计算机组网与维护技术

计算机组网与维护技术第1章计算机网络知识概述第1章计算机网络知识概述1.1计算机网络的发展终端计算机网络计算机－计算机网络开放式标准化网络网络计算机的新时代1.2计算机网络的分类和组成计算机网络的分类计算机网络的组成第1章计算机网络知识概述1.3计算机网络可提供的服务1.4Internet的概念Internet的产生和发展Internet提供的服务Internet的展望1.5广域网的有关技术接入网、传输网与广域网ADSL接入网技术传输网技术第1章计算机网络知识概述1.6局域网基础知识局域网的传输介质局域网基本组成局域网的拓扑结构局域网的类型1.7网络系统的规划与设计网络规划网络系统设计1.1计算机网络的发展1.1.1终端计算机网络第一代计算机网络实际上是以单台计算机为中心的远程联机系统。这样的系统除了一台中心计算机外，其余的终端都不具备自主处理功能，在系统中主要是终端和中心计算机间的通信。虽然历史上也曾称它为计算机网络，但为了更明确地与后来出现的多台计算机互连的计算机网络相区分，现在也称为面向终端的计算机网络。1.1计算机网络的发展1.1.2计算机－计算机网络第二代计算机网络是多台主计算机通过通信线路互连起来为用户提供服务，即所谓计算机—计算机网络。在这种系统中，终端和中心计算机间的通信已发展到计算机和计算机间的通信，用单台中心计算机为所有用户需求服务的模式被分散而又互连在一起的多台主计算机共同完成的模式所替代。第二代计算机网络的典型代表是ARPA网（ARPAnet）。1.1计算机网络的发展1.1.3开放式标准化网络第三代计算机网络是开放式标准化网络，它具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。标准化使得不同的计算机能方便地互连在一起。1.1计算机网络的发展1.1.4网络计算机的新时代当前计算机网络发展的方向１、计算机网络向高速化发展。２、随着多媒体网络的建立和日趋成熟，电话，有线电视和数据三网融合甚至多网融合是一个重要的发展方向。1.2计算机网络的分类和组成1.2.1计算机网络的分类⑴按网络的覆盖范围划分局域网、城域网与广域网⑵按网络的通信传输技术划分广播式网络（BroadcastNetworks）点一点式网络（Point-to-PointNetworks）⑶其他分类方法①按传输速率划分低速网络、中速网络和高速网络1.2计算机网络的分类和组成1.2.1计算机网络的分类②按传输媒体划分有线计算机网和无线计算机网③按拓扑结构划分星型、总线型、环形、树型和网状结构。④按交换方式划分电路交换网、报文交换网和分组交换网⑤按适用范围划分公用网和专用网、INTERNET和INTRANET1.2计算机网络的分类和组成1.2.2计算机网络的组成⒈网络硬件⑴网络服务器——提供网络资源⑵工作站——用户机⑶网络设备：网卡（网络适配器）集线器——接线（HUB）中继器——放大和整形信号，再传输网桥——两个局域网连接1.2计算机网络的分类和组成1.2.2计算机网络的组成⒈网络硬件⑶网络设备：路由器——局域网与广域网的连接网点——不同的网络体系⑷传输介质：同轴电缆、双绞线、光缆、微波等。⒉网络软件可大致分为网络系统软件和网络应用软件。1.3计算机网络可提供的服务计算机网络可以提供多种服务功能，主要的服务功能是数据通信和资源共享。⒈数据通信数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间的数据传输，是计算机网络的最基本的功能，也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。⒉资源共享实现计算机网络的主要目的是共享资源。一般情况下，网络中可共享的资源有硬件资源、软件资源和数据资源，其中共享数据资源最为重要。1.3计算机网络可提供的服务⒊远程传输⒋数据信息的集中和综合处理它主要有以下几方面的应用⑴办公自动化（OfficeAutomation）⑵电子数据交换（ElectronicDataInterchange）⑶远程教育（DistanceEducation）⑷电子银行（E-Banking）⑸校园网（CampusNetwork）⑹电子商务（ElectronicCommerce）⑺IP电话（InternetProtocolPhone）1.4Internet的概念Internet的全称是InterNetwork，中文称为因特网，是一个全球性的计算机互联网络。它既是一个多媒体的通信媒介，又是一个无限的信息资源。它由几万个不同规模的网络通过自愿原则，主要采用TCP/IP协议互相连接起来。通俗地讲，成千上万台计算机相互连接到一起，这一集合体就是Internet。1.4Internet的概念1.4.1Internet的产生和发展Internet是全世界最大的计算机网络，它起源于美国国防部高级研究计划局(ARPA)于1968年主持研制的用于支持军事研究的计算机实验网ARPANET。1986年NSFNET建成后取代ARPANET成为Internet的主干网。在九十年代以前，Internet是由美国政府资助，主要供大学和研究机构使用，但近年来该网络商业用户数量日益增加，并逐渐从研究教育网络向商业网络过渡。1.4Internet的概念1.4.2Internet提供的服务⑴全球信息网（WorldWideWeb或）⑵电子邮件（E-mail）⑶电子布告栏（BBS）⑷档案传输功能（FTP）⑸资讯检索系统（Archie）⑹网络论坛（NetNews）⑺资料查询系统（Gopher）1.4Internet的概念1.4.3Intranet的概念Intranet称为企业内部网或企业内联网，Intranet也是主要采用TCP/IP协议技术，能把我们整个企业连在一起。Intranet使我们可以坐在家中就能够管理企业，组建Intranet管理信息系统，管理企业就方便多了，也更有效了。Intranet将改变我们的企业管理理念和管理模式。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒈接入网接入技术的多元化是接入网的一个基本特征。接入技术可以分为有线接入技术和无线接入技术两大类。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒈接入网⑴接入网的概念从整个电信网的角度讲，可以将全网划分为公用网和用户驻地网（CPN）两大块，其中CPN属用户所有，因而，通常意义的电信网指的是公用电信网部分。公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网3部分。长途网和中继网合并称为核心网。相对于核心网，接入网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务，接入网由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒈接入网⑵宽带有线接入网技术宽带有线接入网技术包括：基于双绞线的ADSL技术、基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的CableModem技术、基于五类线的以太网接入技术以及光纤接入技术。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒈接入网⑶宽带无线接入网技术随着电信技术的发展和Internet的快速普及，通信业务量，尤其是数据通信量的大大增加，采用宽带无线接入技术是一个比较合适的切入点。目前主要有四种宽带无线接入技术：MMDS、LMDS、卫星通信接入技术和不可见光纤无线系统。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒉传输网传输网是透明传送通信信号的网络，它是以光纤传输网为主体，辅以无线、微波、卫星等传输方式的立体网络，是实现各种业务网的公共平台。传输网分为长途传输网和本地中继传输网二个等级。长途传输网包括省际骨干网和省内干线网，用作本地网间的信息传输，支持各种业务本地网的网间互联。中继传输网用作本地网内各端局或交换节点间的中继电路，支持构建本地网。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒊广域网广域网（WideAreaNetwork-WAN）是指覆盖范围广阔（通常可以覆盖一个城市，一个省，一个国家）的一类通信子网，有时也称为远程网。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑴广域网的特点①主要提供面向通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离的信息交换；②覆盖范围广，通信的距离远，需要考虑的因素增多，如媒体的成本、线路的冗余、媒体带宽的利用和差错处理等；③由电信部门或公司负责组建、管理和维护，并向全社会提供面向通信的有偿服务、流量统计和计费问题。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑵广域网的构成广域网不仅仅只是连接许多站点中的许多计算机——它还必须有足够的性能，使得大量计算机之间能同时通信。同时与局域网不同的是局域网使用内部布线，而典型的广域网传送数据使用的却是公共通信链路。广域网由许多节点交换机以及连接这些交换机的链路组成，各台计算机连接到交换机上，节点之间的连接方式是点到点方式。1.5广域网的有关技术广域网的构成图例1图1-1四台结点交换机和八台计算机互连而成的广域网站点1的交换机站点2的交换机站点3的交换机站点4的交换机1.5广域网的有关技术广域网的构成图例2图1-2含有两种输入/输出接口的结点交换机结点交换机用于连接其它的结点交换机用于连接计算机1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑶广域网的分组转发机制①存储转发在广域网中，分组往往经过许多的结点交换机的存储转发（storeandforward）才能到达目的地。为完成存储转发功能，结点交换机必须在存储器中对分组进行缓冲。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑶广域网的分组转发机制②广域网的物理编址在广域网中，分组往往经过许多结点交换机的存储转发才到达目的地。广域网使用层次地址方案（hierarchicaladdressingscheme），使得转发效率更高。层次地址把一个地址分成几部分。最简单的层次地址方案把一个地址分为两部分：第一部分表示结点交换机，第二部分表示连到该交换机上的计算机。1.5广域网的有关技术两段式层次地址图例图1-3每个地址包括两部分：第一部分表示结点交换机，第二部分表示连到该交换机上的计算机交换机1交换机2地址[1，2]地址[1，5]地址[2，2]地址[2，6]1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑶广域网的分组转发机制③广域网中的路由为使广域网能正确地运行，内、外部交换机都必须有一张路由表，并且都能转发结点。路由表中的数据必须符合以下条件：ⅰ.完整的路由。每个交换机的路由表必须含有所有可能目的地的下一站。ⅱ.路由优化。对于一个给定的目的地而言，交换机路由表中下一站的值必须是指向目的地的最短路径。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术ADSL的全称是AsymmetricDigitalSubscriberLine，中文意思是“非对称数字用户线路”。它是DSL（DigitalSubscriberLine，即数字用户线路，是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合）技术的一种，它以现有普通电话线为传输介质。我们只要在线路两端加装ADSL设备即可使用ADSL提供的高宽带服务。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒈ADSL的发展早在六十年代，人们希望能够找到一种廉价的传输方式，于是就出现了HDSL（High-speedDigitalSubscriberLine，高速数字用户线路）。HDSL使用两对铜线作传输介质，可以在不使用放大器的情况下使数字信号传输大约11公里，到了九十年代就演变出了使用一对铜线的ADSL。当初开发ADSL，是专为视像节目点播VOD而设计的。随着Internet的急速发展，ADSL所具有的高带宽越来越受到重视。于是，ADSL改头换面作为一种高速接入Internet的技术出现在人们面前。1.5广域网的有关