第2章計算機網(wǎng)絡

計算機網(wǎng)絡網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡硬件和設備Internet的接入及設置網(wǎng)絡協(xié)議和體系結構Internet的應用計算機網(wǎng)絡:計算機網(wǎng)絡是將分散在不同地理位置的具有獨立功能的計算機系統(tǒng)，通過通信設備和線路相互連接起來，在網(wǎng)絡協(xié)議和軟件的支持下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。資源的共享、信息的交流什么是計算機網(wǎng)絡給你發(fā)E-mail打印文件mail共享資源數(shù)據(jù)傳輸分布式數(shù)據(jù)處理我的東西丟失了?。√岣呖煽啃詻]關系！計算機網(wǎng)絡的功能50年代計算機-終端多機系統(tǒng)終端中央主機終端通信控制處理機終端中央主機集中器終端計算機網(wǎng)絡基礎計算機網(wǎng)絡的發(fā)展60年代末計算機-計算機典型代表ARPA網(wǎng)通信控制處理機中央主機中央主機中央主機通信控制處理機

通信控制處理機計算機網(wǎng)絡基礎計算機網(wǎng)絡的發(fā)展開放式標準化網(wǎng)絡為什么需要標準化？不同網(wǎng)絡設備之間的兼容性和互操作性是推動網(wǎng)絡體系結構的標準化的原動力標準化的時機？各廠商、研究機構、大學在網(wǎng)絡技術、方法、理論等方面的研究日趨成熟是其基礎計算機網(wǎng)絡的發(fā)展70年代中期局域網(wǎng)80年代局域網(wǎng)迅速發(fā)展90年代網(wǎng)絡互連，Internet崛起計算機網(wǎng)絡基礎計算機網(wǎng)絡的發(fā)展兩臺或兩臺以上的計算機互相連接起來才能形成網(wǎng)絡。網(wǎng)絡中的計算機具有獨立的功能。計算機之間的通信必須遵守約定和規(guī)則，即必須遵循網(wǎng)絡協(xié)議。必須擁有通信線路和設備。網(wǎng)絡的主要目的是資源共享。計算機網(wǎng)絡的特征計算機網(wǎng)絡的組成通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)CCPCCPCCPCCPCCPCCP主機主機主機終端終端終端負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸,轉發(fā)及通信處理等工作，提供用戶入網(wǎng)接口。負責數(shù)據(jù)處理、提供網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡服務，實現(xiàn)資源共享。局域網(wǎng)（LAN:LocalAreaNetwork）采用局域網(wǎng)，傳輸速率較高，誤碼率較低。組網(wǎng)方便，技術簡單。覆蓋范圍＜10KM計算機網(wǎng)絡的類型—按覆蓋范圍分類按覆蓋范圍分類城域網(wǎng)（MAN：MetropolitanAreaNetwork

）在一個特定的范圍內（例如校園、社區(qū)或城市）將不同的局域網(wǎng)連接起來，構成一個覆蓋該區(qū)域的網(wǎng)絡，其傳輸速率比局域網(wǎng)高。覆蓋范圍<100KM計算機網(wǎng)絡的類型—按覆蓋范圍分類廣域網(wǎng)（WAN:WideAreaNetwork）傳輸距離遠，傳輸速率較低，誤碼率較高。機制復雜。覆蓋范圍＞100KM計算機網(wǎng)絡的類型—按覆蓋范圍分類廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)以及局域網(wǎng)的關系

城域網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)校園網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)……中心

處理機拓撲是研究點和線組成的幾何圖形的特性的方法計算機網(wǎng)絡的類型—按網(wǎng)絡拓撲結構分類樹型星型總線型環(huán)型網(wǎng)狀計算機網(wǎng)絡的類型按通信介質分類：有線網(wǎng)、無線網(wǎng)按管理性質分：專用網(wǎng)、公用網(wǎng)按交換方式分：電路交換網(wǎng)、報文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)按通信信道分：廣播通信、點到點通信按信道帶寬分：寬帶網(wǎng)、窄帶網(wǎng)計算機網(wǎng)絡傳輸介質—雙絞線非屏蔽雙絞線（UTP）：以箔屏蔽以減少干擾和串音和屏蔽雙絞線（STP）：雙絞線外沒有任何附加屏蔽組網(wǎng)方便，價格最便宜，應用廣泛五類雙絞線最大傳輸率為100Mbps傳輸距離小于100米計算機網(wǎng)絡傳輸介質—同軸電纜同軸電纜基帶同軸電纜：速率10Mb/s，傳輸距離1000m寬帶同軸電纜：速率20Mb/s，傳輸距離100km它是有線電視系統(tǒng)CATV中的標準傳輸電纜計算機網(wǎng)絡傳輸介質—光纖多模光纖：由發(fā)光二極管產(chǎn)生用于傳輸?shù)墓饷}沖單模光纖：使用激光產(chǎn)生用于傳輸?shù)墓饷}沖計算機網(wǎng)絡傳輸介質—無線傳輸介質兩個地面站之間傳送距離：50-100km地球地面站之間的直視線路微波傳送塔22,300公里地球計算機網(wǎng)絡傳輸介質—無線傳輸介質網(wǎng)絡協(xié)議(1)定義為在網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定(2)組成要素1)語法:信息的結構和格式2)語義:需要作出的動作及響應3)時序:操作的執(zhí)行順序網(wǎng)絡協(xié)議和體系結構網(wǎng)絡協(xié)議和體系結構社會上存在的郵政系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構

就是對構成計算機網(wǎng)絡的各組成部分之間的關系及所要實現(xiàn)功能的一組精確定義。OSI模型應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡協(xié)議和體系結構層間的關系：下一層為上一層服務；上一層依托下一層完成任務。通信子網(wǎng)應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層物理層數(shù)據(jù)鏈路層表示層負責處理不同的數(shù)據(jù)在表示上的差異及其相互轉換。提供可靠的端到端的通信。數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳送。功能包括幀定界、差錯控制、流量控制、鏈路管理和尋址。物理層負責傳送二進制比特流，規(guī)定了物理連接的機械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。提供連接和路由選擇，為數(shù)據(jù)包的傳送選擇一條最佳路徑功能包括路由選擇、擁塞控制和透明傳輸?shù)?。負責建立、管理、拆除進程之間的通信連接。應用層直接為用戶提供各種網(wǎng)絡服務，例如訪問數(shù)據(jù)庫、電子郵件、文件傳輸?shù)取＞W(wǎng)絡協(xié)議和體系結構各層的功能物理層傳送的數(shù)據(jù)單位：比特（bit）數(shù)據(jù)鏈路層傳送的數(shù)據(jù)單位：幀（frame）網(wǎng)絡層傳送的數(shù)據(jù)單位：分組（packet）也叫數(shù)據(jù)包或包傳輸層傳送的數(shù)據(jù)單位：數(shù)據(jù)段（segment）。協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)

數(shù)據(jù)在各層的封裝和拆封的過程網(wǎng)絡協(xié)議和體系結構局域網(wǎng)協(xié)議和體系結構提供建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層邏輯連接、提供與高層的接口、差錯控制規(guī)定了各種類型局域網(wǎng)的介質接入控制方案體系結構1)覆蓋范圍小:房間、建筑物、園區(qū)范圍；2）數(shù)據(jù)通信設備是廣義的；3)高傳輸速率:10Mbps～1000Mbps，低誤碼率:10-8

～10-10

；4)為一個單位所擁有5)局域網(wǎng)特性的主要技術要素是：網(wǎng)絡拓撲結構、傳輸介質與介質訪問控制方法。

局域網(wǎng)協(xié)議和體系結構局域網(wǎng)特點局域網(wǎng)協(xié)議和體系結構（1）網(wǎng)絡服務器（2）客戶機（3）網(wǎng)絡適配器（4）集線器（5）傳輸介質局域網(wǎng)組成(1)拓撲結構（邏輯、物理）總線型、星型、環(huán)型(2)傳輸介質雙絞線,同軸電纜(3)介質訪問控制MAC局域網(wǎng)協(xié)議和體系結構局域網(wǎng)的關鍵技術介質訪問控制MAC

1)局域網(wǎng)使用廣播信道，多個站點共享同一信道

2)MAC協(xié)議：解決廣播信道站點對信道爭用的協(xié)議。

3)兩種MAC

載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)

令牌傳遞(TokenPassing)：

TokenRing、TokenBus、FDDI局域網(wǎng)協(xié)議和體系結構局域網(wǎng)的關鍵技術CSMA/CD介質訪問控制協(xié)議可能產(chǎn)生沖突的協(xié)議，工作原理：（1）發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑（2）若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)（3）發(fā)送時，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽。（4）若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。等待一段隨機時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。局域網(wǎng)協(xié)議和體系結構CSMA/CD流程圖局域網(wǎng)協(xié)議和體系結構定義了四層協(xié)議

Internet采用的協(xié)議應用層Application傳輸層transport網(wǎng)絡接口層網(wǎng)際層Network1Internet的體系結構和協(xié)議

傳輸層會話層表示層應用層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層432Internet的體系結構和協(xié)議應用層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡接口層網(wǎng)絡接口層：負責接收IP數(shù)據(jù)報，并把數(shù)據(jù)報發(fā)送到指定網(wǎng)絡上網(wǎng)際層：

●IP●ICMP●ARP●RARP應用層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡接口層網(wǎng)際層的主要協(xié)議—IP提供無連接的傳輸服務（不保證送達，不保證順序）解決兩個不同IP地址的計算機之間的通信問題Internet的體系結構和協(xié)議

傳輸層：●TCP●UDP提供了兩種傳輸協(xié)議Internet的體系結構和協(xié)議

使源端和目標端主機上的對等實體可以進行會話。提供了一種可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務，具有流量控制、擁塞控制、按序遞交等特點應用層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡接口層文件傳輸

●FTP、TFTP、NFS電子郵件

●SMTP、POP3WWW應用

●HTTP遠程登錄

●Telnet、rlogin網(wǎng)絡管理

●SNMP域名系統(tǒng)

●DNS應用層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡接口層應用層：應用層協(xié)議支持文件傳輸、電子郵件、遠程登錄、網(wǎng)絡管理、Web瀏覽等。Internet的體系結構和協(xié)議

計算機網(wǎng)絡硬件和設備—網(wǎng)卡

功能：網(wǎng)卡完成OSI物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。分類：有線網(wǎng)卡：按帶寬分、按傳輸介質分、按總線分無線網(wǎng)卡：無線局域網(wǎng)卡無線廣域網(wǎng)卡：GPRS、CDMA、…….計算機網(wǎng)絡硬件和設備—網(wǎng)卡網(wǎng)卡與主機的連接計算機網(wǎng)絡硬件和設備—網(wǎng)卡MAC地址

MAC：MediaAccessControl

長度：48位二進制數(shù)高24位：廠商編號低24位：網(wǎng)卡的唯一編號。保存位置：網(wǎng)卡的ROM中。查看MAC地址：ipconfig/all計算機網(wǎng)絡硬件和設備1）中繼器工作在物理層，對信號整形、放大和雙向復制轉發(fā)。2）集線器多口中繼器，工作在物理層。3）網(wǎng)橋工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，用于相同網(wǎng)絡或僅在OSI參考模型中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)上有差別的網(wǎng)絡之間的互聯(lián)。4）交換機工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，對數(shù)據(jù)進行同步、放大、整形，并能有效地過濾短幀、碎片，具有過濾數(shù)據(jù)的作用5）路由器工作在物理層，數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層，為兩個網(wǎng)絡間物理層、數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡層提供協(xié)議間轉換6）網(wǎng)關網(wǎng)間協(xié)議轉換器或高層協(xié)議轉換器，工作于OSI/RM的所有層。協(xié)議轉換、地址格式的轉換、控制流量、包的分隔與重組。7）調制解調器實現(xiàn)數(shù)模、模數(shù)轉換。計算機網(wǎng)絡硬件和設備ARPA網(wǎng)Internet60年代末90年代初主要協(xié)議：TCP/IP40多萬個網(wǎng)絡近2000萬臺計算機1億多個用戶計算機網(wǎng)絡基礎Internet概述

支持資源共享。采用分布式控制技術。采用分組交換技術。使用通信控制處理機。采用分層的網(wǎng)絡通信協(xié)議。1974:出現(xiàn)TCP/IP協(xié)議1982:

ARPAnet使用TCP/IP協(xié)議1983:分為兩部分1986:NSFnet形成1988:NSFnet替代ARPAnet1989:ARPAnet解散,軍用轉向民用1992:IBM、MCI、MERIT

ANSnet走向商業(yè)化

1995:NSFnet停止運作

網(wǎng)絡互聯(lián)是在各種不同的網(wǎng)絡技術之上，再增加一個特殊的“互聯(lián)網(wǎng)絡協(xié)議層，來互聯(lián)不同的網(wǎng)絡。IPTCP應用程序IPTCP應用程序IPTCP應用程序問題：在局域網(wǎng)中也得采用TCP/IP協(xié)議集嗎？因特網(wǎng)的體系結構網(wǎng)際層傳輸層應用層網(wǎng)絡接口層IPICMPARPRARPTCPUDPTelnetFTPHTTPSMTP因特網(wǎng)的體系結構體系結構TCP/IP協(xié)議因特網(wǎng)的體系結構—TCP/IP協(xié)議族1.TCP/IP協(xié)議族是ARP，IP，ICMP，IGMP，UDP，TCP等多個協(xié)議的集合。2.TCP協(xié)議和IP協(xié)議是最具有代表性，是網(wǎng)絡體系結構的關鍵之一。3.TCP/IP建立了分組交換(或包交換)的網(wǎng)絡.4.數(shù)據(jù)傳送過程1)TCP將數(shù)據(jù)分組,每個分組分別封裝2)IP將各封裝分別選不同路徑(路由)傳遞到目的地路由:連接各子網(wǎng)的一系列路由器3)到達目的后,IP檢查是否完整4)收到所有分組后,IP組裝,交TCP處理因特網(wǎng)的體系結構—TCP/IP協(xié)議族因特網(wǎng)的體系結構—TCP協(xié)議位置：工作在運輸層運輸層功能：復用和分用端口及端口編號：

FTP用21，Telnet用23，

SMTP用25，DNS用53，HTTP用80?！叭挝帐帧边B接過程：（TCP采用面向連接的服務）連接請求連接確認對連接確認的確認正確傳輸?shù)目刂疲壕彺妗⒋_認流量控制策略：由接收端控制發(fā)送端的數(shù)據(jù)發(fā)送因特網(wǎng)的體系結構—IP協(xié)議作用：通過提供統(tǒng)一的地址格式與數(shù)據(jù)包格式來消除各網(wǎng)絡的差異，使得通信雙方可以進行透明的數(shù)據(jù)傳輸。IP地址：

IP協(xié)議采用一種全局通用的地址格式，為全網(wǎng)的每一網(wǎng)絡和每一臺主機都分配一個唯一的外網(wǎng)絡地址IP地址格式：IP地址組成：32bit的二進制標識符

網(wǎng)絡地址（Net-ID）主機地址（Host-ID）連接到Internet上的每臺計算機擁有的唯一的地址。IP格式nnn.nnn.nnn.nnn4段，取值0～255IP地址因特網(wǎng)的地址32位二進制數(shù)點分十進制數(shù)表示網(wǎng)絡號機器號A類07152331網(wǎng)絡號機器號B類網(wǎng)絡號機器號C類0110101.X.Y.Z~126.X.Y.Z128.X.Y.Z~191.X.Y.Z192.X.Y.Z~223.X.Y.ZA類C類16777214254B類65534問題：32位的IP地址夠用嗎？IP地址的種類IP地址的種類問題：

1、是那類地址？

2、設某校有15個教學學院，每學院有300臺計算機；有50個職能處，每個處有50臺計算機。要想使每臺計算機連入Internet，需要多少個C類的Host-ID？交換機交換機子網(wǎng)1子網(wǎng)2子網(wǎng)3子網(wǎng)出現(xiàn)的原因：更有效地使用地址空間易于管理網(wǎng)絡劃分管理職責減少網(wǎng)絡擁塞提供額外的安全性子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼TCP/IP協(xié)議使用子網(wǎng)掩碼判斷目標主機地址是位于本地子網(wǎng)，還是位于遠程子網(wǎng)。網(wǎng)絡號主機號主機號子網(wǎng)掩碼“邏輯位與”運算網(wǎng)絡號子網(wǎng)號讓路由器識別的子網(wǎng)子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼默認子網(wǎng)掩碼某校X系位于A樓，有100臺主機，Y系位于B樓，有100臺主機。現(xiàn)申請了一個C類的網(wǎng)絡地址。設計子網(wǎng)劃分方案，為每個系分配IP范圍，并求出對應的子網(wǎng)掩碼。若分為四個子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼是什么？各子網(wǎng)IP范圍是什么？IP地址配置方法：網(wǎng)上鄰居。網(wǎng)絡連接測試命令：ping子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼DNS采用層次結構，入網(wǎng)的每臺主機都可以有一個類似下面的域名：主機名.機構名.二級域名.頂層域名從左到右，域的范圍變大具有實際含義，比IP地址好記

域名系統(tǒng)DNS國家頂級域名國際頂級域名國際性組織類別域名行政區(qū)域名域名服務器：通過DNS域名服務協(xié)議，將登記注冊的域名轉換為對應的IP地址。

com 商業(yè)機構edu 教育gov 政府機構org 非盈利性機構mil 軍事機構net 網(wǎng)絡資源或組織因特網(wǎng)域名rec

娛樂休閑資源info

信息服務store

商場arts

文化藝術團體nom

個人地區(qū)標識

cn，de,ca,sg，fr等因特網(wǎng)域名電話網(wǎng)PPP賬號口令INTERNETISP網(wǎng)絡如何接入因特網(wǎng)(1)使用modem撥號通過modem經(jīng)過電話線與ISP連接理論上最高傳輸速率56Kbit/s(2)ISDN(上網(wǎng)不影響打電話)對電話網(wǎng)進行數(shù)字化改造,將電話、傳真、數(shù)字通信等業(yè)務全部通過數(shù)字化的方式傳輸速率可達128kbit/s(3)ADSL(上網(wǎng)不影響打電話)上行速率（家庭到路由器），最高1Mbit/s下行速率（路由器到家庭），最高8Mbit/s如何接入因特網(wǎng)—家庭用戶的接入如何接入因特網(wǎng)—家庭用戶的接入數(shù)據(jù)線路：PC－ADSLModem－分離器－入戶接線盒－電話線－DSL接入復用器－ATM/IP網(wǎng)絡；語音線路：話機－分離器－入戶接線盒－電話線－DSL接入復用器－交換機。

個人應用圖例如何接入因特網(wǎng)—家庭用戶的接入硬件準備創(chuàng)建連接開始”→“程序”→“附件”→“通訊”→“新建連接向導”在“網(wǎng)絡連接類型”窗口選擇:“連接到Internet”選項在“準備好此向導準備設置您的Internet連接”窗口中:“手動設置我的連接”選項在您想怎樣連接到Internet？”窗口中選擇:“用要求用戶名和密碼的寬帶連接來連接”選項輸入用戶名和密碼即可(1)局域網(wǎng)方式(集中用戶)路由器將本地LAN作為一個子網(wǎng)連接到InternetLAN中每個主機都有IP地址(2)DDN、X.25、幀中繼等專線方式通過支持TCP/IP的路由器連接主機和ISP如何接入因特網(wǎng)—單位用戶的接入用無線電波連接移動端系統(tǒng)和ISP的基站如何接入因特網(wǎng)—移動用戶的接入因特網(wǎng)基站移動主機不同類型的用戶訪問因特網(wǎng)LAN家庭用戶因特網(wǎng)MODEMPSTNPCLANPSTNISDN、ADSLDDN、FR路由器MODEM共享器基站企業(yè)用戶移動用戶因特網(wǎng)服務提供商（InternetServiceProvider，ISP）IAP:InternetAccessProvider首都在線ID:263PW:263撥入電話95963ICP:InternetContentProvider首都在線新浪搜狐YahooISP局域網(wǎng)中的資源共享

創(chuàng)建一個共享文件夾創(chuàng)建一個文件夾設置文件夾的共享屬性添加共享文件將文件復制到共享文件夾中通過“網(wǎng)上鄰”居共享資源打開桌面上的“網(wǎng)上鄰居”窗口單擊“網(wǎng)絡任務”欄的“查看工作組計算機”鏈接找到同組中的某計算機并打開使用共享資源WWW（WorldWideWeb），即Web，稱為全球信息網(wǎng)或萬維網(wǎng)。WWW是基于Internet的信息服務系統(tǒng)，它向用戶提供一個以超文本技術為基礎的多媒體的全圖形瀏覽界面。組成：瀏覽器、Web服務器、傳輸協(xié)議WWW基本知識INTERNETWWWBrowser軟件信息服務CommunicatorInternetexplorer瀏覽器網(wǎng)頁(WebPage)主頁(HomePage)萬維網(wǎng)中文件信息被稱作頁面WWW服務器上第一個頁面一個網(wǎng)站是由眾多的網(wǎng)頁組成的，它們存儲在某一個Web服務器上。網(wǎng)站(HomePage)服務器、網(wǎng)頁、主頁、網(wǎng)站Hyperlink超連接HyperText

Transmit

Protocol特點客戶機Web服務器基于TCP/IP的一個應用層的協(xié)議典型的C/S結構的工作方式可以傳輸任意類型的數(shù)據(jù)對象面向一次連接、無狀態(tài)的網(wǎng)絡協(xié)議建立連接發(fā)送請求信息關閉連接回復響應信息超文本傳輸協(xié)議HTTP

[:80]/docs/cindex.html服務類型服務器地址路徑文件名URL(UniformResourceLocator)端口號協(xié)議://主機地址[:端口號]/路徑/文件名統(tǒng)一資源定位器URL任務欄上單擊桌面上雙擊在URL中輸入http://網(wǎng)址如http://超級鏈