廣東廣播電視大學計算機專業(yè)課網絡系統(tǒng)管理與維護林維鏘信息網絡中心83501665gz9866@163.com廣東廣播電視大學計算機專業(yè)課林維鏘計算機網絡的定義

計算機網絡是指將地理位置不同且多個功能相對獨立的計算機系統(tǒng)通過通信設備和線路連接起來，按照網絡協(xié)議進行數據通信，以實現資源共享的大系統(tǒng)。計算機網絡中的計算機通常都處于不同的地理位置相互連接的計算機之間不存在互為依賴的關系。通信線路包括通信媒體、通信設備關系。網絡協(xié)議是實現總多不同計算機系統(tǒng)之間進行通信規(guī)則的集合網絡的根本目的是為了實現資源共享，資源包括硬件與軟件，如信息、程序、數據庫、存儲設備、打印機等。計算機網絡的定義計算機網絡是指將地理位置不同且多個功能相

以ARPAnet為典型（全世界第一個計算機廣域網）主機和終端構成了用戶資源子網。用戶不僅共享通信子網的資源，而且還可共享用戶資源子網的豐富的硬件和軟件資源。

以ARPAnet為典型（全世界第一個計算機廣域網）計算機網絡的功能數據傳輸：是計算機網絡最基本、最重要的功能，是其它功能的基礎。實現了數據、信息的遠程傳送，如：電子郵件、網絡電視、QQ等等

資源共享：是計算機網絡最基本的功能之一，也是早期建網的初衷。實現了軟硬件的共享，如：打印機、存儲設備、數據系統(tǒng)的共享等等。

提高可靠性：計算機網絡中，設備彼此互連，當某臺機器出現故障是，可通過網絡中的備份機來代替。計算機網絡的功能數據傳輸：是計算機網絡最基本、最重要的功能，計算機網絡的功能負載均衡：將繁重的任務分配到網絡中的多臺計算機上，從而避免由于單臺計算機由于任務過重而無法正常工作。如：門戶網站、教學平臺等等。

分布式處理：利用網絡技術將許多處理能力不強的計算機連接成高性能的計算機系統(tǒng)，來實現海量計算。如：天氣預報計算、核爆炸的模擬等等。

計算機網絡的功能負載均衡：將繁重的任務分配到網絡中的多臺計算計算機網絡的分類

計算機網絡有多種分類標準，如按運營方式、覆蓋范圍、拓撲結構、傳輸技術等：按運營方式，分為公用網和專用網；按網絡的拓撲結構分，有星型、樹型、分布式、環(huán)型、總線型和復合型；按網絡傳輸技術，分為廣播式網絡和點到點式網絡；按地理覆蓋范圍(最為典型與常用的劃分方式)，分為廣域網、城域網、局域網和互聯網。計算機網絡的分類計算機網絡有多種分類標準，如按運營方式、覆按網絡拓撲結構分類拓撲結構一般指點和線的幾何排列或組成的幾何圖形。計算機網絡的拓撲結構是指一個網絡的通信鏈路和結點的幾何排列或物理布局圖形。鏈路是網絡中相鄰兩個結點之間的物理通路。結點指計算機和有關的網絡設備，甚至指一個網絡。按拓撲結構，計算機網絡可分為以下幾類。按網絡拓撲結構分類拓撲結構一般指點和線的幾何排列或組成的幾何按網絡拓撲結構分類星形網絡

星形拓撲是由中央結點為中心與各結點連接組成的，多結點與中央結點通過點到點的方式連接，拓撲結構如圖所示。星形網絡拓撲優(yōu)點：結構簡單，管理方便，可擴充性強，組網容易。缺點：中心節(jié)點成為全網可靠性的關鍵按網絡拓撲結構分類星形網絡星形網絡拓撲優(yōu)點：結構簡單，管理方按網絡拓撲結構分類樹形網絡

樹形網絡是將多級星形網絡按層次方式排列得到的網絡，其拓撲結構如圖所示。優(yōu)點：節(jié)省線路、成本較低和易于擴展。缺點：對高層節(jié)點和鏈路的要求較高。按網絡拓撲結構分類樹形網絡優(yōu)點：節(jié)省線路、成本較低和易于擴展按網絡拓撲結構分類某大學校園網結構示意圖星形和樹形網絡是LAN中最常見的實現形式。按網絡拓撲結構分類某大學校園網結構示意圖星形和樹形網絡是LA按網絡拓撲結構分類總線形網絡由一條高速公用總線連接若干個結點所形成的網絡即為總線形網絡，拓撲結構如圖所示。所有節(jié)點直接連到一條物理鏈路上，除此之外節(jié)點間不存在任何其他連接。每一個節(jié)點可以收到來自其他任何節(jié)點所發(fā)送的信息優(yōu)點：簡單、易于實現缺點：可靠性和靈活性差、傳輸延時不確定

按網絡拓撲結構分類總線形網絡所有節(jié)點直接連到一條物理鏈路上，按網絡拓撲結構分類環(huán)形網絡環(huán)形網中各結點通過環(huán)路接口連在一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，環(huán)上任何結點均可請求發(fā)送信息，拓撲結構如圖所示。節(jié)點與鏈路構成了一個閉合環(huán)，每個節(jié)點只與相鄰的兩個節(jié)點相連。每個節(jié)點必須將信息轉發(fā)給下一個相鄰的節(jié)點。優(yōu)點：簡單、易于實現，傳輸延時確定。缺點：維護與管理復雜按網絡拓撲結構分類環(huán)形網絡節(jié)點與鏈路構成了一個閉合環(huán)，每個節(jié)某大學主干網某大學主干網按網絡拓撲結構分類網狀形網（分布式網絡）網狀形網是廣域網中最常采用的一種網絡形式。拓撲結構如圖所示。優(yōu)點：較高可靠性、易于擴充。缺點：控制復雜、建設成本高。按網絡拓撲結構分類網狀形網（分布式網絡）優(yōu)點：較高可靠性、易按網絡拓撲結構分類以上介紹了五種基本的網絡拓撲結構，事實上以此為基礎，還可構造出一些復合型的網絡拓撲結構。例如，中國教育科研計算機網絡（CERNET）可認為是網狀形網、樹形網和環(huán)形網的復合，如下圖所示。其主干網為網狀形結構，連接的每一所大學大多是樹形結構或環(huán)形結構。按網絡拓撲結構分類以上介紹了五種基本的網絡拓撲結構，事實上以中國教育科研計算機網絡拓撲圖中國教育科研計算機網絡拓撲圖計算機網絡的分類按網絡覆蓋的范圍分局域網(LocalAreaNetwork--LAN)特點:短距離高速率低誤碼率廣域網(WideAreaNetwork--WAN)特點:較低的速率較高的誤碼率城域網(MetropolitanAreaNetwork--MAN)計算機網絡的分類按網絡覆蓋的范圍分局域網（LAN)覆蓋范圍一般在幾公里以內，如一幢大樓內或一個校園內。典型的LAN技術:EthernetToken-RingFDDI局域網（LAN)覆蓋范圍一般在幾公里以內，如一幢大樓內或一個廣域網（WAN)覆蓋范圍一般是幾十公里到幾千公里以上。典型的廣域網技術有：ModemsISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)DSL(DigitalSubscriberLoop)Framerelay

ATM(AsynchronousTransferMode)T-CarrierSeries(T1,T3,etc.)SONET(SynchronousOpticalNetwork)廣域網（WAN)覆蓋范圍一般是幾十公里到幾千公里以上。城域網（MAN)覆蓋范圍大約是幾公里到幾十公里，它主要是滿足城市、郊區(qū)的聯網需求。如連接廣州各學校的城域網。城域網技術與局域網技術、城域網技術與廣域網技術之間的邊界正在日益模糊。城域網（MAN)覆蓋范圍大約是幾公里到幾十公里，它主要是滿足按網絡傳輸技術廣播網絡(BroadcastingNetwork)網絡中的計算機或設備通過一條共享的通信介質進行數據傳播，所有節(jié)點都會收到任何節(jié)點發(fā)出的數據信息。這種傳輸方式主要應用于局域網中。廣播網絡中有三種傳輸類型：單播、組播和廣播。點對點網絡(PointtoPointNetwork)

網絡中的計算機或設備通過單獨的鏈路進行數據傳輸，并且兩個節(jié)點間都可能會有多條單獨的鏈路。這種傳播方式主要應用于廣域網中。按網絡傳輸技術廣播網絡(BroadcastingNetw計算機網絡體系結構按照互聯網分：Internet（互聯網）、Intranet（內部網）和Extranet（外部網）。

按傳輸速率分：窄帶網絡：帶寬小于64K的單一業(yè)務網絡。

寬度網絡：帶寬大于2M的高速網絡。

計算機網絡體系結構按照互聯網分：客戶/服務器模式工作模式：客戶端向服務器發(fā)出請求服務的命令，服務器將執(zhí)行處理后的結果返回給客戶端。組成：客戶端軟件和服務器軟件網絡操作系統(tǒng)的分類客戶/服務器模式網絡操作系統(tǒng)的分類對等網模式用戶之間通過共享方式相互訪問對方的資源。各臺計算機同時具有服務器和客戶端角色，并具有對等的地位。網絡操作系統(tǒng)的分類對等網模式網絡操作系統(tǒng)的分類OSI參考模型的基本思想網絡中各節(jié)點具有相同的層次不同節(jié)點的同等層具有相同的功能同一節(jié)點內相鄰層之間通過接口通信每一層可以使用下層提供的服務，并向其上層提供服務不同節(jié)點的同等層按照協(xié)議實現對等層之間的通信OSI參考模型的基本思想網絡中各節(jié)點具有相同的層次物理層的功能位于OSI參考模型的最低層，它直接面向原始比特流的傳輸。解決：傳輸介質、信道類型、數據與信號之間的轉換、信號傳輸中的衰減和噪聲等在內的一系列問題。物理層標準要給出關于物理接口的機械、電氣、功能和規(guī)程特性，以便于不同的制造廠家既能夠根據公認的標準各自獨立地制造設備，又能使各個廠家的產品能夠相互兼容。物理層的功能位于OSI參考模型的最低層，它直接面向原始比特數據鏈路層的功能在物理層發(fā)送和接收數據的過程中，會出現一些物理層自己不能解決的問題。例如：

節(jié)點如何知道它所接收的數據是否正確？如果噪聲改變了一個分組的目標地址，節(jié)點如何察覺它丟失了本應收到的分組呢？當多個節(jié)點同時試圖在一條線路上發(fā)送數據時的沖突？數據鏈路層實現兩個相鄰的機器間的無差錯的傳輸。通過對物理層提供的原始比特流傳輸服務的加強，向網絡層提供服務。為實現相鄰節(jié)點間的無差錯傳輸，數據鏈路層最小提供了成幀、物理尋址、確認、差錯控制和流量控制等機制。數據鏈路層的功能在物理層發(fā)送和接收數據的過程中，會出現一些物網絡層的功能主要涉及在通信子網中選擇一條合適的路徑，使發(fā)送端傳輸層所傳下來的數據能夠通過所選擇的路徑到達目的端。必須使用尋址方案來確定存在哪些網絡以及設備在這些網絡中所處的位置；在確定了目標結點的位置后，負責找到通過網絡的最優(yōu)路徑，引導數據包正確地通過網絡即路由選擇。還需要提供擁塞控制機制以避免因子網中同時出現過多的分組而出現的網絡瓶頸。網絡層的功能主要涉及在通信子網中選擇一條合適的路徑，使發(fā)送端傳輸層的功能傳輸層負責將完整的報文進行源到目的端的交付即提供可靠的進程到進程的報文交付。傳輸層為了向會話層提供可靠的端到端傳輸服務，也使用了差錯控制和流量控制等機制。OSI七層模型中承上啟下的層，它下面的三層主要面向網絡通信，以確保信息被準確有效地傳輸；它上面的三個層次則面向用戶主機，為用戶提供各種服務。傳輸層的功能傳輸層負責將完整的報文進行源到目的端的交付即提供會話層的功能建立、管理和終結不同機器上的應用程序或進程間的會話為表示層提供服務會話的同步檢查點（Checkpoint)會話層的功能建立、管理和終結不同機器上的應用程序或進程間的會表示層的功能表示層以下各層只關心可靠的數據傳輸，而表示層關心的是所傳送數據的語法和語義。完成語法格式的轉換

不同的計算機可能有不同的內部數據表示（抽象語法），表示層收到應用層傳過來的某種語法形式的數據后，將其轉換成適合在網絡實體間傳送的公共語法（傳送語法）表示的數據。包括數據表示格式和轉換、數據壓縮、加密與解密、等。表示層的功能表示層以下各層只關心可靠的數據傳輸，而表示層關心應用層的功能OSI的最高層，是計算機網絡與用戶之間的界面，負責為用戶的應用程序提供網絡服務。由若干的應用協(xié)議組成。常見應用層服務：

目錄服務

電子郵件

文件傳輸

虛擬終端

應用層的功能OSI的最高層，是計算機網絡與用戶之間的界面，負OSI的數據傳送過程OSI的數據傳送過程OSI的數據傳送過程動畫OSI的數據傳送過程動畫TCP/IP協(xié)議棧

TCP/IP協(xié)議棧IP頭中的IP地址TCP/IP的網絡層用以標識網絡中目的主機的邏輯地址TCP/IP的網絡層用以標識網絡源主機的邏輯地址IP地址：Internet采用了一種唯一通用地址格式，為網絡上所有設備（路由器、網關和服務器等）分配了唯一的地址，這就是IP地址。IP地址亦稱標識地址，利用它可以對Internet上的每個主機、路由器和其它設備等進行唯一的地址“標識”。IP頭中的IP地址TCP/IP的網絡層用以標識網絡中目的主IP地址的結構32位的IP地址在結構上分為網絡標識與主機標識兩大部分；在形式上表示為4個8位組（Octet)。

例如：IP地址1的二進制形式如下,其中192.5.38為網絡標識部分，11為主機標識部分。

IP地址的結構32位的IP地址在結構上分為網絡標識與主機標IP地址中的數制轉換對每一個8位組，從左到右的每一位，分別對應于：

128,64,32,16,8,4,2,18位組的最大取值為二進制數“11111111”，相當于十進制數255。IP地址中的數制轉換對每一個8位組，從左到右的每一位，分別

IP地址的分類地址類型引導位W的范圍地址結構可用網絡地址數可用主機地址數A類01-126網.主.主.主126(27-2)16777214(224-2)B類10128-191網.網.主.主16384(214)65534(216-2)C類110192-223網.網.網.主2097152(221)254(28-2)D類1110224-239組播地址E類1111240-研究和實驗用地址IP地址的分類地址引導位W的范圍地址結構可用網絡可用主機特殊IP地址網絡部分主機部分地址類型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”網絡地址代表一個網段直接廣播地址特定網段的所有節(jié)點可以跨路由回環(huán)地址回環(huán)測試有限廣播地址本網段所有節(jié)點不能跨路由所有網絡Quidway路由器用于指定默認路由特殊IP地址網絡部分主機部分地址類型用途127any全“0子網與子網劃分所謂IP子網，是指把IP地址中主機地址的部分進一步劃分為兩個部分：其中一個部分為子網地址，而另外一個部分為主機地址。

由網絡管理員將一個給定的網絡分為若干個更小的部分，稱為子網劃分.這些被劃分出來的更小部分被稱為子網(subnet)。為了創(chuàng)建子網，網絡管理員需要從原有IP地址的主機位中借出連續(xù)的高若干位作為子網絡標識。子網與子網劃分所謂IP子網，是指把IP地址中主機地址的部分進子網劃分的方法

首先，要明確劃分后需要獲得的子網數量和每個子網中所要擁有的主機數；確定需要從原主機位借出的子網絡標識位數。根據全“0”和全“1”IP地址保留的規(guī)定：原則上，子網劃分時至少要從主機位的高位中選擇兩位作為子網絡位；而只要能保證保留兩位作為主機位，A、B、C類網絡最多可借出的子網絡位是不同的，A類至多可達22位、B類至多為14位，C類則為6位。子網劃分前子網劃分后在IP地址中增加了一個新的字段：子網標識子網劃分的方法首先，要明確劃分后需要獲得的子網數量和每個子子網絡位數與子網數量、有效子網數量的對應關系子網絡位數(Subnetbits)子網數量(Subnetnumber)有效子網數量(validsubnetnumber)121=22-2=0222=44-2=2323=88-2=6424=1616-2=14525=3232-2=30626=6464-2=62727=128128-2=126828=256256-2=254929=512512-2=510…….…子網絡位數與子網數量、有效子網數量的對應關系子網絡位數(SuC類網絡劃分的例子之一應該從主機位借出高2位作為子網絡位。相應地，共有4個子網絡，每個子網絡中的最大主機數為64－2即62個。4個子網中，2個為可用的子網絡：

subnet1:X.X.X.00000000-X.X.X.00111111

(-

3)

subnet2:X.X.X.01000000-X.X.X.01111111

(4-27)

subnet3:X.X.X.10000000-X.X.X.10111111

(28-91)

subnet4:X.X.X.11000000-X.X.X.11111111

(92-55)不可用C類網絡劃分的例子之一應該從主機位借出高2位作為子網絡位。不子網掩碼的作用子網掩碼(SubnetMask)用來確定IP地址中的網絡地址部分。其格式與IP地址相同，也是一組32位的二進制數。子網掩碼中為“1”的部分所對應是IP地址中的網絡地址部分，為“0”的部分所對應是IP地址中的主機地址部分。舉例IP地址：00子網掩碼則網絡地址為子網掩碼的作用子網掩碼(SubnetMask)用來確定IP子網掩碼的作用利用子網掩碼和IP“與”運算得到子網IDIP地址11000001011011000001001000000010子網掩碼11111111111111111111111100000000

11000001011011000001001000000000

193.108.18.0網絡上的設備依靠“與”運算來判斷某個IP地址所在的網絡子網掩碼的作用利用子網掩碼和IP“與”運算得到子網IDIP地網絡管理與維護的產生背景網絡管理的職業(yè)（軟考：網絡管理員、網絡工程師、網絡規(guī)劃師）IT管理與維護的發(fā)展過程1、設備管理階段2、系統(tǒng)與網絡管理階段3、服務管理階段網絡管理與維護的職業(yè)要求網絡管理員、高級網絡管理員、國家網絡師。網絡管理與維護的產生背景網絡管理與維護體系架構系統(tǒng)和網絡管理階段（分層管理）1