當今風靡全球的Internet正在改變着我們的生活,並將遠遠超過電話、汽車和電視對人類生活的影響。Internet可以在極短時間內把電子郵件發送到世界任何地方;可以提供只花市話費的國際長途業務;可以提供全球信息漫遊服務。Internet不僅僅是電腦愛好者的專利,它更能爲社會大衆帶來極大方便。
具體地說,科學家能利用Internet來解決各種問題:能和全世界的同行交流科研成果,能使用自己所不具備的各種官息資源,能連接到全世界各大圖書館去查閱資料;教育工作者用它來從事教育:開設電子教室,提供網絡教學;專業人員能用它來諮詢:醫院能實現全球會診,記者能迅速組稿和發稿,作家能和異地的編輯討論書稿;公司和企業藉助Internet來進行市場競爭、蒐集商業情報、與各地的子公司及時通信、在網絡做廣告、做市場調查、提供電子商務服務等;政府部門能用它來宣傳發佈政策法規,節省大量辦公經費箏。
Internet能幫助科學發明,使得研究和合作開發成爲可能;它有助於環境保護,節省大量紙張;它免費向全世界用戶提供電子書籍、電子報刊、軟件、消息、新聞、藝術精品、音樂、歌曲等;它還能創造新的商業機會,如電子銀行、在線商店、網絡廣告服務、聯機娛樂等;通過電子郵件、網絡新聞及郵件列表,它能把全世界所有上網的人聯繫在一起。
1.1計算機網絡基礎
計算機網絡是計算機技術與通信技術相結合的專門技術。它將分佈在不同地理位置、功能獨立的多個計算機系統、網絡設備和其他信息系統互聯起來,以功能強大的網絡軟件、網絡協議、網絡操作系究等爲基礎,實現了資源共享和信息傳遞。
計算機網絡能夠實現:
1.資源共享:包括程序共享、數據共享、文件共享及設備共享等;
2.數據通信;
3.分佈式計算;
4.廣泛應用。
1.1.1計算機網絡原理
1.拓撲結構
(1)拓撲結構:網絡中計算機與其他設備的連接關係。網絡拓撲是指網絡形狀,、或者是它在物理上的連通結構。
(2)總線型結構:網絡上的各節點連接在同一條總線上。連接在同一公共傳輸介質土的總線型方法的主要特點:易擴充、介質衝突較頻繁;結構簡單,便於擴充;網絡響應速度快,便於廣播式工作;設備量少,價格低廉;節點多時網絡性能有所下降。
(3)星型結構:網絡以中央節點爲中心,各個節點通過中央節點構成點對點的連接方式。其主要特點:中心節點易於集中管理、控制;傳輸率高,各節點可同時傳輸;可靠性高,某個飛節點(非中央節點)故障不影響整個網絡。
(4)環型結構:網絡中各個節點通過環路接口連接在閉合環型線路中。其主要特點:封閉環、不適於大流量;信息在環路中沿固定方向流動,兩節點問只有唯一的通路;傳輸速度可以預期,適用於實時控制的場合;任意節點的故障都可能導致全網絡的失效。
其他類型的拓撲結構還包括:樹形拓撲、混合拓撲
及網形拓撲等。
2.網絡分類
計算機網絡可按多種方式進行分類。
按分佈範圍分類:廣域網(WAN)、局域網(LAN)、城域網(MAN)
按交換方式分類:電路交換網、報文交換網、分組交換網;
按拓撲結構分類:總線網、星形網、環形網、樹形網、網狀網;
按傳輸媒體分類:雙絞線網絡、同軸電纜網絡、光纖網絡、無線網絡;
按信道帶寬分類:窄帶網、寬帶網;
按信息交換範圍分類:內部網、外部網:
按社會職能分類:公用網、專用網:
按用途分類:教育網、校園網、科研網、商業網、企業網4軍事網等。
目前,網絡主要以分佈範圍爲參考進行分類。
(l)局域網
局域網(LAN, Local Area Network):在有限的幾百米至幾公里的局部地域範圍內,將計算機、外設和網絡設備互聯構成的計算機網絡系統。主要涉及到以太網、快速以太網、令牌環網、FDDI、無線網(802.11)、藍牙等技術。
區別於其他網絡,局域網具有以下特點:
l)地理分佈範圍較小,一般爲幾百米至幾公里。可覆蓋一幢大樓、一所校園或一個企業。2)數據傳輸速率較高,一般爲10~1000Mbps,可交換各類數字和非數字(如語音、圖像、
視頻等)信息。
3)誤碼率低,一般在10一ll~104以下。這是因爲局域網通常採用短距離基帶傳輸,可以使用高質量的傳輸媒體,從而提高了數據傳輸質量。
4)以計算機爲主體,包括終端及各種外設,一般不包含大型網絡設備。
5)結構靈活、建網成本低、週期短、便於管理和擴充。
(2)城域網
城域網(MAN,MetropolitanAreaNetwork):覆蓋城市範圍的計算機網絡系統,範圍介於局域網與廣域網之間。
(3)廣域網
廣域網(WAN,WideAreaNetwork):分佈距離遠,包含複雜的網絡互聯設備。無明確拓撲結構,多采用點對點傳輸。主要涉及到ISDN,FrameRelay,ATM,DDN,SDH,MPLS 技術。
(4)因特網
因特網(Internet)也稱互聯網或萬維網,是採用TCP/IP通信協議的全球性計算機網絡,
由全球數以千萬計的各種類型和不同規模的計算機網絡組成,是全世界所有公開使用的計算機網絡的互聯總和。
互聯網通過普通電話、高速率專用線路、衛星、微波和光纜等通信線路把不同國家的大學、公司、科研機構以及軍事和政治等組織的網絡連接起來。
1.1.2計算機網絡組成
1.計算機網絡的軟件系統計算機網絡的軟件系統主要包括操作系統、應用軟件、網絡管理軟件、協議軟件(TCP/IP,NETBEULIPX/SPX等)。
其中,操作系統提供系統操作基本環境、資源管理、信息管理、設備驅動和設備設置軟件,服務器端還具有網絡用戶管理、網絡運行狀況統計、網絡安全性建立、網絡信息通信等管理功能。
網絡管理軟件:對網絡運行狀態信息進行統計、報告、監控;設置網絡設備狀態、模式、配置、功能等指標。
網絡協議軟件:網絡中計算機、網絡設備、各類系統之間進行信息交換的規則。
2.計算機網絡的硬件系統
計算機網絡的硬件是由傳輸介質(連接線纜、連接端子等)、接入端口設備(網卡、調制解調器、中繼器、收發器和各類接口卡等)、網絡設備(集線器、交換機、路由器、網橋等)、安全設備(防火牆、保密系統等)和資源設備(服務器、工作站、外部設備等)構成。
傳輸介質提供連接網絡設備,提供數據傳輸的線路,主要包括非屏蔽雙絞線(UTP,UnshieldedTwistedPaited)、屏蔽雙絞線(STP,ShieldedTwistedPaired)、光纜、電話線、細同軸電纜(簡稱細纜)、粗同軸電纜(簡稱粗纜)、無線通信等。
目前,在用戶端和局域網環境中雙絞線使用得非常廣泛,因爲雙絞線具有低成本、使用方便等優點。雙絞線有兩種基本類型:屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線,它們都由多對兩根絞在一起的導線來形成傳輸電路,每對導線絞在一起主要是爲了防止干擾。在一條雙絞線電纜中,有四對或多對雙絞線。目前常用的是四對八芯的。還有更多對的,用於智能大樓結構化佈線系統中的垂直佈線子系統中。雙絞線通過RJ45接頭(俗稱水晶頭)與網絡設備等相連接cRJ45頭有八個銅片,將雙絞線的四對八芯線插入RJ45頭中,用專用的RJ45壓線器將銅片壓入線中,使之連接牢固。RJ45頭的線序排列爲:銅片方朝上、頭朝前,左邊第一腳爲"1罰,從左到右順序排列l~8,其每腳的定義見表1-1和表1-2。雙絞線四對的顏色按標準分爲:綠白/綠、橙白/橙、藍白/藍、棕臼/棕(棕白爲白色和棕色相間,其他類似)。四對八芯線與RJ45頭連接的方法:按照EIA/TIA568A或568B標準,同一根雙絞線兩端分別按這兩個標準做RJ45頭,這根雙絞線就是信號交叉連接線;兩端用同一個標準做RJ45頭,則是信號直通連接線。
接入端口設備主要指網卡、Modem(調制解調器)、橋接器。網卡:網絡主機發送和接收數據的接口卡。Modem:撥號上網用的連接計算機和電話線路的設備。網卡是最常用的接入端口設備。網卡插在每臺工作站和服務器主機板的擴展槽裏。工作站通過網卡向服務器發出請求,當服務器向工作站傳送數據時,工作站也通過網卡完成有關操作。
網絡設備主要包括集線器(Hub)、交換機(Switch)、路由器(Router)。集線器可以說是一種共享設備,是計算機在網絡中常用的直接互聯設備。交換機在計算機之間提供專用的交換式通信信道,使單臺計算機佔有更大帶寬,不受其他設備影響。
集線器可分爲獨立式、堆疊式;常見有8端口、16端口、24端口等多種規格:傳輸速率主要分爲:10Mbps,10OMbps和1000Mbps等。
1)獨立式(Standalorm)集線器主要是爲了克服總線結構的網絡佈線困難和易出故障的問題而引入,一般不帶管理功能,沒有容錯能力,不能支持多個網段,不能同時支持多協議。這類集線器適用於小型網絡,一般支持8~24個節點,可以利用串接方式連接多個集線器來擴充端口。
2)堆疊式(Stackable)集線器疊加連接,各集線器用高速鏈路連接起來,一般可以堆疊4~8個,適用於網絡節點密集的工作組網絡和大樓水平子系統的佈線。
交換機採用模塊化結構,由機櫃、電源、面板、插卡和管理模塊等組成。支持多種局域網標準和多種類型的連接,根據需要可以插入各類局域網模塊,另外還有網管模塊、路由模塊等。它與Hub不同之處在於每個端口都可以獲得同樣的帶寬。如lOOMbps交換機,每個端口都可以獲得100Mbps的帶寬,而10OMbps的Hub則是多個端口共享100Mbps帶寬。很多交換機還有若干個比一般端口更高速的端口,用於連接高速主幹網或直接連到高性能服務器上,這樣可以有效地克服網絡瓶頸。
路由器是實現在網絡層的一種網絡互聯設備。它能實現很多複雜的功能,如路由選擇、多路重發以及錯誤檢測等。路由器是網絡之間進行互聯的關鍵設備。通常的路由器都具有負載平衡、阻止廣播風暴、控制網絡流量以及提高系統容錯能力等功能。一般來說,路由器可支持多種協議,提供多種不同的接口,從而使不同廠家、不同規格的網絡產品之間,以及不同協議的網絡之間可以進行非常有效的網絡互聯。
安全設備:防火牆、***檢測系統、認證系統、加密解密系統、防病毒工具、漏洞掃描系統、審計系統、訪問控制系統等。
資源設備:包括連在網絡上的所有存儲數據、提供信息、使用數據和輸入輸出數據的設備。常用的有服務器、工作站、數據存儲設備、網絡打印設備等。
服務器是指提供信息服務的高檔計算機系統。按服務器所提供的功能不同又分爲:文件服務器(FileServer)、域名服務器(DomainServer)和應用服務器(ApplicationServer)。文件服務器通常提供文件和打印服務;應用服務器包括數據庫服務器、電子郵件服務器、專用服務器等。根據硬件配置不同,服務器又可分爲工作組服務器和部門級服務器。
工作站(WorkStatio醜)是連接到網絡上的計算機。這些計算機是網絡中的節點,稱爲網絡工作站,簡稱爲工作站。工作站僅僅爲它們的操作者服務,而服務器則爲網絡上的其他服務器和工作站共同服務。