大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第四章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第四章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

工tyutjsjjcb@126.com

4,

士,

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

FundamentalsofComputers

十十

?太原理工大學(xué)理學(xué)院計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)部

中工

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提出同題

什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？它如何構(gòu)成？

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有哪些功能？為什么要使用網(wǎng)絡(luò)?

什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？

什么是網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)？

怎樣構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)？

Internet上提供那些服務(wù)？

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本章的主要內(nèi)容

第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)局域網(wǎng)

第三節(jié)Internet

第四節(jié)信息的檢索與發(fā)布

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4.1網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)季,

本節(jié)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)的定義及分類(lèi)

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)

0S1與TCP/IP參考模型

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

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4.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

從體系結(jié)構(gòu)來(lái)觀察，其發(fā)展可分為四個(gè)階段:

以主機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)

以通信子網(wǎng)為中心的主機(jī)互連

具有層次化體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代（Internet）

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面向終端的網(wǎng)絡(luò)（1960's）r

特征——共享主機(jī)軟硬件資源

連接方式——本地或遠(yuǎn)程連接

例如：美國(guó)通用汽車(chē)公司的GE網(wǎng)絡(luò)；美國(guó)飛機(jī)訂票系統(tǒng)SABRE」

（至今仍在使用）....................

HOST：主機(jī)FEP：前端處理機(jī)M：Modern調(diào)制解調(diào)器

C：Concentrator集中器T：Terminal遠(yuǎn)程終端

面向終端網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖6

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計(jì)算機(jī)一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（196O's末一1970’兩）

多個(gè)終端聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的互聯(lián)，形成了多主機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò);

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從“主機(jī)一終端”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鳈C(jī)一主機(jī)”

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主機(jī)一主機(jī)網(wǎng)絡(luò)的演變

演變階段1

通信任務(wù)從主機(jī)中分

離，由通信控制處理

機(jī)（CCP）完成

CCP：處理主機(jī)之間

通信任務(wù)的專用計(jì)算

機(jī)

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雙12各才既7^^的ttiSRL

由CCP組成的傳輸網(wǎng)絡(luò)—通信子網(wǎng)，為主機(jī)提供信息傳輸

服務(wù)

建立在通信子網(wǎng)基礎(chǔ)上的主機(jī)集合一一資源子網(wǎng)，提供計(jì)算

資源TT

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在通信子網(wǎng)上可有

多個(gè)資源子網(wǎng),共

享通信子網(wǎng)的服務(wù)

資源子網(wǎng)

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演變階段2

通信子網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大

私有一社會(huì)公用

公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)

PSTN（公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)）

優(yōu)點(diǎn)

降低用戶系統(tǒng)成本

提高通信線路利用率

兼容性好

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標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程的演變，

廠商標(biāo)準(zhǔn)：舊M-SNA,DEC-DNA

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)

OpenSystemInterconnection/RecommendedModel（開(kāi)放系統(tǒng)

互聯(lián)參考模型，簡(jiǎn)稱OSI參考模型）

OSI參考模型是一種概念上的網(wǎng)絡(luò)模型

OSI規(guī)定了互聯(lián)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信協(xié)議，遵從OSI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通

信產(chǎn)品都可以互聯(lián)在一起，所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就是具有標(biāo)準(zhǔn)化體

系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放系統(tǒng)。

今天，幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都遵從OSI標(biāo)準(zhǔn)，所組建的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都

遵守體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)則，不遵從的產(chǎn)品已逐步失去了市場(chǎng)。

事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)：TCP/IP（因特網(wǎng)的骨干協(xié)議）

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網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代(Internet網(wǎng)絡(luò))

因特網(wǎng)的出現(xiàn)標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)

因特網(wǎng)是全球性的網(wǎng)絡(luò)

豐富的信息和便利的使用是其規(guī)模迅速增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力

當(dāng)今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有幾個(gè)引人注目的方向：

速度高速化：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向高速化發(fā)展。

傳輸內(nèi)容多樣化：從早期的數(shù)字、文本和程序等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向了圖形、圖像、

聲音和視頻等多媒體信息。

趨勢(shì)整合化：三網(wǎng)(電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò))合一

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最終實(shí)理的目標(biāo)是5W的個(gè)人通信，即任何人

(whoever)在任何時(shí)間(whenever)、任何地方(wherever)都可

以和任何另外一個(gè)人(whomeveij通應(yīng)計(jì)算抗網(wǎng)落傳送任何宿息

(whatever)o

IQ

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4.1.2網(wǎng)絡(luò)定義及分類(lèi)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信設(shè)備、通信線路和網(wǎng)絡(luò)軟件，把地理上分散的多

臺(tái)具有獨(dú)立工作能力的計(jì)算機(jī)（及其他智能設(shè)備）以相互共享資源（硬

件、軟件和數(shù)據(jù)等）為目的而連接起來(lái)的一個(gè)系統(tǒng)。

這有三層意思：

一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中包含了多臺(tái)具有自主工作能力的計(jì)算機(jī)，

這些計(jì)算機(jī)之間是相互連接的，所使用的通信手段可以是各式各

樣，距離可遠(yuǎn)可近，連接所用的媒體可以是雙絞線、同軸電纜或光

纖，甚至還可以是衛(wèi)星或其他無(wú)線信道；

為了進(jìn)行信息資源的交換、共享或協(xié)同工作。

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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分構(gòu)成，

通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)的通信，即信息的傳輸。

通信子網(wǎng)覆蓋的地理范圍可能是很小的局部區(qū)域，如一棟大樓

一個(gè)房間；也有可能是覆蓋了幾千平方公里的一個(gè)區(qū)域。

信昌在通信子網(wǎng)中的傳輸方式可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接傳輸，也可

是從源出發(fā)經(jīng)過(guò)若干個(gè)中間設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)或交換而達(dá)到最終目的

o

通房子網(wǎng)中除了傳輸介質(zhì)之外，還有許多諸如交換機(jī)

(Switch)＞路由器(Router)之類(lèi)的通信設(shè)備。

資源子網(wǎng)由通過(guò)通信子網(wǎng)互連在一起的計(jì)算機(jī)及智能設(shè)備組成，負(fù)

責(zé)運(yùn)行對(duì)信息進(jìn)行處理的應(yīng)用程序。

它們是網(wǎng)絡(luò)中信息流動(dòng)的源與宿，并向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可共享的硬

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V

按地域范圍分類(lèi)

局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)

范圍：小，＜20KM,一棟樓房或一個(gè)單位內(nèi)部。

傳輸技術(shù)：基帶，10?1000Mbps,延遲低，出錯(cuò)率低(10-11)

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線，環(huán)

城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork,MAN)

范圍：中等，5—50km,一個(gè)城市

傳輸技術(shù)：寬帶/基帶

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線

廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork,WAN)

范圍：大，＞100KM

傳輸技術(shù)：寬帶，延遲大，出錯(cuò)率高

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：不規(guī)則，點(diǎn)到點(diǎn)

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按通信傳播方式分類(lèi)

■在網(wǎng)絡(luò)中信息傳播既方式是不同場(chǎng)o

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳播方式的網(wǎng)絡(luò)：

畝一易需機(jī)器間的多條鏈路面成。這種網(wǎng)絡(luò)上的報(bào)文分組在信源和信宿

之間可能需通過(guò)一臺(tái)或多臺(tái)中間設(shè)備進(jìn)行傳播。

廣播方式網(wǎng)絡(luò):

僅有一條通道,由網(wǎng)絡(luò)上所有的計(jì)算機(jī)共享。

一般來(lái)說(shuō)，局域性網(wǎng)絡(luò)使用廣播方式；廣域性網(wǎng)

絡(luò)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式。17

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4.1.3網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

我們可以把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)以及各種設(shè)備都看作為一個(gè)“點(diǎn)”，而連接

各

種設(shè)備的電纜看作為“線”,這樣點(diǎn)和線的不同組合形式就構(gòu)成了不同

的

集合圖形，這種集合圖形稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：

總線型（Bus）所有節(jié)點(diǎn)掛接到一條總線上;需要有介質(zhì)訪問(wèn)控制

協(xié)議以防止沖突。

星型（Star）有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn),其它節(jié)點(diǎn)與其構(gòu)成點(diǎn)到點(diǎn)連接。

樹(shù)型（Tree）一個(gè)根結(jié)點(diǎn)、多個(gè)中間分支節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。

環(huán)形（Ring）所有節(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)閉合的環(huán),結(jié)點(diǎn)之間為點(diǎn)到點(diǎn)連

接。

―網(wǎng)狀YMcshA網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接石-----------------------------------------------------

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4」.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)r

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)通信一步到位固然簡(jiǎn)單，但如果遇到不同類(lèi)

型的網(wǎng)絡(luò)、不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、不同的數(shù)據(jù)格

式怎么處理?

也可以規(guī)定：凡遇到不一致的通信，統(tǒng)統(tǒng)都不處

理。那樣，豈不是受到太多的限制嗎？怎么辦？

■網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總體規(guī)劃,

通過(guò)它來(lái)指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組建、實(shí)施和運(yùn)行。

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網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)框架，它使這些用不同媒介連接起來(lái)的不

同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不同的應(yīng)用環(huán)境下實(shí)現(xiàn)互操作性，并滿足各種

業(yè)務(wù)的需求。

這個(gè)框架實(shí)際上構(gòu)造了一種異質(zhì)性的“生存空間”一任何廠商的

任何產(chǎn)品、以及任何技術(shù)只要遵守這個(gè)空間的行為規(guī)則，就能夠在

其中生存并發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)解決異質(zhì)性問(wèn)題采用的是分層方法一把復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)

互聯(lián)問(wèn)題劃分為若干個(gè)較小的、單一的問(wèn)題，在不同層上予以解決。

把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能劃分成定義明確的層次，并規(guī)定對(duì)

等實(shí)體間的通信協(xié)議及相鄰層之間的接口和服務(wù)，這就

是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)。

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網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

什么是協(xié)議？

協(xié)議是一種約定，用以確保交流各方清晰地

表達(dá)甩慈。

什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?■

為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)被稱

為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Protocol）。

例衩精確地就建了套網(wǎng)絡(luò)通信中使用的各咎枚制信息

的格式，意文應(yīng)及各鐘凈件出現(xiàn)的先后喉本。

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人的協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的對(duì)比

TCPconnection

72^-----

TCPconnection

reply.

Get/index.htm

<file>

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一個(gè)功能完備的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要制定一整套復(fù)雜的協(xié)議集；

對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)說(shuō)，最好的組織方式是層次結(jié)構(gòu)

模型；

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就是按照層次結(jié)構(gòu)模型來(lái)組織的；

網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合定義為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系

結(jié)構(gòu)(NetworkArchitecture)。

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層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

1?各層之間相互獨(dú)立；

2.各層都可以采用最合適的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn);

3.靈活性好；

4,易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)；

5有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化；

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開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（0SI/RM6

0SI/RM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的正式文本是ISO7498

0SI體系結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)的不同功能劃分為7層。

7應(yīng)用層Application-----處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

6表示層Presentation-----數(shù)據(jù)表示

5會(huì)話層Session-----主機(jī)間通信

4傳輸層Transport-----端到端的連接

3網(wǎng)絡(luò)層Network-----尋址和最短路徑

2數(shù)據(jù)鏈路層DataLink-----介質(zhì)訪問(wèn)（接入）

1物理層Physical——二進(jìn)制傳輸

PleaseDoNotThrowSausagePizzaAwav25

■■.c—ccCrIcQf

大學(xué)計(jì)算利應(yīng)用層提供用戶應(yīng)用程序的接口和支持用戶應(yīng)

用程序的服務(wù)及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的一般訪問(wèn)。

■端開(kāi)放系統(tǒng)端開(kāi)放系統(tǒng)

A層協(xié)議

應(yīng)用層(A)應(yīng)用層(A)

」表示層是OSI的翻譯

I器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和A

表示層(P)加密表示層(P)

3后處以

會(huì)話層(S)----------->會(huì)話層(S)

通信子網(wǎng)

T層協(xié)議

傳輸層(T)傳輸層(T)

N層協(xié)議N層協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)信<--------N網(wǎng)絡(luò)層(N)

L層協(xié)議-會(huì)話層在發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)之間建立和保持通

數(shù)據(jù)鏈路層信鏈接。是主機(jī)上進(jìn)程到進(jìn)程層次上的通信,

一會(huì)話層組織并同步進(jìn)程間的對(duì)話。

物理層(PH,PHw物理層(PH)

傳輸層是第一個(gè)端對(duì)端，即主機(jī)到主機(jī)的通信。用戶利用傳輸

層提供的服務(wù)可以直接進(jìn)行端到端的數(shù)據(jù)傳輸，能確保數(shù)據(jù)可

靠、順序、無(wú)錯(cuò)地從一個(gè)端口傳輸?shù)搅硪粋€(gè)端口。

Fundamentalsof

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)心的是通信子網(wǎng)的運(yùn)行與控制,irr

任務(wù)是：如何將數(shù)據(jù)從發(fā)送方傳送到接收方，

端開(kāi)放系統(tǒng)即在通信子網(wǎng)中進(jìn)行路由(routing)選擇。網(wǎng)

絡(luò)層通過(guò)對(duì)發(fā)送優(yōu)先權(quán)、網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、服務(wù)

質(zhì)量以及可選路由的花費(fèi)等的綜合考慮來(lái)決定：

應(yīng)用層(A)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)B的最佳

路徑。

表示層(P)

會(huì)話層(S)---------?會(huì)話層(S)

通信子網(wǎng)

傳輸層(T)數(shù)據(jù)鏈路層從網(wǎng)絡(luò)層接收到的數(shù)據(jù)后將其分割成特定的可

被物理層傳輸?shù)膸瑫r(shí)通過(guò)校驗(yàn)、確認(rèn)和反饋重發(fā)等手

段將原始的物理連接改造成無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。

網(wǎng)絡(luò)層(N)

L層協(xié)議

數(shù)據(jù)鏈路層①。,數(shù)據(jù)鏈路層(DL)

P層協(xié)議P層協(xié)議

物理層(PH)

主要包括了網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，如

電纜及其接口部件、連接器、

轉(zhuǎn)發(fā)器等。其作用就是從一個(gè)

節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理媒體27

上，傳輸原始的數(shù)據(jù)比

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TCP/IP參考模型與協(xié)議

OSI/RM太復(fù)雜，不實(shí)用

TCP協(xié)議、IP協(xié)議都不是OSI標(biāo)準(zhǔn),

但它們是目前最流行的商業(yè)化的協(xié)議,

并被公認(rèn)為當(dāng)前的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或

“事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)”。

28

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TCP/IP協(xié)議特點(diǎn):

1.開(kāi)放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以免費(fèi)使用，并且獨(dú)立

于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)；

2,獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、

廣域網(wǎng)，更適用于互連網(wǎng)中；

3,統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個(gè)TCP/IP

設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址；

4.標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用

戶服務(wù)；

29

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4.2局域網(wǎng)（LAN）I

局域網(wǎng)是在同一地點(diǎn)經(jīng)傳輸介質(zhì)連在一起的一組計(jì)算機(jī)集合O

本節(jié)主要內(nèi)容：

局域網(wǎng)概述

CSMA/CD協(xié)議

以太網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)互連

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hub

局域網(wǎng)的特點(diǎn):stations

hub

有限的覆蓋范圍，通常在幾公stations

里以內(nèi)。

高傳輸速率和低誤碼率。

hub

stations

通常歸屬于一個(gè)單位或部門(mén)

基于微型計(jì)算機(jī)組成，工作側(cè)

重于共享信息的處理。

aServer

farm

Switch

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］局域網(wǎng)典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)W

總線型：所有結(jié)點(diǎn)都直接連接到共享信道

星型：所有結(jié)點(diǎn)都連接到中央結(jié)點(diǎn)

環(huán)型：結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路與相鄰結(jié)點(diǎn)連接

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局域網(wǎng)的組成

服務(wù)器：提供各種各樣的服務(wù)

「網(wǎng)絡(luò)硬件】客戶機(jī)：獨(dú)立計(jì)算機(jī)

通信介質(zhì)

局域網(wǎng)I網(wǎng)絡(luò)連接部件

r網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)

網(wǎng)絡(luò)軟件i網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)NOS

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局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與8022項(xiàng)目

在OSI模型中，高層協(xié)議(網(wǎng)絡(luò)層以上)的具體實(shí)現(xiàn)其實(shí)和

網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是無(wú)關(guān)的，因此我們?cè)谟懻揕AN的體系結(jié)構(gòu)時(shí)，

只需對(duì)OSI模型的低層進(jìn)行比較及描述。

IEEE(InstituteofElectricalandElectronicEngineers)

于1980年初成立了802委員會(huì)，專門(mén)從事局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化方面

的工作，制定了IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802標(biāo)準(zhǔn)已被美國(guó)國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)局ANSI接納為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并于1984年3月被ISO定

為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即ISO8802。

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IEEE802標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)完全遵循ISO/OSI參考模型的原則。它主要描

述了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中最低兩層…一物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功

能以及與網(wǎng)絡(luò)層的接口服務(wù)。

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)中把數(shù)據(jù)鏈路層分成了兩個(gè)子層：介質(zhì)訪問(wèn)控

制層MAC(MediaAccessControl)邏輯鏈路控制層LLC

(LogicalLinkControl)

遵循把與硬件相關(guān)的部分和無(wú)關(guān)的部分分離的原則，從而使

LAN體系結(jié)構(gòu)能適應(yīng)多種傳輸媒體，換而言之，就是在LLC

不變的條件下，只需更換MAC子層便可適應(yīng)不同的媒體及

訪

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EEE80Z晶域網(wǎng)參考模曾

不涉及具體的傳輸介質(zhì)和拓?fù)浣Y(jié)

構(gòu)，描述了LLC對(duì)網(wǎng)絡(luò)層、MAC_____LLC服務(wù)訪問(wèn)

點(diǎn)(SAP)

子層及LLC子層本身管理功能的

服務(wù)規(guī)范。它的任務(wù)是在MAC子

層的支持下將LLC數(shù)據(jù)幀從源點(diǎn)MAC

透明地傳送到目的站點(diǎn)，物理收發(fā)信號(hào)

PLS

會(huì)話層

D

傳輸層產(chǎn)接單元接口(AUI)

U

網(wǎng)絡(luò)層傳輸介質(zhì)連接設(shè)備

(PMA)

MAC的主要任務(wù)是將傳輸介質(zhì)的頻帶有效

地、合理地分配給LAN的各個(gè)站點(diǎn)。;媒體訪問(wèn)單元

(MAD)

對(duì)不同種類(lèi)的傳輸介質(zhì)，制定了若干個(gè)不同

的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法，如CSMA/CD、物理傳輸介質(zhì)

TokenPassing>TokenBus等等，這也

意味著同一個(gè)LLC子層能與采用任一種介質(zhì)網(wǎng)參考模型

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訪問(wèn)控制方法的MAC子層配合工作。

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IEEE802

802.1B網(wǎng)際互連網(wǎng)絡(luò)層

數(shù)據(jù)鏈路層

802.2邏輯鏈路控制子層(LLC)

802.1A802.3802.4802.5802.11

CSMA/CD令牌總線令牌環(huán)無(wú)線網(wǎng)(MAC)

—

物理層

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系

在IEEE802標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有定義網(wǎng)絡(luò)層以及更高的層次。

在實(shí)際當(dāng)中，局域網(wǎng)的高層功能主栗由具體的操作系統(tǒng)

以及TCP/IP(Novell網(wǎng)絡(luò)中是SPX/IPX)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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___Computers

中的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法r.

局域網(wǎng)使用廣播信道（多路訪問(wèn)信道，隨機(jī)訪問(wèn)

信道），多個(gè)站點(diǎn)共享同一信道。

?問(wèn)題：如何解決廣播信道站點(diǎn)對(duì)信道的爭(zhēng)用？

?解決信道爭(zhēng)用的協(xié)議稱為介質(zhì)訪問(wèn)控制

（MediumAccessControl）協(xié)議。

載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）

CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect

令牌傳遞(TokenPassing)

TokenRing

TokenBus

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CSMA/CD

帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)

?用于IEEE802.3（以太網(wǎng)）

a工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)信道是否室閑，若室閑

則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時(shí)，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)。若

監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。等待一段甌機(jī)時(shí)間

（稱為退避）以后，再重新嘗試。

a歸結(jié)為句話:

發(fā)前先偵聽(tīng)，空閑即發(fā)送,

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CSMA/CD協(xié)議

1一堅(jiān)持型若監(jiān)聽(tīng)到信道“空閑”,則立即發(fā)送；若監(jiān)聽(tīng)到信道

“忙”，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，一旦“空閑”，立即發(fā)送；若檢測(cè)到?jīng)_突發(fā)

生，則等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間段后再繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)。

非堅(jiān)持型若監(jiān)聽(tīng)到信道“空閑”,則準(zhǔn)備就緒的站點(diǎn)立即發(fā)送

數(shù)據(jù)幀；若監(jiān)聽(tīng)到信道“忙”或發(fā)生沖突，則等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間段

后再監(jiān)聽(tīng)。

P-堅(jiān)持型當(dāng)就緒站點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)到信道“空閑”,則以概率P立即發(fā)

送出去；而以概率(1-P)推遲一個(gè)時(shí)間槽，然后繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)信道。

若監(jiān)聽(tīng)到信道“忙”，則等待下一個(gè)時(shí)間槽開(kāi)始時(shí)繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，開(kāi)始

新一輪的算法判斷。

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以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣、發(fā)展最成熟的一種LAN。

遵循IEEE802.3協(xié)議的局域網(wǎng)，我們稱之為以太網(wǎng)或802.3局域網(wǎng)。

以太網(wǎng)特點(diǎn)：

兼容性好、技術(shù)成熟、速度快

標(biāo)準(zhǔn)化程度高

價(jià)格低

行業(yè)認(rèn)可

按照數(shù)據(jù)的傳輸速率來(lái)劃分以太網(wǎng)：

傳輸速率為10Mb/s的以太網(wǎng)稱之為傳統(tǒng)以太網(wǎng)

速率為100Mb/s的稱之為快速以太網(wǎng)

速率為1000Mb/s的稱為千兆以太網(wǎng)。

以太網(wǎng)使用CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議，傳統(tǒng)以太網(wǎng)有四種傳輸介質(zhì):

10Base5>10Base2>10Base-T^MOBase-F

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10Base5桓同軸電纜

10Base2細(xì)同軸電纜

lOBaseT雙線線,________10Base5

lOBaseFMMF光纜

數(shù)據(jù)率（Mbps）基帶或?qū)拵?/p>

lOOBaseT雙線線Base,Broad

lOOBaseFMMF/SMF

段最大長(zhǎng)度（百米）或

lOOOBaseX屏蔽短雙絞線/MMF/SMF介質(zhì)類(lèi)型（T,F,X）

lOOOBaseT雙線線

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MAC幀

在以太網(wǎng)中無(wú)論使用什么樣的傳輸介質(zhì)，都要遵循

IEEE802.3MAC的幀格式。

有效幀：最短長(zhǎng)度為64個(gè)字節(jié)

字節(jié)712或62或62三0204

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MAC地址.P

MAC地址又稱為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備物理地址，簡(jiǎn)稱為物理地址，

它是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一個(gè)硬件設(shè)備的標(biāo)識(shí)符。

IEEE802.3中規(guī)定的MAC地址是一個(gè)長(zhǎng)度為6字節(jié)的二進(jìn)

制數(shù)。

MAC地址的前3個(gè)字節(jié)（高24位）由IEEE（國(guó)際電工組

織）統(tǒng)一分配給廠商，低24位由廠商分配給每一塊網(wǎng)卡。

由于廠商在生產(chǎn)時(shí)通常已將MAC地址固化在設(shè)備中，因

此，MAC地址也稱為硬件地址。

網(wǎng)卡的MAC地址可以認(rèn)為就是該網(wǎng)卡所在站點(diǎn)的MAC地

址。（ipconfig/all命令可以查看本機(jī)的MAC地址信息，

也稱physicalAddress）。

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路由器由于同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上,

因此它有兩塊網(wǎng)卡和兩個(gè)硬件地址。

20-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F6

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Computers

4.3Internet

Internet是一個(gè)具體的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，沒(méi)有特定的網(wǎng)絡(luò)疆界,

泛指通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)集合，即一個(gè)由各種不同類(lèi)

型和規(guī)模的獨(dú)立運(yùn)行與管理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的全球范圍

的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

組成Internet的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)

(MAN)以及大規(guī)模的廣域網(wǎng)(WAN)等。

這些網(wǎng)絡(luò)通過(guò)普通電話線、高速率專用線路、衛(wèi)星、微波

和光纜等通訊線路，把不同國(guó)家的大學(xué)、公司、科研機(jī)構(gòu)

和政府等組織的網(wǎng)絡(luò)資源連接起來(lái)，從而進(jìn)行通信和信息

交換，實(shí)現(xiàn)資源共享。

Internet網(wǎng)絡(luò)互連采用的基本協(xié)議是TCP/IP協(xié)議。

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TCP/IP與OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系

TCP/IP概念層次

TCP/IP支持

所有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)

據(jù)鏈路屋和物

理層協(xié)議

Ethernet,802.3,

802.5,FDDI等等

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Computersr

LIP(internetProtocol)本層提供無(wú)連接的傳輸服務(wù)(不保證送達(dá)，不保序)

,本層的主栗功能是尋找一條熊婚把數(shù)據(jù)報(bào)送到目的地的路徑。通過(guò)IP地址

標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的各種物理設(shè)備，數(shù)據(jù)分段和重新組裝，把相互獨(dú)立的局域網(wǎng)

連接在一起。

4-ICMP(internetControlMessageProtocol)提1供控制和傳遞消息的功能；

4-ARP(AddressResolutionProtocol)為已知的IP地Ah確相*BL的MAC地it；

4-RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)根據(jù)MAC地址確定相應(yīng)的IP地址。

[?IP

應(yīng)用層

傳輸層?ICMP

網(wǎng)際層?ARP

數(shù)據(jù)鏈路層

物理層?RARP

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Computers

傳輸層提供了兩種傳輸協(xié)議

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應(yīng)用層協(xié)議支妗了文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程

L￥J錄、網(wǎng)絡(luò)管理、Web瀏覽等應(yīng)用。

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如何訪問(wèn)特」I?-----接入技術(shù)

ISP(InternetServerProduct)Internet服務(wù)

提供商是用戶進(jìn)入Internet的入口點(diǎn)。

問(wèn)題：用戶采用什么設(shè)備、什么樣的方式連揍到

ISP?或者如何連接主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器？

三類(lèi)用戶：

□家庭用戶訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)

口單位用戶訪問(wèn)1絡(luò)（學(xué)校，公司）

口移動(dòng)用戶訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)

51

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通過(guò)調(diào)制解調(diào)器接入

ISP所提供的電話中繼線數(shù)目決定著用戶連接的成功率。

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通過(guò)局域網(wǎng)接入

數(shù)據(jù)通信子網(wǎng)：ISDN,ADSL,DDN,X.25與幀中繼

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律動(dòng)用戶訪問(wèn)網(wǎng)

□主要是指將移動(dòng)接

備(筆記本電腦、PDA等網(wǎng)

、手機(jī)等)通過(guò)全球移

動(dòng)通信系統(tǒng)GSM(

GlobalSystemfor站

MobileCommunication

)和CDMA聯(lián)入到

Internet中。

□無(wú)線局域網(wǎng):

無(wú)線電頻譜代替了電纜

□廣域無(wú)線訪問(wèn)移動(dòng)主機(jī)

CDPD:通過(guò)蜂窩無(wú)線網(wǎng)54

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IP地址

■IP地址是Internet中用來(lái)標(biāo)識(shí)主機(jī)以及通信設(shè)備的一種邏輯

地址。IP網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)主機(jī)都必須有一個(gè)惟一的IP地址。

■IP是層次性地址：網(wǎng)絡(luò)號(hào)+主機(jī)號(hào)。網(wǎng)絡(luò)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)不同的網(wǎng)

絡(luò)，而主機(jī)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的不同主機(jī)。

因特網(wǎng)上的IP地址具有全球唯一性(由國(guó)際網(wǎng)絡(luò)信息中心NIC(

NetworkInformationCenter)分配和管理的。)o

32位二進(jìn)制數(shù)，4個(gè)字節(jié)，常用點(diǎn)分十進(jìn)制標(biāo)記法：

如00001010000000100000000000000001記為10.2.0.1

■IP地址劃分為五類(lèi)：A-E類(lèi)，常用的為A、B、C類(lèi)

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網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)

—J--I~

07152331

....................

A類(lèi)地址0網(wǎng)絡(luò)主機(jī)主機(jī)主機(jī)

017152331

B類(lèi)地址10|網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)主機(jī)

01271523