知識資料信息與計算機基礎(九)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁/共頁7六、常用局域網1、局域網標準美國電氣和電子工程師學會（IEEE）于1980年2月成立了局域網標準委員會（簡稱IEEE802委員會），專門從事局域網標準化工作，目前最常用的局域網標準有兩個：IEEE802.3（以太網）和IEEE802.11（無線局域網）。為實現局域網內隨意兩個計算機之間的通信，要求網中的每個計算機都要有一個唯一的地址。IEEE802標準為局域網的每一個設備規(guī)定了一個48位的全局地址，稱為媒體拜訪控制地址，簡稱MAC地址（也稱為物理地址），它固化在網卡的ROM中，通常用十六進制數來表示，如00-19-21-ZE-DA-EC。當局域網中某計算機需要發(fā)送數據時，數據中必須包含自己的物理地址和接收計算機的物理地址；在傳輸過程中，其他計算機的網卡都要檢測數據中的目的物理地址，來決定是否應該接收該數據。2．以太網采用IEEE802.3標準組建的局域網就是以太網（Ethernet）。以太網是有線局域網，在局域網中歷史最為悠久、技術最為成熟、應用最為廣泛，目前組建的局域網十之八九采用以太網技術。以太網最初由美國Xerox公司研制勝利，到目前為止已發(fā)展出四代產品：①標準以太網1975年推出，網絡速率為10MbPs②迅速以太網（FastEthernet,FE)1995年推出，網絡速率為100Mbps。③千兆以太網（GlgabitEthernet,GE)1998年推出，網絡速率為l000Mbp、／1Gbps。④萬兆以太網（loGigabitEthernet,10GE)2002年推出，網絡速率為l0000Mhps/10Gbps經過近40年的迅速發(fā)展，以太網的連網方式從最初使用同軸電纜銜接成總線型結構，發(fā)展到現在使用雙絞線／光纖和集線器／交換機銜接成星型／樹型／網狀結構，銜接和管理也越來越方便。不同階段的以太網都開辟了使用不同傳輸媒體的組網方式，當前較多采用的是100Base--TX（命名有一定的語法，如圖845所示）。采用100BaseTX組建的以太網可以使用100Base-TX集線器銜接成星型／樹型，也可以使用100BaseTX交換機銜接成星型／樹型／網狀，每個人網操作的計算機需先插人100MbpS網卡，然后通過5類UTP銜接到集線器／交換機，距離不得超過100m。5類UTP共有4對雙絞線，但100Base-TX只使用到其中的第1、2、3、6共4根線（兩對），另兩對未使用。圖846給出了100Base--TX組網案例。3．無線局域網采用IEEE802.11標準組建的局域網就是無線局域網（WirelessLAN,WIAN)，它是20世紀90年代局域網與無線通信技術相結合的產物，采用紅外線或者無線電波舉行數據通信，能提供有線局域網的所有功能，同時還能按照用戶的需要方便地移動或改變網絡。目前無線局域網還不能徹低脫離有線網絡，它只是有線網絡的擴展和補充。架設無線局域網需要的網絡設備主要有：①無線網卡是計算機的無線網絡接入設備，相當于以太網中的有線網卡②無線拜訪接人點（AccessPoint.AP）相當于以太網中的集線器，在AP籠罩范圍內的無線站點可以通過它舉行互相通信。③無線路由器不僅具有無線AP的功能，能夠銜接無線站點；還具有路由器的功能，能夠接人Internet。七、網絡互連網絡互連是指采用各種網絡互連設備將同一類型的網絡或不同類型網絡及其產品互相銜接起來，組成地理籠罩范圍更大，功能更強的網絡。網絡互連主要有三種形式：局域網與局域網（LAN一LAN）、局域網與廣域網（LAN-WAN)，廣域網與廣域網（WAN一WAN）。1．中繼器中繼器是銜接網絡線路的一種裝置，常用于兩個網絡節(jié)點之間物理信號的雙向轉發(fā)工作。中繼器是最容易的網絡互聯(lián)設備，它工作在OSI模型中的物理層，負責在兩個節(jié)點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復制、調節(jié)和放大功能，以此來延伸網絡的長度。因為傳輸線路噪音的影響，在線路上傳輸的信號功率會逐漸衰減，衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導致接收錯誤。中繼器就是為解決這一問題而設計的。它完成物理線路的銜接，對衰減的信號舉行放大，保持與原數據相同，不過它同時也轉發(fā)了信號的噪音，從這個意義上講，它們不是智能設備。普通情況下，中繼器的兩端銜接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉接工作。2．集線器集線器（Hub）是一個將多臺計算機銜接起來組成一個局域網的設備，它總是處于網絡中央，如圖8-4-8所示。集線器通常有多個端口，例如8口、16口和24口等，也有非標準端口數集線器。按照網絡速率的不同，可以采用不同帶寬的集線器，主要有10MbPs、100Mbps、I000Mbps。集線器的缺點是分享帶寬，集線器所有端口分享集線器帶寬，比如說一個帶寬為100MbPs的集線器上銜接了8臺計算機，則每臺計算機真正所擁有的帶寬是100／8=12.5MbPs。因此，接人的計算機越多，每臺計算機可用的帶寬越低。3．交換機為了提高數據速率、通信效率和數據傳輸的安全性，可以將圖8-4-9集線器改為交換機。交換機通常有多個端口，例如：8口、12口、16口、24口、48口等，也有非標準端口數交換機。按照所用網絡不同，可以采用不同帶寬的交換機，主要有10Mbps、100Mbps、1000MbpS和l0GbpS，另外還有10/100Mbps、100/1000Mbps、10/100/I000Mbps自適應交換機。集線器和交換機兩者形狀十分相似，但工作方式卻相差很大。交換機的優(yōu)點是獨享帶寬，無需同其他計算機競爭使用。比如說，使用100MbPs交換機銜接多個計算機，當計算機A向計算機C發(fā)送數據時，計算機B可同時向計算機D發(fā)送數據，而且這兩個傳輸都獨占網絡的所有帶寬（即l00Mbps）。目前局域網內主要采用交換機銜接計算機。4．路由器集線器和交換機都是網內互連設備，目的在一個局域網內用于計算機之間的互連。倘若需要將局域網與其他網絡（例如Internet）相連，此時需要另一種互連設備：路由器(Router）。路由器也是一個多端口的設備。相對于集線器和交換機來說，路由器是銜接不同網絡的設備，屬網際互連設備。路由器宛若網絡間的紐帶，可以把多個不同類型、不同規(guī)模的網絡彼此銜接起來組成一個更大范圍的網絡，使不同網絡內計算機的通信變得快捷、高效，讓網絡系統(tǒng)發(fā)揮更大的效益。因特網l)IP地址IP地址是Intel上的通信地址，每一臺網絡上的主機必須有一個唯一的IP地址。TCP/IP協(xié)議規(guī)定，每個IP地址長度為32位，分為4個字節(jié)，以×.×．×．×表示，每個×為8位，取值為0一255。這種地址格式被稱為點分十進制表示法。需注重，IP地址只是一種邏輯編號，而不是計算機的物理地址，它只是用來表示計算機與網絡的銜接，而不是計算機本身的號碼。當一臺計算機在網絡上位置改變時，其IP地址也隨之改變。IP地址分為網絡號和主機號兩部分，其中，網絡號用來表示一個網絡，主機號用來表示這個網絡中的一臺主機。普通將IP地址分成五類：A類、B類、C類、D類和E類，如圖7－6－1所示。=1\*GB3①A類該類地址的第一個字節(jié)的首位總為二進制0，其他7位為網絡號（但全0和全1保留作其他用途），后三個字節(jié)為主機號，表示范圍是一55，適用于具有大量主機的大型網絡。②B類該類地址的第一個字節(jié)的前兩位總為二進制10，其他6位和第二個字節(jié)為網絡號，后兩個字節(jié)為主機號，表示范圍是128.0.0．0一55，這是一個可含有216-2=65534臺主機的中型網絡，這樣的網絡可有214=16384個。C類地址用于主機數量不超過254臺的小網絡，IP地址的特征是其二進制表示的最比3位為110，第一字節(jié)地址范圍在192一223(0B一1B）之間。采用點分十進制編址方式可以很容易通過第一字節(jié)值識別Internet地址屬于哪一類。側如，6是C類地址。因為地址資源緊張，因而在A、B、C類1P地址中，按表841所示的范圍保留部分絕址，保留的lP地址段不能在Intemet上使用，但可重復地使用在各個局域網內，它們也被稱為私網地址。為了能將使用這些保留地址的計算機接人Internet，只需要在銜接這個網絡的路由器上設計網絡地址轉換（NAT），就會自動將內部地址轉換為合法的外部網IP地址。圖84一13所示為兩個局域網內都有一臺主機使用保留地址，通過路由器分離轉換為加0和，這樣就相當于兩個具有不同外部IP地址的路由器在通信。國內中國移動、電信聯(lián)網的時候給用戶的地址是保留地址，采用NAT的技術來上網。隨著互聯(lián)網迅速發(fā)展，IPv4地址緊張的情況越發(fā)凸現，據預測在2012年前后會耗盡伊地址。采用IPv6地址是解決IPv4地址耗盡問題的根本途徑，IPv6使用128位IP編址計劃，共有2128個IP地址，有充沛地址量。未來幾年是從IPv4的網絡過渡到IPv6網絡的時期。與“點分十進制”地址類似，IPv6采用冒號十六進制表示：每16位劃分為一段，每段被轉換成一個4位的十六進制數，并用冒號隔開。例如：FDEC:BA09:7694:3810:ADBF:BB67:2922:37B3。(3）子網掩碼子網掩碼也是一個32位的模式，它的作用是識別子網和判別主機屬于哪一個網絡。當主機之間通信時，通過子網掩碼與IP地址的邏輯與運算，可分離出網絡地址，倘若得出的結果是相同的，則說明這兩臺計算機是處于同一個子網絡上的，可以舉行直接的通訊。設置子網掩碼的規(guī)矩是：凡IP地址中表示網絡地址部分的那些位，在子網掩碼對應位上置l，表示主機地址部分的那些位設置為0。例如，中國教誨科研網的地址6，屬于C類，網絡地址共3個字節(jié)，故它缺省的子網掩碼為：0，其點分十進制形式是。顯然，A類地址缺省的子網掩碼應是，B類地址缺省的子網掩碼是。例如，計算機A的IP地址是，計算機B的IP地址是54,子網掩碼都是，判別它們是否在同一局域網上。將計算機A與計算機B的數據轉化為二進制舉行運算：運算結果網絡地址均為，所以系統(tǒng)會把這二臺計算機視為在同一個子網絡，然后舉行直接通訊。2．域名系統(tǒng)因為數字形式的IP地址難以記憶和理解，為此，Internet引人了一種字符型的主機命名機制―域名系統(tǒng)，用來與各自的lP地址對應。(1）域名系統(tǒng)DNS域名系統(tǒng)主要由域名空間的劃分、域名管理和地址轉換三部分組成。TCP/IP采用分層次結構主意命名域名，使囫圇域名空間成為一個倒立的分層樹形結構，每個結點上都有一個名字。一臺主機的名字就是該樹形結構從樹葉到樹根路徑上各個結點名字的一個序列，如圖84一14所示。很顯然，只要一層不重名，主機名就不會重名。一個命名系統(tǒng)，以及按命名規(guī)矩產生的名字管理和名字與IP地址的對應主意，稱為域名系統(tǒng)（DomainNameSystem，DNS）。域名的寫法類似于點分十進制的IP地址的寫法，用點號將各級子域名分隔開來，域的層次次序從右到左（即由高到低或由大到?。?，分離稱為頂級域名、二級域名、三級域名等。典型的域名結構如下：主機名．單位名．機構名．國家名例如，域名表示中國（cn）教誨機構（edu）同濟大學（ton圖i)校園網上的一臺主機（jsjjc）。Intemet上幾乎在每一子域都設有域名服務器，服務器中包含有該子域的全體域名和地址信息。Internet每臺主機上都有地址轉換哀求程序，負責域名與IP地址轉換。域名和地址之間的轉換工作稱為域名解析，囫圇過程是自動舉行的。有了DNS系統(tǒng)，凡域名空間中有定義的域名都可以有效地轉換成IP地址，反之，IP地址也可以轉換成域名。因此，用戶可以等價地使用域名或IP地址。(2）頂級域名為了保證域名系統(tǒng)的通用性，Internet規(guī)定了一些正式的通用標準，分為區(qū)域名和類型名兩類。區(qū)域名用兩個字母表示世界各國和地區(qū)，表842列出了部分國家或地區(qū)域名代碼。類型域名用共有14個，如表8-4-3所示。在域名中，除了美國的國家域名代碼us可缺省外，其他國家的主機若要按區(qū)域型申請記下域名，則頂級域名必須先采用該國家的域名代碼后再申請二級域名。按類型名記下域名的主機，其地址通常源自于美國（俗稱國際域名）。例如，C表示一個在中國記下的域名，而163.com表示該網絡的域名是在美國記下注冊的，但網絡的物理位置在中國。(3）中國互聯(lián)網絡的域名體系中國互聯(lián)網絡的域名體系頂級