第三章 网络是如何工作的

第三章网络是如何工作的3.1网络的功能与构造3.2网络通信的工作原理3.3网络的规划设计3.4动手组建小型局域网3.1网络的功能与结构一、认识网络阅读教材P48-49页，思考以下问题：（1）什么是网络？（2）网络的种类？1、计算机网络是由两台或两台以上的计算机通过网络设备连接起来所组成的一个系统，在这个系统中计算机与计算机之间可以进行数据通信、数据共享及协同完成某些数据处理工作。图1图22、计算机网络种类众多，性能各异，根据不同的分类原则，可以有多种分类方法，如可按照拓扑结构、通信方式等进行分类。按照网络覆盖范围来划分是一种常用的网络划分标准。（1）按覆盖范围划分为：局域网、广域网、城域网（2）按网络拓扑分为：星形、环形、总线形图1图2图3二、网络的功能计算机网络有三大功能：数据通信、资源共享、分布处理。三、网络中的硬件1、工作站和服务器网络中的计算机按其功能的不同有工作站与服务器之分。一般我们选择高性能计算机作为网络中的服务器，享受服务器所提供的服务的那些计算机，称为工作站，也称为客户机。服务器不仅仅是指向客户机上的客户端程序提供某种特定服务的计算机，实现同样功能的软件也可以称为服务器。一台单独的计算机服务器上可以同时有多个服务器软件在运行，也就是说这台计算机可以向网络上的工作站提供多种不同的服务。2、传输介质网络中的计算机等设备是通过传输介质连接的，这里所说的传输介质一般是指用于传送网络数据的专用线缆。传输介质有有线和无线两种。常用的有线传输介质有双绞线和光缆。3、通信连接设备通信连接设备包括中继器、集线器、网桥、交换机和路由器等。四、网络中的软件1、网络软件分类（1）网络操作系统常用的网络操作系统有：WindowsNT、Windows2000、NovellNetware、Unix和Linux等。（2）网络应用软件常用的网络应用软件有：解压缩工具、文件下载工具、文件上传工具、网络媒体播放器等。2、C/S与B/S网络应用软件有两种结构：一种是客户机/服务器（C/S）另一种是浏览器/服务器（B/S）复习：选择题1、OSI模型将网络结构划分成（）。A.四层B.五层C.七层D.九层2、在TCP/IP协议体系中HTTP是通过哪一层利用网络进行信息传递的（）。A.应用层B.传输层C.网络层D.网络接口3、联网计算机在相互通信时必须遵循统一的（）A.软件规范B.网络协议C.路由算法D.安全规范4、OSI七层模型中，网卡的作用属于哪一层（）A.应用层B.表示层C.传输层D.物理层５、OSI模型和TCP/IP协议体系分别分成几层（）A.７和７B.４和７C.７和４D.４和４问题：假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场，现有三种运输方案：专列专线、专列非专线、非专列非专线，（如图3-8）现要大家一起讨论这三种方案的优劣。火箭制造厂火箭发射场甲线：专列专车乙线：专列非专线丙线：非专列非专线图3-8火车运输线路示意图问题分析：甲线：专门使用一列火车来运输火箭，并使用专线，其他车次不得占用。乙线：专门使用一列火车来运输火箭，但不使用专线，该火车按照正常的火车时刻表，服从铁路部门调度。丙线：不使用专门的火车来运输，而是将火箭进行拆分，拆分之后火箭与普通货物一样进行运输。特点优点缺点甲线速度最快费用最高乙线费用较低速度最慢，对火车头要求较高丙线费用最低，速度较快，对火车头要求低。运输前后需对火箭进行拆分、复原工作三种运输方式优劣比较在这三种方案中是通过提高线路的利用率来有效地降低费用的。数据交换技术1、电路交换技术工作原理：电路交换技术即为已对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用传输通道。如图3-9所示A数据B例如：打电话拨号通话断开线路交换机建立连接挂机2、报文交换技术工作原理：报文交换技术不需要事先建立物理线路，它将发送的数据作为一个整体发给中间交换设备。中间交换设备先将数据存储起来，然后选择一条合适的空闲线路将数据转发给下一个交换设备，如此循环直至数据发送到目的节点。典型应用：电报系统3、分组交换技术工作原理：分组交换技术是报文交换技术的改进，它是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫一个分组。典型应用：IP电话巩固练习：１、市电话网在数据传输期间，在源节点与目的节点之间有一条利用中间节点构成的物理连接线路。这种市话话网采用（）技术。A.报文技术B.电路交换C.分组交换D.数据交换2、IP电话、电报和专线电话分别使用的数据交换技术是（）。A.电路交换技术、报文交换技术和分组交换技术B.分组交换技术、报文交换技术和电路交换技术C.报文交换技术、分组交换技术和电路交换技术D.电路交换技术、分组交换技术和报文交换技术3、IP电话使用交换技术进行通信。4、数据交换的类型有：、、。3.3网络的规划设计校园网络拓扑结构图一、网络规划的意义网络规划的意义在于保证网络系统具有完善的功能，满足现有应用需求，同时具有足够的可扩充能力，灵活的升级能力以及良好的性价比。网络系统的设计可制订出一个具体的网络系统实施的总体方案——网络的物理结构和逻辑关系结构。二、确定网络的规模1、需求分析：是整个网络系统设计的基础，占有举足轻重的地位。在网络建设中，首先要进行的就是需求分析，确立建网要求与目标。如果建网前不做通盘考虑，详细规划，那么日后可能造成诸多不便和浪费。2、一般网络满足的需求：（1）信息点的数目：如办公室、特殊用房等。（2）提供的服务：如电子教学、网络化管理等。（3）软件系统：如办公系统、教学系统、浏览、电子邮件等。（4）网络的安全三、选择局域网技术1、需要确定的问题（1）网络采用的模式：客户机/服务器（C/S）、浏览器/服务器（B/S）、对等网。（2）如何连接到因特网：电话线、专线接入、光缆接入。（3）网络选用何种局域网技术。要考虑到它的实用性。2、常用的局域网技术：（1）以太网（Ethernet）（2）令牌环网（TokenRing）（3）光纤分布数据接口（FDDI）（4）异步传输模式（ATM）等目前大多使用以太网技术，根据带宽可分为10兆（10Mbps）、100兆和千兆等。四、确定网络拓扑结构1、哥尼斯堡七桥问题2、什么是拓扑学拓扑学是几何学的一个分支，它把物理实体抽象成与其大小、形状无关的点，把连线实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关系。拓扑设计是网络规划和设计的重要内容，也是网络设计的第一步，它对网络性能、系统可靠性与建设费用等都有重大影响。3、拓扑结构将网络教室的设备定义为节点，把两个设备之间的连接线路定义为链路，计算机网络就是由一组节点和链路组成的几何图形，这种几何图形就是计算机网络的拓扑结构。在局域网中，简单的网络拓扑结构有三种：总线型、环型和星型。在实际应用中，常常将这些简单的结构结合形成复杂的结构——混合拓扑结构。选择网络拓扑结构要考虑的因素：可靠性、灵活性、经济性。巩固练习：1、TCP/IP协议是一组协议，其中文全称为（）A.传输控制协议和网络互联协议B.邮局协议和网络互联协议C.传输控制协议和电子邮件协议D.传输控制协议和文件传输协议2、LAN在计算机网络中表示的是（）A.因特网B.广播网C.广域网D.局域网3、一个教室内计算机联成的网络属于（）。A.因特网B.广域网C.局域网D.城域网4、按拓扑类型对计算机网络分类，下列哪项是错的（）。A.环型网B.总线型C.星型网D.广播网5、Internet主要采用的协议是（）。A.FTPB.httpC.IPX/SPXD.TCP/IP6、以下属于私有地址的是（）。A.8.9.10.1B.11.66.53.4C.192.168.0.2D.202.102.168.7五、选择硬件1、定义：网络硬件是组成网络的基本部件，这些硬件主要包括各级网络服务器、工作站、集线器、网卡、网络传输介质等。2、选择网络设备考虑的因素：（1）兼容性：不同厂家技术、标准上有所不同，在连接、管理上不一定兼容，因此尽量采用兼容性好的设备。（2）稳定性（3）可靠性（4）性价比（5）网络的规模，如工作站的数量、交换机的端口等。六、选择网络协议1、常用协议（1）TCP/IP：是应用最广泛的一种协议。（2）IPX/SPX（3）NetBEUI（4）AppleTalk2、IP地址的规划与分配（1）IP地址方案设计的意义：好的IP地址分配方案不仅可以减轻网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。（2）设计IP地址分配方案时需考虑的问题：①是否将网络连入因特网。如要连入必须使用公用地址。②是否将网络分网段以方便网络管理。划分网段后，可以提高网络性能，便于管理。③采用静态IP地址分配还是动态IP地址分配④使用哪类IP地址：A、B、C⑤网前不做通盘考虑、详细规划，那么日后可能会造成诸多不便和浪费。七、选择网络软件1、文件共享：可通过设置Windows文件和打印共享实现。2、邮件处理：邮件服务器接收发送电子邮件的客户端程序。3、FTP工具：FTP服务器和工具。如CuteFTP4、下载工具：如网际快车、FlashGET、影音传送带NetTransport等。3.4动手组建小型局域网一、所需的硬件和软件1、硬件部分：计算机、16口集线器（HUB）一个、双绞线、RJ45头、线槽（可选）、网卡、一台56KModem2、软件部分：Windows2000、SyGate(虚拟网关软件)、浏览以及邮件工具、FTP工具等。二、连接硬件设备首先在每一台计算机上安装好买来的网卡，并且通过双绞线上RJ45接头将网卡与集线器相连。打开计算机，进入windows后会提示检测到新硬件，然后选择添加适配器，选择具体型号即可。另外需要选择一台计算机作为服务器，将Modem连接到作为服务器的计算机上。三、SyGate服务器TCP/IP设置1、在代理服务器上按服务器模式安装sygate2、网卡IP地址=192.168.0.1；子网掩码=255.255.255.0；网关=无；DNS=无。四、工作站的设置1、sygate工作站TCP/IP设置：IP地址=192.168.0.x，其中x是任意一个2~254的数字，但是注意，任何两台计算机的X不能相同，子网掩码=255.255.255.0，网关=192.168.0.1（指向sygate服务器），DNS=192.168.0.12、在工作站计算机上，单击开始——运行——ping192.168.0.1看是否可以ping通。3、在sygate服务器下，同上一步骤，ping其他工作站五、安装拨号网络1、在服务器上安装调制解调器，连接好调制解调器的线路后，windows会提示检测到新硬件。这时装入modem的安装CD。选择安装目录后，点击“下一步”直到安装完毕。2、安装好调制解调器后，只要在“我的电脑”中选择“拨号网络”，点击“新建立连接”，然后按照帐号进行安装即可。3、启动拨号网络，拨号上网，确定sygate上网成功，就可以连接到Internet了。六、测试运行从工作站上网，看看是否可行，如果不行，请查找原因。