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计算机局域网实用教程通化师范学院白山分院计算机教研室杨秀峥计算机局域网实用教程制作：杨秀峥目录第一章计算机网络的基本概念一、网络的定义二、网络的分类三、网络的功能四、计算机网络的基本特征五、网络结构模型六、网络数据通信的相关知识第二章计算机网络的协议体系结构一、层次结构二、网络协议三、计算机网络体系结构四、ISO/OSI（开放系统层次结构）参考模型五、实际使用的参考模型计算机局域网实用教程制作：杨秀峥第三章TCP/IP协议一、什么是TCP/IP协议二、TCP/IP的四层参考模型三、IP地址四、IP地址的分类五、特殊的IP地址六、Ipconfig/Winipcfg及ping命令七、IP地址的规划八、MAC地址九、ARP协议第四章局域网基础知识一、什么是LAN二、局域网的拓扑结构三、局域网的介质访问控制方式四、局域网的组成设备目录计算机局域网实用教程制作：杨秀峥一、网络的定义计算机网络是按照网络协议，以共享资源为主要目的，将地理上分散且独立的计算机互相连接的集合。二、网络的分类1、局域网：地理范围一般在10km以内，属于一个部门或单位组建的小范围内的网络。2、城域网：范围通常覆盖一个城市或地区，距离从几十公里到上百公里。3、广域网：范围大，一般从几十公里至几万公里，能实现广大范围内的资源共享。（如Internet）三、网络的功能1、通信2、资源共享3、提高计算机的可靠性和可用性4、易于进行分布式处理第一章计算机网络的基本概念More计算机局域网实用教程制作：杨秀峥计算机网络分类一、按地理位置分----计算机网络分为局域网、城域网和广域网。1．局域网（LocalAreaNetwork，简称LAN）局域网一般在几十米到几公里范围内，一个局域网可以容纳几台至几千台计算机。局域网具有如下特性：局域网分布于比较小的地理范围内。因为采用了不同传输能力的传输媒介，因此局域网的传输距离也不同。局域网往往用于某一群体。比如一个公司、一个单位、某一幢楼、某一学校等。2．广域网（WideAreaNetwork，简称WAN）广域网是将分布在各地的局域网络连接起来的网络，是“网间网”（网络之间的网络）二、按传输介质分按照网络的传输介质分类，可以将计算机网络分为有线网络和无线网络两种。局域网通常采用单一的传输介质，而城域网和广域网采用多种传输介质。1．有线网络：有线网指采用同轴电缆、双绞线、光纤等介质连接计算机的网络。采用双绞线连网是目前最常见的连网方式。它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离比同轴电缆要短。光纤网采用光导纤维作为传输介质，传输距离长，传输率高，抗干扰性强，现在正在迅速发展。2．无线网络无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质，由于无线网络的连网方式灵活方便，因此是一种很有前途的组网方式。返回计算机局域网实用教程制作：杨秀峥四、计算机网络的基本特征：计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享；互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”；连网计算机必须遵循共同的网络协议；五、网络结构模型通信子网：也称作传输系统，负责信息数据的传输和交换。它由通信处理设备和通信线路构成。资源子网：也称作用户子网。它由用户主机、用户终端等用户设备和用户应用软件系统等构成。（如图）第一章计算机网络的基本概念计算机局域网实用教程制作：杨秀峥六、网络数据通信的相关知识模拟数据和数字数据模拟数据是指在一段时间内取值具有连续性的，可以用连续的电磁波来表示的数据，如人的声音。数字数据的取值是离散的，可以用电压（或光）脉冲序列来表示数据，如计算机信号。信号信号是数据的电气或电磁编码。一个模拟信号就是一个连续变化的电磁波，所以，模拟数据可以用模拟信号来表示。数字信号是电压脉冲序列，可以用不同的电压值分别代表二进制数“1”和“0”。数字数据也可以用模拟信号表示，但需要使用一定的方法进行转换（数/模转换）；反之亦然（即模/数转换）。第一章计算机网络的基本概念计算机局域网实用教程制作：杨秀峥模拟传输和数字传输模拟传输的优点是占用频带窄，可以实现更多的频带复用。信号在传输一定距离之后都将衰减，为了实现更长距离传输，传输系统要有放大器以使信号的能量得到增加。但此带来的缺点是混入的噪音分量也增加了，对于串联放大器一实现长距离传输，信号会越来越畸变。数字传输的缺点是数字脉冲占用的频带很宽，且因其衰减较快，只能在一个有限的距离内传输。为了获得更大的距离传输，可以使用中继器，中继器将衰减的数字信号恢复为“0”和“1”的模式，重新传输。对于远程通信传输，数字信号不像模拟信号那样用途广泛和实用。例如，数字信号发送不能用于卫星和微波系统。然而，无论在价格还是在质量方面，数字传输都比模拟传输优越。第一章计算机网络的基本概念计算机局域网实用教程制作：杨秀峥数/模转换（数字数据-模拟信号）数字数据数字信号幅移法为“1”有振幅，为“0”无振幅频移法为“1”时高频，为“0”时低频相移法数字变化时，相位跳变1800返回第一章计算机网络的基本概念计算机局域网实用教程制作：杨秀峥模/数转换（模拟数据-数字数据）此例中,量化级为8级,每秒钟采样一次，得到的量化值分别为：137622，将它们转成二进制（每个数字占三位），就得到：001011111110010010转换步骤：采样、量化、编码。如下图返回第一章计算机网络的基本概念123456计算机局域网实用教程制作：杨秀峥第二章计算机网络的协议体系结构实际生活的参照例子通信者活动邮局服务业务邮局转送业务发信者收信者运输部门的邮件运输业务书写信件、贴邮票、送邮箱收集信件、盖邮戳、信件分拣信件打包送运输部门路由选择、运输转送邮局、接收邮包分发邮件、邮件拆包信件投递、信件分拣阅读信件通信者活动邮局服务业务邮局转送业务一、层次结构计算机局域网实用教程制作：杨秀峥第二章计算机网络的协议体系结构层次（Layer）：是人们对复杂问题处理的基本方法。将总体要实现的很多功能分配在不同的层次中，每个层次要完成的服务及服务实现的过程有明确规定，高层使用低层提供的服务时，并不需要知道其具体实现方法。对于结构复杂的网络协议来说，最好的组织方式是层次结构模型。层次结构的优点•各层之间相互独立：高层并不需要知道低层是如何实现的，而仅需要知道该层所提供的服务；•灵活性好：当任何一层发生变化时，只要接口保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响；各层都采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其它层；•易于实现和维护：整个的系统已被分解为若干个易于处理的部分，这种结构使得一个庞大而又复杂系统的实现和维护变得容易控制；•有利于促进标准化。计算机局域网实用教程制作：杨秀峥第二章计算机网络的协议体系结构二、网络协议（Protocol）计算机网络是由多个互连的结点组成的，结点之间需要不断地交换数据与控制信息。要做到有条不紊地交换数据，每个结点都必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序。这些为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议。计算机网络协议就是按照层次结构模型来组织的。三、计算机网络体系结构计算机网络体系结构是网络层次结构模型与各层协议的集合。网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义，而这些功能是用什么样的硬件与软件去完成的是具体的实现问题。计算机局域网实用教程制作：杨秀峥第二章计算机网络的协议体系结构应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用进程A应用进程B比特序列帧分组报文数据单元数据单元数据数据传输介质主机A主机B四、ISO/OSI（开放系统层次结构）参考模型计算机局域网实用教程制作：杨秀峥第二章计算机网络的协议体系结构OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包括的可能的服务；它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定，也是对网络内部结构最精炼地概括与描述；OSI参考模型只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定。计算机局域网实用教程制作：杨秀峥第二章计算机网络的协议体系结构五、实际使用的参考模型应用层传输层网络层数据链路层物理层物理层的作用：就是在一条物理传输媒体上，实现数据链路实体之间透明地传输各种数据的比特流。即尽可能屏蔽传输媒体的差异，透明传送和接收位流。数据链路层的作用：在不太可靠的物理链路上，通过数据链路层协议实现可靠的数据传输。网络层的作用：是通信子网的最高层。对上层用户屏蔽了子网通信的细节，向上层提供一致的服务、统一的地址。传输层的作用：位于低层与高层之间，起桥梁或承上启下的作用，即弥补和加强网络层所提供的服务。计算机局域网实用教程制作：杨秀峥第三章TCP/IP协议一、什么是TCP/IP协议TCP/IP即传输控制协议/网际协议(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)是世界标准的协议组，它是为跨越局域网和广域网环境的大规模互联网络而设计的。现在，无论是局域网还是广域网都可以用TCP/IP来构造网络环境。以TCP/IP为核心协议的Internet更加促进了TCP/IP的应用和发展，已成为事实上的国际标准。Internet中有各种不同的厂家生产的各种型号的计算机，它们可能运行完全不同的操作系统，所以，需要通过一套规则或协议来保证各种不同的计算机网络实现相互通信。TCP/IP协议就是Internet通信协议，也是Internet的基础和核心。计算机局域网实用教程制作：杨秀峥从体系结构来看，TCP/IP基于四层参考模型，它是OSI七层模型的简化。如图所示TCP/IP模型的每一层都对应于国际标准组织(ISO)提议的七层“开放系统互联(OSI)”参考模型的一层或多层。二、TCP/IP的四层参考模型第三章TCP/IP协议计算机局域网实用教程制作：杨秀峥三、IP地址所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配一个在全世界范围唯一的32bit地址，它是全球认可的计算机网络标识方法。为了便于记忆和使用，每8个位为一组转换成十进制数，以“.”分隔。如某一台主机的IP地址为：InternetIP地址由InterNIC(Internet网络信息中心)统一负责全球地址的规划、管理；同时由InterNIC、APNIC、RIPE三大网络信息中心具体负责美国及其它地区的IP地址分配。通常每个国家需成立一个组织，统一向有关国际组织申请IP地址，然后再分配给客户。11010011100011010100111100001110211.141.79.14即该主机的IP地址为：211.141.79.14练习第三章TCP/IP协议计算机局域网实用教程制作：杨秀峥练习1、每个连接Internet的主机必须有一个全世界唯一的IP地址，根据目前我们对IP地址的了解，从理论上讲，因特网最多可连接多少台主机？2、某台主机的IP地址为：01100000011110000000010100010100将它转换为十进制的格式。3、某台主机的IP地址为：192.168.0.10，将它转换为二进制的格式。返回计算机局域网实用教程制作：杨秀峥四、IP地址的分类为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，将IP地址空间划分为几个不同的地址类别，以适应不同规模的网络。目前，IP地址分为五类：A类、B类、C类、D类和E类。第三章TCP/IP协议计算机局域网实用教程制作：杨秀峥由上图我们可以看到，IP地址分为两部分：一部分是用于标识所属网络的网络地址；另一部分是用于标识给定网络上的某个特定主机的地址。这样，IP地址格式为：IP地址=网络地址+主机地址。A类地址：网络号为1个字节，且第一个比特位为“0”；主机号则有24个比特位。用于超大型的网络。全世界共有128个A类网络，每个网络有16777216台主机。B类地址：网络号为2个字节，且前2个比特位为“10”；主机号则有16个比特位。B类网是中型规模的网络，共有16384个B类网络，每个网络有65536台主机。C类地