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计算机网络实用化教程
计算机网络基础
第一节 计算机网络简介
计算机网络是现代计算机技术与通信技术密切结合的产物,是随着社会对信息共享和信息传递的日益增强的需求而发展起来的。
计算机网络,就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来,以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。
一、计算机网络的形成与发展
自1946年世界上第一台数字电子计算机问世后，有近十年，计算机和通信并没有什么关系。
1954年制造出了终端，人们用这种终端将穿孔卡片上的数据从电话线路上发送到远地的计算机，此后又有了电传打字机，用户可在远地的电传打字机上键入程序，而计算出来的结果又可以从计算机传送到电传打字机打印出来，计算机与通信的结合就这样开始了。
现代的计算机网络技术起始于20世纪60年代末，当时，美国国防部要求计算机科学家为无限量的计算机通信找到某种途径，使任何一台计算机都无需充当"中枢"。
美国国防部于1969年出资研究开发ARPA网，该网络被设计成可在计算机间提供许多路线（在计算机术语中称为路由）的网络。
到20世纪80年代末，有数百万计算机和数千网络使用TCP/IP，而且，正是从它们的相互联网开始，现代网络才得以诞生。
一般我们把网络的发展分为以下四个阶段。
第一阶段：
50年代，初期的面向终端的计算机通信网的兴起，数据通信技术的研究;
第二阶段：
60年代，ARPANET与分组交换技术的研究；
第三阶段：
70年代中期，网络体系结构与网络协议的国际标准化问题；
第四阶段：
90年代,Internet广泛应用，异步传输模式ATM、高速通信网与接入网技术的发展。
1、计算机网络的用途
计算机网络技术是计算机技术和通信技术相结合的产物，网络使计算机的作用超越了时间和空间的限制，对人们的生活产生着越来越深远的影响。
当前计算机网络主要具有以下用途：
（1）计算机通信
使不同地区的网络用户可通过网络进行对话，实现终端与计算机、计算机与计算机之间可互相交换数据和信息。
（2）资源共享
是指共享计算机网络中所包含的各种类型的计算机及其配套设备、数据和软件等，提高利用率，降低综合费用，增强数据处理能力。
（3）分布式处理
将一个复杂的任务分解，然后放在多台计算机上进行处理，降低软件设计的复杂性，提高效率降低成本。
（4）负载分担
当网络中某一局部负荷过重时，可将某些任务传送给其它的计算机去处理，以均匀负载。
（5）集中管理
对地理位置上分散的组织和部门，通过计算机网络实现集中管理。
2、计算机网络的分类
计算机网络的划分方法大致可分为两类：
（1）按覆盖区域划分
计算机连网络按其覆盖区域大小，可以分为局域网LAN（LocalAreaNetwork）、城域网MAN（MetropolitanAreaNetwork）和广域网WAN（WideAreaNetwork）。
局域网LAN是指在有限的范围内（一般是几米到几公里），将各种计算机、外部设备和通信设备通过网络传输介质互联在一起的网络系统。
城域网MAN专指覆盖一个城市的网络系统。
又称为市网。
广域网WAN覆盖范围通常可以是几十公里甚至是上千公里，乃至环绕整个地球。
（2）按网络所采用的技术分类
按照计算机网络所采用的技术，又可将网络传输技术分为媒体访问技术和分组交换技术两大类。
媒体访问技术
媒体访问技术是指基于不同的传输媒体而采用的各种网络访问技术，如以太网技术、令牌环技术、FDDI技术等
分组交换技术
分组交换技术则是基于数据分组（Packet）而采用的一种网络交换技术，如X.25、帧中继等。
另外按照新的网络划分方法，可以将网络分为四大类：
工作组网、社区网、企业网和全球广域网。
二、计算机网络体系结构与协议
1、OSI参考模型
70年代以来，国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构，但它们都属于专用的。
为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。
国际标准化组织ISO于1981年正式推荐了一个网络系统结构----七层参考模型，叫做开放系统互连模型（OpenSystemInterconnection，OSI）。
由于这个标准模型的建立,使得各种计算机网络向它靠拢,大大推动了网络通信的发展。
图8-1OSI参考模型
OSI参考模型将整个网络通信的功能划分为七个层次，见图8-1。
它们由低到高分别是物理层（PH）、链路层（DL）、网络层（N）、传输层（T）、会话层（S）、表示层（P）、应用层（A）。
每层完成一定的功能，每层都直接为其上层提供服务，并且所有层次都互相支持。
第四层到第七层主要负责互操作性，而一层到三层则用于创造两个网络设备间的物理连接。
OSI参考模型对各个层次的划分遵循下列原则：
（1）网络中各结点都有相同的层次，相同的层次具有同样的功能；
（2）同一结点内相邻层之间通过接口通信；
（3）每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务；
（4）不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
根据以上原则，ISO制定了开放系统参考模型OSIRM。
2、网络协议
在网络上的各台计算机之间相互通讯需要遵守统一的规则，这些规则就是网络协议，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。
当前在网络中常用的协议有TCP/IP协议、NETBEUI/NETBIOS协议、IPX/SPX协议等协议。
在下面我们将简单介绍TCP/IP协议。
三、TCP/IP协议
每种网络协议都有自己的优点，只有TCP/IP允许与Internet完全的连接。
TCP/IP是60年代由麻省理工学院和一些商业组织为美国国防部开发的，即便遭到核攻击而破坏了大部分网络，TCP/IP仍然能够维持有效的通信。
ARPANET就是由基于此协议开发的，并发展成为作为科学家和工程师交流媒体的Internet。
TCP/IP协议（TransferControlnProtocol/InternetProtocol）叫做传输控制/网际协议，这个协议是Internet国际互联网络的基础。
TCP/IP是互联网络中使用的基本的通信协议。
虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议（TCP）和网际协议（IP），TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：
远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。
通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。
以TCP/IP为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为INTERNET的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。
IP地址
通过TCP/IP协议进行通信的计算机之间，为了确保计算机在网络中能相互识别，网络中的每台计算机都必须有一个惟一的标识，即IP地址。
IP地址由32位二进制数组成，将其分为4段，每段由8位二进制数组成，为便于书写，将每段8位二进制数用十进制数表示，中间用小数点分开，每组数字介于0-255之间，如某一台电脑的IP地址可为：
202.206.65.115，但不能为202.206.259.3。
IP地址按网络规模的大小主要可分成三类:
A类地址、B类地址、C类地址。
网络地址数
网络主机数
主机总数
A类
126
16,387,064
2,064,770,064
B类
16,256
64,516
1,048,872,096
C类
2,064,512
254
524,386,048
第二节 局域网
一般把在有限的范围内（几米到几公里），通过各种计算机、外部设备和通信设备互联在一起的网络系统称之为局域网。
它可以是一个办公室内的几台计算机互相连接组成的网络，也可以是一栋楼房上下几百台、甚至上千台计算机互相连接而组成的网络。
因此，这里所谓的“局域”，其实是指相互连接的计算机相对集中于某一区域，彼此之间的距离不是太远。
以太网，指由施乐公司创建并由施乐、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范。
以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以10Mbps的速率运行在多种类型的电缆上。
90年代，交换型以太网得到了发展，并先后推出了100兆的快速以太网、1000兆的千兆位以太网和10000兆的万兆位以太网等更高速的以太网技术。
随着Internet的快速发展，以太网被广泛使用。
值得一提的是，如果接入网也采用以太网，将形成从局域网、接入网、城域网到广域网全部是以太网的结构，这样采用与IP数据包结构近似的以太网帧结构，各网之间无缝连接，中间不需要任何格式转换，可以提高运行效率，方便管理，降低成本，这种结构可以提供端到端的连接。
基于以上原因，以太网接入得到了快速发展，并且越来越受到人们的重视。
一、局域网拓朴结构
网络拓朴结构是指网络中的线路和节点的几何或逻辑排列关系，它反映了网络的整体结构及各模块间的关系。
应当注意网络逻辑拓朴结构与物理拓朴结构的区别，逻辑拓朴结构指网络的节点与介质访问控制之间的冲突关系，物理结构是指网络外部线路的连接形式。
局域网最基本的拓朴结构有以下几种。
1、星型拓朴结构
星型拓朴结构是通过中心转发设备向四周连接的链路结构，任何两个普通节点之间都只能通过中心转发设备进行转接。
星型结构便于管理，但通信线材消耗较多，成本高。
星型拓朴的可靠性较高，中心转发设备出故障才会引起全网瘫痪。
图8-2星型结构
2、环型拓朴结构
网络节点连接成环形，而且所有的链路都按同一方向围绕着环进行循环传输。
这种连接结构简单，是由一些中继器形成点到点链路，整体上组成一个闭合环。
线路总路径长度较短。
缺点是某个节点出故障就可以破坏全网的通信。
3、总线型拓朴结构
总线拓朴结构用一根传输线路作为骨干介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到该总线上，但是其中任何一个连接点发生故障，都会造成全线的瘫痪。
因此总线型拓朴具有故障后果严重、故障诊断困难、故障隔离困难的缺点，一般只被用于计算机数量很少的网络。
网络拓朴的结构形式还有很多，但都可以看作是上述三种结构的复合形式，例如:
树状拓朴、网状拓朴和对等拓朴等。
二、局域网的组成
如同计算机系统一样，局域网也由硬件和软件两大部分构成的。
其中硬件包括：
服务器、工作站、网卡、传输介质和集线器等设备。
软件包括：
网络操作系统、网络协议和网络接口卡驱动程序等。
局域网连接设备
1、网卡
网络接口卡，简称网卡（NetworkInterfaceCard），提供计算机与网络之间的接口，是局域网最基本的组成部分之一。
网卡主要具有以下功能：
处理网络传输介质上的信号，并在网络媒介和PC之间交换数据。
图8-3网卡
2、交换机与集线器
交换机，也叫做叫交换式Hub（SwitchHub）。
是一种能完成封装转发数据包功能的网络设备。
它具备自动寻址能力和交换作用。
交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输。
交换机可以同时互不影响的传送信息包，防止传输冲突，提高网络的实际吞吐量。
图8-4交换机图8-5集线器
集线器（Hub）是对网络进行集中管理的最小单元，就好像树的主干，它是各分支的汇集点。
它是一个共享设备，其实质是一个中继器，而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。
3、路由器
路由器是互联网的主要节点设备。
路由器通过路由决定数据的转发。
作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于TCP/IP的国际互连网络Internet的主体脉络，也可以说，路由器构成了Internet的骨架。
它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。
图8-6路由器
第三节 WindowsXP中局域网的设置
一、更改计算机名与计算机工作组
为了使网络中众多电脑便于识别，可以给计算机进行更名。
下面我们将简单的介绍一下在WindowsXP中更改计算机名与工作组。
第一步右键单击桌面“我的电脑”图标，选择“属性”项，打开“系统属性”
图8-7
第二步选择“计算机名”选项卡，点击“
”按钮；
图8-8
第三步在弹出的对话框中填写“计算机名”、“工作组”；
图8-9
第四步填写完毕点击“确定”，回到“系统属性”点击“确定”，即更改完毕。
第五步按照提示重启计算机。
二、局域网IP地址的设置
为了使接入网络的众多电脑主机在通信时能够相互识别，需要为网络中的每一台主机分配一个唯一的IP地址。
在下面我们简单的介绍一下在WindowsXP中设置IP地址。
第一步右击桌面“网上邻居”图标，然后选择“属性”项如图8-10。
图8-10
打开如图8-11窗口
图8-11
第二步右击“本地连接”选择“属性”，如图8-12
图8-12
打开如图8-13的窗口
图8-13
第三步在“本地连接”的“属性”中选择“Internet协议（TCP/IP）”,双击此选项则会出现如图8-14所示
图8-14
设置完毕以后可逐级按“确定”键，设置完毕。
三、局域网中设置共享文件夹
第一步打开“资源管理器”或“我的电脑”，找到你要共享的文件夹，在该文件夹上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“共享与安全”，打开“文件夹名属性”对话框。
图8-15
第二步在“文件夹名属性”对话框的“共享”选项卡中的“网络共享和安全”下选择“在网络上共享这个文件夹”，在“共享名”文本框中输入一个名字。
图8-16
第三步点击“确定”按钮，完成共享设置。
你会发现，该文件夹现在被一支手托着，现在，其它计算机就可以通过网上邻居来查看你这个文件夹中的文件了。
图8-17
四、局域网中设置共享打印机
当你的计算机安装了一台打印机，如果希望将此打印机在局域网中进行共享，可按照如下步骤。
第一步点击“开始”按钮，选择“打印机和传真”命令，打开“打印机和传真”窗口；
图8-18
第二步在“打印机与传真”窗口用鼠标右键点击你要共享的打印机，在弹出的快捷菜单中选择“共享”，
图8-19
第三步在打开的“打印机属性”对话框中中选择“共享这台打印机”，在“共享名”中输入一个名字，点击“确定”按钮，完成打印机共享设置，
图8-20
此时，你会发现打印机下面托着一支手，代表此打印机已被设置成共享。
当同一局域网中的其他用户要使用此打印机，只需在他自己的计算机上安装网络打印机即可与你共同使用。
图8-21
安装网络打印机的方法：
第一步点击“开始”按钮，选择“打印机和传真”命令，打开“打印机和传真”窗口；
图8-22
第二步点击该窗口左侧“打印机任务”中的“添加打印机”，出现“添加打印机”向导对话框，点击“下一步”；
图8-23
第三步在出现的“添加打印机向导—本地或网络打印机”对话框中选择“网络打印机或连接到其它计算机上的打印机”，点击“下一步”；
图8-24
第四步在出现的“指定打印机”对话框中，选择“浏览打印机”，点击“下一步”；
图8-25
第五步在出现的“浏览打印机”对话框中，找到你要安装的网络打印机所在的计算机，双击打开该计算机，在其下的打印机中选中你要安装的打印机，点击下一步，
图8-26
第六步此时出现“设置默认打印机”对话框，如果此打印机较为常用选择“是”，点击“下一步”；
图8-27
第七步点击“完成”网络打印机安装完毕。
图8-28
五、使用网上邻居访问局域网
第一步鼠标双击桌面“网上邻居”图标，打开“网上邻居”窗口；
图8-29
第二步点击“网络任务”栏中的“查看工作组计算机”选项，打开本机所在工作组的窗口；
图8-30
第三步选择要访问的计算机双击打开，可以看见此计算机中已经共享的资源；
图8-31
第四节 因特网
一、因特网（Internet）简介
因特网（Internet）又称国际计算机互联网,是目前世界上影响最大的国际性计算机网络。
其准确的描述是：
因特网是一个网络的网络（anetworkofnetwork）。
它以TCP/IP网络协议将各种不同类型、不同规模、位于不同地理位置的物理网络连接成一个整体。
它也是一个国际性的通信网络集合体，融合了现代通信技术和现代计算机技术，集各个部门、领域的各种信息资源为一体,从而构成网上用户共享的信息资源网。
它的出现是世界由工业化走向信息化的必然和象征。
1、因特网的组成
典型的因特网可分为资源子网和通信子网两个部分。
资源子网是信息资源的提供者，并且网上各站点具有访问网络信息资源和处理数据的能力，资源子网由计算机系统、终端控制器和连网设备等共同组成。
通信子网提供了通信线路的功能，它由网络节点、通信链路和信号变换设备等共同组成。
公用的通信子网由国家电信部门统一组建与管理，一般用户单位无权干涉。
2、因特网的工作原理
Internet使用TCP/IP协议进行数据通信。
当一个Internet用户给其他机器发送一个数据时，TCP将该数据分解成若干个小数据包，再加上一些特定的信息（可以类比为运输货物的装箱单），以便接收方的机器可以判断传输是正确无误的，由IP在数据包上标上有关地址信息。
连续不断的TCP/IP数据包可以经由不同的路由到达同一个地点。
有个专门的机器，即路由器，位于网络的交叉点上，它决定数据包的最佳传输途径，以便有效的分散Internet的各种业务量载荷，避免系统某一部分过于繁忙而发生“堵塞”。
当TCP/IP数据包到达目的地后，计算机将去掉IP的地址标志，利用TCP的“装箱单”检查数据在传输过程中是否有损失，在此基础上并将各数据包重新组合成原数据文件。
如果接收方发现有损坏的数据包，则要求发送端重新发送被损坏的数据包。
一种叫做网关（Gateway）的专用机器使得各种不同类型的网可以使用TCP/IP语言同Internet打交道。
网关将计算机网的本地语言（协议）转化成TCP/IP语言，或者将TCP/IP语言转化成计算机网的本地语言。
采用网关技术可以实现采用不同协议的计算机网络之间的联结和共享。
对于用户来说，Internet就像是一个巨大的无缝隙的全球网，对请求可以立即做出响应，这是由计算机、网关、路由器以及协议来共同保证的。
3、域名
在因特网中计算机同样要通过IP地址来确定每台主机的位置，但由于IP地址是由四段式32位二进制数字组成的，抽象难记，因此有必要使用一种更易被记忆的系统。
这就好象我们记一个人的名字很容易，可记他的身份证号码却相对来讲麻烦得多一样。
根据这种情况，Internet上又制定了另外一套新的规则，即采用方便记忆的域名（DomainName）系统来定义网上主机。
4、域名的组成
域名地址是从右至左来表述其意义的，最右边的部分为顶层域，最左边的则是这台主机的机器名称。
一般域名地址可表示为：
主机机器名.单位名.网络名.顶层域名。
如：
，这里的www是代表是万维网服务，xjbz代表新疆巴州，gov代表政府网，cn代表中国，顶层域一般是网络机构或所在国家地区的名称缩写。
以机构性质命名的域和以国家地区代码命名的域。
常见的以机构性质命名的域，一般由三个字符组成，如表示商业机构的“com”,表示教育机构的“edu”等。
以机构性质或类别命名的域如下表：
域名
含义
com
商业机构
edu
教育机构
gov
政府部门
mil
军事机构
net
网络组织
int
国际机构（主指北约）
org
其他非盈利组织
以国家或地区代码命名的域，一般用两个字符表示，是为世界上每个国家和一些特殊的地区设置的，如中国为“cn”、香港为“hk”、日本为“jp”、美国为“us”等。
但是，美国国内很少用“us”作为顶级域名，而一般都使用以机构性质或类别命名的域名。
下表是一些常见的国家或地区代码命名的域：
5、域名解析
域名解析服务DNS（DomainNameSystem）。
通过它完成域名地址与IP地址的转换，在技术上实现了用域名代表互联网上的地址。
键入域名（例：
）后，计算机向域名服务系统（DNSServers）发出请求，域名服务系统将收到的的域名转换成IP地址（218.31.132.251）并传回计算机，计算机根据此IP地址进行访问，从而实现域名与IP地址的转换过程。
6、因特网的应用
（1）ＷＷＷ
WWW是WorldWideWeb（环球信息网）的缩写，中文名字为“万维网”。
它起源于1989年3月，由欧洲量子物理实验室CERN（theEuropeanLaboratoryforParticlePhysics）所发展出来的主从结构分布式超媒体系统。
通过万维网，人们只要通过使用简单的方法，就可以很迅速方便地取得丰富的信息资料。
（2）电子邮件（E－Mail）
电子邮件（E－Mail）是Internet最常用的基本功能之一，通过电子信箱，世界各地的用户能够方便、快捷地交换电子邮件、查阅信息，及时获取有关信息。
Internet的电子邮件地址格式是：
username@hostname.domain。
其中username代表用户名或用户帐号，hostname.domain代表邮件服务器地址。
如：
hxh@是一个用户的E－Mail地址，其中hxh为用户帐号名，为邮件服务器地址。
（3）文件传输服务
文件传输协议FTP（FileTransferProtocol）是Internet传统的服务之一。
FTP使用户能在两个联网的计算机之间传输文件，它是Internet传递文件最主要的方法。
使用匿名（Anonymous）FTP，用户可以免费获取Internet丰富的资源。
除此之外，FTP还提供登录、目录查询、文件操作及其他会话控制功能。
（4）远程登录（Telnet）
Telnet是模仿传统终端,帮助用户远程登陆到虚拟主机上的工具，Telnet使得操作者如同面对服务器操作一样，可以控制服务器的工作、了解服务器的工作状态、改变文件权限。
7、连接因特网的方式
（1）仿真终端方式
以仿真终端方式进入Internet就是指通过电话拨号线路把用户的电脑连接到一台已经与Internet直接连接的多用户的主机上，而用户的电脑只是作为该主机的终端机进行工作，即是作为该主机的一个近程终端用户或者是远程终端用户到Internet上面去游览。
作为终端用户来说，在Internet上的所有操作只能是所接的主机与Internet发生关系，而不能是用户的电脑与Internet发生关系。
这种连接方式功能较差，在90年代初使用较多。
（2）拨号IP方式
所谓拨号IP连接方式是利用一种叫做点对点协议（简称PPP方式）的软件，把用户的计算机和ISP的主机通过Modem利用电话线建立一个完全的Internet连接，用户的计算机借助于ISP的主机直接连接到Internet上。
这里所说的直接连接是相对于仿真终端连接方式而言的。
也就是说，这时用户的计算机是一台独立的Internet主机，用户的计算机有独立的IP地址，用户可以在入网时从屏幕上看到这个IP地址，比如10.84.209.7，这个地址一般是动态的，虽然每次入网看到的地址可能不同但毕竟是有了自己的IP地址。
在拥有IP地址的情况下，其他Internet主机能直接访问该用户微机，用FTP下载的文件或发给该用户的电子邮件能直接传送到用户微机，而无需
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