1 第7章計算機網絡基礎 2 目錄 第一節課第一部分計算機網絡概述第二部分計算機網絡的硬件與軟件組成第二節課第三部分Windows2000的網絡功能 3 第一部分計算機網絡概述 計算機網絡的產生與發展計算機網絡的組成計算機網絡的功能計算機網絡的分類計算機網絡的協議與體系結構 4 計算機網絡的產生與發展 1 計算機網絡的定義計算機網絡是指將一群具有獨立功能的計算機通過通信設備及傳輸媒體被互聯起來 在通信軟件的支持下 實現計算機間資源共享 信息交換或協同工作的系統 計算機網絡是計算機技術和通信技術緊密結合的產物 兩者的迅速發展及相互滲透 形成了計算機網絡技術 2 計算機網絡的發展歷程1 以數據通訊為主的第一代計算機網絡2 以資源共享為主的第二代計算機網絡3 體系結構標準化的第三代計算機網絡4 以Internet為核心的第四代計算機網絡 計算機網絡示意圖 5 以數據通訊為主的第一代計算機網絡 1954年 美國軍方的半自動地面防空系統將遠距離的雷達和測控儀器所探測到的信息 通過通信線路匯集到某個基地的一臺IBM計算機上進行集中的信息處理 再將處理好的數據通過通信線路送回到各自的終端設備 這種以單個計算機為中心 面向終端設備的網絡結構 嚴格地講 是一種聯機系統 只是計算機網絡的雛形 我們一般稱之為第一代計算機網絡 以資源共享為主的第二代計算機網絡 美國國防部高級研究計劃局 ARPA AdvancedResearchProjectsAgency 于1968年主持研制 次年將分散在不同地區的4臺計算機連接起來 建成了ARPA網 ARPA網的建成標志著計算機網絡的發展進入了第二代 它也是Internet的前身 第二代計算機網絡是以分組交換網為中心的計算機網絡 它與第一代計算機網絡的區別在于 一是網絡中通信雙方都是具有自主處理能力的計算機 而不是終端機 二是計算機網絡功能以資源共享為主 而不是以數據通信為主 6 體系結構標準化的第三代計算機網絡 由于ARPA網的成功 到了20世紀70年代 不少公司推出了自己的網絡體系結構 最著名的有IBM公司的SNA SystemNetworkArchitecture 和DEC公司的DNA DigitalNetworkArchitecture 隨著社會的發展 需要各種不同體系結構的網絡進行互連 但是由于不同體系的網絡很難互連 因此 國際標準化組織 ISO 在1977年設立了一個分委員會 專門研究網絡通信的體系結構 1983年 該委員會提出的開放系統互連參考模型 OSI RM 各層的協議被批準為國際標準 給網絡的發展提供了一個可共同遵守的規則 從此計算機網絡的發展走上了標準化的道路 因此我們把體系結構標準化的計算機網絡稱為第三代計算機網絡以Internet為核心的第四代計算機網絡 進入20世紀90年代 Internet的建立將分散在世界各地的計算機和各種網絡連接起來 形成了覆蓋世界的大網絡 隨著信息高速公路計劃的提出和實施 Internet迅猛發展起來 它將當今世界帶入了以網絡為核心的信息時代 目前這階段計算機網絡發展特點呈現為 高速互連 智能與更廣泛的應用 7 計算機網絡的組成 從物理連接上講 計算機網絡由計算機系統 通信鏈路 網絡節點組成 計算機系統進行各種數據處理 通信鏈路和網絡節點提供通信功能 從邏輯功能上看 可以把計算機網絡分成通信子網 資源子網兩個子網 8 計算機系統 計算機網絡中的計算機系統主要擔負數據處理工作 它可以是具有強大功能的大型計算機 也可以是一臺微機 其任務是進行信息的采集 存儲和加工處理 網絡節點 網絡節點主要負責網絡中信息的發送 接收和轉發 網絡節點是計算機與網絡的接口 計算機通過網絡節點向其他計算機發送信息 鑒別和接收其他計算機發送來的信息 在大型網絡中 網絡節點一般由一臺通信處理機或通信控制器來擔當 此時的網絡節點還具有存儲轉發和路徑選擇的功能 在局域網中使用的網絡適配器也屬于網絡節點 通信鏈路 通信鏈路是連接兩個節點之間的通信信道 通信信道包括通信線路和相關的通信設備 通信線路可以是雙絞線 同軸電纜和光纖等有線介質 也可以是微波 紅外等無線介質 相關的通信設備包括中繼器 調制解調器等 中繼器的作用是將數字信號放大 調制解調器則能進行數字信號和模擬信號的轉換 以便將數字信號通過只能傳輸模擬信號的線路來傳輸 9 通信子網 提供計算機網絡的通信功能 由網絡節點和通信鏈路組成 通信子網是由節點處理機和通信鏈路組成的一個獨立的數據通信系統 資源子網 提供訪問網絡和處理數據的能力 由主機 終端控制器和終端組成 主機負責本地或全網的數據處理 運行各種應用程序或大型數據庫系統 向網絡用戶提供各種軟硬件資源和網絡服務 終端控制器用于把一組終端連入通信子網 并負責控制終端信息的接收和發送 終端控制器可以不經主機直接和網絡節點相連 當然還有一些設備也可以不經主機直接和節點相連 如打印機和大型存儲設備等 10 1 數據通信 是計算機網絡的基本功能之一 用于實現計算機之間的信息傳送 在計算機網絡中 人們可以在網上收發電子郵件 發布新聞消息 進行電子商務 遠程教育 遠程醫療 傳遞文字 圖像 聲音 視頻等信息 2 資源共享 計算機資源主要是指計算機的硬件 軟件和數據資源 資源共享功能是組建計算機網絡的驅動力之一 使得網絡用戶可以克服地理位置的差異性 共享網絡中的計算機資源 共享硬件資源可以避免貴重硬件設備的重復購置 提高硬件設備的利用率 共享軟件資源可以避免軟件開發的重復勞動與大型軟件的重復購置 進而實現分布式計算的目標 共享數據資源可以促進人們相互交流 達到充分利用信息資源的目的 3 分布式處理 對于綜合性大型科學計算和信息處理問題 可以采用一定的算法 將任務分交給網絡中不同的計算機 以達到均衡使用網絡資源 實現分布處理的目的 4 提高系統的可靠性 在計算機網絡系統中 可以通過結構化和模塊化設計將大的 復雜的任務分別交給幾臺計算機處理 用多臺計算機提供冗余 以使其可靠性大大提高 當某臺計算機發生故障 不至于影響整個系統中其他計算機的正常工作 使被損壞的數據和信息能得到恢復 計算機網絡的功能 11 計算機網絡的分類 根據網絡的覆蓋范圍劃分 局域網 城域網 廣域網 國際互聯網 2 按網絡的拓撲結構劃分 總線型網絡 星形網絡 環形網絡 樹狀網絡和混合型網絡等 3 按傳輸介質劃分 有線網和無線網4 按網絡的使用性質劃分 公用網和專用網 12 局域網 LAN LocalAreaNetwork 一般用微機通過高速通信線路連接 覆蓋范圍從幾百米到幾公里 通常用于覆蓋一個房間 一層樓或一座建筑物 局域網傳輸速率高 可靠性好 適用各種傳輸介質 建設成本低 城域網 MAN MetropolitanAreaNetwork 是在一座城市范圍內建立的計算機通信網 通常使用與局域網相似的技術 但對媒介訪問控制在實現方法上有所不同 它一般可將同一城市內不同地點的主機 數據庫以及LAN等互相連接起來 廣域網 WAN WideAreaNetwork 用于連接不同城市之間的LAN或MAN 廣域網的通信子網主要采用分組交換技術 常常借用傳統的公共傳輸網 如電話網 這就使廣域網的數據傳輸相對較慢 傳輸誤碼率也較高 隨著光纖通信網絡的建設 廣域網的速度將大大提高 廣域網可以覆蓋一個地區或國家 國際互聯網 又叫因特網 Internet 是覆蓋全球的最大的計算機網絡 但實際上不是一種具體的網絡技術 因特網將世界各地的廣域網 局域網等互聯起來 形成一個整體 實現全球范圍內的數據通信和資源共享 13 把網絡中的計算機等設備抽象為點 把網絡中的通信媒體抽象為線 這樣就形成了由點和線組成的幾何圖形 即采用拓撲學方法抽象出的網絡結構 我們稱之為網絡的拓撲結構 總線型網絡 星形網絡 環形網絡 14 樹形網絡 網形網絡 混合型網絡1 混合型網絡2 15 有線網 采用雙絞線 同軸電纜 光纖或電話線作傳輸介質 采用雙絞線和同軸電纜連成的網絡經濟且安裝簡便 但傳輸距離相對較短 以光纖為介質的網絡傳輸距離遠 傳輸率高 抗干擾能力強 安全好用 但成本稍高 無線網 主要以無線電波或紅外線為傳輸介質 聯網方式靈活方便 但聯網費用稍高 可靠性和安全性還有待改進 另外 還有衛星數據通信網 它是通過衛星進行數據通信的 16 公用網 PublicNetwork 是一種付費網絡 屬于經營性網絡 由商家建造并維護 消費者付費使用 專用網 PrivateNetwork 是某個部門根據本系統的特殊業務需要而建造的網絡 這種網絡一般不對外提供服務 例如軍隊 銀行 電力等系統的網絡就屬于專用網 17 1 網絡協議數據交換 資源共享是計算機網絡的最終目的 要保證有條不紊地進行數據交換 合理地共享資源 各個獨立的計算機系統之間必須達成某種默契 嚴格遵守事先約定好的一整套通信規程 包括嚴格規定要交換的數據格式 控制信息的格式和控制功能以及通信過程中事件執行的順序等 這些通信規程我們稱之為網絡協議 Protocol 網絡協議主要由以下三個要素組成 1 語法 即用戶數據與控制信息的結構或格式 2 語義 即需要發出何種控制信息 以及完成的動作與做出的響應 3 時序 是對事件實現順序的詳細說明 計算機網絡的協議與體系結構 18 2 協議分層對于結構復雜的網絡協議來說 最好的組織方式是層次結構 計算機網絡的協議就是分層的 層與層之間相對獨立 各層完成特定的功能 每一層都為上一層提供某種服務 最高層為用戶提供諸如文件傳輸 電子郵件 打印等網絡服務 協議分層的原因有以下幾點 1 分層有助于網絡的實現和維護 將一個復雜的大系統分割成若干個易于實現的小系統 使實現和維護變得容易控制 2 分層有助于技術發展 只要保證相鄰層的接口不變 就可以用最先進的技術對某層進行改進 而不至于影響其他部分的工作 3 分層有助于網絡產品的生產 各個公司都可根據自己的情況提供某個協議層次的產品 為組建網絡提供豐富的軟 硬件選擇 4 分層能促進標準化工作 分層后 每一層提供的服務及所需要的條件都有了精確的說明 反過來看 也能暴露出每層協議的不恰當部分 促進協議的進一步發展 19 3 網絡體系結構計算機網絡的協議是按照層次結構模型來組織的 我們將網絡層次結構模型與計算機網絡各層協議的集合稱為網絡的體系結構或參考模型 世界上第一個網絡體系結構是IBM公司于1974年提出的 系統網絡體系結構 SNA 此后 DEC公司又提出了 數字網絡體系結構 DNA Honeywell公司提出了 分布式系統體系結構 DSA 這些網絡體系結構的共同之處在于它們都采用了分層技術 但層次的劃分 功能的分配與采用的技術術語均不相同 結果導致了不同網絡之間難以互連 1977年 國際標準化組織提出了開放系統互連參考模型 OSI OpenSystemInterconnection 的概念 1984年10月正式發布了整套OSI國際標準 1 OSI參考模型 2 TCP IP參考模型 3 OSI參考模型與TCP IP參考模型的比較 20 OSI參考模型將網絡的功能劃分為7個層次 物理層 數據鏈路層 網絡層 傳輸層 會話層 表示層和應用層 如圖所示 21 物理層 位于OSI參考模型的最底層 提供一個物理連接 所傳數據的單位是比特 其功能是對上層屏蔽傳輸媒體的區別 提供比特流傳輸服務 也就是說 有了物理層后 數據鏈路層及以上各層都不需要考慮使用的是什么傳輸媒體 無論是用雙絞線 光纖 還是用微波 都被看成是一個比特流管道 數據鏈路 層負責在各個相鄰節點間的線路上無差錯地傳送以幀 Frame 為單位的數據 每一幀包括一定數量的數據和一些必要的控制信息 其功能是對物理層傳輸的比特流進行校驗 并采用檢錯重發等技術 使本來可能出錯的數據鏈路變成不出錯的數據鏈路 從而對上層提供無差錯的數據傳輸 換句話說 就是網絡層及以上各層不再需要考慮傳輸中出錯的問題 就可以認定下面是一條不出錯的數據傳輸信道 把數據交給數據鏈路層 它就能完整無誤地把數據傳給相鄰節點的數據鏈路層 網絡層 計算機網絡中進行通信的兩臺計算機之間可能要經過多個節點和鏈路 也可能要經過多個通信子網 網絡層數據的傳送單位是分組或包 Packet 它的任務就是要選擇合適的路由 使發送端的傳輸層傳下來的分組能夠按照目的地址發送到接收端 使傳輸層及以上各層設計時不再需要考慮傳輸路由 傳輸層 在發送端和接收端之間建立一條不會出錯的路由 對上層提供可靠的報文傳輸服務 與數據鏈路層提供的相鄰節點間比特流的無差錯傳輸不同 傳輸層保證的是發送端和接收端之間的無差錯傳輸 主要控制的是包的丟失 錯序 重復等問題 22 會話層 雖然不參與具體的數據傳輸 但它卻對數據傳輸進行管理 會話層建立在兩個互相通信的應用進程之間 組織并協調其交互 例如 在半雙工通信中 確定在某段時間誰有權發送 誰有權接收 或當發生意外時 如已建立的連接突然斷了 確定在重新恢復會話時應從何處開始 而不必重傳全部數據 表示層 表示層主要為上層用戶解決用戶信息的語法表示問題 其主要功能是完成數據轉換 數據壓縮和數據加密 表示層將欲交換的資料從適合于某一用戶的抽象語法變換為適合于OSI系統內部使用的傳送語法 有了這樣的表示層 用戶就可以把精力集中在他們所要交談的問題本身 而不必更多地考慮對方的某些特性 應用層 應用層是OSI參考模型中的最高層 應用層確定進程之間的通信性質以滿足用戶的需要 負責用戶信息的語義表示 并在兩個通信者之間進行語義匹配 這就是說 應用層不僅要提供應用進程所需要的信息交換等操作 而且還要作為互相作用的進程的用戶代理 來完成一些為進行語義上有意義的信息交換所必需的功能 23 OSI模型各層主要功能的歸納總結 應用層 與用戶應用進程的接口 即相當于 做什么 表示層 數據格式的轉換 即相當于 對方看起來像什么 會話層 會話的管理與數據傳輸的同步 即相當于 輪到誰講話和從何處講 傳輸層 從端到端經網絡透明地傳送報文 即相當于 對方在何處 網絡層 分組交換和路由選擇 即相當于 走哪條路可到達該處 數據鏈路層 在鏈路上無差錯的傳送幀 即相當于 每一步該怎么走 物理層 將比特流送到物理媒體上傳送 即相當于 對上一層的每一步應該怎樣利用物理媒體 OSI參考模型的網絡功能可分為三組 下兩層解決網絡信道問題 第三 四層解決傳輸服務問題 上三層處理應用進程的訪問 解決應用進程通信問題 24 TCP IP協議是1974年由VintonCerf和RobertKahn開發的 隨著Internet的飛速發展 TCP IP協議現已成為事實上的國際標準 TCP IP協議實際上是一組協議 是一個完整的體系結構 如圖所示 25 OSI參考模型與TCP IP參考模型的比較 TCP IP參考模型中沒有數據鏈路層和物理層 只有網絡與數據鏈路層的接口 可以使用各種現有的鏈路層 物理層協議 目前用戶連接Internet最常用的數據鏈路層協議是SLIP SerialLineInterfaceProtocol 和PPP PointtoPointProtocol TCP IP模型的網際層對應于OSI模型的網絡層 包括IP 網際協議 ICMP 網際控制報文協議 IGMP 網際組報文協議 以及ARP 地址解析協議 這些協議處理信息的路由以及主機地址解析 傳輸層對應于OSI模型的傳輸層 包括TCP 傳輸控制協議 和UDP 用戶數據報協議 這些協議負責提供流控制 錯誤校驗和排序服務 完成源到目標間的傳輸任務 應用層對應于OSI模型的應用層 表示層和會話層 它包括了所有的高層協議 并且不斷有新的協議加入 26 常用的應用層協議 1 超文本傳輸協議HTTP 用來傳遞制作的網頁文件 2 文件傳輸協議FTP 用于實現互聯網中交互式文件傳輸功能 3 電子郵件協議SMTP 用于實現互聯網中電子郵件傳送功能 4 網絡終端協議TELNET 用于實現互聯網中遠程登錄功能 5 域名服務DNS 用于實現網絡設備名字到IP地址的映射服務 6 路由信息協議RIP 用于網絡設備之間交換路由信息 7 簡單網絡管理協議SNMP 用來收集和交換網絡管理信息 8 網絡文件系統NFS 用于網絡中不同主機間的文件共享 27 OSI參考模型與TCP IP參考模型都采用了層次結構的概念 但二者在層次劃分與使用的協議上是有很大區別的 OSI參考模型概念清晰 但結構復雜 實現起來比較困難 特別適合用來解釋其他的網絡體系結構 TCP IP參考模型在服務 接口與協議的區別尚不夠清楚 這就不能把功能與實現方法有效地分開 增加了TCP IP利用新技術的難度 但經過30多年的發展 TCP IP模型贏得了大量的用戶和投資 伴隨著Internet的發展而成為目前公認的國際標準 28 第二部分計算機網絡的硬件與軟件組成 網絡的主體設備網絡的連接設備網絡的傳輸介質簡單的網絡連接 29 計算機網絡系統由硬件 軟件和規程三部分內容組成 硬件包括主體設備 連接設備和傳輸介質三大部分 軟件包括網絡操作系統和應用軟件 網絡中的各種協議也以軟件形式表現出來 30 網絡的主體設備 計算機網絡中的主體設備稱為主機 Host 一般可分為中心站 又稱為服務器 和工作站 客戶機 兩類 服務器是為網絡提供共享資源的基本設備 在其上運行網絡操作系統 是網絡控制的核心 其工作速度 磁盤及內存容量的指標要求都較高 攜帶的外部設備多且大都為高級設備 工作站是網絡用戶入網操作的節點 有自己的操作系統 用戶既可以通過運行工作站上的網絡軟件共享網絡上的公共資源 也可以不進入網絡 單獨工作 用作工作站的客戶機一般配置要求不是很高 大多采用個人微機并攜帶相應的外部設備 如打印機 掃描儀 鼠標等 31 1 網卡網卡又叫網絡適配器 NIC 是計算機網絡中最重要的連接設備之一 如圖所示 一般插在機器內部的總線槽上 網線則接在網卡上 下面我們主要從其作用和分類兩個方面來介紹網卡 網絡的連接設備 32 網卡的作用 提供固定的網絡地址 每個網卡上都有一個固定的全球惟一地址 又稱網卡的物理地址 這樣 網絡才能區分出數據是從哪臺計算機來 到哪臺計算機去 顯然 任何廠商生產的網卡的物理地址絕不會相同 接收網線上傳來的數據 并把數據轉換為本機可識別和處理的格式 通過計算機總線傳輸給本機 把本機要向網上傳輸的數據按照一定的格式轉換為網絡設備可處理的數據形式 通過網線傳送到網上 網卡的分類 按網卡的總線類型分 目前的總線接口主要是PCI型的 在筆記本電腦上需要使用PCMCIA標準的網卡 作為一種新型的總線技術 USB也被應用到網卡中 按網卡的速度分 有10M 100M及1000M的 目前10 100Mbps自適應的網卡使用廣泛 性價比最高 按網卡的接口類型分 網卡的接口類型有連接同軸電纜的BNC接口和連接雙絞線的RJ 45接口 目前RJ 45接口的網卡使用廣泛 網卡通常插入主機的主板擴展槽中 應當斷電操作 在安裝網卡后 往往還要進行協議的配置 比如運行Windows系統的計算機 可給網卡配置IPX SPX協議和NetBEUI協議 如果要連接Internet 必須配置TCP IP協議 33 2 集線器集線器 Hub 是計算機網絡中連接多臺計算機或其他設備的連接設備 其外觀如圖7 6所示 集線器主要提供信號放大和中轉的功能 一個Hub上往往有4個 8個或更多的端口 可使多個用戶機通過雙絞線電纜與網絡設備相連 形成帶集線器的總線結構 通過Hub再連接成總線型拓撲或星形拓撲 Hub上的端口彼此相互獨立 不會因某一端口的故障影響其他用戶 集線器只包含物理層協議 集線器有多種 按帶寬的不同可分為10Mbps 100Mbps和10 100Mbps 按照工作方式的不同 可分為智能型和非智能型 按配置形式的不同 可分為固定式 模塊式和堆疊式 按端口數的不同 可分為4口 8口 12口 16口 24口和32口等 3 中繼器任何一種介質的有效傳輸距離都是有限的 電信號在介質中傳輸一段距離后會自然衰減并且附加一些噪聲 中繼器的作用就是為了放大電信號 提供電流以驅動長距離電纜 增加信號的有效傳輸距離 中繼器從本質上看可以認為是一個放大器 承擔信號的放大和傳送任務 中繼器屬于物理層設備 用中繼器可以連接兩個局域網或延伸一個局域網 它連起來的仍是一個網絡 它與集線器處于同一協議層次 34 4 網橋網橋是網絡中的一種重要設備 它通過連接相互獨立的網段從而擴大網絡的最大傳輸距離 網橋是一種工作在數據鏈路層的存儲 轉發設備 作為網段與網段之間的連接設備 它實現數據包從一個網段到另一個網段的選擇性發送 即只讓需要通過的數據包通過而將不必通過的數據包過濾掉 來平衡各網段之間的負載 從而實現網絡間數據傳輸的穩定和高效 5 路由器路由器屬于網間連接設備 它能夠在復雜的網絡環境中完成數據包的傳送工作 它能夠把數據包按照一條最優的路徑發送至目的網絡 路由器工作在網絡層 并使用網絡層地址 如IP地址等 路由器可以通過調制解調器 Modem 與模擬線路相連 也可以通過通道服務單元 數據服務單元 CSU DSU 與數字線路相連 路由器比網橋功能更強 因為網橋工作于數據鏈路層而路由器工作于網絡層 網橋僅考慮了在不同網段數據包的傳輸 而路由器則在路由選擇 擁塞控制 容錯性及網絡管理方面做了更多的工作 35 6 交換機交換機發展迅猛 基本取代了集線器和網橋 并增強了路由選擇功能 交換和路由的主要區別在于交換發生在OSI參考模型的數據鏈路層 而路由發生在網絡層 交換機的主要功能包括物理編址 錯誤校驗 幀序列以及流控制等 目前有些交換機還具有對虛擬局域網 VLAN 的支持 對鏈路匯聚的支持 有的甚至具有防火墻功能 交換機的外觀與Hub相似 從應用領域來分 交換機可分為局域網交換機和廣域網交換機 從應用規模來分 交換機可分為企業級交換機 部門級交換機和工作組級交換機 36 7 網關網關又稱協議轉換器 是軟件和硬件的結合產品 主要用于連接不同結構體系的網絡或用于局域網與主機之間的連接 網關工作在OSI模型的傳輸層或更高層 在所有網絡互連設備中最為復雜 可用軟件實現 網關沒有通用產品 必須是具體的某兩種網絡互連的網關 目前廣域網大多數采用X 25公用數據網 為了能從局域網上訪問X 25的資源 就需要有一種設備把X 25和局域網的差別隱藏起來 中繼器 網橋或路由器都不足以彌補這兩者間巨大的差異 于是引入了網關 網關的另一種應用是在一些大型企業中 這些企業中昂貴的大型主機或小型機一般不支持諸如NetWareIPX SPX這樣的網絡協議 直接將這些主機聯入局域網是不可能的 一種可行的做法是用局域網上的一臺工作站作為網關來協調工作站和主機間的通信 這樣 局域網里的用戶通過網關就能與這些大型主機或小型機通信 37 網絡的傳輸介質 傳輸介質是網絡中連接收發雙方的物理通路 也是通信中實際傳送信息的載體 通常 評價一種傳輸介質的性能指標主要包括以下內容 傳輸距離 數據的最大傳輸距離 抗干擾性 傳輸介質防止噪聲干擾的能力 帶寬 指信道所能傳送的信號的頻率寬度 也就是可傳送信號的最高頻率與最低頻率之差 信道的帶寬由傳輸介質 接口部件 傳輸協議以及傳輸信息的特性等因素所決定 它在一定程度上體現了信道的傳輸性能 是衡量傳輸系統的一個重要指標 通常 信道的帶寬大 信道的容量也大 其傳輸速率相應也高 衰減性 信號在傳輸過程中會逐漸減弱 衰減越小 不加放大的傳輸距離就越長 性價比 性價比越高說明我們的投入越值 對于降低網絡建設的整體成本很重要 根據傳輸介質形態的不同 我們可以把傳輸介質分為有線傳輸介質和無線傳輸介質 有線傳輸介質指用來傳輸電或光信號的導線或光纖 有線介質技術成熟 性能穩定 成本較低 是目前局域網中使用最多的介質 有線傳輸介質主要有雙絞線 同軸電纜和光纖等 無線傳輸的主要形式有無線電頻率通信 紅外通信 微波通信和衛星通信等 38 1 雙絞線雙絞線是把兩條相互絕緣的銅導線絞合在一起 采用絞合的結構是為了減少對相鄰導線的電磁干擾 根據單位長度上的絞合次數不同 把雙絞線劃分為不同規格 絞合次數越高 抵消干擾的能力就越強 制作成本也就越高 根據雙絞線外是否有屏蔽層又可分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線 用的較多的是非屏蔽雙絞線 電氣工業協會 EIA 將非屏蔽雙絞線又進行了分類 主要有 1類線 2類線 3類線 4類線 5類線 超5類線 6類線 目前用的比較廣泛的是超5類線或6類線 超5類線 采用了高質量的銅線 能提供一個高的纏繞率 并使用先進的方法減少串擾 能支持高達200Mbps的信號速率 6類線 目前逐漸成為網絡綜合布線采用的主流產品 可提供高于超5類線2 5倍的信號速率 能夠全方位滿足不斷增長的未來數據和視頻應用的要求 屏蔽雙絞線比非屏蔽雙絞線增加了一層金屬絲網 這層絲網的主要作用是增強其抗干擾性能 同時可以在一定程度上改善帶寬特性 屏蔽雙絞線性能更好一些 但價格稍高 雙絞線用于10 100Mbps局域網時 使用距離最大為100米 由于價格較低 因此被廣泛使用 在局域網中常用四對雙絞線 即四對絞合線封裝在一根塑料保護軟管里 39 2 同軸電纜同軸電纜有內導體銅芯 絕緣層 網狀編織的外導體屏蔽層以及塑料保護層組成 由于屏蔽層的作用 同軸電纜有較好的抗干擾能力 通常按直徑和特性阻抗不同將同軸電纜分為粗纜和細纜 粗纜直徑為10mm 特性阻抗為75 使用中經常被頻分復用 因此又被稱為寬帶同軸電纜 是有線電視 CATV 中的標準傳輸電纜 細纜直徑為5mm 特性阻抗為50 經常用來傳送沒有載波的基帶信號 因此又被稱為基帶同軸電纜 40 3 光纖光纖是由非常透明的石英玻璃拉成細絲做成的 信號傳播利用了光的全反射原理 當光從一種高折射率介質射向低折射率介質時 只要入射角足夠大 就會產生全反射 這樣一來 光就會不斷在光纖中折射傳播下去 可以存在多種入射角的光纖稱為多模光纖 多模光纖中光線以波浪式傳輸 多種頻率共存 多模光纖的芯徑為50 m 1 m 10 6m 如果光纖的直徑減小到只有一個光的波長 這樣光就只能沿光纖傳播下去 而非來回反射前進 這種光纖稱為單模光纖 單模光纖芯徑小于10 m 單模光纖比多模光纖衰減更小 無中繼傳播距離更長 多模光纖的光源可以使用較為便宜的發光二極管 而單模光纖的光源必須使用較昂貴的半導體激光器 由于光纖非常細 難以提供足夠的抗拉強度 因此通常做成結實的光纜 41 光纖與其它傳輸介質相比 既有優點又有缺點 優點 1 帶寬高 目前可以達到100Mbps 2Gbps 2 傳輸損耗小 中繼距離長 無中繼器的情況下 多模光纖可傳輸幾公里 單模光纖傳輸距離更遠 可達幾十公里 3 無串音干擾 且保密性好 4 抗干擾能力強 由于光纖中傳輸的是光信號 所以不但不受其他電磁信號的干擾 也不會干擾其他通信系統 5 體積小 重量輕 缺點 連接光纖需要專用設備 成本較高 并且安裝 連接難度大 42 4 無線電頻率通信和紅外通信無線電頻率通信 無線電頻率是指從1kHz至1GHz的電磁波譜 在此頻段范圍中包括短波波段 超高頻波段 甚高頻波段 無線電頻率通信中的擴展頻譜通信技術是當前無線局域網的主流技術 紅外通信 紅外通信是以紅外線作為傳輸載體的一種通信方式 它以紅外二極管或紅外激光管作為發射源 以光電二極管作為接收設備 紅外通信成本較低 傳輸距離短 具有直線傳輸 不能透射不透明物的特點 與需調頻或調相的微波相比 實現起來較簡單 設備也較便宜 紅外線與擴展頻譜技術已被國際電工無線電委員會選為無線局域網的標準 即IEEE802 11標準 43 5 微波通信和衛星通信微波通信 微波是沿直線傳播的 收發雙方必須直視 而地球表面是一個曲面 因此傳播距離受到限制 一般只有50公里左右 若采用100米高的天線塔 則傳播距離可增大到100公里 為實現遠距離傳輸 必須設立若干中繼站 中繼站把收到的信號放大后再發送到下一站 微波受到的干擾比短波通信小得多 因而傳輸質量較高 另外微波有較高的帶寬 通信容量較大 與遠距離通信電纜相比 微波通信投資小 可靠性高 但隱蔽性和保密性差 衛星通信 衛星通信以空間軌道中運行的人造衛星作為中繼站 地球站作為終端站 實現兩個或者多個地球站之間的長距離大容量的區域性通信及至全球通信 衛星通信具有傳輸距離遠 覆蓋區域大 靈活 可靠 不受地理環境條件限制等獨特優點 以覆蓋面積來講 一顆通信衛星可覆蓋地球面積的三分之一多 若在地球赤道上等距離放上三顆衛星 就可以覆蓋整個地球 44 簡單的網絡連接 準備工作布線雙絞線網線的制作安裝網卡及驅動程序5 設置計算機網絡標識設置互連使用的協議 操作視頻見視頻列表 1 簡單的網絡連接 45 第三部分Windows2000的網絡功能 知識學習本地連接網上鄰居設置共享資源共享和使用打印機本講小結課后作業 46 本地連接 要使用Windows2000上網 首先要對 網絡和撥號連接 進行設置 在 開始 菜單中 選擇 設置 網絡和撥號連接 選項 打開 網絡和撥號連接 對話框 如圖所示 本地連接 是指利用網卡和網線與局域網的連接 如果計算機上安裝了網卡 系統將自動檢測并建立 本地連接 用戶可以修改 本地連接 的屬性來決定本機登錄到網絡的方式 主要內容包括 1 網絡組件2 TCP IP協議的設置3 檢查網絡配置4 本地連接狀態 操作視頻見視頻列表 2 本地連接 47 1 網絡組件右鍵單擊 本地連接 圖標 在快捷菜單中選擇 屬性 打開 本地連接屬性 對話框 要將計算機連接到網絡 必須在機器上安裝相應的網絡組件 Windows中提供了三種組件 實現不同的網絡功能 只有安裝了 Microsoft網絡客戶端 組件 計算機才能夠訪問局域網絡資源 Microsoft網絡的文件和打印機共享 組件可以使得計算機能夠向網絡提供文件和打印共享服務 否則本機的資源將不能夠共享出去 如果計算機需要連接到Internet 必須安裝 Internet協議 TCP IP 組件 并進行相應的配置 在網絡組件列表中 如果有某種需要的組件未出現 可單擊 安裝 按鈕來安裝 如果選中 連接后在任務欄中顯示圖標 復選框 任務欄中將顯示本地連接圖標 48 2 TCP IP協議的設置在 本地連接屬性 對話框中 單擊 Internet協議 TCP IP 選項 然后單擊 屬性 按鈕 將彈出 Internet協議 TCP IP 屬性 對話框 如右圖所示 在該對話框的 常規 選項卡中有 自動獲得IP地址 和 使用下面的IP地址 兩個單選按鈕 如果網絡中的服務器中啟動了DHCP服務 可選擇 自動獲得IP地址 如果沒有DHCP服務器 或者需要固定的IP地址 可選擇 使用下面的IP地址 并在 IP地址 和 子網掩碼 文本框中輸入相應的IP地址和子網掩碼 要連入Internet 還需要設置 默認網關 和 首選DNS服務器 的IP地址 49 3 檢查網絡配置完成對 網絡和撥號連接 的配置后 如何來檢查配置是否成功呢 Windows2000提供了三個系統命令 Ipconfig Ping Tracert 要使用這三個命令 需要切換到命令行方式 方法是 在 開始 菜單中 選擇 程序 附件 單擊 命令提示符 IPConfig命令用于檢查當前TCP IP網絡中的配置情況 常用格式為 IPConfig all 可顯示本機的主機名 物理地址 IP地址等的配置參數 Ping命令用于監測網絡連接是否正常 使用該命令可以向指定主機發送ICMP回應報文并監聽報文的返回情況 從而驗證與主機的連接 Ping命令的格式是 Ping Tracert可以判定數據到達目的主機所經過的路徑 顯示路徑上各個路由器的信息 基本使用格式為 Tracert目的主機的IP地址或主機名 50 4 本地連接狀態在任務欄中雙擊本地連接指示器 打開 本地連接狀態 對話框 如圖7 19所示 對話框中顯示了本地連接的連接狀態 持續時間 發送和接收數據包的情況 單擊 屬性 將打開如右圖所示的 本地連接屬性 對話框 若單擊 禁用 按鈕 本地連接指示器將從任務欄中消失 將不能使用 本地連接 上網 要重新啟用本地連接 單擊 開始 按鈕 選擇 設置 網絡和撥號連接 雙擊 本地連接 圖標 將重新啟用本地連接 51 網上鄰居 網上鄰居 主要用來進行網絡管理 通過它可以添加網上鄰居 訪問網上共享資源 計算機連接到網絡后 打開 網上鄰居 可以顯示網絡上的所有計算機 共享資源 并可訪問整個網絡 訪問本地機所屬的工作組 要打開 網上鄰居 雙擊桌面上的 網上鄰居 圖標 打開 網上鄰居 文件夾 如右圖所示 操作視頻見視頻列表 3 網上鄰居 52 1 訪問整個網絡在 網上鄰居 文件夾中 雙擊 整個網絡 圖標 在打開的 整個網絡 窗口中 選擇 全部內容 雙擊 MicrosoftWindows網絡 圖標 可以顯示網絡中所有的工作組和域 如右圖所示 用戶可以雙擊某個工作組或域來顯示這個工作組或域中的計算機 53 2 訪問本地機所屬的工作組如果需要查找的計算機和本機屬于同一個工作組 可以雙擊 鄰近的計算機 圖標 將顯示本機所在工作組或域的所有計算機列表 用戶雙擊網絡中某臺計算機圖標 即可登錄到該計算機 對它的共享資源進行訪問 這樣 用戶就可以根據需要在不同的計算機之間進行數據的復制 移動 刪除等操作 對所連接的計算機的操作和對本地計算機的操作相同 在登錄到其他機器的過程中 根據要登錄的計算機是否隸屬于工作組或域以及安裝的操作系統的不同 登錄過程也不相同 如果該計算機隸屬于域 必須要有該域的用戶賬戶 如果要登錄的計算機隸屬于某個工作組 并且安裝的是Windows2000操作系統 則需要有該計算機的本地賬戶 在 輸入網絡密碼 對話框 表明要登錄的計算機的來賓 Guest 賬戶已經停用 可以利用 計算機管理 工具重新啟用該計算機的來賓賬戶 54 設置共享資源 安裝了 Microsoft網絡的文件和打印機共享 組件的計算機 若需要向網絡中的其他成員提供共享服務 讓其他成員訪問本地資源 還必須設置資源共享 共享文件夾 共享驅動器 映射網絡驅動器 共享打印機 操作視頻見視頻列表 4 設置共享資源 55 1 共享文件夾 l 在 我的電腦 或 Windows資源管理器 窗口中 在要設置共享的文件夾上單擊鼠標右鍵 在彈出的快捷菜單中選擇 共享 命令 彈出如右圖所示的對象共享屬性對話框 2 選中 共享該文件夾 并輸入 共享名 單擊 確定 按鈕完成共享設置 用 用戶數限制 選項可以設置允許同時訪問該資源的用戶的最大數量 點擊 權限 按鈕可以用來設置其他人通過網絡訪問該文件夾時允許或拒絕的權限 點擊 緩存 按鈕可以指定其他人是否能夠脫機使用該共享文件夾 若要去掉某文件夾的共享屬性 停止共享 選中不共享該文件夾 后單擊 確定 按鈕即可 56 2 共享驅動器 1 在 我的電腦 或 資源管理器 中 右鍵單擊要設置成共享的驅動器的圖標 如驅動器D 在彈出的快捷菜單中單擊 共享 選項 彈出共享屬性對話框 2 單擊 共享該文件夾 可以看到驅動器D的 共享名 為 D 在Windows2000中 每個磁盤驅動器都是缺省的共享資源 共享名 后面有 字符 在網上鄰居中就不會列出 要想共享此驅動器給其他用戶訪問 就必須新建一個共享資源 3 單擊 新建共享 命令按鈕 彈出如圖7 26所示的 新建共享 對話框 在該對話框里輸入一個共享名及備注信息 然后單擊 確定 按鈕 4 看到驅動器的 共享名 被修改后 單擊 確定 按鈕 完成共享設置 當然 用戶也可以設置訪問該共享資源的用戶數及用戶的訪問權限 系統缺省的用戶數是允許 最多用戶 訪問 可設置 共享權限 包括允許或禁止 讀取 寫入 和 完全控制 若只選擇允許 讀取 則網絡上的用戶就只能讀取這臺計算機的驅動器D中的內容 若選擇允許 完全控制 則網絡上的用戶將能夠讀取 創建 修改 刪除這臺計算機驅動器D上的文件或文件夾 57 3 映射網絡驅動器工作中 可以為某個共享文件夾分配一個驅動器號 以方便使用 該驅動器稱為映