计算机网络基础知识及局域网管理

计算机网络基础知识及局域网管理 福建省档案局技术处周琴

一、计算机网络的概念 二、计算机网络的形成与发展三、计算机网络的组成四、计算机网络的主要功能五、计算机网络的分类六、网络拓扑结构七、网络传输介质和网络设备八、网络协议第一部分计算机网络基础知识

一、计算机网络的概念 计算机网络是利用通信设备和通信线路将地理上分散的、具有独立功能的多个计算机系统连接起来，按照特定的通信规则进行信息交流，进而实现资源共享的系统。其中，资源共享是指在网络系统中的各计算机用户均能享受网络内部其他各计算机系统中的全部或部分资源。

计算机网络的发展经历了从简单到复杂、从单机到多机，由终端与计算机之间的通信，到计算机与计算机之间的直接通信的演变过程。其发展经历了四个阶段：二、计算机网络的形成与发展第一阶段：远程联机阶段，计算机技术与通信技术相结合，形成计算机网络的雏形。这一阶段是以单个计算机为中心，面向终端形成远程联机系统。第二阶段：计算机互联阶段，完成网络体系结构与协议的研究，可以将不同地点的计算机通过通信线路互联，形成计算机的网络。网络用户可以通过计算机访问其他计算机的资源，实现了计算机资源共享的目的。

第三阶段：形成网络体系结构阶段，广域网、局域网与公用分组交换网迅速发展。网络技术国际标准化，ISO/OSI 成为新一代计算机网络的参考模型，数据传输的可靠性得以保障。第四阶段：Internet深入全社会，宽带网络广泛应用。Internet是一个庞大的覆盖全世界的计算机网，实现了全球范围的电子邮件（E-mail）、WWW（World Wide Web）信息浏览和语音图像通信等功能。

三、计算机网络的组成 典型的计算机网络可分为资源子网和通信子网两个部分。资源子网是信息资源的提供者，并且网上各站点具有访问网络信息资源和处理数据的能力，资源子网由计算机系统、终端控制器和连网设备等共同组成。通信子网提供了通信线路的功能，它由网络节点、通信链路和信号变换设备等共同组成。公用的通信子网由国家电信部门统一组建与管理，一般用户单位无权干涉。

四、计算机网络的主要功能 1. 资源共享 2. 数据信息的快速传输 3. 数据信息的集中和综合处理 4. 均衡负载，相互协作 5. 提高系统的可靠性 6. 分布式处理

五、计算机网络的分类 1. 按地域划分，计算机网络分为以下三类： ·广域网WAN（Wide Area Network） ·局域网LAN（Local Area Network） ·城域网MAN(Metropolitan Area Network) 2. 按传输介质划分，计算机网络分为以下两类： ·有线网：这是采用如同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质来传输数据的网络。 ·无线网：这是采用无线电波或者微波等形式来传输数据的网络。

3. 按通信传播方式划分，计算机网络分为以下两类： ·点对点式网络 ·广播式网络 4. 按使用范围划分，计算机网络分为以下两类： ·公用网：为公众提供各种信息服务的网络系统，公用网是只要符合网络拥有者的要求就能使用的网络。 ·专用网：为一个或几个部门所拥有，它只为拥有者提供服务，不向拥有者以外的人提供服务，例如：银行系统建设的金融专用网络。

六、网络拓扑结构 1. 拓扑的概念计算机科学家通过采用从图论演变而来的“拓扑”的方法，把工作站、服务器等网络单元抽象为“点”，把网络中的电缆等通信介质抽象为“线”，这样从拓扑学的观点看计算机和网络系统，就形成了点和线组成的几何图形，从而抽象出了网络系统的具体结构。这种采用拓扑学方法抽象出的网络结构称为计算机网络的拓扑结构。网络拓扑结构是指网络中的线路和节点的几何或逻辑排列关系，它反映了网络的整体结构及各模块间的关系。局域网的拓扑结构常见的有总线型结构、星型结构、环型结构等。

2. 常见的局域网网络拓扑结构 • 总线拓扑结构 • 总线拓扑结构采用一条公共总线作为传输介质，各个节点都接在总线上。总线的长度可以使用中继器来延长。 • 优点：总线网的通信电缆投资少，整个网络结构简单、灵活，易于扩充。它是一种具有弹性的体系结构。 • 缺点：故障率较高，总线在任何一点断了，就会影响整个网络的工作，造成网络瘫痪；网络一旦出了故障，诊断故障困难，这个缺点对网络安全性影响很大，这也是总线网络不再流行的原因。

星型拓扑结构 • 星型拓扑也称集中型结构，它由一个中心节点和分别与它单独连接的其他节点组成。现在常用集线器(Hub)作为中心节点。 • 优点：结构简单，节点的增加或减少实现容易。由于所有的通信都要通过中央节点，故中央节点的处理能力往往成为影响网络性能的主要因素。 • 缺点：电缆总的长度较长，增加了投资；对中心节点的依赖性很强，中心节点一旦有故障，则整个网络就会停止工作。

环型拓扑结构 环型拓扑结构又称分散型结构，它的每个节点仅有两个邻接节点，这种网络结构中的数据总是按一个方向逐节点沿环传递，即一节点接受上一节点传来的数据，由它再发送给下一节点。 • 优点：由于需要的连接少，增加了网络的可靠性；可采用光纤作为传输介质，也可采用混合介质。 • 缺点：由于本身结构的特点，当一个节点出故障时，整个网络就不能工作；对故障的诊断困难，网络重新配置也比较困难。

七、网络传输介质和网络设备 1. 网络传输介质传输介质是数据传输中连接各个数据终端设备的物理介质。信息的传输是从一台计算机传输给另一台计算机，或从一个节点传输到另一个节点，都是通过通信介质实现的。 • 双绞线 • 双绞线是用两根绝缘铜线扭在一起的通信介质。双绞线抗干扰能力较强，在电话系统中双绞线被普遍采用。双绞线可以用于模拟或数字传输；传输信号时，双绞线可以在几公里之内不用对信号进行放大。 • 双绞线分非屏蔽双绞线UTP（Unshielded Twisted Pair）和屏蔽双绞线STP（Shielded Twisted Pair）两种。

屏蔽双绞线 • 非屏蔽双绞线（UTP）：非屏蔽双绞线中不存在物理的电器屏蔽，既没有金属箔，也没有金属带绕在UTP上，UTP线对之间的串线干扰和电磁干扰，是通过其自身的电能吸收和辐射抵消完成的。UTP通常使用一种称之为RJ-45的8针连接器。 • 屏蔽双绞线（STP）：屏蔽双绞线外部包有铝箔或铜丝网。

同轴电缆 • 同轴电缆由内导体铜制芯线、绝缘层、外导体屏蔽层及塑料保护外套构成。同轴电缆具有较高的抗干扰能力，其抗干扰能力优于双绞线。同轴电缆主要有50Ω同轴电缆和75Ω同轴电缆两种。 • ① 50Ω同轴电缆：又称基带同轴电缆（或称细缆）。它主要用于数字传输的系统，广泛用于局域网。在传输中，其最高数据速率可达10Mbps。 • ② 75Ω同轴电缆：也称宽带同轴电缆。它主要用于模拟传输系统，宽带同轴电缆是公用天线电视系统的标准传输电缆。

光缆 • 光缆（即光纤）是用极细的玻璃纤维或极细的石英玻璃纤维作传输媒体，即光导纤维。光缆传输是利用激光二极管或发光二极管在通电后产生光脉冲信号，这些光脉冲信号经检测器在光缆中传输。光导纤维被同轴的塑料保护层覆盖。

2. 常用的网络设备 网络连接设备是网络通信的中介设备。连接设备的作用是把传输介质中的信号从一个链路传送到下一个链路。网络连接设备一般都配置两个以上的连接器插口。

中继器（Repeater） • 在网络中，网络连线有一定的长度限制，否则传输距离太长，将导致传输的信号衰减太多而造成传输数据出错。为了扩展网络联接的总跨度，可用中继器将两个单段电缆连接起来。中继器是一个能持续检测电缆中模拟信号的硬设备，工作于网络的物理层，当它检测到一根电缆中有信号来时，中继器便转发一个放大了的信号到另一根电缆。 • 中继器安装容易、使用方便，并能保持单段电缆中原来的传输速度。缺点是不能互联不同类型的网络。

路由器（Router） • 如何到达目的地的算法叫做路由。实现数据分组转发并能查找和选用最优路径的网络设备，叫做路由器。路由器是实现不同类型网络，即异构型网络互联的重要设备。 • 路由器最大的特点是具有选择传送信息包的传送路径功能，即路径选择功能。事实上，路由器可以根据其内部的路由表来选择最佳的传送路径，将信息包传送到目的地。 • 著名的路由器产品有Cisco公司的Cisco 2500、Cisco 2600和Cisco 7500等。

集线器（HUB） • 早期的集线器仅将分散的用于连接网络设备的线路集中在一起，以便于网络管理与维护。集线器类似于多路中继器，除完成集线功能以外，还具有信号再生功能。 • 随着集线器产品技术的发展，目前推出的高档集线器又称智能集线器，它具有以下主要功能： • ① 支持多种协议和多种传输介质，具有不同类型的端口，以便互联相同或不同类型的网络。 • ② 具备网络管理功能，例如对服务器、工作站和集线器进行实施监测、分析、调整资源、错误告警与故障隔离等。 • ③ 具有交换功能，这是集线器产品的最新发展，它是集线器与交换机功能的有机结合，使得集线器的信息转换和传输速率大大提高。

交换机（Switch） • 交换机是目前构建网络的非常重要的设备，是一个多端口的设备，实现端口先存储、后定向转发功能的数据转发设备。从物理上看，它与集线器类似。交换机与集线器的主要区别在于前者的并行性。集线器是在共享带宽的方式下工作的，多台计算机通过集线器的各个端口连接到集线器上时，它们只能共享一个信道的带宽，即单台计算机通过局域网段发送数据的速率；而交换机是模拟网桥方式连接各个网络，交换机每个端口连接一台计算机，都相当于一个网段。

网桥 • 网桥是将两个或多个LAN(可以是不同类型的LAN)连接起来的中介设备。网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据数据包终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。

八、网络协议 1. 网络协议与OSI模型 • 网络协议 • 为了使网络中相互通信的两台计算机系统高度协调地交换数据，每台计算机都必须在有关信息内容、格式和传输顺序等方面遵守一些事先约定的规则。 • 为进行网络中数据通信而建立的规则、标准或约定，称为网络协议。网络协议实质上是计算机间通信时所使用的一种语言，它是计算机网络不可缺少的组成部分。 • 由于计算机网络协议十分复杂，故将其划分成层次结构。这样做的主要优点在于： • 各层之间相互独立。 • 灵活性好。 • 标准化程度高。

OSI模型 • 国际标准化组织（ISO）早在20多年前就提出了开放系统互联（OSI）参考模型。这里的“开放”是指：凡遵守OSI标准的系统都可以互联，彼此都能开放式的进行通信。 • OSI模型采用的是一个包含7层的层次结构。

2. TCP/IP协议及其层次 TCP/IP是Internet所采用的协议组，TCP和IP是其中最重要的两个协议，因此TCP/IP就成为这个协议组的代名词。 TCP是Transmission Control Protocol的缩写，称为传输控制协议，负责数据从端到端的传输，IP是Internet Protocol的缩写，称为网络互联协议，负责网络互联。 TCP/IP是一个分层的网络协议，不过它与OSI模型所分的层次有所不同。TCP/IP从底至顶分为网络接口层、网际层、传输层、应用层等4个层次。

3. IP地址 为了在Internet上实现连接到互联网上的节点之间的通信，必须为每个节点分配一个地址，并且应当保证这个地址在整个Internet上是唯一的，这就是IP地址。 TCP/IP协议是靠自己的IP地址来识别在网络上的位置和身份的。 IP地址是由32位二进制数构成，采用层次方式按逻辑网络的结构进行划分。一个IP地址由网络地址、主机地址两部分组成。网络地址标识了主机所在的逻辑网络，主机地址用来标识该网络中的一台主机。 IP地址中的网络地址由Internet网络信息中心来统一分配。IP地址分为A、B、C三个基本类。

0 网络地址（7位）主机地址（24位） A类 B类 10 网络地址（14位）主机地址（16位） C类 110 网络地址（21位）主机地址（8位） A、B、C三类地址的规模如下表所示：

4. 子网掩码 子网掩码也是由32位二进制数构成，它有两大功能。一是用来区分IP地址内的网络号和主机号，一是用来将网络切割为数个子网或将网络合并为超网。当网络上的主机在相互沟通时，他们利用子网来得知对方的网络号，进而得知彼此是否在相同的网络区域里。下面是默认的子网掩码，其中：A类为255.0.0.0，B类255.255.0.0，C类为255.255.255.0。

5. 默认网关 在同一个网络号内的主机可以直接通讯，而不是同一个网络号内的主机，必须通过路由器才能通信。默认网关是一个IP地址，是连接本子网路由器的IP地址。当发送方计算机和接收方计算机不在同一个子网时，TCP/IP协议就将IP数据包发往默认网关，由默认网关将数据包路由到目的地。

小结 计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物，对信息产业的发展有着深远的影响。作为网络管理员，应对计算机网络有一个全面、准确的认识，从网络形成和发展历史开始，对网络定义、分类、网络的拓扑结构、网络设备、网络协议等都要有比较清楚的认识。

一、局域网概念 二、局域网的基本组成三、局域网组网技术四、网络设置五、网络资源共享六、局域网安全管理七、网管常用的DOS命令第二部分计算机局域网管理

一、局域网概念 局域网技术是当前计算机网络技术领域中非常重要的一个分支，局域网作为一种重要的基础网络，在企业、机关、学校等各种单位和部门都得到了广泛的应用。局域网还是建立互联网络的基础网络。局域网（LAN）是一个数据通信系统，它在一个适当的地理范围内，把若干个独立的设备连接起来，通过物理通信信道，以适当的数据传输速率实现各独立设备之间的直接通信。

二、局域网的基本组成 1. 服务器服务器是局域网的核心，根据它在网络中所起的作用可分为文件服务器、打印、服务器和通信服务器等。文件服务器提供大容量磁盘空间、软件和数据库供网络用户共享；打印服务器接收和完成客户机打印请求；通信服务器主要处理网络与网络之间的通信及远程客户机的通信请求。服务器充当网络的核心，除了管理整个网络上的事务外，它还必须提供各种资源和服务，因此服务器具有较高的性能，包括较快的处理速度、较大的内存、较大的容量和较快访问速度的磁盘等。

2. 客户机 客户机也称为用户工作站，一般是普通的计算机。每一台客户机都可以运行自己的程序，主要任务是共享网络服务器上的资源。从功能上看，客户机比单独一台计算机具有更大的操作性，它不仅可以对自身的文件和设备进行存取、调用和管理外，还可以存取服务器上的文件，利用服务器进行打印等。从网络构成的角度来看，只要是一台计算机，不管是什么配置的，都可以作为一台客户机接入到网络中。

3. 网络设备 主要是一些决定局域网的拓扑结构、通信协议以及电缆类型的硬件设备，例如路由器、交换机和网络接口卡等。网络接口卡，又称网络适配卡，它是计算机互联的重要设备，如下图所示。网络接口卡是计算机与网络之间的逻辑和物理链路，其作用是在计算机与网络之间提供数据传输。在局域网系统中，互联起来的每个客户机和服务器上都有网络接口卡插入主板上的扩展槽中。

4. 通信介质 局域网中的通信介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤等。

5. 网络操作系统和协议 计算机局域网像一台独立计算机一样必须有操作系统来对整个网络的资源和运行进行管理，网络操作系统有Windows、Linux、UNIX和Novell等。网络操作系统是整个网络的灵魂，同时也是分布式处理系统的重要体现，它决定了网络的功能，并由此决定了不同网络的应用领域。计算机网络协议是一组规则和标准，它使网络中的计算机能进行互相通信，网络协议有NetBEUI和TCP/IP等。

三、局域网组网技术 1. 局域网的IEEE802标准 IEEE802是主要的局域网标准，主要包括: 1. 802.1，局域网概述，体系结构，网络管理和性能测量等。 2. 802.2，逻辑链路控制协议。 3. 802.3，总线网CSMA/CD及物理层技术规范。 4. 802.4，令牌总线网介质访问控制协议及其物理层技术规范。 5. 802.5，令牌环网介质访问控制协议及其物理层技术规范。 6. 802.10，局域网安全技术标准。 7. 802.11，无线局域网介质访问控制协议及物理层技术规范。

2. 以太网(Ethernet) 以太网（Ethernet）是由美国Xerox公司和Stanford大学联合开发并于1975年提出的。 1983年IEEE802委员会公布的802.3局域网络协议（CSMA/CD），基本上和Ethernet技术规范一致，于是，Ethernet技术规范成为世界上第一个局域网的工业标准。

3. 几种常见以太网标准 10Base-5（粗缆以太网） 10Base-2（细缆以太网） 10Base-T（双绞线以太网） 10Base-F（光纤以太网） 100Base-TX（使用5类UTP的快速以太网） 100Base-FX（使用光纤的快速以太网）

快速以太网(100BASE-T)与传统以太网(10BASE-T)的比较:快速以太网(100BASE-T)与传统以太网(10BASE-T)的比较:

4. 双绞线以太网 早期以太网速度比较慢，通常只有10mbps的速度，现在发展起来的快速以太网可以达到100mbps的速度，而更快的以太网的速度可以达到1Gbps的速度，即所谓千兆以太网或吉比特以太网。目前，局域网组网一般是采用非屏蔽双绞线来连接的传输速率为10mbps的以太网或100mbps的快速以太网网络。

网络交换机(Switcher) 网络接口卡（1）双绞线以太网网络连接设备:

屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线(UTP) RJ-45水晶头双绞线以太网网络连接设备:

（2）网线制作 A. 双绞线制作标准：EIA/TIA 568B和EIA/TIA 568A。制线顺序为： T568A: 白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕 T568B: 白绿、绿、白蓝、橙、白橙、蓝、白棕、棕 B. 直通线：两端均采用同一标准制作RJ-45水晶头。通常采用T568B标准。 C. 交叉线：两端采用不同标准安装水晶头。

网线的制作步骤 • 步骤 1：利用斜口错剪下所需要的双绞线长度，至少 0.6米，最多不超过 100米。然后再利用双绞线剥线器，将双绞线的外皮除去2－3厘米。 • 步骤2：遵循EIA／TIA 568B的标准来制作接头，左起：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕。 • 步骤3：确定双绞线的每根线已经按正确顺序放入RJ－45接头内，就可以用RJ－45压线钳压接RJ－45接头。 • 步骤4：重复1-3步制作另一头。

四、网络设置 ⒈ 安装网卡驱动程序每台计算机在安装Windows 2000或XP操作系统时，一般都已经安装了网卡驱动程序。如果没有安装驱动程序或驱动程序有问题，则需要手动安装，可以用网卡附带的驱动程序盘进行安装。

安装网卡驱动程序的方法如下： ⑴ 打开“控制面板”，双击“系统”。在系统属性对话框中选择“硬件”选项卡。 ⑵ 单击“设备管理器”按钮，在出现的窗口中双击“网络适配器”，单击右键选择网卡，单击“更新驱动程序”，按硬件更新向导一步步完成驱动程序的安装。

计算机网络基础知识 及局域网管理