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计算机网络基础 (1) 计算机网络的定义在计算机网络出现的前期，计算机都是独立的设备，每台计算机独立工作，互不联系。计算机与通信技术的结合，对计算机系统的组织方式产生了深远的影响，使计算机之间的相互访问成为可能。不同种类的计算机通过同种类型的通信协议（ protocol ）相互通信，产生了计算机网络（ computernetwork ）。计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机以及专门的外部设备利用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享信息资源。（注：我们给出一个如此广泛的定义是因为 IT 业迅速发展，各种网络互连终端设备层出不穷，像计算机、打印机、 WAP （ WirelessApplicationProtocol ）手机、 PD PersonnalDigitalAssistat 计算机网络起始于六十年代，当时网络的概念主要是基于主机（ host ）架构的低速串行（ serial ）联接，提供应用程序执行、远程打印和数据服务功能。 IBM 的 SN SystemNetworkArchitectur IBM 公司的 X.25 公用数据网络是这种网络的典型例子。这时候，由美国国防部资助，建立了一个名为 ARPANET （即为阿帕网）的基于分组交换（ packetswitchin Internet 最早的雏形。七十年代，出现了以个人电脑为主的商业计算模式。最初，个人电脑是独立的设备，由于认识到商业计算的复杂性，要求大量终端设备的协同操作，局域网（ LAN ， LocalAreaNetwork ）产生了。局域网的出现，大大降低了商业用户打印机和磁盘昂贵的费用。八十年代至九十年代，远程计算的需求不断地增加，迫使计算机界开发出多种广域网络协议（包括 TCP/IP 协议、 IPX/SPX 协议），满足不同计算 - 55 - 方式下远程联接的需求，互联网快速发展起来， TCP/IP 协议得到了广泛应用，成为互联网的事实协议。如图 2 － 4 所示。图 2 - 4 计算机网络发展情况 (2) 计算机网络的特点计算机网络的主要特点是：用通信信道把拥有信息、硬件资源的计算机相互连接起来，共享网上的各种资源。

OSI 参考模型各层功能如图 2 － 6 所示，物理层涉及到在通信信道（ channel ）上传输的原始比特流，它实现传输数据所需要的机械、电气、功能特性及过程等手段。物理层涉及电压、电缆线、数据传输速率、接口等的定义。物理层的主要网络设备为中继器、集线器等。数据链路层的主要任务是提供对物理层的控制，检测并纠正可能出现的错误，使之对网络层显现一条无错线路，并且进行流量调控（可选）。流量调控可以在数据链路层实现，也可以由传输层实现。数据链路层与物理地址、网络拓扑、线缆规划、错误校验、流量控制等有关。数据链路层主要设备为以太网交换机。网络层检查网络拓扑，以决定传输报文的最佳路由，其关键问题是确定数据包从源端到目的端如何选择路由。网络层通过路由选择协议来计算路由。存在于网络层的设备主要有路由器、三层交换机等。后面您将学习到更多关于网络层的知识。传输层的基本功能是从会话层接受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。传输层建立、维护虚电路，进行差错校验和流量控制。会话层允许不同机器上的用户建立、管理和终止应用程序间的会话关系，在协调不同应用程序之间的通信时要涉及会话层，该层使每个应用程序 - 59 - 知道其它应用程序的状态。同时，会话层也提供双工（ duplex ）协商、会话同步等等。表示层关注于所传输的信息的语法和意义，它把来自应用层与计算机有关的数据格式处理成与计算机无关的格式，以保障对端设备能够准确无误地理解发送端数据。同时，表示层也负责数据加密等。应用层是 OSI 参考模型最靠近用户的一层，为应用程序提供网络服务。应用层识别并验证目的通信方的可用性，使协同工作的应用程序之间同步。 ① 物理层物理层的功能是在终端设备间传输比特流，是 OSI 参考模型的基础。为了达到数据传输的目的，物理层定义了电压、接口、电缆标准、传输距离等。目前，大家常用的数据信号传输介质主要有同轴电缆（ coaxical cabl twiste ）、光纤（ fibr wireless radio ）等。本部分重点介绍双绞线和光纤。双绞线是一种最为常用的电缆线，由一对直径约 1 毫米的绝缘铜线缠绕而成，这样可以有效抗干扰。双绞线分为两类：屏蔽双绞线（ shielde pair ， STP ）和未屏蔽双绞线（ unshielde ; ， UTP ）。屏蔽双绞线（ STP ）具有很强的抗电磁干扰和无线电干扰能力。 STP 易于安装，很好地隔离外部各种干扰。但是， STP 价格相对昂贵。未屏蔽双绞线（ UTP ）同样易于安装，价格便宜，但是抗干扰能力相对 STP 较弱，相应地，传输距离较短。光纤是另外一种网络连接介质，不受电磁信号的干扰。光纤由玻璃纤维和屏蔽层组成，传输速率很高，传输距离很长。但是光纤比其他网络连接电缆更贵。光纤连接器是光的连接接口，非常光滑，不能有划痕，安装比较困难。在线缆选择上，您应该综合考虑传输距离、价格、带宽需求、网络设备支持的线缆标准等选择恰当的线缆。 Xerox 公司制定的以太网和 IEEE802.3 标准定义了以太网物理层常用的线缆标准。其中常用的接口线缆标准有： 10Bas T 、 100Bas T 、 100Bas TX/FX 、 1000Bas T 、 1000Bas SX/LX 。局域网物理层常见的网络设备有：中继器、集线器等。 - 60 - 广域网物理层协议描述了数据终端设备（ DT Terminal Equipment ）和数据电路终端设备（ DC Circuit Equipment ）之间的接口。 DT DC 提供了用于同步 DT DC DT 接近用户侧， DC DT 器；常用于 DC Modem 、 CSU/DSU （ Channel Servic Servic ）。广域网物理层规定了以下常用接口： EIA/TI 232 ，又称 RS - 232 ，是一个公共物理层标准，用来支持信号速率高达 64kbps 的非平衡电路。 V.24 标准：由 ITU - T 定义的 DT DC 在同步和异步两种方式下。异步工作方式下，封装链路层协议 PPP ，支持网络层协议 IP 和 IPX ，最高传输速率是 115200bps 。同步方式下，可以封装 X.25 、帧中继、 PPP 、 HDL 和 LAP IP 和 IPX ，而最高传输速率为 64000bps 。 V.35 标准：为描述网络接入设备和分组网间通信的同步物理层协议而制定的标准。 V.35 普遍用在美国和欧洲。 V.35 电缆传输（同步方式下）的公认最高速率是 2048000bps （ 2Mbps ）。 ② 数据链路层 OSI 参考模型的每一层为上一层提供服务。数据链路层的主要功能就是保证将源端主机网络层的数据包准确无误地传送到目的主机的网络层。数据链路层的帧使用物理层提供的比特流传输服务来到达目的主机数据链路层。为了保证数据传输的准确无误，数据链路层还负责网络拓扑、差错校验、流量控制等。数据链路层分为两个子层：逻辑链路控制子层（ LL Link Control su ），介质访问控制子层（ MA Access Control su ）。逻辑链路控制子层提供了面向连接与面向无连接的网络服务环境的需要。该层用于管理通过单一链路连接的两个系统间的通讯，它允许多个高层网络协议共享一条链路。 - 61 - LL - 110 - 5 、智能云服务交付工程师通过与用户沟通得知，户主于昨天升级了网络套餐。解决： 1 、用户端收光正常表示用户处入户光纤线路无问题。 2 、用户电脑使用手机热点可以上网，表示用户处电脑上网功能正常。 3 、使用故障分段排除法，从天翼网关处分段测试。 4 、使用用户端电脑直接天翼网关建立拨号连接，拨号连接上网正常。提示：用户升级网络套餐时可能变更天翼网关的上网模式。二、截图的相关知识在日常工作中截图是智能云服务交付工程师的一项重要技能，截图方式是多种多样的，在本教材中重点介绍 W indows 系统截图及微信软件截图两种方式。 1 、使用 w indows 系统截图（以 W indows 10 系统操作方法为例）操作步骤（ 1 ）：按图 1 - 1 所示首先用鼠标左键单击屏幕左下角“开始”按钮后，再使用鼠标左键单击选中“截图和草稿”项。图 1 - 1 操作步骤（ 2 ）： - 111 - 图 1 - 2 按图 1 - 2 所示用鼠标左键单击“新建”按钮后，使用鼠标左键框定屏幕上需要截图的地方即可。 2 、使用微信软件截图（以 W indows 10 系统中安装的微信操作方法为例）操作方法（ 1 ）：按图 2 - 1 所示首先用鼠标左键单击微信对话框中部的剪刀图标后，使用鼠标左键框定屏幕上需要截图的地方即可。图 2 - 1 操作方法（ 2 ）：按图 2 - 1 所示截图方法，在操作中会发现微信聊天窗口可能阻挡待图片截图部位，发生此情况时，可以在截图操作前先行移动微信聊天窗口至适定位置，亦可点击剪刀图标旁边的倒三角符号后选择“截图时隐藏当前窗口”项。，再使用鼠标左键框定屏幕上需要截图的地方即可。图 2 - 2 - 112 -

IEEE802.3 线缆名称电缆最大区间长度 10BAS 5 粗同轴电缆 500 米 10BAS 2 细同轴电缆 200 米 10BAS T 双绞线 100 米 10BAS 2000 米 3) 快速以太网 - 116 - 数据传输速率为 100Mbps 的快速以太网是一种高速局域网技术，能够为桌面用户以及服务器或者服务器集群等提供更高的网络带宽。 IEE 以太网制订的标准为 IEEE802.3u 。对目前已经建好的标准以太网进行升级的最佳方案就是将网络的速度从 10Mbps 增加到 100Mbps ，用户所需付出的升级费用极低，只需将原有的 10M 集线器或者以太网交换机升级成快速以太网交换机，用户更换一块 100Mbps 的网卡即可。快速以太网的应用范围较广，可以直接用作接入层设备和汇聚层设备之间的连接链路，连接各个以太网段的数据流总和。快速以太网也可以用来提供汇聚层和核心层之间的连接，在这种应用当中，通常采用端口捆绑（ Portaggregation ）技术，提供更高的带宽。许多实际运行的网络均存在众多的客户机试图访问同一台服务器的情况，从而在服务器和以太网之间产生瓶颈，为了增强服务器的访问性能，可以通过快速以太网连接以保证快速的访问速度。快速以太网标准是 IEEE802.3u ，可以使用现有的 UTP 或者光缆介质。但比之标准以太网，它的数据传输速率由 10Mbps 提高到 100Mbps 。同时，快速以太网也支持标准以太网 10Mbps 的工作方式，做到了良好的向下兼容性。表 3 - 3 快速以太网（ 100Mbps ）的网络定位模型分类网络定位接入层为高性能的 P 100Mbps 的接入汇聚层提供接入层和汇聚层的连接，提供汇聚层到核心层的连接，提供高速服务器的连接核心层提供交换设备间的连接表 3 - 4 快速以太网传输距离技术标准线缆类型传输距离 100BaseTX EIA/TIA5 类（ UTP ）非屏蔽双绞线 2 对 100 米 - 117 - 100BaseT4 EIA/TIA3 、 4 、 5 类（ UTP ）非屏蔽双绞线 4 对 100 米 100BaseFX 多模光纤（ MM 550 米 - 2 千米单模光纤（ SM 2 千米 - 15 千米 4) 千兆以太网千兆以太网是对 IEEE802.3 以太网标准的扩展，在基于以太网协议的基础之上，将快速以太网的传输速率 100Mbps 提高了 10 倍，达到了 1Gbps 。标准为 IEEE802.3z （光纤与铜缆）和 IEEE802.3a 许多汇聚层的以太网交换机均提供千兆接口，用于连接其他的交换机，组成更大的网络，许多支持堆叠功能的以太网交换机也是采用千兆接口实现堆叠功能的。所谓堆叠，是指通过软硬件的支持，将一组交换机连接起来作为一个对象加以控制的方式，通常有菊花链模式和星型模式。其最大优点在于可实现简单的本地管理，但由于是一种非标准技术，通常不支持各个厂家交换机的混合堆叠。某些高性能的 UNIX 或者视频点播服务器很容易具有上百兆的带宽需求，在这种情况下，采用千兆以太网进行连接是非常好的选择。对于高性能服务器比较集中的场合，通常也会需要使用千兆以太网交换机进行网络互连。千兆以太网是建立在以太网协议之上的，但它的数据传输速率是快速以太网的 10 倍，达到 1000Mbps ，由于千兆以太网使用的协议遵从许多原始的以太网规范，所以，客户可以应用现有的知识和技术进行安装、管理和维护千兆以太网。模型分类网络定位接入层一般不使用汇聚层提供接入层和汇聚层设备间的高速连接核心层提供汇聚层和高速服务器的高速连接，提供核心设备间的高速互联表 3 - 5 千兆（ 1000Mbps ）以太网网络定位 - - 175 - 目前工程中多采用高精度自动熔接机，光纤端面切割好后，光纤间的对准、调整、熔接及损耗测量等步骤都在微处理机的控制下自动完成，熔接质量很好，接头附加损耗可控制在 . 1d 图 6 - 26 光纤熔接示意图制作步骤（举例说明）： (1) 引入光缆和尾纤熔接穿热缩套管：将热缩套管穿入一端。图 6 - 27 穿热缩套管图 6 - 28 穿热缩套管

3dB/ 个（ 4 ） OD 1d 5 ）小区光交衰耗： 1d 6 ）单元分纤箱衰耗：

光缆线路富余度：（ 1 ）传输距离

11 协议相互兼容。全球的认证机构是 Wi - Fi 联盟（ WFA ），其前身是 WECA （无线以太网兼容性联盟， Wireless Ethernet Compatibility Alliance ）。 Wi - Fi 联盟 (Wi - 1999 1 10 2)

11b / g / n ，其中

10.2.1 ，它的类别为 - 113 - A 。 9 、 IP 地址为

0.29.54 ，它的类别为 B 。 10 、 IP 地址为