计算机网络张凌杰

❶ 有谁能告诉我有关网络的知识

路由器术语
要解释路由器的概念，首先得知道什么是路由。所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，而路由器，正是执行这种行为动作的机器，它的英文名称为Router,是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读懂”对方的数据，从而构成一个更大的网络。

简单的讲，路由器主要有以下几种功能：
第一，网络互连，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信；
第二，数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；
第三，网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念，那就是：静态路由表和动态路由表。由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态（static）路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。动态（Dynamic）路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。
为了简单地说明路由器的工作原理，现在我们假设有这样一个简单的网络。如图所示，A、B、C、D四个网络通过路由器连接在一起。

现在我们来看一下在如图所示网络环境下路由器又是如何发挥其路由、数据转发作用的。现假设网络A中一个用户A1要向C网络中的C3用户发送一个请求信号时，信号传递的步骤如下：
第1步：用户A1将目的用户C3的地址C3，连同数据信息以数据帧的形式通过集线器或交换机以广播的形式发送给同一网络中的所有节点，当路由器A5端口侦听到这个地址后，分析得知所发目的节点不是本网段的，需要路由转发，就把数据帧接收下来。
第2步：路由器A5端口接收到用户A1的数据帧后，先从报头中取出目的用户C3的IP地址，并根据路由表计算出发往用户C3的最佳路径。因为从分析得知到C3的网络ID号与路由器的C5网络ID号相同，所以由路由器的A5端口直接发向路由器的C5端口应是信号传递的最佳途经。
第3步：路由器的C5端口再次取出目的用户C3的IP地址，找出C3的IP地址中的主机ID号，如果在网络中有交换机则可先发给交换机，由交换机根据MAC地址表找出具体的网络节点位置；如果没有交换机设备则根据其IP地址中的主机ID直接把数据帧发送给用户C3，这样一个完整的数据通信转发过程也完成了。
从上面可以看出，不管网络有多么复杂，路由器其实所作的工作就是这么几步，所以整个路由器的工作原理基本都差不多。当然在实际的网络中还远比上图所示的要复杂许多，实际的步骤也不会像上述那么简单，但总的过程是这样的。

目前，生产路由器的厂商，国外主要有CISCO（思科）公司、北电网络等，国内厂商包括华为等。

交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看，它与集线器基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方体。交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
“交换”和“交换机”最早起源于电话通讯系统PSTN。我们以前经常在电影或电视中看到一些老的影片时常看到有人在电话机旁狂摇几下（注意不是拨号），然后就说：给我接XXX，话务员接到要求后就会把相应端线头插在要接的端子上，即可通话。其实这就是最原始的电话交换机系统，只不过它是一种人工电话交换系统，不是自动的，也不是我们所指的计算机交换机，但是今天的交换机也就是在这个电话交换机技术上发展而来的。
交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。目前一些高档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，甚至有的还具有路由和防火墙的功能。
交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上。控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的MAC地址（网卡的硬件地址）对照表以确定目的MAC的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵直接将数据迅速包传送到目的节点，而不是所有节点，目的MAC若不存在才广播到所有的端口。这种方式我们可以明显地看出一方面效率高，不会浪费网络资源，只是对目的地址发送数据，一般来说不易产生网络堵塞；另一个方面数据传输安全，因为它不是对所有节点都同时发送，发送数据时其它节点很难侦听到所发送的信息。这也是交换机为什么会很快取代集线器的重要原因之一。

交换机与集线器的区别主要体现在如下几个方面：
（1）在OSI/RM（OSI参考模型）中的工作层次不同
交换机和集线器在OSI／RM开放体系模型中对应的层次就不一样，集线器是同时工作在第一层（物理层）和第二层（数据链路层），而交换机至少是工作在第二层，更高级的交换机可以工作在第三层（网络层）和第四层（传输层）。
（2）交换机的数据传输方式不同
集线器的数据传输方式是广播（broadcast）方式，而交换机的数据传输是有目的的，数据只对目的节点发送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情况下第一次使用广播方式发送，然后因为交换机具有MAC地址学习功能，第二次以后就不再是广播发送了，又是有目的的发送。这样的好处是数据传输效率提高，不会出现广播风暴，在安全性方面也不会出现其它节点侦听的现象。
（3）带宽占用方式不同
在带宽占用方面，集线器所有端口是共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽，这样就交换机实际上每个端口的带宽比集线器端口可用带宽要高许多，也就决定了交换机的传输速度比集线器要快许多。
（4）传输模式不同
集线器只能采用半双工方式进行传输的，因为集线器是共享传输介质的，这样在上行通道上集线器一次只能传输一个任务，要么是接收数据，要么是发送数据。而交换机则不一样，它是采用全双工方式来传输数据的，因此在同一时刻可以同时进行数据的接收和发送，这不但令数据的传输速度大大加快，而且在整个系统的吞吐量方面交换机比集线器至少要快一倍以上，因为它可以接收和发送同时进行，实际上还远不止一倍，因为端口带宽一般来说交换机比集线器也要宽许多倍。
总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。目前，主流的交换机厂商以国外的CISCO(思科)、3COM、安奈特为代表，国内主要有华为、D-LINK等。

网卡也叫“网络适配器”，英文全称为“Network Interface Card”，简称“NIC”，。网卡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，每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM（只读存储芯片）中的，我们把它叫做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自适应网卡以及千兆（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。

集线器，英文名又称Hub，在OSI模型中属于数据链路层。价格便宜是它最大的优势，但由于集线器属于共享型设备，导致了在繁重的网络中，效率变得十分低下，所以我们在中、大型的网络中看不到集线器的身影。如今的集线器普遍采用全双工模式，市场上常见的集线器传输速率普遍都为100Mbps。接下来我们了解一下集线器的几个概念：

共享型

集线器最大的特点就是采用共享型模式，就是指在有一个端口在向另一个端口发送数据时，其他端口就处于“等待”状态。为什么会“等待”呢？举个例子来说，其实在单位时间内A向B发送数据包时，A是发送给B、C、D三个端口的（该现象即紧接下文介绍的IP广播），但是只有B接收，其他的端口在第一单位时间判断不是自己需要的数据后将不会再去接收A发送来的数据。直到A再次发送IP广播，在A再次发送IP广播之前的单位时间内，C，D是闲置的，或者CD之间可以传输数据。如图1，我们可以理解为集线器内部只有一条通道（即公共通道），然后在公共通道下方就连接着所有端口。

IP广播

所谓IP广播（也称：群发），是指集线器在发送数据给下层设备时，不分原数据来自何处，将所得数据发给每一个端口，如果其中有端口需要来源的数据，就会处于接收状态，而不需要的端口就处于拒绝状态。举个例子来说：在网内时，当客户端A发送数据包给客户端B时，集线器便将来自A的数据包群发给每一个端口，此时B就处于接收状态，其它端口则处于拒绝状态；在网外也如此，当客户端A发送域名“www.163.com”时，通过集线器，然后经过DNS域名解析把IP地址（202.108.36.172）发回给集线器。此时，集线器便群发给所有接入的端口，需要此地址的机器便处于接收状态（客户端A处于接收状态），不需要则处于拒绝状态。

单位时间

这应该是最简单的一个名词了，也可以理解为Hub的工作频率，比如工作频率为33MHz的Hub，那么在单位时间内Hub能做什么事呢？上面在解释共享型的时候已经举了个例子，但是有一点在这需要解释的是，比如我们有的时候会看到A在向B发送数据的“同时”，C也在向D传送数据，这看起来似乎有点矛盾，也确实是这样，那为什么会看起来2者同时在进行呢？因为A在第一个单位时间内发送数据给B的时候，由于广播的原因，B、C、D在第一个单位时间内会同时接受广播，但是C，D会从第2个单位时间开始拒绝接收A发来的数据，因为C和D已经判断出这些数据不是他们需要的数据。而且在第2个单位时间的时候C也发送一个数据广播，A，B，D都接受，但是只有D会接收这些数据。这些操作只用2到3个单位时间，但是我们却很难察觉到，感觉上就是在同时“进行”一样

网桥（Bridge）是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。网桥是属于网络层的一种设备，它的作用是扩展网络和通信手段，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络的距离，同时又有选择地将有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介质，并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信。网桥可分为本地网桥和远程网桥。本地网桥是指在传输介质允许长度范围内互联网络的网桥；远程网桥是指连接的距离超过网络的常规范围时使用的远程桥，通过远程桥互联的局域网将成为城域网或广域网。如果使用远程网桥，则远程桥必须成对出现。在网络的本地连接中，网桥可以使用内桥和外桥。内桥是文件服务的一部分，通过文件服务器中的不同网卡连接起来的局域网，由文件服务器上运行的网络操作系统来管理。外桥安装在工作站上，实现两个相似或不同的网络之间的连接。外桥不运行在网络文件服务器上，而是运行在一台独立的工作站上，外桥可以是专用的，也可以是非专用的。作为专用网桥的工作站不能当普通工作站使用，只能建立两个网络之间的桥接。而非专用网桥的工作站既可以作为网桥，也可以作为工作站。

在一个计算机网络中，当连接不同类型而协议差别又较大的网络时，则要选用网关设备。网关的功能体现在OSI模型的最高层，它将协议进行转换，将数据重新分组，以便在两个不同类型的网络系统之间进行通信。由于协议转换是一件复杂的事，一般来说，网关只进行一对一转换，或是少数几种特定应用协议的转换，网关很难实现通用的协议转换。用于网关转换的应用协议有电子邮件、文件传输和远程工作站登录等。 网关和多协议路由器（或特殊用途的通信服务器）组合在一起可以连接多种不同的系统。和网桥一样网关可以是本地的，也可以是远程的。目前，网关已成为网络上每个用户都能访问大型主机的通用工具。

中继器（Reperter)

中继器（RP repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。 一般情况下，中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作。从理论上讲中继器的使用是无限的，网络也因此可以无限延长。事实上这是不可能的，因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，中继器只能在此规定范围内进行有效的工作，否则会引起网络故障。以太网络标准中就约定了一个以太网上只允许出现5个网段，最多使用4个中继器，而且其中只有3个网段可以挂接计算机终端

❷ 论计算机网络故障处理及维护方法

论计算机网络故障处理及维护方法

[论文摘要] 本文就网络中常见故障进行分类，针对各种常见网络故障提出相应的解决方法，并就如何加强网络的维护进行了概括论述。

网络出现故障是极普遍的事，其种类也多种多样，在网络出现故障时对出现的问题及时进行维护，以最快的速度恢复网络的正常运行，掌握一套行之有效的网络维护理论方法和技术是至关重要的。

一、计算机网络故障的分类

计算机网络故障主要是指，用户在使用计算机网络过程中或网络在运行过程中出现的问题，导致计算机网络不能正常使用。通常计算机网络故障可以按照其故障的性质，分为故障和故障。
（一）物理故障
物理故障也就是硬件故障，一般是指网络设备或线路损坏、接口松动、线路受到严重干扰，以及因为人为因素导致的网络连接错误等情况。出现该类故障时，通常表现为网络断开或时断时续。物理故障主要包括：
（1）线路故障
线路故障的发生率在日常的网络维护中非常高，约占发生网络故障的60％～70％。线路故障包括线路的损坏和线路受到严重干扰。
（2）接口故障
接口故障通常包括插头松动和端口本身的物理损坏。如：双绞线RJ45接头的损坏。
（3）交换机或路由器故障
交换机或路由器故障在这里是指设备出现物理损坏，无法正常工作，导致网络不能正常运行的情况。
（4）网卡故障
网卡也称网络适配器，大多安装在计算机的主机内部。通过主机完成配置和。网卡故障主要包括网卡松动、主机网卡插槽故障、网卡本身物理故障等。
（二）逻辑故障
逻辑故障也称为软件故障，主要是指软件安装或网络设备配置错误所引起的网络异常。与硬件故障相比，逻辑故障往往要复杂得多。常见的网络逻辑故障有：主机逻辑故障、进程或端口故障、路由器故障等。
（1）主机逻辑故障
主机逻辑故障通常包括网卡驱动程序、网络通信协议或服务安装不正确、网络地址参数配置有误等。对计算机网络用户来讲，该类故障是十分常见的网络故障之一。
（2）进程或端口故障
进程或端口故障是指一些有关网络连接的进程或端口由于受到病毒或系统的影响而意外关闭的情况。如WWW服务器的80端口意外关闭，导致其提供的Web服务无法访问。
（3）路由器逻辑故障
路由器逻辑故障通常包括路由器配置有误、CPU利用率过高、端口参数错误、内存余量偏小等情况。典型的路由器逻辑故障有：路由配置错误导致的路由循环，以及CPU利用率过高导致的网络服务质量下降。

二、计算机网络常见故障的处理

当计算机网络出现故障时，我们可以根据经验分别对网络链路、服务器和客户机进行分析处理。对于服务器和客户机，可以对其硬件、软件、驱动程序、应用程序、设置以及病毒等多个方面进行故障的诊断和排查；对于网络链路，可以利用各种测试工具或者测试软件来帮助诊断和排查造成故障的原因。对于计算机网络常见故障的处理，应该说一般人都能很快掌握，并且只要用点心，注意观察和积累，是容易积累经验的。
(一) 本地连接断开
对于这种网络故障，首先，利用经验分析法，可以判断出该类故障多为物理故障，即硬件故障；其次，根据七层网络结构模型分析法自下而上的思路，可以确定该故障应发生在物理层；最后，利用测线仪等工具测试网线、接口、网卡以及交换机端口是否正常。
(二) 本地连接受限制或无连接
这类故障一般都属于逻辑故障，通常可以逐一检查IP地址等参数的配置、网络设备的设置、网络协议的安装等是否正确，找出故障出处，并对故障进行修复或者对某些软件进行重新安装。
（三）本地连接正常，但浏览器无法访问网页
通过经验分析法，可以发现该类故障多为逻辑故障，且该类故障较为复杂，可以细分为如下多种情况：使用IP地址和域名均不能访问网页。出现这种情况，多为浏览器本身故障或被恶意软件篡改破坏，导致无法浏览网页。可以尝试利用360安全卫士等修复软件修复浏览器，或重装浏览器以及使用其他浏览器Firefox浏览器。使用IP地址可以访问网页，但使用域名无法访问。对于这种情况，多为DNS配置有误，可以检查DNS配置是否正确。可以使用QQ等网络软件，但无法访问网页。此种情况与第一种情况类似。可以参考第一种情况的故障处理方法来处理。

三、如何加强网络的维护

（一）概括的说，应做到：
（1）加强计算机网络权限
服务器的管理由网络管理员和服务器管理人员共同负责，根据服务器的用途及相关用户的工作职责及权限制定相应的安全策略，严格控制普通用户对服务器的透明操作。路由器、局域网交换机、防火墙的管理只能由网络管理员和经授权的人员进行，严禁其他人员进行。信息网络和国家公众互联网的访问管理由网络管理员根据相关文件制定相应的策略。严禁下载无用文件，以防感染病毒。
（2）加强系统的完整性检查
网络管理员应每周对网络的完整性进行检查。必须将服务器上含有机密数据的区域全部转换成NTFS格式；存储和读取网络上的任何数据皆须通过密码登录。经常运行NetWare 提供的“SECURITY”实用程序，找出网络系统中最薄弱的环节，检查并堵塞潜在漏洞。
（3）信息加密策略
网络加密常用的方法有链路加密、端点加密和节点加密三种。链路加密的目的是保护网络节点之间的链路信息安全；端点加密的目的是对源端用户到目的端用户的数据提供保护；节点加密的目的是对源节点到目的节点之间的传输链路提供保护。用户可根据网络情况酌情选择上述加密方式。信息加密过程它以很小的代价提供很大的安全保护，在多数情况下，信息加密是保证信息机密性的唯一方法。
（4）强化访问控制，力促计算机网络系统运行正常
访问控制是网络安全防范和保护的主要措施，它的任务是保证网络资源不被非法用户使用和访问，是网络安全最重要的核心策略之一。网络管理员应该可以控制和限制普通用户的账号使用、访问网络的时间、方式。用户名或用户账号是所有计算机系统中最基本的安全角式，用户账号应只有系统管理员才能建立。用户口令应是用户访问网络所必须提交的“证件”、用户可以修改自己的口令，但系统管理员应该可以控制口令的以下几个方面的限制：最小口令长度、强制修改口令的时间间隔、口令的唯一性、口令过期失效后允许入网的宽限次数。
（二）具体来说，应该做到：
（1）硬件维护
计算机的硬件日常检查在电脑维护中扮演着非常重要的角色，有助于硬件的`正常使用以及防止网络故障的出现。一般是先对网卡、集线器、网线、路由器、交换机等故障进行检查，再查看电脑硬盘、显示器、内存等运行是否正常，对出现故障的电脑硬件需要进行及时的修理或者更换。此外也需要保证联网电脑的硬件可以满足联网最基本的条件，以便联网可以正常进行。
（2）软件维护
①检查网络的安全性能：其主要包括对所安装的反病毒软件定期升级以及维护，对防火墙进行无定期的版本升级，对数据库进行加密处理同时对其加密手段与方式做定期的更新。
②定期对网络设备进行检测：主要是对交换器、集线器以及路由器等网络装置的检测。一般检查其运行状态与系统的系统配置是否正常等。
③对计算机网络设置进行定期检查：主要包括查看服务器是否工作正常，是否访问正常，与检查网络协议、服务是否正常。
（3）病毒的
计算机病毒是一个程序，一段可执行码。就像生物病毒一样，计算机病毒有独特的复制能力。计算机病毒可以很快地蔓延，又常常难以根除。它们能把自身附着在各种类型的文上。当文件被复制或从一个用户传送到另一个用户时，它们就随同文件一起蔓延开来。除复制能力外，某些计算机病毒还有其它一些共同特性：一个被污染的程序能够传送病毒载体。当你看到病毒载体似乎仅仅表现在文字和图象上时，它们可能也已毁坏了文件、再格式化了你的硬盘驱动或引发了其它类型的灾害。若是病毒并不寄生于一个污染程序，它仍然能通过占据存贮空间给你带来麻烦，并降低你的计算机的全部性能。做好病毒预防工作：首先，不要使用来路不明的磁盘或使用前。应先检查有无病毒并及时查杀。其次，不要打开来路不明的邮件。第三，不要登录非法，不良网站。第四，安装杀毒软件，并及时更新病毒库，随时监测，经常查杀病毒，及恶意插件等。
在做计算机维护的时候，值得强调的是，在任何时候都应将网络安全放在整个安全体系的首位，努力提高所有网络用户的安全意识和基本维护技术。这对提高整个网络的安全和整个网络正常运行有着十分重要的意义。

参考文献：
[1]张凌杰.网络故障检测与维护[M]出版社，2006，12．
[2]黎连业．计算机网络故障诊断与排除[M]．清华大学出版社，2007，3．
[3]杨闯．网络规划与实现[M]．高等教育出版社，2005，12．

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