計算機網(wǎng)絡(luò)自學要點

1、第一學時：計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（一） 計算機網(wǎng)絡(luò)概述 1計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、組成與功能計算機網(wǎng)絡(luò)：利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的硬件、軟件及資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。簡單的說即連接兩臺或多臺計算機進行通信的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)的組成（結(jié)構(gòu)）計算機網(wǎng)絡(luò)：資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)：主機Host終端Terminal，負責數(shù)據(jù)處理通信子網(wǎng)：通信控制處理機(CCP)+通信線路，負責數(shù)據(jù)通信處理CCP在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類：1.按網(wǎng)絡(luò)的分布范圍分類:廣域網(wǎng)WAN、局域網(wǎng)LAN、城域網(wǎng)MAN2.按網(wǎng)絡(luò)的交換方式分類:電路

2、交換、報文交換、分組交換3.按網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)分類:星形、總線、環(huán)形、樹形、網(wǎng)形4.按網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體分類:雙絞線、同軸電纜、光纖、無線5.按網(wǎng)絡(luò)的信道分類:窄帶、寬帶6.按網(wǎng)絡(luò)的用途分類:教育、科研、商業(yè)、企業(yè)4計算機網(wǎng)絡(luò)的標準化工作及相關(guān)組織在制定計算機網(wǎng)絡(luò)標準方面，起著重大作用的兩大國際組織是：國際電報與電話咨詢委員會（CCITT），與國際標準化組織(ISO)，雖然它們工作領(lǐng)域不同，但隨著科學技術(shù)的發(fā)展，通信與信息處理之間的界限開始變得比較模糊，這也成了CCITT和ISO共同關(guān)心的領(lǐng)域。1983年，ISO發(fā)布了著名的ISO/IEC 7498標準，它定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的7層框架，也就是開放式系統(tǒng)互

3、連參考模型。International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT)CCITT改名為ITU-T,ITU的一個分支。制訂因特網(wǎng)的正式標準要經(jīng)過以下的四個階段因特網(wǎng)草案（Internet Draft）在這個階段還不是RFC文檔。建議標準（Proposed Standard）從這個階段開始就成為RFC文檔。草案標準（Draft Standard）。因特網(wǎng)標準（Internet Standard）。Request For Comments (RFC)，是一系列以編號排定的文件。文件收集了有關(guān)因特網(wǎng)相關(guān)資訊，以及UNIX和因

4、特網(wǎng)社群的軟件文件。目前RFC文件是由Internet Society（ISOC）所贊助發(fā)行。The Internet Engineering Task Force (IETF) develops and promotes Internet standards, cooperating closely with the W3C and ISO/IEC standard bodies and dealing in particular with standards of the TCP/IP and Internet protocol suite.互聯(lián)網(wǎng)工程工作小組（Internet Engin

5、eering Task Force ，IETF）負責互聯(lián)網(wǎng)標準的開發(fā)和推動。IETF由Internet Architecture Board (IAB)監(jiān)督，IAB向互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會 (Internet Society，ISOC)負責。（二） 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與參考模型 1計算機網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)：所謂網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(Architecture)就是計算機網(wǎng)絡(luò)各層次及其協(xié)議的集合。層次結(jié)構(gòu)一般以垂直分層模型來表示。層次結(jié)構(gòu)的要點：1)除了在物理媒體上進行的是實通信之外，其余各對等實體間進行的都是虛通信。2)對等層的虛通信必須遵循該層的協(xié)議。3)n層的虛通信是通過n/n-1層間接口處n-1層提供的服務(wù)以及n

6、-1層的通信（通常也是虛通信）來實現(xiàn)的。層次結(jié)構(gòu)劃分的原則：1)每層的功能應(yīng)是明確的，并且是相互獨立的。當某一層的具體實現(xiàn)方法更新時，只要保持上、下層的接口不變，便不會對鄰居產(chǎn)生影響。 2)層間接口必須清晰，跨越接口的信息量應(yīng)盡可能少。 3)層數(shù)應(yīng)適中。若層數(shù)太少，則造成每一層的協(xié)議太復雜；若層數(shù)太多，則體系結(jié)構(gòu)過于復雜，使描述和實現(xiàn)各層功能變得困難。網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的特點是：1)以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)。2)第n層的實體在實現(xiàn)自身定義的功能時，只能使用第n-1層提供的服務(wù)。3)第n層在向第n+1層提供的服務(wù)時，此服務(wù)不僅包含第n層本身的功能，還包含由下層服務(wù)提供的功能。 4)僅在相鄰層間有接口

7、，且所提供服務(wù)的具體實現(xiàn)細節(jié)對上一層完全屏蔽。2計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、接口、服務(wù)等概念協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標準；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：語義、語法與時序語義：用于解釋比特流的每一部分的意義； 語法：語法是用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序的意義；時序：事件實現(xiàn)順序的詳細說明。接口接口是同一結(jié)點內(nèi)相鄰層之間交換信息的連接點;同一個結(jié)點的相鄰層之間存在著明確規(guī)定的接口，低層向高層通過接口提供服務(wù);只要接口條件不變、低層功能不變，低層功能的具體實現(xiàn)方法與技術(shù)的變化不會影響整個系統(tǒng)的工作。服務(wù)服務(wù)定義詳細地說明了各層所提供的服務(wù)；某一層的服務(wù)就是該層及其以下各層的一種能

8、力；低層的服務(wù)是通過接口向上一層提供的;各層所提供的服務(wù)與這些服務(wù)是如何實現(xiàn)的無關(guān)；定義了層與層之間的接口與各層使用的原語，但不涉及接口是具體實現(xiàn)的。 3ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型（重點）開放系統(tǒng)互連(Open System Interconnection)基本參考模型是由國際標準化組織(ISO)制定的標準化開放式計算機網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型，又稱ISO's OSI參考模型?！伴_放”這個詞表示能使任何兩個遵守參考模型和有關(guān)標準的系統(tǒng)進行互連?！癘SI/RM”是英文“Open Systems Interconnection Reference Model”的縮寫。OSI將計算機網(wǎng)

9、絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(architecture)劃分為以下七層：7 應(yīng)用層 Application Layer 6 表示層 Presentation Layer 5 會話層 Session Layer 4 傳輸層 Transport Layer 3 網(wǎng)絡(luò)層 Network Layer 2 數(shù)據(jù)鏈路層 Data Link Layer 1 物理層 Physical Layer 對OSI參考模型的評價層次數(shù)量與內(nèi)容選擇不是很好，會話層很少用到，表示層幾乎是空的，數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層有很多的子層插入；OSI 參考模型將“服務(wù)”與“協(xié)議”的定義結(jié)合起來，使得參考模型變得格外復雜，實現(xiàn)困難；尋址、流控與差錯控制在每一

10、層里都重復出現(xiàn)，降低系統(tǒng)效率；數(shù)據(jù)安全性、加密與網(wǎng)絡(luò)管理在參考模型的設(shè)計初期被忽略了；參考模型的設(shè)計更多是被通信的思想所支配，不適合于計算機與軟件的工作方式；嚴格按照層次模型編程的軟件效率很低。對TCP/IP參考模型評價在服務(wù)、接口與協(xié)議的區(qū)別上不很清楚，一個好的軟件工程應(yīng)該將功能與實現(xiàn)方法區(qū)分開，參考模型不適合于其它非TCP/IP協(xié)議族；TCP/IP參考模型的主機-網(wǎng)絡(luò)層本身并不是實際的一層；物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的劃分是必要和合理的， 但是TCP/IP參考模型卻沒有做到這點。 第二學時：物理層（一） 通信基礎(chǔ) 1信道、信號、寬帶、碼元、波特、速率等基本概念：信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中電信號的表示形

11、式。多路復用技術(shù)及其分類（FDM和TDM、WDM）：多路復用技術(shù)就是把許多個單個信號在一個信道上同時傳輸?shù)募夹g(shù)。頻分多路復用FDM和時分多路復用TDM是兩種最常用的多路復用技術(shù)。1.頻分多路復用 FDM技術(shù)原理在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若干個與傳輸單個信號帶寬相同(或略寬)的子信道，每個子信道傳輸一路信號，這就是步分多路復用。多路原始信號在步分復用前，先要通過頻譜搬移技術(shù)將各路信號的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上，使各信號的帶寬不相互重疊，然后用不同的頻率調(diào)制每一個信號，每個信號要一個樣以它的載波頻率為中心的一定帶寬的通道。為了防止互相干

12、擾，使用保護帶來隔離每一個通道。2.時分多路復用 TDM技術(shù)原理若媒體能達到的位傳輸速率超過傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，可采用時分多路復用 TDM技術(shù)，即將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流地分配給多個信號使用。每一時間片由復用的一個信號占用，這樣，利用每個信號在時間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個數(shù)字信號。時分多路復用 TDM不僅局限于傳輸數(shù)字信號，也可同時交叉?zhèn)鬏斈M信號。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)（DTE、DCE和信道）。數(shù)據(jù)通信方式及串行通信的分類（單工、半雙工、全雙工）：1.并行通信方式并行通信傳輸中有多個數(shù)據(jù)位，同時在兩個設(shè)備之間傳輸。發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)位通過對應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳

13、送給接收設(shè)備，還可附加一位數(shù)據(jù)校驗位。接收設(shè)備可同時接收到這些數(shù)據(jù)，不需要做任何變換就可直接使用。并行方式主要用于近距離通信。計算機內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。這種方法的優(yōu)點是傳輸速度快，處理簡單。 2.串行通信方式串行數(shù)據(jù)傳輸時，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)?，先由具有幾位總線的計算機內(nèi)的發(fā)送設(shè)備，將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并-串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸線到達接收站的設(shè)備中，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式，以供接收方使用。串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫炔⑿袀鬏斅枚?，但對于覆蓋面極其廣闊的公用電話系統(tǒng)來說具有更大的現(xiàn)實意義。3.串行通信的方向性結(jié)構(gòu)串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)有三種

14、，即單工、半雙工和全雙工。 單工數(shù)據(jù)傳輸只支持數(shù)據(jù)在一個方向上傳輸；半雙工數(shù)據(jù)傳輸允許數(shù)據(jù)在兩個方向上傳輸，但是，在某一時刻，只允許數(shù)據(jù)在一個方向上傳輸，它實際上是一種切換方向的單工通信；全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個單工通信方式的結(jié)合，它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都有獨立的接收和發(fā)送能力。數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐郊夹g(shù)，信源與信宿 ，編碼與調(diào)制.2奈奎斯特定理與香農(nóng)定理奈奎斯特準則：二進制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率 Rmax與通信信道帶寬B（B=f，單位Hz）的關(guān)系為Rmax=2·f（bps）；香農(nóng)定理：在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax

15、與信道帶寬B，信噪比S/N的關(guān)系為Rmax = B·log2（1+S/N）S/N為信噪比；3信源與信宿4編碼與調(diào)制編碼5數(shù)據(jù)交換技術(shù)分類及特點，主要是電路交換、報文交換與分組交換的區(qū)別和聯(lián)系:數(shù)據(jù)經(jīng)編碼后在通信線路上進行傳輸，按數(shù)據(jù)傳送技術(shù)劃分，交換網(wǎng)絡(luò)又可分為電路交換網(wǎng)、報文交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)。電路交換的工作原理電路交換的三個過程1)電路建立：在傳輸任何數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。2)數(shù)據(jù)傳輸：電路建立以后，數(shù)據(jù)就可以從一端發(fā)送到另一端在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。3)電路拆除：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方發(fā)出拆除請求，然后逐節(jié)拆除到對方節(jié)

16、點。電路交換技術(shù)的優(yōu)缺點及其特點1)優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會丟失且保持原來的序列。2)缺點：在某些情況下，電路空閑時的信道容易被浪費：在短時間數(shù)據(jù)傳輸時電路建立和拆除所用的時間得不償失。因此，它適用于系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。3)特點：在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對用戶完全占用。對于猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高。報文交換的工作原理 問題的提出：當端點間交換的數(shù)據(jù)具有隨機性和突發(fā)性時，采用電路交換方法的缺點是信道容量和有效時間的浪費。采用報文交換則不存在這種問題。報文交換原理報文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報文，報文就是站點一次性要發(fā)

17、送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。當一個站要發(fā)送報文時，它將一個目的地址附加到報文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)報文上的目的地址信息，把報文發(fā)送到下一個節(jié)點，一直逐個節(jié)點地轉(zhuǎn)送到目的節(jié)點。每個節(jié)點在收到整個報文并檢查無誤后，就暫存這個報文，然后利用路由信息找出下一個節(jié)點的地址，再把整個報文傳送給下一個節(jié)點。因此，端與端之間無需先通過呼叫建立連接。一個報文在每個節(jié)點的延遲時間，等于接收報文所需的時間加上向下一個節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所需的排隊延遲時間之和。報文交換的特點1)報文從源點傳送到目的地采用"存儲-轉(zhuǎn)發(fā)"方式，在傳送報文時，一個時刻僅占用一段通道。2)在交換節(jié)點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，故報文交

18、換不能滿足實時通信的要求。3.報文交換的優(yōu)點1)電路利用率高。由于許多報文可以分時共享兩個節(jié)點之間的通道，所以對于同樣的通信量來說，對電路的傳輸能力要求較低。2)在電路交換網(wǎng)絡(luò)上，當通信量變得很大很大時，就不能接受新的呼叫。而在報文交換網(wǎng)絡(luò)上，通信量大時仍然可以接收報文，不過傳送延遲會增加。3)報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點。4)報文交換網(wǎng)絡(luò)可以進行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。報文交換的缺點1)不能滿足實時或交互式的通信要求，報文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時間長且不定。2)有時節(jié)點收到過多的數(shù)據(jù)而無空間存儲或不能及時轉(zhuǎn)發(fā)時，就不得不丟棄報文，而且發(fā)出的報文不按順序到達目的地

19、。分組交換的工作原理 分組交換是報文交換的一種改進，它將報文分成若干個分組，每個分組的長度有一個上限，有限長度的分組使得每個節(jié)點所需的存儲能力降低了，分組可以存儲到內(nèi)存中，提高了交換速度。它適用于交互式通信，如終端與主機通信。分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報分組交換兩種。它是計算機網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。 6虛電路和數(shù)據(jù)報1.虛電路分組交換原理與特點在虛電路分組交換中，為了進行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點和目的節(jié)點之間要先建一條邏輯通路。每個分組除了包含數(shù)據(jù)之外還包含一個虛電路標識符。在預(yù)先建好的路徑上的每個節(jié)點都知道把這些分組引導到哪里去，不再需要路由選擇判定。最后，由某一個站用清除請求分

20、組來結(jié)束這次連接。它之所以是“虛”的，是因為這條電路不是專用的。虛電路分組交換的主要特點是：在數(shù)據(jù)傳送之前必須通過虛呼叫設(shè)置一條虛電路。但并不像電路交換那樣有一條專用通路，分組在每個節(jié)點上仍然需要緩沖，并在線路上進行排隊等待輸出。2.數(shù)據(jù)報分組交換原理與特點在數(shù)據(jù)報分組交換中，每個分組的傳送是被單獨處理的。每個分組稱為一個數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報自身攜帶足夠的地址信息。一個節(jié)點收到一個數(shù)據(jù)報后，根據(jù)數(shù)據(jù)報中的地址信息和節(jié)點所儲存的路由信息，找出一個合適的出路，把數(shù)據(jù)報原樣地發(fā)送到下一節(jié)點。由于各數(shù)據(jù)報所走的路徑不一定相同，因此不能保證各個數(shù)據(jù)報按順序到達目的地，有的數(shù)據(jù)報甚至會中途丟失。整個過程中，

21、沒有虛電路建立，但要為每個數(shù)據(jù)報做路由選擇。（二） 傳輸介質(zhì) 1雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸介質(zhì) ， 物理層接口的特性：傳輸媒體是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路，計算機網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體分有線和無線兩大類。傳輸媒體的特性對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量有很大影響，這些特征是：物理特性：說明傳輸媒體的特性。傳輸特性：包括是使用模擬信號發(fā)送還是使用數(shù)字信號發(fā)送、調(diào)制技術(shù)、傳輸容量及傳輸頻率范圍。連通性：采用點到點連接還是多點連接。地理范圍：在不用中間設(shè)備并將失真限制在允許范圍內(nèi)的情況下，整個網(wǎng)絡(luò)所允許的最大距離?？垢蓴_性：防止噪音、電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響的能力。相對價格：包括元件、安裝和維護等價

22、格。1)雙絞線(TP)-由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成。雙絞線一般分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)。計算機網(wǎng)絡(luò)中最常用的是第三類和第五類非屏蔽雙絞線。物理特性：銅質(zhì)線芯，傳導性能良好。傳輸特性：可用于傳輸模擬信號和數(shù)字信號，對于模擬信號，約5-6公里需要一個放大器；對于數(shù)字信號，約2-3公里需要一個中繼器。雙絞線的帶寬達268kHz。對于模擬信號，可用頻分多路復用技術(shù)把它分成24路來傳輸音頻模擬信號，根據(jù)目前的Modem技術(shù)，若使用移相鍵控法PSK，每路可達9600bps以上，這樣，在一條24路的雙絞線上，總傳輸率可達230kbps。對于數(shù)字信號，使用T1線路總傳輸率可達1

23、.544Mbps。達到更高傳輸率也是可能的，但與距離有關(guān)。對于局域網(wǎng)(10BASE-T和100BASE-T總線)，傳輸速率可達10bps-100bps。常用的3類雙絞線和5類雙絞線電纜均由4對雙絞線組成，3類雙絞線傳輸速率可達10bps，5類雙絞線傳輸速率可達100bps。但與距離有關(guān)。連通性：可用于點到點連接或多點連接。地理范圍：對于局域網(wǎng)，速率100Kbps,可傳輸1公里；速率10Mbps-100Mbps,可傳輸100米?？垢蓴_性：低頻(10kHz以下)抗干擾性能強于同軸電纜，高頻(10-100kHz)抗干擾性能弱于同軸電纜。相對價格：比同軸電纜和光纖便宜得多。2)同軸電纜-由繞同一軸線的

24、兩個導體所組成，被廣泛用于局域網(wǎng)中。為保持同軸電纜的正確電氣特性，電纜必須接地，同時兩頭要有端接器來削弱信號反射作用。物理特性：單根同軸電纜直徑約為1.02-2.54cm，可在較寬頻范圍工作。傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，阻抗為50，并使用曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達10Mbps。寬帶同軸電纜可用于模擬信號和數(shù)字信號傳輸，阻抗為75，對于模擬信號，帶寬可達300-450MHz。在CATV電纜上，每個電視通道分配6MHz帶寬，而廣播通道的帶寬要窄得多，因此，在同軸電纜上使用頻分多路復用技術(shù)可以支持大量的視、音頻通道?；鶐?0連通性：可用于點到點連接或多點連接。地理范圍：基帶同軸電纜

25、的最大距離限制在幾公里；寬帶電纜的最大距離可以達幾十公里?？垢蓴_性：能力比雙絞線強。相對價格：比同軸電纜貴，比光纖便宜。3）光纖-由能傳導光波的石英玻璃纖維外加保護層構(gòu)成的。光纖具有寬帶、數(shù)據(jù)傳輸率高、抗干擾能力強、傳輸距離遠等優(yōu)點。按使用的波長區(qū)的不同分為單模和多模光纖通信方式。物理特性：在計算機網(wǎng)絡(luò)中均采用兩根光纖(一來一去)組成傳輸系統(tǒng)。按波長范圍可分為三種：0.85um波長(0.8-0.9um)、1.3um波長(1.25-1.35um)和1.55um波長區(qū)(1.53-1.58um)。不同的波長范圍光纖損耗特性也不同，其中0.85um波長區(qū)為多模光纖通信方式，1.55um波長區(qū)為單模光纖

26、通信方式，1.3um波長區(qū)有多模和單模兩種方式。傳輸特性：光纖通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號，內(nèi)部的全反射可以在任何折射指數(shù)高于包層媒體折射指數(shù)的透明媒體中進行。實際上光纖作為頻率范圍從1014-1015Hz的波導管，這一范圍覆蓋了可見光譜和部分紅外光譜。光纖的數(shù)據(jù)傳輸率可達Gbps級，傳輸距離達數(shù)十公里。目前，一條光纖線路上只能傳輸一個載波，隨著技術(shù)進一步發(fā)展，會出現(xiàn)實用的多路復用光纖。連通性：采用點到點連接還是多點連接。地理范圍：可以在6-8公里的距離內(nèi)不用中繼器傳輸，因此光纖適合于在幾個建筑物之間通過點到點的鏈路連接局域網(wǎng)。抗干擾性：不受噪聲或電磁影響，適宜在長距離內(nèi)保持高數(shù)

27、據(jù)傳輸率，而且能夠提供良好的安全性。)相對價格：目前價格比同軸電纜和雙絞線都貴。4)無線傳輸媒體1)微波通信：載波頻率為2GHZ至40GHZ。頻率高，可同時傳送大量信息；由于微波是沿直線傳播的，故在地面的傳播距離有限。2)衛(wèi)星通信：是利用地球同步衛(wèi)星作為中繼來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號的一種特殊微波通信形式。衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信距離的限制，三個同步衛(wèi)星可以覆蓋地球上全部通信區(qū)域。3)紅外通信和激光通信：和微波通信一樣，有很強的方向性，都是沿直線傳播的。但紅外通信和激光通信要把傳輸?shù)男盘柗謩e轉(zhuǎn)換為紅外光信號和激光信號后才能直接在空間沿直線傳播。微波、紅外線和激光都需要在發(fā)送方和接收方之間有一條視線通路

28、，故它們統(tǒng)稱為視線媒體。2. 物理層接口的特性物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：機械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。（三） 物理層設(shè)備 中繼器、集線器中繼器將輸入信號增強放大的模擬設(shè)備，簡單的延長通信介質(zhì)的距離。集線器具有兩個功能，第一，實現(xiàn)中繼功能（它實質(zhì)上是一個多端口的中繼器）；第二，匯接多臺主機，因此，它被形象地稱為Hub。第三學時： 數(shù)據(jù)鏈路層（一） 數(shù)據(jù)鏈路層的功

29、能 鏈路管理，幀定界，流量控制，差錯控制，將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開，透明傳輸，尋址等主要功能。鏈路（Link）是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其它的交換結(jié)點。一條鏈路只是一條通路的一個組成部分。數(shù)據(jù)鏈路（data link）除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。現(xiàn)在最常用的方法是使用適配器（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件。一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。（二） 組幀 封裝成幀（framing）就是在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構(gòu)成了一個幀。確定幀的界限，首部和尾部的一個重要作

30、用就是進行幀定界。（三） 差錯控制 檢錯編碼和糾錯編碼1.差錯編碼為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕谟嬎銠C網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時，必須采用各種差錯檢測措施。，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗CRC的檢錯技術(shù)。2.糾錯編碼不考（四） 流量控制與可靠傳輸機制 . 流量控制1可靠傳輸與滑動窗口機制2單幀滑動窗口與停止-等待協(xié)議3多幀滑動窗口與后退N幀協(xié)議（GBN）4幀滑動窗口與選擇重傳協(xié)議（SR）（五）介質(zhì)訪問控制 . 1信道劃分介質(zhì)訪問控制 頻分多路復用、時分多路復用、波分多路復用、碼分多路復用2隨機訪問介質(zhì)訪問控制純ALOHA協(xié)議當傳輸點有數(shù)據(jù)需要傳送的時候，它會向立即向通訊頻道傳送。 接收點在收到數(shù)據(jù)后，會ACK傳輸

31、點。 如果接收的數(shù)據(jù)有錯誤，接收點會向傳輸點發(fā)送NACK。 當網(wǎng)絡(luò)上的兩個傳輸點同時向頻道傳輸數(shù)據(jù)的時候，會發(fā)生沖突，這種情況下，兩個點都停止一段時間后，再次嘗試傳送。改進的ALOHA協(xié)議改進之處在于，它把頻道在時間上分段，每個傳輸點只能在一個分段的開始處進行傳送。每次傳送的數(shù)據(jù)必須少于或者等于一個頻道的一個時間分段。這樣很大的減少了傳輸頻道的沖突。CSMA用載波偵聽多路訪問（CSMA）時，有時盡管已偵聽信道空閑，但由于信道傳播遲延的原因，前面已發(fā)送的數(shù)據(jù)尚未到達對方，因此發(fā)送的數(shù)據(jù)仍會發(fā)生沖突。CSMA/CD是對CSMA方式的進一步改進。它是在偵聽信道空閑后，在發(fā)送數(shù)據(jù)時同時進行沖突檢測（C

32、D），如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待一些時間，再重復發(fā)送。CSMA/CD具有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問 CSMA/CD采用隨機訪問和競爭技術(shù)，這種技術(shù)只用于總線拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。CSMA/CD結(jié)構(gòu)將所有的設(shè)備都直接連到同一條物理信道上,該信道負責任何兩個設(shè)備之間的全部數(shù)據(jù)傳送，因此稱信道是以“多路訪問”方式進行操作的。站點以幀的形式發(fā)送數(shù)據(jù)，幀的頭部含有目的和源點的地址。幀在信道上以廣播方式傳輸，所有連接在信道上的設(shè)備隨時都能檢測到該幀。當目的地站點檢測到目的地址為本站地址的幀時，就接收幀中所攜帶的數(shù)據(jù)，并按規(guī)定的鏈路協(xié)議給源站點返回一個響應(yīng)。采用這種操作方法時，在信道

33、上可能有兩個或更多的設(shè)備在同一瞬間都會發(fā)送幀，從而在信道上千萬幀的重疊而出現(xiàn)并有差錯，這種現(xiàn)象稱為沖突。為減少這種沖突，源站點在發(fā)送幀之前，首先要監(jiān)聽信道上是否有其它站點發(fā)送的載波信號(即進行“載波監(jiān)聽”)，若監(jiān)聽到信道上有載波信號則推遲發(fā)送，直到信道恢復到安靜(空閑)為止。另外，還要采用邊發(fā)送邊監(jiān)聽的技術(shù)(即“沖突檢測”)，若監(jiān)聽到干擾信號，就表示檢測到?jīng)_突，于是就要立即停止發(fā)送。為了確保沖突的其它站點知道發(fā)生了沖突，首先在短時間里持續(xù)發(fā)送一串阻塞(Jam)碼,卷入沖突的站點則等待一隨機時間，然后準備重發(fā)受到?jīng)_突影響的幀。這種技術(shù)對發(fā)生沖突的傳輸能迅速發(fā)現(xiàn)并立即停止發(fā)送,因此能明顯減少沖突次

34、數(shù)和沖突時間。CSMA/CA載波檢測多路存取/碰撞避免 (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance, CSMA/CA )是802.11無線局域網(wǎng)標準中采用的媒體存取控制(Media Access Control, MAC)方式。和以太網(wǎng)MAC層采用的CSMA/CD不同的原因是：無線的環(huán)境、不容易確實的偵測是否有碰撞發(fā)生，所以修改被動的碰撞偵測的方式為主動的避免碰撞。CSMA/CA主要使用兩種方法來避免碰撞：送出資料前，聆聽媒體狀態(tài)，等沒有人使用媒體，維持一段時間后，再等待一段隨機的時間后依然沒有人使用，才送出資料。由于每個裝置采用的隨機

35、時間不同，所以可以減少碰撞的機會。 送出資料前，先送一段小小的請求傳送封包(RTS : Request to Send)給目標端，等待目標端回應(yīng) CTS: Clear to Send 封包后，才開始傳送。 利用RTS-CTS交握(handshake)程序，確保接下來傳送資料時，不會被碰撞。 同時由于RTS-CTS封包都很小，讓傳送的無效開銷變小。（六） 局域網(wǎng)1局域網(wǎng)的基本概念與體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)，或稱LAN（Local Area Network），指覆蓋局部區(qū)域（如辦公室或樓層）的計算機網(wǎng)絡(luò)。IEEE 802 指IEEE標準中關(guān)于局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的一系列標準。2以太網(wǎng)與IEEE 802.

36、3以太網(wǎng)（IEEE 802.3標準）是最常用的局域網(wǎng)組網(wǎng)方式。以太網(wǎng)使用雙絞線作為傳輸媒介。在沒有中繼的情況下，最遠可以覆蓋200米的范圍。最普及的以太網(wǎng)類型數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mb/s，更新的標準則支持100Mb/s和1000Mb/s的速率。其他主要的局域網(wǎng)類型有令牌環(huán)（Token Ring，IBM所創(chuàng)，之后申請為IEEE 802.5標準）和FDDI（光纖分布數(shù)字接口，IEEE 802.8）。令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)采用同軸電纜作為傳輸媒介，具有更好的抗干擾性；但是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不能很容易的改變。FDDI采用光纖傳輸，網(wǎng)絡(luò)帶寬大，適于用作連接多個局域網(wǎng)的骨干網(wǎng)。以太網(wǎng)（Ethernet）是一種計算機局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

37、。IEEE制定的IEEE 802.3標準給出了以太網(wǎng)的技術(shù)標準。它規(guī)定了包括物理層的連線、電信號和介質(zhì)訪問層協(xié)議的內(nèi)容。以太網(wǎng)是當前應(yīng)用最普遍的局域網(wǎng)技術(shù)。它很大程度上取代了其他局域網(wǎng)標準，如令牌環(huán)網(wǎng)（token ring）、FDDI和ARCNET。以太網(wǎng)的標準拓撲結(jié)構(gòu)為總線型拓撲，但目前的快速以太網(wǎng)（100BASE-T、1000BASE-T標準）為了最大程度的減少沖突，最大程度的提高網(wǎng)絡(luò)速度和使用效率，使用交換機（Switch hub）來進行網(wǎng)絡(luò)連接和組織，這樣，以太網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)就成了星型，但在邏輯上，以太網(wǎng)仍然使用總線型拓撲和CSMA/CD的總線爭用技術(shù)。1 IEEE802.11近兩年來，

38、隨著802.11標準的制定，無線局域網(wǎng)的應(yīng)用大為普及。這一標準采用2.4GHz 和5.8GHz 的頻段，數(shù)據(jù)傳輸速度可以達到11Mb/s和54Mb/s，覆蓋范圍為100米。（二） 廣域網(wǎng) 1廣域網(wǎng)的基本概念2PPP協(xié)議Point-to-Point Protocol，PPP用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)時，一般都是使用PPP協(xié)議。PPP協(xié)議應(yīng)滿足的需求：簡單這是首要的要求；封裝成幀；透明性；多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；多種類型鏈路；差錯檢測；檢測連接狀態(tài)；最大傳送單元；網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商；數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商。PPP協(xié)議不需要的功能：糾錯、流量控制、序號、多點線路、半雙工或單工鏈路。PPP協(xié)議有三個組成部分：一個將IP數(shù)

39、據(jù)報封裝到串行鏈路的方法；鏈路控制協(xié)議LCP（Link Control Protocol）；網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP（Network Control Protocol）。（八） 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備1網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)是使用網(wǎng)橋，網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù)MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)橋具有過濾幀的功能，當網(wǎng)橋收到一個幀時，并不是向所有的接口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個接口。網(wǎng)橋是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來連接類型相似的局域網(wǎng)。從互連網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)看，網(wǎng)橋?qū)儆贒CE級的端到端的連接；從協(xié)議層次看，網(wǎng)橋?qū)儆阪溌穼臃懂?，存該層對?shù)據(jù)幀進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)。它既不同

40、于只作單純信號增強的轉(zhuǎn)接器，也不同于進行網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)換的網(wǎng)間連接器。但網(wǎng)橋仍然是一種網(wǎng)絡(luò)連接的方法，因為局域網(wǎng)本身沒有網(wǎng)絡(luò)層，只有在主機站點上才有網(wǎng)絡(luò)層或提供網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)的功能。網(wǎng)橋接收幀并送到數(shù)據(jù)鏈路層進行差錯校驗，然后送到物理層再經(jīng)物理傳輸媒體送到另一個子網(wǎng)。在轉(zhuǎn)發(fā)幀以前，網(wǎng)橋?qū)膬?nèi)容和格式不做修改或僅做很少的修改。 網(wǎng)橋應(yīng)該有足夠的緩沖空間，以便能滿足高峰負荷時的要求。另外，必須具備尋址和路由選擇的；邏輯功能。透明網(wǎng)橋與生成樹算法；透明網(wǎng)橋由各網(wǎng)橋自己來決定路由選擇，局域網(wǎng)上的各結(jié)點不負責路由選擇；源選徑網(wǎng)橋與源選徑算法。源路選網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源結(jié)點負責路由選擇2.局域網(wǎng)交換機及其工作原理多接

41、口網(wǎng)橋以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機通常都有十幾個接口。因此，以太網(wǎng)交換機實質(zhì)上就是一個多接口的網(wǎng)橋，可見交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層。第五學時： 網(wǎng)絡(luò)層（一） 網(wǎng)絡(luò)層的功能 1.異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)不同的尋址方式、最大分組長度、網(wǎng)絡(luò)接入機制、超時控制、差錯控制方法、路由算法、用戶接入方式、服務(wù)（有連接/無連接）等等2.路由與轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)是路由器根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表將用戶的IP數(shù)據(jù)報從合適的端口發(fā)送出去。路由選擇是按照分布式算法，根據(jù)從相鄰路由器得到的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化的情況，動態(tài)地改變選擇的路由。3.擁塞控制（二） 路由算法 1靜態(tài)路由與動態(tài)路由靜態(tài)路由選擇策略即非自適應(yīng)路由選擇，其特點是簡單和開銷較小，但不能及時適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)

42、狀態(tài)的變化。動態(tài)路由選擇策略即自適應(yīng)路由選擇，其特點是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實現(xiàn)起來較為復雜，開銷也比較大。2距離-向量路由算法距離向量算法使用Bellman-Ford算法。對于每一條網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點間的路徑，算法指定一個“成本”給它們。節(jié)點會選擇一條總成本（經(jīng)過路徑的所有成本總和）最低的路徑，用來把資料從節(jié)點甲送到節(jié)點乙。鏈路狀態(tài)路由算法 每個節(jié)點擁有網(wǎng)絡(luò)的圖譜（一個圖）。每個節(jié)點將自己可以連接到的其他節(jié)點資訊傳送到網(wǎng)絡(luò)上所有的節(jié)點，而其他節(jié)點接著各自將這個資訊加入到圖譜中。每個路由器即可根據(jù)這個圖譜來決定從自己到其它節(jié)點的最佳路徑。使用的方法是洪泛法，即路由器通過所有輸出端口向所有相鄰的

43、路由器發(fā)送信息。而每一個相鄰路由器又將此信息發(fā)往其所有的相鄰路由器。完成這個動作的算法Dijkstra算法建立另一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹。節(jié)點產(chǎn)生的樹將自己視為根節(jié)點，且最后這棵樹將會包含了網(wǎng)絡(luò)中所有其他的節(jié)點。一開始，此樹只有根節(jié)點（節(jié)點自己）。接著在樹中已有的節(jié)點的鄰居節(jié)點且不存在樹中的節(jié)點集合中，選取一個成本最低的節(jié)點加入此樹，直到所有節(jié)點都存入樹中為止。路由算法的比較在小型網(wǎng)絡(luò)中，距離向量路由協(xié)定十分簡單且有效率，且只需要些微的管理。然而，它們的規(guī)模性不好，且收斂性質(zhì)也十分差，因此促進了較復雜但規(guī)模性較好的連線狀態(tài)路由協(xié)定的開發(fā)，以使用在較大型的網(wǎng)絡(luò)。距離向量路由協(xié)定也有無限計數(shù)問題（count

44、-to-infinity problem）。連線狀態(tài)路由協(xié)定的主要優(yōu)點是在限制的時間內(nèi)，對于連線改變（例如斷線）的反應(yīng)較快。而且連線狀態(tài)路由協(xié)定在網(wǎng)絡(luò)上所傳送的封包也比距離向量路由協(xié)定的封包小。距離向量路由協(xié)定必須傳送一個節(jié)點的整個路由表，但連線狀態(tài)路由協(xié)定的封包只需要傳輸該節(jié)點的鄰居節(jié)點資訊即可。因此，這些封包小到不會占用可觀的網(wǎng)絡(luò)資源。連線狀態(tài)路由協(xié)定的主要缺點則是比距離向量路由協(xié)定需要較多的儲存空間與較強的計算能力。3層次路由內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Internal Gateway Protocol），即在一個自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇算法，目前這類路由協(xié)議使用地最多。如RIP和OSPF協(xié)議。外部

45、網(wǎng)關(guān)協(xié)議（External Gateway Protocol），處于不同的自治系統(tǒng)的路由選擇算法，如BGP-4（Border Gateway Protocol-4）。（三） IPv4 1IP分組（IP包）由首部(header)和實際的數(shù)據(jù)部分組成。IP包首部格式IPv4首部一般是20字節(jié)長。在以太網(wǎng)幀中，IPv4包首部緊跟著以太網(wǎng)幀首部，同時以太網(wǎng)幀首部中的協(xié)議類型值設(shè)置為080016。 IPv4提供不同，大部分是很少用的選項，使得IPv4包首部最長可擴展到60字節(jié)(總是4個字節(jié)的擴展)0481216192431版本首部長度服務(wù)類型長度標識標志段偏移量TTL協(xié)議校驗和源IP地址目的IP地址選項

46、 .數(shù)據(jù)2IPv4地址NATIP地址的層次結(jié)構(gòu)具有兩個重要特性：l 每臺主機分配了一個唯一的地址。l 網(wǎng)絡(luò)標識號的分配必須全球統(tǒng)一，但主機標識號可由本地分配，不需全球一致。為了便于管理，把這32位地址按分級地址空間的樹形表示法分為兩個部分：網(wǎng)絡(luò)號和主機號(net-id，host-id)。主機號為全0的網(wǎng)絡(luò)地址定義為網(wǎng)絡(luò)號，它標識因特網(wǎng)上的唯一網(wǎng)絡(luò)。4字節(jié)的IP地址，采用"點分十進制"的方法來表示，例如，202.119.224.93。每一個十進制數(shù)表示4個字節(jié)中的一個，排列次序從左到右。由于每個字節(jié)為8比特，所以每個十進制數(shù)只允許在0255范圍內(nèi)。根據(jù)因特網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，IP

47、地址可分為A類、B類、C類、D類和E類。(1) A類網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)號為1字節(jié)，定義最高比特為0為A類網(wǎng)識別符，余下7比特為網(wǎng)絡(luò)號，主機號則可有24比特編址?？梢夾類網(wǎng)支持大型網(wǎng)絡(luò)，可用網(wǎng)絡(luò)號為126個，每個A類網(wǎng)可含224=16777216個主機號。比如，IP地址為15.1.2.25，是A類網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)號為15，主機號為1.2.25。(2) B類網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)號為2字節(jié)，定義最高二比特為10為B類網(wǎng)識別符，余下14比特為網(wǎng)絡(luò)號，主機號則可有16比特編址。B類網(wǎng)是中型網(wǎng)絡(luò)，可用網(wǎng)絡(luò)號為16382個，每個B類網(wǎng)可含216=65536個主機號。(3) C類網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)號為3字節(jié)，定義最高三比特為110為C類網(wǎng)識別符，

48、余下21比特為網(wǎng)絡(luò)號，主機號僅有8比特編址。C類網(wǎng)是小型網(wǎng)絡(luò)，可用網(wǎng)絡(luò)號為2097150個，每個C類網(wǎng)可含28=256個主機號，可用主機號為254個。(4) D類網(wǎng)：不分網(wǎng)絡(luò)號和主機號，定義最高四比特為1110為D類網(wǎng)址識別符，表示一個多播地址，即多目的地傳輸，可用來識別一組主機。如何識別任一IP地址的屬性？只須從點分法的最左一個十進制數(shù)，就可判斷其歸屬。例如，1126屬A類網(wǎng)址，128191屬B類網(wǎng)址，192223屬C類網(wǎng)址，224239屬D類網(wǎng)址。除了以上四類網(wǎng)址外，還有E類地址，暫未使用。對于因特網(wǎng)IP地址中有特定的專用地址，不作分配(1) 主機地址全為"0"不論哪類

49、網(wǎng)絡(luò)，主機地址全為"0"表示指向本網(wǎng)，常用在路由表中。例如，18.0.0.0表示其網(wǎng)絡(luò)號為18。(2) 主機地址全為"1"主機地址全為"1"表示廣播地址，向特定的所在網(wǎng)上所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)報。例如，IP地址為202.119.224.225，是要求指向202.119.224網(wǎng)上的所有主機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報。(3) 4字節(jié)32比特全為"1"若IP地址4字節(jié)32比特全為"1"，表示僅在本網(wǎng)內(nèi)進行廣播發(fā)送。(4) 網(wǎng)絡(luò)號127TCP/IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)號127不可用于任何網(wǎng)絡(luò)。其中有一個特別地址：127.0.0.1

50、稱之為回送地址(loopback)，它將信息通過自身的接口發(fā)送后返回，可用來測試端口狀態(tài)。IANA Reserved Private Network RangesStart of rangeEnd of rangeTotal addresses24-bit Block (/8 prefix, 1 x A)10.0.0.010.255.255.25516,777,21620-bit Block (/12 prefix, 16 x B)172.16.0.0172.31.255.2551,048,57616-bit Block (/16 prefix, 256 x C)192.168.0.0192.

51、168.255.25565,536NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（Network Address Translation或簡稱NAT，也叫做網(wǎng)絡(luò)掩蔽或者IP掩蔽）是一種在IP數(shù)據(jù)包通過路由器或防火墻時重寫源IP地址或/和目的IP地址的技術(shù)。這種技術(shù)被普遍使用在有多臺主機但只通過一個公有IP地址訪問因特網(wǎng)的私有網(wǎng)絡(luò)中。3子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)劃分的目的是為了允許一個單一的站點能擁有多個局域網(wǎng)。可以減少因特網(wǎng)路由表中的表項數(shù)量（通過隱藏一個站點內(nèi)部所有獨立子網(wǎng)的相關(guān)信息）。另一個好處是減少了網(wǎng)絡(luò)開銷，因為它將接收IP廣播的區(qū)域劃分成了若干部分。CIDR無類別域間路由（Classless Inter

52、-Domain Routing，CIDR）表示法,它給出的是一個網(wǎng)絡(luò)號加上一個斜杠以及網(wǎng)絡(luò)掩碼的二進制表示法中“1”的位數(shù)（即網(wǎng)絡(luò)號中和網(wǎng)絡(luò)掩碼相關(guān)的是哪些位）。例如，192.0.2.96/28表示的是一個前28位被用作網(wǎng)絡(luò)號的IP地址.4. ARP協(xié)議、DHCP協(xié)議與ICMP協(xié)議ARPARP協(xié)議（Address Resolution Protocol），或稱地址解析協(xié)議。ARP協(xié)議的基本功能就是通過目標設(shè)備的IP地址，查詢目標設(shè)備的MAC地址，以保證通信的順利進行。他是IPv4中網(wǎng)絡(luò)層必不可少的協(xié)議，不過在IPv6中已不再適用，并被icmp v6所替代。在局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)中實際傳輸?shù)氖恰皫保?/p>

53、frame），幀里面是有目標主機的MAC地址的。在以太網(wǎng)中，一個主機要和另一個主機進行直接通信，必須要知道目標主機的MAC地址，但這個目標MAC地址是通過地址解析協(xié)議獲得的。所謂“地址解析”就是主機在發(fā)送幀前將目標IP地址轉(zhuǎn)換成目標MAC地址的過程。在每臺安裝有TCP/IP協(xié)議的電腦里都有一個ARP緩存表，表里的IP地址與MAC地址是一對應(yīng)的，如表甲所示。主機名稱IP地址MAC地址A192.168.38.1000-AA-00-62-D2-02B192.168.38.1100-BB-00-62-C2-02C192.168.38.1200-CC-00-62-C2-02D192.168.38.130

54、0-DD-00-62-C2-02E192.168.38.1400-EE-00-62-C2-02.DHCP動態(tài)主機設(shè)定協(xié)定（Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP）是一個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要有兩個用途：給內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動分配IP地址給用戶 給內(nèi)聯(lián)網(wǎng)管理員作為對所有電腦作中央管理的手段在 IP 網(wǎng)絡(luò)中，每個連接 Internet 的設(shè)備都需要分配唯一的 IP 地址。 DHCP 使網(wǎng)絡(luò)管理員能從中心結(jié)點監(jiān)控和分配 IP 地址。當某臺計算機移到網(wǎng)絡(luò)中的其它位置時，能自動收到新的 IP 地址。ICMP互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議（Internet Contr

55、ol Message Protocol 或簡寫 ICMP）的目的是用于在 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送控制消息，提供可能發(fā)生在通信環(huán)境中的各種問題反饋，通過這些信息，令管理者可以對所發(fā)生的問題作出判斷，然后采取適當?shù)拇胧┤ソ鉀Q它。ICMP 是一個“錯誤偵測與回報機制”，其目的是讓管理員能夠檢測網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)機狀況，也能確保聯(lián)機的準確性，其功能主要有：偵測遠程主機是否存在。 建立及維護路由數(shù)據(jù)。 重導數(shù)據(jù)傳送路徑。（五） 路由協(xié)議1自治系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)中，一個自治系統(tǒng)（AS，autonomous system）是指在一個（有時是多個）實體管轄下的所有IP網(wǎng)絡(luò)和路由器的全體，它們對互聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行共同的路由策略。2域

56、內(nèi)路由和域間路由內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）是指在一個自治系統(tǒng)內(nèi)部所使用的一種路由協(xié)議。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議可分為兩類: 1) 距離-矢量路由協(xié)議和 2) 連接狀態(tài)路由協(xié)議。邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（英文：Border Gateway Protocol，縮寫：BGP）是互聯(lián)網(wǎng)的核心路由協(xié)議。它通過維護路由表來實現(xiàn)自治系統(tǒng)（AS）之間的可達性，屬于路徑向量協(xié)議。BGP不使用傳統(tǒng)域內(nèi)路由協(xié)議的距離度量，而是基于路徑、網(wǎng)絡(luò)策略和規(guī)則集來決定路由。3RIP路由協(xié)議RIP（Routing Information Protocol）路由協(xié)議就是一種動態(tài)路由協(xié)議，它采用距離矢量算法，距離矢量算法就是相鄰的路由器之間互相交換整個路由表，并進行矢量的疊加，最后達到知道整個網(wǎng)絡(luò)路由。它通過UDP報文交換路由信息，每隔30秒向外發(fā)送一次更新報文。如果路由器經(jīng)過180秒沒有收到來自對端的路由更新報文，則將所有來自此路由器的路由信息標記為不可達，若在其后120秒內(nèi)仍未收到更新報文，就將這些路由從路由表中刪除。RIP使用跳數(shù)（Hop Count）來衡量到達目的地的距離，路由器到與它直接相連網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)為0，通過一個路由器可達的網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)為1，其余依此類推。為限制收斂時間，RIP規(guī)定metric取值