1.3 知识背景

1.3.1 计算机网络定义与功能

计算机网络就是利用通信线路和通信设备，将分布在不同地理位置，具有独立功能的多台计算机相互连接起来，在网络软件的支持下实现数据通信和资源共享的系统。

计算机网络的主要功能有以下几个方面。

● 数据通信

数据通信是计算机网络最基本的功能。建设网络的主要目的就是快速传送计算机与终端、计算机与计算机之间的各种信息，让分布在不同地理位置的用户能够相互通信、交流信息。网络可以传输数据、声音、图像及视频等多媒体信息，利用网络可以发送电子邮件、打电话、在网上举行视频会议等，从而实现将分散在各个地区的单位或部门用计算机网络联系起来，进行统一的调配、控制和管理。

● 资源共享

“资源”指的是网络中所有的软件、硬件和数据资源。“共享”指的是网络中的用户都能够部分或全部地享受这些资源。

计算机网络允许用户共享网络上各种不同类型硬件设备：服务器、存储器、打印机等。共享硬件的好处是提高硬件的使用效率、节约开支。

共享软件允许多个用户同时使用专供网上使用的软件，如数据库管理系统、Internet服务软件等，可以保持数据的完整性和一致性。

● 均衡负荷与分布处理

均衡负荷是指将网络中工作负荷均匀地分配给网络中的各计算机系统，这样处理能均衡各计算机的负载，充分发挥网络系统上各主机作用，提高处理问题的实时性；解决大型综合性复杂问题时，可将问题各部分交给不同的计算机分头处理，多台计算机联合使用，充分利用网络资源，扩大计算机的处理能力，并构成高性能的计算机体系，这种协同工作、并行处理要比单独购置高性能的大型计算机便宜得多。

● 提高系统的安全与可靠性

系统可靠性对于军事、金融和工业过程控制等部门应用特别重要。计算机通过网络中冗余部件，可大大提高可靠性。如工作中一台机器出了故障，可以使用网络中另一台机器替代；网络中一条通信线路出现故障，可以使用另一条线路，从而提高系统整体可靠性。

1.3.2 计算机网络体系结构

计算机网络体系结构是指计算机网络层次结构及各层协议的集合。目前，广泛采用的开放式网络体系结构有两个：ISO的OSI/RM和美国国防部的TCP/IP。

1.开放式系统互联参考模型（OSI/RM）

国际标准化组织（ISO）于1981年颁布了开放系统互连OSI参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM）的格式，通常简称为“七层模型”，如图1-1所示。

图1-1 OSI网络体系结构的示意图

该规范对所有的厂商是开放的，具有指导国际网络结构和开放系统走向的作用。在这种网络结构中数据传输时数据变化过程如图1-2所示。

图1-2 OSI网络体系结构中数据传输时的数据变化过程

2.TCP/IP参考模型

TCP/IP参考模型是计算机网络的始祖ARPANET和其后继的因特网使用的参考模型。由于Internet在全世界的飞速发展，使得TCP/IP协议得到了广泛应用，虽然TCP/IP不是ISO标准，但广泛使用也使TCP/IP成为一种“实际上的标准”，并形成了TCP/IP参考模型。不过，ISO的OSI参考模型的制定，也参考了TCP/IP协议集及其分层体系结构的思想。而TCP/IP在不断发展的过程中也吸收了OSI标准中的概念及特征。TCP/IP网络体系结构层次图如图1-3所示。

图1-3 TCP/IP网络体系结构层次图

TCP/IP是一组用于实现网络互连的通信协议。Internet网络体系结构以TCP/IP为核心。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次，它们分别是通信子网层、网络层、运输层和应用层。TCP/IP协议与OSI协议的对比如图1-4所示，基于TCP/IP协议的数据化如图1-5所示。

图1-4 TCP/IP协议与OSI协议的对比

图1-5 基于TCP/IP协议的数据变化

1.3.3 计算机网络系统的组成

所有的计算机网络都包括硬件和软件两大部分。网络硬件提供数据处理、数据传输和建立通信物质基础，而网络软件实现网络数据通信和资源共享的过程控制。软件的各种网络功能实现需要依赖于硬件去完成，二者缺一不可。计算机网络系统的基本组成主要包括如下四大要素。

● 计算机系统（硬件）

硬件是计算机网络系统中不可缺少的元素，网络中连接的计算机可以是巨型机、大型机、小型机、计算机及其他数据终端设备，网络中共享大型机设备如图1-6所示。

图1-6 网络中共享大型机设备

计算机是网络的基本模块，主要负责数据的收集、处理、存储、传播，提供网络上共享的资源，如硬件资源（如巨型计算机、高性能外围设备、大容量磁盘等）、软件资源（如各种软件系统、应用程序、数据库系统等）。

● 通信线路和通信设备（硬件）

网络通信系统用于连接网络中计算机的通信线路和通信设备，负责网络中数据传送、接收或转发。网络通信系统是连接计算机系统的桥梁，传输数据的通道。其中通信线路分有线通信和无线通信。有线通信是指采用光纤、同轴电缆、双绞线等传输介质的通信；无线通信是指使用无线电、微波、红外线和激光等传输介质的通信。

通信设备从功能上分两种：一种是将计算机接入网络的网络接口设备，如网卡（NIC）和调制解调器（Modem）等；另一种是将网络与网络连接起来的网络互联设备，包括中继器（Repeater）、集线器（Hub）、网桥（Bridge）、交换机（Switch）、路由器（Router）及网关等设备，如图1-7所示。

图1-7 通信设备——交换机

● 网络通信协议（软件）

通信协议是指通信双方必须共同遵守的约定和通信规则，如TCP/IP协议、IEEE802协议等。协议是通信双方关于通信如何进行所达成的约定，如用什么样的格式表达，如何组织和传输数据，如何校验和纠正信息传输中的错误等

在网络上通信的双方必须遵守相同的协议，才能正确交流信息。就像人们谈话要用同一种语言一样，如果谈话时使用不同的语言，就会造成相互听不懂，无法交流。在网络中，协议的实现由软件和硬件配合完成。

● 网络软件（软件）

网络软件是在网络环境下控制和管理网络工作的计算机软件。根据软件功能，计算机网络软件可分为网络系统软件和网络应用软件两大类。

网络系统软件是控制和管理网络运行、提供网络通信、分配和管理共享资源的网络软件，它包括网络操作系统、网络协议软件、通信控制软件和管理软件等。网络操作系统（Network Operating System，NOS）指对局域网范围内资源进行统一调度和管理的程序，它是计算机网络软件核心程序，是网络软件系统基础，如图1-8所示。

图1-8 网络操作系统软件

网络协议软件（如TCP/IP协议软件）是实现各种网络协议的软件。它是网络软件中最重要的核心部分，任何网络软件都要通过协议软件才能发生作用。

网络应用软件是指为网络中的某一个应用目的而开发的软件系统（如远程教学软件、电子图书馆软件、Internet信息服务软件等），网络应用软件为用户提供访问网络的手段、网络服务、资源共享和信息的传输。

1.3.4 网卡

1.什么是网卡

网卡又称“网络适配器，（Network Interface Card，NIC）是局域网中最基本的部件之一，它是连接计算机与网络的硬件设备。无论是双绞线连接、同轴电缆连接还是光纤连接，都必须借助于网卡才能实现数据的通信。

网卡的主要工作原理是整理计算机上发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。对于网卡而言，每块网卡都有唯一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时植入ROM（只读存储芯片）中的，我们把它称为MAC地址（物理地址），且保证绝对不会重复。

我们日常使用的网卡都是以太网网卡。目前，网卡按其传输速度来分可分为10M网卡、10/100M自适应网卡及千兆（1000M）网卡。如果只是作为一般用途，如日常办公等，比较适合使用10M网卡和10/100M自适应网卡两种。如果应用于服务器等产品领域，就要选择千兆级的网卡。

2.网卡地址

MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址是识别LAN（局域网）节点的标识。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的计算机和接收数据的主机的地址。

也就是说，在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机的，它一般也是全球唯一的。例如，著名的以太网卡，其物理地址是48bit（比特位）的整数，如44-45-53-54-00-00，以机器可读的方式存入主机接口中。以太网地址管理机构（IEEE）将以太网地址，也就是48比特的不同组合，分为若干独立的连续地址组，生产以太网网卡的厂家就购买其中一组，具体生产时，逐个将唯一地址赋予以太网卡。

形象地说，MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。

如何获取本机的MAC？

在Windows 2003/XP中，依次单击“开始”→“运行”→输入“CMD”→回车→输入“ipconfig /all”→回车，即可看到MAC地址。

3.网卡的分类

1）按总线接口类型分

按网卡的总线接口类型来分一般可分为ISA接口网卡、PCI接口网卡，以及在服务器上使用的PCI-X总线接口类型的网卡，笔记本计算机所使用的网卡是PCMCIA接口类型的。

（1）ISA总线网卡；

（2）PCI总线网卡；

（3）PCI-X总线网卡；

（4）PCMCIA总线网卡；

（5）USB总线接口网卡。

2）按网络接口划分

除了可以按网卡的总线接口类型划分外，我们还可以按网卡的网络接口类型来划分。网卡最终是要与网络进行连接，所以，也就必须有一个接口使网线通过它与其他计算机网络设备连接起来。不同的网络接口适用于不同的网络类型，目前，常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电缆的AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提供了两种或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。

（1）RJ-45接口网卡；

（2）BNC接口网卡；

（3）AUI接口网卡；

（4）FDDI接口网卡；

（5）ATM接口网卡。

3）按带宽划分

随着网络技术的发展，网络带宽也在不断提高，但是不同带宽的网卡所应用的环境也有所不同，目前，主流的网卡主要有10Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1000Mbps千兆以太网卡四种。

（1）10Mbps网卡；

（2）100Mbps网卡；

（3）10Mbps/100Mbps网卡；

（4）1000Mbps以太网卡。

4）按网卡应用领域来分

如果根据网卡所应用的计算机类型来分，我们可以将网卡分为应用于工作站的网卡和应用于服务器的网卡。前面所介绍的基本上都是工作站网卡，其实通常也应用于普通的服务器上。但是在大型网络中，服务器通常采用专门的网卡。它相对于工作站所用的普通网卡来说在带宽（通常在100Mbps以上，主流的服务器网卡都为64位千兆网卡）、接口数量、稳定性、纠错等方面都有比较明显的提高。有的服务器网卡支持冗余备份、热拔插等服务器专用功能。

4.设置网卡IP地址

（1）在桌面上双击网上邻居（或者直接单击网上邻居弹出右键菜单，然后选择属性，这样的话跳过第二步）如图1-9所示。

图1-9 双击网上邻居

（2）进入网上邻居后，选择查看网络连接，如图1-10所示。

图1-10 查看网络连接

（3）进入网络连接面板，可以看到本地链接（如果没有可以新建一个，这里可以去查看我的另一个经验）如图1-11所示。

图1-11 找到本地连接

（4）然后选择单击，弹出菜单，单击“属性”选项，如图1-12所示。

图1-12 右击本地连接

（5）进入属性面板，可以看到有一个Internet协议，选择然后单击“属性”按钮进入，如图1-13所示。

图1-13 选择Internet协议（TCP/IP）单击“属性”按钮

（6）进入Internet协议属性面板，在这里可以设置IP，可以根据自己的要求自己亲手填写IP或者让系统自动获取，如图1-14和图1-15所示。

图1-14 手动设置IP

图1-15 自动获取IP

（7）选择自己的方法完成后，单击“确定”按钮即可。

5.查看IP地址命令

1）查看IP地址命令ipconfig的参数

● /all

显示所有适配器的完整TCP/IP配置信息。在没有该参数的情况下ipconfig只显示IP地址、子网掩码和各个适配器的默认网关值。适配器可以代表物理接口（如安装的网络适配器）或逻辑接口（如拨号连接）。

● /renew [adapter]

更新所有适配器（如果未指定适配器），或特定适配器（如果包含了Adapter参数）的DHCP配置。该参数仅在具有配置为自动获取IP地址的网卡的计算机上可用。要指定适配器名称，请键入使用不带参数的ipconfig命令显示的适配器名称。

● /release [adapter]

发送DHCPRELEASE消息到DHCP服务器，以释放所有适配器（如果未指定适配器）或特定适配器（如果包含了Adapter参数）的当前DHCP配置并丢弃IP地址配置。该参数可以禁用配置为自动获取IP地址的适配器的TCP/IP。要指定适配器名称，请键入使用不带参数的ipconfig命令显示的适配器名称。

● /flushdns

清理并重设DNS客户解析器缓存的内容。如有必要，在DNS疑难解答期间，可以使用本过程从缓存中丢弃否定性缓存记录和任何其他动态添加的记录。

● /displaydns

显示DNS客户解析器缓存的内容，包括从本地主机文件预装载的记录及由计算机解析的名称查询而最近获得的任何资源记录。DNS客户服务在查询配置的DNS服务器之前使用这些信息快速解析被频繁查询的名称。

● /registerdns

初始化计算机上配置的DNS名称和IP地址的手工动态注册。可以使用该参数对失败的DNS名称注册进行疑难解答或解决客户和DNS服务器之间的动态更新问题，而不必重新启动客户计算机。TCP/IP协议高级属性中的DNS设置可以确定DNS中注册了哪些名称。

● /showclassid adapter

显示指定适配器的DHCP类别ID。要查看所有适配器的DHCP类别ID，可以使用星号（*）通配符代替Adapter。该参数仅在具有配置为自动获取IP地址的网卡的计算机上可用。

● /setclassid Adapter [ClassID]

配置特定适配器的DHCP类别ID。要设置所有适配器的DHCP类别ID，可以使用星号（*）通配符代替Adapter。该参数仅在具有配置为自动获取IP地址的网卡的计算机上可用。如果未指定DHCP类别ID，则会删除当前类别ID。

● /?

在命令提示符显示帮助。

2）范例

要显示所有适配器的基本TCP/IP配置，请键入：

        ipconfig

要显示所有适配器的完整TCP/IP配置，请键入：

        ipconfig/all

仅更新“本地连接”适配器的由DHCP分配IP地址的配置，请键入：

        ipconfig/renew "Local Area Connection"

要在排除DNS的名称解析故障期间清理DNS解析器缓存，请键入：

        ipconfig/flushdns

要显示名称以Local开头的所有适配器的DHCP类别ID，请键入：

        ipconfig/showclassid Local*

要将“本地连接”适配器的DHCP类别ID设置为TEST，请键入：

        ipconfig/setclassid "Local Area Connection" TEST

6.测试网络中计算机连通性命令ping

PING（Packet Internet Groper），因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序。ping发送一个ICMP（Internet Control Messages Protocol）即因特网信报控制协议；回声请求消息给目的地并报告是否收到所希望的ICMP回声应答，如图1-16所示。

图1-16 PING命令的信息反馈

它是用来检查网络是否通畅或者网络连接速度的命令。作为一个生活在网络上的管理员或者黑客来说，ping命令是第一个必须掌握的DOS命令，它所利用的原理是这样的：利用网络上机器IP地址的唯一性，给目标IP地址发送一个数据包，再要求对方返回一个同样大小的数据包来确定两台网络机器是否连接相通，时延是多少。

ping指的是端对端连通，通常用来作为可用性的检查，但是某些病毒木马会强行大量远程执行ping命令抢占你的网络资源，导致系统变慢，网速变慢。严禁ping入侵作为大多数防火墙的一个基本功能提供给用户进行选择。通常的情况下如果不用作服务器或者进行网络测试，可以放心的选中它，保护你的计算机。

举例说明：

ping就是对一个网址发送测试数据包，看对方网址是否有响应并统计响应时间，以此测试网络。

具体方式是，开始——运行—cmd，在调出的dos窗口下输入ping空格+要ping的网址，回车。

如“pingXXX网址”之后屏幕会显示类似信息：

        Pinging XXX网址[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是响应时间，这个时间越小，说明连接这个地址速度越快。

1.3.5 管理和使用共享资源

1.共享和共享文件夹

（1）共享：指定资源共享后，才能够使其他用户从网络上访问到它。因此，网络中的资源只有先共享后，才能为其他用户使用。

（2）共享文件夹：通常指网络上其他用户可以远程访问的、非本计算机上的文件夹。

（3）权限：用来控制资源的访问对象及访问的权限方式。对象的所有者可以分配对象的权限。

（4）共享资源：是指可以由多个其他设备或程序使用的任何设备、数据或程序。对于Windows来说，共享资源是指所有可用于网络用户访问的资源，共享资源也可以专指服务器上网络用户可以使用的资源。

2.共享资源的类型

在网络中，共享资源共有3种类型，即特殊共享资源、隐藏共享资源及显示共享资源。

1）特殊共享资源

特殊共享资源又称“管理共享”，它们不是由管理员建立的，而是操作系统根据计算机的配置自动创建的。特殊共享资源通常用于管理或者由操作系统调用。

在网上邻居中，这些特殊共享资源是不可见的。

2）自定义的隐藏共享

当打算隐藏自己的共享资源时，可以在设置的共享资源名后面加上$。在使用隐藏共享时，应当注意“$”是共享名的一部分。隐藏共享文件夹被系统认作特殊的共享资源，这种共享资源在“网上邻居”中浏览计算机的共享文件夹时是不可见的。

3）自定义的显式共享

自定义的显式共享是指用户开放的本地共享资源。用户通过“网上邻居”可以浏览到显式共享资源。

3.开放共享资源

1）开放共享

（1）工具：开放共享资源，可以使用本机的“计算机管理”或“创建共享文件夹”进行设置。

（2）设置内容：共享名、访问者和访问权限的控制等几项基本内容。

（3）开放共享资源的操作：包括“共享”和“安全”两项。

2）使用共享资源的方法

使用网络共享资源：开放共享资源后，其他计算机上的用户就可以通过网络使用已共享的资源。

（1）直接使用。

通过“网上邻居”可以浏览到共享资源。适应场合：只适合未隐藏的显式共享资源。

（2）UNC路径方式。

UNC的定义格式：\\ 计算机名或IP地址 \ 共享名。适应场合：所有共享资源。用户可以在“我的计算机”右键中“映射网络驱动器”对话框、“运行”对话框、“地址栏”中使用。

（3）映射网络驱动器的方法。

适应场合：所有共享资源。