第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程概述

第1章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)馬維旻1.1網(wǎng)絡(luò)工程概述工程的定義簡(jiǎn)單地講，工程是有一個(gè)明確的目標(biāo)、在指定的組織領(lǐng)導(dǎo)下，按計(jì)劃進(jìn)行的工作。

借鑒軟件工程的定義軟件工程的定義1983

年

IEEE

的軟件工程定義：

“軟件工程是開(kāi)發(fā)，運(yùn)行、維護(hù)和修復(fù)軟件的系統(tǒng)方法”。1993

年

IEEE

的一個(gè)更加綜合的定義：

“將系統(tǒng)化的，規(guī)范的，可度量的方法應(yīng)用于軟件的開(kāi)發(fā)

,

運(yùn)行和維護(hù)的全過(guò)程，以及對(duì)上述方法的研究”。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的含義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程是工程的一個(gè)子概念，它是在信息系統(tǒng)工程方法和完善的組織機(jī)構(gòu)指導(dǎo)下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)，詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)可行方案，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備、軟件和技術(shù)系統(tǒng)性地集成在一起，成為滿足用戶需求、高效性價(jià)比的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組建工作。簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程就是組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作，凡與組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的事情都可以歸納在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程中。網(wǎng)絡(luò)工程與系統(tǒng)集成所謂系統(tǒng)集成，就是通過(guò)結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各個(gè)分離的設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)、功能和信息等（服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用系統(tǒng)）集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、高效、便利的管理。系統(tǒng)集成應(yīng)采用功能集成、網(wǎng)絡(luò)集成、軟件集成等多種集成技術(shù)。不同之處硬與軟的比較網(wǎng)絡(luò)工程師偏“硬”系統(tǒng)的集成（軟硬件）軟件工程師偏“軟”系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)（軟件編程）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的定義定義傾向“軟件工程”“將系統(tǒng)化的，規(guī)范的，可度量的方法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

，運(yùn)行和維護(hù)的全過(guò)程，以及對(duì)上述方法的研究”。

內(nèi)容傾向“系統(tǒng)集成”網(wǎng)絡(luò)工程的內(nèi)容包括四個(gè)方面：1、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。對(duì)計(jì)劃建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的類(lèi)型規(guī)模、體系結(jié)構(gòu)、硬件與軟件、管理與安全等方面提出一套完整的技術(shù)方案和實(shí)施方案。2、網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)建設(shè)。主要包括計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和布線系統(tǒng)等硬件的集成。3、網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)建設(shè)。主要包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、工作站操作系統(tǒng)通信及協(xié)議軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件和開(kāi)發(fā)工具軟件等的選擇與安裝。4、網(wǎng)絡(luò)安全管理建設(shè)。主要包括網(wǎng)絡(luò)管理與安全體系以及相應(yīng)軟件系統(tǒng)的組建。網(wǎng)絡(luò)工程的目標(biāo)，就是工程的建設(shè)方和施工方，要在遵守國(guó)家相關(guān)法律、法規(guī)，遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的前提下，完成網(wǎng)絡(luò)工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收等工作。網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的主要內(nèi)容與目標(biāo)（1）網(wǎng)絡(luò)工程的目標(biāo)： 滿足客戶和系統(tǒng)集成商在時(shí)間、費(fèi)用和質(zhì)量或性能等方面的不同要求。（2）網(wǎng)絡(luò)工程的原則： 是指圍繞工程設(shè)計(jì)、工程支持以及工程管理在網(wǎng)絡(luò)集成過(guò)程中必須遵循的原則，如總體規(guī)劃分步實(shí)施原則、實(shí)用性原則、先進(jìn)性原則、可靠性和安全性原則、靈活性和可擴(kuò)充性原則、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性原則等。網(wǎng)絡(luò)工程的目標(biāo)、原則、方法和工具網(wǎng)絡(luò)工程的目標(biāo)、原則、過(guò)程、方法和工具（3）網(wǎng)絡(luò)工程的方法： 為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成提供了“如何做”的技術(shù)，是完成網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的技術(shù)手段。網(wǎng)絡(luò)工程方法依賴于一組基本原則，這些原則控制了每一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。如安全性原則下的服務(wù)器或路由器的安全性配置和實(shí)施。（4）網(wǎng)絡(luò)工程的工具： 是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的活動(dòng)中智力和體力的擴(kuò)展和延伸，為網(wǎng)絡(luò)工程方法提供了自動(dòng)或半自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的支撐環(huán)境。但一個(gè)工具產(chǎn)生的信息被另一工具使用，就建立了一個(gè)支持網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)環(huán)境。例如，網(wǎng)絡(luò)嗅探器Sniffer產(chǎn)生的信息被利用，可以開(kāi)發(fā)出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理軟件。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的層次從企業(yè)信息化建設(shè)的角度系統(tǒng)集成共享不同硬件資源應(yīng)用集成共享不同部分資源信息集成共享不同應(yīng)用系統(tǒng)資源企業(yè)集成共享不同企業(yè)實(shí)體資源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程要有一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)負(fù)責(zé)組織、協(xié)調(diào)、實(shí)施和管理。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)際情況各不相同，因此具體的組織機(jī)構(gòu)也不可能完全相同。對(duì)所有的網(wǎng)絡(luò)工程進(jìn)行抽象，歸納出一種通用的組織形式，簡(jiǎn)稱為三方結(jié)構(gòu)，分別是工程甲方、工程乙方和工程監(jiān)理方。這三方的基本關(guān)系如下圖所示。

網(wǎng)絡(luò)工程的組織機(jī)構(gòu)及其職責(zé)工程說(shuō)明工程監(jiān)督工程報(bào)告工程咨詢需求分析工程目標(biāo)甲方乙方監(jiān)理方工程甲方是網(wǎng)絡(luò)工程中的用戶，即網(wǎng)絡(luò)工程的提出者和投資方。例如，某校園網(wǎng)建設(shè)工程中的學(xué)校就是工程甲方。甲方的人員組成主要包括行政聯(lián)絡(luò)人和技術(shù)聯(lián)絡(luò)人。行政聯(lián)絡(luò)人是甲方的工程負(fù)責(zé)人，一般由甲方的行政領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任，他負(fù)責(zé)甲方的組織協(xié)調(diào)工作。技術(shù)聯(lián)絡(luò)人是甲方的工程技術(shù)負(fù)責(zé)人，工程中有關(guān)技術(shù)問(wèn)題，乙方和監(jiān)理方可以與甲方技術(shù)聯(lián)絡(luò)人協(xié)調(diào)。甲方的職責(zé)：（1）可行性論證（2）編制標(biāo)書(shū)、招投標(biāo)

（3）工程監(jiān)督工程甲方工程乙方工程乙方是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的承建者。例如，校園網(wǎng)由A公司承建，則A公司就是工程乙方。有時(shí)候，由于網(wǎng)絡(luò)工程的量比較大，可以由多個(gè)公司各承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)工程的建設(shè)任務(wù)。那么，此時(shí)就存在著多個(gè)乙方。乙方在承建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程時(shí)多采用項(xiàng)目經(jīng)理制。項(xiàng)目經(jīng)理制的人員結(jié)構(gòu)如圖所示。

項(xiàng)目經(jīng)理設(shè)備工程師布線系統(tǒng)工程師軟件系統(tǒng)工程師布線技術(shù)工人網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)人員（1）編制投標(biāo)書(shū)。（2）簽訂工程合同。（3）進(jìn)行用戶需求調(diào)查。（4）進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。（5）制訂實(shí)施計(jì)劃。（6）產(chǎn)品選型。（7）系統(tǒng)集成。（8）合同規(guī)定的其他工作。乙方的職責(zé)

網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理，是指為了幫助用戶建設(shè)一個(gè)性能價(jià)格比最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)過(guò)程中，給用戶提供前期咨詢、網(wǎng)絡(luò)方案論證、確定系統(tǒng)集成商、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量控制等服務(wù)。提供工程監(jiān)理服務(wù)的機(jī)構(gòu)就是監(jiān)理方，工程監(jiān)理方的人員組織包括總監(jiān)理工程師、監(jiān)理工程師、監(jiān)理人員等。工程監(jiān)理方的職責(zé)：（1）幫助用戶做好需求分析。（2）幫助用戶選擇好的系統(tǒng)集成商。（3）幫助用戶控制工程進(jìn)度。（4）幫助用戶控制工程質(zhì)量。（5）幫助用戶作好各項(xiàng)測(cè)試工作。工程監(jiān)理方網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的過(guò)程 是一個(gè)最終能滿足需求且達(dá)到工程目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)集成項(xiàng)目所需要的步驟?；镜木W(wǎng)絡(luò)工程過(guò)程包括可行性研究與計(jì)劃、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測(cè)試及運(yùn)行與維護(hù)等活動(dòng)。下圖給出了工程建設(shè)的大致過(guò)程，圖中的實(shí)線表示組織方必須參與其過(guò)程，虛線表示組織方可以參與也可不參與其過(guò)程。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的作用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程是城市信息化、政府信息化、企業(yè)信息化、教育信息化的基礎(chǔ)數(shù)字化城市建設(shè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全體系建設(shè)數(shù)字廣播電視系統(tǒng)建設(shè)……網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的利害關(guān)系者客戶系統(tǒng)集成商網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目經(jīng)理網(wǎng)絡(luò)工程師系統(tǒng)集成商信息產(chǎn)業(yè)部《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)集成資質(zhì)管理辦法》文件將集成商分四個(gè)等級(jí)：一級(jí)獨(dú)立承擔(dān)國(guó)家級(jí)及其以下等各類(lèi)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)二級(jí)獨(dú)立承擔(dān)省部級(jí)及其以下等各類(lèi)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)合作承擔(dān)國(guó)家級(jí)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)三級(jí)獨(dú)立承擔(dān)中、小型企業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)合作承擔(dān)大型企業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)四級(jí)獨(dú)立承擔(dān)小型企業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)合作承擔(dān)中型企業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理主要是對(duì)信息系統(tǒng)工程的質(zhì)量、進(jìn)度和投資進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)項(xiàng)目合同和文檔資料進(jìn)行管理，協(xié)調(diào)有關(guān)單位間的工作關(guān)系的獨(dú)立企業(yè)法人資格的第三方機(jī)構(gòu)，其目的是幫助用戶建設(shè)一個(gè)性價(jià)比最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息系統(tǒng)工程監(jiān)理的等級(jí)甲、乙、丙《信息系統(tǒng)工程監(jiān)理資質(zhì)證書(shū)》計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專(zhuān)業(yè)技術(shù)資格（水平）考試證書(shū)（直接在學(xué)院報(bào)名）考試分5個(gè)專(zhuān)業(yè)類(lèi)別：計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、信息系統(tǒng)、信息服務(wù)。每個(gè)專(zhuān)業(yè)又分三個(gè)層次：高級(jí)資格（高級(jí)工程師）、中級(jí)資格（工程師）、初級(jí)資格（助理工程師、技術(shù)員）。每年將舉行2次考試。每年上半年（今年5月21日）和下半年考試的級(jí)別不盡相同。相關(guān)：高級(jí)：信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)師（1年1次）中級(jí)：網(wǎng)絡(luò)工程師信息系統(tǒng)監(jiān)理師系統(tǒng)集成項(xiàng)目管理工程師信息系統(tǒng)管理工程師數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工程師（1年1次）初級(jí)：網(wǎng)絡(luò)管理員程序員信息處理技術(shù)員CISCO職業(yè)認(rèn)證CCNACCNPCCIE網(wǎng)絡(luò)工程師的知識(shí)和技能(1)環(huán)境支持平臺(tái)應(yīng)具備的知識(shí)和技能綜合布線、強(qiáng)弱點(diǎn)、UPS、機(jī)房、安防或智能建筑等基本知識(shí)熟悉各種電信線路了解電信的各種信令掌握綜合布線系統(tǒng)各部件的組成和連接，以及光纜和電纜的熔接和測(cè)量。網(wǎng)絡(luò)工程師的知識(shí)和技能(2)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)應(yīng)具備的知識(shí)和技能具備網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)，例如：ISO/OSI模型、TCP/IP協(xié)議、局域網(wǎng)協(xié)議、廣域網(wǎng)協(xié)議、交換機(jī)技術(shù)（VLAN、SpanningTree等）、路由協(xié)議等。熟悉Cisco、華為等公司的路由器和交換機(jī)的產(chǎn)品線和配置。網(wǎng)絡(luò)工程師的知識(shí)和技能(3)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)平臺(tái)應(yīng)具備的知識(shí)和技能具備服務(wù)器的基本知識(shí)，例如計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、RAID、SCSI。掌握UNIX、Linux或MSWindows等OS安裝、配置、使用、管理和排錯(cuò)。掌握Oracle、IBM、HP或DELL等公司的服務(wù)器的產(chǎn)品線及IBM/AIX、LinuxAS、HP-UX的使用。具備數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)，會(huì)使用簡(jiǎn)單的SQL語(yǔ)句，了解數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等概念。掌握Oracle、SQLServer、MySQL、DB2等數(shù)據(jù)庫(kù)的安裝、配置、維護(hù)、排錯(cuò)、復(fù)制。熟悉OracleApplicationServer、IBMWebSphere和Tomcat等應(yīng)用服務(wù)器在Windows、UNIX或Linux下的安裝、配置和維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)工程師的知識(shí)和技能(4)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)平臺(tái)應(yīng)具備的知識(shí)和技能具備存儲(chǔ)和備份的基本知識(shí)，特別是網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的概念和種類(lèi)。掌握Oracle、IBM或EMC等公司的存儲(chǔ)產(chǎn)品的安裝和配置，以及ARCServer、NetBackup等主流備份軟件的安裝、配置和使用，并熟悉上述數(shù)據(jù)庫(kù)的備份策略和方法。理解高可用性的基本知識(shí)，掌握IBMHACMP雙機(jī)服務(wù)器系統(tǒng)、SunCluster群集系統(tǒng)的安裝、配置和維護(hù)?；净痉?wù)器以及MS的ActiveDirectory和LDAP協(xié)議的基本知識(shí)。掌握Web、FTP、DNS或E-Mail等服務(wù)器以及相應(yīng)客戶端軟件的安裝、配置、使用、管理和排錯(cuò)。基本網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（SNMP、RMON等）的基本知識(shí)，能夠使用CiscoCiscoworks、NrotelOptivity、HPOpenView等產(chǎn)品，或使用Sniffer等工具軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控和排錯(cuò)。網(wǎng)絡(luò)工程師的知識(shí)和技能(5)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)具備的知識(shí)和技能具備常用應(yīng)用系統(tǒng)的基本知識(shí)、如視頻點(diǎn)播、視頻會(huì)議、流媒體、VoIP、ERP/MRP和呼叫中心等的基本概念、協(xié)議和組成部分。掌握常用應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器的軟硬件的安裝、配置、使用、管理和排錯(cuò)。網(wǎng)絡(luò)工程師的知識(shí)和技能(6)安全平臺(tái)應(yīng)具備的知識(shí)和技能具備網(wǎng)絡(luò)安全的基本知識(shí)，熟悉網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)。掌握防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、VPN系統(tǒng)、加密/解密系統(tǒng)、身份認(rèn)證系統(tǒng)、日志審計(jì)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)殺毒系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全隔離產(chǎn)品或郵件反病毒、反垃圾郵件系統(tǒng)的安裝、配置、使用、管理和排錯(cuò)。網(wǎng)絡(luò)工程師的知識(shí)和技能(7)項(xiàng)目應(yīng)具備的知識(shí)和技能基本項(xiàng)目管理的基本知識(shí)，會(huì)使用MSProject等項(xiàng)目管理軟件來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目，以及會(huì)使用Visio、AutoCAD或Photoshop等制圖軟件?？己朔绞綄?shí)驗(yàn)30分平時(shí)成績(jī)20分期末考試50分教材作者：石炎生，羊四清，譚敏生主編出版社：電子工業(yè)出版社出版時(shí)間：2007-8-11.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)ISO/RM七層參考模型

ISO/OSIRMISO/OSIRM分層原則功能要明確分開(kāi)層數(shù)合適下層對(duì)上層是透明的開(kāi)放系統(tǒng)互連環(huán)境7層模型數(shù)據(jù)封裝與解封開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型TCP/IP的4層模型

TCP/IP的4層模型

TCP/IP分層協(xié)議OSI分層應(yīng)用層FTPSMTPTelnetDNSSNMP7傳輸層TCPUDP4網(wǎng)絡(luò)層IP，ICMP，(RIP，OSPF)3ARP,RARP鏈路層EthernetTokenBusTokenRingFDDIWLAN1，2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念層次協(xié)議服務(wù)層次“整體”與“局部”的關(guān)系計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為什么需要分層體系結(jié)構(gòu)？采用分層結(jié)構(gòu)的好處協(xié)議每個(gè)層次都按照自己的協(xié)議進(jìn)行工作對(duì)等實(shí)體間按該層協(xié)議建立通信關(guān)系并進(jìn)行通信例：建立數(shù)據(jù)鏈路過(guò)程服務(wù)服務(wù)和協(xié)議的區(qū)別服務(wù)：上下層之間協(xié)議：對(duì)等實(shí)體之間服務(wù)通過(guò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)幾個(gè)概念：實(shí)體對(duì)等實(shí)體服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)數(shù)據(jù)單元計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、分層、服務(wù)和數(shù)據(jù)封裝關(guān)系面向連接和無(wú)連接服務(wù)Connection-OrientedServiceConnectionlessService“可靠性”和“差錯(cuò)恢復(fù)功能”一般是通過(guò)確認(rèn)和重傳機(jī)制實(shí)現(xiàn)的服務(wù)類(lèi)型與服務(wù)質(zhì)量通信協(xié)議四種類(lèi)型：面向連接與確認(rèn)服務(wù)；面向連接與不確認(rèn)服務(wù)；無(wú)連接與確認(rèn)服務(wù)；無(wú)連接與不確認(rèn)服務(wù)。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)不同的通信要求，決定選擇不同的服務(wù)類(lèi)型。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的必要性標(biāo)準(zhǔn)化組織及主要工作1.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）2.國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）3.電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）4.Internet協(xié)會(huì)ISOC（InternetSociety）數(shù)據(jù)封裝與解封TCP/IP協(xié)議簡(jiǎn)介IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列局域網(wǎng)的特點(diǎn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列簡(jiǎn)介L(zhǎng)AN參考模型與實(shí)現(xiàn)模型LAN層次結(jié)構(gòu)IEEE802.3局域網(wǎng)的特點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)覆蓋范圍拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)速率高、延遲低、差錯(cuò)率低IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列簡(jiǎn)介L(zhǎng)AN參考模型與實(shí)現(xiàn)模型SAP：服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)NSAP：網(wǎng)際服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)MSAP：MAC服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)LSAP：LLC服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)PSAP：物理層服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)A、B、C、D、E、F：上層應(yīng)用進(jìn)程實(shí)現(xiàn)模型（L&MAN/IM）MDI：依賴于介質(zhì)的接口MAU：介質(zhì)訪問(wèn)單元PMA：物理介質(zhì)附件PLS：物理收發(fā)信號(hào)PHY：物理層MAC：介質(zhì)服務(wù)控制子層LLC：邏輯鏈路控制子層INTNWK：網(wǎng)際層DTE：數(shù)據(jù)終端設(shè)備AUI：連接單元接口LAN層次結(jié)構(gòu)局限一個(gè)局域網(wǎng)時(shí)：物理層+數(shù)據(jù)鏈路層由于TCP/IP協(xié)議使用非常廣泛物理層+數(shù)據(jù)鏈路層+TCP/IPIEEE802.3CSMA/CD沖突強(qiáng)化信號(hào)：jam物理層MDIAUI數(shù)據(jù)鏈路層MACLLC“1堅(jiān)持”在監(jiān)聽(tīng)到信道空閑時(shí)，就以概率1發(fā)送數(shù)據(jù)

產(chǎn)生背景：開(kāi)放式系統(tǒng)互連參考模型是由ISO制定的一個(gè)參考模型，提供了一個(gè)參考建議；TCP/IP是產(chǎn)生于早期ARPA網(wǎng)的一組協(xié)議，但由于各廠家主動(dòng)遵守而變成了一個(gè)事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。共同點(diǎn)：解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連問(wèn)題；采用了分層結(jié)構(gòu)的思想；各層次的劃分和所應(yīng)用的協(xié)議功能大體相同。不同點(diǎn)：①OSI參考模型體協(xié)結(jié)構(gòu)清晰，TCP/IP把功能描述與實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)混雜起來(lái)。如想分析更普遍的網(wǎng)絡(luò)通信問(wèn)題，OSI模型能起到更好的效果。②OSI詳細(xì)的定義和劃分了各個(gè)層次的功能，特別是區(qū)分了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層；TCP/IP卻只用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口層來(lái)代替。③OSI提供了面向連接和面向無(wú)連接的服務(wù)，提供了較高的可靠性；TCP/IP降低了可靠性。④OSI造成了協(xié)議復(fù)雜、效率低下和現(xiàn)實(shí)困難；TCP/IP設(shè)計(jì)目的單一協(xié)議簡(jiǎn)單而有效，可操作性強(qiáng)。OSI和TCP/IP模型的比較1.3IP地址

1．IP地址的組成IP地址是與物理地址相對(duì)應(yīng)的一種邏輯地址，由兩個(gè)部分組成：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)（netid）和主機(jī)標(biāo)識(shí)（hostid）。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)用于區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)標(biāo)識(shí)用于在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中區(qū)分主機(jī)。2．IP地址的表示IP地址有兩種表示法：二進(jìn)制和十進(jìn)制。二進(jìn)制的IP地址有32位，由4個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)組成，每8位之間用圓點(diǎn)隔開(kāi)。由于二進(jìn)制數(shù)不利于記憶，通常轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)表示，其取值范圍為0～255。二進(jìn)制10100110011011110000010001010000十進(jìn)制

166.111.4.80專(zhuān)用IP地址（或者稱為：保留地址、私有地址）類(lèi)地址范圍總數(shù)A～551B～5516C～55256IP地址與網(wǎng)絡(luò)接口的關(guān)系

IP地址與網(wǎng)絡(luò)接口的關(guān)系連接到Internet的每一臺(tái)主機(jī)或路由器至少有一個(gè)IP地址；連接到Internet的任何兩臺(tái)主機(jī)或路由器不能使有相同的IP地址；IP地址是與網(wǎng)絡(luò)接口相關(guān)聯(lián)的，如果一臺(tái)主機(jī)或路由器分別連接到兩個(gè)或更多的網(wǎng)絡(luò)上，那么它必須有兩個(gè)或更多的IP地址。子網(wǎng)劃分和超網(wǎng)子網(wǎng)和超網(wǎng)的基本概念為什么要研究子網(wǎng)和超網(wǎng)IP地址的有效利用率問(wèn)題路由器的工作效率問(wèn)題子網(wǎng)（subnet）將一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個(gè)較小的網(wǎng)絡(luò)，而每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有其自己的子網(wǎng)地址；超網(wǎng)（supernet）將一個(gè)組織所屬的幾個(gè)C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)合并成為一個(gè)更大地址范圍的邏輯網(wǎng)絡(luò)。

劃分子網(wǎng)技術(shù)的要點(diǎn)是:標(biāo)準(zhǔn)的A類(lèi)、B類(lèi)與C類(lèi)IP地址是兩層結(jié)構(gòu)：

net

ID-hostID子網(wǎng)IP地址是三層結(jié)構(gòu)：

net

ID-subnet

ID-host

ID同一個(gè)子網(wǎng)中所有的主機(jī)必須使用相同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)-子網(wǎng)號(hào)netID-subnetID子網(wǎng)的概念可以應(yīng)用于A類(lèi)、B類(lèi)或C類(lèi)中任意一類(lèi)IP地址中；分配子網(wǎng)是一個(gè)組織和單位內(nèi)部的事，它既不要向Internet地址管理部門(mén)申請(qǐng)，也不需要改變?nèi)魏瓮獠康臄?shù)據(jù)庫(kù)；在Internet文獻(xiàn)中，一個(gè)子網(wǎng)也稱為一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。掩碼的概念子網(wǎng)掩碼的概念

子網(wǎng)掩碼表示方法：網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)置1，主機(jī)號(hào)置0。

一個(gè)B類(lèi)地址劃分為64個(gè)子網(wǎng)的例子

子網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)地址空間的劃分方法未劃分子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

劃分為3個(gè)子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

三級(jí)層次的IP地址是：網(wǎng)絡(luò)號(hào).子網(wǎng)號(hào).主機(jī)號(hào)；第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)號(hào)定義了網(wǎng)絡(luò)的位置；第二級(jí)子網(wǎng)號(hào)定義了物理子網(wǎng)；第三級(jí)主機(jī)號(hào)定義了主機(jī)和路由器；三級(jí)層次的IP地址，一個(gè)IP分組的路由選擇的過(guò)程為三步：第一步轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)第二步轉(zhuǎn)發(fā)給物理子網(wǎng)第三步轉(zhuǎn)發(fā)給主機(jī)。掩碼運(yùn)算

二進(jìn)制的IP地址與掩碼按位進(jìn)行“與”運(yùn)算的過(guò)程

子網(wǎng)地址空間的劃分

劃分子網(wǎng)就是將一個(gè)大網(wǎng)分成幾個(gè)較小的網(wǎng)絡(luò)；A類(lèi)、B類(lèi)與C類(lèi)IP地址都可以劃分子網(wǎng)；劃分子網(wǎng)是在IP地址編址的層次結(jié)構(gòu)中增加了一個(gè)中間層次，使IP地址變成了三級(jí)層次結(jié)構(gòu)。例：一個(gè)大型跨國(guó)公司的管理者從網(wǎng)絡(luò)管理中心獲得一個(gè)A類(lèi)IP地址；需要?jiǎng)澐?000個(gè)子網(wǎng)。

分析：該公司需要有1000個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，加上主機(jī)號(hào)全0和全1的兩種特殊地址，子網(wǎng)數(shù)量至少為1002；選擇子網(wǎng)號(hào)的位長(zhǎng)為10，可以用來(lái)分配的子網(wǎng)最多為1024，滿足用戶要求。A類(lèi)地址子網(wǎng)劃分后的結(jié)構(gòu)

劃分子網(wǎng)后的地址范圍

劃分子網(wǎng)后的網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

采用子網(wǎng)劃分的好處：Subnetting減少網(wǎng)絡(luò)中不必要的流量通過(guò)路由器增加廣播域的數(shù)量，減小廣播域的大小優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能減少流量建立合理的子網(wǎng)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理如何根據(jù)主機(jī)的IP地址判斷是否屬于同一個(gè)子網(wǎng)

在劃分子網(wǎng)的情況下，判斷兩臺(tái)主機(jī)是不是在同一個(gè)子網(wǎng)中，看它們的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)地址是不是相同。實(shí)例：主機(jī)1的IP地址為1主機(jī)2的IP地址為10子網(wǎng)掩碼為92判斷它們是不是在同一個(gè)子網(wǎng)上。

主機(jī)1的IP地址與子網(wǎng)掩碼做與運(yùn)算：主機(jī)2的IP地址與子網(wǎng)掩碼做與運(yùn)算：結(jié)論:子網(wǎng)號(hào)都是0001101101，因此它們屬于同一個(gè)子網(wǎng)。

無(wú)類(lèi)域間路由CIDR技術(shù)

ClasslessInter-DomainRoutingCIDR用區(qū)別于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)的IP地址與劃分子網(wǎng)的概念的“網(wǎng)絡(luò)前綴（network-prefix）”，代替“網(wǎng)絡(luò)號(hào)+主機(jī)號(hào)”二層地址結(jié)構(gòu)，形成新的無(wú)分類(lèi)二層地址結(jié)構(gòu)。CIDR使用網(wǎng)絡(luò)前綴去代替了標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)，也不再使用子網(wǎng)的概念。CIDR地址采用“斜線記法”，即：<網(wǎng)絡(luò)前綴>，<主機(jī)號(hào)>。CIDR將網(wǎng)絡(luò)前綴相同的連續(xù)的IP地址組成一個(gè)“CIDR地址塊”。CIDR及對(duì)應(yīng)的掩碼

無(wú)類(lèi)域間路由（CIDR）對(duì)應(yīng)的掩碼/8/9/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/20/21/22/23/24/2528/2692/2724/2840/2948/3052為什么沒(méi)有“/31”和“/32”/31

2個(gè)IP地址如何給主機(jī)分配？

/32

有沒(méi)有地址可分配？IP子網(wǎng)0允許使用第1個(gè)和最后一個(gè)子網(wǎng)Cisco命令ipsubnet-zero舉例：對(duì)，占用第4段的2個(gè)比特作為網(wǎng)絡(luò)，可用的子網(wǎng)是：4,28，如果打開(kāi)該命令，則還可用子網(wǎng)：和92IP子網(wǎng)0（續(xù)）CiscoIOSversion12.x以后缺省是打開(kāi)的舉例192(/26)192=110000001代表子網(wǎng)0代表子網(wǎng)中的主機(jī)得到4個(gè)子網(wǎng)00000000=0(allhostbitsoff)01000000=64(allhostbitsoff)10000000=128(allhostbitsoff)11000000=192(allhostbitsoff)子網(wǎng)0子網(wǎng)64子網(wǎng)128子網(wǎng)192舉例2：24(/27)subnetmask24Howmanysubnets?224：11100000,2^3=8.Howmanyhosts?2^5–2=30Whatarethevalidsubnets?256–224=320,32,64,96,128,160,192,224舉例2：24(/27)What’sthebroadcastaddressforeachsubnet?31,63,95,127,159,191,223,255總結(jié)舉例3：40(/28)subnetmask40Howmanysubnets?240：11110000,2^4=16.Howmanyhosts?2^4–2=14Whatarethevalidsubnets?256–240=160163248648096112128144160176192208224240舉例3：40(/28)What’sthebroadcastaddressforeachsubnet?153147637995111127143159175191207223239255總結(jié)舉例3：48(/29)subnetmask48Howmanysubnets?248：11111000,2^5=32.Howmanyhosts?2^3–2=6Whatarethevalidsubnets?256–248=80,8,16,24,32,40,48,56,64,72,80,88,96,104,112,120,128,136,144,152,160,168,176,184,192,200,208,216,224,232,240,and248.舉例3：48(/29)What’sthebroadcastaddressforeachsubnet?7152331…231239247255總結(jié)舉例4(/18)192=110000001代表子網(wǎng)0代表子網(wǎng)中的主機(jī)得到4個(gè)子網(wǎng)00000000=0(allhostbitsoff)01000000=64(allhostbitsoff)10000000=128(allhostbitsoff)11000000=192(allhostbitsoff)舉例4Subnets?2^2=4.Hosts?2^14–2=16,382Validsubnets?0.0,64.0,128.0,and192.0舉例4舉例5=Networkaddress=Subnetmask(/24)256-255=1Hosts=2^8-2=254練習(xí)13=Nodeaddress24=Subnetmask處于哪個(gè)子網(wǎng)？廣播地址是多少？2，3練習(xí)255/20處于哪個(gè)子網(wǎng)？廣播地址是多少？，55VLSM的使用=Network24=Maskclassfulrouting:AllhostsandrouterinterfaceshavethesamesubnetwastesvaluableIPaddressspace!舉例6：14個(gè)子網(wǎng)（未采用VLSM）=Network40=Mask舉例6：14個(gè)子網(wǎng)（采用VLSM）主機(jī)數(shù)與子網(wǎng)掩碼的長(zhǎng)度表舉例7：采用VLSM表進(jìn)行子網(wǎng)劃分AVLSMtableAVLSMtablecreating-topology練習(xí)A:/27B:/28C:/28D:/30E:/30F:/30G:/28H:/26I:/28J:/26K:/28給定條件ipsubnet-zero超網(wǎng)（路由匯總）Supernet或Summarization或routeaggregation將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)通告為1個(gè)網(wǎng)絡(luò)目的減小路由表的大小，這樣占用內(nèi)存少，查找也快路由匯總舉例1對(duì)到進(jìn)行匯總16個(gè)子網(wǎng)剛好塊大小為16，故采用240所以用于通告的網(wǎng)絡(luò)地址（networkaddress）是，采用的子網(wǎng)掩碼為路由匯總舉例2對(duì)到進(jìn)行匯總18個(gè)子網(wǎng)可選的塊大小16,32選擇塊大小為1632～47，48到50為單個(gè)網(wǎng)絡(luò)通告選擇塊大小為3232～63，51到63的網(wǎng)絡(luò)今后會(huì)存在路由問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是指從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）連接到另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳遞信息的介質(zhì)，是網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)件。網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)可分為有線傳輸介質(zhì)和無(wú)線傳輸介質(zhì)。有線傳輸介質(zhì)分為雙絞線、同軸電纜和光纖等，無(wú)線傳輸介質(zhì)分為紅外線、無(wú)線電波和通信衛(wèi)星等。

1.4網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)概述常用3種傳輸介質(zhì)特性與結(jié)構(gòu)示意圖電話用戶線路通信介質(zhì)介質(zhì)連接器1同軸電纜50Ω同軸電纜75Ω同軸電纜同軸電纜（CoaxialCable）是指有兩個(gè)同心導(dǎo)體，而導(dǎo)體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用廣泛的另外一種線材，