第一节局域网的特点与类型
一、局域网的特点
局域网是在小范围内将许多数据设备互相连接进行数据通信的计算机网络。其中的数据设备可以是微型机、小型机或中、大型计算机，也可以是终端、打印机和磁盘机等外围设备。但目前所指的局域网主要是微型机局域网，尤其是连接PC机及其兼容机的微型机局域网。 二、局域网的类型
局域网的品种繁多，从广义上可以将它分成三类：
（1）局部地区网络（Local Area Network，缩写为LAN）。
（2）高速局域网络（High-Speed Local Network，缩写为HSLN）。 （3）用户交换机局域网（Private Branch Exchange，缩写为PBX）。
第二节 局域网的组成
一、传输介质及附属设备
局域网所使用的传输介质主要是双绞线、同轴电缆和光缆。双绞线和同轴电缆一般作为建筑物内部的局域网干线；光缆则因其性能优良、价格较高，常作为建筑物之间的连接干线。同轴电缆有粗细之分，细缆阻抗50Ω，粗缆阻抗75Ω，二者不能直接相连，必须使用专用连接器来连接。一般小规模的局域网，只需采用一种传输介质就可满足要求。
二、网络适配器（网卡）
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网络适配器就是局域网络系统中的通信控制器或通信处理机，通过它将用户工作站的PC机连接到网络上，实现网络资源的共享和相互通信。网络适配器执行数据链路层的通信规程，实现物理层信号的转换。在局域网中通常把它做成一块插件板，安装在PC机的扩展槽上，因而又称之为网卡。 1．网络适配器的作用
网络适配器的主要作用如下：
（1）实现工作站PC机和局域网传输介质的物理连接和电信号匹配， 接收和执行工作站主机送来的各种控制命令；
（2）实现局域网数据链路层的功能，包括传输介质的送取控制、 信息帧的发送和接收、差错校验、串并行代码转换等；
（3）提供数据缓冲能力； （4）实现某些接口功能等。 2．网络适配器的配置选项
网络适配器有自己的地址，以便与网络上其他网卡区分开。网络地址由IEEE决定，该委员会为每个生产厂商分配一段网络适配器地址，生产厂商将该地址写入网卡芯片上，这样网络上的每一台计算机都有一个惟一的地址。
除地址外，必须正确地设置网络适配器的选项才能工作正常。主要有三个选项，即中断号、基本I/O端口和基本内存地址。
3．网络适配器兼容性
为了确保计算机和网络的兼容性，必须做到： （1）符合计算机内部总线结构。 （2）具有正确的缆线接头。
在PC机环境中，有4种常见的总线结构，即ISA总线、EISA总线、微通道（Micro Channel）和PCI总线。每种总线类型都与其他的不同，网络适配器与总线类型相匹配是一个基本要求。此外，网络适配器的缆线接头有BNC、AUI和RJ45三种形式。 三、网络服务器
网络服务器是用来管理系统享设备的，例如大容量的磁盘、高速打印机和数据文件等。由于网络服
务器对这些设备的管理和访问都是按文件形式进行的，所以又称之为文件服务器,。
四、用户工作站
用户工作站是网络的前端窗口，用户通过它来访问网络的共享资源。在局域网中，用户工作站一般采用
微型计算机，如各种486微机、586微机。除了访问网络资源之外，工作站本身具有一定的处理能力。根据应用的需要，工作站也可以是无盘的，这被称为无盘工作站。
五、网络软件
网络软件包括网络协议软件、通信软件和网络操作系统等。网络软件功能的强弱直接影响到网络的性能。
如果一个计算机网络没有一个像样的网络操作系统，则只能称为计算机通信网。
第四节 局域网络操作系统 一、网络操作系统的功能 1．网络通信 2．共享资源
3．提供网络服务 4．网络管理 5．互操作
6．提供网络接口
二、网络操作系统的特征
其新特征分述如下： 1．开放性 2．一致性 3．透明性
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三、对局域网络操作系统的要求
（1）网络操作系统应当具备多道程序的处理能力，它应当是一个多任务的操作系统，才能支持多个用户对网络的使用，处理它们的通信与对资源的使用问题。
（2）能实现网络中各主机之间的进程同步，为在不同主机进程之间的通信提供机构，以完成各种网络操作任务与信息的传输，又称之为虚电路的方法。
（3）提供远程过程调度的机构。因为一般网络上的任务都是跨站点的任务，有了这样的机构，可以使每一个网络站点的请求能在另外一个站点（称之为远程站点）调动起相应的执行进程，完成相应的操作。 （4）支持网络的资源共享。
四、网络进程及资源的管理方法 现将网络的资源管理方法介绍如下：
（1）服务按顾客管理员的方式进行管理，服务必须进行申请，才能给与服务。 （2）磁盘的共享。 （3）打印机的共享。 （4）文件访问。
（5）对资源的访问控制，是通过的方法加以，仅允许具有访问的用户对资源进行访问。
（6）在网络中把程序的执行做为进程来看待，因此对进程要进行命名，根据进程的名字在进程之间建立连接，实现信息的交换与通信，称之为虚电路的方法 五、局域网操作系统的选择 1．Windows NT 2．LINUX 3．NetWare 4．UNIX
网络互连设备主要有中继器、集线器、交换机、网桥、路由器、桥由器、网关
1、中继器(REPEATER)中继器是网络物理层上面的连接设备。适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。 中继器是对信号进行再生和还原的网络设备 OSI 模型的物理层设备
作用：中继器（Repeater）工作于OSI的物理层，是局域网上所有节点的中心，它的作用是放大信号，补偿信号衰减，支持远距离的通信。
2、集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器是一种具有多个端口的中继器。
主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。
3、交换机(英文：Switch，意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。 工作在数据链路层
交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。
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4、网桥 ：一种在链路层实现中继，常用于连接两个或更多个局域网的网络互连设备
网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。
网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网桥可以是专门硬件设备，也可以由计算机加装的网桥软件来实现，这时计算机上会安装多个网络适配器（网卡）。
例如：网络1 和网络2 通过网桥连接后，网桥接收网络1 发送的数据包，检查数据包中的地址，如果地址属于网络1 ，它就将其放弃，相反，如果是网络2 的地址，它就继续发送给网络2.这样可利用网桥隔离信息，将同一个网络号划分成多个网段（属于同一个网络号），隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。由于网络的分段，各网段相对（属于同一个网络号），一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。
5、路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。
路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。
路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆、双绞线；远程路由器是用来连接远程传输介质，并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。
路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率，从而让网络系统发挥出更大的效益来。
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无线路由器
3G无线路由器采用32位高性能工业级ARM9通信处理器，以嵌入式实时操作系统RTOS为软件支撑平台，系统集成了全系列从逻辑链路层到应用层通信协议，支持静态及动态路由，PPP server及PPP client，VPN（包括PPTP和IPSEC）,DHCP server及DHCP client，DDNS，防火墙，NAT，DMZ主机等功能。为用户提供安全，高速，稳定可靠，各种协议路由转发的无线路由网络。
随着3G无线网络的发展，人们越来越享受无线网络给人们带来的价值，目前市场上有多种类的3G无线路由器，其中有小黑A8 系列，小黑华为e5等。3G无线路由器在改变人们的生活。
6、桥由器：网桥和路由器的合并 7、网关gateway ：
实例：从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”
在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容功能的设施
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI 7层协议的顶层--应用层。
在OSI中，网关有两种： 一种是面向连接的网关， 一种是无连接的网关。
当两个子网之间有一定距离时，往往将一个网关分成两半，中间用一条链路连接起来，我们称之为半网关。
局域网常用的传输介质：
主要双绞线 、同轴电缆 、光纤
1、双绞线
双绞线（Twisted Pair）是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕（一般以逆时针缠绕）在一起而制成的一种通用配线，属于信息通信网络传输介质。双绞线过去主要是用来传输模拟信号的，但现在同样适用于数字信号的传输。
双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰，更主要的是降低自身信号的对外干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也是由此而来
双绞线分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)与非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair，UTP)
屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。屏蔽双绞线分为STP和FTP，STP指每条线都有各自的屏蔽层，而FTP只在整个电缆均有屏蔽装置，并且两端都正确接地时才起作用
无屏蔽双绞线又分为5类，其中5类适用于100Mbps以太网，3类适用于10Mbps以太网，双绞线一般用RJ-45接口（4对）
非屏蔽双绞线电缆具有以下优点
1．无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间，成本低； 2．重量轻，易弯曲，易安装； 3．将串扰减至最小或加以消除； 4．具有阻燃性；
5．具有性和灵活性，适用于结构化综合布线。
在这两大类中又分100欧姆电缆，双体电缆，大对数电缆，150欧姆屏蔽电缆等。 6．既可以传输模拟数据也可以传输数字数据 2、同轴电缆
先由两根同轴心、相互绝缘的圆柱形金属导体构成基本单元(同轴对)，再由单个或多个同轴对组成的电
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缆
同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆（即网络同轴电缆和视频同轴电缆）。同轴电缆分50Ω 基带电缆和75Ω宽带电缆两类。基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。基带电缆仅仅用于数字传输，数据率可达10Mbps。
优点和缺点
同轴电缆的优点是可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信，而其缺点也是显而易见的：一是体积大，细缆的直径就有3/8英寸粗，要占用电缆管道的大量空间；二是不能承受缠结、压力和严重的弯曲，这些都会损坏电缆结构，阻止信号的传输；最后就是成本高，而所有这些缺点正是双绞线能克服的，因此在现在的局域网环境中，基本已被基于双绞线的以太网物理层规范所取代。
3、光纤 （光导纤维，光缆 ）
一种传输光能的波导介质，一般由纤芯和包层组成 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖
光纤传输优点 频带宽 损耗低 重量轻
抗干扰能力强 保真度高 工作性能可靠 成本不断下降
单模光纤这是指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模光纤（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光纤
多模光纤将光纤按工作波长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤（MMF：MUlti ModeFiber）。纤芯直径为50pm，由于传输模式可达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。
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