計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)與教育技術(shù)中心2013年6月內(nèi)容內(nèi)容l網(wǎng)絡(luò)基本概念l網(wǎng)絡(luò)原理l以太網(wǎng)技術(shù)lTCP/IP技術(shù)l廣域網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)I.網(wǎng)絡(luò)基本概念網(wǎng)絡(luò)基本概念l什么是網(wǎng)絡(luò)?l網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)l網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史l網(wǎng)絡(luò)的分類1、什么是網(wǎng)絡(luò)、什么是網(wǎng)絡(luò)?l定義：將地理位置不同，并且具有獨立的功能的計算機系統(tǒng)，通過通信設(shè)備和通信鏈路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)軟件的支持下，實現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)通訊和資源共享的系統(tǒng)，稱之為計算機網(wǎng)絡(luò)。l構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的基本組件：l有獨立計算能力的終端：PC機、UNIX服務(wù)器等l通信設(shè)備：路由器、交換機、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等l通信鏈路：銅纜、光纜、無線電波等l通信協(xié)議：TCP/IP等

2、l通信軟件：瀏覽器、郵件客戶端軟件等2、網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)l計算機網(wǎng)絡(luò)通常由三個部分組成,它們是：l通信子網(wǎng)，就是計算機網(wǎng)絡(luò)中負責(zé)數(shù)據(jù)通信的部分；l資源子網(wǎng)，是計算機網(wǎng)絡(luò)中面向用戶的部分，負責(zé)全網(wǎng)絡(luò)面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理工作；l通信協(xié)議，是通信雙方必須共同遵守的規(guī)則和約定。它的存在與否是計算機網(wǎng)絡(luò)與一般計算機互連系統(tǒng)的根本區(qū)別。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)=通信技術(shù)通信技術(shù)+計算機技術(shù)計算機技術(shù)3、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史l1957-計算機有了“互聯(lián)”的需求 在蘇聯(lián)發(fā)射人造地球衛(wèi)星時，比爾在蘇聯(lián)發(fā)射人造地球衛(wèi)星時，比爾蓋茨只有兩歲。艾森豪威爾憂心忡忡。為蓋茨只有兩歲。艾森豪威爾憂心忡忡。為使美國在

3、軍事科技上處于領(lǐng)先水平，他批準(zhǔn)建立了使美國在軍事科技上處于領(lǐng)先水平，他批準(zhǔn)建立了“高級研究規(guī)劃局高級研究規(guī)劃局”（ARPA）。從此展開了空間軍備競賽。）。從此展開了空間軍備競賽。 越來越多的政府機構(gòu)裝備了計算機。大學(xué)也開始安裝它們。政府和大學(xué)之間越來越多的政府機構(gòu)裝備了計算機。大學(xué)也開始安裝它們。政府和大學(xué)之間進行著數(shù)據(jù)的交換。多數(shù)交換工作是秘密進行的，這件事情不可能依賴美國郵政。進行著數(shù)據(jù)的交換。多數(shù)交換工作是秘密進行的，這件事情不可能依賴美國郵政。 一小群科學(xué)家解決了怎樣將計算機連到一起以共享信息，這樣，信息時代已一小群科學(xué)家解決了怎樣將計算機連到一起以共享信息，這樣，信息時代已作好了再次

4、起飛的準(zhǔn)備。作好了再次起飛的準(zhǔn)備。 3、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史l1962互聯(lián)網(wǎng)的雛形互聯(lián)網(wǎng)的雛形ARPANET 投入運營投入運營 美國空軍由于擔(dān)心對美國的核攻擊可能會中斷重要的通信線路，因此美國空軍由于擔(dān)心對美國的核攻擊可能會中斷重要的通信線路，因此委托蘭德公司進行生存研究。委托蘭德公司進行生存研究。1962 年提出的問題是怎樣建立一個分散的年提出的問題是怎樣建立一個分散的網(wǎng)絡(luò)，使得如果某個站點或路徑被毀壞，對核轟炸機和導(dǎo)彈發(fā)射器的命令網(wǎng)絡(luò)，使得如果某個站點或路徑被毀壞，對核轟炸機和導(dǎo)彈發(fā)射器的命令和控制仍然可以進行。和控制仍然可以進行。 1968年，年，ARPA在一個合同中要求連接四臺計

5、算機，這四臺計算機在一個合同中要求連接四臺計算機，這四臺計算機分布在：斯坦福研究所，加利福尼亞大學(xué)座落在洛杉磯和圣分布在：斯坦福研究所，加利福尼亞大學(xué)座落在洛杉磯和圣巴巴拉的分巴巴拉的分校，以及猶他大學(xué)。表面上是作為一種研究方法，只有少數(shù)人知道真正的校，以及猶他大學(xué)。表面上是作為一種研究方法，只有少數(shù)人知道真正的原因。原因。3、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史l1972電子郵件和電子郵件和TCP/IP協(xié)議誕生協(xié)議誕生 1972年發(fā)生了幾件事。年發(fā)生了幾件事。ARPA歸入了美國國防部并改名為歸入了美國國防部并改名為DARPA。主計算。主計算機的數(shù)量增到了機的數(shù)量增到了24臺。最重要的事件是由臺。最重要

6、的事件是由BBN的的Ray Tomlinson引發(fā)的；他在地引發(fā)的；他在地址中加了一個址中加了一個符號，創(chuàng)造了電子郵件。符號，創(chuàng)造了電子郵件。 第二年，斯坦福來的第二年，斯坦福來的Vinton Cerf和和DARPA來的來的Bob Kahn開始研究一種新開始研究一種新的協(xié)議。他們?yōu)槠淦鹈麨閭鬏斂刂茀f(xié)議（的協(xié)議。他們?yōu)槠淦鹈麨閭鬏斂刂茀f(xié)議（TCP）。在一篇關(guān)于）。在一篇關(guān)于TCP的論文中，的論文中，Cerf和和Kahn杜撰了術(shù)語杜撰了術(shù)語Internet。 增加增加ARPANET上的用戶數(shù)目和要求在不同平臺間進行通信使上的用戶數(shù)目和要求在不同平臺間進行通信使TCP進一步改進一步改進為進為TCP/

7、IP，即，即Internet協(xié)議組。協(xié)議組。3、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史l1981PC出現(xiàn)出現(xiàn) 1976年開始出現(xiàn)用于個人計算處理的個人電子處理器（年開始出現(xiàn)用于個人計算處理的個人電子處理器（PET）。）。 藍色巨人于藍色巨人于1981年將年將IBM PC投放市場。在數(shù)年內(nèi)，又提供了投放市場。在數(shù)年內(nèi)，又提供了IBM XT。這是。這是當(dāng)時的技術(shù)奇跡。它幾乎占據(jù)了桌面系統(tǒng)的全部市場，這種機器有當(dāng)時的技術(shù)奇跡。它幾乎占據(jù)了桌面系統(tǒng)的全部市場，這種機器有10MB硬驅(qū)，硬驅(qū)，其其RAM可擴展為可擴展為2MB。 兩年后，在史蒂夫兩年后，在史蒂夫喬布斯引入了喬布斯引入了Apple Macintosh（M

8、ac）時，個人機市場）時，個人機市場的競爭進入了白熱化狀態(tài)。的競爭進入了白熱化狀態(tài)。Mac利用其用戶友好的操作系統(tǒng)爭得了一大塊市場份利用其用戶友好的操作系統(tǒng)爭得了一大塊市場份額。額。Mac的用戶無需費勁地從鍵盤啟動應(yīng)用程序，然后再打開要處理的文件，他的用戶無需費勁地從鍵盤啟動應(yīng)用程序，然后再打開要處理的文件，他們只需在某個圖標(biāo)上點擊一下，機器會做其余的工作。們只需在某個圖標(biāo)上點擊一下，機器會做其余的工作。3、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史l1984用戶數(shù)量開始增多用戶數(shù)量開始增多 在國家科學(xué)基金會（在國家科學(xué)基金會（NSF）的大力支持下，二十世紀）的大力支持下，二十世紀80年代初，連接世界教年代初

9、，連接世界教育單位的計算機網(wǎng)（育單位的計算機網(wǎng)（BITNET）、計算機科學(xué)網(wǎng)（）、計算機科學(xué)網(wǎng)（CSNET）、軍用網(wǎng)（）、軍用網(wǎng)（MILNET）等相繼出現(xiàn)。組成了等相繼出現(xiàn)。組成了Internet活動委員會（活動委員會（IAB）。這段時間中最引人注目的進展）。這段時間中最引人注目的進展是是CSNET的升級，它采用了的升級，它采用了T1線，允許數(shù)據(jù)的速率從線，允許數(shù)據(jù)的速率從56K跳到跳到1.5Meg。當(dāng)年用。當(dāng)年用戶數(shù)就達到了戶數(shù)就達到了1000左右，次年達到了左右，次年達到了2000。3、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史l1988用戶數(shù)劇增用戶數(shù)劇增到到1988年，年，Internet用戶數(shù)超過了

10、用戶數(shù)超過了56000；多數(shù)都是專線連接。；多數(shù)都是專線連接。NSF禁止禁止Internet用于商業(yè)目的。用于商業(yè)目的。專用電子公告牌建立了一種將世界各地的人員連接在一起的方法。在一個月內(nèi)，專用電子公告牌建立了一種將世界各地的人員連接在一起的方法。在一個月內(nèi)，你可以和過去不可能有機會相識的人交換好幾次意見。任選一個主題，都能找到你可以和過去不可能有機會相識的人交換好幾次意見。任選一個主題，都能找到有關(guān)它的許多資料。有關(guān)它的許多資料。調(diào)制解調(diào)器制造者之間展開了激烈競爭，正確早日在普通電話線上最先達到調(diào)制解調(diào)器制造者之間展開了激烈競爭，正確早日在普通電話線上最先達到2400波特。波特。3、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

11、簡史、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡史l1992World Wide Web 最重要的發(fā)明之一最重要的發(fā)明之一- World Wide Web出現(xiàn)了，同一年，注冊主機的數(shù)目超過出現(xiàn)了，同一年，注冊主機的數(shù)目超過了一百萬。了一百萬。在創(chuàng)造了在創(chuàng)造了Web后僅僅兩年，國家科學(xué)基金會就放棄了它加在后僅僅兩年，國家科學(xué)基金會就放棄了它加在Internet上的商業(yè)限上的商業(yè)限制。這個舉動導(dǎo)致了一次實際的大爆發(fā)。商務(wù)活動乘機大舉進攻，在制。這個舉動導(dǎo)致了一次實際的大爆發(fā)。商務(wù)活動乘機大舉進攻，在Intermet網(wǎng)網(wǎng)上攻城掠地。上攻城掠地。據(jù)報道，據(jù)報道，Internet在在1998年末已經(jīng)有年末已經(jīng)有7400萬個以上的域名。

12、萬個以上的域名。自此，自此，Internet開始蓬勃發(fā)展！開始蓬勃發(fā)展！4、網(wǎng)絡(luò)的分類、網(wǎng)絡(luò)的分類l按拓撲結(jié)構(gòu)劃分l按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分l按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)劃分A、按拓撲結(jié)構(gòu)劃分、按拓撲結(jié)構(gòu)劃分l拓撲的概念l拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把工作站、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)單元抽象為“點”，把網(wǎng)絡(luò)中的電纜等通信介質(zhì)抽象為“線”，這樣從拓撲學(xué)的觀點看計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就形成了點和線組成的幾何圖形，從而抽象出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。這種采用拓撲學(xué)方法抽象出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)稱為計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。l局域網(wǎng)常見拓撲結(jié)構(gòu)l總線型l星型l環(huán)型A、按拓撲結(jié)構(gòu)劃分、按拓撲結(jié)構(gòu)劃分l總線拓撲結(jié)構(gòu)l總線拓撲結(jié)構(gòu)采用一條公共總線作為傳輸介質(zhì)，各個節(jié)

13、點都接在總線上?？偩€的長度可以使用中繼器來延長。l優(yōu)點：總線網(wǎng)的通信電纜投資少，整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、靈活，易于擴充。它是一種具有彈性的體系結(jié)構(gòu)。l缺點：故障率較高，總線在任何一點斷了，就會影響整個網(wǎng)絡(luò)的工作，造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓；網(wǎng)絡(luò)一旦出了故障，診斷故障困難，這個缺點對網(wǎng)絡(luò)安全性影響很大，這也是總線網(wǎng)絡(luò)不再流行的原因。A、按拓撲結(jié)構(gòu)劃分、按拓撲結(jié)構(gòu)劃分l星型拓撲結(jié)構(gòu)l星型拓撲也稱集中型結(jié)構(gòu)，它由一個中心節(jié)點和分別與它單獨連接的其他節(jié)點組成?，F(xiàn)在常用集線器(Hub)作為中心節(jié)點。l優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)點的增加或減少實現(xiàn)容易。由于所有的通信都要通過中央節(jié)點，故中央節(jié)點的處理能力往往成為影響網(wǎng)絡(luò)性能的主要因素

14、。l缺點：電纜總的長度較長，增加了投資；對中心節(jié)點的依賴性很強，中心節(jié)點一旦有故障，則整個網(wǎng)絡(luò)就會停止工作。A、按拓撲結(jié)構(gòu)劃分、按拓撲結(jié)構(gòu)劃分l環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)l環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)又稱分散型結(jié)構(gòu)，它的每個節(jié)點僅有兩個鄰接節(jié)點，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)總是按一個方向逐節(jié)點沿環(huán)傳遞，即一節(jié)點接受上一節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)，由它再發(fā)送給下一節(jié)點。l優(yōu)點：由于需要的連接少，增加了網(wǎng)絡(luò)的可靠性；可采用光纖作為傳輸介質(zhì)，也可采用混合介質(zhì)。l缺點：由于本身結(jié)構(gòu)的特點，當(dāng)一個節(jié)點出故障時，整個網(wǎng)絡(luò)就不能工作；對故障的診斷困難，網(wǎng)絡(luò)重新配置也比較困難。 B、按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分、按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分l局域網(wǎng)局域網(wǎng)l局域網(wǎng)簡稱LAN（Lo

15、cal Area Network）局域網(wǎng)一般在幾十米到幾公里范圍內(nèi)，一個局域網(wǎng)可以容納幾臺至幾千臺計算機。l局域網(wǎng)分類：以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI等。B、按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分、按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分l廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)l廣域網(wǎng)簡稱WAN（Wide Area Network），廣域網(wǎng)是將分布在各地的局域網(wǎng)絡(luò)連接起來的網(wǎng)絡(luò)，是“網(wǎng)間網(wǎng)”（網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)）。l廣域網(wǎng)類型：幀中繼、X.25、PSTN、ISDN、DDN、ADSL、LAN接入等。B、按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分、按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分l城域網(wǎng)城域網(wǎng)l城域網(wǎng)簡稱MAN（Metropolis Area Network），城域網(wǎng)是規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)的區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)。

16、城域網(wǎng)的速度比廣域網(wǎng)快，符合寬帶趨勢，因此現(xiàn)在發(fā)展很快。與局域網(wǎng)相比，城域網(wǎng)具有分布地理范圍廣的特點，一般來說，城域網(wǎng)的覆蓋范圍介于10100公里之間。C、按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)劃分、按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)劃分lTCP/IP網(wǎng)絡(luò)lOSI/ISO網(wǎng)絡(luò)lIPX/SNA網(wǎng)絡(luò)lX.25/Frame Relay/ATM網(wǎng)絡(luò)lII.網(wǎng)絡(luò)原理網(wǎng)絡(luò)原理l網(wǎng)絡(luò)計算基礎(chǔ)l網(wǎng)絡(luò)協(xié)議l網(wǎng)絡(luò)帶寬與吞吐量l信號與數(shù)據(jù)l網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l網(wǎng)絡(luò)設(shè)備lOSI參考模型l對等層通訊1、網(wǎng)絡(luò)計算基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)計算基礎(chǔ)l數(shù)據(jù)的二進制表示l數(shù)據(jù)的十進制和十六進制表示l二進制和十進制之間的轉(zhuǎn)換l數(shù)據(jù)的點分十進制表示l布爾計算A、數(shù)據(jù)的二進制表示、數(shù)據(jù)的二進制表示l計

17、算機僅能識別電平的“高”和“低”l二進制的0和1剛好代表電平的兩個狀態(tài)l所有的信息都由字符組成或可以轉(zhuǎn)換成字符l為了在計算機中表示每個字符，美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會設(shè)計了一套字符的二進制表示方案，即ASCII碼A、數(shù)據(jù)的二進制表示、數(shù)據(jù)的二進制表示l二進制表示的ASCII字符串B、數(shù)據(jù)的十進制和十六進制表示、數(shù)據(jù)的十進制和十六進制表示l十進制是生活中使用最多的計數(shù)方式l十六進制在某些場合代替二進制，以減少表達式的長度C、二進制、十進制之間的轉(zhuǎn)換、二進制、十進制之間的轉(zhuǎn)換l二進制轉(zhuǎn)十進制l十進制轉(zhuǎn)二進制D、數(shù)據(jù)的點分十進制表示、數(shù)據(jù)的點分十進制表示E、布爾計算、布爾計算l“與（AND）” 預(yù)算操作數(shù)1

18、操作數(shù)2運算結(jié)果000010100111E、布爾計算、布爾計算l“或（OR）” 運算操作數(shù)1操作數(shù)2運算結(jié)果000011101111E、布爾計算、布爾計算l“非（NOT）” 運算操作數(shù)運算結(jié)果01102、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議l網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念l隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，不同的開發(fā)商開發(fā)了不同的通信方式。為了滿足互聯(lián)互通的需要，網(wǎng)絡(luò)中的所有主機都必須使用同一語言，因而必須開發(fā)嚴格的標(biāo)準(zhǔn)定義主機之間的每個包中每個字中的每一位。l這些標(biāo)準(zhǔn)來自于多個組織（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，如ISO）的努力，約定好通用的通信方式，即協(xié)議。l網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的代表有TCP/IP、IPX/SPX、NETBEUI 等3、網(wǎng)絡(luò)帶寬與吞吐量、網(wǎng)絡(luò)帶寬與

19、吞吐量l帶寬定義l在模擬通信系統(tǒng)或傳輸介質(zhì)中，所說的“帶寬”是指信號頻率的通頻范圍，即一個介質(zhì)能傳輸?shù)淖罡哳l率和最低頻率之間的差異，單位為“Herz”。帶寬是有限的，這是由物理介質(zhì)的性質(zhì)決定的雙絞線，幾Mhz到幾十Mhz光纜，幾百Mhz至幾十Thz同軸電纜，幾十Mhz到1Ghz無線電波，3Khz到幾十Ghzl而數(shù)字通信系統(tǒng)中“帶寬”，理論上是指傳輸信道的信道容量，也即信道中傳遞信息的最大值，單位為“bps”。這也是我們通常所說的帶寬。3、網(wǎng)絡(luò)帶寬與吞吐量、網(wǎng)絡(luò)帶寬與吞吐量3、網(wǎng)絡(luò)帶寬與吞吐量、網(wǎng)絡(luò)帶寬與吞吐量l網(wǎng)絡(luò)吞吐量l特定時刻，采用特定路由下載特定數(shù)據(jù)時所利用的網(wǎng)絡(luò)帶寬l帶寬與吞吐量的聯(lián)系

20、與區(qū)別l帶寬是特定介質(zhì)在特定信號編碼狀態(tài)下的理論最高傳輸速率，只與介質(zhì)本身性質(zhì)、編碼狀態(tài)等有關(guān)l吞吐量是特定時段特定應(yīng)用能利用到的實際網(wǎng)絡(luò)帶寬，不僅和介質(zhì)及信號編碼方式相關(guān)，還與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)上的用戶數(shù)（與擁擠程度相關(guān)）、用戶本身的終端、服務(wù)器等多種因素有關(guān)l一般來講，吞吐量帶寬3、網(wǎng)絡(luò)帶寬與吞吐量、網(wǎng)絡(luò)帶寬與吞吐量l帶寬和吞吐量比較，舉例：l一條公路理論上一小時可以通過1000輛車（類似帶寬）l由于下述原因，實際通行能力只有600輛（類似吞吐量）l駕駛員的水平l各種車輛車況不同，車速快慢不同l紅綠燈4、信號與數(shù)據(jù)、信號與數(shù)據(jù)l信號l攜帶有信息的電平、光或經(jīng)過調(diào)制的電磁波l信號分

21、為模擬信號和數(shù)字信號l模擬信號：用連續(xù)變化的電磁波表示數(shù)據(jù)，如電話線上的語音信號l數(shù)字信號：用電壓脈沖序列表示數(shù)據(jù)，如計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生的表示特定信息的二進制脈沖信號4、信號與數(shù)據(jù)、信號與數(shù)據(jù)l模擬信號的特點：l波動性；l持續(xù)變化；l模擬信號相對不易衰減，但抗干擾能力弱l衰減后，需要放大器來放大，噪聲分量和信號同時被放大。4、信號與數(shù)據(jù)、信號與數(shù)據(jù)l數(shù)字信號的特點：l離散性；l躍變性；l數(shù)字信號傳輸時容易衰減，但抗干擾能力強l放大設(shè)備為中繼器，噪聲會得到明顯抑制5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l定義：傳輸介質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸中連接各個數(shù)據(jù)終端設(shè)備的物理介質(zhì)。信息的傳輸是從一臺計算機傳輸給另一臺計算機，或從一

22、個節(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€節(jié)點，都是通過通信介質(zhì)實現(xiàn)的。5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l雙絞線l雙絞線是用四對相對獨立的、兩兩扭在一起的絕緣銅線組成的通信介質(zhì)。l特點：l抗干擾能力較強，在模擬或數(shù)字傳輸中普遍使用。l單位長度的纏繞數(shù)量越多，抗噪性越好，但傳輸衰減越大。l價格便宜，使用靈活，較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度；但易遭物理傷害l兩類雙絞線l非屏蔽雙絞線（UTP）l屏蔽雙絞線（STP）5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線（STP） 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線（UTP）5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l常見的雙絞線類型l 1 類線（CAT1）：包括兩個電線對。1 類適用于話音通信，而不適用于數(shù)據(jù)通信。l 2 類線（CAT2

23、） ：括四個電線對。數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到4Mbps。但由2 類很少用于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中。l 3 類線（CAT3） ：包括四個電線對。數(shù)據(jù)傳輸速度最高可達10Mbps 。3 類一般用于10Mbps的Ethernet或4Mbps的Token Ring 。l 4 類線（CAT4） ：包括四個電線對。能支持高達10Mbps的吞吐量，可用于16Mbps的Token Ring 或10Mbps的Ethernet網(wǎng)絡(luò)中。l 5 類線（CAT5） ：包括四個電線對，支持100Mbps 吞吐量和100Mbps 信號速率。l 增強5 類線：5 類線的更高級別的版本，吞吐量是常規(guī)5 類線容量的2 倍。5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)

24、l同軸電纜l同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅制芯線、絕緣層、外導(dǎo)體屏蔽層及塑料保護外套構(gòu)成。同軸電纜具有較高的抗干擾能力，其抗干擾能力優(yōu)于雙絞線。網(wǎng)絡(luò)上使用的同軸電纜分為粗纜和細纜兩種。l同軸電纜的絕緣體和防護屏蔽層，使得它對噪聲干擾有較高的抵抗力。所以在信號必須放大之前，同軸電纜能比雙絞線電纜將信號傳輸?shù)酶h，當(dāng)然，它不如光纜傳輸信號的距離遠。l另一方面，同軸電纜要比雙絞線電纜昂貴得多，l通常只支持較低的吞吐量。l同軸電纜要求網(wǎng)絡(luò)段的兩端必須通過一個終端電阻器（終結(jié)器）進行終結(jié)，否則信號將在電纜的兩端不斷反射。5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l粗纜l Thicknet電纜，也被稱之為Thickwire Ethern

25、et 。它是一種用于原始Thicknet 網(wǎng)絡(luò)大約 厘米厚的硬同軸電纜。由于這種電纜常用一層黃色封套覆蓋， Thicknet 有時也被稱為yellow Ethernet 。lIEEE將Thicknet 命名為10Base5 Ethernet。 “10 ”代表10Mbps的吞吐量，“Base ”代表是基帶傳輸，“5 ”代表了Thicknet 電纜的最大段長度為500米。l吞吐量根據(jù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，Thicknet傳輸數(shù)據(jù)的最大速率是10Mbps 。它使用基帶傳輸。l成本：Thicknet 比光纜便宜得多，但比其他類型的同軸電纜，如Thinnet ,要昂貴得多，比雙絞線貴的更多。5、網(wǎng)絡(luò)介

26、質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l細纜lThinnet ，也被稱為Thin Ethernet 。在20世紀80年代是用于Ethernet 局域網(wǎng)的很流行的介質(zhì)。 Thinnet很少用于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中，但在20世紀80年代安裝的網(wǎng)絡(luò)中，或在一些較新的小型辦公室或家庭辦公室局域網(wǎng)中可能會發(fā)現(xiàn)Thinnet 。lIEEE將Thinnet命名為10Base2 Ethernet ，其中1 0 代表了它的數(shù)據(jù)傳輸速度為1 0 M b p s ，B a s e 代表了它使用基帶傳輸，2 代表了它的最大段長度為185（或粗略為2 0 0 ）米。由于Thinnet 黑色的外罩，它也被稱為black Etherne

27、t 。lThinnet電纜直徑大約為0.6 4 c m ，這使得它比Thicknet 更加靈活，也更易于處理和安裝。l成本：Thinnet比Thicknet 和光纜便宜得多，但比雙絞線電纜昂貴。由于這個原因，Thinnet有時也被稱為“Cheapnet ”。5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l光纜l光纜（即光纖）是用極細的玻璃纖維或極細的石英玻璃纖維作傳輸媒體，即光導(dǎo)纖維。光纜傳輸是利用激光二極管或發(fā)光二極管在通電后產(chǎn)生光脈沖信號，這些光脈沖信號經(jīng)檢測器在光纜中傳輸。光導(dǎo)纖維被同軸的塑料保護層覆蓋。5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l光纖5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l光纖的特征l吞吐量l純的玻璃纖維束

28、每秒可接收高達1 億個激光脈沖l目前光纜可以以每秒1 0 G B 的速度可靠地傳輸數(shù)據(jù)l在不久的將來，光纖傳輸速率將進一步增加l成本l光纜是一種最昂貴的電纜，單位長度的價格高于其它類型的介質(zhì)l光纖網(wǎng)卡和光纖交換機的價格也源高于UTPl光纜的熔接和安裝費用也遠高于其它介質(zhì)5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l光纖的特征l連接器：光纜可以使用許多不同類型的連接器。包括SC、ST或FC等類型。l抗噪性：光纜不受電磁輻射的影響。它的強抗噪性也是光纜能長距離傳輸而無需中繼的一個原因。尺寸和可擴展性：光纜無中繼能傳輸?shù)淖畲缶嚯x取決于光纜的類型、光波發(fā)送元件的功率和傳輸速率。正常情況下，單模遠于多模；高功率發(fā)射遠于低功率

29、；降低傳輸速率也可大大提高傳輸距離。l 5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)l無線網(wǎng)l無線網(wǎng)采用電磁波作為傳輸介質(zhì)，不受傳統(tǒng)介質(zhì)束縛l無線網(wǎng)的可達范圍由具體無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議決定，常用的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有：l802.11b，2.4Ghz，11Mbpsl802.11a，5Ghz，54Mbpsl802.11g，2.4Ghz，54Mbpsl802.11n，5Ghz，108Mbpsl無線網(wǎng)的主要設(shè)備包含無線交換機、無線路由器、無線網(wǎng)卡、無線訪問接入點（AP）等5、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)無線網(wǎng)卡無線 AP6、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備l中繼器l集線器l網(wǎng)橋l交換機l路由器l網(wǎng)關(guān)A、中繼器（、中繼器（Repeater）l在網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)連

30、線有一定的長度限制，否則傳輸距離太長，將導(dǎo)致傳輸?shù)男盘査p太多而造成傳輸數(shù)據(jù)出錯。為了擴展網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的總跨度，可用中繼器將兩個單段電纜連接起來。中繼器是一個能持續(xù)檢測電纜中模擬信號的硬設(shè)備，工作于網(wǎng)絡(luò)的物理層，當(dāng)它檢測到一根電纜中有信號來時，中繼器便轉(zhuǎn)發(fā)一個放大了的信號到另一根電纜。服務(wù)器中繼器服務(wù)器B、集線器（、集線器（Hub）l集線器僅將分散的用于連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的線路集中在一起，以便于網(wǎng)絡(luò)管理與維護。集線器類似于多路中繼器，除完成集線功能以外，還具有信號再生功能。C、網(wǎng)橋（、網(wǎng)橋（Bridge）l橋是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來連接類型相似的網(wǎng)絡(luò)。橋是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來連接類型相似的網(wǎng)絡(luò)。l根據(jù)

31、需要，根據(jù)需要，轉(zhuǎn)發(fā)或不轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)或不轉(zhuǎn)發(fā)EthernetEthernet幀幀l網(wǎng)橋不改變網(wǎng)橋不改變E Ethernetthernet幀幀的源或目標(biāo)地址的源或目標(biāo)地址服務(wù)器網(wǎng)橋網(wǎng)橋服務(wù)器網(wǎng)段1網(wǎng)段2D、交換機（、交換機（Switch）l交換機是第二層設(shè)備交換機是第二層設(shè)備l交換機使用硬件來橋接幀交換機使用硬件來橋接幀l交換機通常有多路徑底板或某種交換結(jié)構(gòu)交換機通常有多路徑底板或某種交換結(jié)構(gòu)l交換機用于交換多個網(wǎng)段的幀交換機用于交換多個網(wǎng)段的幀l從本質(zhì)上來說，是個快速網(wǎng)橋從本質(zhì)上來說，是個快速網(wǎng)橋E、路由器（、路由器（Router）l它是第三層設(shè)備它是第三層設(shè)備l它能支持多個鏈路的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)它能支持

32、多個鏈路的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)l它來決定數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中如何傳遞它來決定數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中如何傳遞RouterRouterSERVERRouterSERVER子網(wǎng)1子網(wǎng)2子網(wǎng)3F、網(wǎng)關(guān)（、網(wǎng)關(guān)（Gateway）l互連非兼容網(wǎng)絡(luò)互連非兼容網(wǎng)絡(luò)l通過若干層通過若干層OSI完成協(xié)議轉(zhuǎn)換完成協(xié)議轉(zhuǎn)換HOSTGatewayTCP/IP網(wǎng)絡(luò)封閉的主機系統(tǒng)，采用非非TCP/IP協(xié)議7、OSI參考模型參考模型l什么是OSI模型lOSI全稱是開放系統(tǒng)互聯(lián)模型（Open System interconnection）l早期開發(fā)的計算機系統(tǒng)，各自設(shè)計了自己的通信模型，彼此之間，包括與TCP/IP之間存在嚴重的通訊兼容性問題lDECn

33、et（DEC公司開發(fā)的協(xié)議族，支持DEC小機之間的通信）lSNA（IBM 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持IBM小機之間的通信）lTCP/IPl為解決各類計算機系統(tǒng)之間的通信兼容性問題，需設(shè)立一個各廠家均需遵循的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，OSI模型因此出現(xiàn)。7、OSI參考模型參考模型lOSI參考模型l七層結(jié)構(gòu)，各層有明確的功能劃分，層與層之間有標(biāo)準(zhǔn)的接口l物理層（Physical Layer），二進制傳輸，規(guī)定物理、機械、電子方面的接口標(biāo)準(zhǔn)，如完成0、1的有序傳輸，時序的控制，針腳的定義等l數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer），規(guī)定鏈路控制和介質(zhì)訪問方法，包括幀的定義和識別、幀傳輸中的流控、決定哪個主機對鏈路有訪問

34、的權(quán)限等l網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer），網(wǎng)絡(luò)層編址及路徑選擇l傳輸層（Transport Layer），主機和主機之間的端對端通信，關(guān)心數(shù)據(jù)包傳輸可靠性l會話層（Session Layer），負責(zé)各主機應(yīng)用程序之間會話的建立、維持和終結(jié)，如對話控制、令牌管理和斷點續(xù)傳的實現(xiàn)l表示層（Presentation Layer），定義數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，協(xié)商數(shù)據(jù)傳輸語法 ，如在不同的主機之間定義“統(tǒng)一”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行原始數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換等問題。l應(yīng)用層（Application Layer），為應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)傳輸解決其它不兼容問題（如不同終端的字符顯示、文件傳輸時的名稱轉(zhuǎn)換等

35、）7、OSI參考模型參考模型l采用OSI模型的優(yōu)點l將網(wǎng)絡(luò)通信分成更小更好管理的幾部分l對網(wǎng)絡(luò)組件實行標(biāo)準(zhǔn)化，方便不同廠家之家的開發(fā)和支持，而不用擔(dān)心互聯(lián)互通問題l允許不同類型的網(wǎng)絡(luò)軟件或硬件彼此通信l防止某一層的局部變化影響其它部分l將網(wǎng)絡(luò)通信進行分層，方便學(xué)習(xí)和理解8、對等層通信、對等層通信l定義：為了源和目的主機通信，源主機中OSI的每一層都要和目的主機OSI模型中的對應(yīng)層進行通訊，這個過程叫做對等層通信。l每一層需要與對等層交換的信息組成的單元叫PDU，全稱是“協(xié)議數(shù)據(jù)單元”l假設(shè)兩臺主機A和B的n對等層需要通信。首先A主機需要將n層的PDU傳遞給本機的下一層即n-1層，并以n-1層的

36、地址格式增加主機A和B的地址信息（源地址和目的地址），這個過程叫“數(shù)據(jù)封裝”。l按照封裝在PDU里面的B主機的n-1層地址信息，PDU由主機A的n-1層傳送至主機B的n-1層，這個過程就是“對等層通信l當(dāng)包含地址信息的PDU到達主機B的n-1層后，主機B的n-1層會去掉本層的地址信息，并將PDU “上交”本機的第n層，這個過程叫“數(shù)據(jù)解封裝”。8、對等層通信、對等層通信l數(shù)據(jù)封裝過程8、對等層通信、對等層通信l對等層通信III. 以太網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)技術(shù)l什么是以太網(wǎng)?l以太網(wǎng)和OSI模型l以太網(wǎng)的幀格式l介質(zhì)訪問控制l以太網(wǎng)的自動協(xié)商機制lIEEE 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)l以太網(wǎng)交換技術(shù)l數(shù)據(jù)在網(wǎng)

37、絡(luò)中的傳輸1、什么是以太網(wǎng)？、什么是以太網(wǎng)？l以太網(wǎng)（Ethernet）是一種最典型的局域網(wǎng)技術(shù)l以太網(wǎng)的發(fā)展源于如何解決在一個共享網(wǎng)段上同時支持幾臺機器之間的數(shù)據(jù)傳輸時的沖突問題，最后發(fā)展起來的協(xié)議叫做具有沖突監(jiān)測功能的載波偵聽，多路訪問介質(zhì)訪問方法（CSMA/CD ）l以太網(wǎng)的傳輸速率也隨著采用的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的升級而不斷提高，現(xiàn)在已經(jīng)由最初的3Mbps到了現(xiàn)在的10Gbpsl高速以太網(wǎng)的傳輸距離也隨著技術(shù)的不斷發(fā)展逐漸超出了傳統(tǒng)的局域網(wǎng)范疇，現(xiàn)在的10G以太網(wǎng)可以到達80KM2、以太網(wǎng)和、以太網(wǎng)和OSI模型模型l以太網(wǎng)的規(guī)范覆蓋了OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的底層（MAC子層）lL1不能和上

38、層通信，L2通過LLC與上層（Network Layer）通信lL1不能識別計算機，L2通過給計算機編址解決lL1描述數(shù)據(jù)位，L2通過幀描述數(shù)據(jù)位組合lL1不能解決某一時刻哪個主機發(fā)送數(shù)據(jù)的問題，L2通過介質(zhì)訪問控制協(xié)議解決2、以太網(wǎng)和、以太網(wǎng)和OSI模型模型所有以太網(wǎng)技術(shù)嚴格遵守OSI參考模型各以太網(wǎng)技術(shù)在OSI模型中有相同的部分，也有不同的部分底層有區(qū)別但上層一致，給邏輯鏈路子層及網(wǎng)絡(luò)層提供一致性服務(wù)3、以太網(wǎng)的幀格式、以太網(wǎng)的幀格式l幀是第二層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），它是一條符合一定特征的二進制流l幀能解決如下問題或提供相關(guān)信息：l哪兩個主機正在通信l特定主機的通信何時開始，何時結(jié)束l

39、提供某種手段監(jiān)測傳輸中的錯誤l現(xiàn)在輪到哪個主機“發(fā)言”3、以太網(wǎng)的幀格式、以太網(wǎng)的幀格式l幀的格式lStart frame field ，特定的位流，表示這是一個以太幀的開始lAddress field ，參與通信的兩臺主機的MAC地址lLength / type field ，幀的長度或上層協(xié)議的類型，部分類型幀（802.3）有長度域，部分幀有類型域（Ethernet II）lData field ，幀的內(nèi)容，上層（網(wǎng)絡(luò)層）數(shù)據(jù)報文lFrame check sequence field ，Data Field的校驗和3、以太網(wǎng)的幀格式、以太網(wǎng)的幀格式l以太網(wǎng)的編址方式 l48位，24位是廠商

40、代碼，24位是序列碼l一般用16進制表示lMAC地址出廠時燒錄到網(wǎng)卡中，不能更改4、介質(zhì)訪問控制、介質(zhì)訪問控制lMAC指的是共享局域網(wǎng)上的計算機訪問控制方法l介質(zhì)訪問控制協(xié)議分為兩類：l確定性MAC協(xié)議l應(yīng)用在Token Ring或FDDI網(wǎng)絡(luò)l計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)前需先獲得令牌，在一定的時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，過后必須釋放令牌。沒有獲得令牌的計算機必須等待l非確定性MAC協(xié)議 lCSMA/CD，具有沖突檢測功能的載波偵聽多路訪問控制方法，應(yīng)用在Ethernet網(wǎng)絡(luò)l計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)前，會檢測鏈路是否正在被占用；如果沒有，則發(fā)送數(shù)據(jù)；如果兩臺計算機同時檢測鏈路空閑并發(fā)送數(shù)據(jù)，則兩份數(shù)據(jù)會發(fā)生碰撞，遇到這種

41、情況，所有計算機會退等一段隨機的時間，再重新發(fā)送。4、介質(zhì)訪問控制、介質(zhì)訪問控制主機在發(fā)送數(shù)據(jù)前首先進行載波偵聽，檢查鏈路是否空閑兩臺主機同時檢測到鏈路空閑，發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)生沖突鏈路上廣播擁塞信號，所有主機各自退避，等待一個隨機時間，再重新發(fā)送數(shù)據(jù)5、以太網(wǎng)的自動協(xié)商機制、以太網(wǎng)的自動協(xié)商機制l以太網(wǎng)上的通信雙方，通過發(fā)送協(xié)商脈沖來商定雙工模式和速率等參數(shù)，無需手工設(shè)定l雙工模式l全雙工，雙方可同時進行信息收發(fā)l半雙工，同一時刻只有一方發(fā)送或接收數(shù)據(jù)6、IEEE 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)10BASE5，50歐姆粗纜，500米10BASE2，50歐姆細纜，185米10BASE-T，100歐姆U

42、TP，100米100BASE-TX，100歐姆UTP，100米100BASE-FX，多模光纜，300米1000BASE-T，100歐姆UTP RJ45，100米1000BASE-SX，多模光纖，200米至500米1000BASE-LX，多模光纖，550米1000BASE-LX，單模光纖，5000米 所有以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)具有相同的幀格式、鏈路層編址方式和CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制方法；僅區(qū)別在物理介質(zhì)和物理層信令編碼方式6、IEEE 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù)l共享以太網(wǎng)的瓶頸l以太網(wǎng)幀傳輸采用的是廣播機制，介質(zhì)的共享屬性決定了信道獨占的必然結(jié)果，當(dāng)節(jié)點數(shù)量增加

43、時沖突在所難免，單個節(jié)點能獲得的有效帶寬大大降低l解決沖突的辦法l采取網(wǎng)橋或交換機，減小沖突域的范圍，提高鏈路利用效率和有效工作時間7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù) 初始狀態(tài)： 網(wǎng)橋里保存了一個MAC地址和Port的對應(yīng)表，初始情況下表是空的。網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋的工作原理7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù) 第1步：Host A向Host B發(fā)送數(shù)據(jù)包，Host B和網(wǎng)橋Port 1同時收到數(shù)據(jù)幀；網(wǎng)橋?qū)κ盏降膸夥庋b，發(fā)現(xiàn)源Host A的地址為0000CAAAAAA；網(wǎng)橋檢查自己的表，沒有發(fā)現(xiàn)主機Host A和端口的對應(yīng)項，于是將Host A的地址和對應(yīng)的端口1記錄在表中網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋的

44、工作原理7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù) 第2步：Host B對Host A應(yīng)答，發(fā)送的數(shù)據(jù)幀被網(wǎng)橋Port 1收到；網(wǎng)橋?qū)κ盏降膸夥庋b，發(fā)現(xiàn)源Host B的地址為00000CBBBBBB；網(wǎng)橋檢查自己的表，沒有發(fā)現(xiàn)主機Host B和端口的對應(yīng)項，于是將Host B的地址和對應(yīng)的端口1記錄在表中網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋的工作原理7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù)網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋的工作原理 第3步：Host A向Host C發(fā)送數(shù)據(jù)包，Host C向Host A發(fā)送應(yīng)答包；網(wǎng)橋在Port 2上收到Host C發(fā)送的應(yīng)答包，發(fā)現(xiàn)Host C的地址為00000CCCCCCC；網(wǎng)橋檢查自己的表，沒有發(fā)

45、現(xiàn)Host C和端口的對應(yīng)項，于是將Host C的地址和對應(yīng)的端口2記錄在表中7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù) 第4步：Host D向Host C發(fā)送數(shù)據(jù)包，網(wǎng)橋在Port 2上收到數(shù)據(jù)幀；網(wǎng)橋?qū)?shù)據(jù)幀解封裝，發(fā)現(xiàn)Host D的地址為00000CDDDDDD；網(wǎng)橋檢查自己的表，沒有發(fā)現(xiàn)Host D和端口的對應(yīng)關(guān)系，于是將Host D和對應(yīng)的端口2記錄在表中網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋的工作原理7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù) 第5步：Host B向Host C發(fā)送數(shù)據(jù)包，網(wǎng)橋在Port 1上收到數(shù)據(jù)幀；網(wǎng)橋?qū)?shù)據(jù)幀解封裝，發(fā)現(xiàn)目的Host C在自己的Port 2上；網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)收到的數(shù)據(jù)幀到Port 2

46、所在的網(wǎng)段網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋的工作原理7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù)l網(wǎng)橋是第2層設(shè)備，不會影響數(shù)據(jù)幀里面的3層地址（網(wǎng)絡(luò)層地址）l一個橋會將一個沖突域分割成兩個沖突域，但不會分割邏輯子網(wǎng)（IP子網(wǎng)），也不會影響廣播域7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù)l交換機l一個交換機從功能上相當(dāng)于一個多端口網(wǎng)橋l其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和網(wǎng)橋有較大區(qū)別，一般配置專用的硬件完成數(shù)據(jù)幀的快速封裝或解封裝l交換機通過矩陣結(jié)構(gòu)的CAM（Content-Addressable Memory ）內(nèi)存保存地址和端口的對應(yīng)關(guān)系，檢索效率更高l交換機的每一個端口實際上形成了一個獨立的沖突域，因此基本沒有沖突碰撞的現(xiàn)象發(fā)生，效率遠遠高

47、于集線器（Hub）l交換機的轉(zhuǎn)發(fā)模式l直通式（Cut-Through），收到目的MAC即轉(zhuǎn)發(fā)l存儲轉(zhuǎn)發(fā)式（store-and-forward），收完整個幀再轉(zhuǎn)發(fā)7、以太網(wǎng)交換技術(shù)、以太網(wǎng)交換技術(shù)l廣播l廣播的客觀存在性：局域網(wǎng)上的主機有必要和本網(wǎng)上的所有其它主機同時通信，采取的是鏈路層廣播或組播的方式，如ARP廣播（目的地址是0 xFFFFFFFFFFFF）l廣播會穿透網(wǎng)橋或交換機，向所有的端口和鏈路發(fā)送l廣播域l由二層設(shè)備彼此連接在一起的若干個沖突域組成一個廣播域l廣播域截止在3層路由設(shè)備l廣播風(fēng)暴l當(dāng)一個局域網(wǎng)范圍過大或出現(xiàn)鏈路循環(huán)的時候，廣播將占用大量的帶寬和主機的CPU，影響正常的通訊

48、，這就是廣播風(fēng)暴l抑制廣播風(fēng)暴的辦法l通過三層設(shè)備（如路由器）將局域網(wǎng)做合理劃分，避免單個廣播域有過多的主機及設(shè)備l避免出現(xiàn)循環(huán)鏈路，必要時啟用生成樹協(xié)議8、數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸、數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸主要行為主要行為路由ARP廣播封裝解封裝IV. TCP/IP技術(shù)技術(shù)lTCP/IP概述lTCP/IP基礎(chǔ)lTCP/IP模型lTCP/IP模型與OSI模型的比較lTCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)層lTCP/IP的傳輸層lTCP/IP的應(yīng)用層1、TCP/IP概述概述l1983年正式成為ARPANET的國際互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議lInternet采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)lUNIX操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)通信模塊l已經(jīng)形成的事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2、TC

49、P/IP基礎(chǔ)基礎(chǔ)l互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)lIP編址方案l子網(wǎng)化lIPv6lIP地址的獲取A、互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡(luò)化”的網(wǎng)絡(luò)；互聯(lián)網(wǎng)采用網(wǎng)狀或?qū)哟涡越Y(jié)構(gòu)；主干網(wǎng)采用網(wǎng)狀，邊緣網(wǎng)絡(luò)采取層次性結(jié)構(gòu)；互聯(lián)網(wǎng)主干需要若干的路由器完成選徑工作接入網(wǎng)通過交換機完成本地的快速交換，并通過接入路由器連接互聯(lián)網(wǎng)主干互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)對用戶是透明的，用戶只需關(guān)心應(yīng)用，不必關(guān)注數(shù)據(jù)包如何在互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)B、IP編址方案編址方案l連入互聯(lián)網(wǎng)的每一臺主機都有唯一的標(biāo)識符，即IP地址l嚴格地說，IP地址不是針對設(shè)備的，而是針對設(shè)備接口的。對于有多個接口同時接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備（圖中的路由器R和主機P），每個接口都

50、要有獨立的IP地址l如圖：路由器R同時連接互聯(lián)網(wǎng)和本地網(wǎng)，C1和A1兩個接口具有不同的IP地址，主機P同時接入兩個子網(wǎng)，A3和B1兩個接口也需配置不同的IP地址B、IP編址方案編址方案l有類地址l為解決不同尺寸網(wǎng)絡(luò)的地址分配問題，IP地址被按類劃分B、IP編址方案編址方案B、IP編址方案編址方案l保留地址l網(wǎng)絡(luò)地址，主機位全為0的地址，用來代表網(wǎng)絡(luò)本身l廣播地址，主機位全為1的地址，用來向本網(wǎng)所有設(shè)備和主機發(fā)送信息B、IP編址方案編址方案保留地址 廣播地址B、IP編址方案編址方案l公有和私有地址l公有地址public Address，是全球唯一的，受IANA的統(tǒng)一分配和管理l公有地址（IPv4

51、）日趨枯竭，越來越難申請到l解決公有地址枯竭的一個辦法是要求不與Internet互聯(lián)的企業(yè)網(wǎng)使用私有地址，這樣可以節(jié)省大量的IP資源l私有地址的范圍C、子網(wǎng)化、子網(wǎng)化l對大型或超大型網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)化是必要的l子網(wǎng)化可以通過子網(wǎng)掩碼將大型網(wǎng)絡(luò)分割成若干小網(wǎng)段，提高效率和可管理性l劃分子網(wǎng)時必須搞清楚究竟需要幾個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)需要多少臺主機，子網(wǎng)化后，網(wǎng)絡(luò)號不再只局限于傳統(tǒng)的有類網(wǎng)絡(luò)號l子網(wǎng)化的實質(zhì)是從主機部分“借位”，變成“子網(wǎng)號”C、子網(wǎng)化、子網(wǎng)化D、IPV6IPv4：4個字節(jié)IPv4：4,294,467,295個地址IPv6：16個字節(jié)IPv6：3.4x1038個IP地址E、IP地址獲取地址獲取

52、l主機如何獲得IP地址？l靜態(tài)分配l用戶從管理員或ISP處獲得IP地址l用戶手工方式為主機配置IP地址l動態(tài)分配l動態(tài)地址分配協(xié)議（DHCP）l通過RARP協(xié)議獲得IP地址（需配置一個RARP服務(wù)器，保存網(wǎng)絡(luò)上主機的IP地址/MAC地址對）3、TCP/IP模型模型l TCP/IP模型分為4層l應(yīng)用層l傳輸層l互聯(lián)網(wǎng)層l網(wǎng)絡(luò)訪問層4、TCP/IP模型與模型與OSI模型的比較模型的比較 TCP應(yīng)用層對應(yīng)OSI的應(yīng)用層、表示層和會話層 TCP傳輸層對應(yīng)OSI的傳輸層 TCP的互聯(lián)網(wǎng)層回應(yīng)OSI的網(wǎng)絡(luò)層 TCP的網(wǎng)絡(luò)訪問層對應(yīng)OSI的數(shù)據(jù)鏈路層及物理層5、TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)層的互聯(lián)網(wǎng)層l對應(yīng)于OSI

53、的網(wǎng)絡(luò)層 l有效地解決異種網(wǎng)絡(luò)互連問題 l屏蔽異種網(wǎng)絡(luò) l全網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識 （IP地址） l設(shè)計思想高效、簡潔 l提供不可靠的無連接服務(wù)，“盡力傳遞” l假設(shè)物理信道的傳輸質(zhì)量可以保障，由傳輸層糾錯 l點到點的傳輸 l典型協(xié)議：IPl核心問題：最優(yōu)路徑選擇6、TCP/IP的傳輸層的傳輸層l對應(yīng)于OSI的傳輸層 l使源主機和目標(biāo)主機對等實體之間會話 l提供端到端的連接。 l典型協(xié)議 l傳輸控制協(xié)議TCP（面向連接協(xié)議） 誤差控制 流量控制 l用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP（無連接協(xié)議）7、TCP/IP的應(yīng)用層的應(yīng)用層l對應(yīng)于OSI的最高三層，整合了OSI模型的應(yīng)用程序會話控制、數(shù)據(jù)表示等功能，這決定了TCP/

54、IP的應(yīng)用層程序開發(fā)較OSI有更大的靈活性lTCP/IP的應(yīng)用層提供眾多的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用給予了充分支持7、TCP/IP的應(yīng)用層的應(yīng)用層l域名服務(wù) - DNSl文件傳輸服務(wù) FTP及TFTPl簡單郵件傳輸和郵局協(xié)議 SMTP、POP3l萬維網(wǎng)服務(wù)-World Wide Webl簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMPl動態(tài)地址分配服務(wù) - DHCPl互聯(lián)網(wǎng)控制信息協(xié)議 - ICMPA、域名服務(wù)、域名服務(wù) - DNSl域名系統(tǒng)，主要用于將易于人們記憶的主機域名映射成主機容易處理的IP地址l域名與IP之間是多對一的關(guān)系，即一個主機IP可以擁有多個域名l域名系統(tǒng)的設(shè)計采用層次性結(jié)構(gòu)A、域名服務(wù)、

55、域名服務(wù) - DNS 互聯(lián)網(wǎng)上每個主機都有一個唯一的、由數(shù)字組成的IP地址，為了方便記錄每個主機，給每個主機一個名字，叫作域名。 Root域B、文件傳輸服務(wù)、文件傳輸服務(wù) FTP及及TFTPl文件傳輸是指通過網(wǎng)絡(luò)將文件從一臺計算機傳送到另一臺計算機上。FTP（File Transfer Protocol）是Internet使用的文件傳輸協(xié)議，它是TCP/IP協(xié)議集的一個應(yīng)用層協(xié)議，其主要功能是完成從一個系統(tǒng)到另一個系統(tǒng)的文件拷貝。FTP是獲取免費軟件和共享軟件資源不可缺少的工具，它也是Internet中使用最頻繁、最廣泛的應(yīng)用之一。lFTP工作與客戶/服務(wù)器模式，服務(wù)器上運行FTP服務(wù)程序，客

56、戶機上運行FTP客戶端軟件lFTP服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)端口是21l著名的FTP服務(wù)程序包括Serv-U、wu-ftpd等lFTP有實名FTP和匿名FTP之分B、文件傳輸服務(wù)、文件傳輸服務(wù) FTP及及TFTPl匿名FTP是所提供共享軟件及其他文件資源的一種常用的FTP應(yīng)用。實際上，它是一些匿名FTP服務(wù)器，在每個服務(wù)器上都建立由一個公共賬號anonymous，每個Internet用戶都能以anonymous的身份訪問它們，從中獲取有用的資源。l訪問FTP服務(wù)時，需要了解幾個參數(shù)：lFTP主機的地址lFTP服務(wù)的端口號，一般為21，但也有使用非標(biāo)準(zhǔn)端口的FTP服務(wù)，以繞過某些機構(gòu)的策略壁壘l用戶名和密碼

57、，匿名服務(wù)的用戶名為anonymous，密碼為任意一個合法的郵件地址，常用的如；非匿名的FTP服務(wù)需要獲得管理員的許可，分配用戶名和密碼。l訪問FTP的途徑l通過瀏覽器 URL: 2l通過客戶端軟件，很多，如FTPrush、CuteFTP等C、簡單郵件傳輸和郵局協(xié)議、簡單郵件傳輸和郵局協(xié)議 SMTP、POP3l郵件服務(wù)有兩個基本協(xié)議組成l簡單郵件傳輸協(xié)議SMTPl完成目的郵件主機和源郵件主機之間的郵件傳輸，服務(wù)端口為25l郵件傳輸過程如下：源郵件主機向遠程郵件主機TCP端口25發(fā)出請求，目的主機發(fā)送確認碼220，TCP握手成功傳輸郵件源郵件主機向目的主機發(fā)出請

58、求，目的主機發(fā)出確認碼221 郵局協(xié)議 POP3完成從遠程郵件服務(wù)器讀取郵件到用戶個人主機硬盤D、萬維網(wǎng)服務(wù)、萬維網(wǎng)服務(wù)World Wide WeblWWW是萬維網(wǎng)（World Wide Web）的英文縮寫，也可以簡寫成W3、3W等。它起源于1989年3月，是從位于瑞士的歐洲量子物理實驗室的主從結(jié)構(gòu)“分布式超媒體系統(tǒng)”發(fā)展而來的。l基本上Internet上的主要資源都是通過Web的形勢提供的，但人有部分用戶熱衷于訪問新聞組（UseNet），而放棄使用論壇或電子公告牌（ BBS）。lWeb服務(wù)的后臺是一個服務(wù)器，運行著名為HttpD的守護進程；客戶端需要瀏覽器，目前用得最多的是Microsoft Internet Explorer，部分用戶也喜歡用FireFox。l越來越多的網(wǎng)站利用了所謂的插件技術(shù)以創(chuàng)造交互式的頁面效果或達到特殊目的，插件的使用往往和本機的安全相關(guān)，建議謹慎使用。（ActiveX、java Applet等）l最快的信息檢索方式是使用搜索引擎，如Google、百度等E、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議