第1章-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)11.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和演變計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：就是把分布在不同地理位置的計(jì)算機(jī)通過通信設(shè)備和線路連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)互相通信及網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)。演變：大致劃分為四個(gè)階段1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述21.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展：第一代：面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二代：計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)互連的網(wǎng)絡(luò)第三代：開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)第四代：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代3終端中央主機(jī)終端主機(jī)：既要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，又要擔(dān)負(fù)通信控制任務(wù)一、誕生階段20世紀(jì)60年代中期之前，以傳輸信息為目的，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息處理或進(jìn)一步達(dá)到資源共享的系統(tǒng)(飛機(jī)定票系統(tǒng))4早期的計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式——單機(jī)

：大、中、小型機(jī)——龐大，昂貴，資源無法共享分散的計(jì)算機(jī)構(gòu)成了一個(gè)個(gè)的信息“孤島”5特點(diǎn)：只有一臺(tái)中心主機(jī)，有數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)功能，其他都是輸入輸出終端。集中式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用廣泛：訂票系統(tǒng)SABRE、結(jié)算系統(tǒng)、銀行6以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，稱為面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)其他例子：飛機(jī)訂票系統(tǒng)HOST(航空公司總部)Terminals(訂票點(diǎn))通信線路(電話線路)

缺點(diǎn)：主機(jī)負(fù)荷重——數(shù)據(jù)處理＋通信線路利用率低集中控制方式，可靠性低改進(jìn)：前端處理機(jī)，將通信任務(wù)從主機(jī)中分離出來終端控制器，提高線路利用率7第一代的改進(jìn)版專門負(fù)責(zé)用戶與主機(jī)的通信8二、形成階段20世紀(jì)60年代中期至70年代，典型代表是ARPAnet

，ARPAnet

以能夠相互共享資源為目的互聯(lián)起來的具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)之集合體，形成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念世界上公認(rèn)的、最成功的第一個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是在1969年，該網(wǎng)絡(luò)稱為ARPAnet9特征：多個(gè)終端主機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)，形成了多主機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從“主機(jī)－終端”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鳈C(jī)－主機(jī)”HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信線路10（美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署ARPA）ARPANET加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校斯坦福大學(xué)加州大學(xué)圣巴巴拉分校猶他州大學(xué)11ARPANET(60年代后期)因特網(wǎng)的前身——ARPANET蘇美冷戰(zhàn)產(chǎn)物：美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期由美國(guó)軍方建立的實(shí)驗(yàn)性網(wǎng)絡(luò)“蜘蛛網(wǎng)”式結(jié)構(gòu)最初1969年4個(gè)節(jié)點(diǎn)→20世紀(jì)70年代的60多個(gè)節(jié)點(diǎn)地域跨越美洲、歐洲具有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的許多特征，例如：分組交換分層次的網(wǎng)絡(luò)體系較為完善的通信協(xié)議12

前置處理機(jī)中央主機(jī)中央主機(jī)中央主機(jī)

前置處理機(jī)

前置處理機(jī)接口報(bào)文處理機(jī)IMP

通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)13第三代：開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)(70年代后期)第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)奠定了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)。但第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)存在嚴(yán)重缺陷：沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議14Internet國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO頒布了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)——開放系統(tǒng)互連基本參考模型（OSI七層參考模型）三、互聯(lián)互通階段70年代末至90年代，成為具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的開放式和標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)。即TCP/IP、OSI體系結(jié)構(gòu)15網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化過程的演變廠商標(biāo)準(zhǔn)：IBM-SNA，DEC-DNA等缺點(diǎn)：適用范圍：兼容性？技術(shù)壟斷：競(jìng)爭(zhēng)？標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一：用戶利益？國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISOOSI/RM）：1984年頒布OpenSystemInterconnection/RecommendedModel(OSI/RM，開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型，簡(jiǎn)稱OSI參考模型，OSI七層模型)OSI參考模型規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的框架，分為7個(gè)層次將多臺(tái)位于不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備通過各種通信信道和設(shè)備互連起來，使其能協(xié)同工作，以便于計(jì)算機(jī)的用戶應(yīng)用進(jìn)程交換信息和共享資源是一個(gè)復(fù)雜的工程設(shè)計(jì)問題。將一個(gè)比較復(fù)雜的問題分解成若干個(gè)容易處理的子問題，爾后“分而治之”逐個(gè)加以解決，這種結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法是工程設(shè)計(jì)中常用的一種手段。分層就是系統(tǒng)分解的最好方法之一。16網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化過程的演變廠商標(biāo)準(zhǔn)：IBM-SNA，DEC-DNA等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISOOSI/RM）：1984年頒布OpenSystemInterconnection/RecommendedModel(OSI/RM，開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型，簡(jiǎn)稱OSI參考模型，OSI七層模型)OSI參考模型規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的框架，分為7個(gè)層次為國(guó)際社會(huì)普遍公認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)太復(fù)雜，幾乎沒有與之完全符合的網(wǎng)絡(luò)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)：TCP/IP(因特網(wǎng)的骨干協(xié)議)1980研制成功，1982年ARPANET采用，1986年基于TCP/IP協(xié)議的NSFNET建立從體系結(jié)構(gòu)上看，它是OSI參考模型的簡(jiǎn)化(4層)17四、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)階段由于局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成熟，出現(xiàn)光纖及高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如千兆網(wǎng)，萬兆網(wǎng)，3G技術(shù)等等整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就像一個(gè)對(duì)用戶透明的大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，發(fā)展為以Internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)18計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的新時(shí)代前面三個(gè)階段已經(jīng)奠定了網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展：網(wǎng)絡(luò)計(jì)算向高速寬帶化發(fā)展網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更為廣泛多網(wǎng)融合19（1）數(shù)據(jù)通信（2）資源共享：共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。（3）分布式處理

1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能20給你發(fā)E-mail打印文件mail資源共享實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信我的東西丟失了！！沒關(guān)系！21

分布式處理：通過一定的算法將任務(wù)分交給不同的計(jì)算機(jī)，達(dá)到均衡使用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)分布處理的目的。分布式數(shù)據(jù)處理我的機(jī)器快，負(fù)責(zé)運(yùn)行程序我的機(jī)器慢負(fù)責(zé)編寫程序221.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類局域網(wǎng)（LAN）應(yīng)用最廣的一種網(wǎng)絡(luò)。在局部地區(qū)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，它所覆蓋的地區(qū)范圍較小。地理距離一般可以是幾米~10公里。特點(diǎn)：連接范圍窄、用戶數(shù)少、配置容易、連接速率高。典型代表：以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)23城域網(wǎng)（MAN）在一個(gè)城市，但不在同一地理小區(qū)范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)。連接距離在10~100公里。特點(diǎn)：是LAN的一個(gè)延伸，連接距離更長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)數(shù)量更多，通常連接著多個(gè)LAN。城域網(wǎng)（MAN）24也稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，一般在不同城市之間的LAN和MAN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。連接距離在幾百~幾千公里?？梢愿采w幾個(gè)城市、幾個(gè)國(guó)家甚至全球。廣域網(wǎng)內(nèi)用于通信的傳輸介質(zhì)和設(shè)備，一般由電信部門提供，網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)部門或者多個(gè)國(guó)家聯(lián)合組建而成特點(diǎn)：速度慢、延遲長(zhǎng)、入網(wǎng)的站點(diǎn)不參與網(wǎng)絡(luò)的管理，管理工作由復(fù)雜的互聯(lián)設(shè)備（路由器、交換機(jī)）處理。廣域網(wǎng)（WAN）25261.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

資源硬件：計(jì)算機(jī)、輸入/輸出設(shè)備網(wǎng)絡(luò)硬件通信硬件：在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間提供數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)軟件軟件資源應(yīng)用軟件271.3.1網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)1.服務(wù)器（server）2.工作站（workstation）3.網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備①網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)備②網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備資源硬件通信硬件28計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成一、通信子網(wǎng)由一些專用的通信設(shè)備和連接它們的通信線路組成。主要完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸、接收、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)、變換等工作。通信子網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的物理實(shí)體。通信設(shè)備：路由器、交換機(jī)等。通信線路：雙絞線、同軸電纜、光纖、電話線、微波等。從邏輯功能上，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可劃分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。29二、資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)業(yè)務(wù)處理，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)。資源子網(wǎng)由各種用戶設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件組成。用戶設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等。網(wǎng)絡(luò)軟件包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等。301.服務(wù)器一般需要一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器，可以使用專用服務(wù)器或小型計(jì)算機(jī)，但通常采用高檔微機(jī)，要求速度快、硬盤和內(nèi)存容量大、處理能力強(qiáng)。網(wǎng)絡(luò)中共享的資源大多集中在服務(wù)器上。如：高速打印機(jī)、數(shù)據(jù)庫等等服務(wù)器中裝有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的核心軟件。具有網(wǎng)絡(luò)管理、資源共享、管理網(wǎng)絡(luò)通信、為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的功能等。312.工作站除服務(wù)器以外的聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)。一方面工作站可以處理用戶的本地事務(wù)另一方面，工作站能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行彼此通信，以及使用服務(wù)器管理的各種共享資源（打印機(jī)，數(shù)據(jù)庫等）工作站上的硬盤和打印機(jī)稱為本地硬盤和本地打印機(jī)一般不能為其他用戶共享。但有時(shí)為分擔(dān)服務(wù)器的任務(wù)也可以共享32333.網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)：有線：雙絞線、光纜無線：各波段無線電、紅外線、地面微波、衛(wèi)星微波網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、集線器、交換機(jī)、路由器34物理組成－傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸介質(zhì)分為有線和無線兩大類。有線介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜和光纖無線介質(zhì)有紅外線、微波、激光、衛(wèi)星等傳輸介質(zhì)的特性對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量有很大影響。傳輸介質(zhì)的特性物理特性、傳輸特性、連通性、地理范圍、抗干擾性、價(jià)格。35同軸電纜水晶頭雙絞線光纖：?jiǎn)文：投嗄o線介質(zhì)-衛(wèi)星通信傳輸介質(zhì)圖示紅外,微波,激光36雙絞線示意圖37雙絞線由兩根相互絕緣的，均勻排列成螺旋的導(dǎo)線組成。網(wǎng)絡(luò)中一般采用無屏蔽雙絞線（UTPUnshieldedTwistedPair）。UTP分類：3類UTP在100米以內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)10Mbps（淘汰）5類UTP在100米以內(nèi)可達(dá)100Mbps.(高速網(wǎng)絡(luò))超5類，6類可用于1000Mbps38光纜光纖：通常是由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲做成的，其傳播是利用全反射原理。由于光纖非常細(xì)，難以承受安裝過程中的拉扯，因此通常做成結(jié)實(shí)的光纜。在光纜和計(jì)算機(jī)之間必須使用光端設(shè)備，進(jìn)行光/電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。39光纖通信的工作原理：基于光在兩介質(zhì)交界面上的全反射現(xiàn)象。呈圓柱形的光纖把以光的形式出現(xiàn)的電磁能量約束在其表面以內(nèi)，并引導(dǎo)光沿著軸線方向傳播。

光纜40光纜光纜與其他媒質(zhì)相比有以下一些優(yōu)點(diǎn):①帶寬高，通信容量大；②傳輸損耗小，中繼距離長(zhǎng)④抗干擾能力好； ⑤體積小，重量輕。光纖也有它的缺點(diǎn)：由于接光纖需要專用設(shè)備，分接難度大，因此更適合長(zhǎng)距離干線傳輸。41網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備有：網(wǎng)絡(luò)適配器(網(wǎng)卡)集線器(Hub)交換機(jī)路由器將多條線路集成在一起，組成局部網(wǎng)絡(luò)或提供對(duì)外訪問42有線網(wǎng)卡無線網(wǎng)卡43正面反面家用無線路由器加強(qiáng)版集線器44交換機(jī)45路由器46網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的綜合使用寢室PC家用路由器電信路由器(上海)電信路由器(北京)百度服務(wù)器學(xué)校多級(jí)交換機(jī)局域網(wǎng)471.3.2網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，系統(tǒng)必須對(duì)用戶進(jìn)行控制，否則就會(huì)造成系統(tǒng)混亂以及信息數(shù)據(jù)的破壞和丟失系統(tǒng)需要通過軟件工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行全面的管理、調(diào)度和分配，并采取安全保密措施，防止用戶不合理的對(duì)數(shù)據(jù)和信息的訪問481.3.2網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)包括：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件網(wǎng)絡(luò)通信軟件491.3.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

1.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的定義和功能網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS，NetworkOperatingSystem）是向網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)提供服務(wù)的特殊操作系統(tǒng)。它在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)下工作，并使計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)增加了網(wǎng)絡(luò)操作所需要的能力網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可以限制用戶數(shù)量和權(quán)限網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)從根本上來說是一種管理器，用來管理連接、資源和通信量的流向50網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)除了具備單機(jī)操作系統(tǒng)的所具有的如CPU管理、存儲(chǔ)管理、文件管理、輸入、設(shè)備管理、輸出管理等功能外，還應(yīng)至少具有如下功能：提供多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能（文件服務(wù)，打印服務(wù)）提供高效可靠的網(wǎng)絡(luò)通信能力分布式服務(wù)51硬件KernelShell文件系統(tǒng)1.3.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

2.常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)內(nèi)核：分時(shí)操作系統(tǒng)外殼程序：與用戶進(jìn)行交互。對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備（如硬盤）中的文件進(jìn)行組織管理目前UNIX在高端服務(wù)器、Internet服務(wù)器領(lǐng)域以及在數(shù)據(jù)庫和在線事務(wù)處理方面得到廣泛應(yīng)用（1）UNIX操作系統(tǒng)52UNIX的特點(diǎn)多用戶UNIX多任務(wù)良好的用戶界面文件、目錄與設(shè)備統(tǒng)一處理核外程序功能強(qiáng)可移植性好支持網(wǎng)絡(luò)功能53（2）Netware操作系統(tǒng)Netware操作系統(tǒng)是以文件服務(wù)器為中心的，它主要由三部分組成：文件服務(wù)器內(nèi)核：實(shí)現(xiàn)Netware核心協(xié)議（NCP），負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)工作站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請(qǐng)求的處理工作站外殼：低層通信協(xié)議54（3）WindowsServer2008繼承了XP的友好操作性，Win2000Server的網(wǎng)絡(luò)特性，WinNT的高性能同時(shí)適合個(gè)人用戶和服務(wù)器使用具備強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，可作為各種網(wǎng)絡(luò)的操作平臺(tái)，逐漸占有更多的市場(chǎng)55（4）Linux操作系統(tǒng)

Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類似Unix的操作系統(tǒng)，支持多用戶、多任務(wù)，它能運(yùn)行主要的UNIX工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。Linux操作系統(tǒng)與WindowsServer、Netware、Unix等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)最大的區(qū)別是：Linux開放源代碼。561.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1總線型結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)和其他通信設(shè)備均連接到一條公用的總線上，所有結(jié)點(diǎn)共同使用這條總線，共享總線的全部帶寬。容易實(shí)現(xiàn)，組建成本較低當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)增加時(shí)，負(fù)載較重?cái)U(kuò)展性差分支節(jié)點(diǎn)故障查找復(fù)雜572星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)中央設(shè)備連接在一起。中心節(jié)點(diǎn)是主節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的方式連接到一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)上，再由中心節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)傳輸信息。58HUB（中央控制器）中樞設(shè)備星形特點(diǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)電纜或節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，將不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信中斷。但中央設(shè)備的失敗將會(huì)造成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)的癱瘓由于使用中央設(shè)備作為連接點(diǎn)，星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以很容易地移動(dòng)、隔絕或與其他網(wǎng)絡(luò)連接，這使得星型結(jié)構(gòu)更易于擴(kuò)展。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是局域網(wǎng)中常用的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

59它將星型結(jié)構(gòu)中原來用單獨(dú)鏈路直接連接的節(jié)點(diǎn)通過多級(jí)處理主機(jī)進(jìn)行分級(jí)連接。這種結(jié)構(gòu)與星型結(jié)構(gòu)相比降低了通信線路的成本，但增加了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性。網(wǎng)絡(luò)中除最低層節(jié)點(diǎn)及其連線外，任一節(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作

3樹型結(jié)構(gòu)6061每個(gè)節(jié)點(diǎn)與兩個(gè)最近的節(jié)點(diǎn)相連接以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)環(huán)形，數(shù)據(jù)沿著環(huán)路逐點(diǎn)傳輸。特點(diǎn)：與總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同，當(dāng)環(huán)中的節(jié)點(diǎn)不斷增加時(shí)，響應(yīng)時(shí)間也就變得越長(zhǎng)。因此，單純的環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常不靈活或不易于擴(kuò)展。一些網(wǎng)絡(luò)采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)以提供容錯(cuò)。4環(huán)型結(jié)構(gòu)62網(wǎng)狀細(xì)胞狀不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。在一個(gè)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，可能是上述幾種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型的混合。631.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)了解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議的概念和組成了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的基本概念理解OSI參考模型結(jié)構(gòu)和各層功能了解TCP/IP體系結(jié)構(gòu)64網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)之間要不斷交換數(shù)據(jù)和控制信息，要做到有條不紊的交換數(shù)據(jù)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。為在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)定、約束與標(biāo)準(zhǔn)被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Protocol）。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議代表著標(biāo)準(zhǔn)化，是一組規(guī)則的集合。1.5.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議6566網(wǎng)絡(luò)體系就是為了完成計(jì)算機(jī)之間的通信合作，把計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能劃分成有明確定義的層次，規(guī)定同層次通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口及服務(wù)等。

將這些同層進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來說，最好的組織方式是利用層次結(jié)構(gòu)。372、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層原理6768寄信人郵政局運(yùn)輸部門收信人郵政局運(yùn)輸部門用戶層郵政系統(tǒng)層運(yùn)輸層郵政系統(tǒng)分層模型通信模型的特點(diǎn)：模型有三個(gè)層次相同層次的交流都是獨(dú)立進(jìn)行的，不受其他層次影響上下相鄰兩個(gè)層次之間的聯(lián)系可以用“使用服務(wù)”和“提供服務(wù)”來進(jìn)行說明鐵路航空運(yùn)輸部門間約定郵政間約定用戶間約定上海北京6970在網(wǎng)絡(luò)分層當(dāng)中，每一層是其下一層的用戶，同時(shí)又是其上一層的服務(wù)提供者。

網(wǎng)絡(luò)體系分層有以下好處：獨(dú)立性強(qiáng)：功能簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)：適應(yīng)性強(qiáng)：只要層間接口不變，變化不會(huì)影響別層。寄信人郵政局運(yùn)輸部門收信人郵政局運(yùn)輸部門用戶層郵政系統(tǒng)層運(yùn)輸層鐵路航空運(yùn)輸部門間約定郵政間約定用戶間約定上海北京3、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層的意義711.5.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI/RM)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM（OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel），從而形成了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

OSI構(gòu)造了七層模型，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層。不同系統(tǒng)對(duì)等層之間按相應(yīng)協(xié)議進(jìn)行通信，同一系統(tǒng)不同層之間通過接口進(jìn)行通信。寄信人郵政局運(yùn)輸部門收信人郵政局運(yùn)輸部門用戶層郵政系統(tǒng)層運(yùn)輸層鐵路航空運(yùn)輸部門間約定郵政間約定用戶間約定上海北京72

427374計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)7432154321計(jì)算機(jī)

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

數(shù)據(jù)657643757432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576應(yīng)用層數(shù)據(jù)再傳送到表示層加上表示層首部，成為表示層報(bào)文計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)44767432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576表示層報(bào)文再傳送到會(huì)話層加上會(huì)話層首部，成為會(huì)話層報(bào)文計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)45777432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576會(huì)話層報(bào)文再傳送到傳輸層加上傳輸層首部，成為傳輸層報(bào)文計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)46787432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576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）計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)47797432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576IP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)鏈路層幀計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)48807432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576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計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)49817432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)52827432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576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)層計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)53837432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

26576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)程我收到了

AP1

發(fā)來的應(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)54848586物理層(Ph)數(shù)據(jù)鏈路層(DL)網(wǎng)絡(luò)層(N)傳輸層(T)會(huì)話層(S)表示層(Pr)應(yīng)用層(A)每一層使用下一層提供的服務(wù)，并向它的上一層提供一定的服務(wù)提供用戶與用戶應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)，如文件的傳送、訪問、管理等。提供通信雙方數(shù)據(jù)格式的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)等，如數(shù)據(jù)解壓縮、加密解密、語法轉(zhuǎn)換等。提供建立和維護(hù)應(yīng)用之間通信的機(jī)制，如會(huì)話的建立釋放，數(shù)據(jù)傳送方式（單、半、雙工）等數(shù)據(jù)分段成報(bào)文并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的尋址、多路復(fù)用、流量差錯(cuò)控制等把數(shù)據(jù)分段封裝成數(shù)據(jù)包（組包/拆包），路由選擇，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，擁塞控制以確保傳送，實(shí)現(xiàn)端對(duì)端通信。把數(shù)據(jù)包封裝成數(shù)據(jù)幀，對(duì)數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持、拆除，對(duì)數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)、流量控制等，實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)間的通信。提供物理連接的建立、維持和拆除；并把數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的比特流轉(zhuǎn)化成光電信號(hào)在物理媒體中傳輸?shù)蛯?通信)，面向通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，即提供電信傳輸，是點(diǎn)到點(diǎn)的通信高層（資源），面向信息處理，實(shí)現(xiàn)用戶功能，即提供網(wǎng)絡(luò)與用戶的通信。OSI參考模型55871.5.3TCP/IP體系結(jié)構(gòu)（協(xié)議）TCP/IP常被稱為事實(shí)上的(defacto)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。注：TCP/IP是一組協(xié)議，不是兩個(gè)協(xié)議。它主要考慮異種網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)問題。OSI模型結(jié)構(gòu)TCP/IP模型TCP/IP協(xié)議組應(yīng)用層應(yīng)用層HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、Telent、RPC、DNS、Ping、……表示層會(huì)話層傳輸層傳輸層TCP、UDP網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)接口層Ethernet、ATM、FDDI、X.25、PPP、Token-Ring物理層5688兩種模型的對(duì)比89從層次結(jié)構(gòu)圖中可以看出，TCP/IP是一個(gè)四層的體系結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)接口層。網(wǎng)絡(luò)接口層是TCP/IP與各種物理網(wǎng)絡(luò)的接口，它與OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路和物理層相對(duì)應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)接口層負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)分組，并把分組封裝成數(shù)據(jù)幀，再將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到指定的網(wǎng)絡(luò)上。5890TCP/IP專門設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)層，它是整個(gè)模型中的核心和關(guān)鍵，該層運(yùn)行的協(xié)議就是IP協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層是整個(gè)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，它解決兩個(gè)不同IP地址的計(jì)算機(jī)之間的通信問題。其中IP協(xié)議是Internet中的基礎(chǔ)協(xié)議和重要組成部分。主要功能是進(jìn)行尋址和路由選擇，并將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

5991傳輸層傳輸層（TCP層）的作用是負(fù)責(zé)將源主機(jī)的報(bào)文分組發(fā)送到目的主機(jī)，源主機(jī)和目的主機(jī)可以在一個(gè)網(wǎng)上，也可以在不同的網(wǎng)上。有兩個(gè)協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP（TCPTransmissionControlProtocol），是一個(gè)面向連接的協(xié)議。用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（UserDatagramProtocol）

定義了兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸所交換的數(shù)據(jù)和確認(rèn)信息的格式，及確保數(shù)據(jù)正確到達(dá)而采取的措施。

UDP提供協(xié)議端口號(hào)，UDP可以根據(jù)端口號(hào)對(duì)許多應(yīng)用程序進(jìn)行多路復(fù)用如IP電話、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、可視電話、視頻點(diǎn)播。6092IP協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，而TCP協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。計(jì)算機(jī)A計(jì)算機(jī)BInternetInternet計(jì)算機(jī)B計(jì)算機(jī)ATCP協(xié)議可確認(rèn)A發(fā)送到B的數(shù)據(jù)包的完整性，若數(shù)據(jù)包丟失或有錯(cuò)誤，則要求A重發(fā)，直到正確為止。通過IP協(xié)議，A發(fā)出的數(shù)據(jù)最后送到B，但不確認(rèn)數(shù)據(jù)包的完整性。6193TCP協(xié)議是面向連接的協(xié)議，當(dāng)計(jì)算機(jī)雙方通信時(shí)必須經(jīng)歷三個(gè)階段，即先建立連接，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最后拆除連接。TCP在建立連接時(shí)也要分三步走，即三次握手。被動(dòng)打開主動(dòng)打開確認(rèn)確認(rèn)主機(jī)B主機(jī)A第一次握手連接請(qǐng)求第二次握手第三次握手6294應(yīng)用層應(yīng)用層為用戶提供調(diào)用和訪問網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用程序的接口，并向用戶提供各種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序及相應(yīng)的協(xié)議。功能是使應(yīng)用程序、應(yīng)用進(jìn)程與協(xié)議相互配合，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。63952、IP地址IP地址：給每個(gè)連接在Internet上的主機(jī)和路由器分配的一個(gè)全球唯一的地址。IP地址有IPv4和IPv6兩個(gè)版本，分別是用32位和128位二進(jìn)制數(shù)表示。IPV6：128位地址被劃分成8個(gè)16位的部分，每部分用16進(jìn)制表示。如：BACF：FA36：3AD6：BC89：DF00：CABF：EFBA：004E其中IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)地址的理想方案，IPv4是從最初設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)到現(xiàn)在仍在使用中的版本。961.6.1網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)適配器）計(jì)算機(jī)聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)的入口。每一臺(tái)接入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)都必須在擴(kuò)展槽中插入網(wǎng)卡，通過網(wǎng)卡的電纜接頭接入網(wǎng)絡(luò)。1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備97安裝顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等。98功能一：計(jì)算機(jī)與電纜系統(tǒng)的物理連接功能二：提供數(shù)據(jù)傳輸功能。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的封裝、拆封、差錯(cuò)校驗(yàn)等。網(wǎng)卡是與通信介質(zhì)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接相關(guān)的硬件接口網(wǎng)卡主機(jī)傳輸介質(zhì)幀網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)適配器）99網(wǎng)卡的分類（1）按照網(wǎng)卡支持的數(shù)據(jù)傳輸速率分類：是10Mbps、100Mbps，1000Mbps，10/100Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡、100/1000Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡和10/100/1000Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡100網(wǎng)卡的分類（2）按網(wǎng)卡所支持的傳輸介質(zhì)接口類型分類：以太網(wǎng)類型10Base-T10Base210Base510Base-F數(shù)據(jù)傳輸速率10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps傳輸介質(zhì)非屏蔽雙絞線基帶細(xì)同軸電纜基帶粗同軸電纜光纖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型總線總線星型網(wǎng)絡(luò)接口RJ-45BNCAUIF/O最大段長(zhǎng)100m200m500m1000m以上101網(wǎng)卡的分類（3）按網(wǎng)卡所支持的總線接口類型分類：ISA網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)傳輸速率低，CPU資源占用大（淘汰）PCI網(wǎng)卡102（3）按網(wǎng)卡所支持的總線接口類型分類分為：ISA網(wǎng)卡，PCI網(wǎng)卡以及在服務(wù)器上的PCI-X網(wǎng)卡筆記本電腦使用的網(wǎng)卡一般是PCMCIA接口類型的，無線網(wǎng)卡通常選用PCI或者USB接口網(wǎng)卡必須與計(jì)算機(jī)總線相匹配，普通臺(tái)式機(jī)總線主要是32位的PCI總線，而服務(wù)器上主機(jī)接口總線為64位的PCI、PCI-X等1031.6.2物理層互聯(lián)設(shè)備——中繼器和集線器物理層互連設(shè)備只作用于物理層，主要有中繼器（Repeater）和集線器（Hub）。物理層的互聯(lián)設(shè)備可以將一個(gè)傳輸介質(zhì)傳輸過來的二進(jìn)制信號(hào)位進(jìn)行復(fù)制、整形、再生和轉(zhuǎn)發(fā)。1、中繼器：作用是信號(hào)的放大和中轉(zhuǎn)，增加信號(hào)的有效傳輸距離。

2、集線器：是一種基于星型結(jié)構(gòu)的設(shè)備，作用類似于中繼器，是一種多端口中繼器。集線器的所有端口共享集線器帶寬。104在局域網(wǎng)中常以集線器為中心，將所有分散的工作站與服務(wù)器連接在一起，形成星形拓樸結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)系統(tǒng)。集線器的所有端口共享集線器帶寬。即用集線器組網(wǎng)時(shí)，連接的計(jì)算機(jī)越多，網(wǎng)絡(luò)速度越慢。工作站服務(wù)器工作站工作站Hub821051.6.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備——網(wǎng)橋和交換機(jī)作用于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)的物理地址進(jìn)行過濾、網(wǎng)絡(luò)分段以及跨網(wǎng)段數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)段：局域網(wǎng)中機(jī)器一多的話產(chǎn)生的沖突就會(huì)增多。我們將局域網(wǎng)分段，如果100臺(tái)機(jī)器我們分成50臺(tái)的兩個(gè)段，那么整個(gè)沖突就會(huì)減少一半。數(shù)據(jù)鏈路層互連設(shè)備主要有網(wǎng)橋和交換機(jī)。

1061、網(wǎng)橋網(wǎng)橋也稱橋接器，工作在數(shù)據(jù)鏈路層，是連接兩個(gè)以上局域網(wǎng)或網(wǎng)段的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用它可以完成具有相同或相似體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接，是一個(gè)局域網(wǎng)與另一個(gè)局域網(wǎng)之間建立連接的橋梁。(退出市場(chǎng))網(wǎng)橋是一個(gè)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備841072、交換機(jī)

交換機(jī)（Switch）屬于數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備，它是更高級(jí)的集線器。傳統(tǒng)的集線器是將某個(gè)端口傳送過來的信號(hào)經(jīng)過放大以后傳輸給所有其他端口，而交換機(jī)能夠通過檢查數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)物理地址來選擇目標(biāo)端口。由于交換機(jī)采用交換技術(shù)，使其可以并行通信而不像集線器那樣平均分配帶寬。如一臺(tái)100M交換機(jī)的每端口都是100M，互連的每臺(tái)計(jì)算機(jī)均以100M的速率通信，而不像集線器那樣平均分配帶寬，這使交換機(jī)能夠提供更佳的通信性能。普通交換機(jī)千兆以太網(wǎng)的主干交換機(jī)861081091