C知识储备
知识点1:计算机网络基本概念
网络是一个复杂的人或物的互连系统。我们周围无时无刻不存在着一张网,例如电话网、电报网等;形象地说,我们的地球缠绕了形形色色的网,有形的线缆,无形的电波等;即使我们身体内部也有许许多多的网络系统组成,例如神经系统、消化系统。计算机网络,顾名思义是由计算机组成的网络系统。根据IEEE高级委员会坦尼鲍姆博士的定义:计算机网络是一组自治计算机互连的集合。自治(或自主)是指每个计算机都有自主权,不受别人控制;互连则是指使用通信介质进行计算机连接,并达到相互通信的目的。
当今的社会,科技发展日新月异,尤其是计算机网络已成为我们社会结构的一个基本组成部分。人们通过计算机网络进行学习、工作、娱乐、通讯、购物等等;网络对于如今的各行各业来说也是必不可少的,使用电子邮件收发信件、公司内部资源的共享、信息的交流、内部业务的管理等等。
1计算机网络的定义
计算机网络就是把分布在不同地理区域的独立式计算机以及专门的外部设备利用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享信息资源。网络中的各个计算机系统具有独立的功能,它们在脱离网络时,仍可独立单机使用。

常见网络图
2.网络的功能
计算机网络系统具有丰富的功能,其中最重要的是资源共享和快速通信:
(1)资源共享
充分利用计算机网络中提供的资源是计算机网络组网的目的之一,资源包括软件资源和硬件资源。软件资源有形式多种多样的数据,如数字信息、消息、声音、图像等;硬件资源有各种设备,如打印机、FAX、MODEM。网络的出现使资源共享变得很简单,交流的双方可以跨越时空的障碍,随时随地传递信息。不管身处何方,通过网络都可以使用千里外的计算机资源。
(1) 数据传输
计算机网络为分布在不同地点的计算机用户提供了快速传送信息的手段。网络中的计算机之间或计算机与终端之间,可以可靠地相互传递数据、程序或文件。例如,电子邮件可以使相隔万里的异地用户快速准确地相互通信,网络为人们提供了前所未有的方便。
(2) 负载均衡
对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷过重时,将部分任务转交到其他比较空闲的计算机上去处理,从而使整个网络资源能互相协作,避免网络中的计算机忙闲不均,充分利用计算机资源。
(3) 提高可靠性
在一个较为庞大的系统中,个别部件或计算机出现故障是很难避免的,当计算机连成网络后,各计算机可以通过网络互为后备,当某一处计算机发生故障时,可以由别处的计算机代为处理,保证任务正常完成,避免系统瘫痪,从而提高了系统的可靠性。
(4) 分布式网络处理
在计算机网络中,将综合性大型问题分解成若干个子任务,由网上的计算机分别承担其中的一个子任务,共同运作、完成,提高整个系统的效率。网络技术使解决复杂问题成为可能,而且费用大大降低。
知识点2:常见网络硬件设备
1.网络线缆(Network Cable)
网络线缆,是从一个网络设备(例如计算机)连接到另外一个网络设备传递信息的介质,是网络的基本构件。在大型网络或者广域网中为了把不同类型的网络连接在一起就会使用不同种类的网线。在众多种类的网线中,具体使用哪一种网线要根据网络的拓扑结构,网络结构标准和传输速度来进行选择。网络中所有设备都依赖于它进行连接,网络的距离扩展需要通过线缆来实现。不同的网络有不同连接线缆,如光纤(fiber)、双绞线(twisted pair)、同轴电缆等。其中短距离一般使用双绞线,长距离使用光纤和同轴电缆。下图是双绞线和光纤的外观图。

绞线和光纤
网络接口卡(NIC,Network Interface Card)
2.网络接口卡(NIC,Network Interface Card)
它负责将设备所要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输数据。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。
每个网络接口卡都有一个物理地址(MAC地址)。这个MAC地址在它出厂时,由网络接口卡制造商把MAC地址写入网络接口卡的ROM芯片中。假如将网络接口卡插在计算机的主板中,这台计算机就具有了MAC地址。MAC地址是唯一的,不存在两块相同MAC地址的网络接口卡。

网络接口卡(网卡)
3.集线器(Hub)
集线器是单一总线共享式设备,提供很多网络接口,负责将网络中多个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有用户(端口)共用一条数据总线,它们共享集线器的带宽进行彼此之间的通信。集线器只是简单地将输入的信号重复发给连接在它端口上的所有设备。因此平均每用户(端口)传递的数据量、速率等受活动用户(端口)总数量的限制。集线器在LAN中扮演着中心连接点的角色。

集线器(HUB)
4.交换机(Switch)
也称交换式集线器(Switched Hub)。同集线器一样,交换机完成局域网内的数据转发。但它的性能却较共享集线器(Shared Hub)大为提高。两者的根本区别在于交换机在发送和接收主机之间形成了一个虚电路,使各端口设备能独立地进行数据传递而不受其它设备影响,表现在用户面前即是各端口有独立、固定的带宽。此外,交换机还具备集线器欠缺的功能,如数据过滤、网络分段、广播控制等。

交换机
5.路由器(Router)
路由器是一个重要的网络互连设备,它的主要作用是为收到的报文寻找正确的路径,并把它们转发出去。在局域网中,路由器就是从一个子网向另一个子网传递数据包。在网络建设中具有不可替代的作用。

网络机房中端路由器小型无线路由器
和交换机相比较,路由器通常用于进行局域网和广域网的互连,其传输速率低于交换机的传输速率。
6.调制解调器(Modem)
调制解调器作为终端系统和通信系统之间信号转换的设备,是广域网中必不可少的设备之一。它分为同步Modem和异步Modem两种,分别用来与路由器的同步和异步串口相连接。同步Modem可用于连接专线、帧中继网络或X.25网络等,异步Modem可用于连接电话线路,与公用电话交换网络PSTN(Public Switch Telephone Network)的连接。
知识点3:计算机网络分类
从不同的角度对网络有不同的分类方法,每种网络名称都有特殊的含意。几种名称的组合或名称加参数更可以看出网络的特征。千兆以太网表示传输率高达千兆的总线型网络。
1.按地理位置分类
(1)局域网(LAN):一般限定在较小的区域内,小于10km的范围,通常采用有线的方式连接起来。
(2)城域网(MAN):规模局限在一座城市的范围内,10~100km的区域。
(3)广域网(WAN):网络跨越国界、洲界,甚至全球范围。
局域网和广域网是网络的热点。局域网是组成其他两种类型网络的基础,城域网一般都加入了广域网。广域网的典型代表是internet网。
(4)个人网(Personal Area Network,PAN):指个人范围(随身携带或数米之内)的计算设备(如计算机,电话,PDA,数码相机等)组成的通信网络。个人网即可用于这些设备之间互相交换数据,也可以用于连接到高层网络或互联网。个人网可以是有线的形式,例如USB或者Firewire(IEEE1394)总线,也可以是无线的形式,例如红外(IrDA)或蓝牙。
2.按传输介质分类
(1)有线网络:采用有线传输介质作为通信介质,目前通用的有线传输介质有:同轴电缆、光纤、双绞线等。
同轴电缆由绕在同一轴线上的两个导体组成。具有抗干扰能力强,连接简单等特点,信息传输速度可达每秒几百兆位,是中、高档局域网的首选传输介质。按直径的不同,可分成粗缆和细缆两种。粗缆:传输距离长,性能好但成本高、网络安装、维护困难,一般用于大型局域网的干线。细缆安装较容易,造价较低,但日常维护不方便,一旦一个用户出故障,便会影响其他用户的正常工作。
双绞线网是目前最常见的连网方式,分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP,适合于短距离通信。双绞线价格便宜,安装方便,但易受干扰,传输率较低,一般用于星型网的布线连接,两端安装有RJ-45头(水晶头),连接网卡与交换机,最大网线长度为100米
光纤又称为光缆或光导纤维,由光导纤维纤芯、玻璃网层和能吸收光线的外壳组成,分为单模光纤和多模光纤。是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。应用光学原理,由光发送机产生光束,将电信号变为光信号,再把光信号导入光纤,在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号,并把它变为电信号,经解码后再处理。与其它传输介质比较,光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。具有不受外界电磁场的影响,无限制的带宽等特点,可以实现每秒几十兆位的数据传送,尺寸小、重量轻,数据可传送几百千米,但价格昂贵。
(2)无线网络(wireless network)是采用无线通信技术实现的网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术,与有线网络的用途十分类似,最大的不同在于传输媒介的不同,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份。
3.按拓扑结构分类
网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点(计算机或设备)的几何排列形式。
(1)星型网络:各站点通过点到点的链路与中心站相连。特点是很容易在网络中增加新的站点,数据的安全性和优先级容易控制,易实现网络监控,但中心节点的故障会引起整个网络瘫痪。

(2)环形网络:各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。环形网容易安装和监控,但容量有限,网络建成后,难以增加新的站点。

环型网络
(3)总线型网络:网络中所有的站点共享一条数据通道。总线型网络安装简单方便,需要铺设的电缆最短,成本低,某个站点的故障一般不会影响整个网络。但介质的故障会导致网络瘫痪,总线网安全性低,监控比较困难,增加新站点也不如星型网容易。

总线型网络

树型网、簇星型网、网状网等其他类型拓扑结构的网络都是以上述三种拓扑结构为基础的。
知识点4:网络协议
计算机网络的通信是由不同类型的计算机设备之间通过协议来实现的。协议(Protocol)是一系列规则和约定的规范性描述,它定义了设备间通信的标准。使用哪一种设备并不重要,但这些设备一定要使用相同的协议。就像人们进行语言交流一样,是哪个国家的人并不重要,只要都讲相同的语言就可以沟通。

相同协议进行通信
计算机网络相互间的通信线路可以是有形的,如双绞线、同轴电缆、光纤等;也可以是无形的,如无线电波、微波、红外线或卫星等(关于通信线路及其制作、安装的描述将在第三章详细给出)。网络除可以连接个人计算机外,还可以连接调制解调器、PDA、打印机、传真机和电话系统等各种网络设备。网络可以包括由家中或办公室中通过电缆所连接起来的两台计算机,也可以是在一座建筑物内、一座城市内,一个省、国家甚至全球范围内。所用到的网络协议则有:TCP/IP、X.25、IPX/SPX、SLIP、PPP、Frame Relay等。
1.IP地址
Internet是通过路由器将不同类型的物理网互联在一起的虚拟网络。为了使信息能准确传送到网络的指定站点,像每一部电话只有一个唯一的电话号码一样,各站点的主机(包括路由器)都必须有一个唯一的可识别的地址,称为IP地址。
一台主机的IP地址由网络号和主机号两部分组成。
IP地址用32个比特(4个字节)表示,为便于管理,将每个IP地址分为4段(一个字节一段),用3个圆点隔开,每段用一个十进制整数表示。每个十进制整数的范围是0~255。例如:202.111.122.66和202.201.80.1都是合法的IP地址。
由于网络中的IP地址很多,所以又将它们按照第一段的取值范围划分为5类:0~12位A类;129~191位B类;192~223位C类;D类和E类留作特殊用途。
2.域名
由于IP地址作为四段式的数字过于抽象,非常难于记忆,因此有必要使用一种更易被为所记忆的系统。这就好象我们记一个人的名字很容易,可记他的身份证号码却相对来讲麻烦得多一样。根据这种情况,Internet上又制定了另外一套新的规则,也就是采用方便记忆的域名(Domain Name)系统来定义网上电脑。
域名和IP地址都是表示主机的地址,实际上是同一件事物的不同表示。用户可以使用主机的IP地址,也可以使用它的域名。从域名到IP地址或者从IP地址到域名的转换由域名服务器(DNS)完成。
例如:pku.edu.cn是北京大学的一个域名,可以通过它访问北京大学的网站,你也可以通过北京大学网站服务器的IP地址直接访问。
3.小型路由器设置方法(办公室或家庭使用)
(1)正确连接连接
①首先将宽带Modem(宽带猫)连接出来的网线,连接路由器的WAN口或internet接口(一般为特殊颜色的接口)。
②再找一根网线,一端连接路由器的LAN接口,一端连接计算机网卡接口。如图

(2)设置过程
①首先打开IE浏览器, 在浏览器地址栏输入路由器标签中的地址。(一般为192.168.1.1或192.168.0.1,初始地址在路由器标签或说明上有)如图

②此时弹出路由器登陆窗口,输入路由器标签中的默认账户和密码(一般为 admin 或guest)。
③登陆路由器后点击因特网安装,选择Internet手动连接设置。

④选择动态PPPOE(ADSL拨号),输入运营商提供的账户密码即可

⑤无线网络设置
点击左边的“无线设置”-->>基本设置-->>输入SSID号(此SSID就是以后你使用无线时,搜索的无线网线,使用英文名称),如图所示:

无线基本设置
这里是要设置无线连接的安全选项和无线密码。
WPA/WPA2-->>选择“启用WPA/WPA2无线安全(增强) ”,目前这种加密方式较安全,不易被破解-->>认证类型、加密算法均选择自动-->>PSK密码,此密码是无线接入时使用的密码,要复杂点,最好是数字+大小写字母+符号,比较安全。

设置完成后,不管家里用的有线的电脑,还是用无线的平板、手机等都能上外网了。
IP地址范围、类和位格式
地址类 | 第一个8位数的格式 | 地址范围 |
A类 | 0XXXXXXX | 1-126 |
B类 | 10XXXXXX | 128-191 |
C类 | 110XXXXX | 192-223 |
D类 | 1110XXXX | 224-239 |
E类 | 1111XXXX | 240-254 |
特殊用途IP地址
IP地址空间中的某些地址已经为特殊目的而保留,不能用于标识网络设备,这些保留地址的规则如下:IP地址的主机ID不能设成“全部为0”或“全部为1”。当IP地址中的主机ID中的所有位都设置为“0”时,它表示为一个网络,而不是指示哪个网络上的特定主机。