第7章-網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識

第7章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)7.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述7.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成7.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及體系結(jié)構(gòu)7.4常用局域網(wǎng)的操作與應(yīng)用7.5計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全7.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類7.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是把分布在不同地點，并具有獨立功能的多個計算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來，在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件和協(xié)議的管理下，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享為目標(biāo)的系統(tǒng)。計算機(jī)互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本模型AB存儲器A機(jī)能使用B機(jī)的存儲器B機(jī)能使用A機(jī)的打印機(jī)現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖以太網(wǎng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)路由器路由器路由器路由器路由器路由器通信子網(wǎng)7.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能數(shù)據(jù)通信傳輸各種類型的信息,包括數(shù)據(jù)信息和圖形、圖像、聲音、視頻流等各種多媒體信息。資源共享硬件資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源和信道資源分布與協(xié)同處理把要處理的任務(wù)分散到各個計算機(jī)上運(yùn)行，而不是集中在一臺大型計算機(jī)上。提高系統(tǒng)的可靠性和可用性計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用辦公自動化數(shù)字通信分布式計算信息查詢遠(yuǎn)程教育虛擬現(xiàn)實電子商務(wù)企業(yè)管理與決策7.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)地理范圍分類

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接的地理范圍,可將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)三種類型。

1、局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）局域網(wǎng)的作用范圍是10km以內(nèi)，通常用于組建企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)。局域網(wǎng)連接示意圖服務(wù)器工作站工作站工作站打印機(jī)2、城域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）城域網(wǎng)是局域網(wǎng)的延伸,用于局域網(wǎng)之間的連接,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模局限在一座城市范圍內(nèi),覆蓋的地理范圍從幾十至幾百千米。城域網(wǎng)絡(luò)路由器計算機(jī)城域網(wǎng)鏈接示意圖

3、廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）

廣域網(wǎng)是指在一個很大地理范圍（從數(shù)百公里到數(shù)千公里，甚至上萬公里）由許多局域網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)是將遠(yuǎn)距離的網(wǎng)絡(luò)和資源連接起來的任何系統(tǒng)，主要用在一個地區(qū)、行業(yè)甚至在全國范圍內(nèi)組網(wǎng),達(dá)到資源共享的目的。公用交換網(wǎng)MANLANMANLAN廣域網(wǎng)連接示意圖廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)的連接關(guān)系示意圖

WAN

MAN

MANLANLANLANLAN4、互聯(lián)網(wǎng)

又稱為網(wǎng)際網(wǎng)，是用網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備將各種類型的廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)互聯(lián)起來形成的，可以說網(wǎng)際網(wǎng)就是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。例如，Internet就是網(wǎng)際網(wǎng)的典型代表。根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把服務(wù)器、工作站等網(wǎng)絡(luò)單元抽象為“點”，把網(wǎng)絡(luò)中的電纜、雙絞線等傳輸介質(zhì)抽象為“線”。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是指計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的通信線路和結(jié)點相互連接的幾何排列方法和模式。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響著整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、功能、可靠性和通信費用等許多方面，是決定局域網(wǎng)性能優(yōu)劣的重要因素之一。1、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指所有結(jié)點共享一根傳輸總線,所有的站點都通過硬件接口連接在這根傳輸線上。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉、安裝使用方便。

缺點：故障診斷和隔離比較困難?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖打印機(jī)磁盤工作站工作站工作站工作站終接器終接器服務(wù)器2、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是符合令牌協(xié)議的高速局域網(wǎng)絡(luò)。它是以中央結(jié)點為中心，把若干外圍結(jié)點連接起來的幅射式互連結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點：單點故障不影響全網(wǎng)，結(jié)構(gòu)簡單。增刪節(jié)點及維護(hù)管理容易；故障隔離和檢測容易，延遲時間較短。

缺點：成本較高，資源利用率低；網(wǎng)絡(luò)性能過于依賴中心節(jié)點。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖工作站工作站工作站工作站服務(wù)器集線器3、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)點通過點到點通信線路連接成閉合環(huán)路,數(shù)據(jù)將沿一個方向逐站傳送，每個結(jié)點的地位和作用相同，且每個結(jié)點都能獲得執(zhí)行控制權(quán)。

優(yōu)點：簡化路徑選擇控制，傳輸延遲固定,實時性強(qiáng),可靠性高。

缺點：節(jié)點過多時,影響傳輸效率。環(huán)某處斷開會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效，節(jié)點的加入和撤出過程復(fù)雜。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖工作站工作站工作站服務(wù)器工作站工作站4、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

樹型結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，它由根結(jié)點和分支結(jié)點所構(gòu)成。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低。擴(kuò)充節(jié)點方便靈活。

缺點：對根的依賴性大。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖工作站工作站打印機(jī)服務(wù)器集線器集線器集線器集線器5、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的所有結(jié)點之間的連接是任意的,沒有規(guī)律。實際存在與使用的廣域網(wǎng)基本上都采用網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

優(yōu)點：具有較高的可靠性。某一線路或節(jié)點有故障時，不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的工作。

缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要路由選擇和流控制功能，網(wǎng)絡(luò)控制軟件復(fù)雜，硬件成本較高，不易管理和維護(hù)。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖工作站工作站工作站路由器工作站路由器路由器路由器按傳輸介質(zhì)分類1、有線網(wǎng)（WiredNetwork）⑴雙絞線：其特點是比較經(jīng)濟(jì)、安裝方便、傳輸率和抗干擾能力一般，廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)中。⑵同軸電纜：俗稱細(xì)纜，現(xiàn)在逐漸淘汰。⑶光纖電纜：特點是光纖傳輸距離長、傳輸效率高、抗干擾性強(qiáng)，是高安全性網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。2、無線網(wǎng)（WirelessNetwork）

如無線電話網(wǎng)、語音廣播網(wǎng)、無線電視網(wǎng)、微波通信網(wǎng)和衛(wèi)星通信網(wǎng)等。按交換方式分類

可分成電路交換網(wǎng)（如電話系統(tǒng)）、報文交換、分組交換（如因特網(wǎng)，ATM網(wǎng)絡(luò)）。1、電路交換

電路交換是根據(jù)電話交換原理發(fā)展起來的一種直接交換方式。電路交換的過程分為3個步驟：在傳輸任何數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方發(fā)出拆除請求然后逐節(jié)拆除到對方節(jié)點。(1)電路建立(2)數(shù)據(jù)傳輸(3)電路拆除2、報文交換

報文交換類似于發(fā)送信件，是以報文為單位發(fā)送信息，不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長度是多少都把它當(dāng)作一個邏輯單元（報文）。

每個報文由報頭、正文和報尾三部分組成。報頭中包含發(fā)送計算機(jī)的地址和接收信息的計算機(jī)地址。通信子網(wǎng)根據(jù)報頭目的地址選擇路徑在兩個結(jié)點之間的一段鏈路上逐段傳輸，不需要在兩個主機(jī)之間建立多個結(jié)點組成的通道。主機(jī)A主機(jī)BCCCDCGCA通信子網(wǎng)CFCBCE報文交換過程3、分組交換

分組交換是報文交換的改進(jìn)。它將報文分成若干個分組,每個分組的長度有一個上限,有限長度的分組使得每個節(jié)點所需的存儲能力降低了，以提高交換速度。分組交換適用于交互式通信，如終端與主機(jī)通信。

分組交換是在電路交換和報文交換的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,因而結(jié)合了兩者的優(yōu)點,并且有數(shù)據(jù)報方式和虛電路方式。1010010101…

0110011010首部數(shù)據(jù)首部數(shù)據(jù)首部數(shù)據(jù)報文分組分組的構(gòu)成按通信協(xié)議分類

根據(jù)協(xié)議把網(wǎng)絡(luò)分成以太網(wǎng)（采用CSMA/CD協(xié)議）、令牌環(huán)網(wǎng)（采用令牌環(huán)協(xié)議）、分組交換網(wǎng)（采用X.25協(xié)議）等。按帶寬速率分類

根據(jù)傳輸速率，可分為低速網(wǎng)、中速網(wǎng)和高速網(wǎng)。低速網(wǎng)傳輸速率低于10Kb/s，中速網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為幾至幾十Mb/s，高速網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為100M至幾個Gb/s。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的帶寬，可分為基帶網(wǎng)（窄帶網(wǎng)）和寬帶網(wǎng)。一般說來，高速網(wǎng)是寬帶網(wǎng)，低速網(wǎng)是窄帶網(wǎng)。按適用范圍分類

按使用范圍，可劃分為公用網(wǎng)（如中國公用分組交換網(wǎng)CHINAPAC）和專用網(wǎng)（如公司內(nèi)部網(wǎng)）。7.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及體系結(jié)構(gòu)常用局域網(wǎng)的操作與應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全7.2.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成一個典型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是由計算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議三大部分組成。計算機(jī)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成，為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他計算機(jī)提供共享資源；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是連接網(wǎng)絡(luò)基本模塊的橋梁，它提供各種連接技術(shù)和信息交換技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)軟件是網(wǎng)絡(luò)的組織者和管理者，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持下，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種服務(wù)。1、計算機(jī)系統(tǒng)

計算機(jī)系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的收集、存儲、處理和輸出任務(wù)，并提供各種網(wǎng)絡(luò)資源。計算機(jī)系統(tǒng)中，根據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的用途，可分為服務(wù)器和工作站。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Server）

為網(wǎng)絡(luò)提供共享資源并對這些資源進(jìn)行管理的計算機(jī)，是網(wǎng)絡(luò)的核心。服務(wù)器有文件服務(wù)器、通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打印服務(wù)器、磁盤服務(wù)器等，其中文件服務(wù)器是最基本的。工作站（WorkStation）

與服務(wù)器相對應(yīng)，其他網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)被稱為網(wǎng)絡(luò)工作站，簡稱工作站，一些場合下，也被稱為客戶機(jī)（相對于服務(wù)器而言）。2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)適配器、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)適配器

網(wǎng)絡(luò)適配器俗稱網(wǎng)卡或網(wǎng)絡(luò)接口板，它是將服務(wù)器、工作站連接到通信介質(zhì)上并進(jìn)行電信號的匹配、實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟考?/p>

網(wǎng)卡通常就是一塊插件板，插在PC機(jī)的擴(kuò)展槽中。計算機(jī)通過網(wǎng)卡上的電纜接頭接入網(wǎng)絡(luò)的電纜系統(tǒng)。傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?。傳輸介質(zhì)決定了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)段的最大長度、傳輸?shù)目煽啃约熬W(wǎng)卡的復(fù)雜性。

一般來說，中、高速局域網(wǎng)中使用雙絞線、同軸電纜；在對網(wǎng)速要求很高的場合，如視頻會議，則采用光纖；在遠(yuǎn)距離傳輸中，使用光纖和衛(wèi)星通信線路；在有移動節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中采用無線通信。網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備

網(wǎng)卡和傳輸介質(zhì)將多臺計算機(jī)連接起來后，通常網(wǎng)絡(luò)中還需要用到一些專用的通信設(shè)備，其作用通常是將網(wǎng)與網(wǎng)之間的互連及路徑的選擇。

常用的互連設(shè)備有集線器、中繼器、交換機(jī)等。3、網(wǎng)絡(luò)軟件

網(wǎng)上信息的流通、處理、加工、傳輸和使用則依賴于網(wǎng)絡(luò)軟件。網(wǎng)絡(luò)軟件大致分為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件3個層次。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)決定網(wǎng)絡(luò)的使用方法和使用性能的關(guān)鍵。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要由服務(wù)器操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件、工作站軟件、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境軟件組成。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)能夠讓服務(wù)器和客戶機(jī)共享文件和打印功能，也提供如通信、安全性和用戶管理等服務(wù)。

常見的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有WindowsServer，NetWare和Unix、Linux等。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以看作是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的助手或網(wǎng)上的編程工具。通過它，可以將網(wǎng)上各種形式的數(shù)據(jù)組織起來，科學(xué)、系統(tǒng)、高效的進(jìn)行存儲、處理、傳輸和使用。

目前國內(nèi)比較常見的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有SQLServer，Oracle，Sybase，Informix、DB2等。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件

是指能夠為網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種服務(wù)的軟件，它用于提供或獲取網(wǎng)絡(luò)上的共享資源。如瀏覽軟件、傳輸軟件、遠(yuǎn)程登錄軟件等。4、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件是用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能的軟件。

目前,典型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件有TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議、IEEE802標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議系列等。其中,TCP/IP是當(dāng)前異種網(wǎng)絡(luò)互連應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件。7.2.2資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要完成數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信兩大基本功能，因此在邏輯結(jié)構(gòu)上可以將其分成兩部分：資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。資源子網(wǎng)

是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的外層，它由提供資源的主機(jī)和請求資源的終端組成。資源子網(wǎng)的任務(wù)是負(fù)責(zé)全網(wǎng)的信息處理。通信子網(wǎng)

是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層，它的主要任務(wù)是將各種計算機(jī)互連起來完成數(shù)據(jù)傳輸、交換和通信處理。CCPCCPCCPCCPCCP通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)CCP—通信控制處理機(jī)資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)7.2.3網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)及連接設(shè)備1、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)通信用的信號線路，它提供了數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)奈锢硗ǖ馈?/p>

按照傳輸介質(zhì)的特征，可分為有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)兩大類：有線傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜和光纖等；無線傳輸介質(zhì)包括無線電、微波、紅外線、衛(wèi)星通信和移動通信等。有線傳輸介質(zhì)雙絞線

雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UnshieldedTwistedPair，簡稱為UTP）和屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，簡稱為STP）。

同軸電纜

同軸電纜由內(nèi)、外兩個導(dǎo)體同軸組成。其中，內(nèi)導(dǎo)體是一根導(dǎo)線，外導(dǎo)體是一個圓柱面，兩者之間有填充物。

外導(dǎo)體能夠屏蔽外界電磁場對內(nèi)導(dǎo)體信號的干擾。光纖電纜

是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中性能最好、應(yīng)用前途最廣泛的一種。

光纖由纖芯、包層及護(hù)套組成。纖芯由玻璃或塑料組成，包層則是玻璃的，護(hù)套由塑料組成，用于防止外界的傷害和干擾。

有線傳輸介質(zhì)性能比較無線傳輸介質(zhì)

無線傳輸介質(zhì)有無線電波、微波、紅外線及無線激光等。

傳輸介質(zhì)性能比較2、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備中繼器集線器交換機(jī)路由器網(wǎng)關(guān)調(diào)制解調(diào)器中繼器

中繼器（Repeater）又叫轉(zhuǎn)發(fā)器，是局域網(wǎng)互聯(lián)的最簡單的設(shè)備。

利用中繼器，可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)線路上衰減的信號，它的兩端即可以連接相同的傳輸媒體，也可以連接不同的媒體，例如一端使用同軸電纜，另一端使用雙絞線。集線器

集線器(Hub)是局域網(wǎng)中重要的部件之一，其實質(zhì)是一個多端口的中繼器。中繼器通常帶有兩個端口,用于連接一對同軸電纜，而隨著雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn),中繼器被做成具有多個端口的裝置，用在星型布線系統(tǒng)中,并稱其為集線器。system4system5system6

HUB1Serversystem1system2system3

HUB2交換機(jī)

交換機(jī)（Switch）是專門為計算機(jī)之間能夠相互通信且獨享帶寬而設(shè)計的一種包交換設(shè)備。目前交換機(jī)已取代傳統(tǒng)集線器在網(wǎng)絡(luò)連接中的霸主地位，成為組建和升級以太局域網(wǎng)的首選設(shè)備。

交換機(jī)能夠解決網(wǎng)絡(luò)傳輸碰撞沖突的問題，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率。交換機(jī)的每個端口都有一條獨占的帶寬，當(dāng)兩個端口工作時，只有發(fā)出請示的端口和目的端口之間相互響應(yīng)，而不影響其他端口的工作，因此，能夠隔離沖突域，有效地抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。路由器

路由器（Router）用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，可以是幾個使用不同協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。

路由器用于連接不同子網(wǎng)，具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，能過濾和分隔網(wǎng)絡(luò)信息流。它能對不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”，以使它們能夠相互讀懂對方的數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個更大的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)的主要作用是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層以上的不同協(xié)議之間的翻譯和轉(zhuǎn)換工作。

一般來說，網(wǎng)關(guān)只進(jìn)行一對一轉(zhuǎn)換，或是少數(shù)幾種特定應(yīng)用協(xié)議的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)關(guān)很難實現(xiàn)通用的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

用于網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用協(xié)議有電子郵件、文件傳輸和遠(yuǎn)程工作站登錄等?；ヂ?lián)設(shè)備互聯(lián)層次應(yīng)用場合功能優(yōu)點缺點中繼器物理層互聯(lián)相同LAN的多個網(wǎng)段信號放大；延長信號傳送距離互聯(lián)容易；價格低；基本無延遲互聯(lián)規(guī)模有限；不能隔離不需要的流量；無法控制信息傳輸網(wǎng)橋數(shù)據(jù)鏈路層各種局域網(wǎng)的互聯(lián)連接局域網(wǎng)；改善局域網(wǎng)性能互聯(lián)容易；協(xié)議透明；隔離不必要的流量；交換效率高會產(chǎn)生廣播風(fēng)暴；不能完全隔離不必要的流量；管理控制能力有限有延遲路由器網(wǎng)絡(luò)層LAN與LAN互聯(lián)LAN與WAN互聯(lián)WAN與WAN互聯(lián)路由選擇；過濾信息；網(wǎng)絡(luò)管理；適合于大規(guī)模復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；管理控制能力強(qiáng)；充分隔離不必要的流量；安全性好網(wǎng)絡(luò)設(shè)置復(fù)雜；價格高；延遲大；網(wǎng)關(guān)傳應(yīng)輸用層層互聯(lián)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)；連接網(wǎng)絡(luò)與大型主機(jī)在高層轉(zhuǎn)換協(xié)議可以互聯(lián)差異很大的網(wǎng)絡(luò)；安全性好通用性差；不易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備比較調(diào)制解調(diào)器

調(diào)制解調(diào)器（Modem）通常稱為“貓”，它的作用是將計算機(jī)的數(shù)字信號和能夠以電話線路傳遞的模擬信號相互轉(zhuǎn)換。調(diào)制就是把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電話線上傳輸?shù)哪M信號，用于發(fā)送數(shù)據(jù)；解調(diào)是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，用于接收信息。

家庭使用電話、光纖接入Internet均要使用相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器有傳統(tǒng)的速率為56kbps的調(diào)制解調(diào)器、ISDN調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器，ADSL調(diào)制解調(diào)器光纖調(diào)制解調(diào)器等。7.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議OSI參考模型TCP/IP參考模型常用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議7.3.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，通信各方事先約定的通信規(guī)則的集合。協(xié)議通常分為對等層間的對話協(xié)議和相鄰層間的接口協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個要素組成：

①語法。規(guī)定如何進(jìn)行通信，即對通信雙方采用的數(shù)據(jù)格式、編碼等進(jìn)行定義。

②語義。規(guī)定用于協(xié)調(diào)雙方動作的信息及其含義，它是發(fā)出的命令請求、完成的動作和返回的響應(yīng)組成的集合,即對發(fā)出的請求、執(zhí)行的動作以及對方的應(yīng)答做出解釋。

③時序。規(guī)定事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明，即確定通信狀態(tài)的變化和過程,例如通信雙方的應(yīng)答關(guān)系、是采用同步傳輸還是異步傳輸?shù)取?.3.2OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是為了完成計算機(jī)間的協(xié)同工作，把計算機(jī)間互連的功能劃分成具有明確定義的層次，規(guī)定了同層次進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)各層及其協(xié)議的集合,所研究的是層次結(jié)構(gòu)及其通信規(guī)則的約定。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的各種功能，設(shè)計一種層次模型，這個層次模型包括兩個方面的內(nèi)容：

①按照功能將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分解為功能相對獨立的層次結(jié)構(gòu)。屬于同一層次的發(fā)方和收方間的通信必須遵守該層的約定和規(guī)程。

②不同層次之間逐層過渡，下層向其相鄰的上層提供服務(wù)，以支持上層功能的實現(xiàn)。

采用層次結(jié)構(gòu)的目的是使各廠家在研制計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時有一個共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。OSI參考模型

為了解決不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)問題,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(注意不要與OSI搞混）于1984年制定了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel），簡稱為OSI。 “開放”這個詞表示能使任何兩個遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)都具備互聯(lián)的能力。

OSI并不是一般的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而是一個為制定標(biāo)準(zhǔn)用的概念性框架。OSI參考模型的分層結(jié)構(gòu)

OSI將整個網(wǎng)絡(luò)按照功能劃分成7個層次，每個層次完成不同的功能。

這7層由低層至高層，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。TCP/IP模型1、TCP/IP協(xié)議的起源美國國防部高級研究計劃局(ARPA)從20世紀(jì)60年代開始致力于研究不同類型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的相互聯(lián)接問題,并成功開發(fā)出了著名的TCP/IP協(xié)議。2、TCP/IP協(xié)議的特點⑴開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：可以免費使用，并且獨立于特定的計算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)。⑵獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件：可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng),更適用于互聯(lián)網(wǎng)中。⑶統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案：使得整個TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的IP地址。⑷標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議：可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。3、TCP/IP模型的層次結(jié)構(gòu)

TCP/IP模型從低到高共分為四層：網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)互連層是整個TCP/IP協(xié)議棧的核心。它的功能是把分組發(fā)往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)。應(yīng)用層面向不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用引入不同的應(yīng)用層協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層應(yīng)用層表示層這一層次未被定義，所以其具體的實現(xiàn)方法將隨著網(wǎng)絡(luò)類型的不同而不同。傳輸層的功能是使源端主機(jī)和目標(biāo)端主機(jī)上的對等實體可以進(jìn)行會話。TCP/IP模型與OSI模型對照4、TCP/IP模型的數(shù)據(jù)通信

TCP/IP模型也采用對等層通信的模式，在各層進(jìn)行數(shù)據(jù)單元的封裝和解除封裝。

數(shù)據(jù)傳輸過程如下圖所示。5、TCP/IP各層的功能應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層主要功能是為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，比如FTP、Telnet、DNS和SNMP等。主要功能是提供可靠的數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù),確保端到端應(yīng)用進(jìn)程間無差錯地的通信,常稱為端到端（End-to-End）通信。負(fù)責(zé)異構(gòu)網(wǎng)或同構(gòu)網(wǎng)進(jìn)程間的通信,將傳輸層分組封裝為數(shù)據(jù)報格式進(jìn)行傳送,每個數(shù)據(jù)報必須包含目的地址和源地址。網(wǎng)絡(luò)接口層是網(wǎng)絡(luò)訪問層，其主要功能是負(fù)責(zé)與物理網(wǎng)絡(luò)的連接。6、TCP/IP協(xié)議棧 1969年美國國防部高級研究計劃局（ARPA）按照層次結(jié)構(gòu)思想進(jìn)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模塊化研究，開發(fā)了一組從上到下單向依賴關(guān)系的協(xié)議棧（ProtocolStack），也叫做協(xié)議族。應(yīng)用層DNSFTP、TELNET、HTTP、SMTPSNMP、TFTP、NTP傳輸層TCPUDP網(wǎng)絡(luò)層IP網(wǎng)絡(luò)接口層以太網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)802.2HDLC、PPP、FRAME-RELAY802.3EIA/TIA-232、499、V.35、V.217.3.4常用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

目前，局域網(wǎng)中常用的通信協(xié)議主要有NetBeui，IPX/SXP及其兼容協(xié)議和TCP/IP協(xié)議3類。NetBeui協(xié)議

用戶擴(kuò)展接口（NetBIOSExtendedUserInterface，簡稱NetBEUI）協(xié)議是最初由IBM開發(fā)的非路由協(xié)議，它是專門為幾臺到幾百余臺PC所組成的單網(wǎng)段部門級小型局域網(wǎng)而設(shè)計的，不能單獨使用它來構(gòu)建由多個局域網(wǎng)組成的大型網(wǎng)絡(luò)。

若需要路由到其他局域網(wǎng)，則必須安裝TCP/IP或IPX/SPX協(xié)議。IPX/SPX協(xié)議

IPX/SPX協(xié)議是網(wǎng)間數(shù)據(jù)包交換（InternetworkPacketExchange，簡稱IPX）與順序交換（SequencesPacketExchange，簡稱SPX）協(xié)議的組合。

其中，IPX協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的傳送，SPX負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)耐暾?。IPX/SPX協(xié)議一般可以應(yīng)用在大型網(wǎng)絡(luò)（如Novell）和局域網(wǎng)環(huán)境中。

它是Novell公司為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而開發(fā)的通信協(xié)議，有很強(qiáng)的適應(yīng)性，安裝方便，同時還具有路由功能，可以實現(xiàn)多網(wǎng)段間的通信。TCP/IP協(xié)議

TCP/IP是一個協(xié)議的集合，包括了很多協(xié)議，如HTTP、FTP、Telnet等，其中最主要的協(xié)議是TCP（傳輸控制協(xié)議）和IP（網(wǎng)際協(xié)議）。 TCP/IP是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議，為連接不同操作系統(tǒng)、不同硬件體系結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供了通信支持手段，其目的是使不同廠家生產(chǎn)的計算機(jī)能在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下通信。 TCP/IP協(xié)議采用一種分級的命名規(guī)則，通過給每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點配置一個IP地址、一個子網(wǎng)掩碼、一個網(wǎng)關(guān)和一個主機(jī)名，使得它容易確定網(wǎng)絡(luò)和子網(wǎng)段之間的關(guān)系，獲得很好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性、可管理性和較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬使用效率。7.4常用局域網(wǎng)的操作與應(yīng)用本節(jié)為自學(xué)內(nèi)容，請參照課本自學(xué)以下內(nèi)容：網(wǎng)線及其制作組建簡單局域網(wǎng)組建家庭局域網(wǎng)7.5