计算机局域网络技术及系统概述
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• 局域网（LAN, Local Area Network ）是 一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的 通信网络,以达到数据通信和资源共享的目的。
•
局域网的应用价值
• 局域网的应用价值主要体现在如下几个方面：
• 1.办公自动化。现在人们已不能满足于用独立的PC机进行 文字处理及文档管理，而要求把一个机关或部门、企业的办公 计算机联成网络，以便于在部门之间或上下级之间进行报表传 递、信息综合处理等事务的快速处理，以提高工作效率；
计算机局域网络技术及 系统概述
2020/3/20
本章学习重点：
了解局域网的定义、特点、分类、拓扑结构 几种较典型的局域网操作系统 熟悉局域网的体系结构和介质访问控制方式
•
•局域网产生的原因
• 随着计算机的发展，人们越来越意识到网络的重 要性，通过网络，人们拉近了彼此之间的距离。本来 分散在各处的计算机被网络紧紧的联系在了一起。局 域网做为网络的组成部分，发挥了不可忽视的作用。
• 对于比较大型的应用，除了网管服务器外，应
•
3、客户机/服务器模式
C/S模式中C（客户机）和S（服务器）完全 按照其在网络中所担任的角色而定，可简单定 义为 ➢客户机：提出服务请求的一方； ➢服务器：提供服务的一方，即在网络中响应 需求方请求并“提供服务”的一方。 ➢C/S模式的应用程序运作原理如下图所示。 在此原理图中，网络操作系统为Netware，服 务器运行多用户SQL数据库，工作站通过SQL 的客户程序向数据库发出查询请求，SQL服务 器执行这一查询并将结果返回客户。
• 通过使用结构化异常处理方法，Windows NT Server
及其它应用程序可以免遭由某个过程所引发的整个操作系 统瘫痪之苦。另外，NT File System(NT文件系统)还可以
提供进一步的安全保护，作为一种可恢复性文件系统，它 采用了先进的内存管理和安全保证技• 术。
Windows NT Server
•
局域网操作系统的分类
对等（Peer to Peer）模式 文件服务器模式 客户机/服务器模式
•
1、对等（Peer to Peer）模式
对等式局域网操作系统的特点是网络 上的所有连接站点地位平等，因此又称 为同类网。 对等式网络原理如下图所示，当站点 A要想调用站点B的某一个文件时，只 要站点B开放该文件，站点A就可以直 接读取该文件并写入自己的磁盘中。
•
•对等模 式
•文件服务器模式
•
2、文件服务器模式
文件服务器模式如上图所示，在这种模式中，应用 程序和数据都存放在一台指定的计算机中，这台计算 机称之为文件服务器，一般均由专业服务器或性能较 高的微机担任。 文件服务器模式的优点： ✓文件服务器与工作站之间分工明确，使工作站从网 络管理中解脱出来，信息处理能力明显增强； ✓数据保密性好，可根据不同需求给用户不同的权限 ，资源共享性好； ✓文件安全管理较好，可靠性高。
– 良好的系统服务 – 方便简单的设置方式和管理工具 – 良好的安全保密措施 – 良好的系统容错能力 – 对用户端的支持 – 丰富的应用程序
• 二.目前网络操作系统的三大阵营
• Unix网络操作系统 • Novell网络操作系统 • Microsoft网络操作系统
•
NetWare
• NetWare是八十至九十年代局域网市场上居于主导地位的网络 操作系统，它的推出时间比较早，运行稳定。在一个NetWare网络 中允许有多个服务器，用一般的PC即可作服务器。NetWare可同时 支持多种拓扑结构，具有较强的容错能力。
•
网络操作系统概述
网络操作系统（NOS，Network Operating System）是管理计算机网络资源 的系统软件，是网络用户与计算机网络之 间的接口。网络操作系统既有单机操作系统 的处理机管理、内存管理、文件管理、设备 管理和作业管理等功能，还具有对整个网络 的资源进行协调管理，实现计算机之间高效 可靠的通信，提供各种网络服务和为网上用 户提供便利的操作与管理平台等网络管理功 能。
根据信道应用方式分类
•基带网（如以太网，带宽为10MHz，一般采用同 轴电缆（50Ω）或双绞线作为传输介质。 ）
•宽带网（如Wangnet，带宽为•350Mhz）
基带、宽带传输方式比较 •
•基 带
•宽 带
•数字信号传输
•模拟信号的传输(需用
全部带宽用于单路信道传输
MODEM)
使用FDM技术，多路信道复
•本方案具有很多的优点：
（1）提供高速连接，从10M交换到100M交换，完全可以满足多媒 体等大量数据传输的需要 （2）设备连接灵活，插上网线就加入网络，拔下网线就脱离网络 ，对其它计算机没有任何影响既不用修改任何配置，也不会中断网 络的通信。 （3）便于故障判断，哪个设备没有连接好，集线器上的相应指示 灯都有提示，便于故障点的固定和排除。当然，它也有自己的缺点 ，即投资大，当网络中多于两台计算机时，就需要购买专门的集线 设备，少则三、四百元，多则七、八千元。 •
• 在这个局域网中，我们可以在它们之间共享程序 、文档等各种资源，而不必再来回传递软盘；还可以 通过网络使多台计算机共享同一硬件，如打印机、调 制解调器等；同时我们也可以通过网络使用计算机发 送和接收传真，方便快捷而且经济。
• 80年代，微型机发展迅速，彼此需要相互 通信（近距离），共享资源；
•
定义
•
局域网的分类
按拓扑结构分，
可分成总线型、树型、环型和星型。
按使用介质分，可分为有线网和无线网两类。
有线网中包括双绞线、同轴电缆和光纤网，而无线网指 用红外、微波作为传输介质的局域网。
依照媒体访问控制方法进行分类
ຫໍສະໝຸດ Baidu
CSMA/CD即载波监听多路访问/冲突检测的局域
网
•Token Passing（令牌传递）局域网（分为令牌总 线网和令牌环网两种）
•
局域网的组成
•1.一个或多个文件服务器，通常由高档微机或微机 服务器担任 •2.多个工作站，有一般微机担任 •3.传输媒体，包括同轴电缆、双绞线和光纤 •4.网络适配器，也称网卡 •5.网络操作系统NOS •6 .其它局域网设备
•用于星型拓扑结构中心节点的设备集线器（Hub） •用于扩展网络传输距离的中继器（repeater） •用于局域网互连和局域网与广域网互连的设备，包括 桥接器、路由器和网关
•4. 不足之处
• NetWare存在工作站资源无法直接共享、安 装及管理维护较对等网复杂，多用户需同时获取 文件及数据时会导致网络效率降低，以及服务器 的运算功能没有得到发挥等缺点。
•
Windows NT Server
•
Windows NT是Microsoft公司出品的具有很强联网
功能的真正32位操作系统，支持多种硬件平台。它在设计
•
•C/S运作模式原理
•
C/S模式网络操作系统特点如下 ：
❖每个局域网上至少具备一台服务器，专 为网络提供共享资源和服务，因此对服 务器要求较高。 ❖客户机可以访问网络服务器上的全部共 享资源，但本机资源只供本机用户使用 。 ❖具有良好的网络性能并适合于较大规模 网络。
•
局域网操作系统
• 一.网络操作系统的功能
•2. 便于安装及使用
• Windows NT Server会在安装时自动进行硬件配置检 测，消除了费时费事的手动配置，它还可以让你充分利用 你现有的对基于Windows平台PC的使用经验(Windows NT Server的界面与常用的Windows相似)。
•3. 优良的安全性
• Windows NT Server的设计目标为符合C2标准。这一 级安全标准被美国国防部定义为“无条件保护”，这意味着 网络管理员可以控制谁有系统访问权以及用户拥有的访问 类型。
中采用了许多先进的思想，并保留了深受广大用户欢迎的
Windows3.x用户界面。目前Windows NT已成为Novell
NetWare的强劲竞争对手。
• 1. 兼容性及可靠性
• Windows NT Server的设计中溶入了对当今流行的应 用环境如UNIX、 OS／2以及MS-DOS的支持。另外，它 使用的模块型微核结构，也能使它在各种硬件平台上得以 良好地运行。
企业组网
• 对于已经初具规模、有多个部门的企业，若所 有部门的用户不分级地处于网落中，不仅使许多敏 感数据容易丢失，而且部门内的大量通讯也会因为 占用大量的网络资源，使整个网络的效率变低，甚 至引起系统崩溃。为了克服这个问题，需要将经常 进行通讯(通常在同一个部门内)的计算机组成一个 子网，使大量的数据局限在子网内传播，然后将各 个子网连接在一起。
• 1. 强大的文件及打印服务能力：NetWare以其强大的文件及打 印服务能力而久负盛名。NetWare能够通过文件及目录高速缓存， 将那些读取频率较高的数据预先读入内存，来实现高速文件处理;在 NetWare中，还可以将打印服务软件装入像文件服务器这样的硬件 当中，以方便地实现打印机资源共享。
• 2. 良好的兼容性及系统容错能力：较高版本的NetWare(比如 NetWare3.X)不仅能与不同类型的计算机兼容，而且还能与不同类型 的操作系统兼容。另外它所具备的SFT(系统差错容限)和TTS(事务 跟踪系统)技术，能够在系统出错时及时进行自我修复，大大降低了 因重要文件和数据丢失所带来的不必要的损失• 。
• 2.管理信息系统。当前局域网应用最广泛的地方，当属部 门分支多、业务活动复杂的那些企业的生产、财务、工作进度 、厂长管理决策等等方面。
• 3.金融信息系统。局域网在金融信息系统中的应用已有相 当一段时间，随着计算机通信技术的进步，这种应用已越来越 深入、先进了。目前热门的证券交易系统、期货交易系统，如 果离开计算机局域网，将变得不可想象。除此之外，在POS(柜 台销售信息网络系统)和ATM(自动柜员机)系统、教学、情报检 索等方面，局域网也都担当着极为重要的角色。
•
用
双向传输
单向传输
总线拓扑
总线或树形拓扑
距离达数公里
距离达数十公里
•
家庭组网
• 如果家庭中仅有两台计算机，可以使用最为简捷的双 机直接连接的方式，即首先将网卡插入计算机中适当的插 槽中，并用螺丝将其充分固定，然后将一根双绞线的两个 RJ45头分别插入两个计算机的网卡接口，使两台计算机直 接连接起来，中间不使用任何集线设备。此时，所需要的 所有配件为：二块网卡、四个RJ45头、一段网线，以 10M/100M自适应网卡，接速率却可达100Mbps。需要注 意的是，制作网线时必须遵循1、2线对位置互换的规定， 只有这样才能保证一方发送一方接收，实现双机通信。
NetWare
•3. 比较完备的完全措施
• NetWare对入网用户进行注册登记，并采用 四级安全控制原则以管理不同级别的用户对网络 资源的使用。在NetWare4.1中，还采用了名为 NDS(Net Directory Service——网络目录服务)的 技术，使用户无需了解打印机或文件位于哪个服 务器中，就能使用该打印机或文件。
•PC-PC RJ45头做法：
•白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕
•白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕• 、棕
办公室组网
•三台以上的办公室使用的计算机要组成局域网，我们推荐选择使 用集线设备，您可以根据自己的财力决定购买HUB或是Switch。 计算机与集线设备在拓朴结构上属星形结构，即所有双绞线一端均 与集线设备相连，而另一端则与不同的计算机上的网卡相连，计算 机与计算机间的连接通过集线设备来实现。
•4. 一点缺陷
• 虽然Windows NT在兼容性、移植性、性能、可靠性 、稳定性等方面的表现均十分出色，但它的管理比较复杂 ，开发环境也还不能令人满意。 •
局域网的特点：
•1.共享传输信道。 •2.地理范围分布在局部地区(10公里以内，一般在2.5 公里以内,例如：一个房间、一个建筑物、一个校园 内。距离比较近的都可以使用局域网）。 •3.使用专用的通信线路，信息传输速率较高，为 1~100Mbps，通常在1Mbps（bps：每秒位数）。 •4.通信时间延迟较低，可靠性较好，传送误码率低 ，一般为10-8~10-11之间。 •5.网络结构比较规范，有星型、总线型和环型等几 种。 •6.低层协议简单。 •7.多传输介质。 •8.分布式和广播式控制，高可靠性。
•
局域网的应用价值
• 局域网的应用价值主要体现在如下几个方面：
• 1.办公自动化。现在人们已不能满足于用独立的PC机进行 文字处理及文档管理，而要求把一个机关或部门、企业的办公 计算机联成网络，以便于在部门之间或上下级之间进行报表传 递、信息综合处理等事务的快速处理，以提高工作效率；
计算机局域网络技术及 系统概述
2020/3/20
本章学习重点：
了解局域网的定义、特点、分类、拓扑结构 几种较典型的局域网操作系统 熟悉局域网的体系结构和介质访问控制方式
•
•局域网产生的原因
• 随着计算机的发展，人们越来越意识到网络的重 要性，通过网络，人们拉近了彼此之间的距离。本来 分散在各处的计算机被网络紧紧的联系在了一起。局 域网做为网络的组成部分，发挥了不可忽视的作用。
• 对于比较大型的应用，除了网管服务器外，应
•
3、客户机/服务器模式
C/S模式中C（客户机）和S（服务器）完全 按照其在网络中所担任的角色而定，可简单定 义为 ➢客户机：提出服务请求的一方； ➢服务器：提供服务的一方，即在网络中响应 需求方请求并“提供服务”的一方。 ➢C/S模式的应用程序运作原理如下图所示。 在此原理图中，网络操作系统为Netware，服 务器运行多用户SQL数据库，工作站通过SQL 的客户程序向数据库发出查询请求，SQL服务 器执行这一查询并将结果返回客户。
• 通过使用结构化异常处理方法，Windows NT Server
及其它应用程序可以免遭由某个过程所引发的整个操作系 统瘫痪之苦。另外，NT File System(NT文件系统)还可以
提供进一步的安全保护，作为一种可恢复性文件系统，它 采用了先进的内存管理和安全保证技• 术。
Windows NT Server
•
局域网操作系统的分类
对等（Peer to Peer）模式 文件服务器模式 客户机/服务器模式
•
1、对等（Peer to Peer）模式
对等式局域网操作系统的特点是网络 上的所有连接站点地位平等，因此又称 为同类网。 对等式网络原理如下图所示，当站点 A要想调用站点B的某一个文件时，只 要站点B开放该文件，站点A就可以直 接读取该文件并写入自己的磁盘中。
•
•对等模 式
•文件服务器模式
•
2、文件服务器模式
文件服务器模式如上图所示，在这种模式中，应用 程序和数据都存放在一台指定的计算机中，这台计算 机称之为文件服务器，一般均由专业服务器或性能较 高的微机担任。 文件服务器模式的优点： ✓文件服务器与工作站之间分工明确，使工作站从网 络管理中解脱出来，信息处理能力明显增强； ✓数据保密性好，可根据不同需求给用户不同的权限 ，资源共享性好； ✓文件安全管理较好，可靠性高。
– 良好的系统服务 – 方便简单的设置方式和管理工具 – 良好的安全保密措施 – 良好的系统容错能力 – 对用户端的支持 – 丰富的应用程序
• 二.目前网络操作系统的三大阵营
• Unix网络操作系统 • Novell网络操作系统 • Microsoft网络操作系统
•
NetWare
• NetWare是八十至九十年代局域网市场上居于主导地位的网络 操作系统，它的推出时间比较早，运行稳定。在一个NetWare网络 中允许有多个服务器，用一般的PC即可作服务器。NetWare可同时 支持多种拓扑结构，具有较强的容错能力。
•
网络操作系统概述
网络操作系统（NOS，Network Operating System）是管理计算机网络资源 的系统软件，是网络用户与计算机网络之 间的接口。网络操作系统既有单机操作系统 的处理机管理、内存管理、文件管理、设备 管理和作业管理等功能，还具有对整个网络 的资源进行协调管理，实现计算机之间高效 可靠的通信，提供各种网络服务和为网上用 户提供便利的操作与管理平台等网络管理功 能。
根据信道应用方式分类
•基带网（如以太网，带宽为10MHz，一般采用同 轴电缆（50Ω）或双绞线作为传输介质。 ）
•宽带网（如Wangnet，带宽为•350Mhz）
基带、宽带传输方式比较 •
•基 带
•宽 带
•数字信号传输
•模拟信号的传输(需用
全部带宽用于单路信道传输
MODEM)
使用FDM技术，多路信道复
•本方案具有很多的优点：
（1）提供高速连接，从10M交换到100M交换，完全可以满足多媒 体等大量数据传输的需要 （2）设备连接灵活，插上网线就加入网络，拔下网线就脱离网络 ，对其它计算机没有任何影响既不用修改任何配置，也不会中断网 络的通信。 （3）便于故障判断，哪个设备没有连接好，集线器上的相应指示 灯都有提示，便于故障点的固定和排除。当然，它也有自己的缺点 ，即投资大，当网络中多于两台计算机时，就需要购买专门的集线 设备，少则三、四百元，多则七、八千元。 •
• 在这个局域网中，我们可以在它们之间共享程序 、文档等各种资源，而不必再来回传递软盘；还可以 通过网络使多台计算机共享同一硬件，如打印机、调 制解调器等；同时我们也可以通过网络使用计算机发 送和接收传真，方便快捷而且经济。
• 80年代，微型机发展迅速，彼此需要相互 通信（近距离），共享资源；
•
定义
•
局域网的分类
按拓扑结构分，
可分成总线型、树型、环型和星型。
按使用介质分，可分为有线网和无线网两类。
有线网中包括双绞线、同轴电缆和光纤网，而无线网指 用红外、微波作为传输介质的局域网。
依照媒体访问控制方法进行分类
ຫໍສະໝຸດ Baidu
CSMA/CD即载波监听多路访问/冲突检测的局域
网
•Token Passing（令牌传递）局域网（分为令牌总 线网和令牌环网两种）
•
局域网的组成
•1.一个或多个文件服务器，通常由高档微机或微机 服务器担任 •2.多个工作站，有一般微机担任 •3.传输媒体，包括同轴电缆、双绞线和光纤 •4.网络适配器，也称网卡 •5.网络操作系统NOS •6 .其它局域网设备
•用于星型拓扑结构中心节点的设备集线器（Hub） •用于扩展网络传输距离的中继器（repeater） •用于局域网互连和局域网与广域网互连的设备，包括 桥接器、路由器和网关
•4. 不足之处
• NetWare存在工作站资源无法直接共享、安 装及管理维护较对等网复杂，多用户需同时获取 文件及数据时会导致网络效率降低，以及服务器 的运算功能没有得到发挥等缺点。
•
Windows NT Server
•
Windows NT是Microsoft公司出品的具有很强联网
功能的真正32位操作系统，支持多种硬件平台。它在设计
•
•C/S运作模式原理
•
C/S模式网络操作系统特点如下 ：
❖每个局域网上至少具备一台服务器，专 为网络提供共享资源和服务，因此对服 务器要求较高。 ❖客户机可以访问网络服务器上的全部共 享资源，但本机资源只供本机用户使用 。 ❖具有良好的网络性能并适合于较大规模 网络。
•
局域网操作系统
• 一.网络操作系统的功能
•2. 便于安装及使用
• Windows NT Server会在安装时自动进行硬件配置检 测，消除了费时费事的手动配置，它还可以让你充分利用 你现有的对基于Windows平台PC的使用经验(Windows NT Server的界面与常用的Windows相似)。
•3. 优良的安全性
• Windows NT Server的设计目标为符合C2标准。这一 级安全标准被美国国防部定义为“无条件保护”，这意味着 网络管理员可以控制谁有系统访问权以及用户拥有的访问 类型。
中采用了许多先进的思想，并保留了深受广大用户欢迎的
Windows3.x用户界面。目前Windows NT已成为Novell
NetWare的强劲竞争对手。
• 1. 兼容性及可靠性
• Windows NT Server的设计中溶入了对当今流行的应 用环境如UNIX、 OS／2以及MS-DOS的支持。另外，它 使用的模块型微核结构，也能使它在各种硬件平台上得以 良好地运行。
企业组网
• 对于已经初具规模、有多个部门的企业，若所 有部门的用户不分级地处于网落中，不仅使许多敏 感数据容易丢失，而且部门内的大量通讯也会因为 占用大量的网络资源，使整个网络的效率变低，甚 至引起系统崩溃。为了克服这个问题，需要将经常 进行通讯(通常在同一个部门内)的计算机组成一个 子网，使大量的数据局限在子网内传播，然后将各 个子网连接在一起。
• 1. 强大的文件及打印服务能力：NetWare以其强大的文件及打 印服务能力而久负盛名。NetWare能够通过文件及目录高速缓存， 将那些读取频率较高的数据预先读入内存，来实现高速文件处理;在 NetWare中，还可以将打印服务软件装入像文件服务器这样的硬件 当中，以方便地实现打印机资源共享。
• 2. 良好的兼容性及系统容错能力：较高版本的NetWare(比如 NetWare3.X)不仅能与不同类型的计算机兼容，而且还能与不同类型 的操作系统兼容。另外它所具备的SFT(系统差错容限)和TTS(事务 跟踪系统)技术，能够在系统出错时及时进行自我修复，大大降低了 因重要文件和数据丢失所带来的不必要的损失• 。
• 2.管理信息系统。当前局域网应用最广泛的地方，当属部 门分支多、业务活动复杂的那些企业的生产、财务、工作进度 、厂长管理决策等等方面。
• 3.金融信息系统。局域网在金融信息系统中的应用已有相 当一段时间，随着计算机通信技术的进步，这种应用已越来越 深入、先进了。目前热门的证券交易系统、期货交易系统，如 果离开计算机局域网，将变得不可想象。除此之外，在POS(柜 台销售信息网络系统)和ATM(自动柜员机)系统、教学、情报检 索等方面，局域网也都担当着极为重要的角色。
•
用
双向传输
单向传输
总线拓扑
总线或树形拓扑
距离达数公里
距离达数十公里
•
家庭组网
• 如果家庭中仅有两台计算机，可以使用最为简捷的双 机直接连接的方式，即首先将网卡插入计算机中适当的插 槽中，并用螺丝将其充分固定，然后将一根双绞线的两个 RJ45头分别插入两个计算机的网卡接口，使两台计算机直 接连接起来，中间不使用任何集线设备。此时，所需要的 所有配件为：二块网卡、四个RJ45头、一段网线，以 10M/100M自适应网卡，接速率却可达100Mbps。需要注 意的是，制作网线时必须遵循1、2线对位置互换的规定， 只有这样才能保证一方发送一方接收，实现双机通信。
NetWare
•3. 比较完备的完全措施
• NetWare对入网用户进行注册登记，并采用 四级安全控制原则以管理不同级别的用户对网络 资源的使用。在NetWare4.1中，还采用了名为 NDS(Net Directory Service——网络目录服务)的 技术，使用户无需了解打印机或文件位于哪个服 务器中，就能使用该打印机或文件。
•PC-PC RJ45头做法：
•白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕
•白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕• 、棕
办公室组网
•三台以上的办公室使用的计算机要组成局域网，我们推荐选择使 用集线设备，您可以根据自己的财力决定购买HUB或是Switch。 计算机与集线设备在拓朴结构上属星形结构，即所有双绞线一端均 与集线设备相连，而另一端则与不同的计算机上的网卡相连，计算 机与计算机间的连接通过集线设备来实现。
•4. 一点缺陷
• 虽然Windows NT在兼容性、移植性、性能、可靠性 、稳定性等方面的表现均十分出色，但它的管理比较复杂 ，开发环境也还不能令人满意。 •
局域网的特点：
•1.共享传输信道。 •2.地理范围分布在局部地区(10公里以内，一般在2.5 公里以内,例如：一个房间、一个建筑物、一个校园 内。距离比较近的都可以使用局域网）。 •3.使用专用的通信线路，信息传输速率较高，为 1~100Mbps，通常在1Mbps（bps：每秒位数）。 •4.通信时间延迟较低，可靠性较好，传送误码率低 ，一般为10-8~10-11之间。 •5.网络结构比较规范，有星型、总线型和环型等几 种。 •6.低层协议简单。 •7.多传输介质。 •8.分布式和广播式控制，高可靠性。