计算机网络原理

6.局域网互联
局域网的距离有限 局域网支持的联网计算机有限 通信量有限 组织配置不同类型的局域网 子公司需求
（1）中继器
中继器是最简单的局域网延伸设备，运 行于物理层，不同类型的局域网采用不 同的中继器。
中继器的功能是放大或再生信号 采用同轴电缆连接的总线结构以太网，
网关作用于3至7层的协议，而路由器对 4层以上的协议是透明的。
三、局域网的软件系统
3、计算机网络的种类
按网络所连接地区的大小和距离进 行它分为局域网、 城域网(MAN)和广域网三种。还有些文献 把INTERNET和INTRANET、EXTRANET也独 立出来。
（1）局域网络(LAN)
局域网络又称局部网络，是一种小范围的 计算机网络。
和一个站点，因此控制介质访问的方法简单。
缺点： 电缆长度长，安装麻烦 扩展困难，增加新站点会增加中央结点的连接 依赖于中央结点，如果中央结点故障则全网不
能工作
3.环形结构
信息沿一个方向在闭合环路电缆中传输， 工作站之间传递信息时要先将信息通过中 继器送到环上，再由途中工作站传送。
优点： 电缆长度短，比星型拓扑要短得多。 适用于光纤，单向传输，可采用多种传输
（4）NetBEUI协议
NetBEUI是一种效率高、速度快的通讯协 议，是为IBM开发的非路由协议，用于连 接Windows NT、Windows for Workgroups 或LAN或Manager服务器。在微软的主流产 品如Windows NT中NetBEUI为默认协议。
NetBEUI只适合于小型局域网，桥接 NETBEUI网络很少超过100台主机。
由于问题的复杂性，因此一般采用分层或 层次结构的协议集合，否则任何一点改变 将影响整个软件。
（1）OSI参考模型
ISO于1979年提出的一个连接异构计算 机的分层结构模型。
抽象结构，而非具体实现的系统。 每层完成自身的功能，修改本层的功能
不影响其他层次。 不同系统上的同层之间的通信由该层协
2.网络工作站
工作站(Workstation) 是分布式处理网 络中的实际工作平台，它通过插在其中 的网络接口卡、连接电缆、集线器而与 网络服务器相连。它通过通信网络从服 务器中取出程序和数据后，用自己的 CPU对数据进行处理，处理结果再存回 到服务器中,并且与其他工作站共享网 络服务器中的程序和数据。
计算机网络原理
一、 现代通信技术
数据通信是指在相互连接的数字信号装置之 间传送信息的过程。而数据通信系统是将计 算机或终端与数据传输线路直接连接起来， 以实现传输、收集、存储、分配和处理数据 的系统。
模拟数据—>连续的值；数字数据—>离散值；
在通信系统中，模拟信号是一种连续变化的电磁 波，这种电磁波可以按不同的频率在各种介质上 传递；数字信号是一系列的电压脉冲，正电压表 示1，负电压表示0。
4.集线器(HUB)及其他设备
集线器（HUB）是局域网中集中完成多台设 备连接的网络专用设备。它对工作站进行 集中管理。集线器主要起到一个信号的再 生转发功能，也起到分隔各端口之间信号 的作用。集线器接口有8口、12口、16口、 24口几种。
5.网络互联设备
目前许多企业建有不止一个的网络，而 形成了多个相互独立的信息孤岛。这就 需要用互联设备将两个或多个网络连接 起来，以使不同网络用户之间得以交换 信息。局域网络互连设备主要有中继器、 网桥、路由器、网关等。
分布式处理：把数据处理任务分散到网络 中不同计算机进行处理，防止计算机的大 型化，提高系统的效率和降低投资开销和 软件设计的复杂性。
2、通讯协议
网络通讯协议是网络计算机交换信息时需 要共同遵守的一种规则、标准或约定，包 括交换什么、怎样交流、何时交流。我们 知道计算机各自有不同的标准，它们要相 互通讯就必须按传输格式、时序、错误控 制等规则进行，否则信息不但无法传递给 对方，即使传过去了对方也无法解读。
模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信 号来表示。但数字信号发送便宜，较少受躁音干 扰，但比模拟信号易衰减。
信号变换器
调制解调器：数字数据—>模拟信号
编码解码器：模拟数据—>数字信号
数据通信系统的结构模型
通信线路连接方式
点点连接方式：发送设备和接收设备间有一 条点到点的链路。
多点连接方式：用于连接多台设备，设备能 从不同的点连接到传输介质上。
可靠性：个别结点损坏、网络本身无法 运行。
5.实例
以太网
快速以太网 千兆以太网
速度
10MB/S 100MB/S 1GB/S
拓扑结构 总线或星形 星形
星形
双绞线
100M
100M
100M
令牌环网（Token Ring）
FDDI包含两个光纤环，一个顺时针，一 个逆时针，任意一个环发生故障，另一 个为后备。如果两个环在同一点发生故 障，则双环可并作一个环，速度为 100MB/S，最大距离200KM，最多连接 1000个站点。
一般分布范围限定在10公里范围之内的一 个局部的地区，整个网络常为一个单位所 独有。
传输速率较高，误码率低，网络结构一般 为星形和总线型。
数据传输率小于100Mb/s的LAN称为传统局 域网，大于100Mb/s的称为高速局域网
常用局域网
人们常常按网络的拓扑结构和传输介质， 将局域网络分为以太网（Ethernet）、令 牌环网（Token Ring）、光纤分布式数据 接口（FDDI）等。其中以以太网、令牌网 最为流行。
6.传输介质
传输介质是网络中传输数据、联结网络节 点的实体，局域网络常用的传输介质有双 绞线、同轴电缆、光纤，此外网络信息还 可以利用无线电系统、微波无线系统和红 线技术传输。
二、网络的拓扑结构
网络拓扑指网络中各结点相互联接的物理形 式和方法。计算机网络的拓扑结构有五种基 本形状：环形、星形、总线形、树形、混合 形。
联接数据不多、同一类型的网段，网桥 是最好的互联设备。
（3）路由器
路由器作用于网络层 和网桥相比有3个优点：
能根据分组类型过滤和路由，因此 可以联接不同类型的LAN
支持在LAN之间有多个链路的网络， 某个链路损坏时，可以选择其他路由
可根据网络通信情况决定路由
（4）网关
网关不仅有路由功能，而且能在两个不 同协议集间进行转换，如一个Netware 的LAN可以通过网关访问IBM的SNA网。
介质。
缺点： 结点故障引起全网故障 诊断困难 不易重新配置网络，增删结点都比较难。 结点发送信息前需知道传输介质的忙闲。
4. 选择拓扑结构的考虑因素
费用低：拓扑结构影响到传输介质的选 择、传输距离等。
灵活性：设备移动时重新配置网络拓扑 的方便程度、原有结点的删除与新结点 的加入。
（2）城域网（MAN）
城域网介于局域网和广域网之间，作用距离 可达几十甚至100公里左右，具有传输速率较 高、网络结构灵活等特点，一般服务于一个 城市或一个地区。
光纤分布数据接口（FDDI）（LAN&MAN)。 MSN：拓扑结构是规则的方格网络。
（3）广域网络
广域网络又称为远程网络，由巨型机或大 型机为主机，在地理位置上可以跨越很大距 离，分布到全国、全世界，网络上计算机系 统众多，具有很强的数据处理能力。这种网 络一般使用公共通信设备、地面无线电通信 及卫星通信设备为通讯网络。美国ARPA网是 世界上第一个广域网络。INTERNET是信息高 速公路的雏形。
缺点：
故障诊断困难，需在网上各站点进行 故障隔离难，如站点故障只需去掉站点，
但若传输介质故障，则整段总线要切断。
站点需要较高性能、智能化，具有介质访 问控制功能。
2.星形结构
每个工作站都直接与主机相连，所有信息 都通过服务器计算机进行控制和管理。
优点： 可靠性高，各连接只接一个设备，不影响全网 集中控制和故障诊断容易。 访问协议简单，任何一个连接只涉及中央结点
最大长度是500米，支持100个联接设备， 最多可用4个中继器，延伸至2500M，并 增加联接设备。
（2）网桥
网桥作用于数据链路层。 仍有信号再生功能 网桥可把一个大的LAN分成两个小的LAN，
使LAN的长度增加一倍，联网设备和通 信量增加一倍，性能不降低。
可以用两个网桥通过公共通信链路相连， 联接两个远程的LAN。
议管理，必须通过相邻低层及下面各层 的通信来完成。
（2）TCP/IP网络协议
TCP/IP是传输控制协议（Transmission Control Protocol）/ 因特网协议 （Internet Protocol）的简称，是为美 国ARPA网设计的，目的是使不同厂家生产 的计算机能在共同的网络环境下运行。它 已成为一个流行的、用于连接异构系统的 通讯协议，它是Internet的基础和核心。
基带局域网和宽带局域网
按照网络对介质频带的使用特点，局域网 络可分为基带局域网和宽带局域网两种。 其中，基带局域网是指介质中只有一条信 道，而且介质中传送的是数字信号；而宽 带局域网是指介质中存在多条信道，介质 中可传送数字信号，也可传送模拟信号。
信道：可以将其设想为连接了两个应用程 序的管道，发送数据的应用程序将数据放 在管道一端，而数据通过网络传送到管道 另一端的应用程序。
3.网络接口卡
网络接口卡(NIC)简称网卡又称网络 接口适配器(NIA)，用于供协议的产 生和检测，发送和接收不同的信息帧。 网卡通过总线接口与微机相联，通过 电缆接口与网络传输媒介相连。网卡 配合网络操作系统来控制发送和接收 信息。
网卡的选择
由于网络技术的不同，网卡也有不同的 种类，常见的有ATM网卡、令牌环网卡 和以太网网卡等。选择网卡需要了解它 所支持的传输速率、协议和接口，而且 无论在服务器还是工作站上安装网卡， 都必须安装相应的网卡驱动程序。
应用层 传输层 IP层 网络接口层
报文流 （FTP、电邮等）
传输协议分组 （TCP、UDP等）
IP数据报
帧
物理网络
（3） IPX/SPX协议
IPX/SPX协议即互联网信息交换包/顺序 信息交换包，用于网络服务器与工作站 之间的数据传输，是NetWare、Windows NT服务器以及Windows 9x计算机使用的 通讯协议。IPX/SPX具有很强的适应性， 适于大型网络使用。
1.网络服务器
网络服务器是局域网的主要硬件，对局 域网络的性能起着决定性的作用。服务 器是网络的核心，它提供网络通信及其 它网络管理功能，并按网络工作站提出 的请求，为网络用户提供服务。
服务器的分类
网络服务器按其所提供服务的不同，可 以分为文件服务器、打印服务器、应用 程序或数据库服务器等等。其中，文件 服务器主要提供硬盘共享，用户可以在 服务器硬盘上存取文件。NetWare网络 操作系统的服务器就是文件服务器。
拓扑结构的选择往往和传输介质的选择和介 质的访问控制方法有关。
1.总线结构
服务器和工作站均通过硬件接口接到传输介 质上，所有信息都沿着总线传播，并能被总 线上的其他工作站接收。
优点：
电缆长度短，容易布线和维护； 可靠性高，总线结构简单。 易于扩充，增加新工作站比较容易，而且
可以增加总线长度。
广域网的组成
资源子网负责提供网络资源，由主机系 统、终端控制器和终端组成。
通信子网完成网络的通信功能，由网络 节点、通信链路和信号变换器组成。
广域网的组成
三、局域网络
1、局域网络的硬件：局域网络一般由网 络服务器、工作站、网络接口卡、集线 器、传输介质以及其他网络互联设备等 基本硬件组成。
二、计算机网络原理
计算机网络是通过通讯线路和网 络接口部件将一组位于不同地理位置 的计算机系统连接起来，以实现资源 共享和相互通讯的系统。
1、计算机网络的基本功能
数据通信：利用传输线路使网络中的计算 机之间或计算机与终端之间能迅速、可靠 地相互传输数据、程序或各种不同形式的 信息。
资源共享：硬件、软件、数据