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前言培训的目的：此培训手册为华大基因研究中心为新加盟本中心的员工普及网络技术基础知识的资料，目的是让新员工用最短的时间掌握在销售的过程中常用的网络知识。一、计算机网络概述1、计算机网络的概念计算机网络是指将若干台地理位置不同并具有独立功能的计算机，通过通信设备和传输线路互连起来，以实现信息交换和网络资源共享的一种计算机系统。2、网络资源主要有：a、硬件资源——大型主机、大容量磁盘、光盘库、打印机、UPS等。b、软件资源——网络操作系统、数量库管理系统、应用软件、开发工具、等c、数据资源——数据文件、数据库、文字、图表、声音、图像和视频等。数据是网络中最重要的资源。3、计算机网络的分类计算机网络按网络所覆盖的地理范围可分为局域网、城域网和广域网。三者之间的差异主要体现在覆盖范围的传输速率。a、局域网——（LAN）覆盖范围通常限于几公里之内，传输速率为10~1000Mbit/s。局域网主要用来构建一个单位的内部网络。例如学校的校园网、企业的企业网等。局域网通常属单位所有，单位拥有自主管理权，以共享网络资源为主要目的。b、城域网——（MAN）覆盖范围通常限于几公里至几十公里，传输速率为64Kbit/s~几Gbit/s。城域网主要指大型企业集团、ISP、电信部门、有线电视台和市政府构建的专用网络和公用网络。c、广域网——（WAN）覆盖范围很大，几个城市，一个国家，几个国家。甚至全球。例如ChinaNet、ChinaDDN。4、主要的计算机网络互联技术计算机网络互联技术主要有如下四种：a、以太网——（Ethernet)它是基带的LAN标准，采用带冲突检测的载波监听多路访问协议（CSMA/CD）是Xerox公司发明的。b、FDDI——光纤分布式数据接口，FDDI规定了采用光纤电缆的100Mbps双令牌环局域网。FDDI通常被用作骨干网技术，因为它支持更高的带宽和更远的传输距离。c、令牌环网——(TokenRing)由IBM于七十年代开发出来的，至今依然是IBM沿用的主要局域网技术。二、以太网基本知识以太网技术是现在最流行的一种网络技术，也是应用最多最广泛的一种网络技术，以太网的产品已占领网络市场的60%~70%。我公司所经销的网络产品主要为以太网产品，因此我们主要讲以太网的技术和以太网产品。d、ATM——（异步传输模式）是由FORE公司开发的一种网络传输技术。由国际电信联盟电信标准部（ITU-T）制定的信元中继标准，在这种模式中，音频、视频、或数据等多种类型的信息以较小的固定长度的信元方式进行优传输。1、背景以太网是局域网家族的一员，它包括以下三种主要类型：（1）以太网和IEEE802.3：标准局域网，速率为10Mbps，传输介质为同轴电缆双较线和光纤；（2）100-Mbps以太网：快速以太网，速率为100Mbps，传输介质为光纤和双较线；（3）1000-Mbps以太网：千兆位级的以太网，速率为1000Mbps，传输介质为光纤和双较线。2、以太网技术介绍（1）以太网是Xerox公司发明的基带LAN标准，它采用带冲突检测的载波监听多路访问协议（CSMA/CD），速率为10Mbps，传输介质为同轴电缆。在采用CSMA/CD传输介质访问的以太网中，任何一个CSMA/CDLAN工作站在任一时刻都可以访问网络。发送数据前，工作站要侦听网络是否堵塞，只有检测到网络空闲时，工作站才能发送数据。3、具体结构如下图所示：细缆终结器T型接头网卡上图所示，是一个典型以太网的结构，是采用细同轴电缆进行连接的一个网络。此结构也称为一个以太网网段。因为在这样的一个网络中，在某一时刻只能有一台计算机在发送数据。我们也把这样的一个网段称为一个冲突域。此网络的数据传输是像下图这样实现的。4、一次网络数据传输的实现：当一台计算机发送数据时，这个数据被发送到此以太网段的所有计算机上，所有计算机都计算机都必须接收此数据，并判断此数据是否为发送给自己的数据，是则接收，否则放弃。因此，网络上如果有一台计算机在发送数据，则其它的计算机将无法发送数据。也就是说，同时只能有一个数据链路存在。这就是基于CSMA/CD原理的网络传输机制的局限性。5、10Base-T的推出及其优势性：上图为一个典型的10Base-T网络，它的结构为星型拓扑，此种拓扑结构的最大的好处为，当一个计算机的物理连接线路出现故障时，其它的计算机可以照常工作。采用同轴电缆的以太网为总路线型拓扑结构，因为所有的计算机都串在一条总路线上，因此，当一台计算机的物理连接出现故障时，其它的所有计算机都有将无法进行正常的网络传输。HUBPC6、10Base-T的CSMA/CD局限性由于10Base-T也是基于CSMA/CD的介质访问原理，因此，在一台计算机向外发送数据后，此数据将被HUB接收，并向自身的所有端口发送，包括发送数据的设备本身。因此，在采用HUB的星型网络拓扑结构中，也只能同时只有一条数据链路存在，也就是说同在一个HUB上的所有设备也属于同一个冲突域。同理，几个级连在一起的HUB也属于同一个冲突域。HUBPC7、关于以太网的几个标准A、10Base-2以阻抗为50Ω的细同轴缆为传输介质的总线型网络拓扑结构。10-速率为10Mbps；Base-基带式传输方式；2-单段传输距离为200米。B、10Base-5以阻抗为50Ω的粗同轴缆为传输介质的总线型网络拓扑结构。10-速率为10Mbps；Base-基带式传输方式；5-单段传输距离为500米。C、10Base-T以双较线电缆为传输介质的星型网络拓扑结构。10-速率为10Mbps；Base-基带式传输方式；T-单段传输距离为100米的双较线。D、10Base-F以光纤为传输介质的星型网络拓扑结构。10-速率为10Mbps；Base-基带式传输方式；F-单段传输距离为2000米的多模光纤。8、100Base-T的工作原理100Base-T和10Base-T采用相同的IEEE802.3介质访问控制和冲突检测方法，而要求的帧格式和长度也相同。除了非常明显的速度差别以外，100Base-T和10Base-t的主要差别是网络直径。100Base-T以太网的最大直径是205米，比10Base-T以太网直径几乎小十倍。9、100Base-T的几种标准A、100Base-TX：采用双较线作为传输介质，电缆采用2双5类UTP或STP。最在网段长度100米，网络最大直径200米。如下图所示。最大距离=100米网络最大距离=205米B、100Base-FX：它采用100Base-X信号机制，运行在双股多模光纤上（MMF）。100Base-FX网络的IEEE802.3u标准允许数据终端（DTE）设备间的最大距离为400米。C、100Base-T4：只经四对电缆都安装在工作站上，100Base-T4就允许100Base-T在现有的三类双较线电缆系统中运行。网络总直径为200米，最大链路距离为100米。10、桥接和交换技术概述网桥和交换机主要用于数据链路层，它们可以控制数据流量、处理传输错误、提供物理（相对逻辑而言）编址以及管理物理介质的访问。交换技术是在桥接技术基础上发展起来的网络互联解决方案，它不仅传输量大、端口密度高、端口成本低、灵活性好，还弥补了路由选择技术的不足。网络桥和交换机的优点：（1）因为只转发一定比例的数据包，所以，减少了互联网网络上传输总量。（2）可对某些潜在的网络错误起到防火墙作用。（3）网桥和交换机首先与大量设备进行通信，其后才与LAN通信。（4）延伸了LAN的有效长度，允许到达原先不能连接的远程站点。交换式网络的优点如下：PC21集线器与交换机的区别1、全双工和半双工2、智能和非智能3、级联和堆叠4、单冲突域和多冲突域5、可支持VLAN和不支持VLAN11、千兆位以太网千兆位以太网是IEEE802.3标准的扩展，在保持与以太网和快速以太网设备兼容的同时，它提供1000Mbps的数据带宽。12、千兆以太网的几个标准A、1000Base-SX：采用780纳米（短波长）光纤信道的传输方式，传输距离-在62.5微米直径的多模光纤上可以传输260米；在50微米直径的多模光纤上可以传输550米。B、1000Base-LX：采用波长为1300纳米的光纤信道传输方式，传输介质为单模光纤，传输距离为2000米。C、1000Base-CX：采用屏蔽双绞作为传输介质，传输距离为25米。主要用于主干网的联接。D、1000Base-TX：采用非屏蔽双绞作为传输介质，在五类以上双绞线上可以传输100米。主要作为交换机到计算机的联接。13、以太网中的五、四、三原则在以太网中，由于传输信号在传输介质中的衰减，所以每一种传输介质的最大传输距离是有限度的。在网络通信中，由于传输数据不能无限期的延迟，因为无限期的延迟将会导致数据的不可到达。所以此限制将导致在一个局域网中不能无限制的利用中继器。在10M的以太网和100M交换的以太网中就出现了关于五、四、三原则的规定。即在一个局域网中最多只能有五个网段、四个中继器、三个网段可以带信息点。（在同轴缆的网络中适应五、四、三原则；在双绞线的星型网中只有五、四两个规定适用。）图如下：二、以太网基本原理在设计第一个网络时，硬件被作为主要因素来考虑，软件仅在事后才考虑。现在人们不再这样认为了。网络软件目前是高度结构化的。为了减少协议设计的复杂性，大多数网络都按层的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上。不同的网络，其层的数量、各层的名字、内容和功能都不尽相同。然而。在所有的网络中，每一层的目的都有是向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。一台机器上的第n层与另一台机器上的第n层进行对话。在网络传输中，协议（protocol)是控制计算机在网络介质上进行信息交换的规则和约定。关于数据网络通信，ISO（internationalstandardorganization)国际标准化组织制定了一个OSI（opensystemInterconnection)模型。由七层协议组成，每一层说明特定功能，各层间相互独立，互不影响。7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层OSI的七层结构如下：OSI模型各层所定义的协议举例如下：应用层NFSFTP、TELNET、SMTP、SNMPXDR、RFC表示层会话层传输层TCP、UDP、SPX网络层IP、IPX、ICMP数据链路层ARP、PARP物理层无协议NFS：网络文件系统（NetworkFileSystem)主要用于UNIX操作系统。XDR：外部数据表示协议RPC：远程过程调用（RemoteProcedureCall)UDP：用户数据报协议（UserDatagramProtocol)TCP：传输控制协议（TransmissionControlProtocol)IP：网际互联协议（InternetProtocol)ARP：地址解析协议（AddressResolutionProtocol)PARP：反地址解析协议（ReverseaddressresolutionProtocol)ICMP：Internet控制报文协议（InternetControlMessageProtocol)相关协议的简单说明网络七层协议的简单说明编号七层模型协议层次作用及描述7应用层此七层在协议中无明显区别主要指一些应用程序如：FTP、TELNET等。6表示层提供对应用程序之间的在数据表示上的区别和抽象。5会话层区分会话方式和维护会话的整个通信过程。4传输层TCP、UDP提供端到端的管理。例如TCP提供流控制、应答、排序、错误样验。它提供面向连接和非连接两种方式。3网络层IP负责数据在网络传输中的路径选择，此层的数据包带有网络地址如IP地址。本层的设备有路由器、三层交换机等，网络层设备在数据传输可以看出数据包的网络层地址。2数量链路层PPP、HDLC、FR、ATM数据链路层是根据MAC地址进行数据包的转发，通过LLC进行错误检验。此层的数据包带有源地址和目的