1.3 知識背景

1.3.1 計算機網絡定義與功能

計算機網絡就是利用通信線路和通信設備，將分布在不同地理位置，具有獨立功能的多臺計算機相互連接起來，在網絡軟件的支持下實現數據通信和資源共享的系統。

計算機網絡的主要功能有以下幾個方面。

● 數據通信

數據通信是計算機網絡最基本的功能。建設網絡的主要目的就是快速傳送計算機與終端、計算機與計算機之間的各種信息，讓分布在不同地理位置的用戶能夠相互通信、交流信息。網絡可以傳輸數據、聲音、圖像及視頻等多媒體信息，利用網絡可以發送電子郵件、打電話、在網上舉行視頻會議等，從而實現將分散在各個地區的單位或部門用計算機網絡聯系起來，進行統一的調配、控制和管理。

● 資源共享

“資源”指的是網絡中所有的軟件、硬件和數據資源。“共享”指的是網絡中的用戶都能夠部分或全部地享受這些資源。

計算機網絡允許用戶共享網絡上各種不同類型硬件設備：服務器、存儲器、打印機等。共享硬件的好處是提高硬件的使用效率、節約開支。

共享軟件允許多個用戶同時使用專供網上使用的軟件，如數據庫管理系統、Internet服務軟件等，可以保持數據的完整性和一致性。

● 均衡負荷與分布處理

均衡負荷是指將網絡中工作負荷均勻地分配給網絡中的各計算機系統，這樣處理能均衡各計算機的負載，充分發揮網絡系統上各主機作用，提高處理問題的實時性；解決大型綜合性復雜問題時，可將問題各部分交給不同的計算機分頭處理，多臺計算機聯合使用，充分利用網絡資源，擴大計算機的處理能力，并構成高性能的計算機體系，這種協同工作、并行處理要比單獨購置高性能的大型計算機便宜得多。

● 提高系統的安全與可靠性

系統可靠性對于軍事、金融和工業過程控制等部門應用特別重要。計算機通過網絡中冗余部件，可大大提高可靠性。如工作中一臺機器出了故障，可以使用網絡中另一臺機器替代；網絡中一條通信線路出現故障，可以使用另一條線路，從而提高系統整體可靠性。

1.3.2 計算機網絡體系結構

計算機網絡體系結構是指計算機網絡層次結構及各層協議的集合。目前，廣泛采用的開放式網絡體系結構有兩個：ISO的OSI/RM和美國國防部的TCP/IP。

1.開放式系統互聯參考模型（OSI/RM）

國際標準化組織（ISO）于1981年頒布了開放系統互連OSI參考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM）的格式，通常簡稱為“七層模型”，如圖1-1所示。

圖1-1 OSI網絡體系結構的示意圖

該規范對所有的廠商是開放的，具有指導國際網絡結構和開放系統走向的作用。在這種網絡結構中數據傳輸時數據變化過程如圖1-2所示。

圖1-2 OSI網絡體系結構中數據傳輸時的數據變化過程

2.TCP/IP參考模型

TCP/IP參考模型是計算機網絡的始祖ARPANET和其后繼的因特網使用的參考模型。由于Internet在全世界的飛速發展，使得TCP/IP協議得到了廣泛應用，雖然TCP/IP不是ISO標準，但廣泛使用也使TCP/IP成為一種“實際上的標準”，并形成了TCP/IP參考模型。不過，ISO的OSI參考模型的制定，也參考了TCP/IP協議集及其分層體系結構的思想。而TCP/IP在不斷發展的過程中也吸收了OSI標準中的概念及特征。TCP/IP網絡體系結構層次圖如圖1-3所示。

圖1-3 TCP/IP網絡體系結構層次圖

TCP/IP是一組用于實現網絡互連的通信協議。Internet網絡體系結構以TCP/IP為核心。基于TCP/IP的參考模型將協議分成四個層次，它們分別是通信子網層、網絡層、運輸層和應用層。TCP/IP協議與OSI協議的對比如圖1-4所示，基于TCP/IP協議的數據化如圖1-5所示。

圖1-4 TCP/IP協議與OSI協議的對比

圖1-5 基于TCP/IP協議的數據變化

1.3.3 計算機網絡系統的組成

所有的計算機網絡都包括硬件和軟件兩大部分。網絡硬件提供數據處理、數據傳輸和建立通信物質基礎，而網絡軟件實現網絡數據通信和資源共享的過程控制。軟件的各種網絡功能實現需要依賴于硬件去完成，二者缺一不可。計算機網絡系統的基本組成主要包括如下四大要素。

● 計算機系統（硬件）

硬件是計算機網絡系統中不可缺少的元素，網絡中連接的計算機可以是巨型機、大型機、小型機、計算機及其他數據終端設備，網絡中共享大型機設備如圖1-6所示。

圖1-6 網絡中共享大型機設備

計算機是網絡的基本模塊，主要負責數據的收集、處理、存儲、傳播，提供網絡上共享的資源，如硬件資源（如巨型計算機、高性能外圍設備、大容量磁盤等）、軟件資源（如各種軟件系統、應用程序、數據庫系統等）。

● 通信線路和通信設備（硬件）

網絡通信系統用于連接網絡中計算機的通信線路和通信設備，負責網絡中數據傳送、接收或轉發。網絡通信系統是連接計算機系統的橋梁，傳輸數據的通道。其中通信線路分有線通信和無線通信。有線通信是指采用光纖、同軸電纜、雙絞線等傳輸介質的通信；無線通信是指使用無線電、微波、紅外線和激光等傳輸介質的通信。

通信設備從功能上分兩種：一種是將計算機接入網絡的網絡接口設備，如網卡（NIC）和調制解調器（Modem）等；另一種是將網絡與網絡連接起來的網絡互聯設備，包括中繼器（Repeater）、集線器（Hub）、網橋（Bridge）、交換機（Switch）、路由器（Router）及網關等設備，如圖1-7所示。

圖1-7 通信設備——交換機

● 網絡通信協議（軟件）

通信協議是指通信雙方必須共同遵守的約定和通信規則，如TCP/IP協議、IEEE802協議等。協議是通信雙方關于通信如何進行所達成的約定，如用什么樣的格式表達，如何組織和傳輸數據，如何校驗和糾正信息傳輸中的錯誤等

在網絡上通信的雙方必須遵守相同的協議，才能正確交流信息。就像人們談話要用同一種語言一樣，如果談話時使用不同的語言，就會造成相互聽不懂，無法交流。在網絡中，協議的實現由軟件和硬件配合完成。

● 網絡軟件（軟件）

網絡軟件是在網絡環境下控制和管理網絡工作的計算機軟件。根據軟件功能，計算機網絡軟件可分為網絡系統軟件和網絡應用軟件兩大類。

網絡系統軟件是控制和管理網絡運行、提供網絡通信、分配和管理共享資源的網絡軟件，它包括網絡操作系統、網絡協議軟件、通信控制軟件和管理軟件等。網絡操作系統（Network Operating System，NOS）指對局域網范圍內資源進行統一調度和管理的程序，它是計算機網絡軟件核心程序，是網絡軟件系統基礎，如圖1-8所示。

圖1-8 網絡操作系統軟件

網絡協議軟件（如TCP/IP協議軟件）是實現各種網絡協議的軟件。它是網絡軟件中最重要的核心部分，任何網絡軟件都要通過協議軟件才能發生作用。

網絡應用軟件是指為網絡中的某一個應用目的而開發的軟件系統（如遠程教學軟件、電子圖書館軟件、Internet信息服務軟件等），網絡應用軟件為用戶提供訪問網絡的手段、網絡服務、資源共享和信息的傳輸。

1.3.4 網卡

1.什么是網卡

網卡又稱“網絡適配器，（Network Interface Card，NIC）是局域網中最基本的部件之一，它是連接計算機與網絡的硬件設備。無論是雙絞線連接、同軸電纜連接還是光纖連接，都必須借助于網卡才能實現數據的通信。

網卡的主要工作原理是整理計算機上發往網線上的數據，并將數據分解為適當大小的數據包之后向網絡上發送出去。對于網卡而言，每塊網卡都有唯一的網絡節點地址，它是網卡生產廠家在生產時植入ROM（只讀存儲芯片）中的，我們把它稱為MAC地址（物理地址），且保證絕對不會重復。

我們日常使用的網卡都是以太網網卡。目前，網卡按其傳輸速度來分可分為10M網卡、10/100M自適應網卡及千兆（1000M）網卡。如果只是作為一般用途，如日常辦公等，比較適合使用10M網卡和10/100M自適應網卡兩種。如果應用于服務器等產品領域，就要選擇千兆級的網卡。

2.網卡地址

MAC（Media Access Control，介質訪問控制）地址是識別LAN（局域網）節點的標識。網卡的物理地址通常是由網卡生產廠家燒入網卡的EPROM（一種閃存芯片，通常可以通過程序擦寫），它存儲的是傳輸數據時真正賴以標識發出數據的計算機和接收數據的主機的地址。

也就是說，在網絡底層的物理傳輸過程中，是通過物理地址來識別主機的，它一般也是全球唯一的。例如，著名的以太網卡，其物理地址是48bit（比特位）的整數，如44-45-53-54-00-00，以機器可讀的方式存入主機接口中。以太網地址管理機構（IEEE）將以太網地址，也就是48比特的不同組合，分為若干獨立的連續地址組，生產以太網網卡的廠家就購買其中一組，具體生產時，逐個將唯一地址賦予以太網卡。

形象地說，MAC地址就如同我們身份證上的身份證號碼，具有全球唯一性。

如何獲取本機的MAC？

在Windows 2003/XP中，依次單擊“開始”→“運行”→輸入“CMD”→回車→輸入“ipconfig /all”→回車，即可看到MAC地址。

3.網卡的分類

1）按總線接口類型分

按網卡的總線接口類型來分一般可分為ISA接口網卡、PCI接口網卡，以及在服務器上使用的PCI-X總線接口類型的網卡，筆記本計算機所使用的網卡是PCMCIA接口類型的。

（1）ISA總線網卡；

（2）PCI總線網卡；

（3）PCI-X總線網卡；

（4）PCMCIA總線網卡；

（5）USB總線接口網卡。

2）按網絡接口劃分

除了可以按網卡的總線接口類型劃分外，我們還可以按網卡的網絡接口類型來劃分。網卡最終是要與網絡進行連接，所以，也就必須有一個接口使網線通過它與其他計算機網絡設備連接起來。不同的網絡接口適用于不同的網絡類型，目前，常見的接口主要有以太網的RJ-45接口、細同軸電纜的BNC接口和粗同軸電纜的AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的網卡為了適用于更廣泛的應用環境，提供了兩種或多種類型的接口，如有的網卡會同時提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。

（1）RJ-45接口網卡；

（2）BNC接口網卡；

（3）AUI接口網卡；

（4）FDDI接口網卡；

（5）ATM接口網卡。

3）按帶寬劃分

隨著網絡技術的發展，網絡帶寬也在不斷提高，但是不同帶寬的網卡所應用的環境也有所不同，目前，主流的網卡主要有10Mbps網卡、100Mbps以太網卡、10Mbps/100Mbps自適應網卡、1000Mbps千兆以太網卡四種。

（1）10Mbps網卡；

（2）100Mbps網卡；

（3）10Mbps/100Mbps網卡；

（4）1000Mbps以太網卡。

4）按網卡應用領域來分

如果根據網卡所應用的計算機類型來分，我們可以將網卡分為應用于工作站的網卡和應用于服務器的網卡。前面所介紹的基本上都是工作站網卡，其實通常也應用于普通的服務器上。但是在大型網絡中，服務器通常采用專門的網卡。它相對于工作站所用的普通網卡來說在帶寬（通常在100Mbps以上，主流的服務器網卡都為64位千兆網卡）、接口數量、穩定性、糾錯等方面都有比較明顯的提高。有的服務器網卡支持冗余備份、熱拔插等服務器專用功能。

4.設置網卡IP地址

（1）在桌面上雙擊網上鄰居（或者直接單擊網上鄰居彈出右鍵菜單，然后選擇屬性，這樣的話跳過第二步）如圖1-9所示。

圖1-9 雙擊網上鄰居

（2）進入網上鄰居后，選擇查看網絡連接，如圖1-10所示。

圖1-10 查看網絡連接

（3）進入網絡連接面板，可以看到本地鏈接（如果沒有可以新建一個，這里可以去查看我的另一個經驗）如圖1-11所示。

圖1-11 找到本地連接

（4）然后選擇單擊，彈出菜單，單擊“屬性”選項，如圖1-12所示。

圖1-12 右擊本地連接

（5）進入屬性面板，可以看到有一個Internet協議，選擇然后單擊“屬性”按鈕進入，如圖1-13所示。

圖1-13 選擇Internet協議（TCP/IP）單擊“屬性”按鈕

（6）進入Internet協議屬性面板，在這里可以設置IP，可以根據自己的要求自己親手填寫IP或者讓系統自動獲取，如圖1-14和圖1-15所示。

圖1-14 手動設置IP

圖1-15 自動獲取IP

（7）選擇自己的方法完成后，單擊“確定”按鈕即可。

5.查看IP地址命令

1）查看IP地址命令ipconfig的參數

● /all

顯示所有適配器的完整TCP/IP配置信息。在沒有該參數的情況下ipconfig只顯示IP地址、子網掩碼和各個適配器的默認網關值。適配器可以代表物理接口（如安裝的網絡適配器）或邏輯接口（如撥號連接）。

● /renew [adapter]

更新所有適配器（如果未指定適配器），或特定適配器（如果包含了Adapter參數）的DHCP配置。該參數僅在具有配置為自動獲取IP地址的網卡的計算機上可用。要指定適配器名稱，請鍵入使用不帶參數的ipconfig命令顯示的適配器名稱。

● /release [adapter]

發送DHCPRELEASE消息到DHCP服務器，以釋放所有適配器（如果未指定適配器）或特定適配器（如果包含了Adapter參數）的當前DHCP配置并丟棄IP地址配置。該參數可以禁用配置為自動獲取IP地址的適配器的TCP/IP。要指定適配器名稱，請鍵入使用不帶參數的ipconfig命令顯示的適配器名稱。

● /flushdns

清理并重設DNS客戶解析器緩存的內容。如有必要，在DNS疑難解答期間，可以使用本過程從緩存中丟棄否定性緩存記錄和任何其他動態添加的記錄。

● /displaydns

顯示DNS客戶解析器緩存的內容，包括從本地主機文件預裝載的記錄及由計算機解析的名稱查詢而最近獲得的任何資源記錄。DNS客戶服務在查詢配置的DNS服務器之前使用這些信息快速解析被頻繁查詢的名稱。

● /registerdns

初始化計算機上配置的DNS名稱和IP地址的手工動態注冊。可以使用該參數對失敗的DNS名稱注冊進行疑難解答或解決客戶和DNS服務器之間的動態更新問題，而不必重新啟動客戶計算機。TCP/IP協議高級屬性中的DNS設置可以確定DNS中注冊了哪些名稱。

● /showclassid adapter

顯示指定適配器的DHCP類別ID。要查看所有適配器的DHCP類別ID，可以使用星號（*）通配符代替Adapter。該參數僅在具有配置為自動獲取IP地址的網卡的計算機上可用。

● /setclassid Adapter [ClassID]

配置特定適配器的DHCP類別ID。要設置所有適配器的DHCP類別ID，可以使用星號（*）通配符代替Adapter。該參數僅在具有配置為自動獲取IP地址的網卡的計算機上可用。如果未指定DHCP類別ID，則會刪除當前類別ID。

● /?

在命令提示符顯示幫助。

2）范例

要顯示所有適配器的基本TCP/IP配置，請鍵入：

        ipconfig

要顯示所有適配器的完整TCP/IP配置，請鍵入：

        ipconfig/all

僅更新“本地連接”適配器的由DHCP分配IP地址的配置，請鍵入：

        ipconfig/renew "Local Area Connection"

要在排除DNS的名稱解析故障期間清理DNS解析器緩存，請鍵入：

        ipconfig/flushdns

要顯示名稱以Local開頭的所有適配器的DHCP類別ID，請鍵入：

        ipconfig/showclassid Local*

要將“本地連接”適配器的DHCP類別ID設置為TEST，請鍵入：

        ipconfig/setclassid "Local Area Connection" TEST

6.測試網絡中計算機連通性命令ping

PING（Packet Internet Groper），因特網包探索器，用于測試網絡連接量的程序。ping發送一個ICMP（Internet Control Messages Protocol）即因特網信報控制協議；回聲請求消息給目的地并報告是否收到所希望的ICMP回聲應答，如圖1-16所示。

圖1-16 PING命令的信息反饋

它是用來檢查網絡是否通暢或者網絡連接速度的命令。作為一個生活在網絡上的管理員或者黑客來說，ping命令是第一個必須掌握的DOS命令，它所利用的原理是這樣的：利用網絡上機器IP地址的唯一性，給目標IP地址發送一個數據包，再要求對方返回一個同樣大小的數據包來確定兩臺網絡機器是否連接相通，時延是多少。

ping指的是端對端連通，通常用來作為可用性的檢查，但是某些病毒木馬會強行大量遠程執行ping命令搶占你的網絡資源，導致系統變慢，網速變慢。嚴禁ping入侵作為大多數防火墻的一個基本功能提供給用戶進行選擇。通常的情況下如果不用作服務器或者進行網絡測試，可以放心的選中它，保護你的計算機。

舉例說明：

ping就是對一個網址發送測試數據包，看對方網址是否有響應并統計響應時間，以此測試網絡。

具體方式是，開始——運行—cmd，在調出的dos窗口下輸入ping空格+要ping的網址，回車。

如“pingXXX網址”之后屏幕會顯示類似信息：

        Pinging XXX網址[61.135.169.105]with 32 bytes of data:
        Reply from 61.135.169.105: bytes=32 time=1244ms TTL=46
        Reply from 61.135.169.105: bytes=32 time=1150ms TTL=46
        Reply from 61.135.169.105: bytes=32 time=960ms TTL=46
        Reply from 61.135.169.105: bytes=32 time=1091ms TTL=46

后面的time=1244ms是響應時間，這個時間越小，說明連接這個地址速度越快。

1.3.5 管理和使用共享資源

1.共享和共享文件夾

（1）共享：指定資源共享后，才能夠使其他用戶從網絡上訪問到它。因此，網絡中的資源只有先共享后，才能為其他用戶使用。

（2）共享文件夾：通常指網絡上其他用戶可以遠程訪問的、非本計算機上的文件夾。

（3）權限：用來控制資源的訪問對象及訪問的權限方式。對象的所有者可以分配對象的權限。

（4）共享資源：是指可以由多個其他設備或程序使用的任何設備、數據或程序。對于Windows來說，共享資源是指所有可用于網絡用戶訪問的資源，共享資源也可以專指服務器上網絡用戶可以使用的資源。

2.共享資源的類型

在網絡中，共享資源共有3種類型，即特殊共享資源、隱藏共享資源及顯示共享資源。

1）特殊共享資源

特殊共享資源又稱“管理共享”，它們不是由管理員建立的，而是操作系統根據計算機的配置自動創建的。特殊共享資源通常用于管理或者由操作系統調用。

在網上鄰居中，這些特殊共享資源是不可見的。

2）自定義的隱藏共享

當打算隱藏自己的共享資源時，可以在設置的共享資源名后面加上$。在使用隱藏共享時，應當注意“$”是共享名的一部分。隱藏共享文件夾被系統認作特殊的共享資源，這種共享資源在“網上鄰居”中瀏覽計算機的共享文件夾時是不可見的。

3）自定義的顯式共享

自定義的顯式共享是指用戶開放的本地共享資源。用戶通過“網上鄰居”可以瀏覽到顯式共享資源。

3.開放共享資源

1）開放共享

（1）工具：開放共享資源，可以使用本機的“計算機管理”或“創建共享文件夾”進行設置。

（2）設置內容：共享名、訪問者和訪問權限的控制等幾項基本內容。

（3）開放共享資源的操作：包括“共享”和“安全”兩項。

2）使用共享資源的方法

使用網絡共享資源：開放共享資源后，其他計算機上的用戶就可以通過網絡使用已共享的資源。

（1）直接使用。

通過“網上鄰居”可以瀏覽到共享資源。適應場合：只適合未隱藏的顯式共享資源。

（2）UNC路徑方式。

UNC的定義格式：\\ 計算機名或IP地址 \ 共享名。適應場合：所有共享資源。用戶可以在“我的計算機”右鍵中“映射網絡驅動器”對話框、“運行”對話框、“地址欄”中使用。

（3）映射網絡驅動器的方法。

適應場合：所有共享資源。