注意的问题

l使用网线时应注意接地，避雷器。

2）双绞线TwistedPair

i.双绞线的组成

l双绞线八芯四对，即两两成对，相互缠绕。

l双绞线的八根芯，只有四根芯在工作，即两对。

其中一对用于发送数据，另外一对用于接收数据。

l双绞的目的是为了抵消串扰，保护数据的传输免受干扰。

n外界的干扰

n自身的干扰

l双绞线缠绕的越紧密，网络能够达到的速度也就越高。

ii.双绞线的使用

l双绞线是目前最常用的网络连接介质，可用做连接10M、100M或者1000M的以太网。

其连接距离为100米。

n10M以太网采用3类线（Cat3）即可

n100M以太网采用5类（Cat5）以上的线

n1000M以太网采用超五类（Cat5e）以上的线

iii.双绞线的连接

l双绞线电缆采用RJ-45连接器来连接到计算机或HUB上，这与RJ-11（连接电话机）接头相似。

lRJ-11为四芯接头，RJ-45为八芯接头。

lRJ-45为八芯连接器，里面有八个位置可供连接。

与双绞线连接时，两边的线序必须一致。

l10M、100M以太网使用双绞线的时候，只使用了其中的四根芯，即：

1、2、3、6四根芯。

l双绞线的八根芯相互缠绕进，其绞合度并不一样，且分别是橙、白橙、绿、白绿、兰、白兰、棕、白棕四个色系，八种不同的颜色。

l连接时应按照相应的布线规范（T568A或T568B）规定的线序进行连接。

nT568A：

白绿、绿、白橙、兰、白兰、橙、白棕、棕

nT568B：

白橙、橙、白绿、兰、白兰、绿、白棕、棕

l当两台PC或两台HUB相互连接时，应采用交叉线。

即一个RJ-45接头采用T568A规范打线，另一个RJ-45接头采用T568B规范打线。

l新的HUB有一个专门的级联口（集电口），两个HUB连接时，应把一个HUB的级联口跟另一个HUB的普通口用一根直通的网线相连。

iv.双绞线的分类

l有两种类型

n非屏蔽双绞线（UTP）

n屏蔽双绞线（STP）

lUTP电缆是最流行的双绞线类型，是最通用的LAN电缆。

lSTP电缆使用箔片缠绕每一对电线。

这样STP具有极好的屏蔽效果，保护所传输的数据免受外界的干扰。

因此，STP电缆在长距离可以支持比UTP电缆更高的数据传输速率。

3）光纤

i.光纤的传输原理

l光纤是用极细的玻璃纤维或极细的石英玻璃作传输媒体。

在使用时利用了光的全反射原理。

l光纤传输是利用激光二极管或发光二极管（LED）在通电后产生光脉冲信号，这些光脉冲信号经检测器在光纤中传输。

ii.光纤的分类

l有两种分类

n单模光纤SingleModeOpticFiber

n多模光纤MultiModeOpticFiber

l单模光纤

n光源是激光二极管，产生的是单色光，这时光纤应足够的细，光在光纤中以直线传输。

n单模光纤的直径：

9um/125um

n激光光源的工作波长：

1310nm、1550nm

l多模光纤

n光源是发光二极管（LED），产生的是复色光，光在光纤中以全反射传输。

n多模光纤的直径：

62.5um/125um、50um/125um

nLED光源的工作波长：

850nm、1300nm

iii.光纤的传输

l多模光纤的传输距离一般为2Km。

l单模光纤的传输距离要远得多，能达100Km以上。

l光纤的传输速率100Mbps，且可靠性高。

iv.光纤系统的特点

l传输速度极快，大容量的数据传输。

l可靠性高，抗干扰能力强，差错率低。

l安全性、保密性好。

4）无线网络

l无线的网络连接时，采用了像红外线、激光及微波等介质。

l无线网络是可移动的。

l只有在有线的网络不能或不易实现时，才需要用到无线的网络。

2、信号的传输技术

l有两种技术可以用来在电缆上传输编码过的信号

n基带传输（BaseBand）

n宽带传输（BroadBand）

1）基带传输

l基带传输时信号的类型是离散的数字信号，由0～的模拟信号来合成的。

l信号占用链路的全部带宽。

2）宽带传输

l宽带传输时的信号类型是模拟的，连续的。

l利用宽带进行的传输，同时传输多路信号，可分配带宽。

l例如电视信号。

3）基带传输使用广泛

l基带传输用的比较多，如以太网、令牌环网等都采用这种传输机制。

l基带传输在网上只能传输一路信号，它是分时的传输。

l宽带传输多用于广域网的信号传输。

3、网卡NetworkAdapter

l通过网卡把信号发送到网线上去

l网络适配卡在网络和计算机之间作为物理连接接口。

l网卡安装在网络上每台计算机或服务器的主板上的扩展槽中。

1）网卡的主要功能

l向网线上发送数据：

并-串

l从网线上接收数据：

串-并

l查看目标地址

l流控制

2）网卡的两个参数

i.网卡有两个基本参数

l基本I/O端口号（I/OPortAdress）

ii.中断号（IRQ）

iii.基本I/O端口号（I/OPortAdress）

l它是对设备的标识，系统中的每个硬件必须具有不同的基本I/O端口号。

l当需要发送很多的信号时，计算机根据端口地址进行发送。

l网卡的端口地址是十六进制的数。

例如网卡的地址OX300。

iv.中断（IRQ）

l当网卡向计算机发送一个请求进，它发送一个中断，一个发送到计算机CPU中的电子信号。

l计算机中的每个设备必须使用不同的中断请求线或中断。

3）网卡的网络地址

l除了发送和接收数据，网卡也必须向网络表明自已的位置或地址。

使它和所有网络上其他的计算机区别开。

l每块网卡都有自已唯一的标识：

硬件地址MACAdress（媒体访问控制地址），全球范围内唯一。

lMACAdress是一个十二位的十六进制数，也就是四十八位的二进制数。

4、网络如何传输数据

1）当网络中的计算机交换数据时，并不是直接把大量的数据放在网线上去发送。

l差错控制的效率比较低。

如果发生错误，则全部数据必须重新传输，差错恢复变得相对困难。

l实时性、突发性不好。

大数据块造成网络拥挤，使得时间性强的交互和通信不能及时进行，因为电缆上充满了来自同一台计算机的数据。

2）如何进行快速的数据传输

l为了让许多用户同时快速而以容易地通过网络传输数据，必须将数据切分成较小的可管理的数据块，这些块称为数据包或数据帧。

l因为网络是基带传输的，同时只能传输一个数据包，采用分时的方式，可以使多个用户可以同时访问网络。

l数据包非常的小，所以用户根本感觉不到时间的差别。

l在目标（接收）方，数据包被收集起来并以适当的顺序重新组合成原来的数据。

l数据包可分为3个部分：

报头、数据、报尾。

l报头包括表示数据包正被传送的提示信号、源地址、目的地址和用于同步传送的时钟信息。

l每块网卡侦听网段上所有的数据包，并检查数据报头中的目的地址，只有当此目的地址与自己的硬件地址一致时，网卡才会向计算机发送中断。

l另外、使用广播类型地址的数据可以发往网络上的许多计算机。

3）数据包的形式

l直接帧（Unicast）

l广播帧（Broadcast）

l多目广播帧（Multicast）

5、访问机制

l定义计算机怎样将数据发送到网络电缆上怎样从网络电缆上取得数据的规则，称为访问机制。

1）带碰撞检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）

l用于总线型网络中（物理总线、逻辑总线）。

l通常多台计算机准备往网络电缆上发送数据（多路访问）的同时，侦听网络电缆上是否发生碰撞（碰撞检测），有碰撞的话则等待重新发送。

l不保证网络在大负荷时的传输效率。

l网络上的计算机越多，网络流量也就越大。

随着网络流量的增加，碰撞将增加，这会使网络性能下降。

2）令牌传递（TokenPassing）

l用于环网中（物理环、逻辑环）。

l在环网里面，令牌是发送数据的权力标志。

令牌传递到哪一个主机上，该主机就能发送数据包。

l每一个环上，有且只有一个令牌，而且是单方向传递。

l一个主机拿到令牌，在发送数据包完成后，必须释放令牌，交给下一个主机。

l令牌是一个特殊格式的数据帧。

l可以保证网络在大负荷情况下的网络流量。

3）另外的访问机制

lCSMA/CA

l查询原藉

（三）

第三章典型的网络技术

1、ISO/OSI模型

l研究网络应该以ISO/OSI模型为基础，然后再研究其他的细节。

lISO是InternationalStandardsOrganization（国际标准化组织）的简写

lISO在1984年发布OSI，即OpenSystemsInterconection（开放系统互连）网络参考模型。

这一数据网络标准协议，允许多家厂商的设备可互操作。

lOSI把网络从上到下分成了七个层次。

每一层完成相关的工作。

l举例说明网络七层模型：

知识――语言――电话。

l网络的七层模型是位于网络的什么地方呢是网线上，还是主机上――存在于连网的主机上。

l分层之后上让各层之间的细节相互隔离，各自完成自己的工作。

lISO/OSI模型分为相关联计算机系统的七层：

应用层――表示层――会话层――传输层――网络层――数据链路层――物理层。

l这七层中的每一层是帮助他的上层完成相关的工作。

l数据从发送方的应用层，向下经过各层，在每个层加上报头。

通过网络服务节点，向接收方向传输，在每一层解去报头。

l应用层

n应用层为用户提供一种通过应用程序访问网上信息的方法，完成用户希望计算机完成的工作。

n此层为用户提供同应用程序及网络相互作用的接口。

包括如：

文件传输（FTP）、域名服务（DNS）、虚终端（Telnet）、电子邮件（SMTP、POP3）等。

l表示层和会话层

n表示层以一种有序的有意义的方式表示信息。

此层的主要工作是数据翻译、数据加密、数据压缩等。

n会话层在不同计算机的两个应用程序之间建立、维护和结束确定的连接等。

lOSI模型的高层

n应用层、表示层、会话层一起构成了OSI模型的高层，底下四层涉及提供可靠的端到端的通讯，而高层则与提供面向用户的服务有关。

l传输层

n整个协议层次结构中最核心一层，它包容了有关数据传输的所有细节。

n它为源端机和目的机之间提供性能可靠、价格合理的数据传输，而与当前使用的网络无关。

n传输层所作的主要工作是数据报的分段与重组。

l网络层

n网络层也是处理数据的地址与发送。

n但是网络层对数据报的大小是有限制的。

n保证数据在不同子网之间正确传输，使通迅子网的数量、类型以及拓朴结构对于传输层隐藏。

n并且此层提供拥塞控制，网络计费信息、路由信息、网络地址及其他几种功能。

l数据链路层

n数据链路层会把网络层传递来的数据报继续加上报头。

网卡是工作在数据链路层的。

n此层不仅在数据报上加报头，而且还要加上报尾。

报头中有目标网卡和源网卡的硬件地址。

n此层负责数据在子网内的正确传输。

其主要任务是创建和管理由网络发送出去的帧。

l物理层

n物理层负责的是数据在网线（介质）上的传输。

n处理网络信道上位（bit）级的电/光通信，该层主要关心传输使用的物理访问方式。

n定义用于数据传输的硬件特性。

其基本功能是保证网络一方可正确接收另一方发送的信号。

lOSI七层模型的思想

n物理层、数据链路层、网络层、传输层之间的关系

n传输层与应用层之间的关系

n什么是通过卫星上网

n什么是通过Modem拔号上网

n什么是以太网什么是NT的网络什么是IP的网络

n什么是*****ONET帧中继

2、*****模型

lOSI参考模型做的是开放性系统之间的相互连接，可以依照OSI参考模型去制定各种的标准。

l*****是对OSI参考模型的细化。

它位于OSI参考模型的第一层和第二层。

l1980年2月，国际电子与电气工程师协会（IEEE）发布802规范，强化OSI模型，将数据链路层划分为两个子层：

n逻辑链路控制层（LLC：

LogicLinkControl）――一般负责差错与流量控制。

n媒体访问子层（MAC：

MediaAccessControl）――负责访问控制，包含相关的标准。

如：

CSMA/CD、TokenPassing等，以帮助网卡去访问网线（介质）。

l网卡主要是工作在媒体访问子层。

lIEEE802模型的标准

n802.1：

定义了局域网与MAN间相互操作的体系结构和概况。

这是所有802的基础。

n802.2：

定义了以局域网和MAN为基础的系统间进行通信的数据链路层的标准。

n802.3：

建立的带碰撞监测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）为特点的新局域网标准。

n802.4：

用令牌传输介质访问方式定义了总线拓朴局域网的物理层标准。

n802.5：

建立了令牌环访问方式和物理信令技术的标准。

3、以太网Ethernet及其标准

l为什么叫以太网

l以太网的基本特点

n典型拓朴：

线型总线

n常见拓朴：

星型总线

n信号传输：

基带传输

n访问机制：

CSMA/CD

n规范：

IEEE802.3

n传输速度：

10Mbps、100Mbps或1000Mbps

n线缆类型：

粗缆、细缆、UTP、单多模光缆

l10MbpsIEEE标准

n10BASE2

u典型线缆：

细缆

u连接器：

BNCT、Terminator（终结器）

u最大传输距离：

185米

u最短传输距离：

0.5米

u每网段最多计算机数：

30台

u网络最大长度：

925米

u遵循5-4-3规范

n10BASE5

u典型线缆：

粗缆

u连接器：

收发器、AUI、Terminator

u最大传输距离：

500oy

u最大下行电缆长度：

50米

u最短收发器间距：

2.5米

u每网段最多计算机数：

100台

u最大网络长度：

2500米

u遵循5-4-3规范

n10BASE-T

u典型线缆：

UTP3、4、5类

u连接器：

RJ45

u最大传输距离：

100米

u最短传输距离：

2.5米

u遵循5-4-3规范

l100Mbps以太网（FAST*****T）IEEE标准

n应用广泛

n典型线缆：

UTP5类

n访问机制：

CSMA/CD

n典型拓朴：

星型总线

n100BASE-T4（已不用）：

UTP3、4、5类，使用4对线

n100BASE-TX：

UTP5类，使用2对线

n100BASE-FX：

光纤

l网络的扩展

n中继器（Repeater）

u中继器能够连接两段电缆，它在发送信号之前增强信号。

这样就能够使得信号传输更第的距离，并仍然能够被正确接收。

n5-4-3规范：

一个细缆的网络可以有5个网段，用4个中继器连接，但是只有3个网段能够连接计算机。

这样，有两个网段没有使用。

u使用5-4-3规范扩展网络时，不能太长，只能到达某一范围。

u5-4-3规范只适用于10Mbps网络，不能适用于100Mbps网络。

n100Mbps网络规范

u百兆的网络扩展时的最长距离为205米。

n注意

u当实际使用中不符合规范时，会使网络传输的差错率增高。

u在理论上双绞线的最短距离为2.5米。

u以太网数据包最小为64字节，最大为1518字节。

uBit和Byte的区别

lBit和Byte不同。

Bit是位，Byte是字节。

l1Byte=8Bit

l当我们说网速是10M时，我们说的是10MBit，而不是10MByte。

l当我们说一个文件是10M时，我们说的是10MByte，而不是10MBit。

4、令牌环网（TokenRing）

l基本特点

n规范：

IEEE802.5。

n访问机制;TokenPassing（令牌传递）的

n典型拓朴：

星型环

n信号传输：

基带传输

n典型线缆：

UTP或IBM1、2、3类

n传输速率：

4Mbps或16Mbps

l令牌环网的特点

n令牌环网的特性曲线，在大负荷时保证网络的流量

n采用星形环的机制，解决了一点断开，全部断开的问题。

5、令牌总线网（TokenBus）

l802.4作为TokenBus的标准。

l这是一个总线型的网络。

通过给主机编号的方法来构成一个逻辑的环。

在逻辑环上，来实现TokenPassing的访问机制。

lARCNet网络的典型实现。

6、AppleTalkI

lAppleTalk网络采用了CSMA/CA的访问机制，类似于CSMA/CD（以太网的访问机制），还更慢。