《局域网基础》PPT课件.ppt

局域网基础,信息技术学教研室2011年8月,教师姓名：彭李明联系方式：87190826（办）E-MAIL：WTPLM163.COM每周4学时，共36学时：星期二：7、8节星期五：1、2节。,本门课的主要内容,局域网基础局域网的测试局域网操作系统局域网的应用局域网的安全,第1章局域网基础,1.1局域网的含义与作用1.2局域网组网结构1.3局域网服务器和工作站1.4局域网类型1.5常用的通信协议及选择,第1章局域网概述,局域网是最基本的计算机网络。了解和掌握局域网的知识体系和应用技能是学习和使用计算机网络的基本要求。站在局域网的角度便于理解和掌握计算机网络知识和技能体系的其他内容。本章讲解局域网的含义、拓扑结构和分类等基本概念。,1.1局域网的含义与作用,1.1.1局域网的含义局域网(LocalAreaNetwork，LAN)是由分布在几百米内的计算机以及其他设备互联组成的网络。计算机的互联通过集线器(Hub)或局域网交换机(LANSwitch)的专用设备实现，这样的局域网如图1-1所示。,图1-1由计算机、打印机、Hub/LANSwitch和双绞线组成的局域网,局域网中计算机之间的互联由两种连接实现,(1)物理连接：物理连接是指实现计算机之间互联的硬件，例如通信介质和网络接口部件。计算机通过它的网络接口和通信介质连接到Hub或LANSwitch的网络接口上，进而实现它们之间的物理连接。(2)逻辑连接：逻辑连接是指计算机之间的数据通路。在计算机网络中一条物理连接上可能存在多条数据通路。计算机按照通信协议的规定，通过软件建立它们之间的逻辑连接，进而实现它们之间的信息交换。,1.1.2局域网的作用,(1)把终端用户的计算机和其他设备互联起来，解决本地用户之间的数据和其他资源的共享。例如，图1-1中计算机b和计算机c从计算机a上拷贝文件，又如，计算机b和计算机c把文档从打印机打印输出。(2)局域网可以作为本地用户计算机连接到远程计算机网络的基础接入设施。例如，办公室局域网上的微机通过局域网网线连接到局域网上的拨号设备，例如调制解调器Modem，再通过Modem及其通信介质与Internet进行连接。,1.2局域网组网结构,局域网组网结构是指网络中计算机及其它设备之间的连接关系。组网结构用拓扑结构一词来描述。拓扑结构隐去了网络的具体物理特性(如距离、位置等)而抽象出了主机、网络设备以及通信介质之间的关系。局域网典型的拓扑结构包括四种，即总线型、环型、星型和树型，分别如图1-2所示。,图1-2局域网拓扑结构,1.2.1总线型结构,在总线型结构局域网中，计算机和网络设备都连接到同一根同轴电缆。这根同轴电缆作为计算机发送和接收数据的通信介质，因而被称为通信总线。,总线型拓扑结构的主要特点,(1)局域网中的计算机共用一条通信介质，计算机可以随意地发送数据，这样同时发送数据时会导致数据“碰撞”(冲突)。因此存在信道争用问题。(2)计算机与总线的连接比较笨拙，可靠性不高。网络布线成本较高，施工不方便。(3)某个计算机的故障不会影响其他计算机的工作。,1.2.2环型结构,在环型拓扑结构局域网中，计算机通过环接口连接到一个封闭的环型信道上，即计算机连接环接口，环接口又逐段连接起来而形成环。现在，环型信道集成到环型局域网设备MAU(MultipleAccessUnit)中，计算机通过连接到MAU的端口组成环型局域网。,环型拓扑结构的主要特点,(1)计算机发送的数据绕环传输，被环上的主机逐个读取，然后再转发。只有目的主机才进行数据复制。(2)计算机在发送数据之前必须获得信道的使用权，而不象总线型局域网那样随机存取信道。(3)环型拓扑结构的优点是没有信道冲突问题，缺点是网络管理比较复杂，网络吞吐量小，不适合大信息流量的应用。,1.2.3星型结构,在星型结构局域网中存在一个中心汇接设备，计算机用独立的通信介质与汇接设备连接。早期的汇接设备是集线器Hub，现在多用局域网交换机（LANSwitch）。,星型拓扑结构的主要特点,(1)计算机都连接到汇接设备上，计算机之间的通信都要通过汇接设备。(2)星型结构的优点是使用双绞线作为通信介质，便于网络布线，而且成本较低；星型局域网便于管理，计算机之间互不影响。(3)星型结构的缺点是汇接设备出故障时会导致整个系统瘫痪。,1.2.4树型结构,当局域网的规模比较大，而且网络覆盖的单位存在行政或业务隶属关系时，一般采用树型拓扑结构组网。,树型拓扑结构的特点,(1)在局域网中存在主干通信介质和分支通信介质。(2)计算机和网络设备之间的连接存在分级关系，连接关系呈树状。,1.3局域网服务器和工作站,1.3.1网络服务器在局域网中，计算机网络主机是局域网资源的主要载体，是网络服务的主要提供者和使用者。网络中的计算机往往被称为主机（host）。按用途和功能的不同，主机系统可以分为工作站和服务器。工作站和服务器的配置要求不同，这是由网络软件系统和应用环境的需要决定的。工作站的配置要求相对较低，服务器的配置要求相对较高。,1.网络服务器的作用,(1)文件服务：网络用户可以从服务器上下载文件。提供文件服务的主机称为文件服务器。(2)打印服务：网络用户可以使用连接在服务器上的打印机设备打印自己的文件。提供打印服务的主机称为打印服务器。(3)通信服务：网络用户可以通过服务器与其他网络用户通信。提供通信服务的主机称为通信服务器。(4)电子邮件服务：网络用户可以和服务器之间交换电子邮件(E-mail)。提供电子邮件服务的主机称为邮件服务器。(5)WWW服务：当网络用户使用浏览器软件打开服务器上的多媒体文件时，我们说该用户正在使用WWW(WorldWideWeb)服务。提供WWW服务的主机称为WWW服务器。我们上网使用的就是WWW服务。,2.网络服务器的分类,根据配置指标的高低，服务器可以分为高端服务器和低端服务器。低端服务器通常是指IA(IntelArchitecture)服务器，也就是我们常说的PC服务器或NT服务器。高端服务器是指比IA服务器性能更高的机器，如RISC/UNIX服务器等。高端服务器的种类很多，从小型机、大型机到巨型机都有。具有代表性的高端服务器产品如图1-3所示。,图1-3服务器主机,3.网络服务器的选型,M(Management)代表-可管理性，服务器的可管理性利于及时地发现服务器的问题，进行及时的维护和维修，避免或减少因服务器的宕机而造成的网络系统瘫痪。另一方面，利于管理员及时了解服务器性能，对性能有问题的服务器进行及时的升级。A(Availability)代表可用性，可用性可以用服务器连续无故障运行的时间来衡量。由于高端服务器是网络的数据中心，时刻为用户提供数据访问服务。因此，要尽量避免服务器在工作时间内宕机。选择高端服务器时，用户需要考察服务器连续运行的时间。P(Performance)代表性能第一个S(Service)代表服务，服务首先体现在维修，其次是技术支持(包括售前和售后的技术支持)。另外，服务器厂商网站上提供的服务，例如QA(Question&Answer)和软件下载。一般来讲，724的服务是必需的。第二个S(Savingcost)代表节约成本，用户在M、A、P、S四个方面指标的同时，还要综合考虑它们导致的价格变化。,低端服务器的选购,第一方面，考察服务器的标准配置。首先要看系统总线(FrontSideBus，FSB)频率是多少。因为FSB带宽决定着计算机的总线带宽。其次，要考察硬盘和硬盘控制器的匹配和先进性。第二方面，注重实用。,1.3.2网络工作站,1.网络工作站的用途顾名思义，网络工作站是指从事上网操作的主机系统。网络用户通过操作网络工作站使用网络，完成自己的网络工作。网络工作站常常简称为工作站(WorkStation)。,2.网络工作站的分类,按照配置的不同，工作站可以分成以下四类第一类，商用台式个人计算机(含笔记本)。第二类，无盘工作站(disklessworkstation)。第三类，网络计算机(NetworkComputer，NC)。第四类，移动网络终端(mobilenetworkterminal)。移动网络终端产品如图1-4所示。,图1-4移动网络终端,2.网络工作站的分类（续）,按照工作站的特殊用途分类第一种，用户工作站。此类工作站安装基本的软件系统，提供给一般用户上网使用。第二种，网管工作站。此类工作站安装专用的网络管理软件系统，仅供网络管理员从事网络管理工作使用。第三种，安全工作站。当局域网中安装了专用的网络安全监控软件(例如入侵检测系统)时，安全管理员在此类工作站上通过安全监控软件监视网络的安全情况，实施安全控制操作。,1.4局域网类型,1.4.1独立式局域网和扩展式局域网1.独立局域网独立局域网就是通常意义上的局域网，也就是概念上的局域网。它由一台Hub和若干台计算机组成，图1-1所示的局域网就是一个独立局域网。独立的局域网常被称为网段。2.扩展式局域网扩展式局域网(ExtendedLAN)是指独立局域网通过局域网交换机等互联设备连接而构成的更大的局域网。图1-5所示的就是一个扩展式局域网。扩展式局域网使局域网的分布距离大大地扩展，可以胜任校园、企业等规模的联网。由于局域网交换机具备多种功能，因此扩展式网络的性能较好，是目前楼宇网、园区网中主流的网络构型。,图1-4扩展式局域网,1.4.2桥接式局域网和路由式局域网,1.桥接式局域网当网络互联设备工作在桥接方式时，扩展式局域网称为桥接式局域网。目前典型的桥接式局域网是通过局域网交换机互联多个网段实现的。典型的桥接式局域网如图1-6所示。,图1-6桥接式局域网,2.路由式局域网,当网络互联设备工作在路由方式时，扩展式局域网称为路由式局域网。典型的路由式局域网是通过路由器互联多个局域网实现的。路由式局域网的概念如图1-7所示。,图1-7扩展式局域网：LAN通过路由器互联,说明,桥接方式简单，数据转发速度快，但功能有限；路由方式比较复杂，数据转发速度比桥接慢，但功能比较强它不但具有桥接的功能，而且还具有网络层的功能，例如，路由选择、拥塞控制甚至防火墙功能。因此，当局域网互联需要较强的控制功能时，就要采用路由方式，以牺牲效率为代价换取较强的控制功能。,1.4.3共享式局域网和交换式局域网,1.共享式局域网共享式局域网是指采用共享信道的局域网，或是采用共享式联网设备(例如共享式集线器Hub)的局域网。在共享式局域网中，发送方发出的数据能够被与发送方处于同一局域网的所有主机收到，但只有地址与数据中目的地址一致的主机才把数据复制到机器内部。其他计算机仅把数据读到网卡的接收缓存中，发现地址不一致时就把缓存中的数据丢掉了。共享式局域网发送数据的原理如图1-8所示。,图1-8共享式局域网数据广播,2.交换式局域网,当图1-8中的共享式集线器Hub换成局域网交换机时，共享式局域网就变成了交换式局域网。交换式局域网发送数据的原理如图1-9所示。,图1-9LAN交换,1.4.4局域网其他分类,1.以太网局域网和令牌局域网(1)以太网：遵守IEEE802.3标准。它是目前应用最广泛的局域网，本书第三章详细介绍它。(2)令牌网：包括令牌总线网和令牌环网，分别遵守IEEE802.4和IEEE802.5标准。由于它们的应用越来越少，本书不再介绍它们。2.Windows局域网、NetWare局域网和Linux局域网,3.有线局域网和无线局域网(1)有线局域网：使用双绞线线、同轴电缆、光纤等通信介质作为通信介质的局域网是有线局域网。(2)无线局域网：使用红外线、微波、射频信号传播的局域网是无线局域网。,另外，从局域网用户的逻辑关系来看，还存在一种虚拟局域网(VirtualLAN，VLAN)，将在后面讲解。,1.5常用的通信协议及选择,1.5.1NetBEUI/NetBIOS协议NetBEUI（NetBIOSExtendedUserInterface，NetBIOS下的扩展用户接口）是一种体积小、效率高、速度快的通信协议，由IBM公司于1985年推出，是NetBIOS的改进版。该协议特别适用于局域网段内部的通信。在微软的主流产品（如Windows9X和WindowsNT）中，NetBEUI会自动与网卡连接，连接在网络上的计算机就能够自动利用其功能与其他计算机进行通信。微软之所以选择NetBEUI，主要是因为它在工作时占用的内存少，速度快。将NetBEUI用于小型网络是合适的。但是，在大型网络中，NetBEUI不能很好地发挥其效能。因为NetBEUI用计算机名作为网络地址，这样网络中就不能出现彼此同名的计算机，而在大型网络中，很难保证计算机彼此不同名。此外，NetBEUI是不可路由协议，不支持跨越路由器的通信。基于上述认识，在网络中选择通信协议时，通常将NetBEUI与一种可路由协议协议（例如TCP/IP）配套使用，并以NetBEUI为主协议。当在局域网网段内部进行通信时，使用NetBEUI，当需要进行跨越网段的通信时，则使用其他的可路由选择协议。,1.5常用的通信协议及选择,1.5.2IPX/SPX协议WindowsNT中提供了两个与IPX/SPX兼容的协议：“NWLinkIPX/SPX兼容传输协议”和“NWLinkNetBIOS”，两者统称为“NWLink通信协议”。NWLink协议是IPX/SPX协议在微软网络中的实现，它一方面拥有IPX/SPX协议的优点，另一方面又能够适应微软的操作系统和网络环境。WindowsNT网络和Windows9X用户可以利用NWLink协议获得NetWare服务器的服务。当网络从Novell平台转向微软平台，或两种平台共存时，NWLink通信协议是最好的选择。不过，在NWLink中，“NWLinkIPX/SPX兼容协议”类似于Windows9X中的“IPX/SPX兼容协议”，只能作为客户端的协议实现对NetWare服务器的访问，离开了NetWare服务器，此兼容协议将失去作用；而“NWLinkNetBIOS”协议不但可在NetWare服务器与WindowsNT之间传递信息，而且能够用于WindowsNT计算机之间、Windows95/98计算机之间以及WindowsNT计算机与Windows9X计算机之间的通信。,1.5常用的通信协议及选择,1.5.3TCP/IP协议TCP/IP具有很强的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可连接所有类型的服务器和工作站。但其灵活性也为它的使用带来了许多不便，在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容协议时都不需要进行配置，而TCP/IP协议在使用前需要进行复杂的设置。使用TCP/IP协议的节点至少需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”和一个“主机名”。如此复杂的设置，确实给一些初识网络的用户带来了不便。不过，在WindowsNT中提供了一个称为动态主机配置协议（DHCP）的工具，它可自动为客户机完成与IP有关的设置，从而减少了联网工作量。当然，DHCP所拥有的功能必须要有DHCP服务器才能实现。同IPX/SPX及其兼容协议一样，TCP/IP也是一种可路由的协议。,1.5常用的通信协议及选择,1.5.4通信协议选择策略为局域网选择通信协议时，应在网络规模、网络间的兼容性和网络管理等几个方面进行综合考虑。对于不与外部连接的、小型的、单网段的网络，最好使用NetBEUI通信协议。对于从NetWare迁移到WindowsNT的网络，或NetWare与WindowsNT共存的网络，选择IPX/SPX及其兼容协议，无疑可提供一个比较理想的传输环境。如果正在规划一个高效率、可互连、可扩展性的网络，TCP/IP将是理想的选择。此外，在选择通信协议时，还应遵循以下的原则：首先，要选择适合于网络特点的协议。其次，应尽量少选用网络协议。第三，应注意协议的版本。最后，还要注意协议的一致性。,习题,局域网中的物理连接和逻辑连接的含义是什么？局域网经常应用在哪些地方的联网？当前局域网组网最常用的方式是哪个?简述网络服务器的分类。绘制我校学生公寓寝室组网结构并简述其特点。,