第4章計算機網絡與因特網

1、1第四章 計算機網絡與因特網2 從廣義的角度來說，各種信息的傳遞均可稱之為通信。從廣義的角度來說，各種信息的傳遞均可稱之為通信。但現代通信指的是使用電波或光波傳遞信息的技術，通常稱但現代通信指的是使用電波或光波傳遞信息的技術，通常稱為電信，如電報、電話、傳真等。為電信，如電報、電話、傳真等。 3 信源：信息的發(fā)送者信源：信息的發(fā)送者 信宿：信息的接收者信宿：信息的接收者 信道：信息的載體與傳播媒介。信道：信息的載體與傳播媒介。信信 道道信源信源( (宿宿) )信宿信宿( (源源) )信信號號信信號號圖圖 通信系統(tǒng)的簡單模型通信系統(tǒng)的簡單模型信道的任務是迅速、可靠而準確的將信號從信源傳輸信道的任

2、務是迅速、可靠而準確的將信號從信源傳輸到信宿。到信宿。4通信系統(tǒng)中被傳輸的信息都必須以某種電（或光）通信系統(tǒng)中被傳輸的信息都必須以某種電（或光）信號的形式才能通過傳輸介質進行傳輸。信號的形式才能通過傳輸介質進行傳輸。電（或光）信號有兩種形式：連續(xù)形式和離散形式。電（或光）信號有兩種形式：連續(xù)形式和離散形式。連續(xù)形式的信號也叫模擬信號。它通過連續(xù)變化的物連續(xù)形式的信號也叫模擬信號。它通過連續(xù)變化的物理量來表示信號，例如人們打電話或者播音員播音時聲理量來表示信號，例如人們打電話或者播音員播音時聲音經話筒轉換得到的電信號。音經話筒轉換得到的電信號。離散形式的信號也叫數字信號，它使用有限個狀態(tài)來離散形

3、式的信號也叫數字信號，它使用有限個狀態(tài)來表示信息，例如電報機、傳真機和計算機發(fā)出的信號都表示信息，例如電報機、傳真機和計算機發(fā)出的信號都是數字信號。是數字信號。t(a) (a) 連續(xù)信號連續(xù)信號t(b) (b) 離散信號離散信號567纖芯纖芯包層包層保護層保護層光波光波多根光纖多根光纖保護層保護層防止光泄漏的吸收外殼防止光泄漏的吸收外殼起保護作用的防護層起保護作用的防護層外絕緣層外絕緣層(a) (a) 單芯光纜單芯光纜(b) (b) 光波在光纖中的傳播光波在光纖中的傳播 (c) (c) 多芯光纜多芯光纜8 910 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 11 12 移動移動電話電話交換交換中心中心固定固定電話電話交

4、換交換局局移動臺移動臺基站基站1 1基站基站2 2移動電話網移動電話網移動臺移動臺 (a) (a) 移動電話網移動電話網 13 (b) (b) 基站的有效區(qū)域基站的有效區(qū)域 移動臺是移動的通信終端，它移動臺是移動的通信終端，它是接收無線信號的接收機，包括是接收無線信號的接收機，包括手機、呼機、無繩電話等?；臼謾C、呼機、無繩電話等?；臼桥c移動臺聯系的一個固定收發(fā)是與移動臺聯系的一個固定收發(fā)機，它接收移動臺的無線信號，機，它接收移動臺的無線信號，每個基站負責與一個特定區(qū)域的每個基站負責與一個特定區(qū)域的所有的移動臺進行通信?；竞退械囊苿优_進行通信?；竞鸵苿咏粨Q中心之間通過微波或有移動交換中

5、心之間通過微波或有線信道交換信息，線信道交換信息，移動交換中心移動交換中心再與公共電話網進行連接。每個基站的有效區(qū)域既相互分割再與公共電話網進行連接。每個基站的有效區(qū)域既相互分割，又彼此有所交疊，整個移動通信網就像是蜂窩，所以也稱，又彼此有所交疊，整個移動通信網就像是蜂窩，所以也稱為為“蜂窩式移動通信蜂窩式移動通信”。1415 由于導體存在電阻，電信號直接傳輸的距離不能太由于導體存在電阻，電信號直接傳輸的距離不能太遠。研究發(fā)現，高頻震蕩的正弦波信號在長距離通信遠。研究發(fā)現，高頻震蕩的正弦波信號在長距離通信中比其他信號傳送的更遠，因此可以把正弦波信號作中比其他信號傳送的更遠，因此可以把正弦波信號

6、作為攜帶信息的為攜帶信息的“載波載波”，在信息傳輸時，利用信源信，在信息傳輸時，利用信源信號去調整載波的某個參數，這個過程稱為號去調整載波的某個參數，這個過程稱為“調制調制”，所使用的設備稱為所使用的設備稱為“調制器調制器”。 16 由于大多數情況下通信總是雙向進行的，所以調制器與由于大多數情況下通信總是雙向進行的，所以調制器與解調器需要一起使用，通常就把實現調制和解調功能的設備解調器需要一起使用，通常就把實現調制和解調功能的設備成為成為“調制解調器調制解調器”（MODEM）。信信 道道信源信源( (宿宿) )信宿信宿( (源源) )調制后調制后的載波的載波信號信號調制后調制后的載波的載波信號

7、信號調制調制解調器解調器調制調制解調器解調器載波載波載波載波 經過調制后的載波攜帶著被傳輸的信號在信道中進行長經過調制后的載波攜帶著被傳輸的信號在信道中進行長距離傳輸，到達目的地時，接收方再把載波所攜帶的信號距離傳輸，到達目的地時，接收方再把載波所攜帶的信號檢測出來恢復為原始信號的形式，這個過程稱為檢測出來恢復為原始信號的形式，這個過程稱為“解調解調”，所使用的設備稱為所使用的設備稱為“解調器解調器”。圖圖 模擬通信與調制解調器模擬通信與調制解調器1718 通信系統(tǒng)中，傳輸線路的成本占整個系統(tǒng)相當通信系統(tǒng)中，傳輸線路的成本占整個系統(tǒng)相當大的份額。為了提高傳輸線路的利用率，采取的措大的份額。為了

8、提高傳輸線路的利用率，采取的措施是使多路數據傳輸合用一條傳輸線。這就是多路施是使多路數據傳輸合用一條傳輸線。這就是多路復用技術。復用技術。 19 20 21交換技術 電路交換通話前經過撥號接通雙方的線路（建立一條物理通路），通話后再釋放（拆線） 分組交換計算機需要傳輸的信息預先都劃分為若干個數據包(ptcket，簡稱包，也稱為分組)，以包為單位在網絡中傳輸，到達目的地計算機后，再把這些包拼裝恢復為原先的形式。 （P158）22分組交換機與存儲轉發(fā) 分組交換機或包交換機(packet switch) 分組交換機的基本工作模式是“存儲轉發(fā)”。每當交換機收到一個包后，檢查該數據包的目的地地址，決定應

9、該送到哪個端口進行發(fā)送?？紤]到往往會有許多包必須在同一端口發(fā)送，包交換機的每個端口都有一個緩沖區(qū)(隊列)，需要發(fā)送的包都存放在該端口的緩沖區(qū)中，端口每發(fā)送完一個包，就從緩沖區(qū)隊列中提取下一個包進行發(fā)送。23分組交換機與存儲轉發(fā) 存儲轉發(fā)技術的優(yōu)點 存儲轉發(fā)技術使包交換機能對同時到達的許多包進行處理，而不會發(fā)生沖突 能使數據包以硬件容許的最快速度在網絡中進行傳送。 轉發(fā)表 公用分組交換網、局域網、蜂窩移動通信系統(tǒng)中也采用了分組交換技術，包格式和計算機編址方案不同。24計算機網絡是利用通信設備和網絡軟件，把地理計算機網絡是利用通信設備和網絡軟件，把地理位置分散且功能獨立的多臺計算機（或其他智能設備

10、）位置分散且功能獨立的多臺計算機（或其他智能設備）以相互共享資源和進行信息傳遞為目的連接起來的一以相互共享資源和進行信息傳遞為目的連接起來的一個系統(tǒng)。個系統(tǒng)。計算機網絡是一種數據通信系統(tǒng)，計算機之間傳計算機網絡是一種數據通信系統(tǒng)，計算機之間傳輸的都是二進制形式的數據。輸的都是二進制形式的數據。 25( (1)1)數據通信：數據通信：電子郵件、網上聊天、收發(fā)傳真、打電子郵件、網上聊天、收發(fā)傳真、打IPIP電電話、召開視頻會議等。話、召開視頻會議等。(2)(2)資源共享：資源共享：共享整個計算機網絡中的全部軟件、硬件、共享整個計算機網絡中的全部軟件、硬件、數據等資源。如使用瀏覽器瀏覽和下載遠程數據

11、等資源。如使用瀏覽器瀏覽和下載遠程WEBWEB網站上的網站上的信息、訪問其他計算機中的文件等。信息、訪問其他計算機中的文件等。(3)(3)實現分布式的信息處理：實現分布式的信息處理：實現分散在網絡中的多臺實現分散在網絡中的多臺計算機合作完成一項大型信息處理任務。計算機合作完成一項大型信息處理任務。(4)(4)提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性：提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性： 互為后備；可將負荷重的計算機的部分任務分配給較空互為后備；可將負荷重的計算機的部分任務分配給較空閑的計算機去完成。閑的計算機去完成。26 按按傳輸介質傳輸介質分：有線網和無線網。分：有線網和無線網。 按按使用性質使用性質分：

12、公用網和專用網。分：公用網和專用網。 按按使用對象使用對象分：企業(yè)網、政府網、金融網和校園網等。分：企業(yè)網、政府網、金融網和校園網等。 按按使用的協議使用的協議分：分：TCP/IPTCP/IP網、網、SNASNA網、網、IPXIPX網等。網等。 按按作用范圍作用范圍分：局域網、廣域網、城市網（城域網）分：局域網、廣域網、城市網（城域網） 局域網（局域網（LANLAN）-專用高速通信線路；一幢樓房、一專用高速通信線路；一幢樓房、一個單位、一個小區(qū)；個單位、一個小區(qū)； 廣域網（廣域網（WANWAN）-相距遙遠；幾十公里到幾千公里相距遙遠；幾十公里到幾千公里 城域網（城域網（MANMAN）-介于廣域

13、網與局域網之間，作用范介于廣域網與局域網之間，作用范圍是一個城市；圍是一個城市；5km-50km5km-50km27 計算機計算機 數據通信鏈路數據通信鏈路 網絡協議網絡協議 網絡操作系統(tǒng)和網絡應用軟件網絡操作系統(tǒng)和網絡應用軟件網絡操作系統(tǒng)（網絡操作系統(tǒng)（NOS）是指運行在服務器上的、提供網絡資源共享功能并負責管理）是指運行在服務器上的、提供網絡資源共享功能并負責管理整個網絡的一種操作系統(tǒng)，有時也稱作服務器操作系統(tǒng)。目前使用的網絡操作系整個網絡的一種操作系統(tǒng)，有時也稱作服務器操作系統(tǒng)。目前使用的網絡操作系統(tǒng)主要有三類：統(tǒng)主要有三類： Windows版版：Windows NT Server 、W

14、indows 2000 Server以及最新的以及最新的Windows Server 2003R2等。一般用于中低檔服務器中。等。一般用于中低檔服務器中。 UNIX:如如UNIX SVR4.2穩(wěn)定性和安全性好，可用于大型的網站。穩(wěn)定性和安全性好，可用于大型的網站。Linux:新型的網絡操作系統(tǒng)新型的網絡操作系統(tǒng)（4）數據傳輸速率與帶寬 數據傳輸速率(簡稱數據速率, data rate) 指實際進行數據傳輸時單位時間內傳送的二進位數目 計量單位： “比特/秒”(bps) 、“千比特/秒”(kb/s) 、“兆比特/秒”(Mb/s) 或“吉比特/秒”(Gb/s)等 帶寬(也稱為信道容量, bandw

15、idth) 數據鏈路能夠達到的最高數據傳輸速率 誤碼率(error rate) 指數據傳輸中規(guī)定時間內出錯數據占被傳輸數據總數的比例 端端延遲(end-end delay) 指數據從信源傳送到信宿所花費的時間。 與傳輸介質、傳輸技術和通信控制設備等有關計算機網絡中數據鏈路的重要性能參數：計算機網絡中數據鏈路的重要性能參數：下面關于通信技術的敘述中，錯誤的是_。 A任何一個通信系統(tǒng)都有信源、信道和信宿這三個基本組成部分 B為了實現遠距離傳輸信息，在模擬通信和數字通信中均采用載波技術 C為了降低傳輸信息的成本，在通信中廣泛采用多路復用技術 D數字通信系統(tǒng)的一個主要性能參數是信道帶寬,它指實際進行數

16、據傳輸時單位時間內傳輸的二進位數目題解題解人們往往會用我用的是10M寬帶上網來說明白己計算機連網的性能，這里的10M指的是數據通信中的_指標。 A.最高數據傳輸速率 B.平均數據傳輸速率 C.每分鐘數據流量 D.每分鐘IP數據包的數目題解題解31 網絡應用中，網絡中的計算機可以扮演不同的角色。網絡應用中，網絡中的計算機可以扮演不同的角色。從共享資源的角度來看，提供共享資源的計算機是從共享資源的角度來看，提供共享資源的計算機是服務服務器器，使用服務器資源的計算機是，使用服務器資源的計算機是工作站工作站（客戶機），每（客戶機），每一臺聯網的計算機或者是工作站，或者是服務器，或者一臺聯網的計算機或者

17、是工作站，或者是服務器，或者兩者都是。兩者都是。32計算機網絡有兩種基本的工作模式：計算機網絡有兩種基本的工作模式： 對等模式對等模式： peer-to-peer，簡稱，簡稱P2P每臺計算機既可作工作站也每臺計算機既可作工作站也可作服務器；一般限于小型網絡，性能不高，安全性也較可作服務器；一般限于小型網絡，性能不高，安全性也較差差。文件共享：BitTorrent(BT下載)，eMule(電驢)，迅雷即時通信：QQ、MSN Messenger流媒體服務： Skype（網絡IP電話）對等協同計算 33計算機網絡有兩種基本的工作模式：計算機網絡有兩種基本的工作模式：客戶客戶/服務器模式服務器模式（

18、Client/Server，簡稱，簡稱C/S ）：）：工作站與服務工作站與服務器（專門設計的性能較高的計算機）固定器（專門設計的性能較高的計算機）固定。服務器大多是一些專門設計的性能較高的計算機，并發(fā)處理能力強，存儲容量大，網絡數據傳輸速率高服務器按用途分為：Web服務器、打印服務器、郵件服務器、文件服務器、數據庫服務器等344.2.2 局域網的基本原理局域網的基本原理35局域網局域網(LAN)的特點與組成的特點與組成 n單位自建自管，地理范圍有限單位自建自管，地理范圍有限n使用專門鋪設的傳輸介質進行使用專門鋪設的傳輸介質進行連網連網n數據傳輸速率高數據傳輸速率高(10Mbps10Gbps)、

19、延遲時間短、延遲時間短n數據傳輸誤碼率低數據傳輸誤碼率低(10-810-11)路由器路由器防火墻防火墻服務器服務器共享共享打印機打印機局域網局域網集線器集線器/交換機交換機廣域網廣域網廣域網廣域網雙絞線、同軸電纜、光雙絞線、同軸電纜、光纖或者無線電波纖或者無線電波連接的每臺設備都裝有網絡接連接的每臺設備都裝有網絡接口卡口卡(網卡網卡)，計算機通過網卡，計算機通過網卡和傳輸介質相互連接和傳輸介質相互連接計算機計算機36局域網的數據傳輸方法局域網的數據傳輸方法n網絡上的每個網絡上的每個節(jié)點節(jié)點（如工作站、服務器、打印機等），（如工作站、服務器、打印機等），都是數據傳輸的都是數據傳輸的“源源”或者或

20、者“目的地目的地”n介質訪問地址介質訪問地址(MAC地址地址)：為了相互區(qū)別，局域網中：為了相互區(qū)別，局域網中的的每個節(jié)點都有一個惟一的地址每個節(jié)點都有一個惟一的地址，稱為，稱為MAC地址，地址，MAC地址使用地址使用48位位表示表示n數據傳輸方法：數據傳輸方法：n采用采用時分多路復用時分多路復用技術，多個節(jié)點共享傳輸介質技術，多個節(jié)點共享傳輸介質n不允許任何節(jié)點連續(xù)傳輸任意長的數據，必須把要傳輸的數不允許任何節(jié)點連續(xù)傳輸任意長的數據，必須把要傳輸的數據分成小塊（稱為據分成小塊（稱為“幀幀”，frame），每個節(jié)點每次只傳輸），每個節(jié)點每次只傳輸一個幀，確保任何節(jié)點都有傳輸數據的機會一個幀，確

21、保任何節(jié)點都有傳輸數據的機會37局域網數據幀的格式局域網數據幀的格式 有效載荷有效載荷(傳輸的數據傳輸的數據)校驗校驗信息信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送節(jié)點MAC地址地址接收節(jié)點接收節(jié)點MAC地址地址發(fā)給哪一臺計發(fā)給哪一臺計算機？算機？校驗信息隨同數據一起進行傳校驗信息隨同數據一起進行傳輸，供接收節(jié)點在收到數據之輸，供接收節(jié)點在收到數據之后驗證數據傳輸是否正確后驗證數據傳輸是否正確哪一臺計算機發(fā)哪一臺計算機發(fā)送的數據幀送的數據幀需要傳輸的數據，如程序、需要傳輸的數據，如程序、郵件、郵件、MP3音樂等音樂等 不同類型的局域網，數據幀的格式各不相同：不同類型的局域網，數據幀的格式各不相同： MAC地址的長度不同

22、地址的長度不同 有效載荷的最大長度限制不同有效載荷的最大長度限制不同 使用的校驗方法不同使用的校驗方法不同 其它組成部分其它組成部分38網卡網卡（網絡接口卡（網絡接口卡）n網卡就是計算機的網卡就是計算機的網絡通信控制器網絡通信控制器n網卡的任務：負責發(fā)送數據和接收數據網卡的任務：負責發(fā)送數據和接收數據網卡及其安裝網卡及其安裝筆記本電腦使用的網卡筆記本電腦使用的網卡n網絡中每個節(jié)點網絡中每個節(jié)點( (工作站或服務器工作站或服務器) )都必須安裝網卡都必須安裝網卡，不同類型，不同類型的網絡，需安裝使用不同類型的網卡的網絡，需安裝使用不同類型的網卡n由于芯片組集成度的提高，現在網卡的功能大多已集成在

23、芯片由于芯片組集成度的提高，現在網卡的功能大多已集成在芯片組中，即所謂的組中，即所謂的“集成網卡集成網卡”39網卡的具體功能網卡的具體功能1 在計算機與網絡之間建立一個通信鏈路在計算機與網絡之間建立一個通信鏈路(link)，通過傳輸介，通過傳輸介質發(fā)送信息和接收信息質發(fā)送信息和接收信息2 將數據分成將數據分成幀幀(frame)、以、以幀幀為單位發(fā)送和接收信息為單位發(fā)送和接收信息3 將計算機的輸出轉換為適合網絡傳輸的信號將計算機的輸出轉換為適合網絡傳輸的信號(并串轉換、并串轉換、碼型轉換、電平轉換碼型轉換、電平轉換)n每塊網卡均由生產廠家分配一個全球惟一的每塊網卡均由生產廠家分配一個全球惟一的M

24、AC地址，該地址，該地址就是使用這塊網卡的節(jié)點地址就是使用這塊網卡的節(jié)點MAC地址地址網卡轉換成串行網卡轉換成串行信號通過網線發(fā)信號通過網線發(fā)送到網絡送到網絡計算機需發(fā)送的信息計算機需發(fā)送的信息以并行方式送至網卡以并行方式送至網卡404.2.3 常用局域網常用局域網近幾年局域網技術的變化與發(fā)展方向是：近幾年局域網技術的變化與發(fā)展方向是： 技術單一化（交換式以太網）技術單一化（交換式以太網） 傳輸高速化（千兆網、萬兆網）傳輸高速化（千兆網、萬兆網） 主干采用樹形結構主干采用樹形結構 無線局域網（無線局域網（WLAN）開始普及）開始普及41局域網的類型局域網的類型n按傳輸介質可分為：有線網和無線網

25、按傳輸介質可分為：有線網和無線網n按網絡中設備互連的拓撲結構可分為：按網絡中設備互連的拓撲結構可分為：n總線網、環(huán)形網、星型網、混合網等總線網、環(huán)形網、星型網、混合網等總線結構環(huán)型結構星型結構n 按傳輸介質使用的訪問控制方法可分為：按傳輸介質使用的訪問控制方法可分為：以太網（廣泛使用）、以太網（廣泛使用）、FDDI網、令牌網（后兩種已很少使用）網、令牌網（后兩種已很少使用）42不同局域網采用不同的拓撲結構不同局域網采用不同的拓撲結構總線型局域網總線型局域網環(huán)型局域網環(huán)型局域網星型局域網星型局域網樹形局域網樹形局域網(令牌網、令牌網、FDDI)(交換式以太網交換式以太網)(共享總線以太網共享總線

26、以太網)(千兆千兆/萬兆以太網萬兆以太網)43常用局域網之常用局域網之1：共享式：共享式以太網以太網n以共享式集線器以共享式集線器(hub)為中心，為中心，每個節(jié)點通過每個節(jié)點通過以太網卡以太網卡和和雙絞線雙絞線連接到集線器的一個端口，通過集線器與其他節(jié)點連接到集線器的一個端口，通過集線器與其他節(jié)點相互通信相互通信n最早使用的一種以太網最早使用的一種以太網，總線式拓撲結構總線式拓撲結構 集線器集線器ABCD把一個端口接收到的幀把一個端口接收到的幀以以廣播方式廣播方式向所有端口向所有端口分發(fā)出去，并對信號進分發(fā)出去，并對信號進行放大，以擴大網絡的行放大，以擴大網絡的傳輸距離，起著中繼器傳輸距離，

27、起著中繼器的作用的作用 有效載荷有效載荷(傳輸的數據傳輸的數據)校驗校驗信息信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送節(jié)點MAC地址地址接收節(jié)點接收節(jié)點MAC地址地址AD(以太網數據幀以太網數據幀)44常見局域網之常見局域網之2：交換式：交換式以太網以太網n以以太網交換機以以太網交換機(Ethiernet Switcher)為中心為中心構成構成n交換機是一種高速電子開關，交換機是一種高速電子開關，連接在交換機上的所有節(jié)點連接在交換機上的所有節(jié)點均可同時相互通信均可同時相互通信n采用采用星形拓撲結構星形拓撲結構共享式以太網共享式以太網交換式以太網交換式以太網Hub向所有節(jié)點發(fā)送數據幀，由節(jié)點選擇向所有節(jié)點發(fā)送數據幀，由節(jié)

28、點選擇接收接收Switcher按按MAC地址將數據幀直接發(fā)送地址將數據幀直接發(fā)送給指定的節(jié)點給指定的節(jié)點1次只允許次只允許1對節(jié)點進行數據幀的傳輸對節(jié)點進行數據幀的傳輸允許多對節(jié)點同時進行數據幀的傳輸允許多對節(jié)點同時進行數據幀的傳輸總線式拓撲結構總線式拓撲結構星形拓撲結構星形拓撲結構所有節(jié)點共享一定的帶寬所有節(jié)點共享一定的帶寬每個節(jié)點各自獨享一定的帶寬每個節(jié)點各自獨享一定的帶寬 交換式交換式 集線器集線器12345645常見局域網之常見局域網之3：千：千(萬萬)兆位以太網兆位以太網Web服務器服務器郵件服務器郵件服務器數據庫服務器數據庫服務器網管工作站網管工作站防火墻防火墻千兆千兆交換機交換機

29、路由器路由器光纜光纜光纜光纜光纜光纜光纜光纜雙絞線雙絞線百兆百兆交換機交換機雙絞線雙絞線光纜光纜光纜光纜網絡信息中心網絡信息中心雙絞線雙絞線教學樓教學樓圖書館圖書館化學樓化學樓物理樓物理樓實驗室實驗室萬兆萬兆交換機交換機不同速率的以太不同速率的以太網交換機可以按網交換機可以按層次方式互相連層次方式互相連接起來，構成接起來，構成“校校院系院系室、室、組組”的多層次的的多層次的局域網局域網傳輸介質傳輸介質(光纖光纖)的的長度可達長度可達幾公里幾公里46以太網以太網使用的傳輸介質使用的傳輸介質n同軸電纜（早期使用）同軸電纜（早期使用）速率為速率為10Mbps 的的以太網，以太網，價格高價格高n雙絞線

30、（雙絞線（5類線）類線） 大量用于速率為大量用于速率為10Mbps和和100Mbps的的以太網以太網n光纖光纖用于速率為千兆用于速率為千兆(1Gbps)以以太網和萬兆太網和萬兆(10Gbps)以太以太網網雙絞線和雙絞線和RJ45插頭插頭(水晶頭水晶頭)是目前以太網使用最多的是目前以太網使用最多的傳輸介質傳輸介質47以太網以太網使用的網卡使用的網卡n功能：功能：n按照以太網的傳輸協議按照以太網的傳輸協議(IEEE 802.3 標準標準)，實現計算機之間的數據通信，實現計算機之間的數據通信n按傳輸速率分為：按傳輸速率分為：n10 Mbps 網卡網卡(10Base-T)n100 Mbps 網卡網卡(

31、100Base-T )n10/100 Mbps 自適應網卡自適應網卡 n1000 Mbps 網卡網卡 n按產品形態(tài)分為：按產品形態(tài)分為：n獨立網卡獨立網卡n集成網卡集成網卡(由芯片組實現網卡功能由芯片組實現網卡功能)筆記本電腦使用的網卡筆記本電腦使用的網卡臺式機使用的網卡臺式機使用的網卡48交換式以太網與共享式以太網在技術上交換式以太網與共享式以太網在技術上有許多相同之處，下面敘述中錯誤的是有許多相同之處，下面敘述中錯誤的是_。 A、使用的傳輸介質相同、使用的傳輸介質相同 B、網絡拓撲結構相同網絡拓撲結構相同 C、傳輸的信息幀格式相同、傳輸的信息幀格式相同 D、使用的網卡相同、使用的網卡相同

32、題解題解49常見局域網之常見局域網之4:無線局域網無線局域網 n無線局域網使用的傳輸介質無線局域網使用的傳輸介質主要是主要是2.4GHz和和5.8 GHz兩個頻段無線電波兩個頻段無線電波n無線局域網使用通信協議：無線局域網使用通信協議：802.11標準標準(Wi-Fi)50無線局域網的構建無線局域網的構建n無線局域網使用無線局域網使用無線網卡、無線接入點等設備無線網卡、無線接入點等設備構建構建n無線網卡傳輸速率有無線網卡傳輸速率有11Mbps、54Mbps或或108Mbps集線器集線器 無線接入點無線接入點無線接入點無線接入點無線網卡無線網卡使用擴頻方式通信，具有抗干擾、抗使用擴頻方式通信，具

33、有抗干擾、抗噪聲能力。室外覆蓋距離通?？蛇_噪聲能力。室外覆蓋距離通?？蛇_100300米，室內一般為米，室內一般為30米左右米左右每個無線節(jié)點每個無線節(jié)點都需要有都需要有1塊塊無線網卡無線網卡51無線局域網的構建無線局域網的構建n無線局域網還不能完全脫離有線網路，只是有線網絡的補充無線局域網還不能完全脫離有線網路，只是有線網絡的補充n“迅馳迅馳”標記：表示使用了標記：表示使用了Intel公司的低功耗移動公司的低功耗移動CPU和相和相應的芯片組以及集成的無線網卡，可實現無線局域網連接應的芯片組以及集成的無線網卡，可實現無線局域網連接n無線接入點無線接入點（WAP或或AP）：實際就是一個無線交換機或

34、無線）：實際就是一個無線交換機或無線Hub，相當于手機通信中的，相當于手機通信中的“基站基站”。n藍牙藍牙（bluetooth）構建無線局域網的另一種技術構建無線局域網的另一種技術n短距離、低速率、低成本的無線通信技術短距離、低速率、低成本的無線通信技術n最高數據傳輸速率可達最高數據傳輸速率可達1Mbps(有效傳輸速率為有效傳輸速率為721kbps)n傳輸距離在傳輸距離在10m以內以內n適合于構成一個無線個人區(qū)域網絡（適合于構成一個無線個人區(qū)域網絡（WPAN）52小結：幾種以太網的比較小結：幾種以太網的比較名稱名稱網絡速率網絡速率物理層物理層數據鏈路層數據鏈路層共享式以共享式以太網太網10 M

35、bps10 Mbps5 5類雙絞線類雙絞線,100m,100m總線拓撲總線拓撲, ,廣播通廣播通信信MACMAC幀，幀，MACMAC地址地址CSMA/CDCSMA/CD交換式交換式以太網以太網1010100100MbpsMbps5 5類雙絞線或光纖類雙絞線或光纖, , 100m,100m,星形拓撲星形拓撲MACMAC幀，幀，MACMAC地址地址千千( (萬萬) )兆兆以太網以太網1 110 10 GbpsGbps光纖，或光纖，或4 4對對5 5類線，類線，星形拓撲星形拓撲MACMAC幀，幀，MACMAC地址地址半雙工方式下使用半雙工方式下使用 CSMA /CD CSMA /CD 協議協議無線無

36、線局域網局域網11,54,10811,54,108MbpsMbps無線電波（無線電波（5.8GHz5.8GHz或或2.4GHz2.4GHz頻段）頻段）MACMAC幀，幀，MACMAC地址地址53在下列關于無線局域網的敘述中，錯誤在下列關于無線局域網的敘述中，錯誤的是的是_。 A.在無線局域網中，無線接入點實際上是一種無在無線局域網中，無線接入點實際上是一種無線交換機，在室內覆蓋距離可達幾十米線交換機，在室內覆蓋距離可達幾十米 B.目前無線局域網可采用的協議有目前無線局域網可采用的協議有Wi-Fi和藍牙等，和藍牙等，后者的數據傳輸速率比前者后者的數據傳輸速率比前者更高更高 C.若某電腦貼有若某電

37、腦貼有Intel公司的公司的Centrino(迅馳迅馳)標記，標記，則該電腦應有集成的無線網卡則該電腦應有集成的無線網卡 D.無線網卡有多種類型，例如無線網卡有多種類型，例如PCI無線網卡、無線網卡、USB無線網卡等無線網卡等題解題解54在下列有關最常見局域網、網絡設備以在下列有關最常見局域網、網絡設備以及相關技術的敘述中，錯誤的是及相關技術的敘述中，錯誤的是_。 A、以太網是最常用的一種局域網，它可以采用總、以太網是最常用的一種局域網，它可以采用總線結構線結構 B、每個以太網網卡的介質訪問地址（、每個以太網網卡的介質訪問地址（MAC地址）地址）是全球惟一的是全球惟一的 C、無線局域網一般采用

38、無線電波或紅外線進行數、無線局域網一般采用無線電波或紅外線進行數據通信據通信 D、“藍牙藍牙”是一種遠距離無線通信的技術標準，是一種遠距離無線通信的技術標準，適用于山區(qū)住戶組建局域網適用于山區(qū)住戶組建局域網 題解題解554.3 因特網的組成因特網的組成4.3.1 網絡分層結構與網絡分層結構與TCP/IP 協議協議4.3.2 IP協議協議與路由器與路由器4.3.3 因特網的發(fā)展及因特網的發(fā)展及結構結構4.3.4 因特網的因特網的接入接入564.3.1 網絡分層結構與網絡分層結構與TCP/IP協議協議（1）網絡的分層結構）網絡的分層結構（2）TCP/IP網絡協議網絡協議57(1) 網絡的分層結構網

39、絡的分層結構58文件處理模塊主機 甲主機 乙文件處理模塊通信服務模塊通信服務模塊網絡接入模塊網絡接入模塊 物理通信網絡網絡接口網絡接口計算機網絡為什么要劃分層次？計算機網絡為什么要劃分層次？例：主機甲通過網絡向主機乙傳送一個文件，甲乙雙方均劃例：主機甲通過網絡向主機乙傳送一個文件，甲乙雙方均劃分為三層，其分工為：分為三層，其分工為：從指定位置處從指定位置處讀出文件，然讀出文件，然后交給下層模后交給下層模塊進行發(fā)送塊進行發(fā)送把 文 件 保把 文 件 保存 到 指 定存 到 指 定的 文 件 夾的 文 件 夾中中將文件分成一將文件分成一個個包，交給個個包，交給下層模塊傳輸下層模塊傳輸將一個個包將一

40、個個包組裝成文件組裝成文件負責完成與具體物理網絡負責完成與具體物理網絡的接口，將數據包轉換成的接口，將數據包轉換成幀，按幀在物理網上傳輸幀，按幀在物理網上傳輸從物理網上接收幀，將從物理網上接收幀，將數據幀轉換成數據包數據幀轉換成數據包59計算機網絡分層的優(yōu)點計算機網絡分層的優(yōu)點 n優(yōu)點：優(yōu)點：n各層之間是獨立的各層之間是獨立的n靈活性好靈活性好n結構上可分割開結構上可分割開n易于實現和維護易于實現和維護n能促進標準化工作能促進標準化工作n劃分為多少層？劃分為多少層？n若層數太少，就會使每一層太復雜。若層數太少，就會使每一層太復雜。n若層數太多，描述和綜合各層功能時太繁瑣若層數太多，描述和綜合各

41、層功能時太繁瑣國際標準國際標準（7層）層）因特網標準因特網標準（4層）層）60(2) TCP/IP協議協議 計算機網絡的分層結構中，不同計算機的同一層必須共同遵循相同的規(guī)則和約定，才能正確地進行數據通信，這些規(guī)則和約定就是網絡協議網絡協議 現在大多數局域網和因特網，都采用發(fā)源于美國國防部的TCP/IPTCP/IP協議系列協議系列 61網絡互連問題網絡互連問題n為了把不同類型的網絡互連成為一個巨大而統(tǒng)一為了把不同類型的網絡互連成為一個巨大而統(tǒng)一的網絡，允許網絡中的所有計算機均可相互進行的網絡，允許網絡中的所有計算機均可相互進行通信，必須解決：通信，必須解決：n所有計算機應統(tǒng)一編址所有計算機應統(tǒng)一

42、編址n傳輸的數據包格式應該統(tǒng)一傳輸的數據包格式應該統(tǒng)一n(b) 用戶所看到的網絡用戶所看到的網絡統(tǒng)一的計算機網統(tǒng)一的計算機網絡絡EthernetFDDIATM(a) 實際的物理網絡實際的物理網絡IP路由器路由器n 解決方案：解決方案：統(tǒng)一采用統(tǒng)一采用TCP/IP協議進行網絡互連！協議進行網絡互連！62什么是什么是TCP/IP協議？協議？nTCP/IP是網絡互連的工業(yè)標準，它包含了是網絡互連的工業(yè)標準，它包含了100多個協議，其中：多個協議，其中：TCP（傳輸控制協議（傳輸控制協議)和和IP(網絡互連協議網絡互連協議)是兩個最基本、最是兩個最基本、最重要的協議重要的協議4321網絡接口和硬件層網

43、絡接口和硬件層(以太網以太網, FDDI, X.25, ATM等等)網絡互連層（網絡互連層（IP）傳輸層（傳輸層（TCP或或UDP）應用層應用層(SMTP, HTTP, FTP等等)如電子郵件、如電子郵件、HTML文文檔等應用數據檔等應用數據應用數據轉換為應用數據轉換為1個或多個個或多個TCP數據段或數據段或UDP數據段數據段TCP或或UDP數據報封裝為數據報封裝為IP數據報數據報IP數據報封裝為以太網信息幀數據報封裝為以太網信息幀或或ATM信元后進行傳輸信元后進行傳輸負責把數據封裝為負責把數據封裝為TCP或或UDP數據報，數據報，在兩個應用程序之間傳送數據在兩個應用程序之間傳送數據負責把數據

44、封裝為負責把數據封裝為IP數據數據報，并負責把報，并負責把IP數據報從數據報從發(fā)送方計算機通過物理網發(fā)送方計算機通過物理網絡傳送到接受方計算機絡傳送到接受方計算機負責將負責將IP數據報封裝成能在物理數據報封裝成能在物理網絡（局域網、廣域網）中傳輸網絡（局域網、廣域網）中傳輸的幀，并進行傳輸的幀，并進行傳輸應用程序應用程序與應用程與應用程序之間通序之間通信時使用信時使用的協議的協議63例例: 瀏覽網頁時使用的瀏覽網頁時使用的TCP/IP協議協議4321網絡接口和硬件層網絡接口和硬件層(以太網以太網)網絡互連層（網絡互連層（IP）傳輸層（傳輸層（TCP協議）協議） 應用層應用層(HTTP協議協議)

45、 HTML文檔（網頁）文檔（網頁） HTML文檔轉換為多個文檔轉換為多個 TCP數據報數據報 TCP數據報封裝為數據報封裝為IP數據數據報報 IP數據報封裝為以太網信息幀數據報封裝為以太網信息幀 進行傳輸進行傳輸瀏覽器使瀏覽器使用用HTTP協協議向議向Web服務器請服務器請求網頁求網頁網頁所對應的網頁所對應的HTML文檔拆分并封裝文檔拆分并封裝為若干個為若干個TCP數據報，由數據報，由Web服務服務器一個一個地進行發(fā)送器一個一個地進行發(fā)送負責把每個負責把每個TCP報封裝為報封裝為IP數數據報，在路由器之間進行傳送，據報，在路由器之間進行傳送，直到目的計算機所在局域網連直到目的計算機所在局域網連

46、接的路由器為止接的路由器為止路由器負責將路由器負責將IP數據報數據報封裝成以太網幀，在局封裝成以太網幀，在局域網中傳輸給瀏覽器域網中傳輸給瀏覽器64因特網上有許多不同結構的局域網和因特網上有許多不同結構的局域網和廣域網互相連接在一起，它們能相互廣域網互相連接在一起，它們能相互通信并協調工作的基礎是因為都采用通信并協調工作的基礎是因為都采用了了_。 A、ATM協議協議 B、TCP/lP協議協議 C、X.25協議協議 D、NetBIOS協議協議題解題解65TCP/IPTCP/IP協議的主要特點協議的主要特點n適用于多種異構網絡的互連適用于多種異構網絡的互連n確?？煽康亩说蕉送ㄐ糯_保可靠的端到端通信

47、n與操作系統(tǒng)緊密結合與操作系統(tǒng)緊密結合nTCP/IP既支持面向連接服務，也支持無連接既支持面向連接服務，也支持無連接服務，兩者并重服務，兩者并重664.3.3 IP協議與路由器協議與路由器（1）IP地址地址（2）IP數據報數據報（3）路由器）路由器67異構網絡的互連技術異構網絡的互連技術n網絡互連的基本構件：網絡互連的基本構件：n各種不同類型的局域網和廣各種不同類型的局域網和廣域網域網n必須解決的問題：必須解決的問題：1)1)所有計算機應統(tǒng)一編址所有計算機應統(tǒng)一編址2)2)傳輸的數據包格式應該統(tǒng)一傳輸的數據包格式應該統(tǒng)一n解決方案：解決方案：nTCP/IP協議系列中的網絡互協議系列中的網絡互連

48、協議連協議IP協議（協議（IP地址地址和和IP數據報）數據報）n使用的網絡互連設備：使用的網絡互連設備：n路由器路由器TCP/IPEthernetFDDICSMA/CD10M-10G令牌令牌100MATM面向連接面向連接100M-2GX.25（光纖、微波、衛(wèi)星、同軸、電話、雙絞線）（光纖、微波、衛(wèi)星、同軸、電話、雙絞線）虛電路虛電路廣域網廣域網局域網局域網路由器路由器路由器路由器路由器路由器局域網局域網主機主機A主機主機C主機主機D主機主機B局域網局域網68（1）IP地址地址因特網主機統(tǒng)一編址因特網主機統(tǒng)一編址 n因特網上的每臺計算機使用因特網上的每臺計算機使用“IP地址地址”作為其標識作為其

49、標識nIP地址的特點：地址的特點：n惟一性：網絡上的每臺計算機都有一個惟一性：網絡上的每臺計算機都有一個與眾不同的惟一的與眾不同的惟一的IP地址地址n簡明性：所有地址的長度都是簡明性：所有地址的長度都是32個二進位個二進位nIP地址的格式：包含地址的格式：包含類型號類型號、網絡號網絡號和和主機號主機號 3個部分個部分主機號（主機號（2424位）位）網絡號網絡號0 0主機號主機號(8(8位位) )網絡號網絡號0 01 11 1主機號（主機號（1616位）位）網絡號網絡號0 01 1指明計算機所指明計算機所屬網絡的編號屬網絡的編號指明計算機在該指明計算機在該網絡中的編號網絡中的編號指明該指明該IP

50、地址的類型：分為地址的類型：分為A, B, C, D, E五類五類IP地址地址695類類IP地址的具體格式地址的具體格式0 1 2 3 4 31011 1組播地址組播地址D類類0 1 2 3 4 311111備用備用E類類00 1 8 16 31網絡號網絡號主機號主機號A類類（超大型網絡（超大型網絡, 擁有大量主機擁有大量主機(16 777 214)，只有不超過，只有不超過126個網絡可獲得個網絡可獲得A類地址）類地址）0 1 2 16 3101網絡號網絡號主機號主機號B類類（規(guī)模適中的網絡（規(guī)模適中的網絡(65 534臺主機臺主機)使用使用B類地址，首字節(jié)大于等于類地址，首字節(jié)大于等于128

51、但小于但小于192 ）0 1 2 3 24 3101 1網絡號網絡號主機號主機號C類類（用于主機不超過（用于主機不超過254臺的小型網絡，其臺的小型網絡，其IP地址的首字節(jié)大于等于地址的首字節(jié)大于等于192但小于但小于224 ）70IP地址分五類，地址分五類，_適用于少數的適用于少數的擁有大量主機的大規(guī)模網絡來使用的。擁有大量主機的大規(guī)模網絡來使用的。 A、A類類 B、B類類 C、C類類 D、D類類 題解題解71IP地址的地址的“點分十進制點分十進制”表示表示nIP地址是一個地址是一個32位的地址碼，書寫和記憶很不方便位的地址碼，書寫和記憶很不方便n“點分十進制點分十進制”表示：用表示：用4個

52、十進制數來表示一個個十進制數來表示一個IP地址，每個地址，每個十進制數對應十進制數對應 IP地址中的地址中的8位位(1個字節(jié)個字節(jié))，相互間用小數點，相互間用小數點 “ ” 隔開。隔開。 例如：例如：800011010 00001010 00100011 00110000A類地址類地址810000010 00011000 00100011 01000100B類地址類地址211000110 01110111 00010111 00001100C類地址類地址點分十進制表示點分十進制表示 二進制表示二進制表示 IP地址類型地址類型IP

53、地址地址 首字節(jié)取值首字節(jié)取值 網絡號取值網絡號取值 舉舉 例例 A類類 1 126 1 126 42B類類 128 191 128.0 191.255 1C類類 192 223 192.0.0 223.255.255 2nA、B、C三類三類IP地址的十進制表示：地址的十進制表示：72網絡類型、網絡號和網絡類型、網絡號和IP地址舉例地址舉例15710.

54、0.0.495紅色表示紅色表示網絡號網絡號主機主機IP地址地址主機主機IP地址地址主機主機IP地址地址主機主機IP地址地址A類網絡類網絡C類網絡類網絡路由器路由器路由器路由器路由器路由器B類網絡類網絡B類網絡類網絡73IP地址點分十進制表示形式：地址點分十進制表示形式：XXX .XXX .XXX .XXXn XXX 取值范圍：取值范圍：0 255考點：合法的主機考點：合法的主機IP地址問題地址問題IP地址地址 網絡號取值網絡號取值 主機號取值主機號取值 舉舉 例例 A類類 1 126 0.0.0或或255.255.255 或或61.255

55、.255.255B類類 128 .0 191.255 0.0 或或 255.255 或或55C類類 192.0.0 223.255.255 0或或255 或或55nA、B、C三類特殊三類特殊IP地址從不分配給任何主機使用：地址從不分配給任何主機使用：兩個特殊的兩個特殊的IP地址：地址：主機號為主機號為“全全0”的的IP地址，稱為網絡地址，用來表示整個一個網絡地址，稱為網絡地址，用來表示整個一個網絡主機號為主機號為“全全1”的的IP地址，稱為直接廣播地址，指整個網絡中的所有主機地址，稱為直接廣播地址，指整

56、個網絡中的所有主機74下面地址中那些不能作為下面地址中那些不能作為Internet上主機上主機的的IP地址？地址？ A、55 B、55 C、21.256.33.48 D、 E、 F、7題解題解75關于子網掩碼關于子網掩碼n所謂子網，就是把標準所謂子網，就是把標準IP地址中的地址號進一步劃分成地址中的地址號進一步劃分成“子網號子網號”和和“主機號主機號”兩部分。兩部分。n如何如何從主機從主機IP地址中得到該主機所在子網的網絡號地址中得到該主機所在子網的網絡號呢？呢？ 使用子網掩碼使用子網掩碼n

57、三類三類IP地址的地址的默認子網掩碼：默認子網掩碼： A類地址類地址: B類地址：類地址： C類地址類地址: n例：例：n若某主機若某主機IP地址為：地址為：2（C類地址）類地址） 它的子網掩碼為：它的子網掩碼為：n兩者的二進制碼進行邏輯乘，兩者的二進制碼進行邏輯乘，n其結果就是網絡號為：其結果就是網絡號為： （前（前24位）位）76（2）IP數據報數據報n相互連接的異構網絡，它們使用的數據包（或幀）格式互不兼容，因此不能相互連接的異構網絡，它們使用的

58、數據包（或幀）格式互不兼容，因此不能直接將一個網絡送來的包傳送給另一個網絡直接將一個網絡送來的包傳送給另一個網絡n解決方法：解決方法：IP協議定義了一種獨立于各種物理網的統(tǒng)一的數據包格式，稱為協議定義了一種獨立于各種物理網的統(tǒng)一的數據包格式，稱為IP數據報（數據報（IP datagram）nIPv4數據報格式：數據報格式：數據數據( ( 最少最少1B1B，包含頭部最大，包含頭部最大64KB64KB）接收接收IPIP數據報的主機數據報的主機IPIP地址地址32bit32bit發(fā)送發(fā)送IPIP數據報的主機數據報的主機IPIP地址地址32bit32bit數據報總長度數據報總長度16bit16bit服

59、務類型服務類型頭部長度頭部長度版本號版本號標志標志片偏移片偏移13bit頭部檢驗和頭部檢驗和 16bit生成時間生成時間8bit協議協議8bit標識標識16bit可選字段（長度可變）可選字段（長度可變）填充填充源地址和源地址和目的地址目的地址有效載荷有效載荷校驗信息校驗信息77（3）路由器路由器n路由器是一種能夠連接異構網絡的路由器是一種能夠連接異構網絡的分組交換機分組交換機，其作用是：，其作用是：n按照路由表在網絡之間按照路由表在網絡之間轉發(fā)轉發(fā)IPIP數據報數據報n根據需要對根據需要對數據包的格式進行轉換數據包的格式進行轉換n路由器的路由器的IP地址設置（地址設置（一個路由器通常連接多個網

60、絡一個路由器通常連接多個網絡）：）：n當路由器某端口連接一個物理網絡時，該端口應分配當路由器某端口連接一個物理網絡時，該端口應分配IP地址地址n該該端口的端口的IP地址，其網絡號必須與所連接物理網絡的網絡號相同地址，其網絡號必須與所連接物理網絡的網絡號相同n例：例： 57 網絡地址網絡地址 A類網絡類網絡網絡地址網絡地址 B類網絡類網絡FDDI廣域網廣域網網絡地址網絡地址 C類網絡類網絡R1