第一章 计算机网络基础 授课教师：买买提艾力 Mtali@126.com

引言 21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。 网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。 现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开因特网。

第1章 计算机网络基础 1.1 计算机网络概述 1.2 计算机局域网络 1.3 路由器的简单设置

1.1 计算机网络概述 计算机网络的定义 计算机网络是利用通信线路和通信设备，把地理上分散的、并具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，按照网络协议进行数据通信，用功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。

由计算机网络的定义可知，计算机网络： 连接的对象——各种类型的计算机和其它数据终端设备。 连接的介质——通信线路和通信设备。 控制机制——网络协议和网络软件 最终的目标——实现远程通信和资源共享。

1.1 计算机网络概述 1.1.1 计算机网络的发展和特点 1.1.2 计算机网络的功能与分类 1.1.3 计算机网络协议 1.1 计算机网络概述 1.1.1 计算机网络的发展和特点 1.1.2 计算机网络的功能与分类 1.1.3 计算机网络协议 1.1.4 网络传输介质极其使用设备 下一页 回目录页

1、计算机网络的发展 其演变过程主要可分为3个阶段 ： （1） 面向终端的计算机网络 1.1.1 计算机网络的发展和特点 1、计算机网络的发展 其演变过程主要可分为3个阶段 ： （1） 面向终端的计算机网络 又称第一代计算机网络，它是由一台主机和若干个终端组成的，主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，用户通过使用本地的终端使用远程的主机。

具有远程通信功能的单机系统

（2） 计算机通信网络 从20世纪60年代中期开始，出现了多个主机互联的系统，将分布在不同地区的多台计算机主机（Host）用通信线路连接起来，彼此交换信息、传递情报，而又各自完成自己的业务工作。从而实现计算机和计算机之间的通信。这样的互联系统叫计算机通信网络(第二代计算机网络)。

具有远程通信功能的多机系统

计算机网络进一步发展，网络功能从逻辑上分为通信和数据处理两部分，与此同时网络的物理结构也出现了两级计算机网。 ① 资源子网 ② 通信子网

（3） 现代计算机网络 又称第三代计算机网络，大量微型计算机通过局域网连入广域网，在局域网与广域网之间，广域网与广域网之间通过路由器相连，形成的大型的、层次结构的网络即互联网。

通信子网 现代计算机网络结构示意图

1.1.1 计算机网络的特点： （1） 连网的计算机各自功能是独立的。 （2） 这些计算机之间通过通信线路和通信设备连接起来。 （3） 要有网络协议的支持。不符合网络协议的计算机互连不叫计算机网络。

1.1.2 计算机网络的功能与分类 1.   计算机网络的功能 （1）数据传送 （2）资源共享 （3）提高计算机的可靠性及其效率 （4）分布式处理与办公自动化

2、 计算机网络的分类 1．按照网络使用范围划分 2. 按照计算机网络的覆盖范围划分 3．按网络传输介质划分 4、按照网络拓扑结构划分

1．按照网络使用范围划分 公用网一般是由国家邮电或电信部门建设的通信网络。如CHINANET是 中国电信经营管理的中国公用计算机互联网。它采用TCP/IP协议构建，通过高速数字专线与国际INTERNET相连。 专用网是指单位自建的、满足本单位业务需求的网络。专用网不向建网单位以外的人提供服务。如军队、铁路、电力等系统均拥有各自系统的专用网。

2．按照计算机网络的覆盖范围划分 （1）局域网LAN （2）城域网MAN （3）广域网WAN

（1）局域网LAN（Local area netw rk） 局域网地理范围一般在十公里以内，适用于一个建筑物（办公楼）或相邻的大楼内，属于一个部门或者单位组建的专用网络，如公司或高校的校园内部网络。

某高校校园网网络拓扑结构简图 VOD OA 一级交换机 二级交换机2 WWW 防火墙 MAIL PROXY 办公楼C 二级 交换机 办 公 B 二 级 交 换 机 1 某高校校园网网络拓扑结构简图

（3）城域网MAN（metropolitan area network） 城域网是一种大型的LAN，它的覆盖范围介于局域网和广域网之间，一般为几千米到几十千米，覆盖的范围通常在一个城市内。

（1）广域网WAN（Wide Area Netw rk） 广域网是一种跨度大的地域网络，通常覆盖一个国家或州。如图7-2所示，网络上的计算机称为主机（host），通过通信子网（communication sub net）连接，实现资源子网中的资源共享。

3．按网络传输介质划分 （1）有线网络 双绞线网络 光纤网络 （2）无线网络

4．按网络拓扑结构划分 按网络的拓扑结构分为总线型网络、星型网络、环型网络等 。 总线型 星型 环型 返回 回本节首页

1.1.3 计算机网络协议 计算机之间通信的各种规定（即共同遵守的规则）叫网络协议。 只有通信双方按照同样的协议把本机的信息发出，对方才能接收。 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)传输控制协议/Internet协议 POP3(Post Office Protocol Version 3)邮局协议-版本3 FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议

1.1.4 网络传输介质及其使用设备 1、网络传输介质——网络中信息传输的媒体 网络传输介质分类 返回本节目录

有线传输介质特征 传输介质特征 双绞线 同轴电缆 光缆 10BASE-2 典型传输率 1MB~10MB 10MB 50MB 100MB以上 （10BASE-T） 同轴电缆 光缆 （10BASE-F） 10BASE-2 10BASE-5 典型传输率 1MB~10MB 10MB 50MB 100MB以上 最大网段长度 <150m <300m <800m <4000m 抗电磁干扰能力 弱 中 强 适用拓扑结构 环、星、总线型 总线型 环型、星型

1.2 计算机局域网络 1.2.1 局域网络的概念 1.2.2 局域网络拓扑结构 1.2.3 局域网络的硬件组成 1.2.4 局域网络的软件系统

4.2.1 局域网络的概念 局域网络是一种在小区域内使用的由各种通信设备连在一起的通信网络。主要特征有： 1. 覆盖的地理范围较小，通常为一个单位所拥有，一般不超过30Km。 2. 数据传送速率较高（1～100Mbps）。 3. 传送误码率较低（一般为 10-8到10-12之间）。 4.       具有较低的时延。

所谓拓扑结构，是网络中计算机的相互位置关系。计算机网络的拓扑结构主要有： （1）星型结构（Star） （2）环型结构(Ring) 1.2.2 局域网络拓扑结构 所谓拓扑结构，是网络中计算机的相互位置关系。计算机网络的拓扑结构主要有： （1）星型结构（Star） （2）环型结构(Ring) （3）总线结构(Bus) 在一个较大的网中，往往根据需要，利用不同形式的组合，形成网络拓扑结构。 返回本节目录

（1）星型结构 所有计算机都连到一个共同的接点上。 星型结构

大中型网络几乎采用树状拓扑结构，即核心交换机为根，骨干交换机为枝、普通计算机为叶。

（2）环型结构 所有计算机都连到一个环型线路上。 环型结构

（3）总线结构 所有计算机都连到一条线路上。 总线结构 返回本节目录

2、常见的网络设备 常见的网络设备包括交换机、路由器、安全设备和无线设备。 其中交换机和路由器是几乎所有局域网络都要使用的基本设备。交换机将其他网络设备和所有终端设备连接在一起，实现彼此之间的通信；路由器用于实现局域网之间，以及局域网与Internet 之间的互联。

1）网卡 网络适配器即网卡，也称网络接口卡，是计算机与局域网相互连接的接口。 有时，一台电脑上安装多台网卡，用于实现负载均衡。例如：代理服务器、文件服务器、视频服务器等。 Mac 地址： 每一块网卡都有世界唯一的ID号，也叫Mac （media access Control）地址。

2）集线设备 集线设备大致可以分为集线器和交换机 （1） 集线器（Hub) 用于多台电脑连接在一起，它采用的是共享传输介质，即集线器上所有的端口都是共享一条传输介质的带宽。例如：网络的带宽是10Mbit/s，有10个用户同时连接，则每个用户占用的平均带宽是1Mbit/s。

2）集线设备 （2） 交换机（switch) 也是集线用的设备，它是独享带宽的网络设备。为了适应不同的工作环境和任务，交换机也被设计为拥有不同的性能和端口。作为高性能的集线设备，交换机已经取代了集线器。

3）传输介质 （1） 双绞线 双绞线类似于普通的相互绞合的电线，只是拥有8根相互绝缘的铜芯。 按照是否有屏蔽层，可分为屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线。

按照电气性能的不同，又分为五类、超五类、六类和七类双绞线，电缆级别越高，可提供的带宽也就大。 超五类 155Mbit/s 的带宽 超六类 1000 Mbit/s 的带宽

(2) 光缆： 按照发光源的不同可分为单模光纤和多模光纤。 单模光纤： 采用激光二极管LD 传输频带宽、距离长 多模光纤： 采用发光二极管LED 传输频带窄、传输距离短

（3） 电磁波： 无线网络是以电磁波作为信息的载体，实现计算机相互通信而构成网络。

4） 服务器 服务器是用于向用户提供各种网络服务，如：文件服务、Web服务、FTP服务、数据库服务等。 一般情况下，服务器的配置都非常高，多个高速CPU、多块大容量硬盘等，这样才能适应服务器繁重的负荷。

5） 工作站 工作站是指在网络中享有服务，并用于直接完成某种工作和任务的计算机。

6） 共享资源和外设 共享资源和外设包括连接到服务器的存储设备、光盘驱动器、打印机及其他一切允许授权用户使用的设备。

7） 路由器 路由器是用来将多个网络连接在一起，智能选择数据传输的路由。它实际上是一种专用的计算机，它主要有两个作用：一是连接不同类型的网络；二是隔离广播域，避免广播暴风。 无论是局域网和局域网的连接，或局域网和Internet 的连接都离不开路由器。

8） 防火墙 防火墙（fire wall) 的本意是指发生火灾时用来防止火势蔓延的一道障碍物。 网络防火墙则设置在计算机网络之间的一道隔离装置，可以隔离两个或多个网络，限制网络互访，可以保护内部网络用户和数据的安全。

9）无线网络设备 无线网络作为传统有线网络的补充，通常用于无法使用传统布线方法组建的网络，可以扩建网络覆盖范围，提升网络可用性。 目前的无线网络可以分为两种： 3G WIFI

9）无线网络设备 （1） 无线网卡： 无线网卡是最基本的无线网络设备，用于实现计算机之间的无线互连以及计算机连接无线网络。

(2) 无线连接点（AP） 在功能上相当于一个集线器或交换器，用于汇聚配备无线网卡的计算机。

（3） 无线路由器： 无线路由器就是路由器+无线AP的结合，可以方便地实现各种网络功能（如Internet 连接共享）。

（4） 无线天线： 无线网络的致命缺点就是传输距离有限，且容易收到外界环境等条件的影响，如果传输距离较远或环境复杂，无线信号衰减就会非常严重，影响传输速率和稳定性，甚至接受不到信号，这时就需要使用无线天线来增加信号强度。

组建局域网 1） 连接计算机和网络设备 2） 网络设置 3） 网络检测

1、制作网线 网线制作方法有很多，我们在此简单的制作一下现在出现最多的RJ45通用8针网线制作方法。 A类：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕 B类：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。

PC PC 交叉线 PC HUB 直连线 HUB普通口 HUB普通口 交叉线 HUB普通口 HUB级联口 直连线 PC 路由器 交叉线 路由器 路由器 交叉线 PC 交换机 直连线 路由器 交换机 直连线 交换机普通口 交换机uplink口 直连线 交换机普通口 交换机普通口 交叉线 交换机uplink口 交换机uplink口 交叉线

制作步骤

设置IP地址 IP地址是IP协议提供的一种地址格式，它为Internet上的每一个网络和每一台主机分配一个网络地址，以此来屏蔽物理地址的差异。是运行TCP/IP协议的唯一标识。 XXX.XXX.XXX.XXX 0~255

IP地址结构： 网络部分+机器部分 分类：A、B、C XXX.XXX.XXX.XXX 0~255

IP地址类型 B类 A类 1 8 16 24 32 网络号 机器号 C类

1.0.0.1~126.255.255.254 128.0.0.1~191.255.254 192.0.0.1~223.255.255.254 每个网络分别能容纳1亿多、6万多、209万 A类 B类 C类 126 16384 20971152 1677214 65534 254 允许数量

子网掩码 A类地址的掩码:255.0.0.0 B类地址的掩码:255.255.0.0 C类地址的掩码:255.255.255.0 在寻址时通过子网掩码对IP地址进行屏蔽运算，先找出网络部分，再确定子网中的主机地址。 子网掩码某位为1，表示该位所对应IP地址中的一位是网络地址部分中的一位，若某位为0，表示它对应IP地址中的一位是主机地址部分中的一位。 A类地址的掩码:255.0.0.0 B类地址的掩码:255.255.0.0 C类地址的掩码:255.255.255.0

IP地址202. 112. 36与掩码255. 255. 255. 0进行“与”运算，可得到网络地址202. 112 IP地址202.112.0.36与掩码255.255.255.0进行“与”运算，可得到网络地址202.112.0，屏蔽IP地址中的网络部分，可得到中国教育科研网主机地址36。

检测局域网 探测Internet的最简单工具是ping程序 用户调用ping命令，给出远程主机的名字或地址，如：ping www.ustc.edu.cn； Ping程序向指定的计算机发送一个消息，然后等待接收响应： 若收到响应，向用户报告计算机是活动的； 若在一小段时间内没有收到响应，向用户报告计算机没有响应。 有些Ping程序允许指定发送包的大小、计算往返时间、指定消息发送的频率及终止条件等。

一个ping程序输出的例子

Traceroute用来确定去往目的主机需要经过的中间路由器： traceroute www.mit.edu； 程序显示去往目的主机路径上的中间路由器，每行一台。

谢谢大家！ 结 束 回目录页