第一章 计算机局域网概述
系统的理解网络理论对于掌握网络技术是十分必要的，本论文中仅对于相关技术作简单的介绍，便于读者阅读。
一. 计算机局域网
“网络就是计算机”，计算机网络已经在企业、事业、学校、政府机关等地方成为不可缺少的工具。对网络的进一步定义是：
“至少有两个具有共享需求的个体；至少有一种方法或通路使其个体互连；至少有一种规则使两个或两个以上个体相互传信。”个体指计算机硬件和软件、方法或通路指连接与传输媒介、规则指网络通信协议。网络在不同的阶段有不同的含义，定义也会被修改，但几十年的变迁有一点始终不改，那就是“资源”的共享，包括软件资源、硬件资源、数据和服务资源的共享，它是组网的原始动力。
1. 计算机网络的分类
网络按照传输距离可以分为一下3种： 1) 局域网（Local Area Networks，简称LAN）。
局域网的传输距离较短一般从几米到几公里，往往用于一个单位，比如一个公司、一个政府部门等。局域网的优点是传输速率高，往往可以达到百兆或千兆，局域网的另一个优点是传输信号质量高，误码率低，传输时延小。
2) 广域网（Wide Area Networks，简称WAN）。
广域网也成为远程网，传输距离为几百公里甚至更远，一般跨城市甚至国家。广域网往往会用多种通信介质，比如光纤、微波中继、卫星通信与电力载波等。如何在广域网上保证网络访问的安全，是目前网络技术的关键和核心技术领域之一。
3) 城域网（Metropolitan Area Network，简称MAN）。
城域网介于LAN和WAN之间，传输距离由几公里到十几公里，“城域网”可以理解为一个城市范围内的网络，事实上目前的城域网通常以高速环网为核心架构一个城市的主干高速通信网。
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2. 计算机网络的拓扑结构
网络拓扑就是网络中计算机、缆线以及其他通信部件构成的几何布局。计算机网络的拓扑有多种类型，并且是随着网络技术的不断发展而不断涌现与完善。
1) 总线型（Bus）
将各节点的设备用同一根网线连接起来，所有主机共享同一通信介质，拓扑结构如图1.1。在总线电缆上任何一处的松动和脱离都会引起网络无法运行，且由于布线问题故障的定位及修复比较困难，维护比较困难
图1.1 总线型网络拓扑结构
2) 星形（Star）
星型拓扑网络以中央节点为中心，由中央节点与其他节点相连接组成，如图1.2所示。中央节点机一般为集线器或交换机，除了中心节点之外的任何节点故障或节点的增减都不影响网络中的其他节点工作，从而实现了网络便于维护、便于管理的优越性。
图1.2 星型网络拓扑结构
3) 树形（Tree）
当一台集线器或交换机的端口数量不足以连接所有的计算机或者需要联网的计算机分布比较分散，可以再串联第二级星型网络，如图1.3所示，这就是树形拓扑结构。
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图1.3 树形网络拓扑结构
4) 环形（Ring）
网络中各节点通过环路接口，链接到一条首尾相连的闭合环形通信线路中，如图1.4所示。环网上的任何一个节点的故障都会影响整个网络传输。
图1.4 环形网络拓扑结构
二. 计算机网络的相关技术
1. 网络结构层次
国际标准化组织未来连接不同设备的网络体系结构，于1984年提出开放系统互联参考模型OSI（Open System Interconnection）。它被分成7层，这7个层次分别定义了不同的功能。几乎所有的网络都是基于这种体系结构的模型进行改进并定义的，这些层次从上到下分别是应用层、表示层、会话层、运输层、网络层，数据链路层和物理层，其中物理层是位于体系结构的最低层，它定义了OSI网络中的物理特性和电气特性。OSI参考模型及工作过程如图1.5所示。
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主机A应用进程A数据数据数据单元数据单元报文分组包帧比特序列传 输 介 质主机B应用进程B应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层网络层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层网络层图1.5 OSI七层体系结构及数据流说明
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议和互连网协议）缩写，TCP/IP体系结构是当前应用于Internet网络中的体系结构，它是由OSI结构演变来的，它没有表示层，只有应用层、运输层，互联层和网络接口层。
2. IP地址和MAC地址
2.1 IP地址
1) IP地址
网络地址唯一指定了每一个网络，同一网络中的每台计算机都共享相同的网络地址，并用它作为自己IP地址的一部分。例如，在IP地址172.16.30.56中，172.16就是这个网络地址。
主机地址是在一个网络中用来标识每台计算机的，它是一个唯一的标识符。在IP地址为172.16.30.56的这个例子中，30.56就是这个主机的地址。
IP地址分为A、B、C、D、E五类，图1.6解释了这5个网络的类别关系，表1.1说明了这几类地址的范围及掩码。
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