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计算机组网与维护技术课件第1章计算机网络知识概述1.1计算机网络的发展终端计算机网络计算机－计算机网络开放式标准化网络网络计算机的新时代1.2计算机网络的分类和组成计算机网络的分类计算机网络的组成第1章计算机网络

知识概述1.3计算机网络可提供的服务1.4Internet的概念Internet的产生和发展Internet提供的服务Internet的展望1.5广域网的有关技术接入网、传输网与广域网ADSL接入网技术传输网技术第1章计算机网络知识概述1.6局域网基础知识

局域网的传输介质局域网基本组成局域网的拓扑结构局域网的类型1.7网络系统的规划与设计网络规划网络系统设计1.1计算机网络的发展1.1.1终端计算机网络第一代计算机网络实际上是以单台计算机为中心的远程联机系统。这样的系统除了一台中心计算机外，其余的终端都不具备自主处理功能，在系统

中主要是终端和中心计算机间的通信。虽然历史上也曾称它为计算机网络，但为了更明确地与后来出现的多台计算机互连的计算机网络相区分，现在也称为面向终端的计算机网络。1.1计算机网络的发展1.1.2计算机－计算机网络第二代计算机网络是多台主计算机通过通信线路互连起来为用户提供服务，即所谓计算机

—计算机网络。在这种系统中，终端和中心计算机间的通信已发展到计算机和计算机间的通信，用单台中心计算机为所有用户需求服务的模式被分散而又互连在一起的多台主计算机共同完成的模式所替代。第二代计算机网络的典型代表是ARPA网（ARPAnet

）。1.1计算机网络的发展1.1.3开放式标准化网络第三代计算机网络是开放式标准化网络，它具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。标准化使得不同的计算机能方便地互连在一起。1.1计算机网络的发展1.1.4网络计算机的新时代当前计算机网络发展的方向１、

计算机网络向高速化发展。２、随着多媒体网络的建立和日趋成熟，电话，有线电视和数据三网融合甚至多网融合是一个重要的发展方向。1.2计算机网络的分类和组成1.2.1计算机网络的分类⑴按网络的覆盖范围划分局域网、城域网与广域网⑵按网络的

通信传输技术划分广播式网络（BroadcastNetworks）点一点式网络（Point-to-PointNetworks）⑶其他分类方法①按传输速率划分低速网络、中速网络和高速网络1.2计算机网络的分类和组成1.2.1计算机网络

的分类②按传输媒体划分有线计算机网和无线计算机网③按拓扑结构划分星型、总线型、环形、树型和网状结构。④按交换方式划分电路交换网、报文交换网和分组交换网⑤按适用范围划分公用网和专用网、INTERNET和INTRANET1.2计算机网络的分类和组成1.2.

2计算机网络的组成⒈网络硬件⑴网络服务器——提供网络资源⑵工作站——用户机⑶网络设备：网卡（网络适配器）集线器——接线（HUB）中继器——放大和整形信号，再传输网桥——两个局域网连接1.2计算机网络的分类和组成1.2.2计算机网络的组

成⒈网络硬件⑶网络设备：路由器——局域网与广域网的连接网点——不同的网络体系⑷传输介质：同轴电缆、双绞线、光缆、微波等。⒉网络软件可大致分为网络系统软件和网络应用软件。1.3计算机网络可提供的服务计算机网络可以提供多种服务功能，主要的服务功能是数据通信和资源共享

。⒈数据通信数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间的数据传输，是计算机网络的最基本的功能，也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。⒉资源共享实现计算机网络的主要目的是共享资源。一般情况下，网络中可共享的资源有硬件

资源、软件资源和数据资源，其中共享数据资源最为重要。1.3计算机网络可提供的服务⒊远程传输⒋数据信息的集中和综合处理它主要有以下几方面的应用⑴办公自动化（OfficeAutomation）⑵电子数据交换（ElectronicDataInterchange）⑶远程教育（DistanceEd

ucation）⑷电子银行（E-Banking）⑸校园网（CampusNetwork）⑹电子商务（ElectronicCommerce）⑺IP电话（InternetProtocolPhone）1.4Intern

et的概念Internet的全称是InterNetwork，中文称为因特网，是一个全球性的计算机互联网络。它既是一个多媒体的通信媒介，又是一个无限的信息资源。它由几万个不同规模的网络通过自愿原则，主要采用TCP/IP协议互相连接起来。通俗地讲，成千上万台计算机相互连接到一

起，这一集合体就是Internet。1.4Internet的概念1.4.1Internet的产生和发展Internet是全世界最大的计算机网络，它起源于美国国防部高级研究计划局(ARPA)于1968年主持研制的用于支持军事研究的计算机实验网ARPANET。

1986年NSFNET建成后取代ARPANET成为Internet的主干网。在九十年代以前，Internet是由美国政府资助，主要供大学和研究机构使用，但近年来该网络商业用户数量日益增加，并逐渐从研究

教育网络向商业网络过渡。1.4Internet的概念1.4.2Internet提供的服务⑴全球信息网（WorldWideWeb或WWW）⑵电子邮件（E-mail）⑶电子布告栏（BBS）⑷档案传输功能（FTP）⑸资讯检索系统（Archie）⑹网络论坛（NetN

ews）⑺资料查询系统（Gopher）1.4Internet的概念1.4.3Intranet的概念Intranet称为企业内部网或企业内联网，Intranet也是主要采用TCP/IP协议技术，能把我们整个企业连在一起。Intranet使我们可以坐在家中就能够管

理企业，组建Intranet管理信息系统，管理企业就方便多了，也更有效了。Intranet将改变我们的企业管理理念和管理模式。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒈接入网接入技术的多元化是接入网的一个基本特征。接入技术可以分为有线接入技

术和无线接入技术两大类。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒈接入网⑴接入网的概念从整个电信网的角度讲，可以将全网划分为公用网和用户驻地网（CPN）两大块，其中CPN属用户所有，因而，通常意义的电信网指的是公用电信网部分。公用电信网又可以划分为长途网、中继

网和接入网3部分。长途网和中继网合并称为核心网。相对于核心网，接入网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务，接入网由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒈接入网⑵宽带有线接入网技术

宽带有线接入网技术包括：基于双绞线的ADSL技术、基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的CableModem技术、基于五类线的以太网接入技术以及光纤接入技术。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒈接入网⑶宽带无线接入网技术随着电信技术的发展和Internet的快速普及，通

信业务量，尤其是数据通信量的大大增加，采用宽带无线接入技术是一个比较合适的切入点。目前主要有四种宽带无线接入技术：MMDS、LMDS、卫星通信接入技术和不可见光纤无线系统。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网

⒉传输网传输网是透明传送通信信号的网络，它是以光纤传输网为主体，辅以无线、微波、卫星等传输方式的立体网络，是实现各种业务网的公共平台。传输网分为长途传输网和本地中继传输网二个等级。长途传输网包括省际骨干网和省内干线网，用作本地网间的信息传输，支持各种业务本地网的网间互联。中继传输网用作本地

网内各端局或交换节点间的中继电路，支持构建本地网。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网⒊广域网广域网（WideAreaNetwork-WAN）是指覆盖范围广阔（通常可以覆盖一个城市，一个省，一个国家）的一类通信子网，

有时也称为远程网。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑴广域网的特点①主要提供面向通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离的信息交换；②覆盖范围广，通信的距离远，需要考虑的因素增多，如媒体的成本、线路的

冗余、媒体带宽的利用和差错处理等；③由电信部门或公司负责组建、管理和维护，并向全社会提供面向通信的有偿服务、流量统计和计费问题。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑵广域网的构成广域网不仅仅只是连接许

多站点中的许多计算机——它还必须有足够的性能，使得大量计算机之间能同时通信。同时与局域网不同的是局域网使用内部布线，而典型的广域网传送数据使用的却是公共通信链路。广域网由许多节点交换机以及连接这些交换机的链路组成，各台计算机连接到交换机上，节点之间的连接方式是点到点方式。1.5广域网的有关技术广域

网的构成图例1图1-1四台结点交换机和八台计算机互连而成的广域网站点1的交换机站点2的交换机站点3的交换机站点4的交换机1.5广域网的有关技术广域网的构成图例2图1-2含有两种输入/输出接口的结点交换机结点交换机用于连接其它的结点交换机用于连接计算

机1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑶广域网的分组转发机制①存储转发在广域网中，分组往往经过许多的结点交换机的存储转发（storeandforward）才能到达目的地。为完成存储转发功能，结点交换机必须在存储器中对

分组进行缓冲。1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑶广域网的分组转发机制②广域网的物理编址在广域网中，分组往往经过许多结点交换机的存储转发才到达目的地。广域网使用层次地址方案（hierarchicaladdressing

scheme），使得转发效率更高。层次地址把一个地址分成几部分。最简单的层次地址方案把一个地址分为两部分：第一部分表示结点交换机，第二部分表示连到该交换机上的计算机。1.5广域网的有关技术两段式层次地址图例图1-3每个地址包括两部分：第一部分表示结点交换机，第二

部分表示连到该交换机上的计算机交换机1交换机2地址[1，2]地址[1，5]地址[2，2]地址[2，6]1.5广域网的有关技术1.5.1接入网、传输网与广域网3.广域网⑶广域网的分组转发机制③广域网中的路由为使广域网能正确地运行，内、外部交换机都必须有一张路由表，并且都能转发结点。路由表

中的数据必须符合以下条件：ⅰ.完整的路由。每个交换机的路由表必须含有所有可能目的地的下一站。ⅱ.路由优化。对于一个给定的目的地而言，交换机路由表中下一站的值必须是指向目的地的最短路径。1.5广域网的有关技术1.5.2AD

SL接入网技术ADSL的全称是AsymmetricDigitalSubscriberLine，中文意思是“非对称数字用户线路”。它是DSL（DigitalSubscriberLine，即数字用户线路，是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合）技术的一种，它以现有普通电话线为传输介质。我

们只要在线路两端加装ADSL设备即可使用ADSL提供的高宽带服务。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒈ADSL的发展早在六十年代，人们希望能够找到一种廉价的传输方式，于是就出现了HDSL（High-speedDigitalSu

bscriberLine，高速数字用户线路）。HDSL使用两对铜线作传输介质，可以在不使用放大器的情况下使数字信号传输大约11公里，到了九十年代就演变出了使用一对铜线的ADSL。当初开发ADSL，是专为视像节目点播VOD而

设计的。随着Internet的急速发展，ADSL所具有的高带宽越来越受到重视。于是，ADSL改头换面作为一种高速接入Internet的技术出现在人们面前。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒉ADSL简介

ADSL是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术。ADSL即非对称数字信号传送，ADSL技术的主要特点是可以充分利用现有的铜缆网络（电话线网络），在线路两端加装ADSL设备即可

为用户提供高宽带服务。ADSL的另外一个优点在于它可以与普通电话共存于一条电话线上，在一条普通电话线上接听、拨打电话的同时进行ADSL传输而又互不影响。在现有的电话线上安装ADSL，除了在用户端安装ADSL通讯终端外，不用对现有线路作任何改动。1.5广域网的有关技术1.5

.2ADSL接入网技术⒉ADSL简介ADSL具备的主要特点及优点如下：①可直接利用现有的用户电话线，无须另铺电缆，节省投资；②能提供上、下行不对称的传输带宽；③采用点对点的拓扑结构，用户可独享高带宽，以超高速上网（比普通modem高数十倍到上百倍）；1.5广域网的有关技术1.5.2AD

SL接入网技术⒉ADSL简介④可广泛用于视频业务及高速INTERNET等数据的接入，它的网上视频实时播放（VOD、MTV等），突破传统MODEM网上视频播放差的限制；⑤上网同时可以打电话，互不影响，而且上网时不需

要另交电话费。⑥目前，由于普通的INTERNET用户接入网络采用MODEM拨号的方式，因此，INTERNET用户的剧增可能会造成网络的拥塞（国外已经出现了这种情况），而使用ADSL则可以避免。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接

入网技术⒊多种接入技术的比较⑴ADSL与CableModem的比较与CableMode相比，ADSL技术具有着相当大的优势。CableModem的HFC接入方案采用分层树型结构，其优势是带综合来看，即使在理想状态下，HFC只相当于一个10Mbps的共享

式总线型以太网，而ADSL接入方案在网络拓扑结构上较为先进，因为每个用户都有单独的一条线路与ADSL局端相连，它的结构可以看作是星型结构，它的数据传输带宽是由每一用户独享的。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒊多种接入技术的比较⑵ADSL与普通拨号Modem及N-ISDN的比

较①比起普通拨号Modem的最高56K速率，以及N-ISDN128K的速率，ADSL的速率优势是不言而喻的。②与普通拨号Modem或ISDN相比，ADSL更为吸引人的地方是：它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并

不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载。这意味着使用ADSL上网并不需要缴付另外的电话费。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒋ADSL接入类型专线入网方式：用户拥有固定的静态IP地址，24小时在线。虚拟拨号入网方式：并非是真正的电话拨号，而

是用户输入帐号、密码，通过身份验证，获得一个动态的IP地址，可以掌握上网的主动性。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒌ADSL原理及特点当我们使用ADSL上网的时候，ADSLMODEM便在电话线上产生了三个信息通道：一个为标准电话服务的通道、一个速率为640Kbps-1.0

Mbps的中速上行通道、一个速率为1Mbps-8Mbps的高速下行通道，并且这三个通道可以同时工作。这样，你就可以一边下载软件，一边收看网上多媒体广播，并且还可以使用电话。而这一切都是在一根电话线上同时进行的。为了在电话线上分隔有效带宽，产生多路信道，ADSL调制解调器一

般采用两种方法实现，频分多路复用（FDM）或回波消除（EchoCancellation）技术。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒍ADSL接入模型ADSL的接入模型主要由中央交换局端模块和远端模块部分组成。⑴中央交换局端模块

中央交换局端模块包括在中心位置的ADSLModem、接入多路复用系统，处于中心位置的ADSLModem被称为ATU－C（ADSL中心传送单元）。⑵远端模块远端模块由用户ADSLModem、滤波器组成。用户ADSLModem通常被称为ATU－

R（ADSL远端传送单元）。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒎ADSL设备的安装ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面，由服务商将用户原有的电话线中串接入ADSL局端设备；用户端的ADSL安装只要将电话线连上

滤波器，滤波器与ADSLMODEM之间用一条两芯电话线连上，ADSLMODEM与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件安装，再将TCP/IP协议中的IP、DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。局域

网用户的ADSL安装与单机用户没有很大区别，只需再加多一个集线器，用直连网线将集线器与ADSLMODEM连起来就可以了。1.5广域网的有关技术1.5.2ADSL接入网技术⒏ADSL的应用及前景业界许多专家都坚信，以ADSL为主的xDSL技术终将成为铜双绞线上的赢家，目前采

用普通拨号Modem及N-ISDN技术接入的用户将逐步过渡到ADSL等宽带接入方式，并最终实现光纤接入。1.5广域网的有关技术1.5.3传输网技术传输网络由传输系统设备和完成多种传送功能的网络节点构成。传输系统设备可以是光缆传输系统，也可以是数字微波系统或卫星通信系统。网络节点所要完成的功能包

括信道终结、复用、交叉连接和交换等多种功能。简单节点可以只具有部分功能，例如仅有复用功能，而复杂节点则通常包括全部的网络节点功能。1.6局域网基础知识局域网的特性主要有以下几个方面：⑴网络所覆盖的地理范围比较小。⑵信息的传输速率比较高,其范围自1Mbps到10Mbps,近来已

达到100Mbps。⑶具有较低误码率。⑷局域网容易组装、组建和维护，具有较好的灵活性。⑸网络的经营权和管理权属于某个单位。1.6局域网基础知识1.6.1局域网的传输介质网络中各站点之间的数据传输必须依靠某种传输介质来实现。传输

介质种类很多，适用于局域网的介质主要有三类：双绞线、同轴电缆和光纤。1.6局域网基础知识1.6.2局域网基本组成局域网一般由服务器，用户工作站，传输介质，联网设备四部分组成1.6局域网基础知识1.6.3局域网的拓扑结构网络

拓扑定义了网中资源的连接方式，在局域网中常用的拓扑结构有:总线型结构、环形结构、星形结构。1.6局域网基础知识总线型拓扑结构1.6局域网基础知识环型拓扑结构1.6局域网基础知识星型拓扑结构1.6局域网基础知识1.6.4局域网的类型⒈专用服务器结构（Server—Base）⒉客户机/

服务器模式（client／server）⒊对等式网络（Peer—to—Peer）1.7网络系统的规划和设计1.7.1网络规划网络规划就是为即将建设的网络系统提出一套完整的设想和方案，包括网络系统的可行性研究与计划、需求分析、软硬件设

施的选择、系统结构的选择、投资预算、建立规范化的文档等。它是网络系统集成的整体规划。网络规划对建立一个功能完善、安全可靠、性能先进的网络系统至关重要。1.7网络系统的规划和设计1.7.1网络规划⒈网络的需求分析网络的需求分析是关系到一个网络

系统成败的关键，是网络设计的基础。网络需求分析的任务就是全面了解用户的具体要求，对用户目前的需求状况进行详细的调研。了解用户建网的目的、用户已有的网络基础和应用现状（包括综合布线、网络平台、已开展的网络应用等）。需求分

析就是要了解用户组建网络的要求和目标，网络规划的过程应从这里开始，也应该回到这里。1.7网络系统的规划和设计1.7.1网络规划⒉网络系统的规划设计⑴计算机网络规划的内容网络系统和硬件结构的评估与选择；网络

操作系统的评估与选择；网络应用软件的评估与选择.1.7网络系统的规划和设计1.7.1网络规划⒉网络系统的规划设计⑵总体设计原则实用性原则开放性原则安全性原则先进性原则易用性原则可扩展性原则1.7网络系统的

规划和设计1.7.1网络规划⑶规划设计的步骤①确定网络的结构：根据地理位置情况确定网络拓扑结构。②网络硬件的选择：即进行硬件的选择和采购。③绘制网络连线图：绘制整个系统的逻辑结构图。④设备器件列表：包括硬件名称、规格、数量和备注等内容。1.7网络系统的规划

和设计1.7.2网络系统设计⒈系统架构⒉网络方案中的设备选型⒊结构化布线⒋网络安全设计