2018年和氏工业技术集团

网络基础知识培训

• 网络的基本概念

• 网络的分类

• 计算机网络的拓扑结构

• 计算机网络的体系结构

• 手机网络知识

培训内容

什么是网络，什么是计算机网络？

计算机网络，是指将地理位置不同的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、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。

网络概念除计算机外，已经延伸到手机、平板、各种移动终端领域。

计算机网络通俗说法：由多台计算机或设备通过传输介质和软件物理连接在一起组成的。总的来

说计算机网络的组成基本上包括四部分：

1、计算机（移动终端）

2、网络操作系统

3、传输介质

4、应用软件

5、网络设备

网络的主要功能

计算机网络的功能主要目的是实现计算机之间：

1、资源共享

2、网络通信

3、分布处理

4、集中管理

5、负荷均衡

（提高系统安全与可靠性等功能）

1、资源共享（1）硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备，如打印机、绘图仪等。

（2）软件资源:包括各种操作系统、应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库系统等。

（3）数据资源：包括数据库文件、数据库程序等。

（4）信道资源：通信信道可以理解为数据电信号的传输介质。

2、网络通信

通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息。

3、分布处理把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。

4、集中管理计算机在没有联网的条件下，每台计算机都是一个“信息孤岛”。在管理这些计算机时，必须分别管理。而计算机联网后，可以在某个中心位置实现对整个网络的管理。如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。

5、均衡负荷当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。

计算机网络的结构组成

一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现，网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。

• 网络硬件：一般指网络的计算机、传输介质和网络连接设备等。

• 网络软件：一般指网络操作系统、网络通信协议、网络应用软件等

网络硬件的组成1、计算机（工作站、服务器）

2、网络终端（手机、平板）

3、通信线路（光纤、以太网、无线网）

4、信息转换设备（光电转换）

5、信息交换设备（路由器、防火墙、交换机）

光纤网络

光缆（玻璃丝） 光缆 光纤

光纤熔接机光电转换器 光纤模块

光纤网络

光纤接口 光纤接口

LC-LC

SC-SC FC-FC

ST-ST

以太网络

超五类网线（百兆） 七类网线（万兆）六类网线（千兆）

屏蔽双绞线

RJ45水晶头

以太网络（RJ45）

586A

586B

网线长度 < 100米

质量保证90米以下

网络设备

华为（HUAWEI）AR2220E-S 企业级千兆模块化 多业务路由器

华为（HUAWEI）S5720-32P-EI-AC 24电8光口全千兆三层交换

华为（HUAWEI）S2710-52P-SI-AC 48口百兆以太网交换机

华为（HUAWEI） USG6306-AC 4GE+2combo下一代千兆硬件企业级防火墙

无线路由器

网络软件的组成

1、网络操作系统

2、网络协议

3、网络管理软件

4、网络应用软件

网络软件的组成

1、网络操作系统

网络操作系统是网络软件中最主要的软件,用于实现不同主机之间的用户通信，以及全网硬件和软件资源的共享，并向用户提供统一的、方便的网络接口,便于用户使用网络。

网络操作系统Windows：微软公司，16位、32位、64位操作系统；从Windows 1.0到

win32、win95、NT、97、98、2000、Me、XP、Server、Vista，Win7，Win 8，Win10；Windows服务版： NT、Server 2000、Server 2003、2008、2012、2016

NetWare：NOVELL公司。Netware最重要的特征是基于基本模块设计思想的开放式系统结构。Netware系统对不同的工作平台（如D0S、0S/2、Macintosh等），不同的网络协议环境如TCP/IP以及各种工作站操作系统提供了一致的服务。

UNIX：美国AT&T公司创建于1971年，在PDP-11上运行的操作系统。

AIX IBM公司；Solaris SUN公司；HP-UX HP公司；A/UX APPLE公司

Linux：UNIX衍生系统： Debian GNU/Linux，Ubuntu，Fedora ，OpenSUSE。

2、网络协议

网络协议是网络通信的数据传输规范，网络协议软件是用于实现网络协议功能的软件。

典型的网络协议有：TCP/IP协议：传输控制协议/因特网互联协议IPX/SPX协议：互联网络数据包交换协议/序列分组交换协议（主要由Novell NetWare操作系统使用）

IEEE802协议： 局域网/城域网标准委员会（以太网、令牌环、无线局域网）

其中, TCP/IP和IEEE802.11是当前网络互连应用最为广泛的网络协议软件。

网络软件的组成

3、网络管理软件

网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护的软件，如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、网络运行状态监视与统计等。

路由器、防火墙、三层交换机、网管交换机、上网行为管理AC、网络负载均衡

网络软件的组成

4、网络应用软件

网络应用软件是为网络用户提供服务，最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本身的功能，而是如何实现网络特有的功能。

浏览软件：IE、firefox、 Google Chrome、 Safari

传输软件：FTP、Dukto、飞鸽传书、飞秋

远程登录软件： TeamViewer 、 UltraVNC 、 Show My PC 、 PcAnywhere。

网络软件的组成

计算机网络的分类

从网络的作用范围进行分类

广域网 WAN (Wide Area Network)

局域网 LAN (Local Area Network)

城域网 MAN (Metropolitan Area Network)

接入网 AN (Access Network)

广域网、城域网、接入网以及局域网的关系

城域网 城域网

接入网 接入网 接入网 接入网 接入网 接入网

广域网

局域网 局域网校园网 企业网

… …

按传输介质分类

1、有线网（WiredNetwork）

⑴双绞线：其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能力一般，广泛应用于局域网中。

⑵同轴电缆：俗称细缆，已逐渐淘汰。

⑶光纤电缆：特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性强，是高安全性网络的理想选择。

2、无线网（Wireless Network）

⑴无线电话网：是一种很有发展前途的连网方式。

⑵语音广播网：价格低廉、使用方便，但安全性差。

⑶无线电视网：普及率高，但无法在一个频道上和用户进行实时交互。

⑷微波通信网：通信保密性和安全性较好。

⑸卫星通信网：能进行远距离通信，但价格昂贵。

按传输介质分类

计算机网络的拓扑结构

常用的拓朴结构：

1、总线型结构

2、环型结构

3、星型结构

4、树型结构

5、网状结构和混合性结构

1、总线型拓扑结构

2、星型拓扑结构：

3、环型拓扑结构（令牌环）：

4、树型拓扑结构

5、网状结构与混合型结构

网状结构是指将各网络结点与通信线路连接成不规则的形状，每个结点至少与其他两个结点相连，或者说每个结点至少有两条链路与其他结点相连

• 优点：可靠性高；因为有多条路径，所以可以选择最佳路径，减少时延，改善流量分配，提高网络性能，但路径选择比较复杂。

• 缺点：结构复杂，不易管理和维护；线路成本高；适用于大型广域网。

网络的主要性能指标带宽

• “带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。

• 现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。

• 1KB/s=1024Kb/s =1Mb/s

• 常用带宽名词：百兆、千兆、万兆网络• 例子：带宽10Mbps，最高下载速率1MB/s

带宽4Mbps，最高下载速率约400KB/s

网络测速

网络测速结果

常用的带宽单位

• 更常用的带宽单位是• 千比每秒，即 kb/s （103 b/s）

• 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）

• 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）

• 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）

• 请注意：在计算机界，K = 210 = 1024

M = 220, G = 230, T = 240。

ISO/OSI网络体系结构

国际标准化组织ISO

(International Standards Organization)

在80年代提出的开放系统互联参考模型OSI

(Open System Interconnection)

这个模型将计算机网络通信协议分为七层

七层ISO/OSI计算机网络通信协议

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

物理层

物理层建立在物理通信介质的基础上，作为系统和通信介质的接口，用来实现数据链路实体间透明的比特 (bit) 流传输。只有该层为真实物理通信，其它各层为虚拟通信。物理层实际上是设备之间的物理接口，物理层传输协议主要用于控制传输媒体。

数据链路层

数据链路层为网络层相邻实体间提供传送数据的功能和过程；提供数据流链路控制；检测和校正物理链路的差错。物理层不考虑位流传输的结构，而数据链路层主要职责是控制相邻系统之间的物理链路，传送数据以帧为单位，规定字符编码、信息格式，约定接收和发送过程，在一帧数据开头和结尾附加特殊二进制编码作为帧界识别符，以及发送端处理接收端送回的确认帧，保证数据帧传输和接收的正确性，以及发送和接收速度的匹配，流量控制等。

网络层

广域网络一般都划分为通信子网和资源子网，物理层、数据链路层和网络层组成通信子网，网络层是通信子网的最高层，完成对通信子网的运行控制。网络层和传输层的界面，既是层间的接口，又是通信子网和用户主机组成的资源子网的界限，网络层利用本层和数据链路层、物理层两层的功能向传输层提供服务。

传输层

从传输层向上的会话层、表示层、应用层都属于端一端的主机协议层。传输层是网络体系结构中最核心的一层，从这层开始，各层通信全部是在源与目标主机上的各进程间进行的。传输层为源主机和目标主机之间提供性能可靠、价格合理的数据传输。具体实现上是在网络层的基础上再增添一层软件，使之能屏蔽掉各类通信子网的差异，向用户提供一个通用接口，使用户进程通过该接口，方便地使用网络资源并进行通信。

会话层

会话是指两个用户进程之间的一次完整通信。会话层提供不同系统间两个进程建立、维护和结束会话连接的功能；提供交叉会话的管理功能，有一路交叉、两路交叉和两路同时会话的3种数据流方向控制模式。会话层是用户连接到网络的接口。

表示层

表示层的目的是处理信息传送中数据表示的问题。表示层的主要功能是完成被传输数据表示的解释工作，包括数据转换、数据加密和数据压缩等。表示层协议主要功能有：为用户提供执行会话层服务原语的手段；提供描述负载数据结构的方法；管理当前所需的数据结构集和完成数据的内部与外部格式之间的转换。

应用层

应用层作为用户访问网络的接口层，给应用进程借助于应用实体 (AE)、实用协议和表示服务来交换信息，应用层的作用是在实现应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务功能。应用层作为用户访问网络的接口层，给应用进程提供了访问OSI环境的手段。

五层协议的体系结构

• 应用层(application layer)

• 传输层(transport layer)

• 网络层(network layer)

• 数据链路层(data link layer)

• 物理层(physical layer)

数据链路层

5 应用层

4 运输层

3 网络层

2 数据链路层

1 物理层

计算机1向计算机2发送数据

5

4

3

2

1

5

4

3

2

1

计算机1

AP2AP1

计算机2

应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层PDU

应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程

应用层 PDU 再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文

传输层报文再传送到网络层加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）

IP 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧

数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体

电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层

物理层接收到比特流上交给数据链路层

数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层

网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层

传输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层

计算机1向计算机2发送数据

5

4

3

2

1

5

4

3

2

1

计算机1

AP2AP1

计算机2我收到了AP1 发来的应用程序数据！

OSI与TCP/IP体系结构的比较

应用层

运输层

网络层

表示层

会话层

数据链路层

物理层

7

6

5

4

3

2

1

OSI 的体系结构

应用层

物理层

数据链路层

网络层

TCP/IP 的体系结构

无连接分组交付服务

运输服务(可靠或不可靠)

各种应用服务

TCP/IP的三个服务层次

传输层（TCP/IP）

手机网络知识中国移动

4G:TD-LTE

3G:TD-SCDMA

2G:GSM800/1800

中国联通

4G:TD-LTE/FDD-LTE

3G:WCDMA

2G:GSM800/1800

中国电信

4G:TD-LTE/FDD-LTE

3G:CDMA2000

2G:CDMA