網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)概述與定義

1、1. 什么是局域網(wǎng)局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (local area network 通常簡(jiǎn)稱為 " 局域網(wǎng) ", 縮寫為 LAN 。局域網(wǎng)是結(jié)構(gòu)復(fù) 雜程度最低的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 局域網(wǎng)僅是在同一地點(diǎn)上經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連在一起的一組計(jì)算機(jī)。 局域網(wǎng) 通常挨得很近,它是目前應(yīng)用最廣泛的一類網(wǎng)絡(luò)。通常將具有如下特征的網(wǎng)稱為局域網(wǎng)。 1網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍比較小。通常不超過(guò)幾十公里,甚至只在一幢建筑或一個(gè)房 間內(nèi)。2 信息的傳輸速率比較高 , 其范圍自 1Mbps 到 10Mbps , 近來(lái)已達(dá)到 100Mbps 。 而廣 域網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的傳輸率一般為 2400bps 、 9600bps 或者 38.4kbps

2、 、 56.64kbps 。專用線路 也只能達(dá)到 1.544Mbps 。3網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)營(yíng)權(quán)和管理權(quán)屬于某個(gè)單位。2. 什么是廣域網(wǎng)廣域網(wǎng) (wide area network, WA N 它是影響廣泛的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。WAN 由兩個(gè)以上的 LAN 構(gòu)成,這些 LAN 間的連接可以穿越 30mile *以上的距離。大 型的 WAN 可以由各大洲的許多 LAN 和 MAN 組成。最廣為人知的 WA N 就是 Internet , 它由全球成千上萬(wàn)的 LAN 和 WAN 組成。有時(shí) LAN 、 MAN 和 WAN 間的邊界非常不明顯,很難確定 LAN 在何處終止、 MAN 或 WAN 在何處開(kāi)始。 但是可

3、以通過(guò)四種網(wǎng)絡(luò)特性 -通信介質(zhì)、 協(xié)議、 拓?fù)湟约八接芯W(wǎng)和公共網(wǎng) 間的邊界點(diǎn)來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)的類型。通信介質(zhì)是指用來(lái)連接計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的電纜、光纖 電纜、 無(wú)線電波或微波。 通常 LAN 結(jié)束在通信介質(zhì)改變的地方, 如從基于電線的電纜轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w。 電線電纜的 LAN 通常通過(guò)光纖電纜與其他的 LAN 連接。3. 什么是網(wǎng)橋網(wǎng)橋這種設(shè)備看上去有點(diǎn)像中繼器。 它具有單個(gè)的輸入端口和輸出端口。 它與中繼器的 不同之處就在于它能夠解析它收發(fā)的數(shù)據(jù)。網(wǎng)橋?qū)儆?OSI 模型的數(shù)據(jù)鏈路層;數(shù)據(jù)鏈路層能夠進(jìn)行流控制、 糾錯(cuò)處理以及地址分配。 網(wǎng)橋能夠解析它所接受的幀, 并能指導(dǎo)如何把數(shù) 據(jù)傳送到目的地。特別是它能夠讀

4、取目標(biāo)地址信息(MAC ,并決定是否向網(wǎng)絡(luò)的其他段 轉(zhuǎn)發(fā)(重發(fā)數(shù)據(jù)包,而且,如果數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址與源地址位于同一段,就可以把它過(guò)濾 掉。當(dāng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)橋傳輸數(shù)據(jù)時(shí),網(wǎng)橋就會(huì)根據(jù)已知的 MAC 地址和它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中的位置 建立過(guò)濾數(shù)據(jù)庫(kù) (也就是人們熟知的轉(zhuǎn)發(fā)表 。 網(wǎng)橋利用過(guò)濾數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)決定是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包還 是把它過(guò)濾掉 .4. 什么是網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)不能完全歸為一種網(wǎng)絡(luò)硬件。 用概括性的術(shù)語(yǔ)來(lái)講, 它們應(yīng)該是能夠連接不同網(wǎng)絡(luò) 的軟件和硬件的結(jié)合產(chǎn)品。 特別地, 它們可以使用不同的格式、 通信協(xié)議或結(jié)構(gòu)連接起兩個(gè) 系統(tǒng)。 和本章前面討論的不一樣, 網(wǎng)關(guān)實(shí)際上通過(guò)重新封裝信息以使它們能被另一個(gè)系統(tǒng)讀 取。為了完

5、成這項(xiàng)任務(wù),網(wǎng)關(guān)必須能運(yùn)行在 OSI 模型的幾個(gè)層上。網(wǎng)關(guān)必須同應(yīng)用通信, 建立和管理會(huì)話,傳輸已經(jīng)編碼的數(shù)據(jù),并解析邏輯和物理地址數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)可以設(shè)在服務(wù)器、 微機(jī)或大型機(jī)上。 由于網(wǎng)關(guān)具有強(qiáng)大的功能并且大多數(shù)時(shí)候都和 應(yīng)用有關(guān), 它們比路由器的價(jià)格要貴一些。另外, 由于網(wǎng)關(guān)的傳輸更復(fù)雜, 它們傳輸數(shù)據(jù)的 速度要比網(wǎng)橋或路由器低一些。 正是由于網(wǎng)關(guān)較慢,它們有造成網(wǎng)絡(luò)堵塞的可能。 然而,在 某些場(chǎng)合, 只有網(wǎng)關(guān)能勝任工作。 在你的網(wǎng)絡(luò)生涯中, 你很可能會(huì)在電子郵件系統(tǒng)環(huán)境中聽(tīng) 到關(guān)于網(wǎng)關(guān)的討論。常見(jiàn)的網(wǎng)關(guān) ,包括電子郵件網(wǎng)關(guān),描述如下:- 電子郵件網(wǎng)關(guān):通過(guò)這種網(wǎng)關(guān)可以從一種類型的系統(tǒng)向另一種

6、類型的系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。 例如,電子郵件網(wǎng)關(guān)可以允許使用 Eudora 電子郵件的人與使用 GroupWise 電子郵件的 人相互通信。- IBM 主機(jī)網(wǎng)關(guān):通過(guò)這種網(wǎng)關(guān), 可以在一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)與 IBM 大型機(jī)之間建立和管 理通信。- 因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān):這種網(wǎng)關(guān)允許并管理局域網(wǎng)和因特網(wǎng)間的接入。 因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以限制某 些局域網(wǎng)用戶訪問(wèn)因特網(wǎng)。反之亦然。- 局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān):通過(guò)這種網(wǎng)關(guān),運(yùn)行不同協(xié)議或運(yùn)行于 OSI 模型不同層上的局域網(wǎng)網(wǎng) 段間可以相互通信。 路由器甚至只用一臺(tái)服務(wù)器都可以充當(dāng)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。 局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)也包括 遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)器。它允許遠(yuǎn)程用戶通過(guò)撥號(hào)方式接入局域網(wǎng)。5. 網(wǎng) 絡(luò) 類 型每一種網(wǎng)絡(luò)

7、都要求布線、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、文件服務(wù)器、工作站、軟件和培訓(xùn),這些要素以多 種不同的方式進(jìn)行綜合便可以創(chuàng)建與具體單位的需要和資源相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。 有些網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng) 成本很低, 但是維護(hù)和升級(jí)的代價(jià)很高; 而另有一些網(wǎng)絡(luò)雖然建立時(shí)耗資較大, 但是易于維 護(hù)、升級(jí)路徑簡(jiǎn)單。區(qū)分網(wǎng)絡(luò)類型的很明顯的一點(diǎn)就是網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)的物理布局以及 其邏輯特征。 物理布局就像是描述辦公室、 建筑物或校園中如何布線的示意圖, 通常稱為電 纜線路。網(wǎng)絡(luò)的邏輯是指信號(hào)沿電纜從一點(diǎn)向另一點(diǎn)進(jìn)行傳輸?shù)姆椒?。網(wǎng)絡(luò)的布局可以分散開(kāi), 電纜在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)站鋪開(kāi); 或者可以是集中的, 每個(gè)站都與在 工作站間分派包的中央設(shè)備有物

8、理的連接。 集中布局像是星星, 工作站是星星的點(diǎn); 分散布 局有些像一隊(duì)登山者, 每個(gè)登山者位于山的不同位置上, 但都由一條很長(zhǎng)的繩子連接著。 拓 撲結(jié)構(gòu)的邏輯方面包括包在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的路徑。有三種主要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):總線拓?fù)洹?環(huán)形拓?fù)浜托切瓮負(fù)洹?一個(gè)單位需要按照工作目的 選擇網(wǎng)絡(luò)類型, 而拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須與所選的網(wǎng)絡(luò)類型相匹配。 例如, 有些公司使用網(wǎng)絡(luò)的程度 比其他公司要高。 公司使用的軟件應(yīng)用程序的類型和數(shù)量影響了傳輸?shù)陌臄?shù)量和頻率, 也 就是我們常說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)信息流通量 (network traffic 。如果網(wǎng)絡(luò)用戶主要訪問(wèn)字處理軟件,那 么網(wǎng)絡(luò)信息流通量相對(duì)就比較低, 大多數(shù)工作都在工作站

9、進(jìn)行而不是在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。 客戶機(jī) /服務(wù)器結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序根據(jù)其軟件設(shè)計(jì),會(huì)產(chǎn)生中等到高的網(wǎng)絡(luò)信息流通量。如果網(wǎng)絡(luò)上 要經(jīng)常交換如 Microsoft SQL Server 或 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)文件等數(shù)據(jù)庫(kù)信息的話,也會(huì)產(chǎn)生 中等到高的網(wǎng)絡(luò)信息流通量。 而對(duì)于科學(xué)程序和網(wǎng)上出版而言, 由于數(shù)據(jù)文件非常巨大, 所 以信息流量很高。 同時(shí), 圖形密集的應(yīng)用程序如不斷變化圖形的多媒體和桌面網(wǎng)上會(huì)議都會(huì) 產(chǎn)生很高的網(wǎng)絡(luò)信息流通量。網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)與服務(wù)器的影響力與使用的軟件應(yīng)用程序的類型密切相關(guān)。 例如, 如果經(jīng)常 訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器來(lái)產(chǎn)生財(cái)務(wù)報(bào)表和銷售圖表, 那么它引起的網(wǎng)絡(luò)信息流通量肯定要比偶然 訪問(wèn)包

10、含商務(wù)通信或信件模板的文件服務(wù)器要高得多。當(dāng)需要確定使用何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí), 應(yīng)該考慮是否有其他網(wǎng)絡(luò)與這個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。 計(jì)算機(jī)不 超過(guò) 4臺(tái)的小型商業(yè)公司的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇隙ㄅc一個(gè)通過(guò) WA N 與其他工地連接的工業(yè)廠區(qū)所 需要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同。小公司除了與外部的 Internet 相連外,也許不會(huì)與其他網(wǎng)絡(luò)連接。 而 工業(yè)廠區(qū)將包含多個(gè)互連的網(wǎng)絡(luò),其中也許有控制工廠機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)、用于商業(yè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、 用于科研的網(wǎng)絡(luò)和與其他工地相連的擴(kuò)展的 WAN 。有些網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)提供比其他拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)性能更好的網(wǎng)絡(luò)互連性。高流量的網(wǎng)絡(luò)需要高速的數(shù)據(jù)傳輸能力。 網(wǎng)絡(luò)速度極大影響著用戶的生產(chǎn)率, 高速對(duì)于 在遠(yuǎn)距離或 WAN

11、 上傳輸圖像、圖形和其他大型文件來(lái)說(shuō)尤其重要。保護(hù)數(shù)據(jù)只能由授權(quán)的用戶來(lái)訪問(wèn), 也就是安全性問(wèn)題, 是影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要 方面。安全的網(wǎng)絡(luò)使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、密碼、控制軟件和其他技術(shù)來(lái)限制對(duì)信息和資源的訪問(wèn), 還經(jīng)常使用加密方法, 對(duì)包加密并僅允許授權(quán)的計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)其解密。 安全性高的網(wǎng)絡(luò)使用光 纖電纜, 使得數(shù)據(jù)給未授權(quán)用戶截取的危險(xiǎn)降到最低。 另一種安全措施是將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù) 器放在受限制的地點(diǎn),如計(jì)算機(jī)房和布線室。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接影響著網(wǎng)絡(luò)的潛在發(fā)展。 安裝網(wǎng)絡(luò)后, 也許要添加更多的用戶, 這些 用戶可能在同一間辦公室, 可能在其他辦公室, 或者在其他樓層。 而且極有可能為了長(zhǎng)距離 的信息

12、訪問(wèn),需要將 LAN 與 WAN 連接。6. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一個(gè) LAN 可以由一系列的子網(wǎng)組成,而一個(gè) WAN ,例如 Internet ,可以由一系列的 自治網(wǎng)絡(luò)組成。 LAN 可以只使用以太網(wǎng),而 WAN 卻可能包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、 X.25 和 其他一些網(wǎng)絡(luò)。 通過(guò)網(wǎng)際協(xié)議 (IP, 可以把一個(gè)包發(fā)送到 LAN 的不同子網(wǎng)和 WAN 的不同網(wǎng) 絡(luò)上,唯一的條件就是這些網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸選項(xiàng)要保證能夠和 TCP/IP 兼容,這些選項(xiàng) 包括:- 以太網(wǎng)。- 令牌環(huán)網(wǎng)。- X.25 。- FDDI 。- ISDN 。- 幀中繼。- (帶有轉(zhuǎn)換的 AT M 。- 網(wǎng)絡(luò)傳輸頭 (例如,以太網(wǎng) IP 的

13、基本功能是提供數(shù)據(jù)傳輸、包編址、包尋徑、分段和簡(jiǎn)單的包錯(cuò)誤檢測(cè)。通過(guò) IP 編址約定, 可以成功地將數(shù)據(jù)傳輸和路由到正確的網(wǎng)絡(luò)或者子網(wǎng)。 每個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)具有一個(gè) 3 2位的 IP 地址,它和 48位的 MAC 地址一起協(xié)作,完成網(wǎng)絡(luò)通信。該地址不但標(biāo)識(shí)了一個(gè) 既定的網(wǎng)絡(luò),而且還指明了是該網(wǎng)絡(luò)上的哪個(gè)結(jié)點(diǎn)TCP/IP協(xié)議 (Transfer Control Protocol/Internet Protocol 叫做傳輸控制 /網(wǎng)際協(xié)議, 又 叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,它包括上百個(gè)各種功能的協(xié)議,如:遠(yuǎn)程登錄、文件傳輸和電子郵件等, 而 TCP 協(xié)議和 IP 協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€(gè)基本的重要協(xié)議。通常說(shuō)

14、 TCP/IP 是 Int ernet 協(xié)議族,而不單單是 TCP 和 IP 。TCP/IP協(xié)議的基本傳輸單位是數(shù)據(jù)包 (datagram。 TCP 協(xié)議負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)分成若干個(gè) 數(shù)據(jù)包,并給每個(gè)數(shù)據(jù)包加上包頭; IP 協(xié)議在每個(gè)包頭上再加上接收端主機(jī)地址,這樣數(shù) 據(jù)找到自己要去的地方。如果傳輸過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)失真等情況, TCP 協(xié)議會(huì)自 動(dòng)要求數(shù)據(jù)重新傳輸,并重新組包。總之, IP 協(xié)議保證數(shù)據(jù)的傳輸, TCP 協(xié)議保證數(shù)據(jù)傳 輸?shù)馁|(zhì)量。TCP/IP 協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸基于 TCP/IP 協(xié)議的四層結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、接 口層， 數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)每通過(guò)一層就要在數(shù)據(jù)上加個(gè)包頭， 其中

15、的數(shù)據(jù)供接收端同一層協(xié)議使 用，而在接收端，每經(jīng)過(guò)一層要把用過(guò)的包頭去掉，這樣來(lái)保證傳輸數(shù)據(jù)的格式完全一致。 8.IP 地址 1）IP 地址基本概念 Internet 依靠 TCP/IP 協(xié)議，在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同硬件結(jié)構(gòu)、不同操作系統(tǒng)、不同網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)的互聯(lián)。在 Internet 上，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都依靠唯一的 IP 地址互相區(qū)分和相互聯(lián)系。IP 地址是一個(gè) 32 位二進(jìn)制數(shù)的地址,由 4 個(gè) 8 位字段組成，每個(gè)字段之間用點(diǎn)號(hào)隔開(kāi),用于標(biāo) 識(shí) TCP/IP 宿主機(jī)。 每個(gè) IP 地址都包含兩部分:網(wǎng)絡(luò) ID 和主機(jī) ID。 網(wǎng)絡(luò) ID 標(biāo)識(shí)在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上的所有 宿主機(jī)，主機(jī) ID 標(biāo)識(shí)該物理

16、網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)宿主機(jī)，于是整個(gè) Internet 上的每個(gè)計(jì)算機(jī)都 依靠各自唯一的 IP 地址來(lái)標(biāo)識(shí)。 IP 地址構(gòu)成了整個(gè) Internet 的基礎(chǔ)，它是如此重要，每一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)無(wú)權(quán)自行設(shè) 定 IP 地址， 有一個(gè)統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)-IANA 負(fù)責(zé)對(duì)申請(qǐng)的組織分配唯一的網(wǎng)絡(luò) ID,而該組織可以對(duì) 自己的網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)主機(jī)分配一個(gè)唯一的主機(jī) ID，正如一個(gè)單位無(wú)權(quán)決定自己在所屬城 市的街道名稱和門牌號(hào)，但可以自主決定本單位內(nèi)部的各個(gè)辦公室編號(hào)一樣。 2）靜態(tài) IP 與動(dòng)態(tài) IP IP 地址是一個(gè) 32 位二進(jìn)制數(shù)的地址，理論上講,有大約 40 億（2 的 32 次方）個(gè)可能 的地址組合，這似乎是一

17、個(gè)很大的地址空間。實(shí)際上，根據(jù)網(wǎng)絡(luò) ID 和主機(jī) ID 的不同位數(shù)規(guī) 則，可以將 IP 地址分為 A（7 位網(wǎng)絡(luò) ID 和 24 位主機(jī) ID）、B（14 位網(wǎng)絡(luò) ID 和 16 位主機(jī) ID）、C（21 位網(wǎng)絡(luò) ID 和 8 位主機(jī) ID）三類，由于歷史原因和技術(shù)發(fā)展的差異，A 類地址 和 B 類地址幾乎分配殆盡，目前能夠供全球各國(guó)各組織分配的只有 C 類地址。所以說(shuō) IP 地 址是一種非常重要的網(wǎng)絡(luò)資源。 對(duì)于一個(gè)設(shè)立了因特網(wǎng)服務(wù)的組織機(jī)構(gòu)，由于其主機(jī)對(duì)外開(kāi)放了諸如 WWW、FTP、E -mail 等訪問(wèn)服務(wù)，通常要對(duì)外公布一個(gè)固定的 IP 地址，以方便用戶訪問(wèn)。當(dāng)然，數(shù)字 IP 不便記憶

18、和識(shí)別， 人們更習(xí)慣于通過(guò)域名來(lái)訪問(wèn)主機(jī)， 而域名實(shí)際上仍然需要被域名服務(wù)器 （DNS）翻譯為 IP 地址。例如，你的主頁(yè)地址是 ，用戶可以方便地記 憶，而對(duì)于大多數(shù)撥號(hào)上網(wǎng)的用戶，由于其上網(wǎng)時(shí)間和空間的離散性，為每個(gè)用戶分配一個(gè) 固定的 IP 地址（靜態(tài) IP）是非常不可取的，這將造成 IP 地址資源的極大浪費(fèi)。因此這些 用戶通常會(huì)在每次撥通 ISP 的主機(jī)后，自動(dòng)獲得一個(gè)動(dòng)態(tài)的 IP 地址，該地址當(dāng)然不是任意 的，而是該 ISP 申請(qǐng)的網(wǎng)絡(luò) ID 和主機(jī) ID 的合法區(qū)間中的某個(gè)地址。撥號(hào)用戶任意兩次連 接時(shí)的 IP 地址很可能不同，但是在每次連接時(shí)間內(nèi) IP 地址不變。 8.什么是路由器 路由器是一種多端口設(shè)備， 它可以連接不同傳輸速率