TCPIP路由交換技術(shù)-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程議題通過(guò)本次內(nèi)容的學(xué)習(xí)，希望您能夠：了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、特性及發(fā)展過(guò)程掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)掌握OSI參考模型的層次結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指把若干臺(tái)地理位置不同，且具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)、終端及其附屬設(shè)備，通過(guò)傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備相互連接起來(lái)，通過(guò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義某公司的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程第一階段：面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)

在20世紀(jì)50年代中至60年代末，計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)初步結(jié)合，形成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形。早期的計(jì)算機(jī)價(jià)格昂貴，數(shù)量較少。為了提高對(duì)計(jì)算機(jī)這種昂貴資源的利用率，科學(xué)家們利用通信手段，將終端和計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程連接，使用戶在自己的辦公室通過(guò)終端就能使用遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)。面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)終端可以處于不同的地理位置，它通過(guò)傳輸介質(zhì)及相應(yīng)的通信設(shè)備與一臺(tái)計(jì)算機(jī)相連，用戶可以通過(guò)本地終端或遠(yuǎn)程登錄到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上。

從20世紀(jì)60年代末期到70年代中后期。這一階段研究的典型代表是美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局ARPA（AdvanceResearchProjectAgency）的ARPANET。1969年美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局提出將多個(gè)大學(xué)、公司和研究所的多臺(tái)計(jì)算機(jī)互連的課題。在1969年ARPANET實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)只有4個(gè)結(jié)點(diǎn)，而到1983年已經(jīng)達(dá)到100多個(gè)結(jié)點(diǎn)。ARPANET通過(guò)有線、無(wú)線與衛(wèi)星通信線路，使網(wǎng)絡(luò)覆蓋了從美國(guó)本土到歐洲的廣闊地域。ARPANET是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。第二階段：以共享資源為目標(biāo)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2第三階段：互聯(lián)網(wǎng)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，在全球范圍內(nèi)建立了大量的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。人們又提出了將這些網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)在一起的為了擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模以實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源共享的迫切需求，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)Internet在這樣的背景下產(chǎn)生。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)“三網(wǎng)融合”。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益成熟。

第四階段：物聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)而言之就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過(guò)信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互連的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在智能醫(yī)療、智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居、智能物流等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，以互聯(lián)網(wǎng)為核心和基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)是未來(lái)的主要發(fā)展趨勢(shì)。1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類局域網(wǎng)（LAN，LocalAreaNetwork）城域網(wǎng)（MAN，MetropolitanAreaNetwork）廣域網(wǎng)（WAN，WideAreaNetwork）局域網(wǎng)

局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是在一個(gè)較小區(qū)域范圍內(nèi)，將分散的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)終端互連起來(lái)為實(shí)現(xiàn)資源共享而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍，一般在幾十米到幾十千米，常用于組建一個(gè)辦公室、一棟樓、一個(gè)樓群或一個(gè)校園、一個(gè)企業(yè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

特點(diǎn)：①網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理范圍較?。ㄍǔＯ抻?km）。

②傳輸速率高（10Mbps～10Gbps）。③誤碼率低。

④拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用總線形、星形和環(huán)形。廣域網(wǎng)覆蓋的地理范圍從幾十公里到幾千公里；覆蓋一個(gè)國(guó)家、地區(qū)，或橫跨幾個(gè)洲，形成國(guó)際性的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)；Internet（因特網(wǎng)）就是遍布全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的廣域網(wǎng)。通信子網(wǎng)主要使用分組交換技術(shù)；通常是利用電信部門提供的各種公用交換網(wǎng)，將分布在不同地區(qū)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來(lái)，達(dá)到資源共享的目的。城域網(wǎng)城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)；城域網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是要滿足幾十公里范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司的多個(gè)局域網(wǎng)互連的需求；實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖形與視頻等多種信息的傳輸功能；城域網(wǎng)在技術(shù)上與局域網(wǎng)相似。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所有的結(jié)點(diǎn)都連接到中心結(jié)點(diǎn)。中心結(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備，可以是Hub（集線器）或Switch（交換機(jī)）。Hub可以構(gòu)成共享式局域網(wǎng)，Switch可以構(gòu)成交換式局域網(wǎng)。特點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展，在任一點(diǎn)都可以加入新的結(jié)點(diǎn)。2.每個(gè)結(jié)點(diǎn)都直接連到中心結(jié)點(diǎn)，故障容易檢測(cè)和隔離。3.可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所有設(shè)備通過(guò)連接器并行連接到一根傳輸電纜上，任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)都沿著傳輸媒體傳播，被其他結(jié)點(diǎn)接收。并在兩端分別加裝一個(gè)稱之為“終接器”的組件，所采用的傳輸介質(zhì)一般是同軸電纜。特點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于擴(kuò)充，可以在任何一點(diǎn)將新的結(jié)點(diǎn)加入。2.使用的電纜數(shù)量少，易于布線。3.同一時(shí)刻只能有一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由多個(gè)首尾相接的轉(zhuǎn)發(fā)器（中繼器）通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接成封閉的環(huán)所構(gòu)成的。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器連通兩條鏈路。特點(diǎn)：1.中繼器從一端發(fā)送數(shù)據(jù)，從另一端接收數(shù)據(jù)，環(huán)中是單向傳輸數(shù)據(jù)的。2.使用電纜長(zhǎng)度短，可以使用光纖。3.結(jié)點(diǎn)故障會(huì)引起全網(wǎng)的故障。樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹(shù)型結(jié)構(gòu)是總線型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，是在總線網(wǎng)上加上分支形成的，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路。樹(shù)型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是一種分層網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)可以對(duì)稱，聯(lián)系固定，具有一定的容錯(cuò)能力，特點(diǎn)：1.結(jié)點(diǎn)擴(kuò)充方便靈活。2.故障隔離較容易。3.結(jié)點(diǎn)對(duì)根依賴性太大，若根發(fā)生故障，全網(wǎng)不能工作。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)狀拓?fù)錁?gòu)型又稱作無(wú)規(guī)則型，結(jié)點(diǎn)之間的連接是任意的，沒(méi)有規(guī)律。特點(diǎn)：1.系統(tǒng)可靠性高。2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜。最基本的邏輯圖標(biāo)交換機(jī)路由器服務(wù)器個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)

集線器(Hub)三層交換機(jī)核心交換機(jī)防火墻1.5常見(jiàn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）電子電器工程師協(xié)會(huì)（IEEE）國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）電子工業(yè)協(xié)會(huì)/電信工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA/TIA）互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF)1.6OSI參考模型274.傳輸層2.數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)絡(luò)層1.物理層5.會(huì)話層6.表示層7.應(yīng)用層面向用戶應(yīng)用面向數(shù)據(jù)傳輸1.OSI模型將網(wǎng)絡(luò)通信劃分為七個(gè)層次.2.層與層之間相互獨(dú)立而又相互依靠.3.上層依賴于下層,下層為上層提供服務(wù).

OSI七層參考模型應(yīng)用層為各種應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，常見(jiàn)的應(yīng)用層協(xié)議有HTTP（超文本文件傳輸協(xié)議）FTP（文件傳輸協(xié)議）telnet（遠(yuǎn)程登錄）dns（域名解析）dhcp（動(dòng)態(tài)地址分配）smtp,pop3（收發(fā)郵件）等。第2章1．應(yīng)用層表示層負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編/解碼、加密/解密以及壓縮/解壓縮。2．表示層會(huì)話層的作用主要是在網(wǎng)絡(luò)中不同用戶、節(jié)點(diǎn)之間建立和維護(hù)通信通道，同步兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的會(huì)話，決定通信是否被中斷以及中斷時(shí)決定從何處重新發(fā)送(建立、管理以及終止會(huì)話）。會(huì)話層的責(zé)任主要有：對(duì)話控制同步由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成。3.會(huì)話層傳輸層負(fù)責(zé)將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的傳輸。這里提到的端到端的傳輸是指從進(jìn)程到進(jìn)程的傳輸。建立端到端的連接兩個(gè)主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程（運(yùn)行著的應(yīng)用程序）將上層應(yīng)用加以區(qū)分(端口號(hào))面向連接的可靠服務(wù)(如:TCP)或無(wú)連接的不可靠服務(wù)(如:UDP)4．傳輸層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)提供邏輯地址即IP地址，使數(shù)據(jù)從源端發(fā)送到目的端。為互連網(wǎng)中每個(gè)設(shè)備分配邏輯地址互連多條數(shù)據(jù)鏈路（網(wǎng)絡(luò)連接）決定數(shù)據(jù)傳輸路徑(根據(jù)路由信息)

5．網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)管理設(shè)備的MAC地址，同時(shí)決定數(shù)據(jù)通信的機(jī)制和差錯(cuò)控制。組幀物理編址流量控制差錯(cuò)控制6．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層7．物理層物理層負(fù)責(zé)二進(jìn)制信號(hào)在物理線路上的傳輸。物理層或第1層定義了實(shí)際的機(jī)械規(guī)范和電子數(shù)據(jù)比特流，包括電壓大小、電壓的變動(dòng)和代表“1”和“0“的電平定義。第2章數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程-OSI七層模型單位:字節(jié)MAC地址數(shù)據(jù)源地址幀檢測(cè)序列類型目的地址可變2664XXXXXXXXXXXX由廠商分配給設(shè)備由IEEE分配給廠商(如:銳捷網(wǎng)絡(luò)00-D0-F8、中興00-D0-D0)前導(dǎo)位MAC地址8MAC地址每塊網(wǎng)卡都有唯一的標(biāo)識(shí)，即MAC地址（物理地址）。

MAC地址寫入到網(wǎng)卡的EPROM中，用戶不能隨意改變。MAC地址構(gòu)成：12位十六進(jìn)制數(shù)(6C-62-6D-A4-79-68)查看網(wǎng)卡的MAC地址，可用如下命令：

C:>ipconfig/