第1章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

實用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與項目管理王曉菊課程介紹課程學(xué)時：總學(xué)時：16學(xué)時理論教學(xué)：10學(xué)時上機(jī)教學(xué)：4學(xué)時考核：2學(xué)時課程安排上機(jī)時間：第12周周六5-6節(jié)第13周周六1-2節(jié)上機(jī)地點(diǎn)：基礎(chǔ)四實驗室（信息樓）主要教學(xué)內(nèi)容：了解網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運(yùn)作計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備局域網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計結(jié)構(gòu)化綜合布線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計參考書陳鳴編著，《網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計教程系統(tǒng)集成方法》，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年4月計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

基本概念1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型-OSI參考模型2IP地址、MAC地址3基本概念1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類定義：把地理位置不同且具有獨(dú)立功能的多個計算機(jī)系統(tǒng)，通過通信設(shè)備和線路將其連接起來，在網(wǎng)絡(luò)軟件支持下進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以實現(xiàn)計算機(jī)資源共享的系統(tǒng)。1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義給你發(fā)E-mail共享資源數(shù)據(jù)傳輸負(fù)荷均衡和分布處理東西丟了！！提高可靠性沒關(guān)系！2、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類按照地理范圍劃分局域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分總線網(wǎng)絡(luò)星狀網(wǎng)絡(luò)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)樹狀網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)采用局域網(wǎng)，傳輸率較高，誤碼率較低。組網(wǎng)方便，技術(shù)簡單。局域網(wǎng)(LAN):幾公里的地理范圍內(nèi)將計算機(jī)、外設(shè)和通信設(shè)備互連在一起的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)按地理范圍分類城域網(wǎng)（MAN）覆蓋范圍為幾公里到幾十公里之間，由多個單位或一個城市組建的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。建立的主要目的：為網(wǎng)內(nèi)用戶進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)傳輸以及聲音、圖像的集成服務(wù)等。傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率較低，誤碼率較高。機(jī)制復(fù)雜。廣域網(wǎng)(WAN)

:

涉及范圍較大，通常可以達(dá)到幾十公里、幾百公里，甚至更遠(yuǎn)?？偩€型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

總線型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單，可擴(kuò)充性好，組網(wǎng)容易（2）多個節(jié)點(diǎn)共用一條傳輸信道，信道利用率高；（3）傳輸速率較高?？偩€型結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：（1）發(fā)生故障時往往需要檢測網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點(diǎn)。（2）故障一旦發(fā)生在公用總線上，可能影響整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

中心節(jié)點(diǎn)星型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)容易，便于管理；（2）故障診斷容易。缺點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)需要智能的、可靠的中央節(jié)點(diǎn)設(shè)備。中央節(jié)點(diǎn)的故障會使整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓；（2）中央節(jié)點(diǎn)負(fù)荷太重；（3）每個計算機(jī)直接與中央節(jié)點(diǎn)相連，需要大量的電纜；（4）專用的通信電纜利用率不高。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單；（2）纜線長度比較短；（3）網(wǎng)絡(luò)整體效率比較高。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：（1）故障的診斷和隔離較困難。（2）環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充。樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

樹型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單，成本低。（2）網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)擴(kuò)充方便靈活。（3）故障隔離方便。缺點(diǎn)：對根節(jié)點(diǎn)的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，全網(wǎng)都不能正常工作。網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)的每一個節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)有一條專門線路相連（全聯(lián)通）。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于廣域網(wǎng)中。網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)點(diǎn)間路徑多，碰撞和阻塞減少。（2）局部故障不影響整個網(wǎng)絡(luò)，可靠性高（3）網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和主機(jī)入網(wǎng)比較靈活簡單。網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)關(guān)系復(fù)雜，建網(wǎng)較難。（2）網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制復(fù)雜。按照傳輸介質(zhì)劃分有線網(wǎng)無線網(wǎng)按交換方式劃分線路交換方式報文交換方式分組交換方式三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報文報文報文ABCDABCDABCD報文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送的特點(diǎn)比特流直達(dá)終點(diǎn)報文報文報文分組分組分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

基本概念1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型-OSI參考模型2IP地址、MAC地址32計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型-OSI模型OSI的七層框架名稱功能實例應(yīng)用層用戶接口HTTP、ftpTelnet表示層數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式、特定功能的實現(xiàn)如-加密ASCII、EBCDICJPEG會話層對應(yīng)用會話的管理、同步操作系統(tǒng)/應(yīng)用讀取傳輸層可靠與不可靠的傳輸、傳輸前的錯誤檢測、流控TCP、UDP網(wǎng)絡(luò)層提供邏輯地址、選路IP數(shù)據(jù)鏈路層封裝成幀、用MAC地址訪問媒介、錯誤檢測與修正802.3/802.2HDLC物理層設(shè)備之間的比特流的傳輸、物理接口、電氣特性等EIA/TIA-232

V.35數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過程3－1InternetHello!IP包頭數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過程3－2Hello物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層比特幀報文段PDUHelloTCP/UDP頭HelloIP包頭LLC子層TCP/UDP頭HelloIP包頭LLC子層MAC子層TCP/UDP頭HelloTCP/UDP頭高層數(shù)據(jù)MAC子層LLC子層FCSIP包頭數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過程3－3Hello物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層比特幀報文段PDUHelloTCP/UDP頭HelloIP包頭LLC子層MAC子層TCP/UDP頭HelloIP包頭LLC子層MAC子層FCSTCP/UDP頭HelloTCP/UDP頭高層數(shù)據(jù)LLC子層OSI模型數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議-TCP/IP協(xié)議模型1.TCP/IP的發(fā)展OSI模型和TCP/IP模型比較計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

基本概念1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型-OSI參考模型2IP地址、MAC地址3IP地址

1.IP地址及其表示方法

IP地址就是給每個連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個在全世界范圍是唯一的32位的標(biāo)識符。IP地址現(xiàn)在由因特網(wǎng)名字與號碼指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)進(jìn)行分配.IP地址的編址方法分類的IP地址：這是最基本的編址方法，在1981年就通過了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。子網(wǎng)的劃分：這是對最基本的編址方法的改進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)在1985年通過。構(gòu)成超網(wǎng)：這是比較新的無分類編址方法。1993年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。分類IP地址每一類地址都由網(wǎng)絡(luò)號net-id和主機(jī)號host-id兩部分組成。兩級的IP地址可以記為：IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號>,<主機(jī)號>}::=代表“定義為”net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

101net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

101A類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段net-id為1字節(jié)net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

01B類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段net-id為2字節(jié)net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

101C類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段net-id為3字節(jié)net-id24bithost-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

101A類地址的主機(jī)號字段host-id為3字節(jié)B類地址的主機(jī)號字段host-id為2字節(jié)C類地址的主機(jī)號字段host-id為1字節(jié)D類地址是多播地址

E類地址保留為今后使用

點(diǎn)分十進(jìn)制記法10000000000010110000001100011111機(jī)器中存放的IP地址是32位二進(jìn)制代碼10000000000010110000001100011111每隔8位插入一個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1128

11331將每8位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)A類地址網(wǎng)絡(luò)地址：A類地址的網(wǎng)絡(luò)字段占一個字節(jié)，只有7個比特可供使用(該字段的第一個比特已固定為0)但可提供使用的網(wǎng)絡(luò)號是126個(即27—2)。第一，00000000

——“本網(wǎng)絡(luò)”第二，01111111

——本地軟件環(huán)回測試A類地址主機(jī)地址：x．0．0．0——本主機(jī)x.255.255.255——

本網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)因此每一個A類網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)是224－2＝16777214B類地址網(wǎng)絡(luò)地址：B類地址的網(wǎng)絡(luò)字段占2個字節(jié)，只有14個比特可供使用(該字段的前兩個比特已固定為10)網(wǎng)絡(luò)地址由于前兩位是10，所以不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址全0和全1的可能性，但可提供使用的網(wǎng)絡(luò)號是1638個(即214—1)。減1的原因是：不指派。B類地址主機(jī)地址：x.x.0.0——本主機(jī)x.x.255.255——

本網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)因此每一個B類網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)是216－2＝65534C類地址網(wǎng)絡(luò)地址：C類地址的網(wǎng)絡(luò)字段占3個字節(jié)，只有21個比特可供使用(該字段的前兩個比特已固定為110)網(wǎng)絡(luò)地址由于前兩位是110，所以不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址全0和全1的可能性，但可提供使用的網(wǎng)絡(luò)號是2097151個(即221—1)。減1的原因是：不指派。C類地址主機(jī)地址：x.x.x.0——本主機(jī)x.x.x.255——

本網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)因此每一個C類網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)是28－2＝2542.常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍

網(wǎng)絡(luò)類別最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)第1個可用的網(wǎng)絡(luò)最后一個可用的網(wǎng)絡(luò)每個網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)數(shù)A126(27–2)112616777214B16,383(214

1)128.1191.25565534C2,097,151(2211)192.0.1223.255.255254幾種特殊的IP地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號各位全為0的IP地址，如8，網(wǎng)絡(luò)地址為，主機(jī)號為68廣播地址直接廣播地址：主機(jī)號各位全為1的IP地址，用于將一個分組發(fā)送給特定的網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)，即對全網(wǎng)廣播，如：的直接廣播地址為55幾種特殊的IP地址（續(xù)）有限廣播地址：網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號都為1的IP地址，即55，它也是對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播，多數(shù)是用在當(dāng)一臺主機(jī)在運(yùn)行引導(dǎo)程序是，但又不知道其IP地址需要向服務(wù)器獲取IP，這是用該地址作為目的地址發(fā)送分組。RFC1918指明