网络互联基础解析

罗佳 湖北银河IT学院资深讲师，8年授课经验，在此带你夯实基础。

计算机网络基础 辅助软件的安装和使用 网络模型之OSI参考模型 物理层解析 数据链路层解析 交换基础 网络模型之TCP/IP协议栈 IPv4地址管理 Cisco IOS设备管理

第01章 计算机网络基础 了解计算机网络相关概念 了解计算机网络的产生和发展 掌握计算机网络的分类 掌握计算机网络的拓扑结构类型

一、计算机网络相关概念 数据：信息的载体，信息的表达方式，可以是文字、图像、声音等。 信息：信息是一种经过选摘、分析、综合的数据。 资源：在一定时期和特定条件下能够产生经济价值的有用的数据。 计算机网络：由位于不同地理位置的不同计算机，通过通讯介质和网络互联设备连接起来，在功能齐全的网络软件和协议的支持下，实现数据传输和资源共享功能的系统。 互联网（互连网）：一些相互连接的计算机网络的集合（网络的网络）。

一、计算机网络相关概念 网络协议：是计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。 带宽：是指在固定时间内可传输的资料数量，即在传输管道中可传递数据的能力。在数字设备中，通常单位为bps；在模拟设备中，通常单位为Hz。严格来说，数字网络应使用波特率来表示，即每秒的脉冲数，但是因为在数值上，波特和比特是相同的，人们对两者区分不清，习惯使然，导致现在使用比特率来表示带宽。 结点：用于计算机网络中，表示计算机或路由器。 节点：用于天线中，表示驻波电场强度为零的点。但目前和结点概念的使用混乱。

二、计算机网络的产生和发展 计算机网络主要是计算机技术和信息技术相结合的产物。计算机网络的发展过程大致可分为以下四个阶段： （一）第一阶段：以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机通信网（20世纪50年代） （二）第二阶段：多个自主功能的主机通过通信线路互联，形成资源共享的计算机网络（20世纪60年代末） （三）第三阶段：形成具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络（20世纪70年代末） （四）第四阶段：向互连、高速、智能化方向发展的计算机网络（始于20世纪80年代末）

二、计算机网络的产生和发展 （一）面向终端的计算机通信网 此阶段的网络主要由终端、调制解调器、计算机等组成。其中计算处理任务由计算机或前端处理机+计算机完成。终端主要负责数据的输入和输出。

二、计算机网络的产生和发展 （二）计算机互联网络 此阶段将网络分为资源子网和通信子网。 资源子网由网络中的所有主机、终端、终端控制器、外设（如网络打印机、磁盘阵列等）和各种软件资源组成，负责全网的数据处理和向网络用户（工作站或终端）提供网络资源和服务。 　　通信子网由各种通信设备和线路组成，承担资源子网的数据传输、转接和变换等通信处理工作。 　　网络用户对网络的访问可分为两类： 　 ☆本地访问：对本地主机访问，不经过通信子网，只在资源子网内部进行。 　 ☆网络访问：通过通信子网访问远地主机上的资源。

二、计算机网络的产生和发展 （三）开放式标准化计算机网络 遵循国际标准化协议的计算机网络具有统一的网络体系结构，厂商需按照共同认可的国际标准开发自己的网络产品，从而可保证不同厂商的产品可以在同一个网络中进行通信。这就是“开放”的含义。 　　目前存在着两种占主导地位的网络体系结构：一种是国际标准化组织ISO提出的OSI RM（开放式系统互连参考模型）；另一种是Internet所使用的事实上的工业标准TCP/IP RM（TCP/IP参考模型）。

二、计算机网络的产生和发展 （四）高速智能互联的计算机网络 计算机网络将最终实现5个W：任何人(whoever)在任何时间(whenever),任何地方(wherever)都能够和任何另一个人(whomever)通过网络传输任何信息(whatever)。

三、计算机网络分类 可按照地理范围大小进行分类 局域网 城域网 广域网 可按照通信介质进行分类 有线网络 无线网络

三、计算机网络分类 （一）按照地理范围分类 地理范围 ：一般是方圆几千米以内。 特点 : (2) 数据传输速率快。 1.局域网（Local Area Network，LAN） 地理范围 ：一般是方圆几千米以内。 特点 : (1) 采用的传输介质类型相对较少。 (2) 数据传输速率快。 (3) 传输延迟小，且误码率较低。 (4) 组网比较灵活、方便、成本较低。

三、计算机网络分类 线缆 网卡 集 线 器 （Hub） 交 换 机 （Switch） 路 由 器（Router） ATM Switch

三、计算机网络分类 （一）按照地理范围分类 2.城域网（Metropolitan Area Network ，MAN） 地理范围：城市范围内 特点： (1) 采用的传输介质相对要复杂。 (2) 数据传输速率次于局域网。 (3) 数据传输距离相对局域网要长，信号容易受到干扰。 (4) 组网比较复杂，成本较高。

三、计算机网络分类 （一）按照地理范围分类 3. 广域网（Wide Area Network ，WAN） 地理范围：一般可以从几十公里至几万公里。一个国家或国际间建立的网络都是广域网。 特点： (1) 传输介质复杂。 (2) 数据传输速率较低。 (3) 采用的技术比较复杂。 (4) 是一个公共的网络，即不属于一个机构或国家。

三、计算机网络分类 Modem/CSU/DSU WAN Switch Access Server ATM Switch

三、计算机网络分类 （二）按照通信介质划分 概念：网络中通信介质全部为有线介质的网络。 特点 : (2) 成本较低。 (3) 实施方便。 1.有线网络 概念：网络中通信介质全部为有线介质的网络。 特点 : (1) 技术成熟，产品较多。 (2) 成本较低。 (3) 实施方便。 (4) 受环境气候的影响相对较小。

三、计算机网络分类 （二）按照通信介质划分 概念：网络中采用无线电波、卫星、微波、红外线、激光等无线形式来传输数据的网络。 特点 : 2.无线网络 概念：网络中采用无线电波、卫星、微波、红外线、激光等无线形式来传输数据的网络。 特点 : (1) 高移动性，但成本较高。 (2) 架设与维护容易，但安装实施要求的技术相对较高。 (3) 保密性欠佳。 (4) 易受环境气候的影响。

Web/Mail/DNS/OA数据库/电子图书馆等 四、计算机网络的拓扑结构 1.网络拓扑（topology） 概念：使用代表示网络中结点和线缆的点、线、图标等元素所组成的用于表示网络连接方式的平面抽象示意图。 Web/Mail/DNS/OA数据库/电子图书馆等 网管 师生家庭 Internet 公共电话网 PC 办公室 2950/3550 10/100M IP/TV服务器 摄像机 电视 电子阅览/www浏览 100M 7000/3600 1000M 防火墙PIX525 高速缓存 3550/4500 Si 6500 Cernet 多媒体教室 学生机 教师机 4000/4500 IP电话 IP电话交换机

四、计算机网络的拓扑结构 2.网络拓扑的分类 星型结构 总线型结构 环型结构 树型结构 网状结构

四、计算机网络的拓扑结构 （1）星型结构 星型拓扑结构即任何两节点之间的通信都要通过中心节点进行转发，中心节点通常是集线器/交换机。 集线器

四、计算机网络的拓扑结构 （2）总线型结构 总线型网络是将若干个节点平等地连接到一条高速公用总线上的网络。 特点： (1) 结构简单灵活，便于扩充。 (2) 易于布线，成本较低。 (3) 网络节点响应速度快，可靠性高。 (4) 实时性差，物理安全性差 (5) 故障诊断困难。 总线网

四、计算机网络的拓扑结构 （3）环型结构 环型结构的网络指网络中的每个节点均与下一个节点连接，最后一个节点与第一个节点连接，构成一个闭合的环路。 特点： (1) 网络结构简单 (2) 路径选择的控制的到简化 (3) 扩充不方便 (4) 环上节点过多时，传输效率严重下降。 (5) 当环中某一节点出现故障时整个网络将瘫痪，查找故障点不易。

四、计算机网络的拓扑结构 （4）树型结构 树形结构是由星型结构演变而来的。其实质是星型结构的层次堆叠。 特点： (1) 扩展方便。 (2) 故障隔离容易。 (3) 高层节点性能要求高。

四、计算机网络的拓扑结构 （5）网状结构(混合结构) 网状结构是由星型、总线型、环型演变而来的，是前三种基本拓扑混合应用的结果。