第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

實(shí)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與項(xiàng)目管理王曉菊課程介紹課程學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)：16學(xué)時(shí)理論教學(xué)：10學(xué)時(shí)上機(jī)教學(xué)：4學(xué)時(shí)考核：2學(xué)時(shí)課程安排上機(jī)時(shí)間：第12周周六5-6節(jié)第13周周六1-2節(jié)上機(jī)地點(diǎn)：基礎(chǔ)四實(shí)驗(yàn)室（信息樓）主要教學(xué)內(nèi)容：了解網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運(yùn)作計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備局域網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化綜合布線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)參考書(shū)陳鳴編著，《網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)教程系統(tǒng)集成方法》，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年4月計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

基本概念1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型-OSI參考模型2IP地址、MAC地址3基本概念1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類定義：把地理位置不同且具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)通信設(shè)備和線路將其連接起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)軟件支持下進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源共享的系統(tǒng)。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義給你發(fā)E-mail共享資源數(shù)據(jù)傳輸負(fù)荷均衡和分布處理東西丟了??！提高可靠性沒(méi)關(guān)系！2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類按照地理范圍劃分局域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分總線網(wǎng)絡(luò)星狀網(wǎng)絡(luò)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)采用局域網(wǎng)，傳輸率較高，誤碼率較低。組網(wǎng)方便，技術(shù)簡(jiǎn)單。局域網(wǎng)(LAN):幾公里的地理范圍內(nèi)將計(jì)算機(jī)、外設(shè)和通信設(shè)備互連在一起的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)按地理范圍分類城域網(wǎng)（MAN）覆蓋范圍為幾公里到幾十公里之間，由多個(gè)單位或一個(gè)城市組建的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。建立的主要目的：為網(wǎng)內(nèi)用戶進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)傳輸以及聲音、圖像的集成服務(wù)等。傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率較低，誤碼率較高。機(jī)制復(fù)雜。廣域網(wǎng)(WAN)

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涉及范圍較大，通?？梢赃_(dá)到幾十公里、幾百公里，甚至更遠(yuǎn)。總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

總線型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可擴(kuò)充性好，組網(wǎng)容易（2）多個(gè)節(jié)點(diǎn)共用一條傳輸信道，信道利用率高；（3）傳輸速率較高?？偩€型結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：（1）發(fā)生故障時(shí)往往需要檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。（2）故障一旦發(fā)生在公用總線上，可能影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

中心節(jié)點(diǎn)星型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組網(wǎng)容易，便于管理；（2）故障診斷容易。缺點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)需要智能的、可靠的中央節(jié)點(diǎn)設(shè)備。中央節(jié)點(diǎn)的故障會(huì)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓；（2）中央節(jié)點(diǎn)負(fù)荷太重；（3）每個(gè)計(jì)算機(jī)直接與中央節(jié)點(diǎn)相連，需要大量的電纜；（4）專用的通信電纜利用率不高。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（2）纜線長(zhǎng)度比較短；（3）網(wǎng)絡(luò)整體效率比較高。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：（1）故障的診斷和隔離較困難。（2）環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充。樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

樹(shù)型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。（2）網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)擴(kuò)充方便靈活。（3）故障隔離方便。缺點(diǎn)：對(duì)根節(jié)點(diǎn)的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，全網(wǎng)都不能正常工作。網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)有一條專門線路相連（全聯(lián)通）。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于廣域網(wǎng)中。網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)點(diǎn)間路徑多，碰撞和阻塞減少。（2）局部故障不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可靠性高（3）網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和主機(jī)入網(wǎng)比較靈活簡(jiǎn)單。網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)關(guān)系復(fù)雜，建網(wǎng)較難。（2）網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制復(fù)雜。按照傳輸介質(zhì)劃分有線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)按交換方式劃分線路交換方式報(bào)文交換方式分組交換方式三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送的特點(diǎn)比特流直達(dá)終點(diǎn)報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組分組分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

基本概念1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型-OSI參考模型2IP地址、MAC地址32計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型-OSI模型OSI的七層框架名稱功能實(shí)例應(yīng)用層用戶接口HTTP、ftpTelnet表示層數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式、特定功能的實(shí)現(xiàn)如-加密ASCII、EBCDICJPEG會(huì)話層對(duì)應(yīng)用會(huì)話的管理、同步操作系統(tǒng)/應(yīng)用讀取傳輸層可靠與不可靠的傳輸、傳輸前的錯(cuò)誤檢測(cè)、流控TCP、UDP網(wǎng)絡(luò)層提供邏輯地址、選路IP數(shù)據(jù)鏈路層封裝成幀、用MAC地址訪問(wèn)媒介、錯(cuò)誤檢測(cè)與修正802.3/802.2HDLC物理層設(shè)備之間的比特流的傳輸、物理接口、電氣特性等EIA/TIA-232

V.35數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過(guò)程3－1InternetHello!IP包頭數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過(guò)程3－2Hello物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層比特幀報(bào)文段PDUHelloTCP/UDP頭HelloIP包頭LLC子層TCP/UDP頭HelloIP包頭LLC子層MAC子層TCP/UDP頭HelloTCP/UDP頭高層數(shù)據(jù)MAC子層LLC子層FCSIP包頭數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過(guò)程3－3Hello物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層比特幀報(bào)文段PDUHelloTCP/UDP頭HelloIP包頭LLC子層MAC子層TCP/UDP頭HelloIP包頭LLC子層MAC子層FCSTCP/UDP頭HelloTCP/UDP頭高層數(shù)據(jù)LLC子層OSI模型數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議-TCP/IP協(xié)議模型1.TCP/IP的發(fā)展OSI模型和TCP/IP模型比較計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

基本概念1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型-OSI參考模型2IP地址、MAC地址3IP地址

1.IP地址及其表示方法

IP地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世界范圍是唯一的32位的標(biāo)識(shí)符。IP地址現(xiàn)在由因特網(wǎng)名字與號(hào)碼指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)進(jìn)行分配.IP地址的編址方法分類的IP地址：這是最基本的編址方法，在1981年就通過(guò)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。子網(wǎng)的劃分：這是對(duì)最基本的編址方法的改進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)在1985年通過(guò)。構(gòu)成超網(wǎng)：這是比較新的無(wú)分類編址方法。1993年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。分類IP地址每一類地址都由網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id和主機(jī)號(hào)host-id兩部分組成。兩級(jí)的IP地址可以記為：IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>,<主機(jī)號(hào)>}::=代表“定義為”net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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101net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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101A類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段net-id為1字節(jié)net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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01B類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段net-id為2字節(jié)net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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101C類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段net-id為3字節(jié)net-id24bithost-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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101A類地址的主機(jī)號(hào)字段host-id為3字節(jié)B類地址的主機(jī)號(hào)字段host-id為2字節(jié)C類地址的主機(jī)號(hào)字段host-id為1字節(jié)D類地址是多播地址

E類地址保留為今后使用

點(diǎn)分十進(jìn)制記法10000000000010110000001100011111機(jī)器中存放的IP地址是32位二進(jìn)制代碼10000000000010110000001100011111每隔8位插入一個(gè)空格能夠提高可讀性采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法則進(jìn)一步提高可讀性1128

11331將每8位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)A類地址網(wǎng)絡(luò)地址：A類地址的網(wǎng)絡(luò)字段占一個(gè)字節(jié)，只有7個(gè)比特可供使用(該字段的第一個(gè)比特已固定為0)但可提供使用的網(wǎng)絡(luò)號(hào)是126個(gè)(即27—2)。第一，00000000

——“本網(wǎng)絡(luò)”第二，01111111

——本地軟件環(huán)回測(cè)試A類地址主機(jī)地址：x．0．0．0——本主機(jī)x.255.255.255——

本網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)因此每一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)是224－2＝16777214B類地址網(wǎng)絡(luò)地址：B類地址的網(wǎng)絡(luò)字段占2個(gè)字節(jié)，只有14個(gè)比特可供使用(該字段的前兩個(gè)比特已固定為10)網(wǎng)絡(luò)地址由于前兩位是10，所以不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址全0和全1的可能性，但可提供使用的網(wǎng)絡(luò)號(hào)是1638個(gè)(即214—1)。減1的原因是：不指派。B類地址主機(jī)地址：x.x.0.0——本主機(jī)x.x.255.255——

本網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)因此每一個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)是216－2＝65534C類地址網(wǎng)絡(luò)地址：C類地址的網(wǎng)絡(luò)字段占3個(gè)字節(jié)，只有21個(gè)比特可供使用(該字段的前兩個(gè)比特已固定為110)網(wǎng)絡(luò)地址由于前兩位是110，所以不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址全0和全1的可能性，但可提供使用的網(wǎng)絡(luò)號(hào)是2097151個(gè)(即221—1)。減1的原因是：不指派。C類地址主機(jī)地址：x.x.x.0——本主機(jī)x.x.x.255——

本網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)因此每一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)是28－2＝2542.常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍

網(wǎng)絡(luò)類別最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)第1個(gè)可用的網(wǎng)絡(luò)最后一個(gè)可用的網(wǎng)絡(luò)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)數(shù)A126(27–2)112616777214B16,383(214

1)128.1191.25565534C2,097,151(2211)192.0.1223.255.255254幾種特殊的IP地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號(hào)各位全為0的IP地址，如8，網(wǎng)絡(luò)地址為，主機(jī)號(hào)為68廣播地址直接廣播地址：主機(jī)號(hào)各位全為1的IP地址，用于將一個(gè)分組發(fā)送給特定的網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)，即對(duì)全網(wǎng)廣播，如：的直接廣播地址為55幾種特殊的IP地址（續(xù)）有限廣播地址：網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)都為1的IP地址，即55，它也是對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播，多數(shù)是用在當(dāng)一臺(tái)主機(jī)在運(yùn)行引導(dǎo)程序是，但又不知道其IP地址需要向服務(wù)器獲取IP，這是用該地址作為目的地址發(fā)送分組。RFC1918指明