網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理

高職高專(zhuān)“十三五”規(guī)劃教材

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理

張?博?主編

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)秉承“工學(xué)結(jié)合，理實(shí)一體”的原則，在介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本原理的基礎(chǔ)上，篩選

了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理中常見(jiàn)的任務(wù)，以市場(chǎng)上較為流行的運(yùn)維管理系統(tǒng)為平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)拓

撲搭建、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬性配置、設(shè)備故障告警維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備日常巡檢維護(hù)和客戶(hù)端基本操作

實(shí)訓(xùn)，并從實(shí)訓(xùn)背景、實(shí)訓(xùn)目的、實(shí)訓(xùn)工具、實(shí)訓(xùn)前提條件、實(shí)訓(xùn)步驟五方面進(jìn)行組織，希

望在理論的基礎(chǔ)上幫助讀者掌握實(shí)踐技能。

本書(shū)適合作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子與信息工程、通信等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材，也

可作為相關(guān)專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員和管理人員的自學(xué)用書(shū)。

圖書(shū)在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理/張博主編.—北京：中國(guó)鐵道出版社

有限公司，2019.5

高職高專(zhuān)“十三五”規(guī)劃教材

ISBN978-7-113-26110-8

Ⅰ.①網(wǎng)…Ⅱ.①?gòu)垺?①網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)-高等職業(yè)教育-

教材Ⅳ.①F713.365.2

中國(guó)版本圖書(shū)館CIP數(shù)據(jù)核字（2019）第162162號(hào)

書(shū)名：網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理

作者：張博

策劃：王春霞編輯部電話(huà)2068

責(zé)任編輯：王春霞馮彩茹

封面制作：劉?穎

責(zé)任校對(duì)：張玉華

責(zé)任印制：郭向偉

出版發(fā)行：中國(guó)鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門(mén)西街8號(hào)）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：北京虎彩文化傳播有限公司

版次：2019年5月第1版2019年5月第1次印刷

開(kāi)本：787mm×1092mm1/16印張：12.75字?jǐn)?shù)：293千

書(shū)號(hào)：ISBN978-7-113-26110-8

定價(jià)：36.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購(gòu)買(mǎi)鐵道版圖書(shū)，如有印制質(zhì)量問(wèn)題，請(qǐng)與本社教材圖書(shū)營(yíng)銷(xiāo)部聯(lián)系調(diào)換。電話(huà)：（010）63550836

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PREFACE前言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，網(wǎng)絡(luò)中所承載的業(yè)務(wù)也越來(lái)越豐富，它深刻地影響著每一

個(gè)人，也影響著這個(gè)時(shí)代。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于支撐其

運(yùn)行的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又有了新的要求，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理的工作日益復(fù)雜，大量新的工作任務(wù)不

斷涌現(xiàn)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員也提出了更高的要求。如何將網(wǎng)絡(luò)人員從繁雜的工作中解放出來(lái)，

實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的高效維護(hù)與管理是網(wǎng)管人員亟待解決的問(wèn)題。

基于此，本書(shū)從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)入手由淺入深地介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、原理、應(yīng)用，

在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際應(yīng)用介紹了網(wǎng)絡(luò)管理與運(yùn)維系統(tǒng)的基本操作和使用方法，力求以全新的

視野，全面、深入地向讀者介紹網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理的技術(shù)，包括了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯罱ā?/p>

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬性配置、設(shè)備故障告警維護(hù)等。本書(shū)總體分為基礎(chǔ)知識(shí)篇與綜合實(shí)訓(xùn)篇，基礎(chǔ)知

識(shí)部分包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)概述、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)；綜合實(shí)訓(xùn)篇包括

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯罱▽?shí)訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬性配置實(shí)訓(xùn)、設(shè)備故障告警維護(hù)實(shí)訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備日常巡檢維

護(hù)實(shí)訓(xùn)、客戶(hù)端基本操作實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)難度由淺入深，每個(gè)實(shí)訓(xùn)均按照實(shí)訓(xùn)背景、實(shí)訓(xùn)目的、

實(shí)訓(xùn)工具、實(shí)訓(xùn)前提條件、實(shí)訓(xùn)步驟五個(gè)方面展開(kāi)，力求使讀者能夠清晰地了解實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目涉

及的知識(shí)與技能要點(diǎn)，幫助讀者快速掌握實(shí)踐技能。

本書(shū)內(nèi)容完整、新穎、實(shí)用，適于作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子與信息工程、通

信等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)的實(shí)訓(xùn)參考用書(shū)或自學(xué)用書(shū)，也可作為以上相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員和

管理人員自學(xué)提高的工具用書(shū)。期望本書(shū)能夠幫助即將從事或正在從事網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理工作

的讀者。

本書(shū)由北京政法職業(yè)學(xué)院信息技術(shù)系的張博主編。由于編者水平有限，書(shū)中難免存在疏

漏和不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編者

2019年3月

CONTENTS目錄

上篇?基礎(chǔ)知識(shí)

第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)......................................................................................2

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義.................................................................................................2

1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成.................................................................................................2

1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi).................................................................................................3

1.3.1?按地域范圍分類(lèi)..............................................................................................3

1.3.2?按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)..............................................................................................4

1.3.3?按傳輸介質(zhì)分類(lèi)..............................................................................................6

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用.................................................................................................7

1.5體系結(jié)構(gòu)及參考模型.............................................................................................8

1.5.1?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)......................................................................................8

1.5.2?參考模型.......................................................................................................10

第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)概述.................................................................................14

2.1基本概念...............................................................................................................14

2.2數(shù)據(jù)編碼技術(shù).......................................................................................................14

2.3交換技術(shù)...............................................................................................................15

2.3.1?電路交換.......................................................................................................15

2.3.2?報(bào)文交換.......................................................................................................16

2.3.3?分組交換.......................................................................................................17

2.4數(shù)據(jù)通信技術(shù).......................................................................................................18

2.4.1?幀中繼............................................................................................................18

2.4.2?DDN...............................................................................................................18

2.4.3?ATM...............................................................................................................18

2.5新技術(shù)...................................................................................................................19

2.5.1?SDN技術(shù)........................................................................................................19

2.5.2?云計(jì)算技術(shù)...................................................................................................21

2.5.3?大數(shù)據(jù)技術(shù)...................................................................................................22

第3章網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)..........................................................................24

3.1網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介.......................................................................................24

網(wǎng)

絡(luò)運(yùn)維與管理

3.2系統(tǒng)概述...............................................................................................................25

3.3應(yīng)用價(jià)值...............................................................................................................48

下篇?綜合實(shí)訓(xùn)

第4章網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D搭建實(shí)訓(xùn).............................................................................52

第5章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬性配置實(shí)訓(xùn)..........................................................................71

第6章設(shè)備故障告警維護(hù)實(shí)訓(xùn)..........................................................................95

第7章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備日常巡檢維護(hù)實(shí)訓(xùn)................................................................150

第8章客戶(hù)端基本操作實(shí)訓(xùn)...........................................................................176

2

上篇

基礎(chǔ)知識(shí)

基礎(chǔ)知識(shí)篇首先介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

的定義、組成、分類(lèi)、應(yīng)用及兩種典型的體系結(jié)構(gòu)；其

次，在上述基礎(chǔ)上重點(diǎn)介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信原理——分

組交換，同時(shí)介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的SDN、云計(jì)算、大

數(shù)據(jù)等新興技術(shù)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理的重要意

義；最后，介紹了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理系統(tǒng)的組成、功能、技術(shù)

特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)了對(duì)于不同對(duì)象的應(yīng)用價(jià)值。

第1章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備，通過(guò)通

信線(xiàn)路連接起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資

源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。圖1-1是一個(gè)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意圖，它將若干臺(tái)計(jì)算機(jī)、

打印機(jī)和其他外圍設(shè)備互連成一個(gè)整體。連接在網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備、通信控制設(shè)備

等稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)。

???

????

???

圖1-1簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖

所謂的網(wǎng)絡(luò)資源包括硬件資源（如大容量磁盤(pán)、打印機(jī)等）、軟件資源（如工具軟件、應(yīng)

用軟件等）和數(shù)據(jù)資源（如數(shù)據(jù)庫(kù)文件和數(shù)據(jù)庫(kù)等）。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也可以簡(jiǎn)單地定義為一個(gè)互連的、自主的計(jì)算機(jī)集合。所謂互連是指相互連

接在一起；所謂自主是指網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都是相對(duì)獨(dú)立的，可以獨(dú)立工作。

1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的高級(jí)形式，它充分體現(xiàn)了信息傳輸與分配手段、信息處理手

段的有機(jī)聯(lián)系。從用戶(hù)角度出發(fā)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可看成一個(gè)透明的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)上的用

戶(hù)在訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的資源時(shí)不必考慮網(wǎng)絡(luò)的存在。

從網(wǎng)絡(luò)邏輯功能角度來(lái)看，可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分，如圖1-2

所示。

????

????

圖1-2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以通信子網(wǎng)為中心，通信子網(wǎng)處于網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層，由網(wǎng)絡(luò)中的通信控制處理機(jī)、

其他通信設(shè)備、通信線(xiàn)路和用作信息交換的計(jì)算機(jī)組成，負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通

信處理任務(wù)。通信子網(wǎng)一般由路由器、交換機(jī)、通信線(xiàn)路和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。

資源子網(wǎng)處于網(wǎng)絡(luò)的外圍，由主機(jī)系統(tǒng)、終端、終端控制器、外圍設(shè)備、各種軟件資源

與信息資源等組成，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

主機(jī)系統(tǒng)是資源子網(wǎng)的主要組成部分，它通過(guò)高速通信線(xiàn)路與通信子網(wǎng)的通信控制處理機(jī)相

連接。普通用戶(hù)終端可通過(guò)主機(jī)系統(tǒng)連接入網(wǎng)，但隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代

的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，直接使用主機(jī)系統(tǒng)的用戶(hù)在減少，資源子網(wǎng)的概念已有所變化。

從網(wǎng)絡(luò)組成的硬件和軟件角度來(lái)看，可將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，包括各種計(jì)算機(jī)硬件、終端設(shè)備及通

信設(shè)備。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)硬件有計(jì)算機(jī)主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)終端、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)卡、集線(xiàn)器、交換機(jī)和路第

由器。

1

網(wǎng)絡(luò)軟件主要包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)軟件章

有服務(wù)器操作系統(tǒng)，如Novell公司的NetWare、微軟公司的Windows20××Server及UNIX系列；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

工作站操作系統(tǒng)，如Windows7、Windows8及Windows10等；網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議；設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)軟件；網(wǎng)絡(luò)安全軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。

1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)方法有多種，如按地域范圍分類(lèi)、按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)、按傳輸介質(zhì)分類(lèi)

等。

1.3.1?按地域范圍分類(lèi)

按照范圍劃分，可將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)大致分為三類(lèi)：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。

1．局域網(wǎng)

局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）又稱(chēng)局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，一般用微型計(jì)算機(jī)通過(guò)高速通

信線(xiàn)路相連，覆蓋范圍為幾百米到幾千米，通常用于連接一幢或幾幢大樓。

2．城域網(wǎng)

城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）通常是使用高速光纖的網(wǎng)絡(luò)，在一個(gè)特定

3

網(wǎng)

絡(luò)運(yùn)維與管理的范圍內(nèi)（如校園、社區(qū)或城市）將不同的局域網(wǎng)段連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)覆蓋該區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)，

其傳輸速率比局域網(wǎng)高。城域網(wǎng)的覆蓋范圍在一個(gè)城市內(nèi)，它將位于一個(gè)城市之內(nèi)不同地點(diǎn)

的多個(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)資源共享。城域網(wǎng)所使用的通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能要

求比局域網(wǎng)高，以便有效地覆蓋整個(gè)城市的地理范圍。

3．廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）又稱(chēng)遠(yuǎn)程網(wǎng)，是在一個(gè)廣闊的地理區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)

據(jù)、語(yǔ)音、圖像信息傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。由于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捰邢?，因此廣域網(wǎng)的數(shù)

據(jù)傳輸速率比局域網(wǎng)要慢得多。廣域網(wǎng)可以覆蓋一個(gè)城市、一個(gè)國(guó)家甚至于全球。因特網(wǎng)

（Internet）是廣域網(wǎng)的一種，但它不是一種具體獨(dú)立性的網(wǎng)絡(luò)，它將同類(lèi)或不同類(lèi)的物理網(wǎng)絡(luò)

（局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與城域網(wǎng)）互連，并通過(guò)高層協(xié)議實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)網(wǎng)絡(luò)間的通信。從地理范圍來(lái)

說(shuō)，它可以是全球計(jì)算機(jī)的互連，這種網(wǎng)絡(luò)的最大的特點(diǎn)就是不定性，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)每

時(shí)每刻隨著人們網(wǎng)絡(luò)的接入在不變地變化。

1.3.2?按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)

按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為總線(xiàn)拓?fù)?、環(huán)狀拓?fù)?、星狀拓?fù)浜途W(wǎng)狀拓?fù)洹?/p>

局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)的互連構(gòu)型，即局域網(wǎng)的布線(xiàn)方式。

大多數(shù)局域網(wǎng)使用三種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之一：總線(xiàn)拓?fù)?、環(huán)狀拓?fù)?、星狀拓?fù)?。其他許多

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是這三種基本拓?fù)涞幕旌辖M合或變種。

1．總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以一根電纜作為傳輸介質(zhì)（稱(chēng)為總線(xiàn)），在一條總線(xiàn)上裝置多個(gè)T形頭，

每個(gè)T形頭連接一個(gè)結(jié)點(diǎn)機(jī)的系統(tǒng)，總線(xiàn)兩端用端接器防止信號(hào)的反射，如圖1-3所示。結(jié)點(diǎn)

之間按廣播方式進(jìn)行通信，一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)其他結(jié)點(diǎn)均可接收。

總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布線(xiàn)容易，連線(xiàn)總長(zhǎng)度小于星狀結(jié)構(gòu)；只要在總線(xiàn)上

4

進(jìn)行簡(jiǎn)單地加接T形頭或拆除T形頭，就可對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)充和刪除；傳輸介質(zhì)為無(wú)源元件，從

硬件的角度看十分可靠。總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是總線(xiàn)任務(wù)重，易產(chǎn)生瓶頸問(wèn)題，總線(xiàn)本身的

故障對(duì)系統(tǒng)是毀滅性的。以太網(wǎng)等常采用總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

圖1-3總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

采用總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)有10Base2以太網(wǎng)、10Base5以太網(wǎng)。

2．星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以一臺(tái)計(jì)算機(jī)為中心機(jī)，通過(guò)把若干外圍的結(jié)點(diǎn)機(jī)連接而成，如圖1-4所

示。它的特點(diǎn)是通信協(xié)議簡(jiǎn)單，任何一個(gè)連接只涉及中央結(jié)點(diǎn)和一個(gè)站點(diǎn)；對(duì)外圍站點(diǎn)要求

不高，站點(diǎn)故障容易檢測(cè)和隔離，單個(gè)站點(diǎn)的故障只影響一個(gè)設(shè)備，不會(huì)影響全網(wǎng)。

圖1-4星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

大多數(shù)星狀配置的網(wǎng)絡(luò)使用廉價(jià)的雙絞線(xiàn)電纜，并且為了診斷和測(cè)試，所有的線(xiàn)頭都放

置在一個(gè)位置。Windows系統(tǒng)的對(duì)等網(wǎng)常采用星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

常見(jiàn)的物理布局采用星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有10BaseT以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、ARCnet網(wǎng)、

FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）網(wǎng)、CDDI（銅線(xiàn)電纜分布式數(shù)據(jù)接口）網(wǎng)、ATM網(wǎng)等。

星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)如下：

a配置方便。

b每個(gè)連接點(diǎn)只接一個(gè)設(shè)備。

c單個(gè)連接點(diǎn)的故障只影響一個(gè)設(shè)備，不會(huì)影響全網(wǎng)。

第

集中控制和故障診斷容易。

d

1

e容易檢測(cè)和隔離故障，可方便地將有故障的結(jié)點(diǎn)從系統(tǒng)中刪除。章

f簡(jiǎn)單的訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

星形拓?fù)涞娜秉c(diǎn)如下：

a電纜長(zhǎng)度和安裝。

b這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要大量電纜，增加的費(fèi)用相當(dāng)可觀(guān)。

c擴(kuò)展困難。

d在初始安裝時(shí)，可能要放置大量冗余的電纜，以配置更多的連接點(diǎn)。

e依賴(lài)于中央結(jié)點(diǎn)。

f中央結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生故障，則全網(wǎng)不能工作。

星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)性能依賴(lài)中央結(jié)點(diǎn)，一旦中央結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，就會(huì)危及全網(wǎng)，

故對(duì)中央結(jié)點(diǎn)機(jī)要求高；每個(gè)站點(diǎn)都需要有一個(gè)專(zhuān)用鏈路，電路利用率低，連線(xiàn)費(fèi)用大；當(dāng)

網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)展時(shí)，必須增加到中央結(jié)點(diǎn)的連線(xiàn)，因而網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展較困難。

3．環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

把總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的兩端相連即可構(gòu)成環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1-5所示。環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)通

過(guò)中繼器連接到閉環(huán)上。任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的通信必須通過(guò)環(huán)路，單條環(huán)路只能進(jìn)行單向通

信。環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)。環(huán)路中各結(jié)點(diǎn)的地位和作用是相同的，

5

網(wǎng)

絡(luò)運(yùn)維與管理因此容易實(shí)現(xiàn)分布式控制。在環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，傳輸信息的時(shí)間是固定的，從而便于

實(shí)時(shí)控制，但缺點(diǎn)是一個(gè)站點(diǎn)的故障會(huì)引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的崩潰。由于環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它

被廣泛應(yīng)用在分布式處理中。

圖1-5環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

最常見(jiàn)的采用環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI和CDDI網(wǎng)。

環(huán)形拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)如下：

a電纜長(zhǎng)度短。

b無(wú)須接線(xiàn)盒。

c可用光纖。

d環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)是點(diǎn)到點(diǎn)、一個(gè)結(jié)點(diǎn)一個(gè)結(jié)點(diǎn)地連接，可以在網(wǎng)上的不同段使用各種傳輸介

質(zhì)。

6

環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下：

a一個(gè)結(jié)點(diǎn)故障會(huì)引起全網(wǎng)故障。

b診斷故障困難。

c不易重新配置網(wǎng)絡(luò)。

d拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議。

1.3.3?按傳輸介質(zhì)分類(lèi)

傳輸介質(zhì)是指數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送裝置和接收裝置間的物理媒體，按其物理形態(tài)可劃分

為有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)兩大類(lèi)。

1．有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

傳輸介質(zhì)采用有線(xiàn)介質(zhì)連接的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，常用的有線(xiàn)傳輸介質(zhì)有雙絞線(xiàn)、同軸

電纜和光導(dǎo)纖維。

（1）雙絞線(xiàn)

雙絞線(xiàn)是由兩根絕緣金屬線(xiàn)互相纏繞而成的，這樣的一對(duì)線(xiàn)作為一條通信線(xiàn)路，由四對(duì)

雙絞線(xiàn)構(gòu)成雙絞線(xiàn)電纜。雙絞線(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的通信距離一般不能超過(guò)100m。目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

上使用的雙絞線(xiàn)按其傳輸速率分為三類(lèi)線(xiàn)、五類(lèi)線(xiàn)、六類(lèi)線(xiàn)、七類(lèi)線(xiàn)，傳輸速率在10～600

Mbit/s之間，雙絞線(xiàn)電纜的連接器一般為RJ-45。

（2）同軸電纜

同軸電纜由內(nèi)、外兩個(gè)導(dǎo)體組成，內(nèi)導(dǎo)體可以由單股或多股線(xiàn)組成，外導(dǎo)體一般由金屬

編織網(wǎng)組成。內(nèi)、外導(dǎo)體之間有絕緣材料，其阻抗為50Ω。同軸電纜分為粗纜和細(xì)纜，粗纜

用DB-15連接器，細(xì)纜用BNC和T形連接器。

（3）光纜

光纜由兩層折射率不同的材料組成。內(nèi)層是具有高折射率的玻璃單根纖維體組成，外層

包一層折射率較低的材料。光纜的傳輸形式分為單模傳輸和多模傳輸，單模傳輸性能優(yōu)于多模

傳輸。所以，光纜分為單模光纜和多模光纜，單模光纜的傳輸距離為幾十千米，多模光纜的傳

輸距離為幾千米。光纜的傳輸速率可達(dá)到每秒幾百兆位。光纜用ST或SC連接器。光纜的優(yōu)點(diǎn)是

不會(huì)受到電磁的干擾，傳輸?shù)木嚯x也比電纜遠(yuǎn)，傳輸速率高。光纜的安裝和維護(hù)比較困難，需

要專(zhuān)用的設(shè)備。

2．無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

采用無(wú)線(xiàn)介質(zhì)連接的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)主要采用三種技術(shù)：微波通信、

紅外線(xiàn)通信和激光通信。這三種技術(shù)都是以大氣為介質(zhì)的。其中微波通信用途最廣，目前的

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)就是一種特殊形式的微波通信，它利用地球同步衛(wèi)星做中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)，一

個(gè)同步衛(wèi)星可以覆蓋地球三分之一以上的表面，三個(gè)同步衛(wèi)星就可以覆蓋地球上全部的通信

區(qū)域。

第

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

1

章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：信息交換；資源共享；分布式處理。

1．信息交換計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

信息交換功能是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能，主要完成網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的通信。任何

人都需要與他人交換信息，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供了最快捷最方便的途徑。人們可以在網(wǎng)上傳送電

子郵件、發(fā)布新聞消息、進(jìn)行電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等活動(dòng)。

2．資源共享

資源指的是網(wǎng)絡(luò)中所有的軟件、硬件和數(shù)據(jù)；共享指的是網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)都能部分或全部

地享受這些資源。通常，在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的各種輸入/輸出設(shè)備、大容量的存儲(chǔ)設(shè)備、高性能的

計(jì)算機(jī)等都是可以共享的硬件資源。硬件資源共享的方式如圖1-6所示。主機(jī)1要共享主機(jī)2的

硬件資源，必須將要使用主機(jī)2的硬件資源的軟件或數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)2，在主機(jī)2上運(yùn)行程序。

2

圖1-6主機(jī)1共享主機(jī)2的硬件資源

7

網(wǎng)

絡(luò)運(yùn)維與管理軟件共享是網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各種軟件資源的共享。數(shù)據(jù)共享是網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)

系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)資源的共享。軟件或數(shù)據(jù)資源的共享方式如圖1-7所示。主機(jī)1共享主機(jī)2的

軟件或數(shù)據(jù)資源有兩種共享方式：將主機(jī)2上被共享的軟件或數(shù)據(jù)資源傳送到主機(jī)1，在本地

主機(jī)1上運(yùn)行程序；將主機(jī)1上的軟件或數(shù)據(jù)資源傳送到主機(jī)2，在遠(yuǎn)程主機(jī)2上運(yùn)行程序。

22

2

圖1-7主機(jī)1共享主機(jī)2的軟件或數(shù)據(jù)資源

3．分布式處理

當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重時(shí)，或該計(jì)算機(jī)正在處理某項(xiàng)工作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可將任務(wù)轉(zhuǎn)交給空閑

的計(jì)算機(jī)來(lái)完成，這樣處理能均衡各計(jì)算機(jī)的負(fù)載，提高處理問(wèn)題的實(shí)時(shí)性；對(duì)大型綜合性

問(wèn)題，可將問(wèn)題各部分交給不同的計(jì)算機(jī)分頭處理，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的處理

能力，即增強(qiáng)實(shí)用性。對(duì)解決復(fù)雜問(wèn)題來(lái)講，多臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)合使用并構(gòu)成高性能的計(jì)算機(jī)體

系，這種協(xié)同工作、并行處理要比單獨(dú)購(gòu)置高性能的大型計(jì)算機(jī)便宜得多。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由于其強(qiáng)大的功能，已成為現(xiàn)代信息業(yè)的重要支柱，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代生

活的各個(gè)領(lǐng)域，主要有辦公自動(dòng)化、管理信息系統(tǒng)、過(guò)程控制及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（如電子郵件、

信息發(fā)布、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程音頻與視頻應(yīng)用）等領(lǐng)域。

1.5體系結(jié)構(gòu)及參考模型

1.5.1?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

8

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)和協(xié)議。層次結(jié)構(gòu)就是按一定層次組合起來(lái)的

某種結(jié)構(gòu)。層次結(jié)構(gòu)包含兩方面的含義：第一方面的含義是結(jié)構(gòu)的層次性；第二方面的含義

是層次的結(jié)構(gòu)性。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由各種各樣的計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備通過(guò)通信線(xiàn)路連接起來(lái)的復(fù)雜系統(tǒng)。

在這個(gè)系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)類(lèi)型、通信線(xiàn)路類(lèi)型、連接方式、同步方式、通信方式等的不同，

給網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點(diǎn)的通信帶來(lái)諸多不便。要使不同的設(shè)備真正以協(xié)同方式進(jìn)行通信是十分復(fù)雜的。

要解決這個(gè)問(wèn)題，勢(shì)必涉及通信體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各廠(chǎng)家共同遵守約定標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，即計(jì)算機(jī)

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議問(wèn)題。

為了減少協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都按層或級(jí)的方式來(lái)組織，每一層都建立在它

的下層之上。不同的網(wǎng)絡(luò)，其層的數(shù)量、層的名字、內(nèi)容和功能都不盡相同。然而，在所有

的網(wǎng)絡(luò)中，每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務(wù)，而把如何實(shí)現(xiàn)這一服務(wù)的細(xì)節(jié)

對(duì)上一層加以屏蔽。

一臺(tái)機(jī)器上的第n層與另一臺(tái)機(jī)器上的第n層進(jìn)行對(duì)話(huà)，通話(huà)的規(guī)則就是第n層協(xié)議。協(xié)議

是通信雙方關(guān)于如何進(jìn)行通信而達(dá)成的一致。圖1-8說(shuō)明了一個(gè)7層的協(xié)議。不同的計(jì)算機(jī)中

包含對(duì)應(yīng)層的實(shí)體稱(chēng)為對(duì)等進(jìn)程。換言之，正是對(duì)等進(jìn)程利用協(xié)議進(jìn)行通信。

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圖1-8OSI參考模型

每一對(duì)相鄰層之間都有一個(gè)接口。接口定義下層向上層提供的原語(yǔ)操作和服務(wù)。第

層和協(xié)議的集合被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。協(xié)議實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)和接口的描述都不是體系結(jié)構(gòu)的1

章

內(nèi)容，因?yàn)樗鼈兌茧[藏在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，對(duì)外部來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的。只要計(jì)算機(jī)都能正確地使用

全部協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)上所有計(jì)算機(jī)的接口不必完全相同。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

協(xié)議分層的較低層次常常以硬件或固件的方式實(shí)現(xiàn)。

1．各層的設(shè)計(jì)問(wèn)題

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的某些關(guān)鍵問(wèn)題在好幾層的設(shè)計(jì)中都會(huì)出現(xiàn)。

（1）每一層都需要有識(shí)別發(fā)送方和接收方的機(jī)制。某臺(tái)機(jī)器上需要建立連接的進(jìn)程必須

能有某種手段來(lái)指定想和誰(shuí)通信。

（2）數(shù)據(jù)傳送的規(guī)則。例如，單工通信、半雙工通信、全雙工通信，每條連接對(duì)應(yīng)多少

條邏輯通道？它們的優(yōu)先級(jí)別如何？

（3）差錯(cuò)控制。連接的雙方必須一致同意使用哪一種差錯(cuò)控制。另外，接收方還應(yīng)該通

知發(fā)送方哪些報(bào)文已經(jīng)被正確收到，哪些報(bào)文還沒(méi)有收到。

為解決可能出現(xiàn)的順序錯(cuò)誤，接收方應(yīng)能夠把各報(bào)文按原來(lái)的順序重新組合在一起。常

用的方法是對(duì)這些信息進(jìn)行編號(hào)。

（4）流量控制。避免出現(xiàn)高速發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)快，而使低速接收方難以應(yīng)付的局面，

這一問(wèn)題在各層都存在。

9

網(wǎng)

絡(luò)運(yùn)維與管理

（5）所有的進(jìn)程都應(yīng)該能接收任意長(zhǎng)的報(bào)文。要求能把報(bào)文分割、傳輸和重新組裝。

（6）多路復(fù)用。當(dāng)每一對(duì)通信進(jìn)程建立一個(gè)獨(dú)立的連接不方便或不合算時(shí)，可以利用下

一層的同一個(gè)連接為多個(gè)無(wú)關(guān)的對(duì)話(huà)服務(wù)。只要這種多路復(fù)用和解多路復(fù)用是透明的，任意

一層都可以采用這種方法。

（7）路由選擇。當(dāng)源端和目標(biāo)端有多條通路時(shí)，必須進(jìn)行路由選擇。

2．接口和服務(wù)

每一層的功能是為它的上層提供服務(wù)的。服務(wù)是在服務(wù)接入點(diǎn)（ServiceAccessPoint，

SAP）提供給上層使用的。每個(gè)SAP都有一個(gè)唯一標(biāo)明它的地址。相鄰層之間要交換信息，對(duì)

接口必須有一致統(tǒng)一的規(guī)則。

（1）面向連接的服務(wù)和無(wú)連接服務(wù)

下層能向上層提供兩種不同形式的服務(wù)，即面向連接的服務(wù)和無(wú)連接的服務(wù)。

在使用面向連接的服務(wù)時(shí)，用戶(hù)首先要建立連接，使用連接，然后釋放連接。

在使用無(wú)連接的服務(wù)時(shí)，每個(gè)報(bào)文（信件）帶有完整的目的地址，并且每一個(gè)報(bào)文都獨(dú)

立于其他報(bào)文，經(jīng)由系統(tǒng)選定的路線(xiàn)傳遞。

用服務(wù)質(zhì)量（QualityofService，QoS）來(lái)評(píng)價(jià)每種服務(wù)的特性。

文件傳輸比較適合于面向連接的服務(wù)。并不是所有的應(yīng)用程序都需要連接，如電子郵件。

（2）服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系

服務(wù)和協(xié)議是完全不同的概念。服務(wù)是各層向它上層提供的一組原語(yǔ)（操作），未涉及這

些操作是如何完成的。協(xié)議是定義同層對(duì)等實(shí)體之間交換的幀、分組和報(bào)文的格式及意義的

一組規(guī)則。只要不改變提供給用戶(hù)的服務(wù)，實(shí)體可以任意改變它們的協(xié)議。這樣，服務(wù)和協(xié)

議就被完全分離開(kāi)來(lái)。

1.5.2?參考模型

101．OSI參考模型

OSI參考模型如圖1-8所示。這一模型被稱(chēng)作ISO的OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（Open

SystemInterconnectionReferenceModel），它是關(guān)于如何把開(kāi)放式系統(tǒng)（即為了與其他系統(tǒng)進(jìn)

行通信而相互開(kāi)放的系統(tǒng)）連接起來(lái)的模型，常簡(jiǎn)稱(chēng)為OSI模型。

OSI模型本身不是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的全部?jī)?nèi)容，它并未確切地描述用于各層的協(xié)議和服務(wù)，

它僅僅告訴我們每一層應(yīng)該做什么。不過(guò)，OSI已經(jīng)為各層制定了標(biāo)準(zhǔn)，但它們并不是參考模

型的一部分，它們是作為單獨(dú)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)公布的。

（1）物理層

物理層涉及通信在信道上傳輸?shù)脑急忍亓?。這里的設(shè)計(jì)主要是處理機(jī)械的、電氣的和

過(guò)程的接口，以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等問(wèn)題。

（2）數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層的主要任務(wù)是加強(qiáng)物理層傳輸原始比特流的功能，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條

無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路層要解決的另一個(gè)問(wèn)題是流量控制。通常流量控制和出錯(cuò)處理

同時(shí)完成。如果線(xiàn)路能用于雙向傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)鏈路層還必須解決發(fā)送雙方數(shù)據(jù)幀競(jìng)爭(zhēng)線(xiàn)路

的使用權(quán)問(wèn)題。廣播式網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層還要處理共享信道訪(fǎng)問(wèn)的問(wèn)題。數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)

特殊子層——介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)子層，就是專(zhuān)門(mén)處理這個(gè)問(wèn)題的。

（3）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層關(guān)系到子網(wǎng)的運(yùn)行控制，其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是確定分組從源端到目的端如何選擇

路由。如果在子網(wǎng)中同時(shí)出現(xiàn)過(guò)多的分組，它們將相互阻塞通路，形成瓶頸，此類(lèi)擁塞控制

也屬于網(wǎng)絡(luò)層的范圍。網(wǎng)絡(luò)層還常常設(shè)有記賬功能；還必須解決異種網(wǎng)絡(luò)的互連問(wèn)題。在廣

播網(wǎng)絡(luò)中，選擇路由問(wèn)題很簡(jiǎn)單，因此網(wǎng)絡(luò)層很弱，甚至不存在。

（4）傳輸層

傳輸層建立在網(wǎng)絡(luò)層和會(huì)話(huà)層之間，實(shí)質(zhì)上它是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中高低層之間銜接的一個(gè)

接口層。用一個(gè)尋址機(jī)制來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)特定的應(yīng)用程序（端口號(hào)）。傳輸層不僅是一個(gè)單獨(dú)的結(jié)

構(gòu)層，它還是整個(gè)分層體系協(xié)議的核心，沒(méi)有傳輸層整個(gè)分層協(xié)議就沒(méi)有意義。傳輸層為上

層提供端到端（最終用戶(hù)到最終用戶(hù)）的透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，所謂透明的傳輸是

指在通信過(guò)程中傳輸層對(duì)上層屏蔽了通信傳輸系統(tǒng)的具體細(xì)節(jié)。

（5）會(huì)話(huà)層

會(huì)話(huà)層允許不同機(jī)器上的用戶(hù)建立會(huì)話(huà)關(guān)系。會(huì)話(huà)層的服務(wù)之一是管理對(duì)話(huà)。會(huì)話(huà)層允

許信息同時(shí)雙向傳輸，或任一時(shí)刻只能單向傳輸。另一種會(huì)話(huà)服務(wù)是同步。會(huì)話(huà)層在數(shù)據(jù)流

中插入檢查點(diǎn)，每次網(wǎng)絡(luò)崩潰后，僅需要重傳最后一個(gè)檢查點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)。

（6）表示層

表示層以下的各層只關(guān)心可靠地傳輸比特流，而表示層關(guān)心的是所傳輸信息的語(yǔ)法和語(yǔ)

義。表示層服務(wù)的一個(gè)典型例子是對(duì)數(shù)據(jù)編碼。為了讓采用不同表示方法的計(jì)算機(jī)之間能進(jìn)第

行通信，交換中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用抽象的方式來(lái)定義，并且使用標(biāo)準(zhǔn)的編碼方式。表示

1

層管理這些抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且在計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示法和網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)表示法之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。章

（7）應(yīng)用層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

應(yīng)用層是通信用戶(hù)之間的窗口，為用戶(hù)提供網(wǎng)絡(luò)管理、文件傳輸、事務(wù)處理等服務(wù)。其

中包含了若干個(gè)獨(dú)立的、用戶(hù)通用的服務(wù)協(xié)議模塊。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層是OSI的最高層，為網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)

之間的通信提供專(zhuān)用的程序。應(yīng)用層的內(nèi)容主要取決于用戶(hù)的各自需要，這一層設(shè)計(jì)的主要

問(wèn)題是分布數(shù)據(jù)庫(kù)、分布計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布操作系統(tǒng)、遠(yuǎn)程TCP/IP

文件傳輸、電子郵件、終端電話(huà)及遠(yuǎn)程作業(yè)登錄與控制等。???

TCP/IP參考模型?????．2

是世紀(jì)年代中期，美國(guó)國(guó)防部為其廣域網(wǎng)開(kāi)

TCP/IP2070ARPANET?????

發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。到80年代它被確定為因特網(wǎng)的通信協(xié)議。

???

TCP/IP雖不是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但它是為全世界廣大用戶(hù)和廠(chǎng)商接受的網(wǎng)絡(luò)互連

???

的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP參考模型是將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)縫連接的體系結(jié)構(gòu)，其

模型如圖1-9所示。

?????

TCP/IP是一組通信協(xié)議的代名詞，是由一系列協(xié)議組成的協(xié)議簇。它

本身指兩個(gè)協(xié)議集：TCP為傳輸控制協(xié)議，IP為互連網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

圖1-9TCP/IP模型

11

網(wǎng)

絡(luò)運(yùn)維與管理

（1）網(wǎng)絡(luò)接口層

網(wǎng)絡(luò)接口層的下面什么也沒(méi)有，TCP/IP參考模型沒(méi)有真正描述這一部分，只是指出主機(jī)

必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)連接，以便能在其上傳遞IP分組。這個(gè)協(xié)議未被定義，并且隨主機(jī)

和網(wǎng)絡(luò)的不同而不同。

（2）網(wǎng)際層

網(wǎng)際層是整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，它提供了無(wú)連接的分組交換服務(wù)。它的主要功能是

使主機(jī)可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)并使分組獨(dú)立地傳向目標(biāo)（可能經(jīng)由不同的網(wǎng)絡(luò)）。網(wǎng)際層定

義了正式的分組格式和協(xié)議，即IP協(xié)議（InternetProtocol）。網(wǎng)際層的功能就是把IP分組發(fā)送

到應(yīng)該去的地方。分組路由和避免阻塞是網(wǎng)際層的主要工作。

（3）傳輸層

傳輸層的功能是使源端和目的端主機(jī)上的對(duì)等實(shí)體可以進(jìn)行會(huì)話(huà)。這里定義了兩個(gè)端到

端的協(xié)議。第一個(gè)是傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol，TCP）。它是一個(gè)面向連接

的協(xié)議，允許從一臺(tái)機(jī)器發(fā)出的字節(jié)流無(wú)差錯(cuò)地發(fā)往互連網(wǎng)絡(luò)上的其他機(jī)器。TCP還要進(jìn)行

處理流量控制。第二個(gè)協(xié)議是用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UserDatagramProtocol，UDP），它是一個(gè)不

可靠的、無(wú)連接協(xié)議，用于不需要TCP的排序和流量控制能力而是由自己完成這些功能的應(yīng)

用程序。

（4）應(yīng)用層

TCP/IP模型沒(méi)有會(huì)話(huà)層和表示層。傳輸層的上面是應(yīng)用層。它包含所有的高層協(xié)議，如

虛擬終端協(xié)議（Telnet）、文件傳輸協(xié)議（FTP）和電子郵件協(xié)議（SMTP）。后來(lái)又增加了一些

協(xié)議，例如，域名系統(tǒng)服務(wù)DNS，用于把主機(jī)名映射到網(wǎng)絡(luò)地址；NNTP協(xié)議，用于傳遞新聞

文章；HTTP協(xié)議，用于在萬(wàn)維網(wǎng)（WWW）上獲得主頁(yè)，等等。

3．兩種模型主要區(qū)別

12OSI參考模型和TCP/IP參考模型有很多相似之處，尤其是層次的功能大體相同。兩者的主

要區(qū)別如下：

aOSI是先制定模型，模型再為協(xié)議的制定提供參考；而TCP/IP模型先出現(xiàn)的是協(xié)議，

模型實(shí)際上是對(duì)已有協(xié)議的描述。

bOSI適用范圍廣，絕大多數(shù)協(xié)議都與OSI一致；而TCP/IP模型只適用TCP/IP協(xié)議，不適

合于其他協(xié)議，因此，它對(duì)于描述其他非TCP/IP網(wǎng)絡(luò)并不特別有用。

cOSI模型在網(wǎng)絡(luò)層支持無(wú)連接和面向連接的通信，但在傳輸層僅有面向連接的通信，

而TCP/IP模型在網(wǎng)絡(luò)層僅支持無(wú)連接通信，但在傳輸層支持兩種模式。

dOSI七層模型與TCP/IP協(xié)議的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1-1所示。

表1-1OSI與TCP/IP的對(duì)應(yīng)關(guān)系

OSI中的層功能TCP/IP協(xié)議簇

TFTP、HTTP、SNMP、FTP、SMTP、DNS、

應(yīng)用層文件傳輸、電子郵件、文件服務(wù)、虛擬終端

Telnet

表示層數(shù)據(jù)格式化、代碼轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加密沒(méi)有協(xié)議

續(xù)表

OSI中的層功能TCP/IP協(xié)議簇

會(huì)話(huà)層解除或建立與別的接點(diǎn)的聯(lián)系沒(méi)有協(xié)議

傳輸層提供端對(duì)端的接口TCP、UDP

網(wǎng)絡(luò)層為數(shù)據(jù)包選擇路由IP、ICMP、RIP、OSPF、BGP、IGMP

SLIP、CSLIP、PPP、ARP、RARP、Ethernet、

數(shù)據(jù)鏈路層傳輸有地址的幀以及錯(cuò)誤檢測(cè)功能

MTU

物理層以二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式在物理媒體上傳輸數(shù)據(jù)ISO2110、IEEE802、IEEE802.2

第

1

章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

13

第2章

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)概述

2.1基本概念

數(shù)據(jù)通信的基本概念有如下幾個(gè)：

a信息。一般認(rèn)為信息是人對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物的存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某種認(rèn)識(shí)。表示信

息的形式可以是數(shù)值、文字、圖形、聲音、圖像以及動(dòng)畫(huà)等。

b數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式，它能被識(shí)別，也可以被描述，

如十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)、字符等。數(shù)據(jù)可以是模擬的也可以是數(shù)字的。

c信號(hào)。信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，具有確定的物理描述，如電壓、磁場(chǎng)強(qiáng)度等。在

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，人們關(guān)注更多的是數(shù)據(jù)和信號(hào)。信號(hào)可以是模擬的也可以是數(shù)字的。與信

號(hào)的分類(lèi)相對(duì)應(yīng)，信道也分為傳輸模擬信號(hào)的模擬信道和傳送數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信道兩大類(lèi)。

d數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问?。使用?shù)字信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)字信號(hào)幾乎要占有整個(gè)頻帶。終端設(shè)

備把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖電信號(hào)時(shí)，這個(gè)原始的電信號(hào)所固有的頻帶，稱(chēng)為基本頻帶，簡(jiǎn)稱(chēng)

基帶。在信道中直接傳送基帶信號(hào)時(shí)，稱(chēng)為基帶傳輸。采用模擬信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，往往只占

有有限的頻譜，對(duì)應(yīng)基帶傳輸將其稱(chēng)為頻帶傳輸。

2.2數(shù)據(jù)編碼技術(shù)

數(shù)字信號(hào)是離散的，每個(gè)脈沖代表一個(gè)信號(hào)單元，或稱(chēng)碼元。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中主要用二

進(jìn)制的數(shù)據(jù)信號(hào)，可用兩種碼元分別代表二進(jìn)制數(shù)字符號(hào)“1”和“0”，也稱(chēng)二元碼。表示二

進(jìn)制數(shù)字的碼元的形式不同，便產(chǎn)生出不同的編碼方案。

（1）單極性碼

表示信號(hào)的電壓或電流是單極性的，即邏輯“1”用高電平或正向電流表示，而邏輯“0”

用0電平表示。單極性碼有不歸零型（NRZ）和歸零型（RZ）兩種，如圖2-1所示。

1100111100110000

AA

tt

?????????????b???a?

圖2-1單極性碼

這是最簡(jiǎn)單的用微機(jī)簡(jiǎn)單串行接口即能產(chǎn)生和檢測(cè)的信號(hào)形式。

（2）雙極性碼

分別用正負(fù)電平代表邏輯“1”和邏輯“0”。同樣也有歸零型和不歸零型之分，如圖2-2

所示。

1011001010110010

AA

tt

?a?????????b???????

圖2-2雙極性碼

常用的RS-232就是一種典型的不歸零型雙極性二元碼接口電路。比起單極性碼，雙極性

碼的可靠性要高，抗干擾性強(qiáng)。

（3）曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼

圖2-3（a）所示為曼徹斯特碼。在每一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi)，當(dāng)傳輸“0”時(shí)，在間隔的中

間時(shí)刻電平從低向高跳變；當(dāng)傳輸“1”時(shí)，在間隔的中間時(shí)刻電平從高向低跳變。這類(lèi)碼元

的特點(diǎn)是在每一碼元的時(shí)間間隔內(nèi)，至少有一次跳變。

圖2-3（b）所示為差分曼徹斯特碼。在每一個(gè)碼元的時(shí)間間隔內(nèi)，無(wú)論傳輸“1”或傳輸

“0”，在間隔的中間都有電平的跳變。但傳輸“1”時(shí)，間隔開(kāi)始時(shí)刻電平不跳變；傳輸“0”第

時(shí)，間隔開(kāi)始時(shí)刻電平會(huì)跳變。

2

章