network basic.docx
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networkbasic
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1、计算机网络的国际标准
（1）OSI（OpenSystemInterconnection：
开放式系统互连）
ISO（InternationalOrganizationforStandardization：
国际标准化组织）提倡的通信协议（通信规约），使用相同的协议使不同机型之间的通信变为可能。
（2）OSI参照模型
把网络的功能分为7层，提倡结构化和标准化。
层次
功能
第7层应用层
应用程序访问网络服务的窗口（利用网络工作的程序如电子邮件，文件传送等）
第6层表达层
决定计算机之间交换数据的格式带有格式的数据的输入，表示，控制
（具体来说，文字编码/位编码/图形数据的翻译/加密/数据压缩等）
第5层会话层
决定不同计算机上的应用程序建立，使用和结束被称为连接的会话
（具体来说，交换控制信息，发送权限的管理，收发信息机器的连接，通信，切断）
第4层传输层
管理终端系统之间的正确的数据传送
（监视收发信息状态，出错时重发）
第3层网络层
指定发出的数据到达接收方的通信通道以及中继路由
另外也进行通信双方之间的确认和切断，再发送的判断等
第2层数据链路层
进行基于预定的控制方式，传送方式的通信控制，实现收发机器与LAN之间的正确的收发
此时，使用被称为MAC（MediaAccessControl：
媒体访问控制）号码的地址号码
第1层物理层
传送媒介（硬件），连接形态等通信必须的物理的（电气的）媒介
规定长度限制，通信速度等条件。
2、LAN的通信缆线
分类
双绞线
同轴电缆
光纤
特征
•抗干扰性强（平衡传送）
•成本低，容易连接
•抗干扰性强
•成本，连接容易性比双绞线差
•抗干扰性最强
•成本高
种类
/
区分
3类
4类
5类
同轴粗缆
同轴细缆
单方式
直径
10/25m
波长
1300nm
多方式
直径
62.5/125m
波长
850nm
多方式
直径
62.5/125m
波长
1300nm
适用
10Base-T
4Mbps
Tokenring
100VG-
SAnyLAN
10Base-T
4/16Mbps
Tokenring
10Base-T
100Base-T
4/16Mbps
Tokenring
10Base5
10Base2
FDDI
10Base-F
FDDI
备考
最大10Mbps
节点间距
最大
100m
最大16Mbps
节点间距
最大
100m
最大100Mbps
节点间距
最大
100m
一个网段
最长500m
最长185m
链路间距
最长
40km
节点间距
最长
2km
链路间距
最长
2km
节点数
最多1024
最多30
收发器
间隔
最小2.5m
收发器
间隔
最小0.5m
通过中继器最多连接5个网段
3、Ethernet的种类和连接
i.Ethernet的种类
种类
10Base5
10Base2
10Base-T
10Base-T/
100VG-AnyLAN
通称
粗缆网络
细缆网络
双绞线网络
快速以太网
连接形态
总线
星/总线
访问控制方式
CSMA/CD
CSMA/CD
传送方式
基带
传送速度
10Mbps
100Mbps
缆线
50Ω同轴电缆（粗）
50Ω同轴电缆（细）
双绞线
双绞线
光纤
接头
AUI
BNC
RJ-45
RJ-45
传送距离
500m
185m
100m（HUB）
100m（2km：
光纤）
最大终端连接数
100台
30台
根据HUB的性能
备考
适用于大规模系统
系统构筑比较难
比10Base5容易构筑系统
最方便容易构筑系统
目前HUB昂贵
参考：
IEEE802.3规格的命名规范
表示通信速度
1…1Mbps
10…10Mbps
100…100Mbps
数字时，单一网段约最大长度的1/100：
5…500m（10Base5）
2…185m（10Base2）
网络直径（终端与终端之间）约最大长度的1/100：
36…3600m（10Broad36）
5…500m（1Base5）
10Base-T以后不再表示长度而表示媒介：
T…双绞线（10Base-T）
TX…双绞线（10Base-TX）…使用2对4芯
T4…双绞线（10Base-T4）…使用4对8芯
F…光纤
10Base5
表示调制方式：
Base…基带
Broad…宽带
Ethernet的连接
（1）100Base-T
100Base-T是作为10Base-T的下一代高速以太网而诞生，在IEEE802.3标准化。
100Base-T可以完全适用当前的网络管理工具，以及有关协议的知识。
另外，10Mbps以太网市场的供货商大多数都有加入。
•具备与原有的10Mbps以太网的报文的互换性。
•具备能够对应连接方的速度，设置自己的方式的AUTONEG功能。
100Base-T在保持与原有的LAN的标准与连接性的同时，实现了高速化。
100Base-T
标准名称
100Base-T4
100Base-TX
100Base-FX
访问控制
CSMA/CD
传送媒介
4对UTP3/4/5类
2对UTP5类
2对STP3类
2芯多方式光纤
传送距离
HUB连接最大
终端与终端之间：
200m※
终端与终端之间：
200m※
终端与终端之间：
305m※
MAC帧
802.3报文帧互换
※终端与终端之间有1台HUB时
ii.连接机器及设备
（1）10Base5（MAU）
收发器是连接以太网同轴电缆和工作站的接口。
以10Mbps的速度传送信号，也对以太网同轴电缆上发生的冲突进行监测，以及绝缘同轴电缆和工作站之间的电气。
单端口收发器从中段获取供电能够工作，有些多端口收发器，需要另外从AC插座供电。
（2）集线器（HUB）
HUB是集线装置，对指定的网段或计算机进行发送目的地和发送源的管理（MAC地址管理）。
另外，也进行保证转送的误差控制。
HUB的种类
可堆叠HUB
不可堆叠HUB
功能
HUB与HUB之间通过缆线连接堆叠，增加端口数
扩展性强，容易集中管理
HUB与HUB之间不用专用缆线连接的类型
当增加端口数时，需要级联（串联）
构造
通过专用缆线连接
堆叠连接缆线
端口数成倍增加
通过链接端口和交叉线（直连线）连接
（注）用交叉线最多可以连接4段
交叉线
端口数不能成倍增加
连接到终端
（3）网卡
具备AUI，BNC，RJ-45等插口，连接到以太网的扩展接口板，别名NIC（NetworkInterfaceCard），也称为LAN适配器（卡）。
※MAC（MediaAccessControl：
媒体访问控制）地址
局域网网卡等，连接到以太网的所有的设备拥有的固定（识别）号码。
MAC地址时一个6字节数据。
前3字节表示供货商（厂商），由IEEE登记/管理。
后3字节为各厂商分配给各产品一个唯一的号码。
每块带有1个MAC地址的网卡都是独一无二的。
最近的局域网设备，在ROM或EP-ROM上写入MAC地址，同时在卡上用标签等著名。
设置网络设备时，根据需要登记进计算机。
MAC地址示意：
OO—40—41—84—2B—1C（16进制数）
IEEE管理厂商自己管理
b）LAN的互相连接
使局域网彼此互相连接俄的设备称为网络设备。
i.网络机器的分类
层
OSI的说明
设备
内容
第3层
网络层
不能直接通信时，通过何种通道能够通信，对此进行管理。
由此和数据链路层一起进行其他地址管理。
（IP地址等）
路由器
①不同网络之间的互相连接
②过滤功能（网络层的过滤）
③静态路由（预先指定的路由）
④动态路由（自动判断最合适的路径，传送报文）
⑤线路出现故障时，自动判别迂回的线路。
第2层
数据
链路层
以对应下一层使用的协议的形式，对发送地址和发送源进行管理。
（MAC地址管理）
进行保证传送的误差控制。
交换
集线器
①以太网交换机占有了10Mbps的领域。
②指定网段，计算机（利用地址列表）
网桥
①局域网的相互连接
②指定网段
③通过指定网端，减轻网络堵塞，提高通信效率。
第1层
物理层
把从各种媒介获取的电气信号转换为上一层能够判断的信号形式（位图）。
反过来，把从上一层获取的位图转换为各媒体具备形式的电气信号。
中继器
（中继
集线器）
①延长局域网的传送距离
②增幅，再生波形
③10Base-T的中继集线器可以连接多段（代替中继器）
（1）交换集线器
原来的HUB只有延长网线的功能，把1台终端的数据发送给所有终端，不能同时进行1组的通信。
交换集线器可以解析数据的地址的MAC地址，只把数据发送给对应设备连接的端口。
减低了局域网全体负荷的同时也提高了安全性。
在决定发送目的地期间，数据暂时保存在内部，由于具备此功能，可以连接通信速度不同的局域网。
有可以连接10Base-T和10Base-TX的交换集线器。
（2）网关
连接协议完全不同的网络的设备。
c）协议
i.协议的概要
计算机之间为了交换数据，需要约定通信速度，通信方法，错误校正，数据形式等。
这种约定称为协议（通信规约）。
ii.代表性协议
OSI参照模型和LAN协议的大的分层
OSI参照模型
LAN
协议分层
各大分层的功能
代表协议
7
应用层
高层
①一定程度上识别数据的含义
（例：
识别一段数据为信息，识别信息的帧数，当输送中发生故障时，返回到某一点，重新输送，转换文字编码，加密）
②规定OS和应用程序的密切关系的功能
③作为网络应用程序
a.文件传输
b.电子邮件/信息交换
c.假设终端
SMB
NCP
AFP
Telnet
FTP
NFS
6
表达层
5
会话层
4
传输层
中层
1经过哪一个路由输送数据（与数据本身无关）
2送出的数据是否按照顺序送达对方
3超出对方的接收能力不发送吗
4对同一对象发送/接收不同种类的数据时，如何辨别
5也就是，只要使连接到网络的任意节点之间确实能够收发信息
TCP/IP
IPX/SPX
Appletalk
NetBEUI
3
网络层
2
数据链路层
底层
1传输信号需要的电气的，机械的条件
2数据的格式（包含地址，来源等表达方法）
3错误的检测功能
4各节点的发送时序的调整
5CSMA/CD（IEEE802.3）
6令牌传递（令牌总线：
IEEE802.4令牌环：
IEEE802.5）
LAN
WAN等
1
物理层
（1）底层的协议
底层协议的目的在于，使连接在LAN上的计算机，可以把数据发送给同一LAN上的其他计算机。
也就是说，提供数据通信的基础的功能是底层协议的工作。
在LAN上，因为所有节点都可以传达信号，通信对象以外的节点也会收到数据。
为了解决连接到网络上的节点增加时出现的混乱，考虑了几种方式[媒体访问控制方式（MAC：
MediaAccessControl）]
主要分为①CSMA/CD方式②令牌传递方式
（2）中层的协议
多个LAN通过路由器连接，成为一个大规模的网络时，只靠底层的功能已经不够。
如下图所示，不同的LAN上的节点之间为了通信，需要中层协议。
中层协议的目的在于，不管连接场所和连接形态，都保证连接在网络上的任意节点之间能够通信。
（3）高层的协议
高层协议不仅仅是向对方输送数据，还规定了OS和应用程序紧密结合的功能。
中层协议读与收发的数据本身一概不知，只是把数据作为位列来处理，传送给对方。
与此相对，高层协议在某种程度上认识数据的含义。
iii.TCP/IP
（1）IP地址的配置方法
IP地址类似电话号码，在网络上必须是唯一（固有）的。
（2）IP地址的构成
IP地址以应用在多个网络为目的，把32位（4字节）的地址，划分为网络地址和本地地址（主机地址）来使用。
网络地址
本地地址
32位（4字节）
一般情况下，IP地址以1字节（8位）为单位转换为10进制数，以终止符划分来表示。
（例）IP地址01111111000000000000000000000001，按8位划分为
01111111（127）00000000（0）00000000（0）00000001
（1）
表现为127.0.0.1
（3）网络地址
A级…开头为“0”时，包含此位的8位为网络地址，剩下的24位为本地地址
（大规模网络用）
B级…开头为“10”时，包含此2位的16位为网络地址，剩下的16位为本地地址
（中等规模网络用）
C级…开头为“110”时，包含此3位的24位为网络地址，剩下的8位为本地地址
（小规模网络用）
等级
开头4位
网络地址
位数
主机地址
位数
网络地址
（10进制）
A
0XXX
8（7）
24
0．?
．?
．?
～
127．?
．?
．?
B
10XX
16（14）
16
128．0．?
．?
～
191．255．?
．?
C
110X
24（21）
8
192．0．0．?
～
223．255．255．?
D
1110
28位的连续定义
224．0．0．0～
239．255．255．255
E
1111
未定义
网络地址位数的（）内的数字，是用户可以使用的位数。
（4）子网地址
一个网络上连接多台终端时，冲突增加，处理速度降低。
通过使用路由器，把网络分隔为各个网段，防止了效率降低。
这时，本地地址的前半部分成为子网地址，用来分隔网络。
网络地址
子网地址
网段内的
本地地址
本地地址
（5）子网掩码
指定IP地址的哪一部分表示网络+子网。
只有位的1的部分完全一致的地址，属于同一网络，不一致时判断为其他网络。
从计算机A（128.1.1.2）来看
子网掩码值
255.255.255.0
11111111111111111111111100000000
计算机A
128.1.1.2
10000000000000010000000100000010
用子网掩码与A匹配
10000000000000010000000100000000
计算机B
128.1.1.3
10000000000000010000000100000011
用子网掩码与B匹配
10000000000000010000000100000000
计算机C
128.1.2.2
10000000000000010000001000000010
用子网掩码与C匹配
10000000000000010000001000000000
d）网络打印
i.网络打印的优越性
（1）场所的有效利用（缩小规模）
1台打印机供多台终端共享使用，节约了打印机的设置面积
（2）经济化（降低成本）
共享彩色复印或高速打印机等贵重的资源，可以把打印机的台数限制到最少
（3）快速方便的打印环境（提高效率）
彩色打印机或高速打印机等，可以根据工作目的选择，构筑了更方便舒适效率更高的打印环境
1、TCP/IP相关用语
★DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol：
动态主机配置协议）
对于连接在TCP/IP网络上的每一个终端（客户），为了使用网络，自动设置登录时所需的IP地址等情报。
网络上的DHCP服务器，预先记录了DNS服务器和网关等的IP地址，子网掩码和适于分配给客户的IP地址的范围，等等情报。
在计算机等客户端，启动和连接到网络时，从DHCP服务器获得必须的情报完成设置。
通过拨号IP连接，自动获得IP地址时，多数也是使用此协议。
★WINS（WindowsInternetNameServices：
Windows网络名服务）
Windows的网络环境下的名字解析（使计算机名和IP地址对应）功能。
WindowsNTServer具备WINS服务器功能，在客户端的TCP/IP属性下指定此WINS服务器的IP地址就可以使用。
名字解析的方法，除了WINS以外，还有把IP地址在网络上广播，预先在LMHOSTS文件和HOSTS文件中记录关联的名字和IP地址，使用DNS服务器等方法。
但是，IP的广播方式不能对应路由器外的网络，同时增加了网络的负荷。
而使用LMHOSTS文件和HOSTS文件，在DHCP服务器动态分配IP地址的环境下很难使用。
WINS服务器可以解决这些问题，能够在大规模网络上使用。
另外，DNS服务器，本身不能对应动态的IP地址的变更，但是WindowsNT4.0以后，可以与WINS服务器一起，对应IP地址的变更。
★DNS（DomainNameSystem：
域名解析系统）
把连接在英特网上的计算机被分配的号码（IP地址），转换为人类容易理解的文字列。
英特网的通信协议TCP/IP，是以IP地址这样的数字列被计算机识别。
但是IP地址是8bit单位的数值，人类难以记住不符合实用。
因此考虑了DNS。
★TCP/IP实用程序
①FTP（filetransferprotocol：
文件传输协议）
连接在英特网上的计算机之间用于交换文件的协议。
在英特网标准协议的TCP/IP上工作，提供双向的文件传送。
②Telnet
在英特网等TCP/IP网络上，为连接到远程的计算机的协议。
如果使用telnet软件与对方计算机连接，对连接方的计算机可以进行指令操作。
③WINIPCFG
显示计算机的构成。
作为诊断工具发挥作用。
包含DHCP的资源状态。
④Netstar
显示网络的状况。
⑤Ping
检查指令，在英特网等TCP/IP网络上，向对方计算机发送一个小的报文，根据返回时间，检查对方计算机以及通信回路的状况。
⑥Route
使通信和路由的构成可行。
⑦Tracert
进行远程计算机的通路的检查和追踪。
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