1、沈大林 主编第1章 网络基础知识概述1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念 1.1.1 网络的产生和发展 网络是指“三网”，即电信网络（主要的业务是电话，但也有其他业务，如传真、数据等）、有线电视网络（即单向电视节目的传送网络）和计算机网络。 1. 计算机网络的产生 1969年初，美国国防部高级研究计划管理局为军事目的最初建立的ARPANET（Advanced Research Projects Agency Net）只有四个结点，它的诞生是计算机网络发展史上的一个里程碑。 1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念2计算机网络的发展计算机网络的发展可分为如下四个阶段： 第一阶段：面向
2、终端的计算机网络，具有通信功能的单机系统，已具备了计算机网络的雏形。20世纪60年代初，以单个计算机为中心的远程联机系统构成面向终端的计算机网络。 缺点缺点：主机既要负责数据处理，又要管理与终端的通信，主机负担很重。 一个终端单独使用一根通信线路，造成通信线路利用率低。此外，每增加一个终端，线路控制器的软/硬件都需要做出很大的改动。1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念 第二阶段：计算机通信网络，具有通信功能的多机系统属于面向终端的计算机通信网。 网络用户对网络的访问可分为两类：本地访问：对本地主机访问，不经过通信子网，只在资源子网内部进行。网络访问：通过通信子网访问远地主机资源。 第三
3、阶段：计算机互联网络，以资源共享为目的的计算机计算机网络阶段，是当今意义上的计算机网络。 1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念 第四阶段：向互联、高速、智能化方向发展的计算机网络。从20世纪80年代末开始，计算机网络技术进入新的发展阶段，其特点是，互联、高速和智能化。3计算机网络的作用（1）信息资源的共享（2）昂贵设备的共享（3）高可靠性的需要（4）提高工作效率1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念1.1.2 网络的分类1网络的覆盖范围（1）局域网 局域网是一种小区域内的通信网络，可支持各种数据通信设备间的互连、信息交换和资源共享。优点：优点：能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及
4、软件和数据。便于系统扩展和逐渐演变，各设备的位置可灵活调整和改变。提高了系统的可靠性、可用性。 1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念（2）城域网 城域网基本上是一种大型的局域网，通常使用与局域网相似的技术。 （3）广域网 广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成。 2网络的拓扑结构 网络拓扑是指网络中各个端点相互连接的方法和形式。网络拓扑结构反映了组网的一种几何形式。局域网的拓扑结构主要有总线状、星状、环状以及网状拓扑结构。1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念（1）总线状 总线状拓扑结构采用单根数据传输线作为通信介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到通信介质，
5、而且能被所有其他的站点接受。 总线状拓扑结构示意图 1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念优点：优点：布线容易、电缆用量小可靠性高易于扩充易于安装局限性：局限性：故障诊断困难故障隔离困难中继器配置通信介质或中间某接口点出现故障，整个网络随即瘫痪。终端必须是智能的1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念（2）星状 星状拓扑结构是由中央结点和通过点到点链路连接到中央结点的各结点组成。 星状拓扑结构图 1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念优点：优点：可靠性高方便服务故障诊断容易缺点：缺点：扩展困难、安装费用高。增加网络新结点时，无论有多远，都需要与中央结点直接连接，布线困难且费用高
6、。对中央结点的依赖性强。星状拓扑结构网络中的外围结点对中央结点的依赖性强，如果中央结点出现故障，则整个网络不能正常工作。 1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念（3）环状 环状拓扑结构网络是由一些中继器和连接到中继器的点到点链路组成的一个闭合环。 环状拓扑结构图1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念优点：优点：电缆长度短适用于光纤无差错传输缺点：缺点：可靠性差故障诊断困难调整网络比较困难1.1 1.1 网络的基本概念网络的基本概念（4）网状 网状拓扑结构中各结点通过传输线相互连接起来，并且任何一个结点至少与其他两个结点相连。 网状拓扑结构图 1.1.3 网络体系结构 1ISO/OS
7、I七层模型 1974年，美国的IBM公司宣布了其研制的系统网络体系结构SNA（System Network Architecture）。这个著名的网络标准就是按照分层的方法制定的，它是世界上使用较为广泛的一种网络系统结构。1974 年以后不久，其他一些公司也相应推出自己的一套体系结构，并都采用不同的名称。网络体系结构的出现使得一个公司所生成的各种设备能够很容易地互连成网。 1.1.3 网络体系结构 OSI参考模型将计算机网络分为七层，其分层原则如下：根据不同层次的抽象分层；每层应当实现一个定义明确的功能；每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准；各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量；
8、层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但也不能太多，否则体系结构会过于庞大。1.1.3 网络体系结构OSI参考模型: 应 用 层 表 示 层 会 话 层 传 输 层 网 络 层 数 据 链 路 层 物 理 层 接 口 接 口 接 口 接 口 接 口 接 口 主 机 A 7 6 5 4 3 2 1 层 应 用 层 协 议 表 示 层 协 议 会 话 层 协 议 传 输 层 协 议 网 络 层 协 议 数 据 链 路 层 协 议 物 理 层 协 议 应 用 层 表 示 层 会 话 层 传 输 层 网 络 层 数 据 链 路 层 物 理 层 主 机 B A PD U PPD U SPD U
9、TPD U 数 据 包 帧 比 特 数 据 单 位 1.1.3 网络体系结构（1）物理层 物理层（physical layer）位于OSI参考模型的最底层，它直接面向原始比特流的传输。为了实现原始比特流的物理传输，物理层必须解决包括传输介质、信道类型、数据与信号之间的转换、信号传输中的衰减和噪声等一系列问题。另外，物理层标准要给出关于物理接口的机械、电气、功能和规程特性，以便于不同的制造厂家既能够根据公认的标准各自独立地制造设备，又能使各个厂家的产品能够相互兼容。1.1.3 网络体系结构（2）数据链路层 在物理层发送和接收数据的过程中，会出现一些自己不能解决的问题。（3）网络层 网络中的两台计
10、算机进行通信时，可能要经过许多中间结点甚至不同的通信子网。网络层（network layer）的任务就是在通信子网中选择一条合适的路径，使源计算机发送的数据能够通过所选择的路径到达目的计算机。 1.1.3 网络体系结构（4）传输层 传输层（transport layer）是OSI七层模型中唯一负责端到端进程（process）间数据传输和控制功能的层。（5）会话层 会话层（session layer）的功能是在两个结点间建立、维护和释放面向用户的连接。 （6）表示层 表示层（presentation layer）以下的各层主要关心可靠的数据传输，而表示层关心的是所传输数据的语法和语义。 1.1.
11、3 网络体系结构（7）应用层 应用层（application layer）是OSI参考模型中的最高层，负责为用户的应用程序提供网络服务，包括为相互通信的应用程序或进程之间建立连接、进行同步，建立关于错误纠正和控制数据完整过程的协商等。 1.1.3 网络体系结构2TCP/IP模型概述 TCP/IP模型分为四层，由下而上分别为网络访问层、网际层、传输层和应用层。 TCP/IP四层模型图 应用层 传输层 网际层 网络访问层 1.1.3 网络体系结构（1）网络访问层 网络访问层是TCP/IP模型的最底层，负责接收从网际层交来的IP数据报并将其通过底层物理网络发送出去，或从底层物理网络上接收物理帧，抽出
12、IP数据报，交给网际层。（2）网际层网际层负责将源主机发送的分组独立地送往目标主机，源主机与目标主机可以在同一网络中，也可以在不同的网络中。该层涉及为分组提供最佳路径的选择和交换功能，并使这一过程与它们所经过的路径和网络无关。这好比寄信时，人们不需要知道信是如何到达目的地的，而只关心其是否已到达。TCP/IP模型中的网际层在功能上相当于OSI参考模型中的网络层。 1.1.3 网络体系结构（3）传输层 传输层负责在源结点和目的结点的两个对等应用进程之间提供端到端的数据通信。为了标识参与通信的传输层对等实体，传输层提供了关于不同进程的标识。为了适应不同的网络应用，传输层提供了面向连接的可靠传输与无
13、连接的不可靠传输两类服务。（4）应用层 应用层涉及为用户提供网络应用并为这些应用提供网络支撑服务。由于TCP/IP将所有与应用相关的内容都归为一层，因此该层涉及处理高层协议、数据表达和会话控制等任务。 1.2 网络的需求分析与网络地址的规划1.2.1 网络的需求分析1需求来源 需求来源可分为两个方面：政策方面和技术方面（1）政策方面 政策方面需要了解国家或特定行业的政策（2）技术方面 技术方面需要参照用户提供的一些历史资料和行业资料，以及使用状况等资料1.2 网络的需求分析与网络地址的规划2需求收集（1）收集商业需求（2）收集用户需求（3）收集应用需求（4）收集计算机平台需求 对于这些平台的评
14、价信息可以从以下几方面进行：处理器内存输入/输出（I/O）操作系统网络配置（5）收集网络需求1.2 网络的需求分析与网络地址的规划1.2.2 网络地址的规划在TCP/IP网络中，如果两台工作站要互相通信，必须有一种机制来标识网络中的每一台主机。在实际应用中，TCP/IP网络中的每个结点都使用一个32位的地址来标识自己，这个地址被称为IP地址。IP地址是一个网络编码，它既可以是一个主机（服务器、客户机）的地址，也可以是路由器一个接口的地址，即IP地址确定的是网络中的一个结点。如果路由器接口要进行IP路由，该接口必须配置IP地址。IP地址有32位，由4个8位的二进制数组成，每8位之间用圆点隔开。由
15、于二进制不便于记忆且可读性较差，所以通常把二进制数转换成十进制数表示，其取值范围为0255，计算机会自动进行二者之间的转换。因此，一个IP地址通常用4个点分开的十进制数来表示。例如，IP地址表示为192.168.3.200（十进制）=11000000.10101000.00000011.11001000（二进制）。 1.2 网络的需求分析与网络地址的规划1IP地址的分类 IP地址的分类图 1 8 9 16 17 24 25 32 Bits： Class A ： 0N N N N N N N R ange(1-127) H ost H ost H ost 1 8 9 16 17 24 25 32
16、 Bits： Class B： 10N N N N N N R ange(128-191) N etwork H ost H ost 1 8 9 16 17 24 25 32 Bits： Class C： 110N N N N N R ange(192-223) N etwork N etwork H ost 1 8 9 16 17 24 25 32 Bits： Class D ： 1110M M M M R ange(224-239) M ul t i cast Group M ul t i cast Group M ul t i cast Group 1.2 网络的需求分析与网络地址的规划
17、（1）A类IP地址（2）B类IP地址（3）C类IP地址（4）D类IP地址（5）E类IP地址（6）几个特殊的IP地址广播地址网络地址回环地址2子网掩码 1.3 综合布线系统设计 1.3.1 综合布线系统概述1综合布线系统概念 综合布线系统的定义为：通信电缆、光缆、各种软电缆及有关连接硬件构成的通用布线系统，它能支持多种应用系统。特点：实用灵活开放模块化易扩展经济1.3 综合布线系统设计2综合布线系统的结构和组成（1）工作区子系统（2）水平干线子系统 工作区子系统 水平布线子系统 1.3 综合布线系统设计（3）管理间子系统（4）垂直干线子系统 管理间子系统 垂直干线子系统 1.3 综合布线系统设计
18、（5）楼宇（建筑群）子系统 （6）设备间子系统 建筑群子系统 设 备 间 子 系 统 1.3 综合布线系统设计3综合布线系统的特点（1）兼容性（2）开放性（3）灵活性（4）可靠性（5）先进性（6）经济性1.3.2 综合布线系统标准1EIA/TIA 568A、EIA/TIA 568B、EN 50173和ISO/IEC 11801布线标准 2综合布线标准要点（1）目的（2）范围（3）标准内容1.3.3 综合布线系统的设计等级1基本型综合布线系统2增强型综合布线系统3综合性综合布线系统1.3.4 综合布线系统设计的用户需求分析1需求对象分析（1）住宅智能小区 （2）商住智能小区（3）校园智能小区2用户信息需求量估算（1）智能建筑信息需求量估算（2）智能化小区信息需求量估算1.3.5 综合布线系统的设计概要1设计原则 尽可能将综合布线系统纳入到建筑物整体规划、设计和建设之中 综合考虑用户需求、建筑物功能、当地技术和经济的发展水平等因素 长远规划思想，保持一定的先进性 扩展性，综合布线系统应是开放式结构 标准化 灵活的管理方式 经济性1.3.5 综合布线系统的设计概要2设计等级特点3设计步骤 分析用户需求； 获取建筑物平面图； 系统结构设计； 布线路由设计； 技术方案论证； 绘制综合布线施工图； 编制综合布线用料清单。
