計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)LAN2

1、周營(yíng)烽周營(yíng)烽局域網(wǎng)設(shè)計(jì)與組網(wǎng)實(shí)用教程局域網(wǎng)設(shè)計(jì)與組網(wǎng)實(shí)用教程2022-5-32課程內(nèi)容l理論課(5*4=20學(xué)時(shí)) 課堂講課+自學(xué)l實(shí)踐(5*4=20學(xué)時(shí)) 動(dòng)手制作 小型局域網(wǎng)設(shè)計(jì)2022-5-33參考書(shū)目l局域網(wǎng)設(shè)計(jì)與組網(wǎng)實(shí)用教程，王寶智等編，清華大學(xué)出版社。l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，謝希仁編著，電子工業(yè)出版社。l局域網(wǎng)組建于Windows Server 2003的使用，張磊等著，高等教育出版社。2022-5-34主要內(nèi)容主要內(nèi)容l局域網(wǎng)概述l局域網(wǎng)硬件l局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)l以太網(wǎng)技術(shù)l主要網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議lIP地址及應(yīng)用l物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)lWindows 2000 Server管理2022-5-351

2、局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)概述1.1局域網(wǎng)的含義局域網(wǎng)的含義局域網(wǎng)(Local Area Network，LAN)是由分布在幾百米內(nèi)的計(jì)算機(jī)以及其他設(shè)備互聯(lián)組成的網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)的互聯(lián)通過(guò)集線(xiàn)器(Hub)或局域網(wǎng)交換機(jī)(LAN Switch)的專(zhuān)用設(shè)備實(shí)現(xiàn)，這樣的局域網(wǎng)如圖1-1所示。2022-5-36圖1-1由計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、Hub/LAN Switch和雙絞線(xiàn)組成的局域網(wǎng)Hub/LAN Switch計(jì)算機(jī)b計(jì)算機(jī)c打印機(jī)計(jì)算機(jī)a雙絞線(xiàn)200m100m100m100m100m2022-5-371.2 局域網(wǎng)的特點(diǎn)局域網(wǎng)的特點(diǎn)l較小的地域范圍l高傳輸速率和低誤碼率l面向的用戶(hù)比較集中l(wèi)使用多傳輸介質(zhì)2022

3、-5-381.3 局域網(wǎng)的作用局域網(wǎng)的作用l本地用戶(hù)之間的數(shù)據(jù)和其他資源的共享l局域網(wǎng)可以作為本地用戶(hù)計(jì)算機(jī)連接到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)接入設(shè)施2022-5-391.4 局域網(wǎng)的基本組成局域網(wǎng)的基本組成l局域網(wǎng)的硬件系統(tǒng)服務(wù)器用戶(hù)節(jié)點(diǎn)機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸介質(zhì)l局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)相應(yīng)的管理軟件2022-5-3101.5 局域網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)l局域網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)(拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))是指網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)及其它設(shè)備之間的連接關(guān)系l局域網(wǎng)典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括四種，即總線(xiàn)型、環(huán)型、星型和樹(shù)型，分別如圖1-2所示。2022-5-311圖1-2局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(a)總線(xiàn)型環(huán)接口(b)環(huán)型端結(jié)電阻(d)樹(shù)型(c)星型Hu

4、bHubHub LAN Switch2022-5-312總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn):(1) 共用一條通信介質(zhì).這樣同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)“碰撞”(沖突)(2) 計(jì)算機(jī)與總線(xiàn)的連接比較笨拙，可靠性不高。網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)成本較高，施工不方便。(3) 某個(gè)計(jì)算機(jī)的故障不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)的工作。2022-5-313環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn):(1) 計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須獲得信道的使用權(quán)(2) 優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有信道沖突問(wèn)題，缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)管理比較復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)吞吐量小，不適合大信息流量的應(yīng)用。2022-5-314星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn):(1) 計(jì)算機(jī)之間的通信都要通過(guò)匯接設(shè)備(2) 優(yōu)點(diǎn)是使用雙絞線(xiàn)作為通信介質(zhì)，便于

5、網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)，而且成本較低；(3) 缺點(diǎn)是匯接設(shè)備出故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。2022-5-315樹(shù)型結(jié)構(gòu)樹(shù)型結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn):(1)在局域網(wǎng)中存在主干通信介質(zhì)和分支通信介質(zhì)。(2)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接存在分級(jí)關(guān)系，連接關(guān)系呈樹(shù)狀。2022-5-316拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇原則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇原則l可靠性l擴(kuò)充性l費(fèi)用高低2022-5-3171.6 局域網(wǎng)的常見(jiàn)應(yīng)用結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的常見(jiàn)應(yīng)用結(jié)構(gòu)l對(duì)等網(wǎng)(Peer to Peer)組建和維護(hù)容易，使用簡(jiǎn)單；無(wú)需專(zhuān)用服務(wù)器；數(shù)據(jù)保密性差，文件存放分散l客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)(C/S)有效利用工作站資源；減少服務(wù)器工作量；工作效率高2022-5-3182局域網(wǎng)組成設(shè)備局

6、域網(wǎng)組成設(shè)備2.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器l文件服務(wù)l打印服務(wù)l通信服務(wù)務(wù)l電子郵件(E-mail)服務(wù)lWWW服務(wù)2022-5-319網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的分類(lèi)及選型l 低端服務(wù)器：PC服務(wù)器或NT服務(wù)器。l 高端服務(wù)器：如RISC/UNIX服務(wù)器等。l 選型原則：MAPSS2022-5-3202.2 網(wǎng)絡(luò)工作站網(wǎng)絡(luò)工作站l按照配置的不同，工作站可以分成以下四類(lèi)第一類(lèi)，商用臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)(含筆記本)。第二類(lèi)，無(wú)盤(pán)工作站(diskless workstation)。第三類(lèi)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)(Network Computer，NC)。第四類(lèi)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端(mobile network terminal)。2022-

7、5-3212.3 網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器l作用：是主機(jī)系統(tǒng)與局域網(wǎng)之間的硬件接口，因此，網(wǎng)絡(luò)適配器又稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)接口卡(Network Interface Card，NIC)，簡(jiǎn)稱(chēng)網(wǎng)卡。l最常見(jiàn)的是ISA和PCI的網(wǎng)卡。2022-5-322具有不同類(lèi)型接口的網(wǎng)卡 RJ45接口BNC接口 光纖接口2022-5-3232.4 中繼器中繼器主機(jī)主機(jī)中繼器中繼器使兩個(gè)遠(yuǎn)程主機(jī)互聯(lián)2022-5-3242.5 集線(xiàn)器集線(xiàn)器Hub的功能集線(xiàn)器具有兩個(gè)功能第一，實(shí)現(xiàn)中繼功能(它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多端口的中繼器)；第二，匯接多臺(tái)主機(jī)，因此，它被形象地稱(chēng)為Hub。2022-5-3252.6 網(wǎng)橋網(wǎng)橋局域網(wǎng)網(wǎng)橋的作用l局域網(wǎng)網(wǎng)橋

8、的作用是互聯(lián)兩個(gè)局域網(wǎng)，如圖所示。擴(kuò)展式局域網(wǎng)：LAN通過(guò)網(wǎng)橋互聯(lián)網(wǎng)橋局域網(wǎng)A局域網(wǎng)B2022-5-3262.7 交換機(jī)交換機(jī)l交換機(jī)的作用工作在OSI參考模型的第二層相當(dāng)于一個(gè)多端口的網(wǎng)橋。 交換機(jī)還具有提高局域網(wǎng)性能的作用。2022-5-327交換機(jī)的基本用途主機(jī)主機(jī)100m100m100m100m主機(jī)主機(jī)100m100m(a)雙絞線(xiàn)局域網(wǎng)200m的網(wǎng)絡(luò)直徑(b)交換機(jī)使局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)直徑擴(kuò)大到400mHubHubHub局域網(wǎng)交換機(jī)2022-5-328交換機(jī)的基本作用LAN交換機(jī)堆疊式集線(xiàn)器服務(wù)器集線(xiàn)器集線(xiàn)器集線(xiàn)器服務(wù)器(a)(b)2022-5-329交換機(jī)的分類(lèi)l (1)桌面交換機(jī)：主要特

9、點(diǎn)是端口密度低。桌面型交換機(jī)廣泛用于辦公室、小型計(jì)算機(jī)機(jī)房和業(yè)務(wù)量較為集中的業(yè)務(wù)部門(mén)。l (2)工作組交換機(jī)：工作組型交換機(jī)的端口密度更高，端口數(shù)據(jù)率更大。l (3)部門(mén)交換機(jī)：通常在所有端口上支持全雙工操作。部門(mén)交換機(jī)的性能要好于工作組交換機(jī)。l (4)園區(qū)交換機(jī)：一般作為網(wǎng)絡(luò)的骨干交換機(jī)，并具有快速數(shù)據(jù)交換能力和全雙工能力。l (5)企業(yè)交換機(jī)：企業(yè)交換機(jī)的擴(kuò)展性較好，通常具有非常強(qiáng)大的管理功能，但是它的成本非常高。2022-5-330交換機(jī)應(yīng)用環(huán)境工作組交換機(jī)工作組交換機(jī)工作組交換機(jī)部門(mén)交換機(jī)企業(yè)級(jí)服務(wù)器企業(yè)級(jí)服務(wù)器2層1層3、4、5層園區(qū)交換機(jī)企業(yè)交換機(jī)其他園區(qū)網(wǎng)工作組交換機(jī)部門(mén)級(jí)服務(wù)

10、器校園級(jí)服務(wù)器其他建筑物辦公樓工作組C工作組A工作組D工作組B網(wǎng)絡(luò)核心2022-5-3312.8 路由器路由器路由器的作用l工作在OSI參考模型的第三層。l當(dāng)要互聯(lián)的局域網(wǎng)之間需要對(duì)信息交換施加比較嚴(yán)格的控制l或者把局域網(wǎng)通過(guò)廣域網(wǎng)（WAN）與遠(yuǎn)程的局域網(wǎng)互聯(lián)時(shí)，一般采用路由器作為互聯(lián)設(shè)備。2022-5-332路由器的分類(lèi)l按照路由器支持的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的種類(lèi)，可以把路由器分成單協(xié)議路由器單協(xié)議路由器和多協(xié)議路多協(xié)議路由器由器。l按照用途的不同可以把路由器分成內(nèi)部路內(nèi)部路由器由器、接入路由器接入路由器、匯聚路由器匯聚路由器和核心路核心路由器由器(骨干路由器骨干路由器)。 以上三種路由器在網(wǎng)絡(luò)中的分

11、布關(guān)系如圖1-23所示。2022-5-333路由器在網(wǎng)絡(luò)中的分布關(guān)系局域網(wǎng)局域網(wǎng)接入路由器接入路由器邊緣路由器邊緣路由器核心路由器核心層匯聚層接入層2022-5-3343 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成n相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。 n“分層”可將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，而這些較小的局部問(wèn)題就比較易于研究和處理。 2022-5-335關(guān)于開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RMn只要遵循 OSI 標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。n在市場(chǎng)化方面 OSI 卻失敗了。n

12、OSI 的專(zhuān)家們?cè)谕瓿?OSI 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒(méi)有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力；nOSI 的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來(lái)過(guò)分復(fù)雜，且運(yùn)行效率很低；nOSI 標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長(zhǎng)，因而使得按 OSI 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無(wú)法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)；nOSI 的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn)。 2022-5-336兩種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)n法律上的(de jure)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) OSI 并沒(méi)有得到市場(chǎng)的認(rèn)可。n非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。nTCP/IP 常被稱(chēng)為事實(shí)上的(de facto) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。2022-5-3373.2 劃分層次的必要性n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。 n這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格

13、式以及有關(guān)的同步問(wèn)題（同步含有時(shí)序的意思）。n為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network protocol)，簡(jiǎn)稱(chēng)為協(xié)議。 2022-5-338劃分層次的概念舉例 n計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件。n可以將要做的工作進(jìn)行如下的劃分。n第一類(lèi)工作與傳送文件直接有關(guān)。n確信對(duì)方已做好接收和存儲(chǔ)文件的準(zhǔn)備。n雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。n兩個(gè)計(jì)算機(jī)將文件傳送模塊作為最高的一層 。剩下的工作由下面的模塊負(fù)責(zé)。2022-5-339兩個(gè)計(jì)算機(jī)交換文件 文件傳送模塊計(jì)算機(jī) 1計(jì)算機(jī) 2文件傳送模塊只看這兩個(gè)文件傳送模塊好像文件及文件傳送命令是按照水平方向的虛線(xiàn)傳送的把

14、文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊2022-5-340再設(shè)計(jì)一個(gè)通信服務(wù)模塊 文件傳送模塊計(jì)算機(jī) 1計(jì)算機(jī) 2文件傳送模塊只看這兩個(gè)通信服務(wù)模塊好像可直接把文件可靠地傳送到對(duì)方把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊2022-5-341再設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入模塊 文件傳送模塊計(jì)算機(jī) 1計(jì)算機(jī) 2文件傳送模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)做與網(wǎng)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長(zhǎng)度等。2022-5-342分層的好處 n各層之間是獨(dú)立的。n靈活性好。n結(jié)構(gòu)上可分割開(kāi)。n易于實(shí)現(xiàn)和

15、維護(hù)。n能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 2022-5-343層數(shù)多少要適當(dāng) n若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。n層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。 2022-5-344計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。 n體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義。n實(shí)現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問(wèn)題。n體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。 2022-5-3453.3 五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) nTCP/IP 是

16、四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層。n最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒(méi)有具體內(nèi)容。n因此往往采取折中的辦法，即綜合 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 。 2022-5-346五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) n應(yīng)用層(application layer) n傳輸層(transport layer) n網(wǎng)絡(luò)層(network layer) n數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) n物理層(physical layer) 數(shù)據(jù)鏈路層5 應(yīng)用層4 傳輸層3 網(wǎng)絡(luò)層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層2022-5-347計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī)

17、 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層 PDU2022-5-348計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用層 PDU 再傳送到傳輸層加上傳輸層首部，成為傳輸層報(bào)文2022-5-349計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2傳輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為 IP 數(shù)據(jù)報(bào)（或分組）2022-5-350計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2IP 數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈

18、路層幀2022-5-351計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體2022-5-352計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) n應(yīng)用層(application layer) 5432154321物理傳輸媒體計(jì)算機(jī) 1AP2AP1電信號(hào)（或光信號(hào)）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層計(jì)算機(jī) 22022-5-353計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層2022-5-354計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2

19、發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層2022-5-355計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給傳輸層2022-5-356計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2傳輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層2022-5-357計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程2022-5-358計(jì)算機(jī) 1 向

20、計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2我收到了 AP1 發(fā)來(lái)的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！2022-5-359計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4傳輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部2022-5-360計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 543215432

21、1計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 210100110100101 比 特 流 110101110101計(jì)算機(jī) 2 的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)2022-5-361H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)2022-5-362H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2網(wǎng)

22、絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給傳輸層2022-5-363H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2傳輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層2022-5-364應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層 PDU 首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程2022-5-365計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2我收到了 AP1 發(fā)來(lái)的

23、應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！2022-5-3663.4 協(xié)議參考模型層功能協(xié)議參考模型層功能n應(yīng)用層n傳輸層n網(wǎng)絡(luò)層n數(shù)據(jù)鏈路層n物理層2022-5-367應(yīng)用層功能應(yīng)用層功能n應(yīng)用層主體是一些與用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序配套的協(xié)議，例如支持網(wǎng)絡(luò)管理的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(Simple Network Management Protocol，SNMP)，支持電子郵件(E-mail)的簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議(Simple Mail Transfer Protocol，SMTP)和郵局協(xié)議(Protocol Of Post office，POP)，支持WWW應(yīng)用的超文本傳送協(xié)議(HyperText Transfer Protoco

24、l，HTTP)，支持域名解析的DNS(Domain Name System)等。n應(yīng)用層負(fù)責(zé)建立應(yīng)用程序進(jìn)程之間的連接關(guān)系(如用戶(hù)撥號(hào)上網(wǎng)的連接)，提供網(wǎng)絡(luò)與用戶(hù)應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)。2022-5-368DNS的功能nDNS的功能是進(jìn)行域名解析(domain name resolution)。域名解析的作用是由計(jì)算機(jī)的名字求解該計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議地址，例如IP協(xié)議的IP地址。n應(yīng)用層的數(shù)據(jù)必須（經(jīng)傳輸層）封裝到網(wǎng)絡(luò)層的PDU中才能繼續(xù)發(fā)送，而PDU的頭部中包含標(biāo)識(shí)該P(yáng)DU的發(fā)送方和接收方的地址字段。網(wǎng)絡(luò)層PDU的地址字段中要放入網(wǎng)絡(luò)層地址，應(yīng)用層的PDU中放入的是應(yīng)用層的地址，應(yīng)用層的地址就

25、是計(jì)算機(jī)的名字。顯然，封裝應(yīng)用層PDU的網(wǎng)絡(luò)層PDU中的網(wǎng)絡(luò)層目的地址應(yīng)該與接收該P(yáng)DU的計(jì)算機(jī)的域名對(duì)應(yīng)起來(lái)，否則，數(shù)據(jù)就發(fā)送給別的計(jì)算機(jī)了。n采用的是客戶(hù)/服務(wù)器模式2022-5-369傳輸層功能傳輸層功能n傳輸層的核心功能是要在計(jì)算機(jī)之間提供無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。換句話(huà)說(shuō)，接收方傳輸層提交給高層的數(shù)據(jù)必須是沒(méi)有差錯(cuò)的。n傳輸層的下層結(jié)構(gòu)在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)擁塞和通信介質(zhì)上的故障會(huì)產(chǎn)生一些差錯(cuò)，例如數(shù)據(jù)丟失和誤碼。這些差錯(cuò)是不可避免的。然而，高層結(jié)構(gòu)不能允許數(shù)據(jù)中存在差錯(cuò)，因此，就需要它采取辦法消除下層結(jié)構(gòu)中存在的差錯(cuò)，保證它交給高層的數(shù)據(jù)是正確無(wú)誤的。2022-5-370傳輸層中的兩個(gè)

26、協(xié)議n傳輸控制協(xié)議TCPn傳送的數(shù)據(jù)單位：TCP報(bào)文段n提供面向連接的服務(wù)，提供全雙工的和可靠的交付服務(wù)。適合于一次傳輸大批數(shù)據(jù)的情況n不提供廣播或多播服務(wù)。n用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDPn傳送的數(shù)據(jù)單位：UDP報(bào)文段或用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)n在傳輸數(shù)據(jù)之前不需要事先建立連接。適用于一次傳輸小量數(shù)據(jù)n提供不可靠的、“盡力而為”的初步傳送。數(shù)據(jù)報(bào)的到達(dá)和傳送包的正確順序都不能保證2022-5-371網(wǎng)絡(luò)層功能網(wǎng)絡(luò)層功能n網(wǎng)絡(luò)層的核心功能是互聯(lián)不同類(lèi)型的局域網(wǎng)，例如以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式與令牌環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)的格式不一樣，要想使它們能夠通信，就必須在兩種數(shù)據(jù)格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。n路由選擇n地址解析(address resolution

27、)n擁塞控制(congestion control)2022-5-372數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能n一條通信介質(zhì)可以同時(shí)傳輸幾路數(shù)據(jù)，那么它就包含了幾條數(shù)據(jù)鏈路即多路復(fù)用。n多路復(fù)用包括時(shí)分復(fù)用(time division)和頻分復(fù)用(frequency division)兩種。與數(shù)據(jù)鏈路相對(duì)應(yīng)，通信介質(zhì)也稱(chēng)為物理鏈路，因?yàn)樗俏锢泶嬖诘?，有沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送它都存在。而數(shù)據(jù)鏈路是邏輯存在的，有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)它才產(chǎn)生，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢它就被撤掉。n數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能就是數(shù)據(jù)鏈路的管理(建立、撤銷(xiāo)、標(biāo)識(shí))和鏈路復(fù)用。另外，數(shù)據(jù)鏈路層還具有差錯(cuò)校驗(yàn)功能，以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中出現(xiàn)的誤碼。2022-5-373物

28、理層功能物理層功能n物理層是協(xié)議參考模型中的最低層，它是連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備(DCE)的接口。典型的DTE是計(jì)算機(jī)，典型的DCE是Modem和網(wǎng)卡。n物理層的功能與發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)流（比特流）所應(yīng)遵循的規(guī)則有關(guān)。n把計(jì)算機(jī)要發(fā)送的數(shù)據(jù)編碼成信號(hào)，或把從通信介質(zhì)上接收的信號(hào)譯碼成數(shù)據(jù)；n處理用于發(fā)送與接收同步的前同步碼(preamble)；n編碼信號(hào)對(duì)應(yīng)的比特流的發(fā)送與接收。2022-5-3744 以太網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)技術(shù)n以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng)（LAN）中采用的電纜類(lèi)型和信號(hào)處理方法等。2022-5-375以太網(wǎng)的一般特征以太網(wǎng)

29、的一般特征n共享媒體：所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備依次使用同一通信媒體n廣播域：n采用CSMA/CD(帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制 )介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方法nMAC地址：NIC都采用48位網(wǎng)絡(luò)地址2022-5-376以太網(wǎng)分類(lèi)2022-5-377以太網(wǎng)的連接以太網(wǎng)的連接n拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n總線(xiàn)型：n所需的電纜較少、價(jià)格便宜、管理成本高，不易隔離故障點(diǎn)、采用共享的 訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制，易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。n早期以太網(wǎng)多使用總線(xiàn)型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 n星型：n管理方便、容易擴(kuò)展n采用專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如集線(xiàn)器或交換機(jī)）作 為核心節(jié)點(diǎn)，通過(guò)雙絞線(xiàn)將局域網(wǎng)中的各臺(tái)主機(jī)連接到核心節(jié)點(diǎn)上。n星型拓?fù)淇梢酝ㄟ^(guò)級(jí)聯(lián)的方式很方便的將網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到很大的規(guī)模，因此

30、被絕大部分的以太網(wǎng)所采用。 2022-5-378以太網(wǎng)的連接以太網(wǎng)的連接n傳輸介質(zhì) n同軸纜n雙絞線(xiàn)n非屏蔽(UTP)和屏蔽(STP) nCAT-3/CAT-5/CAT-5E/CAT-6n光纖 2022-5-379以太網(wǎng)的連接以太網(wǎng)的連接n接口的工作模式接口的工作模式n半雙工n半雙工傳輸模式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)沖突檢測(cè)。n全雙工 n全雙工傳輸是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接n這種安排沒(méi)有沖突，因?yàn)樗鼈兪褂秒p絞線(xiàn)中兩個(gè)獨(dú)立的線(xiàn)路，這等于沒(méi)有安裝新的介質(zhì)就提高了帶寬2022-5-380以太網(wǎng)的工作原理以太網(wǎng)的工作原理nCSMA/CDn帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制 n以太網(wǎng)中主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的步驟： n偵聽(tīng)信

31、道上收否有信號(hào)在傳輸。如果有的話(huà)，表明信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)偵聽(tīng) ，直到信道空閑為止。 n若沒(méi)有偵聽(tīng)到任何信號(hào)，就傳輸數(shù)據(jù) n傳輸?shù)臅r(shí)候繼續(xù)偵聽(tīng)，如發(fā)現(xiàn)沖突則執(zhí)行退避算法，隨機(jī)等待一段時(shí)間后，重新偵聽(tīng) n若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功，計(jì)算機(jī)會(huì)返回到偵聽(tīng)信道狀態(tài)。 2022-5-381共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)n共享式以太網(wǎng)的典型代表是使用10Base2/10Base5的總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)和以集線(xiàn)器為核心的星型網(wǎng)絡(luò)。從本質(zhì)上講，以集線(xiàn)器為核心的以太網(wǎng)同原先的總線(xiàn)型以太網(wǎng)無(wú)根本區(qū)別。 n共享式以太網(wǎng)存在的弊端：由于所有的節(jié)點(diǎn)都接在同一沖突域中，不管一個(gè)幀從哪 里來(lái)或到哪里去，所有的節(jié)點(diǎn)

32、都能接受到這個(gè)幀。隨著節(jié)點(diǎn)的增加，大量的沖突將 導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降。而且集線(xiàn)器同時(shí)只能傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)幀，這意味著集線(xiàn)器所有端口都要共享同一帶寬。 2022-5-382共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)n在交換式以太網(wǎng)中，交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的MAC地址決定數(shù)據(jù)幀應(yīng)發(fā)向交換機(jī)的哪個(gè)端口。因?yàn)槎丝陂g的幀傳輸彼此屏蔽，因此節(jié)點(diǎn)就不擔(dān)心自己發(fā)送的幀在通過(guò)交換機(jī)時(shí)是否會(huì)與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀產(chǎn)生沖突。 n交換式以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：n減少?zèng)_突：交換機(jī)將沖突隔絕在每一個(gè)端口（每個(gè)端口都是一個(gè)沖突域），避免 了沖突的擴(kuò)散。 n提升帶寬：接入交換機(jī)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以使用全部的帶寬，而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶

33、寬。 2022-5-3835-4-3規(guī)則規(guī)則n由于通信介質(zhì)最大長(zhǎng)度的限制，因此，較大范圍的以太網(wǎng)可以由若干網(wǎng)段通過(guò)中繼器（或Hub）連接構(gòu)成。參加聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)段和中繼器(或Hub)的數(shù)量是有限制的，它們的數(shù)量和連接方法遵守5-4-3規(guī)則。2022-5-3845-4-3的含義n“5”是指網(wǎng)段的最大個(gè)數(shù)；n“4”是指連接網(wǎng)段的中繼器的最大個(gè)數(shù)；n“3”是指只有3個(gè)網(wǎng)段上有主機(jī)。n5-4-3規(guī)則的示意圖如下圖所示。2022-5-385以太網(wǎng)互聯(lián)的5-4-3規(guī)則中繼器網(wǎng)段2網(wǎng)段4網(wǎng)段5網(wǎng)段1網(wǎng)段3中繼器中繼器中繼器(a)總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)的5-4-3規(guī)則網(wǎng)段2網(wǎng)段4網(wǎng)段5網(wǎng)段1網(wǎng)段3Hub這兩個(gè)網(wǎng)段不能安裝主機(jī)這

34、兩個(gè)Hub不能安裝主機(jī)(b)星型構(gòu)成樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)時(shí)的5-4-3規(guī)則HubHubHubHub2022-5-3865 主要網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議主要網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議nTCP/IP協(xié)議nIPX/SPX協(xié)議nNETBEUI協(xié)議2022-5-387TCP/IP協(xié)議協(xié)議n靈活性強(qiáng)，支持任意規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，幾乎可以連接所有的工作站和服務(wù)器n使用前要進(jìn)行配置：IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、主機(jī)名nDHCP：動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議2022-5-388IPX/SPX及其兼容協(xié)議n網(wǎng)際包交換/順序包交換nIPX：網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，提供分組尋址和選擇路由的功能nSPX：傳輸層協(xié)議，面向連接的通信方式n適用于大型網(wǎng)絡(luò)，尤其當(dāng)用戶(hù)接入NetWare服務(wù)器

35、時(shí)， IPX/SPX及其兼容協(xié)議是最好的選擇。2022-5-389NETBEUI協(xié)議nNetBIOS擴(kuò)展用戶(hù)接口，是傳輸層協(xié)議nNETBEUI專(zhuān)為小型局域網(wǎng)而設(shè)計(jì)，不具備跨網(wǎng)段功能，即不具備路由功能。n優(yōu)點(diǎn)：占用內(nèi)存少，無(wú)需配置。2022-5-3906 IP地址及其應(yīng)用地址及其應(yīng)用nIP地址表示nIP 地址的編址方法2022-5-391IP 地址及其表示方法 nIP 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)在全世界范圍是惟一的 32 bit 的標(biāo)識(shí)符。nIPV4與IPV6n地址：32-128n帶寬n安全性和QoS2022-5-392IP 地址的編址方法 n分類(lèi)的 IP 地址。這是

36、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。n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)RFC 950在 1985 年通過(guò)。2022-5-393分類(lèi) IP 地址 n每一類(lèi)地址都由兩個(gè)固定長(zhǎng)度的字段組成，其中一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id，它標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)字段則是主機(jī)號(hào) host-id，它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。n兩級(jí)的 IP 地址可以記為：IP 地址 := , (6-1)2022-5-394net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類(lèi)地址host-

37、id16 bitB 類(lèi)地址C 類(lèi)地址01 1host-id8 bitD 類(lèi)地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類(lèi)地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 1 0012022-5-395點(diǎn)分十進(jìn)制記法 10000000000010110000001100011111 機(jī)器中存放的 IP 地址是 32 bit 二進(jìn)制代碼10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 bit 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1 128 11 3 31 將每 8 bit 的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)2022-5-396常用的三種類(lèi)別的

38、IP 地址 IP 地址的使用范圍 網(wǎng)絡(luò) 最大 第一個(gè) 最后一個(gè) 每個(gè)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)別 網(wǎng)絡(luò)數(shù) 可用的 可用的 中最大的 網(wǎng)絡(luò)號(hào) 網(wǎng)絡(luò)號(hào) 主機(jī)數(shù) A 126 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,384 (214) 128.0 191.255 65,534 C 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 2542022-5-397劃分子網(wǎng)從兩級(jí) IP 地址到三級(jí) IP 地址 n在 ARPANET 的早期，IP 地址的設(shè)計(jì)確實(shí)不夠合理。nIP 地址空間的利用率有時(shí)很低。 n給每一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)會(huì)使路由表變得太大因而使網(wǎng)絡(luò)性能變壞。 n兩級(jí)的 IP 地址不夠靈活。 2022-5-398n從 1985 年起在 IP 地址中又增加了一個(gè)“子網(wǎng)號(hào)字段”，使兩級(jí)的 IP 地址變成為三級(jí)的 IP 地址。n這種做法叫作劃分子網(wǎng)(subnetting) 。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 三級(jí)的 IP 地址 2022-5-399n劃分子網(wǎng)純屬一個(gè)單位內(nèi)部的事情。這個(gè)單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為沒(méi)有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。n從主機(jī)號(hào)借用若干個(gè)比特作為子網(wǎng)號(hào)