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当今世界,各种先进的科学技术飞速发展,给人们的生活带来了深远的影响,它极大的改善我们的生活方式。在以计算机技术为代表的信息科技的发展更是日新月异,从各个方面影响和改变着我们的生活,而其中的计算机网络技术的发展更为迅速,已经渗透到了我们生活的各个方面,人们已经离不开计算机网络,并且随着因特网的迅速普及,给我们的学习与生活条件带来更大的方便,我们与外部世界的联系将更加的紧密和快速。 局域网(Local Area Network),简称LAN,是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等,一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。
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计算机网络环境管理
当今世界,各种先进的科学技术飞速发展,给人们的生活带来了深远的影
响,它极大的改善我们的生活方式。在以计算机技术为代表的信息科技的发展
更是日新月异,从各个方面影响和改变着我们的生活,而其中的计算机网络技
术的发展更为迅速,已经渗透到了我们生活的各个方面,人们已经离不开计算
机网络,并且随着因特网的迅速普及,给我们的学习与生活条件带来更大的方
便,我们与外部世界的联系将更加的紧密和快速。
局域网(Local Area Network),简称 LAN,是指在某一区域内由多台
计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一
公司和同一学校等,一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用
软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功
能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公
司内的上千台计算机组成。
1.1 局域网简介
局域网是同一建筑、同一校园、方圆几公里远的地域内的专用网络。局域
网通常用来连接公司办公室或企业内部的个人计算机和工作站,以共享软、硬
件资源。美国电气和电子工程师协会(IEEE)局域网标准委员会员会曾提出局
域网的一些具体特征:
1)局域网在通信距离有一定的限制,一般在 1~2Km 的地域范围内。比
如在一个办公楼内、一个学校等。
2)较高传输率的物理通信信道也是局域网的一个主要特征,在广域网中
用电话线连接的计算机一般也只有 20~40Kpbs 的速率。
3)因为连接线路都比较短,中间几乎不会爱任何干扰,所以局域网还具
有始终一致的低误码率。
4)局域网一般是一个单位或部门专用的,所以管理起很方便。
5)另外局域网的拓扑结构比较简单,所支持连接的计算机数量也是有限
的。组网时也就相对很容易连接。
1.1.1 网络的体系结构
网络通常按层或级的方式来组织,每一层都建立在它的下层之上。不同的
网络,层的名字、数量、内容和功能都不尽相同。但是每一层的目的都是向它
的上一层提供服务,这一点是相同的。层和协议的集合被称为网络体系结构。
作为具体的网络体系结构,当前重要的和使用广泛的网络体结构有 OSI 体系结
构和 TCP/IP 体系结构。
OSI 是 开 放 系 统 互 连 基 本 参 考 模 型 OSI/RM ( Open System
Interconnection Reference Model)缩写,它被分成 7 层,这 7 个层次分别
定义了不同的功能。几乎所有的网络都是基于这种体系结构的模型进行改进并
定义的,这些层次从上到下分别是应用层、表示层、会话层、运输层、网络层,
数据链路层和物理层,其中物理层是位于体系结构的最低层,它定义了 OSI 网
络中的物理特性和电气特性。
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制
协议和互连网协议)缩写,TCP/IP 体系结构是当前应用于 Internet 网络中的
体系结构,它是由 OSI 结构演变来的,它没有表示层,只有应用层、运输层,
网际层和网络接口层。
1.1.2 网络协议
网络协议是通信双方共同遵守的约定和规范,网络设备必须安装或设置各
种网络协议之后才能完成数据的传输和发送,在局域网上用到的协议主要有 ,
ICP/IP 协议、IPX/SPX 协议等。
(1) TCP/IP 协议
TCP/IP 协议是目前在网络中应用得最广泛的协议,ICP/IP 实际上是一个关
于 Internet 的标准,并随着的 Internet 广泛应用而风靡全球,它也成为局域
网的首选协议。TCP/IP 是一种分层协议,它共被分为个 4 层次,大约包含近期
100 个非专有协议,通过这些协议,可以高效和可靠地实现计算机系统之间的
互连。TCP/IP 协议中的核心协议有 TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报
协议)和 IP(因特网协议)
TCP 协议可以在网络用户启动的软件应用进程之间建立通信会话,并实现
数据流量控制和错误检测,这样就可以在不可靠的网络上提供可靠的端到端数
据传输。UDP 协议是一种无连接的协议,它在传输数据之前不建立连接,也不
提供良好的可靠性和差错检查,只仅仅依赖于校验来保证可靠性。UDP 不进行
流量控制,没有序列或者确认,因此它处理和传输数据的速度快,还被用来传
输关键的网络状态消息。
IP 协议的基本功能是提供数据传输、数据包编址、数据包路由,分段等。
通过 IP 编址约定,可以成功地将数据通过路由传输到正确的网络或者子网。每
个网络站点具有一个 32 位的 IP 地址,它和 48 位 MAC 地址一起协作,完成网
络通信,IP 协议也是一种无连接的协议。
(2)超文本传输协议(HTTP)
HTTP(HyperText Transfer Protocol ),超文本传输协议)是 WWW 浏览器
和 WWW 服务器之间的应用层协议,是用于分布式协作超文本信息系统的、通
用的、面向对象的协议,HTTP 协议还是基于 TCP/IP 协议之上的应用层协。
(3)文件传输协议(FTP)
FTP(File Transfer Protocol ,文件传输协议)是由支持 Internet 文件传输
的各种规则所组成的集合。这些规则能使网络用户把文件从一个主机拷贝到另
一个主机上,FTP 是采客户/服务器方式服务的。
(4)远程登录协议(Telnet)
远程登录协议的目的是提供一个全面的、双向的、面向 8 个比特字节的通
信工具,其主要目标是提供终端设备与面向进程接口的标准方法,Telnet 是应
用层的协议,采用客户/服务器模式工作的,Telnet 不仅允许用户登录到远端主
机上,还允许用执行远端主机的命令,这样用户就能以极小的网络资源代价完
成大型的网络应用。
1.1.3 网络拓扑结构
计算机网络拓扑结构有很多种,主要有总线型拓扑、环型拓扑和星型拓扑。
总线型拓扑结构中所有的电脑用介质将整个网络从头串到尾。这是所有的网络
拓扑结构中最简单的一种。环型拓扑结构,就是指所有站点被绕成一圈的电缆
所连接起来,整个结构看起来象是一个圆圈。当前在各种网络系统的建设中使
用最多的是星型拓扑结构,虽然星型拓扑结构的网络在布线和网络设备的花费
多一些,不过目前各种硬件设备已经非常便宜了,这种花费是可以承受的。因
而它的优点也是十分突出的,主要是当网络中某个节点出现故障时不会影响整
个网络的运行,这使得网络从总体上可以提供高度的可靠性和沉佘性,这个性
能十分适合局域网这种应用环境。
1.2 局域网介质访问控制方式
局域网介质访问控制方式主要解决介质使用权或机构问题,从而实现对
网络传输信道的合理分配。局域网介质访问控制是局域网重要的一项基本任
务,对局域网体系结构、工作过程和网络性能产生决定性的影响。
局域网介质访问控制包括:确定网络结点能够将数据发送到介质上去的
特定时刻和解决如何对公用传输介质访问和利用并加以控制。传统的局域网
介质访问控制方式有三种:带有冲突碰撞检测的载波监听多路访问
(CSMA/CD,Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection)、令牌环和令牌总线。
2.1 局域网组网技术
2.1.1 10Mbps 以太网
IEEE 802.3 以太网体系结构包括 MAC 子层和物理层。物理层又分为物
理信令 PLS 和物理媒体连接件 PMA 两个子层,并根据物理层的两个子层是
否在同一个设备上实现。其体系结构示意图如下所示。
10 Mbps 以太网体系结构
PLS 子层向 MAC 子层提供服务,它规定了 MAC 子层与物理层的界面,
是与传输媒体无关的物理层规范。在发送比特流时,PLS 子层负责对比特流
进行曼彻斯特编码。在接收时,负责对曼彻斯特解码。另外,PLS 子层还负
责完成载波监听功能。PMA 子层向 PLS 子层提供服务,它负责向媒体上发
送比特信号和从媒体上接收比特信号,并完成冲突检测功能。IEEE 802.3
标准
规定,PLS 子层和 PMA 子层可以在,也可以不在同一个设备中实现。
比如:标准以太网 10Base-5 是在网卡中实现 PLS 功能,在外部接收器中实
现 PMA 功能的。所以在 10Base-5 以太网中,需要使用收发器电缆将外部
收发器和网络站点连接起来,于是出现了两种 IEEE802.3 体系结构。
MAC 子层的核心协议是 CSMA/CD,它的帧结构如下图所示。
: IEEE 802.3 帧结构
其中,7 个字节的先导字段是接收方与发送方时钟同步用的,它的每个
字节的内容都是 10101010。一个字节的帧开始标志,表示一个帧的开始,
内容为 10101011。随后是两个地址段:源地址和目的地址,目的地址可以
是单个的物理地址,也可以是一组地址(多点广播),当地址的最高位为 0
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