网络工程的基础理论

网络的基础知识

所谓计算机网络，是指将独立的计算机系统通过通信设备和通信线路连接起来，并在网络软件的支持下能够实现数据通信和资源共享的集合。

一、网络的功能：

1）资源共享

2）通信

3）分布式处理（例如：对于某些高强度的数据处理或数学运算，可以通过网络将任务分布到多台计算机中进行处理，最后再将结果进行汇总。）

二、网络的分类：

常见的网络分类方式是根据网络的组建规模和延伸范围：

局域网

城域网

广域网

三、局域网

一个典型的局域网一般包含以下4个部分：

1）服务器（server）：用来管理网络并为网络用户提供共享服务器的资源的计算机。

2）工作站（workstation）：用户使用的计算机，又称用户机或客户机。

3）网络通信系统：连接工作站和服务器的设备。如：网卡、网线、交换机、路由器等。4）网络操作系统：例如：windows2000 windows2003等

四、局域网的拓扑结构：

所谓局域网的拓扑结构，就是指局域网中计算机之间的连接形式。

1）总线型

计算机共享一根通信电缆，不需要额外的通信设备，节约费用，缺点：网络中某个节点出现问题，导致整个网络瘫痪。目前已经被淘汰。

2）星型

优点：某个节点出现问题不会影响整个网络的运行。

缺点：每个计算机都要占用一个专用的通信线路，并且需要额外的通信设备，成本增加。但目前各种硬件设备已经非常便宜，所以，目前比较流行这种结构。

（补充：另外还有环型、分布式、树型的、网状的、蜂窝式这些不常见于一般的局域网中）（了解）

五、局域网的传输介质

1．双绞线：就是我们一般见到的网线（有效的传输距离为98米）

2．同轴电缆：跟有线电视线差不多

3．光缆传输信息的那部分叫光纤。

4．电磁波就是指无线网络。

六、局域网的规范：

根据网络的工作原理，分为3类：

以太网、令牌环网、ARCnet网

其中以太网是目前局域网中采用最多的通信协议标准，它采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测“先监听后发送”）技术进行信息传递。该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信息处理方法，在互联设备之间可以10-100Mbit/S的速率传递信息包，目前80%的局域网都是以太网。因此，以后只要不指明网络类型，均指以太网。

一般来说，每种局域网规范都规定了以下几项指标：

1）网络通信速率。例如：10Mbit/S 100Mbit/S 1000Mbit/S等

2）局域网的结构。例如：星型

3）通信介质。同轴电缆、双绞线、光纤等

4）网卡类型。包含数据传输速率和接口的类型。正常的网卡需要10Mbit/S的传输速率且必须带有RJ-45接口。

5）网络所支持的最大用户数量。

6）距离要求。

七、局域网的类型：

1）对等网

2）客户机/服务器方式

3）无线方式

4）无盘方式

八、网中的半双工和全双工

所谓半双工和全双工，指通信双方信息交换的方式。

其中半双工是指同一时间通信双方只能有一方发送或者接收信息，另一方只能等待。

所谓全双工是指同一时间内，通信双方都可以同时发送与接收信息。

九、以太网的发展：

1）10M位的传统的以太网

10 BaseT 10Base F 10表示10M/bit/S T表示双绞线F表示光纤

2）100M位的快速的以太网

100 BaseTX 100Base FX 100表示100M/bit/S T表示双绞线F表示光纤X表示快速。

3）1000M位的高速的以太网和10000M位的高速的以太网

十．OSI参考模型：

OSI指开放系统互联参考模型是由ISO（国际标准化组织）于1978年为网络通信定义了一个标准，它将网络通信按功能分成7个层次，并定义了各层的功能、层与层之间的关系、相同层次的两端如何通信，软硬件厂商可根据此标准开发其产品，以便与其他厂商的产品相互通信。例如：物理层定义了硬件之间的接口技术标准，硬件开发者可以根据此开发符合此层标准的网络硬件产品。

1）应用层：该层为用户提供了一个良好的应用环境，它主要指网络操作系统和具体的应用程序。

2）表示层：该层主要用于解决因各种系统使用不同的数据格式而导致无法相互通信的问题，使其通过共同的格式来表示。

3）会话层：该层主要的功能是建立起两端之间的会话关系，并负责数据的传送。

4）传输层：该层负责错误的检查与修复，以确保传送的质量。

5）网络层：对由多个网络组成的网际网来说，网络中的计算机除了有一个物理的地址外，还应有一个网络号。例如：00000001:10005AC48192表明该计算机位于00000001网络上的地址为10005AC48192.

6）数据链路层：该层主要提供的服务包含检查和改正在物理层上可能发生的错误，负责将由物理层传来的未经处理的位数据包装成数据帧。

7）物理层：该层为通信提供物理链路，它定义了硬件接口的电气特性、机械特性以及其他功能等。

局域网中的硬件和软件

一、同轴电缆（了解）

二、双绞线

RJ-45接头又叫水晶头。

网线的制作标准：

T568A的接法：绿白绿橙白蓝蓝白橙棕白棕

T568B的接法：橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕

一般网线是：B-B（标准连线法）

对等网网线是：A-B（交错连线法）

其中通信的线是1236

1表示传输数据正极

2表示传输数据负极

3表示接收数据正极

6表示接收数据负极

其余的没有使用或者可以做成两部电话线，也可以做成另外一根网线。

三、光纤（了解）信号弱可以加中继器进行放大信号

四、集线器

集线器又叫HUB，它是构成星型网络时用的最多的设备之一。

它是一个共享设备，网络中所有的用户可以共享一个带宽，并且它是一个多端口的信号放大设备。

五、交换机

交换机跟集线器差不多，交换机将取代集线器

六、路由器

路由器可以互联不同类型的网络。

七、网卡

八、服务器

九、操作系统