計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)PPT完整全套教學(xué)課件

第1章初識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)全套課件目錄知識(shí)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展史理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成技能目標(biāo)能夠舉例表述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類及其應(yīng)用情況。能夠表述某一具體單位的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。能夠表述網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是信息收集、分配、存儲(chǔ)、處理、消費(fèi)的最重要的載體，是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的核心，深刻地影響著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、科技各方面，是工作和生活中的最重要的工具之一。1．1．1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念凡將地理位置不同并具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)，都可稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。1．1．2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成1．面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1．1．3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能資源共享均衡負(fù)荷及分布處理功能提高系統(tǒng)的性價(jià)比，維護(hù)方便，擴(kuò)展靈活綜合信息服務(wù)功能信息的快速傳輸和集中處理功能1.1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和各計(jì)算機(jī)之間相隔的距離不同。1.1.4按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模分類局域網(wǎng)（LAN）城域網(wǎng)（MAN）廣域網(wǎng)（WAN）1.2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母拍钔負(fù)渌^拓?fù)?，就是把?shí)體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的“點(diǎn)”，而把連接實(shí)體的線路抽象成“線”，進(jìn)而以圖的形式來表示這些點(diǎn)與線之間關(guān)系的方法，其目的在于研究這些點(diǎn)、線之間的相連關(guān)系。表示點(diǎn)和線之間關(guān)系的圖稱為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中的通信線路和節(jié)點(diǎn)間的幾何排序，并用以表示網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)外貌，同時(shí)反映了各個(gè)模塊之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。它影響著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、功能、可靠性和通信費(fèi)用等，是研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要環(huán)節(jié)之一。1.2.2網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸結(jié)構(gòu)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，就是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸。它以點(diǎn)到點(diǎn)的連接方式把各個(gè)模塊的通信控制處理機(jī)連接起來，形成特定的信息傳輸網(wǎng)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸結(jié)構(gòu)通常為遠(yuǎn)程網(wǎng)和大城市網(wǎng)所采用，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型、樹型和分布式。廣播式傳輸結(jié)構(gòu)廣播式傳輸結(jié)構(gòu)，就是用一個(gè)共同的傳輸介質(zhì)把各個(gè)計(jì)算機(jī)模塊連接起來。這樣，任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)在向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送信息時(shí)，連接在總線上的所有計(jì)算機(jī)均可以接收到。廣播式傳輸結(jié)構(gòu)主要有總線型信道、衛(wèi)星信道和微波信道等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)是以一個(gè)結(jié)點(diǎn)為中心，網(wǎng)絡(luò)中其他結(jié)點(diǎn)都通過傳輸介質(zhì)接入中心結(jié)點(diǎn)

2.樹型結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)是從星型拓?fù)溲葑兌鴣?，它把多個(gè)星型拓?fù)涞闹行慕Y(jié)點(diǎn)再通過傳輸介質(zhì)接入更大的中心結(jié)點(diǎn)上。

3.環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)的傳輸介質(zhì)是一個(gè)閉合的環(huán)

4.分布式結(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀）廣域網(wǎng)中一般用不完全連接分布式結(jié)構(gòu)

5.總線型拓?fù)淇偩€型拓?fù)洳捎脝胃鶄鬏斁€作為傳輸介質(zhì)稱為總線，網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)都接入總線。

6.任意型結(jié)構(gòu)1.3.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議指的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中互相通信的對(duì)等實(shí)體之間交換信息所必須遵守的規(guī)則的集合。網(wǎng)絡(luò)中為了能進(jìn)行通信，規(guī)定每個(gè)終端都要將各自字符集中的字符先變換為標(biāo)準(zhǔn)字符集的字符，才能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)傳送，到達(dá)目的終端，再變換為該終端字符集的字符。對(duì)于不兼容的終端，除了需要變換字符集字符，還需要轉(zhuǎn)換其他特性，如顯示格式、行長(zhǎng)、行數(shù)、屏幕滾動(dòng)方式等。1.3.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素語(yǔ)法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。它規(guī)定了需要發(fā)出何種控制信息，以及完成的動(dòng)作與做出什么樣的響應(yīng)。語(yǔ)義，即需要發(fā)出何種控制信息、完成何種動(dòng)作及做出何種應(yīng)答。時(shí)序，也叫同步，是對(duì)事件發(fā)生順序的詳細(xì)說明。1.3.2標(biāo)準(zhǔn)化組織相同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間比較容易實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，而不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)就存在諸多問題，為了解決這些問題而制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)廠商、供應(yīng)商、政府機(jī)構(gòu)及其他服務(wù)提供者提供了實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的指導(dǎo)方針，使得產(chǎn)品或設(shè)備得以相互兼容。1.3.2標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（AmericanNationalStandardsInstitute，ANSI）電氣與電子工程師協(xié)會(huì)國(guó)際電信聯(lián)盟—電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)國(guó)際電工委員會(huì)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院Internet標(biāo)準(zhǔn)化組織1．4傳輸介質(zhì)與綜合布線有線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)1.雙絞線屏蔽雙絞線（STP）非屏蔽雙絞線（UTP）雙絞線雙絞線標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用傳輸頻率1類線（cat1）電話語(yǔ)音通信20Kbps2類線（cat2）綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（數(shù)據(jù)）4Mbps3類線（cat3）l0Base-T以太網(wǎng)絡(luò)的10Mbps4類線（cat4）基于令牌的局域網(wǎng)和10base-T/100base-T16Mbps5類線（cat5）快速以太網(wǎng)100Mbps超5類線（cat5e）快速以太網(wǎng)100Mbps6類線（cat6）百兆位快速以太網(wǎng)和千兆位以太1000Mbps7類線（cat7）萬兆位以太網(wǎng)10Gbps。雙絞線EIA/TIA568B的規(guī)定的RJ45接口順序。編號(hào)12345678顏色白橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕2.同軸電纜同軸電纜3光纖光纜的組成光纖的分類光纖連接器與光纖連接的設(shè)備光纜的組成光纖是光纜的纖芯，光纖由光纖芯、包層和涂覆層三部分組成。光纖的分類單模光纖單模光纖的纖芯直徑很小，約為4mm~10mm，理論上只傳輸一種模態(tài)。多模光纖在一定的工作波長(zhǎng)下，當(dāng)有多個(gè)模態(tài)在光纖中傳輸時(shí)，則這種光纖稱為多模光纖。光纖連接器光纖適配器光纖連接器光纖連接的設(shè)備1.4.2無線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)是指在兩個(gè)通信設(shè)備之間不使用任何人為的物理連接。無線通信的方法有微波、無線電波、激光和紅外線。1．微波微波數(shù)據(jù)通信2．無線電波無線電波是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的射頻頻段的電磁波。3．激光通信激光通信的優(yōu)點(diǎn)是帶寬更高、方向性好、保密性能好等。激光通信多用于短距離的傳輸。激光通信的缺點(diǎn)是其傳輸效率受天氣影響較大。4．紅外線光紅外線通信不受電磁干擾和射頻干擾的影響。紅外線傳輸建立在紅外線光的基礎(chǔ)上，采用光發(fā)射二極管、激光二極管或光電二極管來進(jìn)行站點(diǎn)與站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換。1.4.3綜合布線綜合布線是一種模塊化的、靈活性極高的建筑物內(nèi)或建筑群之間的信息傳輸通道。通過它可使話音設(shè)備、數(shù)據(jù)設(shè)備、交換設(shè)備及各種控制設(shè)備與信息管理系統(tǒng)連接起來，同時(shí)也使這些設(shè)備與外部通信網(wǎng)絡(luò)相連。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布線的問題布線雜亂，難以管理。占用建筑面積大，建設(shè)成本高。電話和計(jì)算機(jī)信息點(diǎn)不具備通用性?？煽啃圆?，不易維護(hù)。布線靈活性差，不能保護(hù)前期投資。2．綜合布線的組成綜合布線的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)清晰，便于管理維護(hù)。材料統(tǒng)一、先進(jìn)，可以適應(yīng)今后的發(fā)展需要。靈活性強(qiáng)，可以滿足各種不同的需求。便于擴(kuò)充，既節(jié)約費(fèi)用又提高了系統(tǒng)的可靠性。1.5.1IP電話IP電話（InternetPhone）也稱為VoIP（VoiceoverIP），它運(yùn)行在IP協(xié)議之上，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸語(yǔ)音信息，實(shí)際上就是部分或全部利用Internet為語(yǔ)音傳輸媒介的電話業(yè)務(wù)。IP電話最吸引人的地方是其低廉的通信費(fèi)用，所以也有人稱之為廉價(jià)電話或經(jīng)濟(jì)電話。在ARPANET剛開始運(yùn)行不久，美國(guó)就著手研究如何在網(wǎng)絡(luò)上傳輸語(yǔ)音信息，即所謂的分組語(yǔ)音通信。1.5.2三網(wǎng)融合電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)這三個(gè)網(wǎng)，在向?qū)拵ㄐ啪W(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)演變過程中，相互滲透、互相兼容并逐步整合成為全世界統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)。1.5.3物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)（1）要有數(shù)據(jù)傳輸通路（2）要有一定的存儲(chǔ)功能（3）要有CPU（4）要有操作系統(tǒng)（5）要有專門的應(yīng)用程序（6）遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議（7）在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識(shí)別的唯一編號(hào)物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1.5.4大數(shù)據(jù)在維基百科中關(guān)于大數(shù)據(jù)的定義是指利用常用軟件工具來獲取、管理和處理數(shù)據(jù)所耗時(shí)間超過可容忍時(shí)間的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)的特征規(guī)模性（Volume）高速性（Velocity）多樣性（Variety）價(jià)值性（Value）1.5.5

云計(jì)算云計(jì)算的特點(diǎn)（1）便捷性強(qiáng)（2）可靠性高（3）成本低（4）潛在的危險(xiǎn)性1.6實(shí)驗(yàn)RJ-45接口標(biāo)準(zhǔn)及網(wǎng)線制作第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)目錄【知識(shí)目標(biāo)】掌握數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基本概念理解數(shù)據(jù)的傳輸方式了解信道復(fù)用技術(shù)和數(shù)據(jù)交換技術(shù)【能力目標(biāo)】能夠進(jìn)行與數(shù)據(jù)通信傳輸速率相關(guān)的計(jì)算能表述數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)并舉例說明能夠清晰差錯(cuò)控制技術(shù)的原理及在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用2.11數(shù)據(jù)通信技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，數(shù)據(jù)通信是指用通信線路和通信設(shè)備把兩結(jié)點(diǎn)連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞或交換，是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。2．1．1基本概念信息（Information）數(shù)據(jù)（Data）信號(hào)（Signal）噪聲2.1.1基本概念模擬模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)2.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)信源信宿信道2.1.2數(shù)據(jù)通信分類模擬通信數(shù)字通信2.1.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸速率帶寬與信道容量延遲、抖動(dòng)、吞吐量和丟包率誤碼率和誤比特率數(shù)據(jù)通傳輸速率：傳輸率是指數(shù)據(jù)在信道中傳輸?shù)乃俣?。?shù)據(jù)通信速率分為兩種：碼元速率和信息速率。碼元速率RB：每秒中傳送的碼元數(shù)，單位為波特/秒（Baud/s），又稱為波特率；信息速率Rb：每秒中傳送的信息量，單位為比特/秒（bit/s），又稱為比特率；對(duì)于一個(gè)用二進(jìn)制表示的信號(hào)（兩級(jí)電平），每個(gè)碼元包含1個(gè)比特信息，其信息速率與碼元速率相等；對(duì)于一個(gè)用四進(jìn)制表示的信號(hào)（四級(jí)電平），每個(gè)碼元包含了2個(gè)比特信息，因此，它的信息速率應(yīng)該是碼元速率的2倍。數(shù)據(jù)傳輸速率一般來說，對(duì)于采用M進(jìn)制電平傳輸信號(hào)時(shí)，信息速率和碼元速率之間的關(guān)系是：Rb=RBlog2M數(shù)據(jù)傳輸速率誤碼率和誤比特率是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸可靠性的重要參數(shù)。誤碼率是指二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，誤比特率是指在傳輸中出錯(cuò)比特的概率。誤碼率和誤比特率在實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，電話線路在300～2400bps傳輸速率時(shí)，平均誤碼率在10-2～10-6之間，在4800～9600bps傳輸速率時(shí)平均誤碼率在10-2～10-4之間。而計(jì)算機(jī)通信的平均誤碼率要求低于10-9。帶寬是指信道中傳輸?shù)男盘?hào)在不失真的情況下所占用的頻率范圍，通常稱為信道的通頻帶，單位用赫茲（Hz）表示。信道帶寬是由信道的物理特性所決定的，例如，電話線路的頻率范圍在300～3400Hz，則它的帶寬300～3400Hz。信道容量是衡量一個(gè)信道傳輸數(shù)字信號(hào)的重要參數(shù)。信道容量是指單位時(shí)間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)，用每秒比特?cái)?shù)（bps）表示。當(dāng)傳輸?shù)男盘?hào)速率超過信道的最大信號(hào)速率時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生失真。常用的單位換算關(guān)系為1kHz=1000Hz1MHz=1000kHz1GHz=1000MHz1THz=1000GHZ帶寬與信道容量延遲也稱時(shí)延，它是指將1bit信息從網(wǎng)絡(luò)的一端傳輸?shù)搅硪欢怂ㄙM(fèi)的時(shí)間。延遲是嚴(yán)格用時(shí)間來測(cè)量的。抖動(dòng)也稱可變延遲，它是指在同一條路由上發(fā)送的一組數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間差異。吞吐量是指網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率，可用平均速率和峰值速率表示。丟包率是指在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)丟棄數(shù)據(jù)包的最高比率，數(shù)據(jù)包的丟包現(xiàn)象是由網(wǎng)絡(luò)擁塞引起的。這4個(gè)參數(shù)都是服務(wù)質(zhì)量QoS的主要度量參數(shù)。延遲、抖動(dòng)、吞吐量和丟包率2.2數(shù)據(jù)的傳輸2.2.1信道的通信輸方式單工半雙工全雙工2.2.2信號(hào)的傳輸形式基帶傳輸所謂基帶，就是指電信號(hào)固有的基本頻率。例如，電視信號(hào)的基本頻帶為0～6MHz，數(shù)字信號(hào)的基本頻帶為零至若干MHZ，由傳輸速率決定。當(dāng)利用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)直接傳輸基帶信號(hào)時(shí)，稱為基帶傳輸。頻帶傳輸所謂頻帶傳輸，就是指利用調(diào)制器把二進(jìn)制電信號(hào)信號(hào)調(diào)制成能在公共電話線上傳輸?shù)囊纛l信號(hào)（模擬信號(hào)），將音頻信號(hào)在傳輸介質(zhì)中傳送到接收端，再經(jīng)過解調(diào)器的解調(diào)，把音頻信號(hào)還原成二進(jìn)制的電信號(hào)。寬帶傳輸寬帶是指比音頻帶寬更寬的頻帶，它包括大部分電磁波頻譜。使用這種寬帶進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng)，稱為寬帶傳輸系統(tǒng)。它可以容納全部廣播，并可進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。寬帶傳輸系統(tǒng)允許在同一信道上進(jìn)行數(shù)字信息和模擬信息服務(wù)。數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸，由于計(jì)算機(jī)內(nèi)部都采用并行通信，因此，數(shù)據(jù)在發(fā)送之前，要將計(jì)算機(jī)中的字符進(jìn)行并/串變換，在接收端再通過串/并變換，還原成計(jì)算機(jī)的字符結(jié)構(gòu)，才能實(shí)現(xiàn)串行通信。串行通信的優(yōu)點(diǎn)是收、發(fā)雙方只需要一條傳輸信道，易于實(shí)現(xiàn)，成本低，但速度比較低。2.2.3串行傳送與并行傳送數(shù)據(jù)以成組的方式在多個(gè)并行信道上同時(shí)進(jìn)行傳輸。并行通信的優(yōu)點(diǎn)是速度快，但發(fā)端與收端之間有若干條線路，導(dǎo)致費(fèi)用高，僅適合于近距離和高速率的通信。2.2.3串行傳送與并行傳送同步傳輸方式的信息格式是一組字符或一個(gè)二進(jìn)制位組成的數(shù)據(jù)塊（幀）。對(duì)這些數(shù)據(jù)，不需要附加起始位和停止位，而是在發(fā)送一組字符或數(shù)據(jù)塊之前先發(fā)送一個(gè)同步字符SYN（以01101000表示）或一個(gè)同步字節(jié)（01111110），用于接收方進(jìn)行同步檢測(cè)，從而使收發(fā)雙方進(jìn)入同步狀態(tài)。在同步字符或字節(jié)之后，可以連續(xù)發(fā)送任意多個(gè)字符或數(shù)據(jù)塊，發(fā)送數(shù)據(jù)完畢后，再使用同步字符或字節(jié)來標(biāo)識(shí)整個(gè)發(fā)送過程的結(jié)束。在同步傳送時(shí)，由于發(fā)送方和接收方將整個(gè)字符組作為一個(gè)單位傳送，且附加位又非常少，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省Ｋ赃@種方法一般用在高速傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，比如計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。2.2.4同步傳輸和異步傳輸在異步傳輸方式中，每傳送1個(gè)字符（7位或8位）都要在每個(gè)字符碼前加1個(gè)起始位，以表示字符代碼的開始，在字符代碼和校驗(yàn)碼后面加1或2個(gè)停止位，表示字符結(jié)束。接收方根據(jù)起始位和停止位來判斷一個(gè)新字符的開始。從而起到通信雙方的同步作用。異步方式實(shí)現(xiàn)比較容易，但每傳輸一個(gè)字符都需要多使用2～3位，所以適合于低速通信。2.2.4同步傳輸和異步傳輸2.3信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上，共享信道資源。四種信道復(fù)用方式：頻分復(fù)用FDM、時(shí)分復(fù)用TDM、波分復(fù)用WDM和碼分復(fù)用。FDM是把信道的可用頻帶分成多個(gè)互不交疊的頻段（帶），每個(gè)信號(hào)占其中一個(gè)頻段。接收時(shí)用適當(dāng)?shù)臑V波器分離出不同信號(hào)，分別進(jìn)行解調(diào)接收。頻分多路復(fù)用FDM

TDM又分為同步時(shí)分復(fù)用（SynchronousTimeDivisionMultiplexing，STDM）和異步時(shí)分復(fù)用（AsynchronousTimeDivisionMultiplexing，ATDM）。時(shí)分多路復(fù)用TDM同步時(shí)分復(fù)用異步時(shí)分復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用（TDM）同步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)（STDM）異步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)（ATDM）STDM采用固定時(shí)間片分配方式，將傳輸信號(hào)的時(shí)間按特定長(zhǎng)度連續(xù)地劃分成特定時(shí)間段（一個(gè)周期），再將每一時(shí)間段劃分成等長(zhǎng)度的多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙以固定的方式分配給各路數(shù)字信號(hào)，各路數(shù)字信號(hào)在每一時(shí)間段都順序分配到一個(gè)時(shí)隙。由于在同步時(shí)分復(fù)用方式中，時(shí)隙預(yù)先分配且固定不變，無論時(shí)隙擁有者是否傳輸數(shù)據(jù)都占有一定時(shí)隙，形成了時(shí)隙浪費(fèi)，其時(shí)隙的利用率很低。同步時(shí)分復(fù)用STDM異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)又被稱為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，它能動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，避免每個(gè)時(shí)間段中出現(xiàn)空閑時(shí)隙。ATDM就是只有當(dāng)某一路用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才把時(shí)隙分配給它。當(dāng)用戶暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則不給它分配時(shí)隙。電路的空閑時(shí)隙可用于其他用戶的數(shù)據(jù)傳輸。在所有的數(shù)據(jù)幀中，除最后一個(gè)幀外，其他所有幀均不會(huì)出現(xiàn)空閑的時(shí)隙，從而提高了資源的利用率，也提高了傳輸速率。異步時(shí)分復(fù)用WDM主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)。波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。人們借用傳統(tǒng)的載波電話的頻分復(fù)用的概念，可以做到使用一根光纖來同時(shí)傳輸多個(gè)頻率很接近的光載波信號(hào),提高了光纖的傳輸能力。最初，在一根光纖上只能復(fù)用兩路光載波信號(hào)，隨著技術(shù)的發(fā)展，在一根光纖上復(fù)用的路數(shù)越來越多?，F(xiàn)在已達(dá)到在一根光纖上復(fù)用80路或更多路數(shù)的光載波信號(hào)，這種復(fù)用方式就是密集波分復(fù)用DWDM(DenseWavelengthDivisionMultiplexing)。波分多路復(fù)用WDM碼分多路復(fù)用又稱為碼分多址CDMA(CodingDivisionMultiplexingAccess)。CDMA也是一種共享信道的方法，每個(gè)用戶可在同一時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信，但使用基于碼型的分割信道方法，即每個(gè)用戶分配一個(gè)地址碼，各個(gè)碼型互不重疊，通信各方之間不會(huì)相互干擾，且抗干擾能力強(qiáng)。碼分多路復(fù)用2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)電路交換存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換（報(bào)文交換、分組交換）電路交換電路交換的過程分成電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和電路拆除3個(gè)階段。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換報(bào)文交換分組交換（虛電路分組交換）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換分組交換（數(shù)據(jù)報(bào)分組交換）2.5差錯(cuò)控制差錯(cuò)類型單比特差錯(cuò)突發(fā)差錯(cuò)

差錯(cuò)控制方法自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)混合糾錯(cuò)檢錯(cuò)方式反饋校驗(yàn)方式差錯(cuò)控制編碼奇偶校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）差錯(cuò)控制編碼奇偶校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)目錄【知識(shí)目標(biāo)】1．掌握網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念。2．理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念。3．掌握OSI-RM的層次結(jié)構(gòu)和各層的功能。4．掌握TCP/IP體系結(jié)構(gòu)各層的功能。5．掌握IP地址、子網(wǎng)掩碼及IPv6的概念?！炯寄苣繕?biāo)】1．能夠清晰地描述OSI-RM參考模型與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)和差別2．能夠表述IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的作用3．能夠清晰的描述IPv4和IPv6的差別3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作原理。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)CNA（ComputerNetworkArchitect）是指為了完成計(jì)算機(jī)之間的通信，把每臺(tái)計(jì)算機(jī)互連的功能劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定了同層次進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰之間的接口及服務(wù)，用分層研究方法定義網(wǎng)絡(luò)各層的功能，各層協(xié)議和接口的集合。3.1.1

分層結(jié)構(gòu)分層可以把一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)分解為若干個(gè)容易處理的小系統(tǒng)，然后逐個(gè)解決。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就采用分層的方法。1.分層結(jié)構(gòu)的原則結(jié)構(gòu)清晰，層數(shù)適中層間接口清晰，跨越接口的通信量盡可能少每一層都通過層間接口使用下層的服務(wù)，并為上層提供服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)都有相同的層次，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的對(duì)等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信2.分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)各層功能明確，相對(duì)獨(dú)立靈活性好易于標(biāo)準(zhǔn)化工作3.相關(guān)概念實(shí)體（Entity）協(xié)議（Protocol）接口（Interface）服務(wù)（Service）3.1.2層次結(jié)構(gòu)模型3.2OSI-RM參考模型由于各個(gè)計(jì)算機(jī)廠家都有自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，各個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)又都有各自不同的分層，所以不同廠家的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品很難互連。為了能讓不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于1983年提出了一種讓各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)互連的標(biāo)準(zhǔn)框架，就是著名的開放系統(tǒng)互連參考模型（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel，OSI-RM）。3.2.1OSI-RM結(jié)構(gòu)3.2.1OSI-RM結(jié)構(gòu)3.2.1OSI-RM幀的形成3.2.1OSI-RM數(shù)據(jù)封裝過程OSI/RM各層功能簡(jiǎn)介3.2.2物理層機(jī)械特性電氣特性功能特性規(guī)程特性3.2.3數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層通過在通信的實(shí)體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接傳輸稱為“幀”（Frame）的數(shù)據(jù)單元，并且進(jìn)行差錯(cuò)控制，使有差錯(cuò)的物理線路變成無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路層分成兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制子層（LogicLinkControl，LLC）和介質(zhì)訪問控制子層（MediaAccessControl，MAC）3.2.3數(shù)據(jù)鏈路層成幀差錯(cuò)控制流量控制鏈路管理尋址3.2.4網(wǎng)絡(luò)層邏輯地址尋址流量控制擁塞控制路由選擇網(wǎng)際互連3.2.5傳輸層及其他高層傳輸層傳輸?shù)男畔挝槐环Q為報(bào)文（Message），其功能是提供無差錯(cuò)的可靠的端到端的服務(wù)，提供端到端的差錯(cuò)控制和流量控制。1.傳輸層2.會(huì)話層會(huì)話層的作用是建立、維護(hù)、和釋放面向用戶的連接，并且對(duì)會(huì)話質(zhì)量進(jìn)行管理和控制，保證會(huì)話數(shù)據(jù)可靠傳輸。6．表示層表示層的作用是處理傳輸信息的語(yǔ)法和語(yǔ)義，就是從一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)出的信息能被另一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層所識(shí)別。7．應(yīng)用層用戶能直接使用相關(guān)服務(wù)的一層，是用戶與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的接口和界面。應(yīng)用層能識(shí)別并證實(shí)通信雙方的可用性，協(xié)調(diào)各個(gè)應(yīng)用程序間的工作使其保持同步，監(jiān)督和管理各種資源和服務(wù)的使用情況。3.3TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）是傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議的英文縮寫，這兩個(gè)協(xié)議主要是解決網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問題。TCP/IP是指一組通信協(xié)議所組成的協(xié)議簇，而TCP和IP是其中的兩個(gè)最重要的協(xié)議。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)1．網(wǎng)絡(luò)接口層TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層和OSI/RM的物理層及數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)應(yīng)，該層沒有具體的特定協(xié)議，只是給出了支持物理通信的網(wǎng)絡(luò)接口，基本上已有的各種邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問控制協(xié)議都支持。2．網(wǎng)際層因特網(wǎng)協(xié)議IP因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP地址解析協(xié)議ARP

反向地址解析協(xié)議RARP因特網(wǎng)組報(bào)文協(xié)議IGMP網(wǎng)際層是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，主要負(fù)責(zé)生成IP數(shù)據(jù)報(bào)、IP尋址、路由選擇、校驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)有效性、分段和包重組等功能。3．傳輸層傳輸層的功能是提供從發(fā)送主機(jī)應(yīng)用程序到接收主機(jī)應(yīng)用程序的通信，被稱為端到端的通信。在傳輸層中，TCP/IP定義了兩個(gè)主要的協(xié)議為傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。傳輸控制協(xié)議TCP（TransmissionControlProtocol）。用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（UserDatagramProtocol）。4．應(yīng)用層常見的協(xié)議有負(fù)責(zé)文件傳輸?shù)膮f(xié)議FTP（FileTransferProtocol），負(fù)責(zé)郵件發(fā)送和接受的協(xié)議SMTP（SimpleMailTransferProtocol）和POP（PostOfficeProtocol），負(fù)責(zé)域名系統(tǒng)解析的協(xié)議DNS（DomainNameSystem），負(fù)責(zé)超文本文件傳輸?shù)膮f(xié)議HTTP（HyperTextTransferProtocol），負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)主機(jī)地址分配的DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol），以及遠(yuǎn)程登錄訪問協(xié)議TELNET（TelecommunicationsNetwork）等等。5．TCP/IP的功能3.3.3TCP/IP協(xié)議集3.4IP編址面向機(jī)器的名字有物理地址和IP地址，面向人的名字是域名。3.4.1物理地址硬件地址或介質(zhì)訪問控制（MAC）地址，習(xí)慣稱物理地址為網(wǎng)卡（NIC）地址，48位二進(jìn)制數(shù)。

電腦上看：00-0C-29-CA-E4-660000000000001100001010011100101011100100011001103.4.2IP地址IPV4版本。IPV4標(biāo)準(zhǔn)的IP地址結(jié)構(gòu)要求一個(gè)IP地址由4段組成，每段包含8個(gè)二進(jìn)制位，一共有32位二進(jìn)制組成。點(diǎn)分十進(jìn)制。3.4.2IP地址IP分為二部分，網(wǎng)絡(luò)地址、主機(jī)地址。3.4.2IP地址分類按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小，IP地址分為A類、B類、C類、D類和E類共5類3.4.2A、B、C類地址3.4.2地址的數(shù)量類別地址的取值范圍網(wǎng)絡(luò)號(hào)數(shù)量主機(jī)號(hào)數(shù)量A1.x.y.z–126.x.y.z126（27-2）16777214（224-2）B128.0.y.z–191.255.y.z16348（214）65534（216-2）C192.0.0.z–223.255.255.z2097152（221）254（28-2）3.4.3特殊的IP地址1．廣播地址2．有限廣播地址3．網(wǎng)絡(luò)ID4．回送地址5．內(nèi)部保留地址3.4.4IP地址的作用和管理（1）IP地址在Internet上有唯一性。直接連接在Internet網(wǎng)絡(luò)上的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都被分配一個(gè)IP地址，這個(gè)IP地址在整個(gè)Internet上是唯一的。（2）地址格式統(tǒng)一通用。IP地址是供全球使用的通信地址，其地址格式由專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定，全球通用，目前在使用的是32位的IPV4格式。（3）路由器、網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備也有IP地址。不僅僅是計(jì)算機(jī)要分配IP地址才能連接到Internet，Internet上的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，例如路由器和網(wǎng)關(guān)也需要IP地址，而且這些網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的IP地址通常有兩個(gè)或者更多，這樣才能連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。（4）IP地址是運(yùn)行TCP/IP協(xié)議的標(biāo)識(shí)符。一旦運(yùn)行TCP/IP協(xié)議的機(jī)器連入Internet均要獲得IP地址才能訪問網(wǎng)絡(luò)。3.4.4IP地址的作用和管理Internet中的IP地址是由指定機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)分配管理的，分為3個(gè)級(jí)別。最高一級(jí)的IP地址由國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（InternetNetworkInformationCenter，InterNIC）負(fù)責(zé)分配，其職責(zé)是分配A類IP地址、授權(quán)分配B類IP地址的組織并有權(quán)刷新IP地址；第二級(jí)是負(fù)責(zé)分配B類IP地址的國(guó)際組織，有InterNIC、APNIC和ENIC，InterNIC負(fù)責(zé)北美地區(qū)分配，APNIC負(fù)責(zé)亞太地區(qū)分配，ENIC負(fù)責(zé)歐洲地區(qū)分配；第三級(jí)是地區(qū)網(wǎng)管中心向國(guó)家級(jí)網(wǎng)管中心申請(qǐng)分配。由指定機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)分配的IP地址可以被外部用戶訪問，被稱為公有地址。為了避免某個(gè)單位選擇任意網(wǎng)絡(luò)地址，造成與合法的Internet地址發(fā)生沖突，IETF已經(jīng)分配了具體的A類、B類和C類地址供單位內(nèi)部網(wǎng)使用，這些地址如下。A類：～55。B類：～55。C類：～55。3.4.5子網(wǎng)掩碼3.4.5子網(wǎng)掩碼3.4.6默認(rèn)網(wǎng)關(guān)3.5IPv6簡(jiǎn)介3.5.1IPv6的主要特點(diǎn)1．巨大的地址空間2．全新的地址配置方式3．靈活的頭部格式4．簡(jiǎn)化了協(xié)議，加快了分組的轉(zhuǎn)發(fā)5．對(duì)QoS有更好的支持6．內(nèi)置的安全性7．全新的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議8.更好的移動(dòng)傳輸支持3.5.2IPv6的地址表示首選格式零壓縮表示法以IPv4地址作為后綴3.5.3IPv4到IPv6的過渡技術(shù)隧道技術(shù)NAT-PT雙協(xié)議棧技術(shù)第4章局域網(wǎng)技術(shù)目錄【知識(shí)目標(biāo)】1．掌握局域網(wǎng)的概念及標(biāo)準(zhǔn)。2．掌握局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方法。3．理解以太網(wǎng)及交換式以太網(wǎng)的原理。4．理解虛擬局域網(wǎng)的工作原理?！炯寄苣繕?biāo)】1．能夠清晰描述局域網(wǎng)的各種介質(zhì)訪問控制方法的區(qū)別和特點(diǎn)。2．能夠說明傳統(tǒng)以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)的區(qū)別和特點(diǎn)。3．能夠舉例說明虛擬局域網(wǎng)的概念及應(yīng)用情況。4.1局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是一種應(yīng)用廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在有限的地理范圍內(nèi)（一般不超過10公里），一個(gè)機(jī)房、一棟大樓、一個(gè)學(xué)校或一個(gè)單位內(nèi)部的計(jì)算機(jī)、外設(shè)和各種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備互聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。局域網(wǎng)的始于20世紀(jì)70年代，以太網(wǎng)（Ethernet）是其典型的代表。4.1.2局域網(wǎng)的特點(diǎn)局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍小，一般不超過10km。通信速率較高。通常屬于某個(gè)部門所有。便于安裝和維護(hù)，可靠性高。價(jià)格低廉。局域網(wǎng)協(xié)議簡(jiǎn)單，真正實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。4.1.3局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)1．物理層物理層涉及在通信線路上傳輸?shù)亩M(jìn)制比特流，主要作用是確保在一段物理鏈路上正確傳輸二進(jìn)制信號(hào)，完成信號(hào)的發(fā)送與接收、時(shí)鐘同步、解碼與編碼等功能。2．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層（1）邏輯鏈路控制子層（LLC子層）（2）介質(zhì)訪問控制子層（MAC子層）。MAC子層進(jìn)行信道分配，解決信道爭(zhēng)用問題。4.1.4

局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)IEEE802又稱為L(zhǎng)MSC（LAN/MANStandardsCommittee，局域網(wǎng)/城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)），致力于研究局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的物理層和MAC層中定義的服務(wù)和協(xié)議，對(duì)應(yīng)OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型的最低兩層（即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）。IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)4.2.1介質(zhì)訪問控制方法通信是共享傳輸介質(zhì)的，采用廣播式通信方式。先聽后說，邊聽邊說；一旦沖突，立即停說；等待時(shí)機(jī)，然后再說；注：“聽”，即監(jiān)聽、檢測(cè)之意；“說”，即發(fā)送數(shù)據(jù)之意。4.2.1載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）4.2.1載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)工作原理4.2.2令牌訪問控制令牌（Token）技術(shù)使站點(diǎn)能輪流發(fā)送數(shù)據(jù)，解決了這種不確定性，每次輪到的時(shí)候只能發(fā)送一幀，這種循環(huán)協(xié)調(diào)的機(jī)制稱為令牌傳遞。4.3以太網(wǎng)以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測(cè)技術(shù)）技術(shù)，IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)給出了以太網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范（10Mbps）。廣播式的傳輸4.3.1以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展

以太網(wǎng)是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范。IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)給出了以太網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范。

以太網(wǎng)定義了在局域網(wǎng)中采用的電纜類型和信號(hào)處理方法，規(guī)定了物理層的連線、電信號(hào)和介質(zhì)訪問層協(xié)議等內(nèi)容。以太網(wǎng)在互連設(shè)備之間以10～100Mbit/s的傳輸速率傳送信息包。雙絞線電纜10Base-T以太網(wǎng)由于其低成本、高可靠性及10Mbits的傳輸速率等特點(diǎn)而成為應(yīng)用最廣泛的以太網(wǎng)技術(shù)。直擴(kuò)的無線以太網(wǎng)的傳輸速率可達(dá)11Mbit/s，許多制造供應(yīng)商提供的產(chǎn)品都能采用通用的軟件協(xié)議進(jìn)行通信，開放性較好。產(chǎn)生和發(fā)展4．3．2標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)常見的以太網(wǎng)規(guī)范在這些標(biāo)準(zhǔn)中前面的數(shù)字表示傳輸速度，單位是“Mbps”，最后的一個(gè)數(shù)字表示單段網(wǎng)線長(zhǎng)度或電纜的類別，Base表示“基帶”的意思，Broad代表“寬帶”。選項(xiàng)10Base510Base210Base-T10Base-F10Broad36傳輸介質(zhì)50Ω同軸電纜50Ω同軸電纜雙絞線光纖75Ω同軸電纜網(wǎng)段長(zhǎng)（m）50018510020001800段站點(diǎn)數(shù)10030

33100電纜直徑10mm5mm(0.4-0.6)mm62.5/125μm15mm拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線總線星形星形總線編碼技術(shù)曼徹斯特曼徹斯特曼徹斯特曼徹斯特曼徹斯特標(biāo)準(zhǔn)803.3802.3a802.3i802.3i802.3b1．10Base5規(guī)范2．10Base2規(guī)范3．10Base-T規(guī)范4．10Base-F規(guī)范10Base-F規(guī)范是使用光纖作為傳輸介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3中規(guī)定每條傳輸線路都使用一條光纖，每條光纖采用曼徹斯特編碼傳輸一個(gè)方向上的信號(hào)。每一位數(shù)據(jù)經(jīng)編碼后，轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，可以用有光表示電信號(hào)中的高電平，無光表示電信號(hào)中的低電平。4.3.3快速以太網(wǎng)（FastEthernet）4.3.3快速以太網(wǎng)（FastEthernet）標(biāo)準(zhǔn)傳輸介質(zhì)特性網(wǎng)段長(zhǎng)（m）100Base-TX2對(duì)5類UTP100Ω1002對(duì)STP150Ω100100Base-FX1對(duì)單模光纖8/125μm400001對(duì)多模光纖62.5/125μm2000100Base-T44對(duì)3類UTP100Ω100100Base-T22對(duì)3類UTP100Ω1004.3.4千兆以太網(wǎng)（GigabitEthernet）4.3.4千兆以太網(wǎng)（GigabitEthernet）標(biāo)準(zhǔn)傳輸介質(zhì)特性網(wǎng)段長(zhǎng)1000Base-SX50μm多模光纖短波長(zhǎng)激光全雙工最長(zhǎng)傳輸距離550m62.5μm多模光纖全雙工最長(zhǎng)傳輸距離2750m1000Base-LX9μm單模光纖長(zhǎng)波長(zhǎng)激光全雙工最長(zhǎng)傳輸距離550m50μm，62.5μm多模光纖全雙工最長(zhǎng)傳輸距離3000m1000Base-CX同軸電纜

最長(zhǎng)傳輸距離25m1000Base-T5類UTP

最長(zhǎng)傳輸距離100m4.3.5萬兆以太網(wǎng)（10GigabitEthernet）標(biāo)準(zhǔn)傳輸介質(zhì)特性網(wǎng)段長(zhǎng)1000Base-SX50μm多模光纖短波長(zhǎng)激光全雙工最長(zhǎng)傳輸距離550m62.5μm多模光纖全雙工最長(zhǎng)傳輸距離2750m1000Base-LX9μm單模光纖長(zhǎng)波長(zhǎng)激光全雙工最長(zhǎng)傳輸距離550m50μm，62.5μm多模光纖全雙工最長(zhǎng)傳輸距離3000m1000Base-CX同軸電纜

最長(zhǎng)傳輸距離25m1000Base-T5類UTP

最長(zhǎng)傳輸距離100m4.4交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)是以交換機(jī)（switch）為中心構(gòu)成，是一種星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)稱為以交換機(jī)為核心設(shè)備而建立起來的一種高速網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)在近幾年來運(yùn)用得非常廣泛。2．交換式以太網(wǎng)點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸4.5虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)是建立在物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的一種邏輯子網(wǎng)，虛擬局域網(wǎng)技術(shù)使局域網(wǎng)的組網(wǎng)靈活多變。1．虛擬局域網(wǎng)概述虛擬局域網(wǎng)（VirtualLocalAreaNetwork，VLAN）是以交換式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，把網(wǎng)絡(luò)上的站點(diǎn)分成若干個(gè)邏輯工作組，每個(gè)邏輯工作組就是一個(gè)VLAN。VLAN的標(biāo)準(zhǔn)在IEEE802.1Q中有詳細(xì)的定義。VLAN與使用網(wǎng)橋或交換機(jī)構(gòu)成的一般邏輯子網(wǎng)的最大區(qū)別就是不受地理位置的限制，自由組網(wǎng)。例如2．虛擬局域網(wǎng)的應(yīng)用（1）需要對(duì)廣播數(shù)據(jù)包進(jìn)行隔離操作，數(shù)據(jù)包只發(fā)送給某些特定的網(wǎng)段，避免網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生廣播風(fēng)暴。（2）由于公司人員增加，網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)擴(kuò)充，部門不能集中辦公，同一網(wǎng)段的人員可能不在同一物理地段。（3）公司里的一些關(guān)鍵部門有特殊的安全需要，在保證能夠和外界正常通信的同時(shí)又有自身內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全要求。3．虛擬局域網(wǎng)的特點(diǎn)（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活，變化多樣。（2）減少網(wǎng)絡(luò)流量，節(jié)約帶寬。（3）提高網(wǎng)絡(luò)安全性。（4）簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理。（5）設(shè)備投資少。4．虛擬局域網(wǎng)的幀格式4虛擬局域網(wǎng)的劃分1．基于端口的VLAN2．基于MAC地址的VLAN3．基于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的VLAN4．基于子網(wǎng)的VLAN4.6

局域網(wǎng)連接設(shè)備

局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，根據(jù)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中工作的層次不同，分為:

物理層的是中繼器和集線器，

數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)橋和二層交換機(jī)，

網(wǎng)絡(luò)層的路由器和三層交換機(jī)，傳輸層及以上的是網(wǎng)關(guān)，

連接電腦與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的是網(wǎng)卡。4.6.1網(wǎng)卡4.6.2集線器廣播式通信4.6.3交換機(jī)點(diǎn)到點(diǎn)式通信第5章網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備目錄【知識(shí)目標(biāo)】1．掌握網(wǎng)絡(luò)互連的概念及類型。2．了解網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備及其作用。3．了解交換機(jī)與路由器的區(qū)別?！炯寄苣繕?biāo)】1．能夠描述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的分類及其作用。2．能夠描述各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能。3．能夠熟練使用思科模擬器軟件并使用交換機(jī)配置VLAN。5.1網(wǎng)絡(luò)互連的概述網(wǎng)絡(luò)互連是指將不同的網(wǎng)絡(luò)連接起來，以構(gòu)成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5.1.1網(wǎng)絡(luò)互連的概念網(wǎng)絡(luò)互連是指將分布在不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備相連接，實(shí)現(xiàn)互連網(wǎng)絡(luò)資源的共享。5.1.1各種互連的內(nèi)涵（1）網(wǎng)絡(luò)連接，指網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用級(jí)的連接。它是一對(duì)同構(gòu)或異構(gòu)的端系統(tǒng)，通過由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或中間系統(tǒng)提供的接續(xù)通路來進(jìn)行連接，目的是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的端到端的通信。（2）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，指不同的子網(wǎng)間借助相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如網(wǎng)橋、路由器等）來實(shí)現(xiàn)各子網(wǎng)間的互相連接，目的是解決子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)交互，但這種交互尚未擴(kuò)大到系統(tǒng)與系統(tǒng)間。（3）網(wǎng)絡(luò)互通，指網(wǎng)絡(luò)不依賴于其具體連接形式的一種能力。5.1.2網(wǎng)絡(luò)互連的類型1．局域網(wǎng)-局域網(wǎng)互連2．局域網(wǎng)-廣域網(wǎng)互連3．廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連5.1.3網(wǎng)絡(luò)互連的層次1．物理層互連物理層互連只是連接多個(gè)網(wǎng)段，起到擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)范圍的作用。主要設(shè)備是中繼器和集線器（Hub）。中繼器是最低層的物理設(shè)備，用于在局域網(wǎng)中連接幾個(gè)網(wǎng)段，只起簡(jiǎn)單的信號(hào)放大作用，用于延伸局域網(wǎng)的長(zhǎng)度。嚴(yán)格地說，中繼器是網(wǎng)段連接設(shè)備而不是網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。2．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層互連數(shù)據(jù)鏈路層互連是在網(wǎng)絡(luò)中起到對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、地址過濾、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的作用，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)鏈路層互連時(shí)，數(shù)據(jù)鏈路層與物理層協(xié)議可以相同也可以不同。數(shù)據(jù)鏈路層互連設(shè)備是網(wǎng)橋和交換機(jī)。3．網(wǎng)絡(luò)層互連網(wǎng)絡(luò)層互連時(shí)，網(wǎng)絡(luò)層及其以下協(xié)議可以相同也可以不同。網(wǎng)絡(luò)層互連設(shè)備主要是路由器和第三層交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)層互連主要解決路由選擇、擁塞控制、差錯(cuò)處理和分段技術(shù)等問題。如果網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議相同，則互連主要是解決路由選擇問題。如果網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議不同，則需使用多協(xié)議路由器。4．高層互連傳輸層及其以上各層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)之間的互連屬于高層互連，高層互連需要一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，起協(xié)議轉(zhuǎn)換的作用，為不同網(wǎng)絡(luò)體系間提供互連接口。高層互連的設(shè)備就是網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)的種類很多，但高層互連使用的網(wǎng)關(guān)大部分是應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)。5．2物理層互連設(shè)備常用的物理層互連設(shè)備有中繼器和集線器。5．2．1中繼器、集線器中繼器又被稱為轉(zhuǎn)發(fā)器，中繼器工作在物理層，對(duì)于高層協(xié)議完全透明，它是局域網(wǎng)互聯(lián)的最簡(jiǎn)單的設(shè)備。集線器也稱為集中器，作用與中繼器類似，其也工作在物理層，具有信號(hào)放大功能，它與一般中繼器的區(qū)別僅在于能夠提供更多的端口服務(wù)，所以集線器又叫多端口中繼器1．中繼器2．集線器（Hub）廣播式傳輸集線器的分類獨(dú)立型集線器

模塊化集線器

堆疊式集線器

5.3

數(shù)據(jù)鏈路層互連設(shè)備常用的數(shù)據(jù)鏈路層互連設(shè)備有網(wǎng)橋和交換機(jī)。5.3.1網(wǎng)橋網(wǎng)橋又稱橋接器，是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，它在數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。根據(jù)幀的目的地址處于哪一網(wǎng)段來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和濾除。5.3.2交換機(jī)交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層，主要用于完成數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的工作，同網(wǎng)橋的功能相同，是一種基于MAC地址識(shí)別，能夠封裝、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，功能同網(wǎng)橋一樣，又稱為多端口網(wǎng)橋，點(diǎn)到點(diǎn)式傳輸1．交換機(jī)的工作原理1．交換機(jī)的工作原理2．交換機(jī)的技術(shù)參數(shù)（1）交換方式。直通交換、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和碎片隔離（2）背板帶寬（3）包轉(zhuǎn)發(fā)率（4）傳輸速率（5）全雙工（6）內(nèi)存容量（7）端口數(shù)量（8）端口類型（9）MAC地址數(shù)量3．交換機(jī)與集線器的區(qū)別（1）工作層不同（2）工作原理不同 （3）帶寬使用不同（4）工作模式不同5.4

網(wǎng)絡(luò)層互連設(shè)備常用的網(wǎng)絡(luò)層互連設(shè)備有路由器。5.4.1路由器的基本概念路由器（Router）工作在網(wǎng)絡(luò)層，是從事不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)包（Packet）的存儲(chǔ)和分組轉(zhuǎn)發(fā)，是用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)（邏輯網(wǎng)絡(luò)代表一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)子網(wǎng)）的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。1路由器路由器互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)都是獨(dú)立的子網(wǎng)，它們可以有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法。它所連接網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)可以不同，或者使用的協(xié)議也有可能不同。2.路由表路由表、路由協(xié)議和路由器3個(gè)概念的區(qū)別如下。路由表中存放所連接子網(wǎng)的狀態(tài)信息，如網(wǎng)絡(luò)上路由器的數(shù)目、鄰居路由器的名字、路由器的網(wǎng)絡(luò)地址和相鄰路由器之間的距離等信息。而路由協(xié)議的作用是根據(jù)路由算法生成路由表。路由器的作用主要是路由選擇，在進(jìn)行路徑選擇時(shí)，它是根據(jù)路由表進(jìn)行操作的。當(dāng)某一路徑發(fā)生故障或擁擠時(shí)，路由器會(huì)自動(dòng)選擇別的路徑。路由表有以下兩種類型。（1）靜態(tài)路由表。（2）動(dòng)態(tài)路由表5.4.3路由器的分類和功能（1）從性能檔次上分類（2）從結(jié)構(gòu)上分類（3）從功能上分類1.路由器的分類2.路由器的功能連接功能。設(shè)備管理功能。網(wǎng)絡(luò)地址判斷、最佳路由選擇和數(shù)據(jù)處理功能。5.4.3路由器的分類和功能5.5

高層互連設(shè)備常用的高層互連設(shè)備有網(wǎng)關(guān)。5.5.1網(wǎng)關(guān)的功能網(wǎng)關(guān)又稱網(wǎng)間連接器或協(xié)議轉(zhuǎn)換器。其工作在OSI七層模型的傳輸層或更高層，即在傳輸層以上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連。網(wǎng)關(guān)能夠連接兩個(gè)高層協(xié)議完全不同的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)能將收到的信息轉(zhuǎn)換為目的網(wǎng)絡(luò)所能接收的數(shù)據(jù)格式，5.5.2網(wǎng)關(guān)的分類協(xié)議網(wǎng)關(guān)安全網(wǎng)關(guān)應(yīng)用網(wǎng)關(guān)5.6.1

三層交換的概念三層交換機(jī)最初是為了解決較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的廣播域問題，經(jīng)過多年的發(fā)展，三層交換機(jī)已經(jīng)成為接入層骨干網(wǎng)絡(luò)中的重要設(shè)備。5.6.2三層交換的有點(diǎn)多伸縮性高性能流量管理第6章無線網(wǎng)絡(luò)

目錄【知識(shí)目標(biāo)】1．掌握無線傳輸技術(shù)的分類2．掌握3G、4G和5G網(wǎng)絡(luò)的不同與特點(diǎn)3．了無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)、硬件設(shè)備與安全性【技能目標(biāo)】1．能夠區(qū)分Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用2．能夠表述如何進(jìn)行安全的無線上網(wǎng)3．能夠組建無線網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)無線路由器進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置6.1.1無線網(wǎng)絡(luò)概述無線網(wǎng)絡(luò)既包括遠(yuǎn)距離無線連接的全球語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，又包括優(yōu)化的紅外線技術(shù)及射頻技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)最大的不同在于傳輸媒體的不同，它利用無線電和光技術(shù)取代網(wǎng)線，在空中傳輸數(shù)據(jù)，主要針對(duì)一些需要移動(dòng)辦公或不進(jìn)行物理布線的場(chǎng)合，成為有線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和補(bǔ)充。無線接入分為以下4種。6.1.1無線接入分類無線局域網(wǎng)無線城域網(wǎng)6.1.1無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)分為光學(xué)傳輸和無線電波傳輸兩大類。光學(xué)傳輸有紅外線（InfraRed）和激光（Laser）等技術(shù)；無線電波傳輸采用擴(kuò)頻、窄頻微波、HomeRF、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)及藍(lán)牙等技術(shù)。6.1.2光學(xué)傳輸6.1.2光學(xué)傳輸6.1.3無線電波傳輸6.2無線廣域網(wǎng)WWANWWAN技術(shù)是利用手機(jī)、PDA、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備在蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)可以隨時(shí)連接到互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。WWAN接入示意圖如圖所示。WWAN由電信運(yùn)營(yíng)商，連線能力可涵蓋相當(dāng)廣泛的地理區(qū)域，但傳輸速率都偏低，4G業(yè)務(wù)的應(yīng)用為WWAN提供了更好的業(yè)務(wù)。WWAN技術(shù)主要基于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）和碼分多址（CDMA）兩大技術(shù)，目前主要采用電信、聯(lián)通、移動(dòng)提供的GSM、GPRS、CDMA、2G/3G/4G/5G和WAP等技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)。6.2.1GSM和GPRSGSM（GlobalSystemforMobileCommunications，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)），是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（EuropeanTelecommunicationsStandardInstitute，ETSI）于1990年年

底制定的數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，是第二代移動(dòng)通信技術(shù)，也是一種無線電波傳輸技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)主要說明如何將模擬語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，再通過無線電波傳送出去，目的是讓全球各地使用同一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)用戶國(guó)際漫游。GSM的數(shù)據(jù)傳輸速率只有9.6kbit/s，因此利用GSM平臺(tái)接入Internet時(shí)速度太慢，1998年提出一種新的技術(shù)來提高GSM數(shù)據(jù)的傳輸速率，這就是GPRS。GPRS是數(shù)字移動(dòng)通信時(shí)代的寬帶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它在GSM結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建，將數(shù)據(jù)交換技術(shù)改變，達(dá)到數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)哪康摹Ｋ虶SM的關(guān)系就如同傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)和ADSL寬帶上網(wǎng)的關(guān)系一樣：傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)和ADSL寬帶上網(wǎng)都利用電話線路，通過調(diào)制解調(diào)器接入Internet，只是Modem和ADSLModem的數(shù)據(jù)傳輸速率不同；GSM采用電路交換技術(shù)，而GPRS采用的是報(bào)文分組交換（GPRS中的P代表Packet）技術(shù)。GPRS的數(shù)據(jù)傳輸速率理論上可達(dá)171.2kbit/s，是GSM的傳輸速率的近20

倍。由于報(bào)文分組交換技術(shù)不像電路交換那樣獨(dú)占帶寬，所以當(dāng)多人使用信道時(shí)，會(huì)影響性能，再加上無線電波易受干擾及軟件限制，GPRS實(shí)際傳輸速率大約為115kbit/s。6.2.2碼分多址碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）允許所有的使用者同時(shí)使用全部頻帶，并且把其他設(shè)備發(fā)出的信號(hào)視為雜訊，不必考慮信號(hào)碰撞（Collision）的問題。CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自第二次世界大戰(zhàn)，初衷是防止敵方對(duì)己方通信的干擾，戰(zhàn)爭(zhēng)期間被廣泛應(yīng)用于軍事抗干擾通信，后來由美國(guó)高通公司更新為商用蜂窩電信技術(shù)。1995年，第一個(gè)CDMA商用系統(tǒng)正式運(yùn)行，CDMA技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)，從而在北美洲、南美洲和亞洲等地得到了迅速推廣與應(yīng)用?；贑DMA技術(shù)的通信系統(tǒng)及提供的傳輸速率如下。（1）碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）：最高速率是230.4kbit/s，下載實(shí)際速率為10～15kbit/s。（2）CDMA2000適用于3G，是第三代CDMA的名稱，它的第一階段也稱為1x，其整體系統(tǒng)容量增加了一倍，數(shù)據(jù)速率提升到到614kbit/s。（3）CDMA20001xEV-DO：具有比CDMA20001x更高的高速數(shù)據(jù)傳輸速率技術(shù)，韓國(guó)、日本等國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了2.4Mbit/s的峰值速率，目前我國(guó)可達(dá)3.1Mbit/s

。6.2.3無線應(yīng)用協(xié)議無線應(yīng)用協(xié)議（WirelessApplicationProtocol，WAP）是一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。WAP的推出，使得用戶除了可以使用移動(dòng)式筆記本電腦接入網(wǎng)絡(luò)，還可以使用PDA等輕薄、普及的隨身設(shè)備輕松上網(wǎng)。1999年年底

，全球各大移動(dòng)通信公司已將近9成的基站更換，并陸續(xù)推出支持WAP的手機(jī)，當(dāng)時(shí)由于受到GSM數(shù)據(jù)傳輸速率9.6kbit/s的限制，再加上手機(jī)屏幕過小、價(jià)格又較貴，所以WAP的應(yīng)用范圍很小。GPRS普及以后，這些問題都得到了解決。WAP主要說明數(shù)據(jù)如何在無線通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸，包括如何進(jìn)行保密操作，如何將數(shù)據(jù)壓縮以減少帶寬的損耗，如何在手機(jī)上正確顯示所需信息。WAP、GPRS和OSI-RM對(duì)照相比，WAP位于第5層到第7層，而GPRS則位于第1層到第4層，因此，WAP和GPRS彼此之間是互補(bǔ)的關(guān)系。6.2.43G網(wǎng)絡(luò)3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通信技術(shù)。1995年問世的第一代模擬制式手機(jī)（1G）只能進(jìn)行語(yǔ)音通話，1996—1997年出現(xiàn)的第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)（2G）增加了接收數(shù)據(jù)的功能，如接收電子郵件或網(wǎng)頁(yè)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)，3G通信的名稱較多，ITU-T規(guī)定為國(guó)際移動(dòng)電話系統(tǒng)2000（InternationalMobileTelecomSystem-2000）標(biāo)準(zhǔn)，歐洲的電信業(yè)巨頭們稱其為通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，UMTS）。6.2.43G網(wǎng)絡(luò)WCDMACDMA2000TD-SCDMA6.2.54G網(wǎng)絡(luò)4G是第4代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱。4G通信技術(shù)是在3G技術(shù)上的一次改良，其相較于3G通信技術(shù)來說，一個(gè)更大的優(yōu)勢(shì)是將WLAN技術(shù)和3G通信技術(shù)進(jìn)行了很好的結(jié)合，使圖像的傳輸速率更高，讓傳輸圖像的質(zhì)量和圖像看起來更加清晰。在智能通信設(shè)備中應(yīng)用4G通信技術(shù)讓用戶的上網(wǎng)速度得到提升，速度可以高達(dá)100Mbit/s。我國(guó)在2001年開始研發(fā)4G技術(shù)，在2011年正式投入使用，中國(guó)4G網(wǎng)絡(luò)的主要制式有TD-LTE和TDD-LTE。LTE（LongTermEvolution）是長(zhǎng)期演進(jìn)的縮寫，它是3G向4G過渡升級(jí)中的演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，包含LTE-TDD和LTE-FDD兩種模式。2013年12月4日，工業(yè)和信息化部正式向三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)布4G牌照，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照；2015年2月27日，工業(yè)和信息化部向中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通發(fā)放FDD-LTE制式牌照，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通擁有TDD和FDD兩種制式的4G牌照。6.2.65G網(wǎng)絡(luò)5G是第5代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與3G、4G一樣，都是數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)，聲音和圖像等模擬數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字化后在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的5G無線設(shè)備與本地天線陣中的低功率自動(dòng)收發(fā)器（發(fā)射機(jī)和接收機(jī)）進(jìn)行通信。收發(fā)器從公共頻率池分配頻道，這些頻道在地理上分離的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中可以重復(fù)使用。本地天線通過帶寬光纖或無線回程連接與電話網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)連接。當(dāng)用戶從一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)到另一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)時(shí)，移動(dòng)設(shè)備將自動(dòng)“切換”到新蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的天線。5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)在于其數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率，最高可達(dá)10Gbit/s，比當(dāng)前的有線互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率要高，是4GLTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率的100倍另外，5G網(wǎng)絡(luò)有較低的網(wǎng)絡(luò)延遲，為1ms（更快的響應(yīng)時(shí)間），而4G的網(wǎng)絡(luò)延遲為30～70ms。由于數(shù)據(jù)傳輸更快，所以5G網(wǎng)絡(luò)不僅為手機(jī)提供服務(wù)，還為一般家庭和辦公網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。6.3無線局域網(wǎng)WLAN是以無線信道作為傳輸媒體的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，是局域網(wǎng)的重要補(bǔ)充和延伸，并逐漸成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)至關(guān)重要的組成部分。它絕不是用來取代有線局域網(wǎng)絡(luò)的，而是用來彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)的不足的，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸的目的。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)較為成熟與完善，已廣泛應(yīng)用于金融證券、教育、大型企業(yè)、工礦港口、政府機(jī)關(guān)、酒店、機(jī)場(chǎng)、軍隊(duì)等需要可移動(dòng)數(shù)據(jù)處理或無法進(jìn)行物理傳輸介質(zhì)布線的領(lǐng)域。大多WLAN使用2.4GHz和5GHz頻段，該頻段在全世界范圍內(nèi)可以自由使用。6.3.1WLAN標(biāo)準(zhǔn)目前，WLAN仍處于眾多標(biāo)準(zhǔn)共存的時(shí)期，不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的應(yīng)用。WLAN標(biāo)準(zhǔn)有IEEE802.11協(xié)議族、Wi-Fi、藍(lán)牙和ZigBee等。IEEE802.11是在1997年審定通過的，它僅限于物理層和傳輸介質(zhì)訪問控制MAC子層。標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11協(xié)議簇如表所示。6.3.1WLAN標(biāo)準(zhǔn)6.3.2WLAN硬件設(shè)備WLAN技術(shù)是計(jì)算機(jī)利用無線網(wǎng)卡通過無線等設(shè)備接入局域網(wǎng)，然后通過局域網(wǎng)接入Internet的一種技術(shù)。WLAN中常見的設(shè)備有無限網(wǎng)卡、無線接入點(diǎn)AP（包括無線路由器、無線網(wǎng)關(guān)或無線網(wǎng)橋）和無線天線等。6.3.2WLAN硬件設(shè)備WLAN技術(shù)是計(jì)算機(jī)利用無線網(wǎng)卡通過無線等設(shè)備接入局域網(wǎng)，然后通過局域網(wǎng)接入Internet的一種技術(shù)。WLAN中常見的設(shè)備有無限網(wǎng)卡、無線接入點(diǎn)AP（包括無線路由器、無線網(wǎng)關(guān)或無線網(wǎng)橋）和無線天線等。6.4Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)Wi-Fi藍(lán)牙技術(shù)6.4.1Wi-FiWi-Fi是由“Wireless”（無線電）和“Fidelity”（保真度）兩個(gè)單詞組成的，根據(jù)英文標(biāo)準(zhǔn)韋伯斯特詞典的讀音注釋，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音為“waifai”。因?yàn)樗怯蓛蓚€(gè)單詞組成的，所以書寫形式為Wi-Fi。Wi-Fi使用IEEE802.11系列協(xié)議，它是WLAN中的一部分。Wi-Fi也是一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的品牌，由國(guó)際Wi-Fi聯(lián)盟組織（Wi-FiAlliance）持有。Wi-Fi工作在2.4GHz或5GHz頻段，作用距離不遠(yuǎn)，目的是改善基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間的互通性，能將個(gè)人計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備（Pad、手機(jī)）等終端以無線方式連接起來。只要將AP或無線路由器（熱點(diǎn)）連接到提供網(wǎng)絡(luò)接入功能的接口，就可以把有線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換成Wi-Fi信號(hào)。一般，Wi-Fi信號(hào)的覆蓋半徑在100米以內(nèi)，但會(huì)受墻壁等阻擋物的影響，實(shí)際半徑會(huì)更小一些。6.4.2藍(lán)牙技術(shù)第7章廣域網(wǎng)技術(shù)目錄【知識(shí)目標(biāo)】1．了解公共電話交換網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。2．掌握各種數(shù)字用戶線的區(qū)別和特點(diǎn)。3.理解ADSL、光纖接入和CATV接入的工作原理?！炯寄苣繕?biāo)】1．能夠描述各種網(wǎng)絡(luò)接入方式的區(qū)別及其作用。2．能夠描述PPP身份驗(yàn)證的特點(diǎn)及其作用。3．能夠舉例說明ADSL、光纖接入和CATV接入的應(yīng)用情況。7.1公共電話交換網(wǎng)（PSTN）公共電話交換網(wǎng)（PublicSwitchedTelephoneNetwork，PSTN）就是人們平時(shí)所用的電話系統(tǒng)。傳統(tǒng)的PSTN是以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)的電路交換網(wǎng)絡(luò)，利用它實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信較為廉價(jià)，但傳輸質(zhì)量較差，網(wǎng)絡(luò)資源利用率也較低?？砂裀STN看成是物理層的一個(gè)延伸，它的內(nèi)部沒有上層協(xié)議保障其差錯(cuò)控制，帶寬也有限。7.1.1SLIP/PPP通過SLIP/PPP撥號(hào)上網(wǎng)是使用較多的一種方式，SLIP/PPP是串行線路IP協(xié)議（SerialLineIPProtocol，SLIP）和點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議（PointtoPointProtocol，PPP）的簡(jiǎn)稱。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是用戶計(jì)算機(jī)成了網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，有自己的IP地址（盡管它是每次撥號(hào)上網(wǎng)動(dòng)態(tài)分配得到的），可享有Internet的所有服務(wù)。1.串行線路IP協(xié)議（SLIP）SLIP是較早的一個(gè)協(xié)議，其目的是提供電話線（串行線路）訪問Internet的方法，它只完成數(shù)據(jù)報(bào)的封裝和傳輸，沒有提供尋址、區(qū)分多種協(xié)議、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)和數(shù)據(jù)報(bào)壓縮功能。因此SLIP較簡(jiǎn)單，實(shí)施起來也比較容易。SLIP既可用于撥號(hào)上網(wǎng)，又可用于專線。它只支持IP協(xié)議，不允許動(dòng)態(tài)分配IP地址，也不支持用戶認(rèn)證（用戶名和口令等）。SLIP只支持異步傳輸方式，無協(xié)商過程，尤其不能協(xié)商諸如雙方IP地址等網(wǎng)絡(luò)屬性，在后來的發(fā)展過程中，逐步被PPP替代。。2.點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議（PPP）PPP是一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它提供了在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行線路上傳輸多種協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)的方法。它提供在點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上傳輸、封裝網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包的功能，是目前TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中最主要的點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。PPP支持多種協(xié)議，同時(shí)支持異步/同步通信、錯(cuò)誤檢測(cè)、選項(xiàng)商定、頭部壓縮等機(jī)制。因此它成為新標(biāo)準(zhǔn)，為廣大用戶所接受。3.PPP身份驗(yàn)證PPP是針對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上傳輸網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)而提出的，通常利用撥號(hào)線路進(jìn)行通信。但是語(yǔ)音交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)通信中的安全性考慮得很少，因此，PPP增加了通信雙方的身份驗(yàn)證和安全性協(xié)議，即在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)商IP地址前要通過身份驗(yàn)證。PPP的身份驗(yàn)證有口令認(rèn)證協(xié)議（PAP）和查詢握手認(rèn)證協(xié)議（CHAP）兩種方式。7.1.2撥號(hào)入網(wǎng)撥號(hào)入網(wǎng)采用模擬傳輸技術(shù)，使用普通的調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信；用戶線路的傳輸速率較低，一般僅為20～40kbit/s，最高傳輸速率為56kbit/s。撥號(hào)入網(wǎng)可以采用終端方式，也可以使用SLIP/PPP。普通調(diào)制解調(diào)器分為內(nèi)置式和外置式兩種，內(nèi)置式作為一塊卡（Fax/Modem）插在主板擴(kuò)展槽中，外置式是一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，二者功能基本相同，內(nèi)置式的價(jià)格較低。調(diào)制解調(diào)器的傳輸速率有14.4kbit/s、19.2kbit/s、28.8kbit/s、33.6kbit/s和56kbit/s等幾種。1.單機(jī)入網(wǎng)采用SLIP/PPP上網(wǎng)所需的硬件與采用終端方式上網(wǎng)所需的硬件的一樣。單機(jī)入網(wǎng)時(shí)，用戶相當(dāng)于網(wǎng)上的一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，因此需要有一個(gè)IP地址。由于IP地址數(shù)量有限，所以采用多個(gè)用戶公用某幾個(gè)IP地址的方法，如100個(gè)地址供1000個(gè)用戶輪流使用，當(dāng)某個(gè)用戶撥號(hào)入網(wǎng)時(shí)，ISP的主機(jī)會(huì)分配給該用戶這100個(gè)IP地址中的某個(gè)，用戶使用完畢后，主機(jī)將收回該IP地址，供其他用戶使用，這就是動(dòng)態(tài)IP地址分配。動(dòng)態(tài)IP地址分配使得用戶在每次撥號(hào)入網(wǎng)時(shí)所得到的IP地址可能不同，因此不能作為主機(jī)節(jié)點(diǎn)供他人訪問。2.一線多機(jī)入網(wǎng)所謂一線多機(jī)入網(wǎng)、就是指一個(gè)局域網(wǎng)中的多臺(tái)計(jì)算機(jī)利用一條電話線入網(wǎng)的方式。這種方式在辦公室和網(wǎng)吧等場(chǎng)合經(jīng)常使用。它需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)進(jìn)行配置，一般將連接調(diào)制解調(diào)器和電話線的計(jì)算機(jī)設(shè)為代理服務(wù)器，將其他計(jì)算機(jī)設(shè)置為客戶機(jī)。它使用的軟件有兩種：一種是利用Windows中的“Internet連接共享”進(jìn)行配置；另一種是使用專用軟件，如WinGate、SyGate等。7.2綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（IntegratedServicesDigitalNetwork，ISDN）是CCITT推薦的一種基于電信業(yè)的新型網(wǎng)絡(luò)。它以程控交換機(jī)為互聯(lián)設(shè)備，具有目前電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，能同時(shí)為用戶提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、文字、圖形及慢速圖像等多種服務(wù)，并且比電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)更為有效、經(jīng)濟(jì)和方便。寬帶ISDN（B-ISDN）是ISDN的下一代產(chǎn)品，它在SONET線路上使用ATM技術(shù)。數(shù)據(jù)傳輸速率為155Mbit/s和622Mbit/s，因而在用戶地點(diǎn)至電信公司網(wǎng)絡(luò)的一條用戶線路上可傳輸大量的聲音、數(shù)據(jù)和圖像。7.2.1ISDN的信道和用戶接口7.2.1ISDN的信道和用戶接口7.2.2寬帶ISDN（B-ISDN）N-ISDN不適合同時(shí)傳輸大量數(shù)字業(yè)務(wù)的并發(fā)信號(hào)。隨著光纖通信的迅速發(fā)展，通信業(yè)務(wù)向著高速化、綜合化及智能化方向發(fā)展。但是大部分網(wǎng)絡(luò)都是面向特定的業(yè)務(wù)需求建設(shè)的，無法適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。因此需要建立一個(gè)單一的多功能網(wǎng)絡(luò)，這便是B-ISDN。B-ISDN為用戶提供了600Mbit/s的傳輸速率，幾乎是PRI的傳輸速率的400倍，現(xiàn)在已經(jīng)是支持更高速率的技術(shù)。7.3x數(shù)字用戶線（xDSL）

用戶到電信的“最后一千米”是模擬線路（本地用戶環(huán)路），它成了傳輸瓶頸。因此，需要一種高速的用戶接入方案。xDSL很好地為用戶解決了這個(gè)問題。

xDSL是用戶數(shù)字線路（DigitalSubscriberLine，DSL）的統(tǒng)稱，它是一種點(diǎn)到點(diǎn)的接入技術(shù)，利用現(xiàn)有電話網(wǎng)的用戶環(huán)路為用戶提供高速的數(shù)據(jù)傳輸功能，本地用戶環(huán)路是帶寬為1MHz或更大的雙絞線電纜。由于電話用戶環(huán)路已經(jīng)被大量鋪設(shè)，所以這種技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。xDSL中的x代表不同種類的數(shù)字用戶線路技術(shù)，主要是傳輸速率、距離和對(duì)稱/非對(duì)稱的區(qū)別。7.3.1xDSL的工作原理傳統(tǒng)的PSTN是一種模擬傳輸技術(shù)，它利用普通的調(diào)制解調(diào)器，傳輸速率不能超過56kbit/s。而DSL不需要將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，便可將電話線更大的帶寬用于傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。另外，DSL技術(shù)還可以將信號(hào)分離，將一部分帶寬用于傳輸模擬信號(hào)（語(yǔ)音），大部分帶寬用于傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，要使用這種技術(shù)，需要用戶端安裝一臺(tái)分離器，以分離語(yǔ)音和非語(yǔ)音數(shù)據(jù)。有幾種調(diào)制技術(shù)可為不同的DSL所使用，如分立多音頻技術(shù)（DMT）、無載波振幅調(diào)制（CAP）、多虛擬線路（MVL）等。影響實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率的因素有：一個(gè)因素是在不使用增音器的情況下，最大傳輸距離為5.5km，而且傳輸速率也隨用戶與電話局之間距離的增加而下降；另一個(gè)因素是用戶線路的規(guī)格，較粗的24號(hào)線比26號(hào)線要好。當(dāng)距離超過5.5km時(shí)，可使用光纖擴(kuò)充用戶環(huán)路，擴(kuò)充后仍能使用DSL。7.3.2xDSL的種類非對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL）高比特率數(shù)字用戶線（HDSL）對(duì)稱數(shù)字用戶線（SDSL）速度自適應(yīng)數(shù)字用戶線（RADSL）甚高比特率數(shù)字用戶線（VDSL）7.3.3xDSL的接入xDSL的接入由用戶端和xDSL局端兩部分組成。用戶端設(shè)備由xDSL調(diào)制解調(diào)器和語(yǔ)音分離器組成，語(yǔ)音分離器將線路上的音頻信號(hào)分離出來接到電話或傳真機(jī)上，xDSL調(diào)制解調(diào)器對(duì)用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制或解調(diào)。xDSL局端設(shè)備由DSLAM接入平臺(tái)、DSL局端語(yǔ)音分離器和數(shù)據(jù)匯聚設(shè)備等組成。其中，數(shù)據(jù)匯聚設(shè)備為可選設(shè)備，它可為DSL不同的廣域網(wǎng)接口，如ATM、幀中繼等；語(yǔ)音分離器將線路上的音頻信號(hào)分離出來接入電話交換機(jī)，而將高頻數(shù)字信號(hào)送到DSL系統(tǒng)；DSLAM接入平臺(tái)可以同時(shí)有多種DSL接入卡和網(wǎng)卡等，它將線路上的調(diào)制信號(hào)調(diào)整為數(shù)字信號(hào)，如圖所示。7.3.3xDSL的接入7.4光纖接入光纖接入網(wǎng)是指以光纖為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。光纖接入網(wǎng)從技術(shù)上分為兩大類，即有源光網(wǎng)絡(luò)（ActiveOpticalNetwork，AON）和無源光網(wǎng)絡(luò)（PassiveOpticalNetwork，PON）。其中，AON又可分為基于SDH的AON和基于PDH的AON；PON又可分為窄帶PON和寬帶PON。有源光接入技術(shù)適用于帶寬需求大、對(duì)通信保密性高的企事業(yè)單位的接入，無源光接入技術(shù)既可以用來解決企事