计算机网络基础(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：崔晶,刘广忠

出版社：清华大学出版社

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计算机网络基础试读：

近年来，计算机网络在我国已经得到了较快的发展。许多企业、事业单位、行政机关、司法机构和金融系统构建了高速的办公专用网。各种类型的计算机网络高达数十万个，计算机网络已经深入到我们工作、生活和学习的方方面面。

毫无疑问，大量的网络必然需要大量的网络管理人才。初步估计，到目前为止，仅我国每年需要的网络管理人才就达十余万人。随着网络应用的日益深入以及网络所承载的业务量和数据量的不断增长，网络的重要性和安全性也将与日俱增，对网络管理人员的需求也将随之不断地增长。由此可见，网络管理是一个稳定且前途远大的职业。

综观现有的网络技术培养教材，大多将网络技术进行条块分割，按章节、分模块独立讲授，人为地将紧密联系在一起的各种理论和技术分裂开来。这样所带来的问题就是，学生必须将所学的知识和理论全部融会贯通之后，才能初步掌握作为一个网络技术人员所必须具备的一些基本技能，显然这不符合学生的学习规律，也不符合现实的网络管理实际，同时，也是导致许多网络爱好者望而却步的重要原因。

本丛书具有以下特点。（1）案例贯穿。本丛书从最常见、最典型的网络应用情境和需求入手，围绕统一的网络环境、统一的网络规划、统一的网络拓扑、统一的资源分配、统一的网络用户和统一的网络需求，提供全面的网络解决方案，以及实用、够用的网络技术，为网络，工程师提供宝典级别的现场技术手册。（2）项目驱动。本丛书由情境导入需求，以项目进行教学，再由实训实现强化，进而达到培养技能的目的，最终使学生顺利就业。按照网络构建的工作过程系统化课程开发，以真实的网络管理过程为导向规划课程内容，使读者能够真正掌握网络构建与管理的知识和技能，独立完成相关的网络技术项目。（3）贴近实战。本丛书突出“先做后学，边做边学”的主旨，通过“练中求学、学中求练、练学结合、边练边学”的教学内容安排，实现“学得会，用得上”的最终目的。由于全书围绕统一的典型网络工程展开，因此，读者能够非常方便地将教学案例移植到真实的网络项目中，学为所用，学以致用。（4）内容全面。本丛书涵盖了作为初、中级网络管理员必须掌握的所有理论和技术，以网络管理的实际需求为导向，以培养基本技能为目的，将枯燥的理论融于实际操作中，从而使学生学得会、记得住、用得上。（5）兴趣教学。本丛书设计的教学内容按照“案例情景→需求分析→解决方案→技术操作→理论背景”的结构进行组织，有实际案例、有动手操作、有理论分析，可以激发读者的学习兴趣和学习的主动性，培养读者解决实际问题的能力，提高读者的综合实战水平。（6）注重动手。本丛书加大了动手操作的比重，减弱了理论知识的介绍，以适应特定的读者群，体现“做中学”的宗旨。借助大量的网络实验，可以使读者迅速提高技术和技能。（7）涵盖认证。本丛书充分考虑到了网络管理员的职业需求及职业资格认证要求，在内容安排和习题设置上与相关认证紧密结合，基本涵盖了国内认证（网络管理员、网络工程师）和国际认证（MCSE、CCNA）所涉及的理论和知识技能，以帮助学生获取“双证书”——学历证书和职业资格证书，增强学生的就业竞争力。（8）资深作者。本丛书作者全部来源于网络教学、网络管理和网络工程第一线，具有非常丰富的网络设计、施工和管理经验，既掌握理论技术，又通晓实际操作。作者们做了大量的技术需求和人才需求调研，多次修改提纲以使其更加符合网络搭建和管理实际。（9）深度支持。本丛书不仅提供优秀的纸质教材，还为教师提供了电子课件和全方位的技术支持，同时设置有QQ群在线答疑、E-mail离线交流和BBS论坛互动平台，并为读者提供网络构建方案和配置技术咨询，形成一个让师生更加方便、更加自主学习的教学环境，有效地提升了教师授课和学生学习的能力。

本丛书删繁就简，围绕一个典型的网络工程展开理论和技术讲解，囊括了网络布线、网络搭建、网络管理、网络服务、网络安全、数据存储等各种组网、管网和用网技术。因此，读者学完本套丛书后，可以直接将其应用至自己的工作实践。即使是初学者，只要熟悉Windows的一般操作，就能非常容易地上手，迅速成长为一名合格的网络管理员。刘晓辉2010年6月FOREWORD前　言

随着信息化进程的推进，几乎所有的企事业单位都有自己的网络，而由此产生的网络管理人才的需求缺口正在逐年扩大。据相关部门统计，2009年网络管理人才缺口达到13.5万人，许多企业不惜重金，招募一名出色的网络管理人员。随着网络应用的不断拓展，企业发展对计算机网络的依赖性将越来越强，而掌握大量精尖网络技术的人才也会变得越来越受欢迎。为什么在如此光明的就业形势下，却经常听到网络管理员的工资只有几百元呢？原因很简单，企业真正需要的网络管理员，是能够独当一面、不需不断培训的专业人员。向网络工程师晋升，是摆在网络管理员面前的唯一出路。

本套丛书作为网络工程师培训教材，以实际的公司网络为案例，以打造实用的网络工程师为目标，以实用的技能为主，摒弃了复杂的原理，以简明的操作为引导，通俗易懂，上手容易。读者只须按照书中的操作来学习，就能掌握相应的技能，学完本套书之后，即可掌握大部分的网络知识。

这本《计算机网络基础》主要介绍计算机网络的基础知识，目的在于让读者初步接触计算机网络，了解计算机网络中一些最基本的理论，掌握计算机网络中一些最基本的技术，为以后的专业技能学习打好基础，从而成为一名优秀的网络工程师。

本书共分11章。第1章引论，简要介绍计算机网络的应用、组成、拓扑结构和分类。第2章网络体系结构与网络协议，介绍OSI模型、TCP/IP协议、IPv4与IPv6地址。第3章网络综合布线，介绍网络布线系统标准、网络布线所需的材料和施工方式以及布线测试。第4章局域网技术与设备，介绍IEEE 802.3标准、以太网技术，以及网卡和交换机。第5章广域网技术与设备，介绍广域网接入和连接方式，以及路由器、防火墙及通信设备。第6章无线网络技术，介绍无线网络的标准、组件、模式，以及无线网络接入。第7章对等网络，介绍对等网络的搭建、局域网文件和打印机的共享、Internet连接共享。第8章服务器与网络操作系统，介绍服务器的特点和分类、网络操作系统的适用与比较。第9章网络管理，介绍ISO管理模式、网络管理协议、管理方式以及部分管理软件。第10章网络安全技术，介绍网络安全及解决方案。第11章网络系统集成，介绍整个网络的规划、设计和实施。

为了让读者更深入地了解所学的知识，在每章的最后还配备了习题和实验，从而可以起到复习和测验的作用，能使读者尽快迈向网络工程师的行列。

本书可作为大中专院校计算机网络专业的教材，也可作为中小型网络管理员、网络工程技术人员和网络爱好者的参考书。

本丛书由刘晓辉、张运凯、李福亮主编。本书由崔晶和刘广忠等编写，具体分工如下：崔晶编写了第1～4章，刘广忠编写了第5～7章，刘晓辉编写了第8章，李海宁编写了第9章，白华编写了第10章，田俊乐编写了第11章。本书作者长期从事网络教学、实验和管理工作，规划、设计、论证、实施并验收过多个大中型网络建设项目，具有较高的理论水平和丰富的实践经验。曾经出版过近百部计算机类图书，均以易读、易学且实用的特点受到众多读者的一致好评。本书是作者的又一呕心沥血之作，希望能对读者的网络搭建及管理工作有所帮助。

由于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。作　者2010年6月 第1章  chapter 1引论

什么是计算机网络？计算机网络其实就是多台计算机的组合，只有将多台计算机连接起来，才能构成一个网络。有了网络，无论用户身处何地，都能随时进行信息交流，足不出户，便可知晓天下事。公司企业利用网络，还可以提高工作效率，为企业增加效益。1.1　计算机网络概述

在计算机网络中，利用各种传输介质和设备将若干计算机连接在一起，实现彼此之间的通信与数据传递。但根据企业的需求和应用不同，需要使用不同的传输介质、网络设备、拓扑结构、数据传输和控制方式，构建各具特点的网络，从而满足用户的不同需求和应用环境。1.1.1　计算机网络简介

计算机网络是指将具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。简单地说，计算机网络就是通过电缆、电话线或无线信号将两台以上的计算机互联起来的集合。

总的来说，计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的线缆，也可以是无形的电磁信号）以及相应的应用软件4部分。这4部分的作用如下。（1）计算机负责数据的计算和处理，又分为服务器和工作站两种。其中，服务器用来为网络提供各种服务，并控制着网络的运行，而工作站享用网络中的各种服务，运行客户端程序完成网络应用、数据通信等。（2）网络操作系统是控制计算机运行的软件，也是其他各种应用程序运行所需的平台，如Windows Server 2003、Windows XP等。（3）传输介质是网络中数据传输的媒介，负责计算机之间的通信，如双绞线、光缆、无线信号等。（4）应用软件可以完成数据的编辑、传输等功能，如Microsoft Office、MSN Messenger等。1.1.2　计算机网络发展史与发展前景

1．计算机网络的发展史

网络大约产生于1954年，最初它是以单台计算机为中心的远程联机系统，称为第一代网络。这是一种面向终端的网络，用户端不具备数据存储和处理能力。

1969年，Internet的前身——美国的ARPA网投入运行，这标志着网络的兴起，它称为第二代网络。在这个网络当中，用户不仅可以共享主机的资源，而且还可以共享网络中其他用户的软、硬件资源。第二代网络的一些工作方式一直延续到了现在，比如现在的网络，尤其是中小型局域网很注重整合网络中的各种资源，扩大系统资源的共享范围。

第三代网络出现在20世纪70年代，它可以将不同厂家生产的计算机互联成网。1977年前后，国际标准化组织成立了一个专门机构，提出了一个各种计算机能够在世界范围内互联成网的标准框架，即著名的开放系统互联参考模型（Open System Interconnection/Reference Model，OSI/RM），简称OSI。OSI模型的提出，为网络技术的发展开创了一个新纪元。现在的网络都是以OSI为标准进行工作的。有关OSI模型的问题，会在以后的章节中重点向大家介绍。

第四代网络产生于20世纪90年代，随着数字通信和多媒体技术的产生和发展，网络也开始向综合化和高速化发展。人们可以将多种业务，如语音、数据、图像等以二进制代码的数字形式综合到一个网络中来进行传送。

2．网络的发展前景

1982年12月IEEE 802.3标准的出现标志着以太网技术标准的起步，同时也标志着符合国际标准、具有高度互通性的以太网产品的面世。IEEE 802.3标准规定以太网是以10Mbps的速度运行，采用载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）的访问控制方法在共享介质上传输数据的技术。1990年，为了提高网络带宽，一种能同时提供多条传输路径的以太网设备出现了，这就是以太网交换机，它标志着以太网从共享时代进入了交换时代。

以太网交换机是一个多端口网络设备，它不仅将竞争信道的端口数减少到2个，还支持几个端口同时传输数据。它的出现改变了共享式集线器多个端口共享10Mbps带宽的局面，显著地提高了网络的整体带宽。1993年，全双工以太网的出现又改变了以太网半双工的工作模式，使以太网的传输速率又翻了一番。

1995年3月，IEEE 802.3u规范的通过标志着以100Mbps的速度运行的快速以太网时代的来临。1998年6月，IEEE 802.3z规范的通过，又使以太网进入到了高速网络的行列，它的运行速度达到了1000Mbps（1Gbps）。此时，以快速以太网连接桌面，高速以太网连接核心的高速局域网的轮廓也已依稀可见了。

未来的网络将使用光缆而不是铜缆，硅技术、光纤技术、无线技术和软件的进步将把网络的整体容量提高250倍。在公共交换网络上，数据流量将以比语音流量高10倍的速度增长，而旧的铜缆和交换基础设施将无法支持这种增长速度。因此，光纤在远程网和局域网中的地位将会越来越重要，其传输速率的提高远远超出了人们的想象。

现在网络发展从10Mbps、100Mbps、1Gbps到10Gbps，并且还会继续发展下去。如今，100Mbps已经被广泛应用于桌面接入，1Gbps以太网被用于骨干连接，而10Gbps以太网技术也已经逐渐在网络中应用，并且还将继续发展。此外，无线通信在局域网中也发挥着越来越重要的作用，并将继续利用现有的电视网络、电话网络接入Internet。1.1.3　计算机网络的功能

计算机网络可以将多台计算机联合起来，实现计算机与计算机之间的通信，并借此完成许多单机所无法实现的任务，例如文件传输、资源共享、打印共享、协同工作等。这些给企业带来了极大的帮助，从而提高了工作效率，减少了设备资金的投入。

1．文件传输

如果没有网络，计算机之间复制文件只能借助移动存储设备，来回插拔并复制文件，不仅非常麻烦、复制速率慢，而且往往还有容量不足等诸多限制。有了网络，只需用鼠标拖动，即可将文件从一台计算机传输到另一台计算机上，省时、省力、省心，如图1-1所示。图1-1　文件传输

2．文件共享

在工作中，有时需要将文件尽快让所有员工都看到，有时部分文件涉及商业秘密或是敏感数据，不想被普通员工看到。如果计算机没有联网，就只能将文件打印成文本，或者用磁盘复制，既慢又麻烦。在局域网中，只需将文件共享，并设置相应的浏览权限，这样就可以确保文件能够快捷有效地到达相应的用户手中，如图1-2所示。图1-2　文件共享

为了避免共享文件被随意查看，还可设置共享权限，只有被授予了相应的权限的用户，才能浏览、修改甚至删除这些文件，而未被授权的用户则无法对共享文件进行操作。另外，无论用户在哪个部门、使用哪一台计算机，都能查看自己的文件，修改尚未完成的文档，从而保证了文件的唯一性。

3．程序共享

现在，许多应用程序都提供了网络版本或异地运行方式，可以由多人共同维护某一数据库（如销售或库存数据库）或者文件。例如，对于学生的考试成绩，就可以由局域网中的多个人同时录入，既节省时间又减小了劳动强度。另外，借助NetMeeting、MSN Messenger、QQ等即时通信软件，也可实现应用程序共享。

4．资源共享

为了保障企业的网络安全和数据安全，同时为了节约设备购置成本，很多机房中的计算机都没有安装软驱和光驱，甚至无盘工作站中连硬盘也没有安装。借助资源共享，任何软盘、光驱、硬盘等存储设备，以及其中的文件都能够被用来共享使用。这样，只需购置少量的光驱和大容量存储的文件服务器，就可以满足整个局域网读取和存储数据的需要，如图1-3所示。图1-3　资源共享

5．打印共享

打印机是办公用户不可缺少的设备，由于资金等问题，不能为每一台计算机都配置一台打印机。事实上，也无此必要。利用网络打印共享，我们可以将网络中的一台打印机供整个网络中所有的计算机使用，如图1-4所示。这样，不仅节约了设备购置费用，还可以设置打印权限，只有拥有打印权限的用户才能使用打印机。图1-4　打印共享

6．Intranet服务

所谓Intranet，就是指在局域网中实现与Internet中一样的Web浏览、FTP文件传输、BBS讨论和E-mail收发。如果单位内部想实现这些功能，就可以在局域网中搭建Web网站、FTP服务器、邮件服务器等，将局域网做成一个小型Internet，如图1-5所示。图1-5　Intranet服务

7．Internet共享

由于Internet接入费用较高，通常不会为每一台计算机单独接一根线。利用Internet共享功能，局域网只需接入一条Internet连接（ADSL、DDN或LAN接入），即可让所有计算机共享这条Internet连接实现共享上网，如图1-6所示。这既充分利用了Internet连接带宽，又能节约Internet接入费用，可谓一举两得。图1-6　Internet共享

8．协同工作

在企业中，大多需要多个用户做相同的工作。借助于网络，可以让多个用户共同处理一件事务，并且可以将多个用户所做的工作再组合在一起，这样能够极大地提高工作效率，也有利于数据的及时更新，如图1-7所示。图1-7　协同工作1.2　计算机网络应用

计算机网络可以实现很多功能，它不仅可以将资源共享给网络中的所有用户，还可以让网络用户协同办公，完成各种复杂的任务，给人们的工作带来极大的便利，并提高工作效率，增加生产效益。1.2.1　办公中的应用

对于办公用户来说，使用最多的就是文件传输、打印共享及协同工作这几个功能。文件传输是所有网络中都要用到的服务，也是使用最多的服务。客户端用户处理的数据需要借助于网络存储到服务器，或者传输给其他用户。同时，用户也需要借助网络将数据从服务器下载到本地计算机。图1-8所示为本地计算机从其他计算机上复制文件。图1-8　复制文件

打印文件是办公网络中常用的功能。办公网络中的用户数量虽然不多，但也不可能为每个用户配置一台打印机。通过打印共享，可以使所有用户共享使用一台打印机，既节省费用又实用。

同一个办公网络中的用户往往需要做相同的工作，或者需要共同完成一项比较大的任务，也就是我们常说的协同工作。它是指网络中的若干编辑者共同评阅某个文档，所有指定的人都能访问、编辑或发送已共享的文档，还可以规定每个人对文档的编辑权限或选项等。在网络中，可以选择向评阅者分发文档的形式，并可以确定评阅者同时评阅或按特定顺序依次评阅。网络中安装集成化应用程序（如Microsoft Exchange或Lotus Notes）后，就可以通过电子邮件系统将该文档以附件的形式寄给不同的评阅者，还可以通过Internet进行发布。当文档有多个副本时，可以将所有副本组合到一起，比较其内容，显示出不同之处以方便进行修改或选择。对于某些要由多个部门共同完成或维护的文档，协同工作不仅能够极大地提高工作效率，而且也有利于文档的及时更新。目前，最流行的两大办公套装软件Microsoft Office和Lotus SmartSuite，它们都能通过局域网实现各用户之间的协同工作。1.2.2　商务中的应用

在商务网络中，大多数应用都以经济为主经常需要通过网络发布企业和产品信息，给企业发布广告，并产生经济影响。使用较多的就是信息发布、远程会议及远程拨入等。因此，我们可以利用WWW服务创建Web网站来宣传企业形象及产品，同时也可以通过网站来反馈各种市场信息。

一些大中型企业在全国各地都有分公司，但企业中经常需要为多个分公司召开各种会议。由于距离较远，员工在分公司与总公司之间往返非常不方便，于是，通常会通过Internet利用远程视频功能，为多个分公司同时召开语音视频会议，如图1-9所示，既方便又高效。图1-9　远程视频功能

由于商业中大多涉及经济利益，所以有些信息的保密性非常重要。而公司员工又经常会出差，或者外地分公司的员工，他们经常需要与总公司传输数据。为了避免数据在传输过程中被人截获和泄露，就可以借助虚拟专用网络（VPN）功能，在Internet中开辟一条私有网络，合法的远程用户可以远程拨入公司局域网，实现安全地传输，如图1-10所示。图1-10　虚拟专用网络1.2.3　校园中的应用

校园网络中主要以教学为主，因此，资源共享、Intranet这两类应用使用得最为广泛。学校中由于学生数量多，为了方便学生上机，需要大量的计算机，自然也就需要大量资金。为了节省设备购置成本，往往需要共享一些设备。例如，学校机房中往往都不安装光驱，有的不安装硬盘，利用资源共享功能，将光驱共享给网络使用或者组建无盘网络。这样，只需购置少量光驱和硬盘，就可以满足整个局域网中数据读取和存储的需要。

考试是每个学校都必不可少的，考试成绩的录入是每个学校必须面对的工作，因为它的工作量极大，必须采用专门的手段来解决。此时可以利用程序共享功能，由多个老师同时录入，这样既节省时间又降低了劳动强度。1.2.4　生活中的应用

生活中更是处处要用到网络，家庭共享上网、网上冲浪、联机游戏、网上聊天、网上购物等，如图1-11所示。可以说，网络已经成为我们生活中必不可少的一部分。有了网络，足不出户，便可以浏览到全世界各地的信息；不需要跑银行，在网上就可以完成转账功能，实现手机、电话交费；不需要跑商场，就可以在全国各地买自己喜欢的物品，并由快递公司送到家中；闲暇时，在网上和各地的亲朋好友聊天、视频、玩游戏等，虽身在天涯，犹近在咫尺；还可以下载程序、音乐、电影，观看全球的电视节目等。图1-11　网上购物1.3　计算机网络组成

一个完整的计算机网络既包括硬件系统又包括软件系统。如果想组建一个局域网，就必须先了解局域网的组成。局域网中除了计算机以外，还需要有线缆、集线设备等硬件设备，操作系统、应用程序等软件系统。根据局域网的规模和应用的不同，还需要采用功能与性能各异的网络设备和应用软件。1.3.1　网络硬件

局域网中的硬件设备特别多，除了常见的网卡、双绞线和光纤、交换机以外，还有服务器、路由器等。在组建网络之前，必须先了解这些设备的性能和作用，并根据实际情况合理地选择网络设备。

1．网卡

网络适配器即网卡（Network Interface Card），也称网络接口卡。网卡插在计算机主板的扩展槽中，是计算机与网络连接的接口，就如同显卡是计算机与显示器的接口，图1-12所示为10/100Mbps自适应网卡。因此，一台计算机若欲连接到网络，就必须拥有至少一块网卡。如果有必要，一台计算机也可以同时安装两块或多块网卡。例如，代理服务器就需要安装两块网卡，用于分别连接局域网和Internet。文件服务器和视频服务器也往往安装多块网卡，用于实现负载均衡。图1-12　10/100Mbps自适应网卡

网卡有很多种，不同类型、不同传输介质以及不同传输速率的网络，应当分别采用不同的网卡。每一块网卡都有一个世界唯一的ID号，也叫做MAC（Media Access Control）地址。MAC是一个十六进制的数组，如“00-1D-5D-38-0D-97”，是由专门的组织分配给生产厂商，然后由厂商将之刻录在ROM中的。

2．集线设备

在绝大多数网络中（如使用双绞线和光纤连接的网络）都需要使用集线设备，它是整个网络的中心。集线设备担当着连接网络中所有设备的重任，其性能在很大程度上决定着整个网络的性能。根据工作方式的不同，集线设备大致可以分为集线器和交换机两种。

集线器也称作Hub，用于把多台计算机连接在一起组成网络，实现计算机之间的通信。图1-13所示为3Com集线器。集线器上的所有端口都共享一条传输介质的带宽，如果同时连接的用户数量太多，网络传输速率就会明显下降，并且容易产生广播风暴，因此，集线器已经退出了市场。图1-13　3Com集线器

交换机（Switch）也称交换式集线器，是专门设计的、可使计算机能够相互高速通信的独享带宽的网络设备。为了适应不同的工作环境和任务，交换机被设计为拥有不同的性能和端口。由交换机构建的交换式网络不仅拥有极高的传输速率，而且网络传输效率也大大提高，非常适合于大数据量并且通信频繁的网络，它被广泛应用于各种类型的多媒体和数据传输网络。作为高性能的集线设备，随着价格的不断降低，交换机已经取代了集线器，图1-14所示为Cisco Catalyst 2918系列交换机。图1-14　交换机

3．传输介质

局域网中的计算机和设备之间的连接与通信，所依靠的就是传输介质。传输介质就和电线一样，起到连接设备和传输信号的作用。目前局域网中常见的传输介质有双绞线、同轴电缆、电磁波和光缆等。（1）双绞线

双绞线是由8根相互绝缘的铜芯线相互绞合在一起形成的。这8根铜线分为4对，每两根为一对，并按照规定的密度相互缠绕，同时，4对线之间也按照一定的规律相互缠绕。

按照电缆是否有屏蔽层划分，大致可分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。按照双绞线电气性能的不同，又分为五类、超五类、六类和七类双绞线。电缆级别越高，可提供的带宽也就越大。超五类非屏蔽双绞线可提供155Mbps的带宽，六类非屏蔽双绞线和七类双绞线则可提供高达1000Mbps的带宽。不过，屏蔽双绞线由于价格昂贵、实施难度大、设备要求严格，在我国极少应用。目前，应用最多的是超五类和六类非屏蔽双绞线。图1-15所示为超五类非屏蔽双绞线。图1-15　双绞线（2）光缆

光缆由成束的光纤组成，外面设有保护壳，中间有抗拉线。光纤采用玻璃丝为介质，使用光信号进行传输。光纤的玻璃芯外面包围着一层折射率比较低的玻璃封套，使光信号能够在纤芯中传播前进。由于光纤使用光信号进行传输而不是电信号，所以信息在传输过程中不会受到电磁干扰的影响，功率损失少、传输衰减小、保密性强，并有极大的传输带宽。因此，它被广泛应用于远距离网络及核心网络的连接。

根据光缆的使用环境来分，又可以将光缆分为室内光缆和室外光缆两种。室内光缆的抗拉强度小，保护层较差，但也更轻便、更经济。室内光缆主要适用于建筑物内的布线，以及网络设备之间的连接，如图1-16所示。图1-16　室内光缆

室外光缆的抗拉强度较大，保护层较厚重，并且通常为铠装（金属皮包裹）。室外光缆主要适用于建筑物之间、远程网络之间的互联。图1-17所示为室外光缆。图1-17　室外光缆（3）电磁波

无线网络以电磁波作为信息的载体，实现计算机相互通信而构成网络。虽然设备的价格颇为不菲，且传输速率偏低，但非常适用于移动办公一族，也适用于那些由于工作需要而不得不经常移动位置的公司或企业，如石油勘探、测绘等。

4．服务器

服务器用于向用户提供各种网络服务，如文件服务、Web服务、FTP服务、E-mail服务、数据库服务、打印服务、流媒体播放服务等。服务器能在网络中提供哪些服务，完全是由服务器安装的应用软件所决定的。

一般情况下，服务器的硬件配置都非常高，多个高速CPU、多块大容量硬盘、数以GB计的内存、冗余电源等，这样高的硬件配置都是为了适应服务器繁重的负荷。图1-18所示为IBM System x系列服务器。图1-18　服务器

5．工作站

工作站是指在网络中享有服务，并用于直接完成某种工作和任务的计算机。工作站使用客户端软件与服务器建立连接，将用户的请求定向传送到服务器，共享服务器提供的各种资源和服务。而在对等网络中，每一台计算机既是客户机，又是服务器，既享受其他计算机提供的服务，又向其他计算机提供服务。

6．共享资源和外设

共享资源和外设包括连接到服务器的存储设备（如硬盘、磁盘阵列、磁带机、CD-R、CD-RW等）、光盘驱动器（CD-ROM、光盘阵列和DVD-ROM等）、打印机以及其他一切允许授权用户使用的设备。正是由于共享这些昂贵的资源才促使了局域网的诞生。图1-19所示为HP Surestore Virtual Array 7100磁盘阵列。图1-19　磁盘阵列

7．路由器

路由器用来将多个网络连接在一起，智能选择数据传输的路径。路由器实际上是一种专用计算机，它主要有两个作用，一是用于连接不同类型的网络；二是用于隔离广播域，避免广播风暴。无论是局域网之间的连接，还是局域网接入Internet，都离不开路由器。图1-20所示为Cisco 3800系列路由器。图1-20　路由器

家庭或办公室等小型网络可以使用宽带路由器来共享Internet连接。由于宽带路由器往往拥有4个以太网接口，可以同时连接4台计算机，因此，不必使用交换机作为集线设备。图1-21所示为TP-Link TL-410R宽带路由器。图1-21　宽带路由器1.3.2　网络软件

网络中的硬件设备之所以能够运行，完全是软件的功劳，即网络操作系统和网络协议。操作系统就如同网络的大脑，支持并控制着硬件设备的操作，同时为其他应用软件提供一个运行平台。而网络通信协议则支持不同网络或设备的信息交换。

1．网络通信协议

生活中，不同国家的人们使用不同的语言，如汉语、英语、法语、德语等。只有人们使用相同一种语言时，彼此才能很好地交流。网络也是如此，不同的计算机和设备也需要使用相同的“语言”，彼此才能够通信，这种“语言”就是通信协议。

通信协议是网络中所有设备通信时所须遵守的一种规则，用来协调不同的网络设备间的信息交换。网络中的通信协议有许多种，如TCP/IP协议、NetBEUI协议和IPX/SPX协议，不同的网络需要使用不同的协议。其中，TCP/IP协议的应用最为广泛，无论是局域网还是Internet，几乎都要用到TCP/IP协议。

2．网络操作系统

根据计算机在局域网络中地位的不同，可以将局域网络分为对等网络和服务器/客户端网络。计算机在网络中的地位主要是由网络操作系统来决定的。网络操作系统是整个网络的灵魂，它决定了网络的功能，以及不同网络的应用领域及方向，如果没有操作系统，计算机和网络设备就只是一堆摆设，无法发挥它们的强大功能。（1）服务器操作系统

操作系统是服务器和应用程序运行的基础，用来为各种应用的软件运行提供所需的环境。Windows系列是中低端服务器中的主流操作系统，由Microsoft（微软）公司开发。最初为Windows NT 3.1，从Windows NT 4.0起，一度成为计算机网络的主流操作系统。

Windows 2000 Server是被定位为多用途的网络操作系统，适用于工作组和小型商务环境，图1-22所示为Windows 2000 Server正在启动的界面。图1-22　Windows 2000 Server启动界面

在2003年，微软公司又推出了Windows Server 2003。作为优秀的Windows服务器操作系统，Windows Server 2003继承了Windows 2000 Server的核心技术。由于Windows Server 2003更易用、更稳定、更安全、更强大，因此，它取代Windows 2000 Server而成为服务器操作系统的新宠。图1-23所示为Windows Server 2003正在启动的界面。图1-23　Windows Server 2003启动界面

2008年，微软又发布了Windows Server 2008。这是微软公司全力打造的新一代服务器操作系统，虽然基于Windows Server 2003开发，但无论是从实用性、安全性还是可操作性方面而言，Windows Server 2008都有了质的飞跃，是当前最稳定、最安全的Windows操作系统之一，可以更加充分地发挥服务器的硬件性能，为企业网络提供更高效的网络传输和更可靠的安全管理，不仅减轻了管理员部署的负担，而且提高了工作效率，降低了成本。图1-24为Windows Server 2008桌面。图1-24　Windows Server 2008桌面（2）客户端操作系统

客户端计算机要运行并且要享受网络提供的服务，也必须先安装操作系统。如今，使用最多的客户端操作系统是Windows XP、Windows Vista和Windows 7。

Windows XP是在Windows 2000基础上开发的操作系统，于2001年10月25日发行。Windows XP是一款比较成功的操作系统，功能强大，操作简单并且对资源占用较低，如今仍然有大量用户在使用。图1-25所示为Windows XP的启动界面。图1-25　Windows XP正在启动

2006年11月30日，微软发布了Windows Vista操作系统。Windows Vista的图形界面更加美观，功能更加强大，稳定性也更强，增加了Windows Aero、IPv6、用户账户控制等功能。不过，Windows Vista对硬件要求也更高，很多新开发的特性也不尽如人意，因此，推出市场后饱受争议，很多用户仍保留原来的Windows XP而不去升级Windows Vista。图1-26所示为Windows Vista登录界面。图1-26　Windows Vista正在启动

2009年10月22日，微软又新推出了Windows 7操作系统。这是目前为止微软公司推出的最优秀的客户端操作系统，创建于Windows Vista基础之上，但是更加易用、安全、快速、简单，同时也更人性化，最吸引人的是更绚丽透明的窗口。因此，一经推出就迅速取代Windows Vista成为用户最欢迎的操作系统之一。图1-27所示为Windows 7系统界面。图1-27　Windows 7界面（3）网络应用程序

操作系统是网络中各种服务得以运行的平台，但要实现网络服务和功能，还必须要安装和运行相应的网络应用程序。例如，搭建邮件服务器可以利用Exchange Server，如图1-28所示，用户收发电子邮件可利用Outlook。图1-28　Exchange Server1.4　网络拓扑结构

网络拓扑是指网络中各节点间相互连接的方式，也是网络中各计算机之间相互连接的方法。在组建局域网之前，必须先规划好网络结构，就如同盖楼房之前必须先设计好结构蓝图一样。网络拓扑结构有很多种，而常用的一般有总线型、星型、树型、环型和网状拓扑。1.4.1　总线型

总线型（Bus）拓扑中的所有计算机（节点）都串接在一条电缆上，如图1-29所示，就好像是在同一条公路上奔跑的一辆辆汽车，所以英文称其为Bus。比较典型的总线型拓扑网络就是细缆作为传输介质而组建的网络（10Base-2）。图1-29　总线型

总线型拓扑结构的网络是通过一条电缆传输数据的，而一条电缆所能提供的带宽是非常有限的，因此主电缆上每加入一个新的节点，就会降低网络的传输性能。当节点增加到一定数量后，电子脉冲的强度会变得非常微弱，误码率就会大大增加。一般情况下，每条以太网主电缆仅能支持30台计算机，当网络中的计算机超过这个数量时，

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