計算機網路張凌傑

❶ 有誰能告訴我有關網路的知識

路由器術語
要解釋路由器的概念，首先得知道什麼是路由。所謂「路由」，是指把數據從一個地方傳送到另一個地方的行為和動作，而路由器，正是執行這種行為動作的機器，它的英文名稱為Router,是一種連接多個網路或網段的網路設備，它能將不同網路或網段之間的數據信息進行「翻譯」，以使它們能夠相互「讀懂」對方的數據，從而構成一個更大的網路。

簡單的講，路由器主要有以下幾種功能：
第一，網路互連，路由器支持各種區域網和廣域網介面，主要用於互連區域網和廣域網，實現不同網路互相通信；
第二，數據處理，提供包括分組過濾、分組轉發、優先順序、復用、加密、壓縮和防火牆等功能；
第三，網路管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容錯管理和流量控制等功能。
為了完成「路由」的工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據－－路由表（Routing Table），供路由選擇時使用。路由表中保存著子網的標志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。路由表可以是由系統管理員固定設置好的，也可以由系統動態修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。在路由器中涉及到兩個有關地址的名字概念，那就是：靜態路由表和動態路由表。由系統管理員事先設置好固定的路由表稱之為靜態（static）路由表，一般是在系統安裝時就根據網路的配置情況預先設定的，它不會隨未來網路結構的改變而改變。動態（Dynamic）路由表是路由器根據網路系統的運行情況而自動調整的路由表。路由器根據路由選擇協議（Routing Protocol）提供的功能，自動學習和記憶網路運行情況，在需要時自動計算數據傳輸的最佳路徑。
為了簡單地說明路由器的工作原理，現在我們假設有這樣一個簡單的網路。如圖所示，A、B、C、D四個網路通過路由器連接在一起。

現在我們來看一下在如圖所示網路環境下路由器又是如何發揮其路由、數據轉發作用的。現假設網路A中一個用戶A1要向C網路中的C3用戶發送一個請求信號時，信號傳遞的步驟如下：
第1步：用戶A1將目的用戶C3的地址C3，連同數據信息以數據幀的形式通過集線器或交換機以廣播的形式發送給同一網路中的所有節點，當路由器A5埠偵聽到這個地址後，分析得知所發目的節點不是本網段的，需要路由轉發，就把數據幀接收下來。
第2步：路由器A5埠接收到用戶A1的數據幀後，先從報頭中取出目的用戶C3的IP地址，並根據路由表計算出發往用戶C3的最佳路徑。因為從分析得知到C3的網路ID號與路由器的C5網路ID號相同，所以由路由器的A5埠直接發向路由器的C5埠應是信號傳遞的最佳途經。
第3步：路由器的C5埠再次取出目的用戶C3的IP地址，找出C3的IP地址中的主機ID號，如果在網路中有交換機則可先發給交換機，由交換機根據MAC地址表找出具體的網路節點位置；如果沒有交換機設備則根據其IP地址中的主機ID直接把數據幀發送給用戶C3，這樣一個完整的數據通信轉發過程也完成了。
從上面可以看出，不管網路有多麼復雜，路由器其實所作的工作就是這么幾步，所以整個路由器的工作原理基本都差不多。當然在實際的網路中還遠比上圖所示的要復雜許多，實際的步驟也不會像上述那麼簡單，但總的過程是這樣的。

目前，生產路由器的廠商，國外主要有CISCO（思科）公司、北電網路等，國內廠商包括華為等。

交換機的英文名稱之為「Switch」，它是集線器的升級換代產品，從外觀上來看，它與集線器基本上沒有多大區別，都是帶有多個埠的長方體。交換機是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。
「交換」和「交換機」最早起源於電話通訊系統PSTN。我們以前經常在電影或電視中看到一些老的影片時常看到有人在電話機旁狂搖幾下（注意不是撥號），然後就說：給我接XXX，話務員接到要求後就會把相應端線頭插在要接的端子上，即可通話。其實這就是最原始的電話交換機系統，只不過它是一種人工電話交換系統，不是自動的，也不是我們所指的計算機交換機，但是今天的交換機也就是在這個電話交換機技術上發展而來的。
交換機的主要功能包括物理編址、網路拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流量控制。目前一些高檔交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬區域網）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有路由和防火牆的功能。
交換機擁有一條很高帶寬的背部匯流排和內部交換矩陣。交換機的所有的埠都掛接在這條背部匯流排上。控制電路收到數據包以後，處理埠會查找內存中的MAC地址（網卡的硬體地址）對照表以確定目的MAC的NIC（網卡）掛接在哪個埠上，通過內部交換矩陣直接將數據迅速包傳送到目的節點，而不是所有節點，目的MAC若不存在才廣播到所有的埠。這種方式我們可以明顯地看出一方面效率高，不會浪費網路資源，只是對目的地址發送數據，一般來說不易產生網路堵塞；另一個方面數據傳輸安全，因為它不是對所有節點都同時發送，發送數據時其它節點很難偵聽到所發送的信息。這也是交換機為什麼會很快取代集線器的重要原因之一。

交換機與集線器的區別主要體現在如下幾個方面：
（1）在OSI/RM（OSI參考模型）中的工作層次不同
交換機和集線器在OSI／RM開放體系模型中對應的層次就不一樣，集線器是同時工作在第一層（物理層）和第二層（數據鏈路層），而交換機至少是工作在第二層，更高級的交換機可以工作在第三層（網路層）和第四層（傳輸層）。
（2）交換機的數據傳輸方式不同
集線器的數據傳輸方式是廣播（broadcast）方式，而交換機的數據傳輸是有目的的，數據只對目的節點發送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情況下第一次使用廣播方式發送，然後因為交換機具有MAC地址學習功能，第二次以後就不再是廣播發送了，又是有目的的發送。這樣的好處是數據傳輸效率提高，不會出現廣播風暴，在安全性方面也不會出現其它節點偵聽的現象。
（3）帶寬佔用方式不同
在帶寬佔用方面，集線器所有埠是共享集線器的總帶寬，而交換機的每個埠都具有自己的帶寬，這樣就交換機實際上每個埠的帶寬比集線器埠可用帶寬要高許多，也就決定了交換機的傳輸速度比集線器要快許多。
（4）傳輸模式不同
集線器只能採用半雙工方式進行傳輸的，因為集線器是共享傳輸介質的，這樣在上行通道上集線器一次只能傳輸一個任務，要麼是接收數據，要麼是發送數據。而交換機則不一樣，它是採用全雙工方式來傳輸數據的，因此在同一時刻可以同時進行數據的接收和發送，這不但令數據的傳輸速度大大加快，而且在整個系統的吞吐量方面交換機比集線器至少要快一倍以上，因為它可以接收和發送同時進行，實際上還遠不止一倍，因為埠帶寬一般來說交換機比集線器也要寬許多倍。
總之，交換機是一種基於MAC地址識別，能完成封裝轉發數據包功能的網路設備。目前，主流的交換機廠商以國外的CISCO(思科)、3COM、安奈特為代表，國內主要有華為、D-LINK等。

網卡也叫「網路適配器」，英文全稱為「Network Interface Card」，簡稱「NIC」，。網卡是區域網中最基本的部件之一，它是連接計算機與網路的硬體設備。無論是雙絞線連接、同軸電纜連接還是光纖連接，都必須藉助於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，並將數據分解為適當大小的數據包之後向網路上發送出去。對於網卡而言，每塊網卡都有一個唯一的網路節點地址，它是網卡生產廠家在生產時燒入ROM（只讀存儲晶元）中的，我們把它叫做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乙太網網卡。目前網卡按其傳輸速度來分可分為10M網卡、10/100M自適應網卡以及千兆（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。如果應用於伺服器等產品領域，就要選擇千兆級的網卡。

集線器，英文名又稱Hub，在OSI模型中屬於數據鏈路層。價格便宜是它最大的優勢，但由於集線器屬於共享型設備，導致了在繁重的網路中，效率變得十分低下，所以我們在中、大型的網路中看不到集線器的身影。如今的集線器普遍採用全雙工模式，市場上常見的集線器傳輸速率普遍都為100Mbps。接下來我們了解一下集線器的幾個概念：

共享型

集線器最大的特點就是採用共享型模式，就是指在有一個埠在向另一個埠發送數據時，其他埠就處於「等待」狀態。為什麼會「等待」呢？舉個例子來說，其實在單位時間內A向B發送數據包時，A是發送給B、C、D三個埠的（該現象即緊接下文介紹的IP廣播），但是只有B接收，其他的埠在第一單位時間判斷不是自己需要的數據後將不會再去接收A發送來的數據。直到A再次發送IP廣播，在A再次發送IP廣播之前的單位時間內，C，D是閑置的，或者CD之間可以傳輸數據。如圖1，我們可以理解為集線器內部只有一條通道（即公共通道），然後在公共通道下方就連接著所有埠。

IP廣播

所謂IP廣播（也稱：群發），是指集線器在發送數據給下層設備時，不分原數據來自何處，將所得數據發給每一個埠，如果其中有埠需要來源的數據，就會處於接收狀態，而不需要的埠就處於拒絕狀態。舉個例子來說：在網內時，當客戶端A發送數據包給客戶端B時，集線器便將來自A的數據包群發給每一個埠，此時B就處於接收狀態，其它埠則處於拒絕狀態；在網外也如此，當客戶端A發送域名「www.163.com」時，通過集線器，然後經過DNS域名解析把IP地址（202.108.36.172）發回給集線器。此時，集線器便群發給所有接入的埠，需要此地址的機器便處於接收狀態（客戶端A處於接收狀態），不需要則處於拒絕狀態。

單位時間

這應該是最簡單的一個名詞了，也可以理解為Hub的工作頻率，比如工作頻率為33MHz的Hub，那麼在單位時間內Hub能做什麼事呢？上面在解釋共享型的時候已經舉了個例子，但是有一點在這需要解釋的是，比如我們有的時候會看到A在向B發送數據的「同時」，C也在向D傳送數據，這看起來似乎有點矛盾，也確實是這樣，那為什麼會看起來2者同時在進行呢？因為A在第一個單位時間內發送數據給B的時候，由於廣播的原因，B、C、D在第一個單位時間內會同時接受廣播，但是C，D會從第2個單位時間開始拒絕接收A發來的數據，因為C和D已經判斷出這些數據不是他們需要的數據。而且在第2個單位時間的時候C也發送一個數據廣播，A，B，D都接受，但是只有D會接收這些數據。這些操作只用2到3個單位時間，但是我們卻很難察覺到，感覺上就是在同時「進行」一樣

網橋（Bridge）是一個區域網與另一個區域網之間建立連接的橋梁。網橋是屬於網路層的一種設備，它的作用是擴展網路和通信手段，在各種傳輸介質中轉發數據信號，擴展網路的距離，同時又有選擇地將有地址的信號從一個傳輸介質發送到另一個傳輸介質，並能有效地限制兩個介質系統中無關緊要的通信。網橋可分為本地網橋和遠程網橋。本地網橋是指在傳輸介質允許長度范圍內互聯網路的網橋；遠程網橋是指連接的距離超過網路的常規范圍時使用的遠程橋，通過遠程橋互聯的區域網將成為城域網或廣域網。如果使用遠程網橋，則遠程橋必須成對出現。在網路的本地連接中，網橋可以使用內橋和外橋。內橋是文件服務的一部分，通過文件伺服器中的不同網卡連接起來的區域網，由文件伺服器上運行的網路操作系統來管理。外橋安裝在工作站上，實現兩個相似或不同的網路之間的連接。外橋不運行在網路文件伺服器上，而是運行在一台獨立的工作站上，外橋可以是專用的，也可以是非專用的。作為專用網橋的工作站不能當普通工作站使用，只能建立兩個網路之間的橋接。而非專用網橋的工作站既可以作為網橋，也可以作為工作站。

在一個計算機網路中，當連接不同類型而協議差別又較大的網路時，則要選用網關設備。網關的功能體現在OSI模型的最高層，它將協議進行轉換，將數據重新分組，以便在兩個不同類型的網路系統之間進行通信。由於協議轉換是一件復雜的事，一般來說，網關只進行一對一轉換，或是少數幾種特定應用協議的轉換，網關很難實現通用的協議轉換。用於網關轉換的應用協議有電子郵件、文件傳輸和遠程工作站登錄等。 網關和多協議路由器（或特殊用途的通信伺服器）組合在一起可以連接多種不同的系統。和網橋一樣網關可以是本地的，也可以是遠程的。目前，網關已成為網路上每個用戶都能訪問大型主機的通用工具。

中繼器（Reperter)

中繼器（RP repeater）是連接網路線路的一種裝置，常用於兩個網路節點之間物理信號的雙向轉發工作。中繼器是最簡單的網路互聯設備，主要完成物理層的功能，負責在兩個節點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復制、調整和放大功能，以此來延長網路的長度。由於存在損耗，在線路上傳輸的信號功率會逐漸衰減，衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導致接收錯誤。中繼器就是為解決這一問題而設計的。它完成物理線路的連接，對衰減的信號進行放大，保持與原數據相同。 一般情況下，中繼器的兩端連接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉接工作。從理論上講中繼器的使用是無限的，網路也因此可以無限延長。事實上這是不可能的，因為網路標准中都對信號的延遲范圍作了具體的規定，中繼器只能在此規定范圍內進行有效的工作，否則會引起網路故障。乙太網絡標准中就約定了一個乙太網上只允許出現5個網段，最多使用4個中繼器，而且其中只有3個網段可以掛接計算機終端

❷ 論計算機網路故障處理及維護方法

論計算機網路故障處理及維護方法

[論文摘要] 本文就網路中常見故障進行分類，針對各種常見網路故障提出相應的解決方法，並就如何加強網路的維護進行了概括論述。

網路出現故障是極普遍的事，其種類也多種多樣，在網路出現故障時對出現的問題及時進行維護，以最快的速度恢復網路的正常運行，掌握一套行之有效的網路維護理論方法和技術是至關重要的。

一、計算機網路故障的分類

計算機網路故障主要是指，用戶在使用計算機網路過程中或網路在運行過程中出現的問題，導致計算機網路不能正常使用。通常計算機網路故障可以按照其故障的性質，分為故障和故障。
（一）物理故障
物理故障也就是硬體故障，一般是指網路設備或線路損壞、介面松動、線路受到嚴重干擾，以及因為人為因素導致的網路連接錯誤等情況。出現該類故障時，通常表現為網路斷開或時斷時續。物理故障主要包括：
（1）線路故障
線路故障的發生率在日常的網路維護中非常高，約占發生網路故障的60％～70％。線路故障包括線路的損壞和線路受到嚴重干擾。
（2）介面故障
介面故障通常包括插頭松動和埠本身的物理損壞。如：雙絞線RJ45接頭的損壞。
（3）交換機或路由器故障
交換機或路由器故障在這里是指設備出現物理損壞，無法正常工作，導致網路不能正常運行的情況。
（4）網卡故障
網卡也稱網路適配器，大多安裝在計算機的主機內部。通過主機完成配置和。網卡故障主要包括網卡松動、主機網卡插槽故障、網卡本身物理故障等。
（二）邏輯故障
邏輯故障也稱為軟體故障，主要是指軟體安裝或網路設備配置錯誤所引起的網路異常。與硬體故障相比，邏輯故障往往要復雜得多。常見的網路邏輯故障有：主機邏輯故障、進程或埠故障、路由器故障等。
（1）主機邏輯故障
主機邏輯故障通常包括網卡驅動程序、網路通信協議或服務安裝不正確、網路地址參數配置有誤等。對計算機網路用戶來講，該類故障是十分常見的網路故障之一。
（2）進程或埠故障
進程或埠故障是指一些有關網路連接的進程或埠由於受到病毒或系統的影響而意外關閉的情況。如WWW伺服器的80埠意外關閉，導致其提供的Web服務無法訪問。
（3）路由器邏輯故障
路由器邏輯故障通常包括路由器配置有誤、CPU利用率過高、埠參數錯誤、內存餘量偏小等情況。典型的路由器邏輯故障有：路由配置錯誤導致的路由循環，以及CPU利用率過高導致的網路服務質量下降。

二、計算機網路常見故障的處理

當計算機網路出現故障時，我們可以根據經驗分別對網路鏈路、伺服器和客戶機進行分析處理。對於伺服器和客戶機，可以對其硬體、軟體、驅動程序、應用程序、設置以及病毒等多個方面進行故障的診斷和排查；對於網路鏈路，可以利用各種測試工具或者測試軟體來幫助診斷和排查造成故障的原因。對於計算機網路常見故障的處理，應該說一般人都能很快掌握，並且只要用點心，注意觀察和積累，是容易積累經驗的。
(一) 本地連接斷開
對於這種網路故障，首先，利用經驗分析法，可以判斷出該類故障多為物理故障，即硬體故障；其次，根據七層網路結構模型分析法自下而上的思路，可以確定該故障應發生在物理層；最後，利用測線儀等工具測試網線、介面、網卡以及交換機埠是否正常。
(二) 本地連接受限制或無連接
這類故障一般都屬於邏輯故障，通常可以逐一檢查IP地址等參數的配置、網路設備的設置、網路協議的安裝等是否正確，找出故障出處，並對故障進行修復或者對某些軟體進行重新安裝。
（三）本地連接正常，但瀏覽器無法訪問網頁
通過經驗分析法，可以發現該類故障多為邏輯故障，且該類故障較為復雜，可以細分為如下多種情況：使用IP地址和域名均不能訪問網頁。出現這種情況，多為瀏覽器本身故障或被惡意軟體篡改破壞，導致無法瀏覽網頁。可以嘗試利用360安全衛士等修復軟體修復瀏覽器，或重裝瀏覽器以及使用其他瀏覽器Firefox瀏覽器。使用IP地址可以訪問網頁，但使用域名無法訪問。對於這種情況，多為DNS配置有誤，可以檢查DNS配置是否正確。可以使用QQ等網路軟體，但無法訪問網頁。此種情況與第一種情況類似。可以參考第一種情況的故障處理方法來處理。

三、如何加強網路的維護

（一）概括的說，應做到：
（1）加強計算機網路許可權
伺服器的管理由網路管理員和伺服器管理人員共同負責，根據伺服器的用途及相關用戶的工作職責及許可權制定相應的安全策略，嚴格控制普通用戶對伺服器的透明操作。路由器、區域網交換機、防火牆的管理只能由網路管理員和經授權的人員進行，嚴禁其他人員進行。信息網路和國家公眾互聯網的訪問管理由網路管理員根據相關文件制定相應的策略。嚴禁下載無用文件，以防感染病毒。
（2）加強系統的完整性檢查
網路管理員應每周對網路的完整性進行檢查。必須將伺服器上含有機密數據的區域全部轉換成NTFS格式；存儲和讀取網路上的任何數據皆須通過密碼登錄。經常運行NetWare 提供的“SECURITY”實用程序，找出網路系統中最薄弱的環節，檢查並堵塞潛在漏洞。
（3）信息加密策略
網路加密常用的方法有鏈路加密、端點加密和節點加密三種。鏈路加密的目的是保護網路節點之間的鏈路信息安全；端點加密的目的是對源端用戶到目的端用戶的數據提供保護；節點加密的目的是對源節點到目的節點之間的傳輸鏈路提供保護。用戶可根據網路情況酌情選擇上述加密方式。信息加密過程它以很小的代價提供很大的安全保護，在多數情況下，信息加密是保證信息機密性的唯一方法。
（4）強化訪問控制，力促計算機網路系統運行正常
訪問控制是網路安全防範和保護的主要措施，它的任務是保證網路資源不被非法用戶使用和訪問，是網路安全最重要的核心策略之一。網路管理員應該可以控制和限制普通用戶的賬號使用、訪問網路的時間、方式。用戶名或用戶賬號是所有計算機系統中最基本的安全形式，用戶賬號應只有系統管理員才能建立。用戶口令應是用戶訪問網路所必須提交的“證件”、用戶可以修改自己的口令，但系統管理員應該可以控制口令的以下幾個方面的限制：最小口令長度、強制修改口令的時間間隔、口令的唯一性、口令過期失效後允許入網的寬限次數。
（二）具體來說，應該做到：
（1）硬體維護
計算機的硬體日常檢查在電腦維護中扮演著非常重要的角色，有助於硬體的`正常使用以及防止網路故障的出現。一般是先對網卡、集線器、網線、路由器、交換機等故障進行檢查，再查看電腦硬碟、顯示器、內存等運行是否正常，對出現故障的電腦硬體需要進行及時的修理或者更換。此外也需要保證聯網電腦的硬體可以滿足聯網最基本的條件，以便聯網可以正常進行。
（2）軟體維護
①檢查網路的安全性能：其主要包括對所安裝的反病毒軟體定期升級以及維護，對防火牆進行無定期的版本升級，對資料庫進行加密處理同時對其加密手段與方式做定期的更新。
②定期對網路設備進行檢測：主要是對交換器、集線器以及路由器等網路裝置的檢測。一般檢查其運行狀態與系統的系統配置是否正常等。
③對計算機網路設置進行定期檢查：主要包括查看伺服器是否工作正常，是否訪問正常，與檢查網路協議、服務是否正常。
（3）病毒的
計算機病毒是一個程序，一段可執行碼。就像生物病毒一樣，計算機病毒有獨特的復制能力。計算機病毒可以很快地蔓延，又常常難以根除。它們能把自身附著在各種類型的文上。當文件被復制或從一個用戶傳送到另一個用戶時，它們就隨同文件一起蔓延開來。除復制能力外，某些計算機病毒還有其它一些共同特性：一個被污染的程序能夠傳送病毒載體。當你看到病毒載體似乎僅僅表現在文字和圖象上時，它們可能也已毀壞了文件、再格式化了你的硬碟驅動或引發了其它類型的災害。若是病毒並不寄生於一個污染程序，它仍然能通過占據存貯空間給你帶來麻煩，並降低你的計算機的全部性能。做好病毒預防工作：首先，不要使用來路不明的磁碟或使用前。應先檢查有無病毒並及時查殺。其次，不要打開來路不明的郵件。第三，不要登錄非法，不良網站。第四，安裝殺毒軟體，並及時更新病毒庫，隨時監測，經常查殺病毒，及惡意插件等。
在做計算機維護的時候，值得強調的是，在任何時候都應將網路安全放在整個安全體系的首位，努力提高所有網路用戶的安全意識和基本維護技術。這對提高整個網路的安全和整個網路正常運行有著十分重要的意義。

參考文獻：
[1]張凌傑.網路故障檢測與維護[M]出版社，2006，12．
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