- 1 - 科目三：计算机网络应用基础1. 网络基本概念(1) 了解计算机网络的形成与发展形成过程时间 阶段 代表 目的1954 年 面向终端的计算机网络 SABREI 传输信息1969 年 计算机通信网络 ARPANET 传输信息1974 年 计算机网络 TCP/IP 、 OSI/RM 资源共享 ARPANET 由 4 个交换结点组成的分组交换式计算机网络 ARPANET 是世界上第一个计算机网络发展趋势任意数目的计算机上，运行任意数目的的程序，在任意时刻可以互相通信(2) 掌握计算机网络的定义计算机网络是 计算机技术 和 通信技术 密切结合的产物。计算机网络：将分散在 不同地点 的具有 独立功能 的计算机系统，用 通信线路 和 通信设备 连接起来，再配以相应的 网络软件 ，实现 数据传输 和 资源共享 的 计算机集合 。 自治计算机 =具有独立功能的计算机，包括 服务器 和 客户机。(3) 了解计算机网络的应用1.目的资源共享 提供信息的快捷交流 提供分布式处理 实现集中控制和管理提高系统可靠性 提供系统性价比2.应用电子邮件 (E-MAIL) 远程登录 (TELNET) 文件传输 (FTP) 网络新闻组 (USENET) 万维网 (WWW) 电子公告栏 (BBS) 虚拟现实 (VR) IP 电话 (IP PHONE) IRC 和 ICQ 电子商务 (EB) 11 网络娱乐(4) 掌握计算机的组成及分类组成：分类：1.按覆盖范围分：局域网 (LAN) 、城域网 (MAN) 、广域网 (WAN) 2.按拓扑结构分：总线型、星型、环型、树型、网型3.传输带宽分：基带、宽带4.传输技术分：点对点、广播式5.网络结构分：以太网、令牌环网6.传输介质分：有限、无线7.转接方式分：电路交换网、报文交换网、分组交换网计算机网络通信子网资源子网计算机软件外设数据通信子网：功能：提供“用户入网的接口”目的：实现“数据传送”资源子网：功能：负责全网的面向用户的数据处理与数据管理目的： 实现最大限度的全网资源共享传输线路转接部件- 2 - Internet 转接方式为 分组交换局域网：规模小、速度快广域网：规模大、速度慢(5) 掌握计算机网络拓扑结构的分类及特点拓扑结构定义：网络中各个结点相互连接的形式拓扑结构 形式 优点 缺点 代表传输介质总线型采用单根传输线路作为公共传输信道， 称为总线所有网络结点通过专用连接器连接到总线上。结构简单， 布线容易， 可靠性高， 结点故障不会殃及系统。总线成为整个网络的瓶颈， 总线冲突可以导致系统崩溃。以太网 同轴电缆星状网 以中央结点为中心。结构简单、 容易实现、便于管理。中央结点是全网络的可靠性瓶颈。 局域网双绞线环状网各结点通过通信线路现成闭合回路， 环中数据只能单向传输。结构简单、 传输距离远、 传输延迟确定。每个结点均成为网络可靠性瓶颈。令牌环网 光纤树状网是一种层次结构， 结点按层次连接， 信息主要在上、 下结点之间进行， 相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。连接简单、 维护方便， 适用于汇集信息的应用要求。资源共享能力低、可靠性不高， 任何一个工作站或链路故障都会影响整个网络的运行。网状网各结点与通信线路互连成各种形状， 每个结点至少要与其它两个结点相连， 结点之间连接时任意的，没有规律。可靠性最高， 比较容易扩展。结构复杂， 成本较高， 必须采用路由算法和流量控制方法。互联网(6) 了解拓扑结构图的绘制(7) 掌握 OSI 参考模型的分层及各层的功能OSI 参考模型原则： 根据功能需要进行分层，每层应当实现定义明确的功能总线型树状网 网状网星状网 环状网- 3 - 网络中各结点具有相同的层次 各层彼此独立，某一层的改变不会影响其它层 每一层使用下一层的服务，并向其上一层提供服务 层次的数量应适当 OSI 参考模型各层功能：层次名称 功能 主要设备 单位物理层 透明的传输比特流 传输介质、网卡、中继器、集线器 位（ bit）数据链路层 提供可靠的数据传输 交换机、网桥 帧 （最小的语义单位）网络层（核心） 路径选择、分段组合、流量控制 路由器 数据包（分组）传输层 （最重要） 通信子网和资源子网的接口和桥梁， 向用户透明地传输报文 网关 报文会话层（时序） 建立和维护两个结点间的会话连接和数据交换 网关 报文表示层（语法） 数据的编码，格式的转换，数据的压缩与恢复，数据的加密与解密 网关 报文应用层（语义） 为用户的应用程序提供网络服务， 是用户使用网络的接口。 网关 报文 通信子网的功能由前四层完成，资源子网的功能由后三层完成。(8) 理解计算机协议、 TCP/IP 协议的概念 协议： 对通信双方而制定的规则、约定和标准协议三要素语法： 确定用户数据与控制信息的结构和格式（如何讲）语义： 需要发出何种信息，以及完成的动作与做出的相应（讲什么）时序： 对事件实现顺序的详细说明（何时讲）TCP/IP 协议是每个国防部高级计划研究局为了实现 APRANET 而开发的。 TCP/IP 协议是一组协议的代名词，它们都不是 OSI 标准，但是 TCP 和 IP 都已被公认为施当前的工业标准。(9) 理解 OSI 参考模型与 TCP/IP 协议的关系OSI 参考模型 TCP/IP 体系模型物理层 网络接口层数据链路层网络层 网络层传输层 传输层会话层应用层表示层应用层(10)掌 握 TCP/IP 协议的配置方法网上邻居（邮件） 属性 网络连接 窗口 本地连接（右击） 属性 本地连接 属性 对话框 Internet 协议 (TCP/IP) （双击） 使用下面的 IP 地址（单选框） 输入 IP 地址、子网掩码、默认网关、 DNS 服务器 确定- 4 - (11)掌 握 TCP/IP 协议的分层及各层的功能TCP/IP 体系模型 对应协议（部分）网络接口层 硬件驱动程序和介质接入协议网络层 IP、 ICMP 、 GMP 、 ARP、 RARP 传输层 TCP、 UDP 、 NVP 应用层 RPC、 TFTP 、 SNMP 、 Telnet、 FTP、 SMTP、 POP、 HTTP 、 DNS 、 NetBIOS 各协议解释：Telnet（远程登录） FTP（文件传输） SMTP（简单邮件传输协议）POP（邮局协议） HTTP （超文本传输协议） DNS （域名系统）NetBIOS （网上邻居）TCP（有连接、可靠） UDP （无连接、不可靠） NVP （声音传输协议）ARP：将 IP 地址转成网络物理地址（ MAC 地址）RARP ：将网络物理（ MAC 地址）地址转成 IP 地址 TCP/IP 的特点 适用于各种结构的网络 可靠的端对端协议 与操作系统紧密结合 效率高 面向连接和非连接并重 较好的网络管理功能2. 局域网基础(1) 了解局域网的特点定义： 局域网是一种在有限的地理范围内将大量计算机及各种设备互连在一起实现传输和资源共享的计算机网络。特点： 地理分布范围较小 数据传输速率高 误码率低 以计算机为主体，包括终端及各种外设 一般包含 OSI 参考模型中的低 2 层功能 大多采用总线型、星型、环型拓扑结构 归一个单一组织所拥有和使用，不受公共网络管理规定的约束(2) 掌握局域网的组成局域网网络硬件网络软件网络服务器工作站网卡网络设备传输介质介质连接器各种适配器文件打印服务器数据库服务器应用服务器有盘工作站无盘工作站有线无线网络系统软件网络应用软件- 5 - (3) 掌握传输介质的种类和选择传输介质 分类 距离 价格 传输速率双绞线 屏蔽双绞线 （ STP） 、 非屏蔽双绞线 （ UTP） 100M（最大 500M ，4 个中继器）便宜 5 类： 100Mbps 超 5 类： 1000Mbps 同轴电缆 粗同轴电缆（ 75 用于电视宽带） 、细同轴电缆（ 50 用于网络基带）粗： 500M 细： 185M 较贵 10Mbps 光纤 多模（ LED 光源） 、单模（ LD 光源） 无限远 昂贵 1000Mbps 双绞线接口为 RJ-45，细同轴电缆为 BNC ，粗同轴电缆为 AUI ，光纤为 F/O (4) 掌握局域网的层次结构 IEEE802 LAN 参考模型OSI 参考模型（前 2 层） IEEE802 LAN 参考模型物理层 物理层数据链路层 媒体接入控制 MAC （与硬件有关）逻辑链路控制 LLC （与硬件无关） 物理层规范： 采用基带信号传输 数据编码采用曼彻斯特编码 传输介质为双绞线、同轴电缆和光缆 拓扑结构为总线型、星型、环型 传输速率有 10Mbps 、 16Mbps、 100Mbps、 1000Mbps MAC 子层功能： 将上层交下来的数据封装成帧进行发送 实现和维护 MAC 协议 位差错检测 寻址 LLC 子层功能： 建立和释放数据链路层的逻辑连接 提供与高层的接口 差错控制 给帧加上序号 MAC 地址 网络结点的全球唯一的标识符，与物理位置无关，通常固化在网卡上 采用十六进制数表示 共六个字节（ 48 位） 分为 6 组，每组 1 个字节，每组由“”隔开 前 3 个字节是由 IEEE 负责给不同厂家分配的 (高位 24 位 )，后 3 个字节由厂家分配示例： A1-B2-C3-D4-E5-F6 帧格式示意图：目标结点 MAC 地址 源结点 MAC 地址 类型 数据 FCS（帧的校验序列）6B 6B 2B 46B1500B 4B 最小长度为 64B，最大长度为 1518B (5) 了解局域网的介质访问控制方法CSMA/CD （载波监听多路访问 /冲突检测机制）作用 ：解决总线型局域网中的冲突（帧重叠）工作过程 ：先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发。在发送数据前，先监听总线是否空闲，若总线忙，则不发，若总线空闲，则把准备好的数据发送到总线上；在发送数据的过程中，工作站边发送边检测总线，是否自己发送的数据有冲- 6 - 突，若无冲突则继续发送直到发完全部数据；若有冲突，则立即停止发送数据，但是要发送一个冲突的信号，以便使网络上所有工作站都知道网上发生了冲突，然后，等待一个预定的随机时间，且在总线为空闲时，再重新发送未发完的数据。性能指标 ：信道利用率、吞吐量、介质利用率令牌环（ token ring） ：工作原理：令牌环上传输的小的数据（帧）叫为令牌，谁有令牌谁就有传输权限。如果环上的某个工作站收到令牌并且有信息发送，它就改变令牌中的一位（该操作将令牌变成一个帧开始序列） ，添加想传输的信息，然后将整个信息发往环中的下一工作站（单向） 。当这个信息帧在环上传输时，网络中没有令牌，这就意味着其它工作站想传输数据就必须等待。因此令牌环网络中不会发生传输冲突。令牌总线（ token bus） ：工作原理：令牌总线是一种在总线拓扑结构中利用“令牌” （ token）作为控制节点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。在采用令牌总线方法的局域网中，任何一个结点只有在取得令牌后才能使用共享总线去发送数据。(6) 掌握局域网的连接设备及应用交换机（ Switch） （物理上为星状网，逻辑上为星状网）速率： n 个端口，每个端口 m,Mbps 称为 m Mbps 交换机，总带宽为 n× m （如： 24 个端口，每个端口 100Mbps，称为 100Mbps 交换机，总带宽为 2400Mbps）基本功能：地址学习（收到每个帧的 MAC 地址后储存到“端口 MAC 地址”映射表）转发 /过滤决定（检查“端口 MAC 地址”映射表）数据帧转发方式：直接交换方式（延迟低、不能查错）储存转发方式（延迟高、能查错）改进的直接交换方式（延迟低、能查错）交换式以太网特点： 保留了现有的以太网基础设备，不必淘汰掉这些设备。 可与集线器混合使用 基于以太网易学易用 使网络管理更加灵活 可以使用各种传输介质交换机的常见形式： 独立式交换机 堆叠式交换机 模块化交换机交换机分类： 桌面级交换机 工作组交换机 部门级交换机 主干级交换机 企业级交换机一般交换机为 二层交换机，工作在 OSI 的低二层（物理层、数据链路层） ，而 三层交换机 工作在OSI 的低三层（物理层、数据链路层、网络层） ，即包含了路由功能，也称为 路由交换机。集线器（ HUB ） （物理上为星状网，逻辑上为总线型网）作用：集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上，所以集线器是特殊的中继器。速率： n 个端口， 每个端口 m Mbps ， 总带宽为 m Mbps （ 如 :10 个端口， 每个端口 10Mbps ， 总带宽为 10Mbps ）性能好- 7 - 中继器（ Repeater）作用：中继器是局域网环境下用来延长网络距离的最简单最廉价的网络互联设备，操作在 OSI 的物理层，中继器对在线路上的信号具有放大再生的功能，用于扩展局域网网段的长度 (仅用于连接相同的局域网网段 )。网卡（ NIC ）又称网络适配器，它是计算机网络中最基本和最重要的连接设备之一，计算机主要通过网卡接入网络。网卡在网络中的工作是双重的，一方面负责接收失落上传过来的数据包，解包后将数据通过主板上的总线传输给本地计算机，另一方面它将本地计算机上的数据经过打包后送入网络。接口： PCI、 PCMCIA （笔记本）网桥（ Bridge）网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网关（ Gateway ）又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。路由器（ Router ）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时， 可通过路由器的路由功能来完成。 因此， 路由器具有判断网络地址和选择 IP 路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。(7) 掌握局域网的组建方法(8) 水晶头的制作标准及方法接线标准：T568A ：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕T568B ：白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕针脚作用：用于发送，用于接收连接标准：直通线：双绞线两端采用 相同 的接线标准（两端同 T568A 或两端同 T568B ）交叉线：双绞线两端采用 不同 的接线标准（一端是 T568A ，另一端是 T568B ） 接线标准使用：设备相同使用交叉线，设备不同使用直通线双绞线制作步骤： 剥线 理线 插线 压线 连通测试（直通线测试仪亮 1-8，交叉线亮 1342） 双绞线连接(9) 了解 IEEE802 标准系列IEEE 802.1 ：局域网体系结构、网络互联和网络管理。Internet 路由器 PC PC PC PC 交换机交换机Modem - 8 - IEEE 802.2 ：逻辑链路控制子层（ LLC ）的功能。IEEE 802.3 ：以太网介质访问控制协议 （ CSMA/CD ）及物理层技术规范。IEEE 802.4 ：令牌总线网（ Token-Bus）的介质访问控制协议及物理层技术规范。IEEE 802.5 ：令牌环网（ Token-Ring) 的介质访问控制协议及物理层技术规范。IEEE 802.6 ：城域网介质访问控制协议及物理层技术规范。IEEE 802.7 ：宽带技术。IEEE 802.8 ：光纤技术。IEEE 802.9 ：综合业务数字网（ ISDN ）技术。IEEE 802.10 ：局域网安全技术IEEE 802.11 ：无线局域网。(10)了 解以太网的产生、发展以及分类产生 ：以太网最早由 Xerox （施乐）公司创建，于 1980 年 DEC、 lntel 和 Xerox 三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网。符合 IEEE802.3。发展 ：标准的以太网（ 10Mbit/s) 快速以太网（ 100Mbit/s ）1Gbit 以太网（ 1Gbit/s ）10Gbit 以太网（ 10Gbit/s）分类 ：10Base 5 使用直径为 0.4 英寸、阻抗为 50 粗同轴电缆，也称粗缆以太网，最大网段长度为 500m。基带传输方法，拓扑结构为总线型，传输速率为 10Mbps。10Base 2 使用直径为 0.2 英寸、阻抗为 50 细同轴电缆，也称细缆以太网，最大网段长度为 185m，基带传输方法，拓扑结构为总线型，传输速率为 10Mbps。10Base T 使用双绞线电缆，最大网段长度为 100m。拓扑结构为星型，传输速率为 10Mbps 。10Base F 使用光纤传输介质，传输速率为 10Mbps。 10 代表带宽为 10Mbps ， Base 代表传输方式为基带（宽带为 Broad ） ， 5 是粗同轴电缆， 2 是细同轴电缆， T 是双绞线， F 是光纤(11)了 解以太网的寻址方法交换机收到每个帧的 MAC 地址后储存到“端口 MAC 地址”映射表(12)了 解虚拟局域网 (VLAN) 特点、分类概念： 通过路由和交换设备，将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。 它以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理， 逻辑工作组的结点组成不受物理位置限制。优点： 控制网络的广播风暴、确保网络的安全性、简化网络管理分类： 基于交换机端口的 VLAN 、基于 MAC 地址的 VLAN 、基于网络层地址的 VLAN 、基于 IP 广播组的VLAN 、基于策略的 VLAN (13)了 解无线局域网的特点及组建特点： 1.传输方式 为 无线电波 或 红外线2.拓扑结构 分为 无中心拓扑 和 有中心拓扑3.网络接口 选择在 OSI 参考模型的物理层或数据链路层4.对移动计算机的支持组建： 1.无线网络设备：无线网卡、无线网桥2.无线局域网组建形式： (1) 全无线网 (2)无线结点接入有线网 (3)两个有线网通过无线方式连接注意方面： 无线 AP 的位置应当相对较高、 无线 AP 应当尽量居于房间的中央、 不要穿过太多的墙壁。 IEEE 802.11 标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集（ BSS） ，基本服务集中的基站称为接入点（ AP） ，一个基本服务集可以是独立的，也可以通过接入点 AP 接入一个主干分配系统（ DS） ，然后再接入另一个基本服务集，这样就构成了一个扩展的服务集（ ESS） 。- 9 - (14)常用网络连通测试命令命令 作用 参数ipconfig 查看 TCP/IP 配置信息/all ( 完整 TCP/IP 信息 ) /renew (重新从 DHCP 中获取 IP) /release (释放 IP) Ping ip 连通测试-t(不断发送请求信息，按 Ctrl+C 结束 ) -a(反向域名分析 ) -n x (发送 x 条请求信息， x 取整数 ) Tracert 跟踪命令-d (不把 IP 解析为域名 ) -h (不获取主机路径中的所有结点 ) -w Timeout ( 指定等待时间， Timeout 取整数，单位毫秒 ) Netstat 显示活动的连接信息-a (显示所有活动的连接信息 ) -n (以 IP:端口号 显示显示地址 ) -s p Protocol ( 显示指定协议的信息， Protocol 取协议名 ) ping 命令工作网际层，属于 ICMP 协议。 Ping 命令后可跟 IP 或域名 Ping 命令的 ip 为 127.0.0.1 或 localhost 时作用为回环测试 Ping 命令成功后输出： Reply from IP bytes=32 time<?ms TTL=128 Ping 命令失败后输出： Request timed out. (15)掌握设置及访问 Windows XP 操作系统网络共享的方法首先要安装 Microsoft 的文件和打印机共享服务右击 要共享的文件夹 属性 共享 选项卡 在网络上共享这个文件夹 输入共享名 确定 一般共享为只读方式，若要对方完全控制需要选中 允许网络用户更改我的文件 复选框 共享名后加“ $”可隐藏共享的文件夹3. 因特网基础(1) 了解 Internet 的发展及因特网的接入方式因特网概念： 又称国际计算机互联网，是世界上最大、覆盖面最光的计算机互联网络发展：时间 阶段 成果19681984 研究实验阶段 制定了一个网络通信协议 (TCP/IP) 19841995 实用发展阶段 实现了以资源共享为中心的实用服务方式1995今 商业化阶段 主干网转化为由计算机公司、商业性通信公司提供 我国于 1994 年 4 月成为第 71 个正式连入因特网的国家 我国 4 个因特网主要干道：性质 网络名称 属于公益 中国科学技术网 (CSTNET) 属于中国科学院，用于气象、航天、医疗、农业中国教育科研网 (CERNET) 属于中国教育部，中央结点在清华大学商业 中国公用计算机互联网 (CHINANET) 属于原邮电局（目前最大 ISP）中国金桥信息网 (CHINAGBN) 属于中国工业部，三金工程之一接入方式：1. 拨号接入方式 普通 modem 拨号接入（ 14.456Kbps） ISDN 拨号接入方式（ 144Kbps “ 2B+D ” B 信道 64Kbps， D 信道 16Kbps） ADSL （非对称数字用户线路）虚拟拨号接入（下行： 8Mbps 上行 1Mbps）2. 专线接入方式 Cable modem 接入方式（ 30Mbps）- 10 - DDN 专线接入方式（ N× 64Kbps ， N=132 ，最贵） 光纤接入方式（ 1001000Mbps ）3. 无线接入方式 GPRS（通用分组无线业务）接入方式（ 115Kbps） 蓝牙技术与 HomeRF 技术4. 局域网接入方式（局域网使用路由器通过数据通信网络与 ISP 相连接入因特网）(2) 掌握 IP 地址的概念、分类、组成和表示方法，了解 IPv6 基本概念IP 地址： 人们为每台计算机或网络设备都分配的一个唯一识别的地址。格式： 由 32 位二进制表示，由点分为 4 组，每组 1B = 8Bit ，为方便记忆用 4 组十进制数 (0255) 表示，如192.168.0.1。结构： 网络号用于识别主机所在的网络，由因特网权利机构分配；主机号用于识别该网络中的一台主机，由各个网络的管理员统一分配。分类：类别 作用 特点 范围（前 1B）A 大型网络 以 0 开头 0 127 B 中等网络 以 10 开头 128191 C 小型网络 以 110 开头 192223 D 组播 以 1110 开头 224239 E 保留 以 1111 开头 240225 特殊 IP ：网络号 主机号 地址类型 举例 用途全 0 全 0 本机地址 0.0.0.0 启动时使用任意 全 0 网络号 11.0.0.0 标识一个网络任意 全 1 直接广播地址 190.26.255.255 在特定网上广播全 1 全 1 限制广播地址 255.255.255.255 在本网段上广播第一段为 127 任意 回送地址 127.0.0.1 回送测试地址A 类私有地址 10.0.0.010.255.255.255 保留内部地址B 类私有地址 172.16.0.0172.31.255.255 保留内部地址C 类私有地址 192.168.0.0192.168.255.255 保留内部地址保留地址 169.254.X.X DHCP 服务器无响应时，系统自动分配IPv6 ： 用于替代现行版本 IP 协议 -IPv4-的下一代 IP 协议，它由 128 位二进制数码表示。(3) 掌握域名系统概念和含义域名：人们用来代表 IP 地址而使用的一组简短的用英文表示的名字（例如： www.baidu.com ）域名系统： 为了方便对域名的的有效管理，并使域名与 IP 之间的正向解析（域名 IP）和反向解析（ IP域名）能迅速有效地执行，因特网采用一种分布式分层机制的域名系统（ DNS ） 。 一个域名只能对应一个 IP 地址 一个 IP 地址可以有多个域名域名结构（树状） ： 根域、顶级域、二级域、子域1. 顶级域名顶级域名划分采用两种模式，即 组织模式 和 地理模式com：商业机构 net：网络服务机构 org：非营利性组织 gov：政府机构 edu：教育机构mil ：军事机构 int ：国际组织cn：中国大陆 jp：日本 de：德国 hk：中国香港 tw：台湾 mo：澳门网络号 主机号