第一章局域网组建管理与维护.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,章 局域网组网的理论基础,1.1,计算机网络简介,1.1.1,计算机网络的定义,计算机网络就是利用通信设备和通信线路把地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。,1.1,计算机网络简介,1.1.2,计算机网络发展的历史阶段,第一代计算机网络可以追溯到,20,世纪,50,年代，特点是主机,终端系统，所有数据处理和通信处理都是主机完成的。,第二代计算机网络兴起于,20,世纪,60,年代中期，第二代计算机网络以远程大规模互联为主要特点，使计算机之间能够进行通信，计算机有独立处理数据的能力，但资源共享程度不高。,1.1,计算机网络简介,1.1.2,计算机网络发展的历史阶段,第三代计算机网络从,20,世纪,70,年代末至,90,年代，特点是采用标准协议，使网络中的所有计算机遵循同一种协议，实现资源共享。,第四代计算机网络从,20,世纪,90,年代至今，特点是综合化和高速化。,1.1,计算机网络简介,1.1.3,计算机网络的发展趋势,向开放式的网络体系结构发展。,向高性能多媒体通信、移动通信结构发展。,向分布式计算和智能化发展,1.2,计算机网络的组成和应用,1.2.1,计算机网络的组成,计算机网络由硬件系统和软件系统两大部分组成。,计算机网络的硬件系统,服务器,：服务器是网络控制的核心。,工作站,：工作站是连接到网络服务器的计算机，是网络中各用户的工作场所。,1.2,计算机网络的组成和应用,网络连接设备,：主要负责网络中各计算机的互联、数据信息的转发及数据格式的转换等。,传输介质,：是网络中传输数据、连接各网络站点的实体。,1.2,计算机网络的组成和应用,计算机网络的软件系统,网络操作系统,：网络操作系统（,Network Operation System,，,NOS,）是网络的心脏和灵魂，是向网络计算机提供服务的特殊操作系统。,网络通信协议,：网络通信协议是指网络中计算机在相互通信时所遵循的规则。,网络管理及应用软件,：网络管理软件主要用于监视和控制网络的运行。,1.2,计算机网络的组成和应用,1.2.2,计算机网络的功能,计算机网络功能最主要的表现在资源共享和数据通信两个方面。,资源共享,计算机网络中可共享的资源包括硬件资源、软件资源和数据资源。在网络中共享资源既节省了大量的投资和开支，又以便于集中管理。,数据通信,数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式，即在计算机之间传送信息。,1.3,计算机网络的分类,1.3.1,按地理范围分类,按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、城域网、广域网和互联网四种。,局域网,(LAN),局域网所覆盖的地区范围较小，一个网络可以由两台计算机组成，也可以由同一大楼里面的上千台计算机组成。局域网最常见、应用最广的一种网络。,城域网,(MAN),城域网一般是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联而成。,1.3,计算机网络的分类,广域网,(WAN),广域网所覆盖的范围比城域网更广，它一般是在不同城市之间的,LAN,或者,MAN,网络互联，有区域性或全球性事务的大公司可以使用广域网进行网络互联，并从远距离媒体租用线路来提供系统间的全天候连接。,互联网,互联网是我们每天都要使用的一种网络，无论从地理范围，还是从网络规模来说，它都是最大的一种网络，就是我们常说的,Web,、,WWW,和“万维网”等。,1.3,计算机网络的分类,1.3.2,按传输技术分类,网络所采用的传输技术有两类，即广播方式和点到点方式。,点对点式网络,点对点式网络通过通信信道来完成数据传输任务，一条线路只能连接一对节点。,广播式网络,广播式网络中多个节点共享一条通信信道，一个节点发送信号，全网节点都会收到信息，采用的网络传输技术是广播方式，因此就叫广播式网络。,1.3,计算机网络的分类,1.3.3,按交换方式分类,按交换方式来分类,计算机网络可以分为电路交换网、报文交换网和分组交换网,3,种。,电路交换（,Circuit Switching,）,电路交换方式类似于传统的电话交换方式，用户在开始通信前，必须申请建立一条从发送端到接收端的物理信道，并且在双方通信期间始终占用该信道。,报文交换（,Mesage,Switching,）,报文交换方式的数据单元是要发送的一个完整报文，其长度并无限制。报文交换采用存储,转发原理，报文中含有目的地址，每个中间节点要为途经的报文选择适当的路径，使其能最终到达目的端。,1.3,计算机网络的分类,分组交换（,Packet Switching,）,分组交换方式也称包交换方式，采用分组交换方式通信前，发送端先将数据划分为一个个等长的单位（即分组），这些分组逐个由各中间节点采用存储,转发方式进行传输，最终到达目的端。由于分组长度有限，可以在中间节点机的内存中进行存储处理，其转发速度大大提高。,1.4,计算机网络体系结构,1.4.1,计算机网络体系结构概述,为了减少计算机网络设计的复杂性，绝大多数网络采用分层设计方法。所谓分层设计方法，就是按照信息的流动过程将网络的整体功能分解为一个个功能层，不同机器上的同等功能层之间采用相同的协议，同一机器上的相邻功能层之间通过接口进行信息传递。,1.4,计算机网络体系结构,第,n,层协议,第,3,层协议,第,2,层协议,第,1,层协议,n-1/n,层接口,2/3,层接口,1/2,层接口,物 理 介 质,第,1,层,第,1,层,第,2,层,第,2,层,第,3,层,第,3,层,第,n,层,第,n,层,网络中同等层之间的通信规则就是该层使用的协议，如有关第,N,层的通信规则的集合，就是第,N,层的协议。而同一计算机的不同功能层之间的通信规则称为接口，在第,N,层和第（,N+1,）层之间的接口称为,N/,（,N+1,）层接口。总的来说，协议是不同机器同等层之间的通信约定，而接口是同一机器相邻层之间的通信约定。,1.4,计算机网络体系结构,1.4.2 OSI,参考模型,开放系统互联（,Open System Interconnection,，,OSI,）基本参考模型是由国际标准化组织,ISO,制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型，又称,ISOs OSI,参考模型。,OSI,参考模型并非具体实现的描述，它只是一个为制定标准而提供的概念性框架。在,OSI,中，只有各种协议是可以实现的，网络中的设备只有与,OSI,和有关协议相一致时才能互联。,1.4,计算机网络体系结构,在,OSI,系统间的通信信息流动过程如右图所示。发送端的各层从上到下逐步加上各层的控制信息构成的比特流传递到物理信道，然后再传输到接收端的物理层，经过从下到上逐层去掉相应层的控制信息得到的数据流最终传送到应用层的进程。由于通信信道的双向性，因此数据的流向也是双向的。,接收端,发送端,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,物理层（网络硬件）,1.4,计算机网络体系结构,物理层（,Physical Layer,）的主要功能是提供建立、维护和释放物理连接的方法，完成相邻节点之间的按位传输，保证位传输的正确性，并向数据链路层提供一个透明的位流传输。,数据链路层（,Data Link Layer,）的主要功能是在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传输，它完成的是网络中相邻节点之间可靠的数据通信。,网络层（,Network Layer,）又称为通信子网层，是计算机网络中的通信子网的最高层（由于通信子网不存在路由选择问题），主要功能是实现分别位于不同网络的源节点与目的节点之间的数据包传输，完成网络中主机间的报文传输，其关键是使用数据链路层的服务将每个报文从源端传输到目的端。,1.4,计算机网络体系结构,传输层是计算机网络中的资源子网和通信子网的接口和桥梁，主要功能是实现网络中不同主机上的用户进程之间可靠的数据通信。,会话层利用传输层提供的可靠信息传递服务，使得两个会话实体之间不用考虑相互间的距离、使用何种网络通信等细节，进行数据的透明传输。,表示层处理的是,OSI,系统之间用户信息的表示问题，通过抽象的方法来定义一种数据类型或数据结构，并通过使用这种抽象的数据结构在各端系统之间实现数据类型和编码的转换。,应用层是,OSI,参考模型中的最高层，是计算机网络与最终用户间的接口，它利用网络资源唯一向应用程序直接提供服务。,1.4,计算机网络体系结构,1.4.3 TCP/IP,参考模型,传输控制协议,/,互联网,TCP/IP,（,Transmission control protocol/Internet protocol,）是于,1977,年至,1979,年形成的协议规范，是美国,ARPANET,上使用的传输层和网络层协议，也是,ARPANET,参考模型,ARM,的一部分。,现在的国际互联网（,Internet,）就是以,TCP/IP,协议为核心的网络系统。,TCP/IP,参考模型是因特网使用的参考模型，,1.4,计算机网络体系结构,TCP/IP,参考模型的体系结构如下图所示。,1.4,计算机网络体系结构,网络接口层是整个,TCP/IP,体系结构的基础部分负责接收,IP,层的,IP,数据包，通过网络向外发送；或接收处理从网络上来的物理帧，抽出,IP,数据包，向,IP,层发送。,网间层是整个,TCP/IP,协议的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机，同时，为了尽快地发送分组，可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。,在,TCP/IP,模型中，传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。,TCP/IP,模型将,OSI,参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。,1.5,局域网简介,1.5.1,局域网特点,从应用的角度来看，局域网主要有以下几个特点：,网络覆盖的地理范围较小。,数据传输速率高。,传输质量好，误码率低。,组网容易。,支持的传输介质种类多。,1.5,局域网简介,1.5.2,局域网拓扑结构,总线型拓扑结构是一种共享通路的物理结构。,1.5,局域网简介,星型拓扑结构是一种以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构,。,1.5,局域网简介,环型拓扑结构的网络形式主要应用于,IBM,的令牌网。,1.5,局域网简介,混合型网路拓扑结构，是由前面所介绍的总线型、星型、环型、树型结构中的一种或几种结合在一起的一种网络结构。,1.5,局域网简介,1.5.3,局域网工作模式,局域网的工作模式主要有以下三种：,对等网络（,Peer to Peer,）,在对等网络中，所有计算机的地位平等，没有从属关系，也没有专用的服务器和客户机。网络中的资源是分散在每台计算机上的，每一台计算机都既是服务器又是客户机。,1.5,局域网简介,专用服务器结构,其特点是网络中至少有一台专用的文件服务器，所有的工作站通过通信线路与一台或多台文件服务器相连，存取服务器文件，共享存储设备；工作站之间无法直接进行通信。,客户机,/,服务器模式,这种类型中的网络中有一台或几台较大计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器，而将其他的应用处理工作分散到网络中其他计算机上去完成，构成分布式的处理系统。客户机不仅可以和服务器进行通信，同时客户机之间也可以直接通信。,1.5,局域网简介,1.5.4,局域网的相关概念,CSMA/CD,访问控制,CSMA,为载波监听多点访问，也称为先听后说。每个站点在发送数据之前要监听信道上是否有数据在传送，若有，则此站点不能发送，需等待一段时间后重试。,带冲突检测的载波监听多点访问,CSMA/CD,能解决发送中出现的冲突现象。,CSMA/CD,的工作过程为发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据；在发送时，边发边继续监听；若监听到冲突，则立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，用于通知总线上的其他各有关节点，等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。,1.5,局域网简介,1.5.4,局域网的相关概念,共享与交换是局域网中两个很重要的概念，它们代表了,网络,中两种不同的工作机制。,共享式的网络就和无序的交通状况相似，当数据传输量超出一定限量后，在,网络,中就会造成碰撞冲突，使网络性能大幅度下降。,交换技术的作用是根据所传递信息包的目的地址，将每一个信息包从源,端口,送至目的,端口,，这样不仅避免了和其他端口发生碰撞，而且提高了传输效率。,1.5,局域网简介,1.5.4,局域网的相关概念,半双工和全双工的概念源于电话,系统,的串行数据通信，表示通信双方信息交换的方式,。,在半双工方式中，输入过程和输出过程使用同一通路，虽然数据可以在两个方向上传递，但通信双方不能同时收发数据。,数据,的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工制。,1.5,局域网简介,1.5.5,局域网标准,1980,年,2,月，美国电气和电子工程师学会（,IEEE,）成立,802,课题组，研究并制定了局域网标准,IEEE 802,。,IEEE 802,规范定义了网卡如何访问传输介质（如光缆、双绞线、无线介质等），以及如何在传输介质上传输数据的方法，还定义了传输信息的网络设备之间连接建立、维护和拆除的途径。,1.5,局域网简介,1.5.5,局域网标准,IEEE 802,标准完全遵循了,OSI,参考模型的原则，描述了网络体系结构中最低的两层：物理层和数据链路层的功能以及与网络层的接口服务。,服务访问点,SAP,OSI,参考模型,媒体接入控制,MAC,逻辑链路控制,LLC,物理层,IEEE 802,参考模型,IEEE 802,参考模型的范围,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,1.5,局域网简介,1.5.6,以太网,以太网最早是由,Xerox,（施乐）公司创建的，在,1980,年由,DEC,、,Intel,和,Xerox,三家公司联合开发为一个标准。以太网是目前应用最广泛的一类局域网，属于基带总线局域网。,以太网的核心技术是采用,CSMA/CD,通信控制机制，以无源的电缆作为总线来传送数据帧，并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太（,Ether,）来命名。,1.5,局域网简介,1.5.7,无线局域网,无线局域网（,Wireless local area network,，,WLAN,）就是在不采用传统电缆线连接的同时，提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙体内，网络却能够随着实际需要移动或变化。,1.5,局域网简介,与有线网络相比，,WLAN,具有以下优点：,安装便捷：无线网络安装十分方便，不需要布线、无需破坏原有装潢，只需一套无线产品即可组建网络。,使用灵活：在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。,易于扩展：,WLAN,有多种配置方式，能够根据实际需要灵活选择。,1.6,局域网中的常用通信协议及选择,在网络系统中，为了保证数据通信双方能正确而自动地进行通信，针对通信过程的各种问题，制定了一整套约定，这就是网络系统的通信协议。,网络协议主要由以下三个要素组成：,语义,语法,规则,1.6,局域网中的常用通信协议及选择,1.6.1 NetBIOS,和,NetBEUI,协议,NetBIOS,协议,NetBIOS,是英文,NetWork,Basic Input/Output System,的缩写，中文意思为“网络基本输入,/,输出系统”。,NetBEUI,协议,NetBEUI,是英文,NetBIOS Extend User Interface,的缩写，中文意思是“,NetBIOS,用户扩展接口”，主要用于,20,200,台计算机的小型局域网中。,1.6,局域网中的常用通信协议及选择,NetBIOS,和,NetBEUI,的区别,NetBIOS,最多只能与其他节点建立,254,个通信话路。,NetBEUI,没有此限制，它允许,Windows NT,计算机上的每个进程都能够与多达,254,个节点进行通信。,NetBIOS,名称最多可有,15,个字符，通话层应用程序通过它来与远程计算机进行通信。,NetBEUI,则是通过,SMB,协议（,Server Message Block,服务器消息块，最初应用于,3COM,公司的,LAN Manager,）来实现在逻辑通道中的消息传送的。,NetBEUI,总是包含在,NetBIOS,中，,NetBIOS,可以运行在几种不同的传输协议上，包括,NetBEUI,、,TCP/IP,和,IPXpsPX,，后三者位于网络层驱动接口与传输层驱动接口之间。但运行在一种传输协议上的,NetBIOS,服务不能和运行另一种传输协议上的,NetBIOS,服务通信。,1.6,局域网中的常用通信协议及选择,1.6.2,IPXpsPX,协议,IPXpsPX,是英文,Internetwork Packet,eXchangepsequences,Packet,eXchange,的缩写，中文意思为“网际包交换,/,顺序包交换”，是,Novell,公司开发的通信协议集。,IPXpsPX,是,NetWare,网络的最好选择，在非,NetWare,网络环境中，一般不使用,IPXpsPX,。,1.6,局域网中的常用通信协议及选择,1.6.3 TCP/IP,协议,TCP/IP,包含了一大批软件程序，并提供远程登录、远程文件传输和电子邮件等网络服务，是应用最为广泛的一种网络通信协议。,IP,协议,互联网协议,IP,是,TCP/IP,的心脏，也是网络层中最重要的协议。,TCP,协议,TCP,协议提供了可靠的面向对象的数据流传输服务的规则和约定。,1.6,局域网中的常用通信协议及选择,1.6.4,通信协议选择策略,如果组建一个小型的单一网段的局域网，只是为了简单的文件和设备的共享，并且暂时没有对外连网的需要，可以选择,NetBEUI,协议。,如果网络存在多个网段或要通过路由器与外部相连时，就不能使用不具备路由和跨网段操作功能的,NetBEUI,协议，而必须选择,IPXpsPX,或,TCP/IP,协议。,如果局域网操作系统是从,NetWare,迁移到,Windows NT,，同时还要保留一些基于,NetWare,的应用，,IPXpsPX,及其兼容的,NWLink,通信协议则是一个必然的选择。,