《計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)》高職全套教學(xué)課件

項(xiàng)目1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)項(xiàng)目2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備項(xiàng)目3局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)項(xiàng)目4廣域網(wǎng)技術(shù)項(xiàng)目5綜合布線(xiàn)項(xiàng)目6網(wǎng)絡(luò)組建項(xiàng)目7網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全套可編輯PPT課件

項(xiàng)目一

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念任務(wù)2數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)任務(wù)3數(shù)據(jù)鏈路層任務(wù)4網(wǎng)絡(luò)安全及網(wǎng)絡(luò)故障全套可編輯PPT課件

任務(wù)1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念任務(wù)引入小明要從事網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)工作，計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)這門(mén)課是基本課程需要深入學(xué)習(xí)的。其中涉及的知識(shí)更是日后學(xué)習(xí)進(jìn)階課程不可或缺的基石。但首先要明白，什么是網(wǎng)絡(luò)，什么是互聯(lián)網(wǎng)，及相關(guān)的的最基本的概念。知識(shí)準(zhǔn)備一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段的演進(jìn)。但這三個(gè)階段在時(shí)間劃分上并非截然分開(kāi)而是有部分重疊的，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)是逐漸的，而并非在某個(gè)日期發(fā)生了突變。1．第一階段是從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互連網(wǎng)發(fā)展的過(guò)程。20世紀(jì)60年代中期出現(xiàn)了大型主機(jī)，同時(shí)也出現(xiàn)了對(duì)大型主機(jī)資源遠(yuǎn)程共享的要求。以程控交換為特征的電信技術(shù)的發(fā)展則為這種遠(yuǎn)程通信需求提供了實(shí)現(xiàn)的手段。2．第二階段是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化階段。經(jīng)過(guò)20世紀(jì)六七十年代前期的發(fā)展，人們對(duì)組網(wǎng)的技術(shù)、方法和理論的研究日趨成熟。為了促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，各大計(jì)算機(jī)公司紛紛制定自己的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3．第三階段是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)逐漸形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。從1993年開(kāi)始，由美國(guó)政府資助的NSFNET逐漸被若干個(gè)商用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主干網(wǎng)替代，而政府機(jī)構(gòu)不再負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)。這樣就出現(xiàn)了一個(gè)新的名詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者ISP（InternetServiceProvider）。二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念與組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最簡(jiǎn)潔的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是一些互連的、自治的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。廣義觀點(diǎn)的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息處理的系統(tǒng)或進(jìn)一步能達(dá)到資源共享的系統(tǒng)。資源共享觀點(diǎn)的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以能夠相互共享資源的方式互連起來(lái)的、自治的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合?；ヂ?lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并且在地理位置上覆蓋了全球，從工作方式上可以劃分為以下兩大塊，如圖1-3所示：（1）邊緣部分（2）核心部分計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商1．互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分處在互聯(lián)網(wǎng)邊緣的部分就是連接在互聯(lián)網(wǎng)上的所有的主機(jī)。這些主機(jī)又稱(chēng)為端系統(tǒng)。方式（1）客戶(hù)-服務(wù)器這種方式也是互聯(lián)網(wǎng)上最常用的，也是傳統(tǒng)的方式?；ヂ?lián)網(wǎng)的組成客戶(hù)-服務(wù)器方式在實(shí)際應(yīng)用中，客戶(hù)程序和服務(wù)器程序通常還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：客戶(hù)程序：1）是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)提供某種服務(wù)的程序，可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)地或本地客戶(hù)的請(qǐng)求。2）系統(tǒng)啟動(dòng)后即自動(dòng)調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著，被動(dòng)地等待并接受來(lái)自各地的客戶(hù)的通信請(qǐng)求。因此服務(wù)器不需要知道客戶(hù)程序的地址。3）一般需要有強(qiáng)大的硬件和高級(jí)操作系統(tǒng)支持。（2）對(duì)等連接方式對(duì)等連接（peer-to-peer，簡(jiǎn)寫(xiě)為P2P）是指兩臺(tái)主機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)并不區(qū)分哪一個(gè)是服務(wù)請(qǐng)求方哪一個(gè)是服務(wù)提供方。對(duì)等連接方式2．互聯(lián)網(wǎng)的核心部分通過(guò)上面的介紹我們也可以看出來(lái)，終端之間不管是通過(guò)客戶(hù)-服務(wù)器方式還是通過(guò)對(duì)等連接方式進(jìn)行通信，都需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)核心。（1）電路交換(circuitswitching)若N部電話(huà)兩兩相連，需要N（N-1）/2對(duì)電線(xiàn)。（2）報(bào)文交換(messageswitching)當(dāng)使用電路交換來(lái)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，其線(xiàn)路的傳輸效率往往很低。電路交換

報(bào)文交換（3）分組交換分組交換采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，如圖所示。三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)1．按照網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類(lèi)（1）廣域網(wǎng)WAN（WideAreaNetwork）廣域網(wǎng)的作用范圍通常為幾十到幾千公里，因而有時(shí)也稱(chēng)為遠(yuǎn)程網(wǎng)（longhaulnetwork）。（2）城域網(wǎng)MAN（MetropolitanAreaNetwork）城域網(wǎng)的作用范圍一般是一個(gè)城市，可跨越幾個(gè)街區(qū)甚至整個(gè)城市，其作用距離約為5~50km。（3）局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）局域網(wǎng)一般用微型計(jì)算機(jī)或工作站通過(guò)高速通信線(xiàn)路相連（速率通常在10Mbits以上），但地理上則局限在較小的范圍（如1km左右）。（4）個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN（PersonalAreaNetwork）個(gè)人區(qū)域網(wǎng)就是在個(gè)人工作的地方把屬于個(gè)人使用的電子設(shè)備（如便攜式電腦等）用無(wú)線(xiàn)技術(shù)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，因此也常稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)WPAN（WirelessPAN），其范圍很小，大約在10m左右。分組交換2．按照網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類(lèi)（1）公用網(wǎng)（publicnetwork）這是指電信公司（國(guó)有或私有）出資建造的大型網(wǎng)絡(luò)。（2）專(zhuān)用網(wǎng)（privatenetwork）這是某個(gè)部門(mén)為滿(mǎn)足本單位的特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)。3．用來(lái)把用戶(hù)接入到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)這種網(wǎng)絡(luò)就是接入網(wǎng)AN（AccessNetwork），它又稱(chēng)為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。這是一類(lèi)比較特殊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)介紹了用戶(hù)必須通過(guò)ISP才能接入到互聯(lián)網(wǎng)。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)為了能夠使不同地理分布、且功能相對(duì)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)之間組成網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源共享，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要涉及和解決許多復(fù)雜的問(wèn)題，包括信號(hào)傳輸、差錯(cuò)控制、尋址、數(shù)據(jù)交換和提供用戶(hù)接口等一系列問(wèn)題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是為簡(jiǎn)化這些問(wèn)題的研究、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)而抽象出來(lái)的種結(jié)構(gòu)模型。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一般采用層次模型。1．服務(wù)原語(yǔ)相鄰層之間通過(guò)一組服務(wù)原語(yǔ)（ServicePrimitive）建立相互作用，完成服務(wù)與被服務(wù)的過(guò)程。這些原語(yǔ)供用戶(hù)和其他實(shí)體訪(fǎng)問(wèn)該服務(wù)。2．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層模型將上述分層的思想或方法運(yùn)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，就產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層模型。在實(shí)施網(wǎng)絡(luò)分層時(shí)要依據(jù)以下原則：（1）根據(jù)功能進(jìn)行抽象分層，每個(gè)層次所要實(shí)現(xiàn)的功能或服務(wù)均有明確的規(guī)定。（2）每層功能的選擇應(yīng)有利于標(biāo)準(zhǔn)化。（3）不同的系統(tǒng)分成相同的層次，對(duì)等層次具有相同功能。高層使用下層提供的服務(wù)時(shí)，下層服務(wù)的實(shí)現(xiàn)是不可見(jiàn)的。（4）層的數(shù)目要適當(dāng)。層次太少功能不明確，層次太多體系結(jié)構(gòu)過(guò)于龐大。3．實(shí)體與對(duì)等實(shí)體每一層中，用于實(shí)現(xiàn)該層功能的活動(dòng)元素被稱(chēng)為實(shí)體entity），包括該層上實(shí)際存在的所有硬件與軟件，如終端、電子郵件系統(tǒng)、應(yīng)用程序、進(jìn)程等。4．協(xié)議為了使兩個(gè)對(duì)等實(shí)體之間能夠有效地通信，對(duì)等實(shí)體需要就交換什么信息、如何交換信息等問(wèn)題制定相應(yīng)的規(guī)則或進(jìn)行某種約定。

網(wǎng)絡(luò)分層模型的示意圖5．服務(wù)與接口在網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)模型中，每一層為相鄰的上一層所提供的功能稱(chēng)為服務(wù)。N層使用N-1層所提供的服務(wù)，向N+1層提供功能更強(qiáng)大的服務(wù)。6．服務(wù)類(lèi)型在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)中，層與層之間具有服務(wù)與被服務(wù)的單向依賴(lài)關(guān)系，下層向上層提供服務(wù)，而上層調(diào)用下層的服務(wù)。7．服務(wù)原語(yǔ)相鄰層之間通過(guò)一組服務(wù)原語(yǔ)（ServicePrimitive）建立相互作用，完成服務(wù)與被服務(wù)的過(guò)程。任務(wù)2數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)任務(wù)引入小李了解了網(wǎng)絡(luò)的基本概念，但是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)——數(shù)據(jù)通信原理是什么呢？數(shù)據(jù)通信與傳統(tǒng)的電話(huà)、電報(bào)通信有什么不同呢？數(shù)據(jù)通信有其自身的特點(diǎn)和要求。首先，它的通信控制過(guò)程要求自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，對(duì)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的差錯(cuò)也要求自動(dòng)糾正。其次，盡管數(shù)據(jù)通信是一種新的通信業(yè)務(wù)，但其實(shí)現(xiàn)和發(fā)展仍然不能脫離現(xiàn)有通信網(wǎng)的基礎(chǔ)，仍需充分利用現(xiàn)有通信網(wǎng)（如電話(huà)交換網(wǎng)和用戶(hù)電報(bào)網(wǎng)）來(lái)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，并使其滿(mǎn)足自身特性的要求。再次，這種通信方式總是與數(shù)據(jù)處理相聯(lián)系，因此隨著數(shù)據(jù)處理內(nèi)容和處理方式的不同，對(duì)通信的具體要求（如在傳輸代碼、傳輸方式、傳輸速率、傳輸效率、響應(yīng)時(shí)間、體系結(jié)構(gòu)和可靠性等方面）也不一樣。所以，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信需要考慮的因素就比較多，比較復(fù)雜。知識(shí)準(zhǔn)備一、通信系統(tǒng)的基本模型及過(guò)程通信的目的就是傳遞信息。通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫作信源，接收信息的一端叫作信宿，信源和信宿之間的通信線(xiàn)路稱(chēng)為信道。信息在進(jìn)入信道時(shí)要變換為適合信道傳輸?shù)男问?，在進(jìn)入信宿時(shí)又要變換為適合信宿接收的形式。信道的物理性質(zhì)不同，對(duì)通信的速率和傳輸質(zhì)量的影響也不同。另外，信息在傳輸過(guò)程中可能會(huì)受到外界的干擾，把這種干擾稱(chēng)為噪聲。（1）信源：產(chǎn)生信息的實(shí)體，信息產(chǎn)生后，由這個(gè)實(shí)體向外傳播。（2）信宿：信息的歸宿或接受者，如使用QQ的另一方（當(dāng)然這一方也是信源），他透過(guò)電腦屏幕接收QQ使用者發(fā)送的文字（如：你好！）。（3）信道：傳送信息的通道，如TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。（4）編碼器：在信息論中是泛指所有變換信號(hào)的設(shè)備，實(shí)際上就是終端機(jī)的發(fā)送部分。（5）譯碼器：是編碼器的逆變換設(shè)備，把信道上送來(lái)的信號(hào)（原始信息與噪聲的疊加）轉(zhuǎn)換成信宿能接受的信號(hào)，可包括解調(diào)器、譯碼器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。（6）噪聲：噪聲可以理解為干擾，干擾可以來(lái)自于信息系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)的任何一層，當(dāng)噪聲攜帶的信息大到一定程度的時(shí)候，在信道中傳輸?shù)男畔⒖梢员辉肼曆蜎](méi)導(dǎo)致傳輸失敗。二、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在本節(jié)中將簡(jiǎn)要介紹在模擬傳輸和數(shù)字傳輸中將使用的若干重要技術(shù)。1．模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸是一種不考慮其內(nèi)容的模擬信號(hào)傳輸方式。所示的通信系統(tǒng)模型2．?dāng)?shù)字調(diào)制技術(shù)在圖所示的通信系統(tǒng)模型中，變換器的功能是將由信源發(fā)出的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為適宜于在信道上傳輸?shù)碾娦盘?hào)。3．脈碼調(diào)制由于數(shù)字傳輸在許多方面優(yōu)于模擬傳輸，即使是模擬信號(hào)也可以先轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)然后在信道進(jìn)行數(shù)字傳輸。（1）采樣采樣就是按照一定的時(shí)間間隔采樣測(cè)量模擬信號(hào)幅值。（2）量化量化的步驟就是將采樣點(diǎn)處測(cè)得的信號(hào)幅值分級(jí)取整的過(guò)程。（3）編碼編碼就是將量化后的整數(shù)值用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相

脈碼調(diào)制三、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)無(wú)線(xiàn)通信：利用電磁波的輻射和傳播，經(jīng)過(guò)空間傳送信息的通信方式稱(chēng)之為無(wú)線(xiàn)電通信，也稱(chēng)之為無(wú)線(xiàn)通信。它包括zigbee、藍(lán)牙、紅外線(xiàn)、衛(wèi)星、微波、Wimax等無(wú)線(xiàn)方式的通信。利用無(wú)線(xiàn)通信可以傳送電報(bào)、電話(huà)、傳真、數(shù)據(jù)、圖像以及廣播和電視節(jié)目等通信業(yè)務(wù)。移動(dòng)通信是移動(dòng)中的無(wú)線(xiàn)通信。無(wú)線(xiàn)通信主要包括微波通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等。1．微波通信微波通信，是使用微波進(jìn)行的通信。2．衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信，利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個(gè)或多個(gè)地球站之間或移動(dòng)體之間建立微波通信聯(lián)系，因此也屬于微波通信的一種。地球同步衛(wèi)星的配置3．紅外通信紅外通訊技術(shù)利用紅外線(xiàn)來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，是無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的一種。4．移動(dòng)通信移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種極其靈活的通信手段，當(dāng)用戶(hù)移動(dòng)到其它基站的覆蓋區(qū)域時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)重新進(jìn)行配置，最主要的特點(diǎn)是移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站與用戶(hù)終端設(shè)備之間采用無(wú)線(xiàn)接入。移動(dòng)通信系統(tǒng)任務(wù)3數(shù)據(jù)鏈路層任務(wù)引入小東了解到，隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，特別是多媒體視頻流的需求旺盛，百兆、千兆的帶寬已將無(wú)法滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。要解決網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸問(wèn)題，最根本的方法是提高帶寬。要提高帶寬首先得從數(shù)據(jù)鏈層進(jìn)行優(yōu)化才能實(shí)現(xiàn)，那么數(shù)據(jù)鏈路層具體是什么、它的主要功能及向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)有哪些呢？知識(shí)準(zhǔn)備一、數(shù)據(jù)鏈路層概述數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上通過(guò)執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，其最基本的服務(wù)就是將源機(jī)器網(wǎng)絡(luò)層來(lái)的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徑Y(jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。在實(shí)現(xiàn)服務(wù)時(shí)它要完成許多特定的功能，主要有如何將比特組合成幀（Frame），幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位，按OSI的術(shù)語(yǔ)就是DL-PDU；處理傳輸中出現(xiàn)的差錯(cuò)；調(diào)節(jié)發(fā)送方的發(fā)送速率不至于使較慢的接收方不能承受，以及數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放，稱(chēng)之為鏈路管理。下面看一下兩臺(tái)主機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信時(shí)數(shù)據(jù)鏈路層所處的地位。圖表示用戶(hù)主機(jī)H，通過(guò)電話(huà)線(xiàn)上網(wǎng)，中間經(jīng)過(guò)三個(gè)路由器（R1，R2和R3）連接到遠(yuǎn)程主機(jī)H2。所經(jīng)過(guò)的網(wǎng)絡(luò)可以是多種的，如電話(huà)網(wǎng)、局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。H1的鏈路層→R1的鏈路層→R2的鏈路層→R3的鏈路層→H2的鏈路層圖指出，從數(shù)據(jù)鏈路層來(lái)看，H1到H2的通信可以看成由四段不同的鏈路層通信組成，即：H1→R1，R1→R2，R2→R3和R3→H2。數(shù)據(jù)鏈路層的地位只考慮數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)鏈路層的流動(dòng)二、數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能1．成幀（幀同步）---將數(shù)據(jù)組合成數(shù)據(jù)塊，封裝成幀。為了向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，數(shù)據(jù)鏈路層必須使用物理層提供的服務(wù)。采用幀傳輸方式的好處是帶來(lái)了兩方面的問(wèn)題：（1）如何識(shí)別幀的開(kāi)始與結(jié)束；（2）在夾雜著重傳的數(shù)據(jù)幀中，接收方在接收到重傳的數(shù)據(jù)幀時(shí)是識(shí)別成新的數(shù)據(jù)幀，還是識(shí)別成重傳幀呢？這就要靠數(shù)據(jù)鏈路層的各種”幀同步”技術(shù)來(lái)識(shí)別了。2．差錯(cuò)控制在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中可能會(huì)因物理鏈路性能和網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境等因素，難免會(huì)出現(xiàn)一些傳送錯(cuò)誤，但為了確保數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確，又必須使得這些錯(cuò)誤發(fā)生的幾率盡可能低。在數(shù)字或數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，通常利用抗干擾編碼進(jìn)行差錯(cuò)控制。一般分為4類(lèi)：前向糾錯(cuò)（FEC）、反饋檢測(cè)（ARQ）、混合糾錯(cuò)（HEC）和信息反饋（IRQ）。3．流量控制在雙方的數(shù)據(jù)通信中，如何控制數(shù)據(jù)通信的流量同樣非常重要。4．鏈路控制數(shù)據(jù)鏈路層的“鏈路管理”功能包括數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放三個(gè)主要方面。5．MAC尋址這是數(shù)據(jù)鏈路層中的MAC子層主要功能。6．區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)和控制信息由于數(shù)據(jù)和控制信息都是在同一信道中傳輸，在許多情況下，數(shù)據(jù)和控制信息處于同一幀中，因此一定要有相應(yīng)的措施使接收方能夠?qū)⑺鼈儏^(qū)分開(kāi)來(lái)，以便向上傳送僅是真正需要的數(shù)據(jù)信息。7．透明傳輸這里所說(shuō)的“透明傳輸”是指可以讓無(wú)論是哪種比特組合的數(shù)據(jù)，都可以在數(shù)據(jù)鏈路上進(jìn)行有效傳輸。三、鏈路層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是為網(wǎng)絡(luò)層提供各種需要的服務(wù)。1．無(wú)確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)“無(wú)確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)”是指源計(jì)算機(jī)向目標(biāo)計(jì)算機(jī)發(fā)送獨(dú)立的幀，目標(biāo)計(jì)算機(jī)并不對(duì)這些幀進(jìn)行確認(rèn)。2．有確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)為了解決以上“無(wú)確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)”的不足，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，引入了“有確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)”。3．有確認(rèn)的面向連接服務(wù)大多數(shù)數(shù)據(jù)鏈路層都采用向網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接確認(rèn)服務(wù)。任務(wù)4網(wǎng)絡(luò)安全及網(wǎng)絡(luò)故障任務(wù)引入小白QQ號(hào)被盜了，來(lái)找小東幫忙找回來(lái)，網(wǎng)絡(luò)安全的研究?jī)?nèi)容分成兩大體系：攻擊和防御。作為網(wǎng)絡(luò)工程師，掌握網(wǎng)絡(luò)安全是必須具備的技能。那么網(wǎng)絡(luò)安全的概念是什么，網(wǎng)絡(luò)安全面臨的主要威脅及什么樣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)才能成為安全的呢，或者說(shuō)它的安全級(jí)別是什么？知識(shí)準(zhǔn)備一、網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念在最初幾十年中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要被大學(xué)的研究人員用于發(fā)送電子郵件，以及被公司的員工用于共享打印機(jī)。在這樣的條件下，安全問(wèn)題并沒(méi)有得到足夠的關(guān)注。但現(xiàn)在，成千上百萬(wàn)的普通市民利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成銀行事務(wù)處理、購(gòu)物和填寫(xiě)納稅單等活動(dòng)，因此，網(wǎng)絡(luò)安全逐漸成為一個(gè)巨大的潛在問(wèn)題。在本章中，我們將從幾個(gè)角度來(lái)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題，并指出大量的缺陷，以及討論許多能使網(wǎng)絡(luò)更加安全的算法和協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)安全是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件、軟件及其系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)受到保護(hù)，不受偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)連續(xù)可靠正常地運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷。網(wǎng)絡(luò)安全從其本質(zhì)上來(lái)講主要就是網(wǎng)絡(luò)上的信息安全，即要保障網(wǎng)絡(luò)上信息的保密性、完整性、可用性、可控性和真實(shí)性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全性主要包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可用性（Availability）、網(wǎng)絡(luò)信息的保密性（Confidentiaity）和網(wǎng)絡(luò)信息的完整性（Integrity）。1．物理安全物理安全主要包括5個(gè)方面：防盜、防火、防靜電、防雷擊和防電磁泄漏。（1）防盜：像其他物體一樣，計(jì)算機(jī)也是偷竊者的目標(biāo)，如盜走軟盤(pán)、主板等。（2）防火：計(jì)算機(jī)機(jī)房發(fā)生火災(zāi)一般是由于電氣原因、人為事故或外部火災(zāi)蔓延引起的。（3）防靜電：靜電是由物體間的相互摩擦、接觸而產(chǎn)生的，計(jì)算機(jī)顯示器也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電。（4）防雷擊：利用引雷機(jī)理的傳統(tǒng)避雷針?lè)览?，不但增加雷擊概率而且產(chǎn)生感應(yīng)雷，而感應(yīng)雷是電子信息設(shè)備被損壞的主要?dú)⑹?，也是易燃易爆品被引燃起爆的主要原因。?）防電磁泄漏：電子計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備一樣，工作時(shí)要產(chǎn)生電磁發(fā)射。2．邏輯安全計(jì)算機(jī)的邏輯安全需要用口令、文件許可等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。3．操作系統(tǒng)安全操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中最基本、最重要的軟件。4．聯(lián)網(wǎng)安全聯(lián)網(wǎng)的安全性通過(guò)以下兩方面的安全服務(wù)來(lái)達(dá)到。（1）訪(fǎng)問(wèn)控制服務(wù)：用來(lái)保護(hù)計(jì)算機(jī)和聯(lián)網(wǎng)資源不被非授權(quán)使用。（2）通信安全服務(wù)：用來(lái)認(rèn)證數(shù)據(jù)機(jī)要性與完整性，以及各通信的可信賴(lài)性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信面臨兩大類(lèi)威脅，即主動(dòng)攻擊和被動(dòng)攻擊（見(jiàn)圖）。二、網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)1．攻擊五部曲一次成功的攻擊，可以歸納成基本的五個(gè)步驟，但是根據(jù)實(shí)際情況可以隨時(shí)調(diào)整。歸納起來(lái)就是“黑客攻擊五部曲"。（1）隱藏IP

（2）踩點(diǎn)掃描（3）獲得系統(tǒng)或管理員權(quán)限（4）種植后門(mén)（5）在網(wǎng)絡(luò)中隱身2．漏洞掃描漏洞掃描是使用漏洞掃描程序?qū)δ繕?biāo)系統(tǒng)進(jìn)行信息查詢(xún)，通過(guò)漏洞掃描，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的不安全的地方。3．網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與電話(huà)電路不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是共享通信通道。4．網(wǎng)絡(luò)入侵（1）社會(huì)工程學(xué)攻擊（2）物理攻擊與防范（3）獲取管理員密碼（4）權(quán)限提升（5）暴力攻擊5．拒絕服務(wù)攻擊DDoS（DistributedDenialofService）攻擊稱(chēng)為分布式拒絕服務(wù)，攻擊者利用已經(jīng)侵入并控制的主機(jī)，對(duì)某一單機(jī)發(fā)起攻擊，被攻擊者控制著的計(jì)算機(jī)有可能是數(shù)百臺(tái)機(jī)器。（1）DDos的特點(diǎn)（2）攻擊手段1）初始的大規(guī)模入侵階段：2）大規(guī)模DDos攻擊階段：6．木馬（1）木馬概述木馬全稱(chēng)為特洛伊木馬（TrojanHorse，簡(jiǎn)稱(chēng)Trojan）。（2）木馬的工作原理木馬一般由兩部分組成，服務(wù)器端和客戶(hù)端。（3）木馬的工作原理（4）木馬攻擊步驟1）配置木馬2）傳播木馬3）啟動(dòng)木馬4）建立連接5）遠(yuǎn)程控制7．惡意代碼代碼是指計(jì)算機(jī)程序代碼，可以被執(zhí)行完成特定功能。（1）研究惡意代碼的必要性在Internet安全事件中，惡意代碼造成的經(jīng)濟(jì)損失占有很大的比例。DDos攻擊的結(jié)構(gòu)（2）惡意代碼長(zhǎng)期存在的原因1）系統(tǒng)漏洞層出不窮2）利益驅(qū)使（3）惡意代碼的定義（4）惡意代碼攻擊機(jī)制惡意代碼的行為表現(xiàn)各異，破壞程度千差萬(wàn)別，但基本作用機(jī)制大體相同，其整個(gè)作用過(guò)程分為6個(gè)部分。1）侵入系統(tǒng)。2）維持或提升現(xiàn)有特權(quán)。3）隱蔽策略。4）潛伏。5）破壞。6）重復(fù)1）至5）對(duì)新的目標(biāo)實(shí)施攻擊過(guò)程。惡意代碼的攻擊模型三、網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)1．操作系統(tǒng)安全基礎(chǔ)（1）主體和客體操作系統(tǒng)中的每一個(gè)實(shí)體組件都必須是主體或者是客體，或者既是主體又是客體。（2）安全策略和安全模型安全策略與安全模型是計(jì)算機(jī)安全理論中容易相互混淆的兩個(gè)概念。（3）訪(fǎng)問(wèn)監(jiān)控器和安全內(nèi)核訪(fǎng)問(wèn)控制機(jī)制的理論基礎(chǔ)是訪(fǎng)問(wèn)監(jiān)控器（ReferenceMonitor），由J.P.Anderson首次提出。2．防火墻網(wǎng)絡(luò)防火墻簡(jiǎn)稱(chēng)防火墻，當(dāng)然，既然打算由淺入深的來(lái)了解，就要先看看防火墻的概念了。防火墻是汽車(chē)中一個(gè)部件的名稱(chēng)。（1）防火墻的功能

（2）什么是防火墻

（3）ICF工作原理（4）防火墻的種類(lèi)1）網(wǎng)絡(luò)層防火墻2）應(yīng)用層防火墻3）數(shù)據(jù)庫(kù)防火墻訪(fǎng)問(wèn)監(jiān)控器的控制思想3．入侵檢測(cè)入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IntrusionDetectionSystem，IDS）指的是一種硬件或者軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)資源的非授權(quán)使用能夠做出及時(shí)的判斷、記錄和報(bào)警。（1）信息收集（2）數(shù)據(jù)分析（3）響應(yīng)將分析結(jié)果記錄在日志文件中，并產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)告。觸發(fā)警報(bào)，如在系統(tǒng)管理員的桌面上產(chǎn)生一個(gè)告警標(biāo)志位，向系統(tǒng)管理員發(fā)送傳呼或電子郵件，等等。修改入侵檢測(cè)系統(tǒng)或目標(biāo)系統(tǒng)，如終止進(jìn)程、切斷攻擊者的網(wǎng)絡(luò)連接或更改防火墻配置等。四、網(wǎng)絡(luò)故障診斷1．網(wǎng)絡(luò)故障診斷在排除網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障時(shí)，使用非系統(tǒng)化的方法可能會(huì)浪費(fèi)大量寶貴的時(shí)間及資源，事倍功半，使用系統(tǒng)化的方法往往更為有效。系統(tǒng)化的方法流程如下：定義特定的故障現(xiàn)象，根據(jù)特定現(xiàn)象推斷出可能發(fā)生故障的所有潛在問(wèn)題，直到故障現(xiàn)象不再出現(xiàn)為止。圖給出了一般故障排除模型的處理流程。這一流程并不是解決網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)必須嚴(yán)格遵守的步驟，只是為建立特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中故障排除的流程提供了基礎(chǔ)。一般性故障問(wèn)題的解決模型（1）在分析網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，要對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障有個(gè)清晰的描述，并根據(jù)故障的一系列現(xiàn)象以及潛在的癥結(jié)來(lái)對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的定義。（2）收集有助于確定故障癥結(jié)的各種信息。（3）依據(jù)所收集到的各種信息考慮可能引發(fā)故障的癥結(jié)。（4）根據(jù)剩余的潛在癥結(jié)制定故障的排查計(jì)劃。從最有可能的癥結(jié)入手，每次只做一處改動(dòng)。（5）實(shí)施制定好的故障排除計(jì)劃，認(rèn)真執(zhí)行每一步驟，同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，查看相應(yīng)的現(xiàn)象是否消失。（6）當(dāng)做出一處改動(dòng)時(shí)，要注意收集相應(yīng)操作的反饋信息。（7）分析相應(yīng)操作的結(jié)果，并確定故障是否已被排除。如果故障已被排除，那么整個(gè)流程到此結(jié)束。（8）如果故障依然存在，就得針對(duì)剩余的潛在癥結(jié)中最可能的一個(gè)制定相應(yīng)的故障排除計(jì)劃。2．網(wǎng)絡(luò)故障排除工具排除網(wǎng)絡(luò)故障的常用工具有多種，總的來(lái)說(shuō)可以分為三類(lèi)：設(shè)備或系統(tǒng)診斷命令、網(wǎng)絡(luò)管理工具以及專(zhuān)用故障排除工具。（1）設(shè)備或系統(tǒng)診斷命令（2）網(wǎng)絡(luò)管理工具（2）網(wǎng)絡(luò)管理工具3．網(wǎng)絡(luò)故障分層診斷（1）物理層及其診斷（2）數(shù)據(jù)鏈路層及其診斷（3）網(wǎng)絡(luò)層及其診斷（4）應(yīng)用層及其診斷項(xiàng)目總結(jié)思考與練習(xí)1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可劃分為幾個(gè)階段？每個(gè)階段各有何特點(diǎn)？2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可從哪些方面進(jìn)行分類(lèi)？常見(jiàn)的分類(lèi)是什么？3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念及組成部分是什么？4、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個(gè)要素是什么？各有什么含義？5、簡(jiǎn)述通信系統(tǒng)的基本模型及構(gòu)成元素。6、比較共享式以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)的工作原理以及各自的特點(diǎn)。7、簡(jiǎn)述網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念以及目前Internet面臨的主要威脅。8、簡(jiǎn)述訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用的意義。項(xiàng)目二

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備任務(wù)1網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)任務(wù)2網(wǎng)卡任務(wù)3交換機(jī)任務(wù)4路由器任務(wù)5服務(wù)器任務(wù)1網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)任務(wù)引入小朱剛?cè)ス緦?shí)習(xí)，公司給他配了電腦需要聯(lián)網(wǎng)，領(lǐng)導(dǎo)讓他自己去壓條網(wǎng)線(xiàn)，作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的網(wǎng)線(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)中的作用是什么？網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)都有哪些種類(lèi)，適用范圍有哪些？同軸電纜、雙絞線(xiàn)、光纖及無(wú)線(xiàn)信道各自的使用場(chǎng)景有哪些？知識(shí)準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中可以使用各種傳輸介質(zhì)來(lái)組成物理信道，如圖所示。這些傳輸介質(zhì)的特性不同，因而使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同，應(yīng)用的場(chǎng)合也不同。下面簡(jiǎn)要介紹各種常用的傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)。一、傳輸介質(zhì)的主要類(lèi)型終端可以產(chǎn)生、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)是終端建立通信的媒介，終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立連接。用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的載體稱(chēng)為介質(zhì)，網(wǎng)絡(luò)可以使用各種介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括物理線(xiàn)纜，無(wú)線(xiàn)電波等。網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)二、同軸電纜同軸電纜的芯線(xiàn)為銅質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)，外包一層絕緣材料，再外面是由細(xì)銅絲組成的網(wǎng)狀外導(dǎo)體，最外面加一層絕緣塑料保護(hù)層，如圖所示。芯線(xiàn)與網(wǎng)狀導(dǎo)體同軸，故名同軸電纜。同軸電纜的這種結(jié)構(gòu)，使它具有高帶寬和極好的噪聲抑制特性。同軸電纜是一種早期使用的傳輸介質(zhì)，同軸電纜的標(biāo)準(zhǔn)分為兩種，詳細(xì)信息如下表：三、雙絞線(xiàn)雙絞線(xiàn)由粗約1mm的互相絕緣的一對(duì)銅導(dǎo)線(xiàn)絞扭在一起組成，對(duì)稱(chēng)均勻地絞扭可以減少線(xiàn)對(duì)之間的電磁干擾。這種雙絞線(xiàn)大量使用在傳統(tǒng)的電話(huà)系統(tǒng)中，適用于短距離傳輸，若超過(guò)幾千米，就要加入中繼器。在局域網(wǎng)中可以使用雙絞線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)，如果選用高質(zhì)量的芯線(xiàn)，采用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)和接收技術(shù)，安裝時(shí)避開(kāi)噪聲源，在幾百米之內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率可達(dá)每秒兒十兆位。雙絞線(xiàn)分為屏蔽雙絞線(xiàn)和無(wú)屏蔽雙絞線(xiàn)，如圖所示。常用的無(wú)屏蔽雙絞線(xiàn)電纜（UnshieldedTwistedPair，UTP）由不同顏色的（橙、綠、藍(lán)、棕）4對(duì)雙絞線(xiàn)組成。屏蔽雙絞線(xiàn)（ShieldedTwistedPair，STP）電纜的外層由鋁箔包裹著，價(jià)格相對(duì)高一些，并且需要支持屏蔽功能的特殊連接器和適當(dāng)?shù)陌惭b技術(shù)，但是傳輸速率比相應(yīng)的無(wú)屏蔽雙絞線(xiàn)高，表為雙絞線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。四、光纖光纖由能傳送光波的超細(xì)玻璃纖維制成，外包一層比玻璃折射率低的材料，如圖所示。進(jìn)入光纖的光波在兩種材料的界面上形成全反射，從而不斷地向前傳播，如圖所示。光纖信道中的光源可以是發(fā)光二極管（LightEmittingDiode，LED）或注入式激光二極管InjectionLaserDiode，ILD）。

光纖光纖的傳輸原理

光纖環(huán)網(wǎng)五、無(wú)線(xiàn)信道前面提到的由雙絞線(xiàn)、同軸電纜和光纖等傳輸介質(zhì)組成的信道可統(tǒng)稱(chēng)為有線(xiàn)信道。這里要講到的信道都是通過(guò)空間傳播信號(hào)，稱(chēng)之為無(wú)線(xiàn)信道。無(wú)線(xiàn)信道包括微波、紅外和短波信道，下面簡(jiǎn)略介紹這3種信道的特點(diǎn)。微波通信系統(tǒng)可分為地面微波系統(tǒng)和衛(wèi)星微波系統(tǒng)，兩者的功能相似，但通信能力有很大的差別。地面微波系統(tǒng)由視距范圍內(nèi)的兩個(gè)互相對(duì)準(zhǔn)方向的拋物面天線(xiàn)組成，長(zhǎng)距離通信則需要多個(gè)中繼站組成微波中繼鏈路。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用地面微波系統(tǒng)可以擴(kuò)展有線(xiàn)信道的連通范圍，例如在大樓頂上安裝微波天線(xiàn)，使得兩個(gè)大樓中的局域網(wǎng)互相連通，這可能比挖地溝埋電纜的花費(fèi)更少，如圖所示。微波通信系統(tǒng)紅外傳輸任務(wù)2網(wǎng)卡任務(wù)引入小朱網(wǎng)線(xiàn)做好了，下一步是把網(wǎng)線(xiàn)插到網(wǎng)卡上，無(wú)論是連接雙絞線(xiàn)、同軸電纜還是光纖，都必須借助于網(wǎng)卡才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。那么什么是網(wǎng)卡，網(wǎng)卡的工作原理是什么？網(wǎng)卡又有哪些種類(lèi)呢？我們?cè)诮M網(wǎng)時(shí)究竟選用哪種網(wǎng)卡呢？知識(shí)準(zhǔn)備網(wǎng)卡（NIC，NetworkInterfaceCard）又稱(chēng)為“網(wǎng)絡(luò)適配器”。網(wǎng)卡是局域網(wǎng)中最基本的部件之一，它是連接計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備。網(wǎng)卡的功能主要包括以下幾點(diǎn)。（1）代表固定的網(wǎng)絡(luò)地址

（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（3）數(shù)據(jù)的封裝與解封（4）鏈路管理（5）編碼與譯碼

MAC地址的結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)卡的工作原理網(wǎng)卡工作在開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型的最低兩層，即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。物理層定義了數(shù)據(jù)傳送與接收所需要的電與光信號(hào)、線(xiàn)路狀態(tài)、時(shí)鐘基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼和電路等，并向數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口。物理層的芯片稱(chēng)為PHY，數(shù)據(jù)鏈路層則提供尋址機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)幀的構(gòu)建、數(shù)據(jù)差錯(cuò)檢查、傳送控制、向網(wǎng)絡(luò)層提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口等功能。以太網(wǎng)卡中數(shù)據(jù)鏈路層的芯片稱(chēng)為MAC控制器。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)卡首先偵聽(tīng)介質(zhì)上是否有載波，如果有，則認(rèn)為其他站點(diǎn)正在傳送信息，繼續(xù)偵聽(tīng)介質(zhì)。一旦通信介質(zhì)在一定時(shí)間段內(nèi)是安靜的，即沒(méi)有被其他站點(diǎn)占用，則開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)幀發(fā)送，同時(shí)繼續(xù)偵聽(tīng)通信介質(zhì)，以檢測(cè)沖突。在發(fā)送數(shù)據(jù)期間，如果檢測(cè)到?jīng)_突，則立即停止該次發(fā)送，并向介質(zhì)發(fā)送一個(gè)“阻塞”信號(hào)，告知其他站點(diǎn)已經(jīng)發(fā)生沖突，從而丟棄那些可能一直在接收的受到損壞的數(shù)據(jù)幀，并等待一段隨機(jī)時(shí)間。在等待一段隨機(jī)時(shí)間后，再進(jìn)行新的發(fā)送。如果重傳多次后（大于16次）仍發(fā)生沖突，就放棄發(fā)送。接收數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)卡瀏覽介質(zhì)上傳輸?shù)拿總€(gè)幀，如果其長(zhǎng)度小于64字節(jié)，則認(rèn)為是沖突碎片。如果接收到的幀不是沖突碎片且目的地址是本地地址，則對(duì)幀進(jìn)行完整性校驗(yàn)，如果幀長(zhǎng)度大于1518字節(jié)或未能通過(guò)CRC校驗(yàn)，則認(rèn)為該幀發(fā)生了畸變。通過(guò)校驗(yàn)的幀被認(rèn)為是有效的，網(wǎng)卡將它接收下來(lái)進(jìn)行本地處理。二、網(wǎng)卡的分類(lèi)從工作方式上來(lái)看。網(wǎng)卡大致可分為5類(lèi)。（1）主CPU用IN和OUT指令對(duì)網(wǎng)卡的10端口尋址并交換數(shù)據(jù)。（2）網(wǎng)卡采用共享內(nèi)存方式，即CPU使用MOV指令直接對(duì)內(nèi)存和網(wǎng)卡緩沖區(qū)尋址。（3）網(wǎng)卡采用DMA方式，ISR通過(guò)CPU對(duì)DMA控制器編程，DMA控制器一般在系統(tǒng)主板上，有的網(wǎng)卡也內(nèi)置DMA控制器。（4）主總線(xiàn)網(wǎng)卡能夠裁決系統(tǒng)總線(xiàn)控制權(quán)，并對(duì)網(wǎng)卡和系統(tǒng)內(nèi)存尋址，LAN控制權(quán)裁決總線(xiàn)控制權(quán)后，以成組方式將數(shù)據(jù)傳向系統(tǒng)內(nèi)存，IRQ調(diào)用LAN驅(qū)動(dòng)程序ISR，由ISR完成數(shù)據(jù)幀處理，并同高層協(xié)議一起協(xié)調(diào)接收和發(fā)送操作，這種網(wǎng)卡由于有較高的數(shù)據(jù)傳輸能力，常常省去了自身的緩沖區(qū)。（5）智能網(wǎng)卡中有CPU、RAM，ROM及較大的緩沖區(qū)。從總線(xiàn)類(lèi)型上來(lái)看，網(wǎng)卡大致可分為5類(lèi)。（1）ISA總線(xiàn)網(wǎng)卡。（2）PCI總線(xiàn)網(wǎng)卡.PCI總線(xiàn)外部設(shè)備互連適配卡具有4位總線(xiàn)主控器。（3）PCI-E總線(xiàn)網(wǎng)卡。（4）USB接口網(wǎng)卡。（5）PCMCIA接口網(wǎng)卡。三、網(wǎng)卡選型網(wǎng)卡看似一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它的作用卻是決定性的。加上目前網(wǎng)卡品牌、規(guī)格繁多，稍不留意，很可能所購(gòu)買(mǎi)的網(wǎng)卡根本就用不上，或者質(zhì)量太差，用得不稱(chēng)心。如果網(wǎng)卡性能不好，其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能再好也無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果。選擇網(wǎng)卡時(shí)一般需要考慮以下幾個(gè)因素。（1）網(wǎng)卡的材質(zhì)和制作工藝（2）產(chǎn)品品牌（3）網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型（4）計(jì)算機(jī)插槽總線(xiàn)類(lèi)型（5）使用環(huán)境（a）RJ45端口網(wǎng)卡

（b）光纖端口網(wǎng)卡

（c）雙端口網(wǎng)卡網(wǎng)卡實(shí)物圖任務(wù)3交換機(jī)任務(wù)引入小朱把網(wǎng)線(xiàn)一端插入網(wǎng)卡，另一端還要接入交換機(jī)，交換機(jī)是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法將需要傳輸?shù)男畔魉偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)的工作原理是什么？交換機(jī)用的協(xié)議又有哪些？交換機(jī)有哪些種類(lèi)？我們?cè)诮M網(wǎng)時(shí)究竟選用哪種交換機(jī)？知識(shí)準(zhǔn)備交換機(jī)是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法將需要傳輸?shù)男畔魉偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)對(duì)于因第一次發(fā)送到目的地址不成功的數(shù)據(jù)包，會(huì)再次對(duì)所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)泛洪該數(shù)據(jù)包，同時(shí)交換機(jī)會(huì)記錄下源MAC地址到自己的地址表中，于是，就通過(guò)這樣的泛洪的方法記錄出所有連接在其上的主機(jī)MAC地址。一、交換機(jī)的工作原理要明白交換機(jī)的基本工作原理，最重要的是要理解“共享”（Share）和“交換”（Switch）這兩個(gè)概念。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換概念的提出是對(duì)共享工作模式的改進(jìn)。在共享式網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)同一個(gè)局域網(wǎng)中的A主機(jī)向B主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式進(jìn)行傳輸?shù)模瑢?duì)網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送同一信息，然后由每一臺(tái)終端通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭部的地址信息來(lái)確定是否接收該數(shù)據(jù)包。交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線(xiàn)和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有端口都掛接在這條背部總線(xiàn)上。當(dāng)交換機(jī)從某一節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)以太網(wǎng)幀后，將立即在其內(nèi)存中的地址表（端口號(hào)-MAC地址）進(jìn)行查找，以確認(rèn)該目的MAC的網(wǎng)卡連接在哪一個(gè)接口上，然后將該幀轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的接口。如果在地址表中沒(méi)有找到該MAC地址，也就是說(shuō)，該目的MAC地址是首次出現(xiàn)的，交換機(jī)就將該數(shù)據(jù)包廣播到所有節(jié)點(diǎn)上。擁有該MAC地址的網(wǎng)卡在接收到該廣播幀后，將立即做出應(yīng)答，從而使交換機(jī)將其節(jié)點(diǎn)的“MAC地址”添加到MAC地址表中。二、生成樹(shù)協(xié)議通常為了能夠保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，在網(wǎng)絡(luò)中會(huì)再接入一臺(tái)交換機(jī)作為冗余，如圖所示。上面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要目的是為了防止單點(diǎn)故障，但是同時(shí)也帶來(lái)了幾個(gè)問(wèn)題。（1）廣播風(fēng)暴（2）多個(gè)幀的復(fù)制問(wèn)題（3）MAC地址庫(kù)不穩(wěn)定

使用STP技術(shù)的冗余網(wǎng)絡(luò)三、交換機(jī)的分類(lèi)由于交換機(jī)具有許多優(yōu)越性，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種類(lèi)型的交換機(jī)，滿(mǎn)足了各種不同應(yīng)用環(huán)境的需求。下面將簡(jiǎn)單介紹交換機(jī)的主流分類(lèi)。（1）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分（2）根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速度劃分（3）根據(jù)交換機(jī)的結(jié)構(gòu)劃分（4）根據(jù)交換機(jī)工作的協(xié)議層劃分四、交換機(jī)的選購(gòu)以上對(duì)交換機(jī)的幾種主流分類(lèi)方法逐個(gè)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，讀者對(duì)交換機(jī)的主要類(lèi)型有了一個(gè)基本的了解，以下將介紹交換機(jī)的主要交換技術(shù)及選購(gòu)注意事項(xiàng)。（1）轉(zhuǎn)發(fā)方式（2）延時(shí)（3）管理功能（4）MAC地址數(shù)（5）背板帶寬（6）交換機(jī)的協(xié)議功能（7）端口（8）光纖解決方案五、交換機(jī)的品牌目前，市場(chǎng)上流行的交換機(jī)有CISCO，3COM、華為、D-LINK，TP-LINK等很多品牌。每種品牌的交換機(jī)都可以使用在不同的環(huán)境下。D-LINK，TP-LINK的交換機(jī)是智能型交換機(jī)，也就是說(shuō)只需將網(wǎng)線(xiàn)插到交換機(jī)上的接口上即可。而CISCO，3COM和華為的交換機(jī)則不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單將網(wǎng)線(xiàn)插到其接口上，還需要在其中進(jìn)行配置。目前，中大型網(wǎng)絡(luò)多數(shù)使用CISCO，3COM和華為的交換機(jī)。在這里讀者可能會(huì)有疑問(wèn)，既然有那種可以直接插上去不用配置的交換機(jī)，人們?yōu)槭裁催€要使用那些需要配置的交換機(jī)呢？在一個(gè)小的網(wǎng)絡(luò)里，工作站的臺(tái)數(shù)不多，流量自然也就不大，這種情況下，無(wú)須對(duì)其流量進(jìn)行規(guī)劃。然而在中大型網(wǎng)絡(luò)中，工作站的臺(tái)數(shù)眾多，流量很大，而帶寬資源有限，在這種情況下，就必須合理地規(guī)劃流量。特別是在一個(gè)擁有語(yǔ)音、視頻等數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)性的，必須要求很小的延遲，當(dāng)流量沒(méi)有經(jīng)過(guò)規(guī)劃，都是滿(mǎn)足FIFO的默認(rèn)傳輸流量的方式，就會(huì)使得這些語(yǔ)音、視頻數(shù)據(jù)無(wú)法得到很好的傳輸。為了能夠解決這些問(wèn)題，在CISCO，3COM和華為的交換機(jī)中就擁有眾多的命令集，通過(guò)配置這些命令，來(lái)使得交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中能夠保證網(wǎng)絡(luò)的Q0s（質(zhì)量服務(wù)）。這個(gè)配置是可以按照管理員的自身意志和目前網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀來(lái)配置的。所以，這種交換機(jī)能夠很好地規(guī)劃一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并且能夠讓網(wǎng)絡(luò)中的流量得到合理分配。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，CISCO，3COM和華為按照OsI七層協(xié)議將交換機(jī)分為兩層交換機(jī)（也就是普通的交換機(jī)）、三層交換機(jī)（帶路由功能的交換機(jī)）和多層交換機(jī)（包括四層交換機(jī)、七層交換機(jī)等），在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，會(huì)將這些交換機(jī)按圖所示進(jìn)行規(guī)劃。任務(wù)4路由器任務(wù)引入小朱的線(xiàn)路連接好了，但是想要從局域網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)廣域網(wǎng)，有個(gè)設(shè)備是必不可少的，那就是路由器，路由器工作在OSI參考模型第三層——網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。路由器通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。雖然路由器可以支持多種協(xié)議（如TCP/IP，IPX/SPX，AppleTalk等協(xié)議），但是絕大多數(shù)路由器都運(yùn)行在TCP/IP的協(xié)議族環(huán)境中。那么路由器的工作原理、路由器的分類(lèi)如何呢？選購(gòu)時(shí)如何了解路由器的主要性能指標(biāo)、及選擇路由器的基本原則是什么呢？選擇核心路由器需要注意的事項(xiàng)又有哪些呢？知識(shí)準(zhǔn)備路由器通常連接兩個(gè)或多個(gè)由IP子網(wǎng)或點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議標(biāo)識(shí)的邏輯端口，至少擁有兩個(gè)物理端口。路由器根據(jù)收到數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡(luò)層地址及路由器內(nèi)部維護(hù)的路由表決定輸出端口，并且重寫(xiě)鏈路層數(shù)據(jù)包頭，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由器通過(guò)動(dòng)態(tài)維護(hù)路由表來(lái)反映當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)上其他路由器交換路由和鏈路信息來(lái)維護(hù)路由表。路由器的基本功能如下。（1）網(wǎng)絡(luò)互連：路由器支持各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口，主要用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互相通信。（2）數(shù)據(jù)處理：提供包括分組過(guò)濾、分組轉(zhuǎn)發(fā)、優(yōu)先級(jí)控制、數(shù)據(jù)復(fù)用、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮和防火墻等功能。（3）網(wǎng)絡(luò)管理：路由器具有包括路由器配置管理、性能管理、容錯(cuò)管理和流量控制等功能。一、路由器的工作原理路由器在局域網(wǎng)中用來(lái)互連各個(gè)子網(wǎng)，同時(shí)隔離廣播和介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)沖突。正如前面所介紹的，路由器將一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)子網(wǎng)，以保證子網(wǎng)內(nèi)通信流量的局域性，屏蔽其他子網(wǎng)無(wú)關(guān)的流量，進(jìn)而更有效地利用帶寬。對(duì)于那些需要前往其他子網(wǎng)和離開(kāi)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)前往其他網(wǎng)絡(luò)的流量，路由器提供必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。通過(guò)圖來(lái)解釋路由器的工作原理。路由器的工作流程如圖所示。在圖中，主機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)MAC地址指向路由器，數(shù)據(jù)幀發(fā)往路由器。在圖中可以看見(jiàn)，數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)路由器后，數(shù)據(jù)報(bào)會(huì)經(jīng)過(guò)物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、物理層的一系列數(shù)據(jù)處理過(guò)程，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)在路由器中的非線(xiàn)性。圖列出了路由表的構(gòu)造。二、路由器的分類(lèi)（1）從性能高低上劃分，可將路由器分為高、中、低端路由器。（2）從結(jié)構(gòu)上劃分，可將路由器分為“模塊化路由器”和“非模塊化路由器”。（3）從功能上劃分，可將路由器分為“骨干級(jí)路由器”、“企業(yè)級(jí)路由器”和“接入級(jí)路由器（4）根據(jù)所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分，可將路由器分為“邊界路由器”和“中間節(jié)點(diǎn)路由器”。三、路由器的主要性能指標(biāo)路由器具有如下主要性能指標(biāo)。1．路由器的配置（1）接口種類(lèi)：路由器能支持的接口種類(lèi)體現(xiàn)了路由器的通用性。（2）用戶(hù)可用槽數(shù)：該指標(biāo)指模塊化路由器中除CPU板、時(shí)鐘板等必要系統(tǒng)板或系統(tǒng)板專(zhuān)用槽位外用戶(hù)可以使用的插槽數(shù)。（3）CPU：無(wú)論在中低端路由器中還是在高端路由器中，CPU都是路由器的心臟。（4）內(nèi)存：路由器中具有多種內(nèi)存，如Flash，DRAM等。（5）端口密度：該指標(biāo)體現(xiàn)路由器制作的集成度。2．對(duì)協(xié)議的支持（1）對(duì)路由信息協(xié)議（RIP）的支持：（2）對(duì)路由信息協(xié)議版本2（RIPV2）的支持：（3）對(duì)開(kāi)放的最短路徑優(yōu)先協(xié)議版本2（OSPFv2）的支持：（4）對(duì)“中間系統(tǒng)-中間系統(tǒng)”（Is-Is）協(xié)議的支持：（5）對(duì)邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP4）的支持：（6）對(duì)802.3，802.1Q的支持：（7）對(duì)IPv6的支持：（8）對(duì)IP以外協(xié)議的支持：（9）對(duì)PPP與MLPPP的支持：（10）對(duì)PPPOE的支持：

3．組播支持Internet組管理協(xié)議（IGMP）運(yùn)行于主機(jī)和與主機(jī)直接相連的組播路由器之間，是IP主機(jī)用來(lái)報(bào)告多址廣播組成員身份的協(xié)議。4．VPN支持虛擬專(zhuān)用網(wǎng)（VirtualPrivateNetwork，VPN）是一條穿過(guò)公用網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定的隧道。5．全雙工線(xiàn)速轉(zhuǎn)發(fā)能力路由器最基本且最重要的功能就是數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。6．吞吐量（1）設(shè)備吞吐量：設(shè)備吞吐量指設(shè)備整機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)能力。路由器的工作在于根據(jù)IP包頭或MPLS標(biāo)記進(jìn)行選路。設(shè)備吞吐量通常不小于路由器所有端口吞吐量之和。（2）端口吞吐量：端口吞吐量是指端口包轉(zhuǎn)發(fā)能力，通常使用packet/s（包每秒）來(lái)衡量，它是路由器在某端口上的包轉(zhuǎn)發(fā)能力。7．背靠背幀數(shù)背靠背幀數(shù)是指以最小幀間隔發(fā)送最多數(shù)據(jù)包不引起丟包時(shí)的數(shù)據(jù)包數(shù)量。8．背板能力背板能力是路由器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。9．丟包率丟包率是指測(cè)試中所丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送數(shù)據(jù)包的比例，通常在吞吐量范圍內(nèi)測(cè)試。10．時(shí)延時(shí)延是指從數(shù)據(jù)包第一個(gè)比特進(jìn)入路由器到最后一比特從路由器輸出的時(shí)間間隔。11．時(shí)延抖動(dòng)時(shí)延抖動(dòng)是指時(shí)延變化。12．無(wú)故障工作時(shí)間該指標(biāo)按照統(tǒng)計(jì)方式指出設(shè)備無(wú)故障工作的時(shí)間。13．路由表能力路由器通常依靠所建立及維護(hù)的路由表來(lái)決定如何轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。14．支持Qos能力Qos（服務(wù)質(zhì)量）是用來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問(wèn)題的一種技術(shù)。四、選擇路由器的基本原則選擇路由器要注意兩大基本原則。1．制造商的技術(shù)能力目前，國(guó)內(nèi)的路由器市場(chǎng)除了老牌的國(guó)外廠商之外，涌現(xiàn)了很多國(guó)產(chǎn)品牌，如華為、銳捷等。2．滿(mǎn)足自身的需求選擇路由器時(shí)，要符合自身的需求，具體表現(xiàn)為以下5個(gè)原則。（1）實(shí)用性原則：采用成熟的、經(jīng)實(shí)踐證明其實(shí)用性的技術(shù)。這既能滿(mǎn)足現(xiàn)行業(yè)務(wù)的需求，又能適應(yīng)3~5年的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。（2）可靠性原則：要盡量選擇可靠性高的路由器產(chǎn)品，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。（3）先進(jìn)性原則：所選擇的路由器應(yīng)支持VLAN劃分技術(shù)、HSRP（熱備份路由協(xié)議）技術(shù)、OSPF等協(xié)議，保證網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能和路由快速收斂性，抑制局域網(wǎng)內(nèi)廣播風(fēng)暴，減少數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)。（4）擴(kuò)展性原則：在業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的情況下，路由系統(tǒng)可以不斷升級(jí)和擴(kuò)充，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（5）性?xún)r(jià)比：不要盲目追求高性能產(chǎn)品，要購(gòu)買(mǎi)適合自身需求的產(chǎn)品。五、選擇核心路由器需要注意的事項(xiàng)核心路由器的系統(tǒng)交換能力與處理能力是區(qū)別于一般路由器的重要體現(xiàn)。目前，核心路由器的背板交換能力應(yīng)達(dá)到40Gbps以上，同時(shí)，系統(tǒng)即使暫時(shí)不提供OC-192/STM-64接口，也必須將來(lái)在無(wú)須對(duì)現(xiàn)有接口卡和通用部件升級(jí)的情況下支持該接口。在設(shè)備處理能力方面，當(dāng)系統(tǒng)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，所有接口應(yīng)該能夠以線(xiàn)速處理短包，同時(shí)，核心路由器的交換矩陣應(yīng)該能夠無(wú)阻塞地以線(xiàn)速處理所有接口的交換，且與流量的類(lèi)型無(wú)關(guān)。選擇核心路由器最需要注意的就是路由器的可靠性和可用性。在核心路由器技術(shù)規(guī)范中，核心路由器的可靠性應(yīng)達(dá)到以下要求。（1）系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到或超過(guò)99.999%的可用性。（2）無(wú)故障連續(xù)工作時(shí)間：MTBF>10萬(wàn)小時(shí)。（3）故障恢復(fù)時(shí)間：系統(tǒng)故障恢復(fù)時(shí)間<30min。（4）系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)保護(hù)切換功能。主備用切換時(shí)間應(yīng)小于50ms。（5）SDH和ATM接口應(yīng)具有自動(dòng)保護(hù)切換功能，切換時(shí)間應(yīng)小于50ms。（6）要求設(shè)備具有高可靠性和高穩(wěn)定性。主處理器、主存儲(chǔ)器、交換矩陣、電源、總線(xiàn)仲裁器和管理接口等系統(tǒng)主要部件應(yīng)具有熱備份冗余。線(xiàn)卡要求m+n備份并提供遠(yuǎn)端測(cè)試診斷功能。（7）系統(tǒng)必須不存在單故障點(diǎn)。任務(wù)5服務(wù)器任務(wù)引入小朱的設(shè)備可以聯(lián)網(wǎng)了，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上最重要的設(shè)備——服務(wù)器，也是應(yīng)該了解的。服務(wù)器指的是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行相應(yīng)的應(yīng)用軟件，為網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)提供共享信息資源和服務(wù)的設(shè)備。服務(wù)器的構(gòu)成與微機(jī)基本相似，有處理器、硬盤(pán)、內(nèi)存、系統(tǒng)總線(xiàn)等，但服務(wù)器是針對(duì)具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特別制定的，因而與微機(jī)在處理能力、穩(wěn)定性、可靠性、安全性、可擴(kuò)展性、可管理性等方面存在很大的差異。通常情況下，服務(wù)器比客戶(hù)機(jī)擁有更強(qiáng)的處理能力、更多的內(nèi)存和硬盤(pán)空間。服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不僅可以管理網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，還可以管理用戶(hù)、用戶(hù)組、安全和應(yīng)用程序。那么服務(wù)器的分類(lèi)、選購(gòu)有哪些需要注意的呢？服務(wù)器的一些技術(shù)細(xì)節(jié)又有哪些呢？知識(shí)準(zhǔn)備一、服務(wù)器的特性服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的中樞和信息化的核心，具有高性能、高可靠性、高可用性、I/O吞吐能力強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)管理能力強(qiáng)等特點(diǎn)。1．可用性服務(wù)器的可用性（Usability）指的是服務(wù)器應(yīng)該具有高可靠性和高穩(wěn)定性，不要頻繁出現(xiàn)死機(jī)、故障和停機(jī)待修現(xiàn)象。2．可擴(kuò)展性服務(wù)器的可擴(kuò)展性指的是服務(wù)器的硬件配置可以根據(jù)需要靈活配置，如內(nèi)存、適配器、硬盤(pán)和處理器等由于不同時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)配置可能會(huì)發(fā)生變化，所以服務(wù)器的硬件配置也要隨之改變。3.可管理性服務(wù)器的可管理性指的是服務(wù)器具有非常高的可管理性能，從而為用戶(hù)提供十分方便、及時(shí)的網(wǎng)絡(luò)管理，服務(wù)器的可管理性包括硬件和軟件方面的管理，但主要是軟件方面的管理。4．可利用性服務(wù)器的可利用性是從服務(wù)器的處理能力上來(lái)說(shuō)的，因?yàn)榉?wù)器所要承擔(dān)的負(fù)荷比較重，要面向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，所以要求服務(wù)器具有較高的運(yùn)算處理能力和處理效率。二、服務(wù)器的分類(lèi)服務(wù)器發(fā)展到今天，可以適應(yīng)各種不同功能、不同環(huán)境的服務(wù)器不斷地涌現(xiàn)，分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)也變得多樣化，主要有如下幾種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。按應(yīng)用層次進(jìn)行劃分，服務(wù)器可以分為入門(mén)級(jí)服務(wù)器、工作組級(jí)服務(wù)器、部門(mén)級(jí)服務(wù)器和企業(yè)級(jí)服務(wù)器4類(lèi)。按處理器架構(gòu)進(jìn)行劃分，可以分為x86，IA-64，RISC等幾種架構(gòu)。如果按服務(wù)器的處理器所采用的指令系統(tǒng)劃分，可以把服務(wù)器分為CISC架構(gòu)服務(wù)器、RISC架構(gòu)服務(wù)器和VLIW架構(gòu)服務(wù)器3種。服務(wù)器按用途進(jìn)行劃分，可分為通用型服務(wù)器和專(zhuān)用型服務(wù)器兩類(lèi)。按服務(wù)器的機(jī)箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，可以把服務(wù)器劃分為“臺(tái)式服務(wù)器”、“機(jī)架式服務(wù)器”、“機(jī)柜式服務(wù)器”和“刀片式服務(wù)器"4類(lèi)。三、服務(wù)器的選擇服務(wù)器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，如何選擇與本網(wǎng)規(guī)模相適應(yīng)的服務(wù)器，是決策者和技術(shù)人員都需要考慮的問(wèn)題。下面是配置采購(gòu)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器需要注意的幾點(diǎn)。1．性能要穩(wěn)定為了保證網(wǎng)絡(luò)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所選擇的服務(wù)器首先要確保穩(wěn)定，因?yàn)橐粋€(gè)性能不穩(wěn)定的服務(wù)器，即使配置再高、技術(shù)再先進(jìn)，也不能保證網(wǎng)絡(luò)能正常工作，后果嚴(yán)重的話(huà)可能還會(huì)給使用者造成難以估計(jì)的損失。2．以夠用為準(zhǔn)則由于本身的信息資源以及資金實(shí)力有限，不可能一次性投入太多的經(jīng)費(fèi)去采購(gòu)檔次很高或技術(shù)很先進(jìn)的服務(wù)器。3．應(yīng)考慮擴(kuò)展性由于網(wǎng)絡(luò)處于不斷發(fā)展之中，快速增長(zhǎng)的應(yīng)用不斷地對(duì)服務(wù)器的性能提出新的要求，為了減少更新服務(wù)器帶來(lái)的額外開(kāi)銷(xiāo)和對(duì)工作的影響，服務(wù)器應(yīng)當(dāng)具有較高的可擴(kuò)展性，可以及時(shí)調(diào)整配置來(lái)適應(yīng)發(fā)展。4．便于操作和管理所謂便于操作和管理，指的是采用相應(yīng)的技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性能，簡(jiǎn)化管理因素和降低維護(hù)費(fèi)用成本。5．滿(mǎn)足特殊要求不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用其側(cè)重點(diǎn)不同，對(duì)服務(wù)器性能的要求也不一樣。6．配件搭配合理為了能使服務(wù)器更高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，要確保所購(gòu)買(mǎi)的服務(wù)器的內(nèi)部配件的性能必須合理搭配。四、服務(wù)器的技術(shù)細(xì)節(jié)服務(wù)器的技術(shù)非常復(fù)雜，在這里只是針對(duì)一些較為簡(jiǎn)單的專(zhuān)用服務(wù)器的技術(shù)細(xì)節(jié)展開(kāi)論述。其中，包括了硬件元余技術(shù)、熱插拔技術(shù)、雙處理技術(shù)、對(duì)稱(chēng)多處理技術(shù)、RISC和CISC處理架構(gòu)技術(shù)、I2C串行總線(xiàn)技術(shù)、智能輸入輸出技術(shù)和智能管理技術(shù)等1，RISC和CISC處理架構(gòu)技術(shù)所謂的RISC，其全稱(chēng)ReducedInstructionSetComputing，又稱(chēng)為精簡(jiǎn)指令集計(jì)算。而CISC的全稱(chēng)為ComplexInstructinoSetComputer，又稱(chēng)復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)。它們都是服務(wù)器處理器的指令系統(tǒng)執(zhí)行方式，通常被稱(chēng)為服務(wù)器處理器架構(gòu)技術(shù)。RISC指令架構(gòu)技術(shù)以IBM，HP和SUN公司的RISC服務(wù)器為代表，而CISC則是以Intel的IA處理器為代表。1．對(duì)稱(chēng)多處理技術(shù)對(duì)稱(chēng)多處理技術(shù)又稱(chēng)SymmetricalMuti-Processing，簡(jiǎn)稱(chēng)SMP技術(shù)。2．雙處理技術(shù)雙處理技術(shù)（DualProcessor，簡(jiǎn)稱(chēng)DP）支持兩個(gè)處理器，在中低檔服務(wù)器更多的是采用DP技術(shù)。3．12C總線(xiàn)技術(shù)12C（Inter-IntegratedCircuit，即：內(nèi)部集成電路）總線(xiàn)技術(shù)是由菲利晉公司開(kāi)發(fā)的一種串行總線(xiàn)，是一種具有多端控制能力的雙線(xiàn)雙向串行數(shù)據(jù)總線(xiàn)系統(tǒng)。4．智能監(jiān)控管理技術(shù)智能監(jiān)控技術(shù)不是一個(gè)單一的服務(wù)器技術(shù)，它是一系列智能管理技術(shù)的總稱(chēng)，包括了應(yīng)急管理端口（EMP），Intel服務(wù)器管理（ISC）、智能平臺(tái)管理接口（IPMI）和簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）5．智能輸入/輸出技術(shù)智能輸入/輸出技術(shù)把任務(wù)分配給智能10系統(tǒng)，在這些子系統(tǒng)中，專(zhuān)用的10處理器將承擔(dān)中斷處理、緩沖存取以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)确爆嵉娜蝿?wù)，從而使得系統(tǒng)的吞吐能力得到很大的提高。6．硬件冗余技術(shù)硬件冗余技術(shù)能夠很好地保證服務(wù)器安全有效地運(yùn)行，其中包括了單機(jī)容錯(cuò)冗余技7．熱插拔技術(shù)熱插拔技術(shù)也就是指可以在系統(tǒng)帶電的情況下對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行插拔操作。項(xiàng)目總結(jié)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

實(shí)戰(zhàn)一雙絞線(xiàn)的制作（常用568B）EIA/TIA的布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩種雙絞線(xiàn)的線(xiàn)序568A與568B，其中標(biāo)準(zhǔn)568A的線(xiàn)序?yàn)椋壕G白—1綠—2橙白—3藍(lán)—4藍(lán)白—5橙—6棕白—7棕—8；標(biāo)準(zhǔn)568B的線(xiàn)序?yàn)椋撼劝住?橙—2綠白—3藍(lán)—4藍(lán)白—5綠—6棕白—7棕—8，如圖所示。1．制作方法（1）直通線(xiàn)（兩頭線(xiàn)序都遵循T568B）；（2）交叉線(xiàn)（一頭遵循T568B，另一頭遵循T568A）相同設(shè)備交叉線(xiàn)，不同設(shè)備直通線(xiàn)，由于現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均能自適應(yīng)交叉線(xiàn)和直通線(xiàn)，幫在實(shí)際工程中，一般都采用直通線(xiàn)來(lái)連接；（3）雙絞線(xiàn)的制作步驟：剝線(xiàn)、理線(xiàn)、插線(xiàn)、壓線(xiàn)、測(cè)試。2．雙絞線(xiàn)的制作步驟（1）剝線(xiàn)（2）插線(xiàn)3．測(cè)試測(cè)試時(shí)將雙絞線(xiàn)兩端的水晶頭分別插入主測(cè)試儀和遠(yuǎn)程測(cè)試端的RJ-45端口，將開(kāi)關(guān)開(kāi)至“ON”(S為慢速檔)，主機(jī)指示燈從1至8逐個(gè)順序閃亮。測(cè)試直通線(xiàn)燈亮順序：1－12－23－34－45－56－67－78－8。不標(biāo)準(zhǔn)的做法：思考與練習(xí)1、簡(jiǎn)述網(wǎng)卡的基本工作原理。2、交換和路由的主要區(qū)別有哪些？3、簡(jiǎn)述交換機(jī)和集線(xiàn)器的主要區(qū)別。4、什么是智能輸入/輸出技術(shù)？5，練習(xí)題假如你的一位朋友是一家公司的老板，擁有員工50多人，并設(shè)立了6個(gè)部門(mén)。目前公司希望建立自己的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在公司的各部門(mén)之間形成不同的子網(wǎng)，同時(shí)公司又要建立共享的Mail和文件服務(wù)器。請(qǐng)運(yùn)用本章的知識(shí)，向身邊的朋友解釋要實(shí)現(xiàn)這樣的網(wǎng)絡(luò)所需要的主要設(shè)備有哪些，如何選擇合適的設(shè)備。請(qǐng)針對(duì)這些問(wèn)題給你的朋友寫(xiě)封郵件，談?wù)勀愕慕ㄗh。項(xiàng)目三

局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)任務(wù)1局域網(wǎng)簡(jiǎn)介任務(wù)2局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)任務(wù)3局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)4擴(kuò)展的局域網(wǎng)任務(wù)5無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)任務(wù)1局域網(wǎng)簡(jiǎn)介任務(wù)引入小東學(xué)校機(jī)房一個(gè)屋子電腦組成一個(gè)局域網(wǎng)，宿舍幾臺(tái)筆記本也組成了局域網(wǎng)，老師不同的辦公室之間也可以組成局域網(wǎng)，那么常見(jiàn)的局域網(wǎng)有哪些？局域網(wǎng)的基本組成及技術(shù)特點(diǎn)都是什么呢？知識(shí)準(zhǔn)備一、局域網(wǎng)的基本組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由通信電纜或無(wú)線(xiàn)電波連接的計(jì)算機(jī)、打印設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件的集合。根據(jù)其距離和復(fù)雜性，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分成3類(lèi)：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，簡(jiǎn)稱(chēng)LAN）是一組計(jì)算機(jī)和其他硬件設(shè)備，在物理地址上彼此相隔不遠(yuǎn)，以允許用戶(hù)以相互通信和共享諸如打印機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之類(lèi)的計(jì)算資源的方式互聯(lián)在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。局域網(wǎng)提供了物理距離幾千米以?xún)?nèi)網(wǎng)站（計(jì)算機(jī)）的性?xún)r(jià)比理想的連通性，這個(gè)范圍足以覆蓋一座辦公大樓、一個(gè)公司駐地或一座大學(xué)校園。傳統(tǒng)局域網(wǎng)（LocalAreaNetworks，LAN）是分組廣播式網(wǎng)絡(luò)，這是與分組交換式的廣域網(wǎng)的主要區(qū)別。按局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以分為工作站/文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)、客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)和對(duì)等網(wǎng)結(jié)構(gòu)。（1）局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是有線(xiàn)傳輸介質(zhì)；一類(lèi)是無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)。（2）網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器即網(wǎng)絡(luò)接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），簡(jiǎn)稱(chēng)網(wǎng)卡，網(wǎng)卡是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的重要設(shè)備，在局域網(wǎng)系統(tǒng)中，互聯(lián)起來(lái)的每個(gè)端設(shè)備上都有網(wǎng)卡，其作用是為工作站與網(wǎng)絡(luò)間提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，為工作站與網(wǎng)絡(luò)建立邏輯和物理鏈路。（3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的共享設(shè)備，同時(shí)負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)和文件管理、打印、通信等標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。服務(wù)器是局域網(wǎng)中的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)部分或全部網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的控制管理。（4）用戶(hù)工作站工作站也叫客戶(hù)機(jī)，是網(wǎng)絡(luò)的前端窗口，是局域網(wǎng)上的各種用戶(hù)和終端設(shè)備的通稱(chēng)，用戶(hù)通過(guò)運(yùn)行前端的應(yīng)用程序來(lái)獲得網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的服務(wù)，并訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的共享資源。二、局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)局域網(wǎng)是短距離工作的網(wǎng)絡(luò)，其主要特點(diǎn)包括如下幾個(gè)方面。范圍有限，用戶(hù)個(gè)數(shù)有限，僅用于作為辦公室、工廠、學(xué)校等的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)；通信距離通常為0.1～25km。高傳輸速率，一般為1～100Mb/s，光纖高速網(wǎng)的傳輸速率可高達(dá)1000Mb/s～10Gb/s。傳輸質(zhì)量好，誤碼率低，一般可達(dá)10-8～10-11。傳輸介質(zhì)較多，既可使用通信線(xiàn)路（如電話(huà)線(xiàn)），又可使用專(zhuān)門(mén)的線(xiàn)路（例如同軸電纜、光纖、雙絞線(xiàn)等）。局域網(wǎng)側(cè)重于共享信息的處理，而廣域網(wǎng)側(cè)重于共享位置準(zhǔn)確無(wú)誤及傳輸?shù)陌踩浴Ｒ子诎惭b和維護(hù)。局域網(wǎng)的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)獲得更充分地發(fā)揮，在很短的時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就深入到各個(gè)領(lǐng)域。因此，局域網(wǎng)技術(shù)是目前非常活躍的技術(shù)領(lǐng)域，各種局域網(wǎng)層出不窮，并得到廣泛地應(yīng)用，極大地推進(jìn)了信息化社會(huì)的發(fā)展。盡管局域網(wǎng)是最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，但這并不意味著它們必定是小型的或簡(jiǎn)單的，局域網(wǎng)可以變得相當(dāng)龐大或復(fù)雜，具有成百上千個(gè)用戶(hù)的局域網(wǎng)也是很常見(jiàn)的。任務(wù)2局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)任務(wù)引入小東了解了局域網(wǎng)的基本組成及局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)，局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)都是什么呢？總線(xiàn)拓?fù)?、環(huán)形拓?fù)?、星型拓?fù)浼熬W(wǎng)狀拓?fù)涠际鞘裁唇Y(jié)構(gòu)？知識(shí)準(zhǔn)備一、總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)（如圖（a）所示）是一種多點(diǎn)廣播介質(zhì)，所有的站點(diǎn)都通過(guò)接口硬件連接到總線(xiàn)上。工作站發(fā)出的數(shù)據(jù)組織成幀，數(shù)據(jù)幀沿著總線(xiàn)向兩端傳播，到達(dá)末端的信號(hào)被終端匹配器吸收。數(shù)據(jù)幀中含有源地址和目標(biāo)地址，每個(gè)工作站都監(jiān)視總線(xiàn)上的信號(hào)，并復(fù)制發(fā)給自己的數(shù)據(jù)幀。由于總線(xiàn)是共享介質(zhì)，多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)發(fā)生沖突，因而需要一種分解沖突的介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議。傳統(tǒng)的輪詢(xún)方式不適合分布式控制，總線(xiàn)網(wǎng)的研究者開(kāi)發(fā)了一種分布式競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送的訪(fǎng)問(wèn)控制方法，本章將介紹這種協(xié)議。適用于總線(xiàn)型拓?fù)涞膫鬏斀橘|(zhì)主要是同軸電纜，分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，這兩種傳輸介質(zhì)的比較如表所示。局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）基帶系統(tǒng)（2）寬帶系統(tǒng)寬帶系統(tǒng)的兩種配置二、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)溆梢幌盗惺孜蚕嘟拥闹欣^器組成，每個(gè)中繼器連接一個(gè)工作站（如圖（b）所示）。中繼器是一種簡(jiǎn)單的設(shè)備，它能從一端接收數(shù)據(jù)，然后在另一端發(fā)出數(shù)據(jù)。整個(gè)環(huán)路是單向傳輸?shù)摹９ぷ髡景l(fā)出的數(shù)據(jù)組織成幀。在數(shù)據(jù)頓的幀頭部分含有源地址和目的地址字段，以及其他控制信息。數(shù)據(jù)幀在環(huán)上循環(huán)傳播時(shí)被目標(biāo)站復(fù)制，返回發(fā)送站后被回收。由于多個(gè)站共享環(huán)上的傳輸介質(zhì)，所以需要某種訪(fǎng)問(wèn)邏輯來(lái)控制各個(gè)站的發(fā)送順序。例如，用一種特殊的控制幀-令牌來(lái)代表發(fā)送的權(quán)利，令牌在網(wǎng)上循環(huán)流動(dòng)，誰(shuí)得到令牌就可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀。由于環(huán)網(wǎng)是一系列點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路串接起來(lái)的，所以可使用任何傳輸介質(zhì)。最常用的介質(zhì)是雙絞線(xiàn)，因?yàn)樗鼈儍r(jià)格較低。使用同軸電纜可得到較高的帶寬，而光纖則能提供更大的數(shù)據(jù)速率。三、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)渲杏幸粋€(gè)中心節(jié)點(diǎn)，所有站點(diǎn)都連接到中心節(jié)點(diǎn)上。電話(huà)系統(tǒng)就采用了這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，多終端聯(lián)機(jī)通信系統(tǒng)也是星型結(jié)構(gòu)的例子。中心節(jié)點(diǎn)在星型網(wǎng)絡(luò)中起到了控制和交換的作用，是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備。星型拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)布局如圖（c）所示。用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可以構(gòu)成分組廣播式的局域網(wǎng)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)站都用兩對(duì)專(zhuān)線(xiàn)連接到中心節(jié)點(diǎn)上，一對(duì)用于發(fā)送，一對(duì)用于接收。Hub有兩種形式，一種是有源Hub，另一種是無(wú)源Hub，有源Hub中配置了信號(hào)再生邏輯，這種電路可以接收輸入鏈路上的信號(hào)，經(jīng)再生后向所有輸出鏈路發(fā)送。如果多個(gè)輸出鏈路同時(shí)有信號(hào)輸入，則向所有輸出鏈路發(fā)送沖突信號(hào)。無(wú)源Hub中沒(méi)有信號(hào)再生電路，這種Hub只是把輸入鏈路上的信號(hào)分配到所有的輸出鏈路上。如果使用的介質(zhì)是光纖，則可以把所有的輸入光纖熔焊到玻璃柱的兩端，如圖所示。四、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要指各節(jié)點(diǎn)通過(guò)傳輸線(xiàn)互聯(lián)連接起來(lái)，并且每一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連·網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有較高的可靠性，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)費(fèi)用較高，不易管理和維護(hù)，不常用于局域網(wǎng)。將多個(gè)子網(wǎng)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)構(gòu)成網(wǎng)際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在一個(gè)子網(wǎng)中,集線(xiàn)器、中繼器將多個(gè)設(shè)備連接起來(lái)，而橋接器、路由器及網(wǎng)關(guān)則將子網(wǎng)連接起來(lái)。根據(jù)組網(wǎng)硬件不同,主要有三種網(wǎng)際拓?fù)洌壕W(wǎng)狀網(wǎng)：在一個(gè)大的區(qū)域內(nèi)，用無(wú)線(xiàn)電通信鏈路連接一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)狀網(wǎng)是最好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。主干網(wǎng)：通過(guò)橋接器與路由器把不同的子網(wǎng)或LAN連接起來(lái)形成單個(gè)總線(xiàn)或環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)通常采用光纖做主干線(xiàn)。星狀相連網(wǎng)：利用一些叫做超級(jí)集線(xiàn)器的設(shè)備將網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，由于星型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中任一處的故障都可容易查找并修復(fù)。網(wǎng)狀拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)（1）網(wǎng)絡(luò)可靠性高，一般通信子網(wǎng)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間，存在著兩條或兩條以上的通信路徑，這樣，當(dāng)一條路徑發(fā)生故障時(shí)，還可以通過(guò)另一條路徑把信息送至節(jié)點(diǎn)交換機(jī)。（2）網(wǎng)絡(luò)可組建成各種形狀，采用多種通信信道，多種傳輸速率。（3）網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)共享資源容易。（4）可改善線(xiàn)路的信息流量分配。（5）可選擇最佳路徑，傳輸延遲小。網(wǎng)狀拓?fù)涞娜秉c(diǎn)（1）控制復(fù)雜，軟件復(fù)雜。（2）線(xiàn)路費(fèi)用高，不易擴(kuò)充。（3）在以太網(wǎng)中，如果設(shè)置不當(dāng)，會(huì)造成廣播風(fēng)暴，嚴(yán)重時(shí)可以使網(wǎng)絡(luò)完全癱瘓。任務(wù)3局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)引入小東現(xiàn)在知道了局域網(wǎng)的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，知道了總線(xiàn)拓?fù)洹h(huán)形拓?fù)?、星型拓?fù)浼熬W(wǎng)狀拓?fù)涠际鞘裁唇Y(jié)構(gòu)，但是這些結(jié)構(gòu)都是如何運(yùn)作的，它們都要遵循什么標(biāo)準(zhǔn)呢？知識(shí)準(zhǔn)備局域網(wǎng)出現(xiàn)之后，發(fā)展迅速且類(lèi)型繁多。1980年2月，美國(guó)電氣和電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）成立802課題組，研究并制定了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802，后來(lái)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）經(jīng)過(guò)討論，建議將802標(biāo)準(zhǔn)定為局域網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802為局域網(wǎng)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，主要有如下幾種標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.1概述，局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)IEEE802.3描述CSMA/CD總線(xiàn)式介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議及相應(yīng)物理層規(guī)范。IEEE802.4描述令牌總線(xiàn)（tokenbus）式介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議及相應(yīng)物理層的規(guī)范。IEEE802.5描述令牌環(huán)（tokenring）式介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議及相應(yīng)物理層的規(guī)范。一、以太網(wǎng)：IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3規(guī)范中定義了CSMA/CD總線(xiàn)式介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議及相應(yīng)的物理層規(guī)范。CSMA/CD是一種以爭(zhēng)用的方法來(lái)決定對(duì)媒體訪(fǎng)問(wèn)權(quán)的協(xié)議，這種爭(zhēng)用協(xié)議只適用于邏輯上屬于總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。在總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)站點(diǎn)都能獨(dú)立地決定幀的發(fā)送，若兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送幀，就會(huì)產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致所發(fā)送的幀出錯(cuò)。IEEE802.3通常被稱(chēng)為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)傳輸綜合利用了總線(xiàn)和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。1.以太網(wǎng)簡(jiǎn)介以太網(wǎng)的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方法是帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路存?。–arrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，簡(jiǎn)稱(chēng)CSMA/CD），CSMA/CD是對(duì)格式化了的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸和解碼的算法（計(jì)算機(jī)邏輯），CSMA/CD總線(xiàn)的實(shí)現(xiàn)模型如圖所示，它對(duì)應(yīng)于OSIRM的最低兩層。二、令牌環(huán)：IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)令牌環(huán)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)方法是IBM公司于20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的，如今仍然是一種主要的LAN技術(shù)。在傳統(tǒng)的令牌環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)傳輸速度為4Mb/s或16Mbls，新型的快速令牌環(huán)網(wǎng)速度可達(dá)100Mb/s，目前令牌環(huán)網(wǎng)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。1.令牌環(huán)簡(jiǎn)介令牌環(huán)在物理上是由一系列環(huán)接口和這些接口間的點(diǎn)-點(diǎn)鏈路構(gòu)成的一個(gè)閉合環(huán)路，各站點(diǎn)通過(guò)環(huán)接口連接到網(wǎng)上，如圖所示。2.令牌環(huán)的操作過(guò)程（1）網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，只有一個(gè)令牌在環(huán)路上繞行。（2）當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，必須等待并獲得一個(gè)令牌，將令牌的標(biāo)志位置改為1，隨后便可發(fā)送數(shù)據(jù)。（3）環(huán)路中的每個(gè)站點(diǎn)邊轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，邊檢查數(shù)據(jù)幀中的目的地址，如果是本站點(diǎn)的地址，立即讀取其中所攜帶的數(shù)據(jù)。（4）數(shù)據(jù)幀環(huán)繞一周返回時(shí)，發(fā)送站將其從環(huán)路上撤銷(xiāo)，同時(shí)根據(jù)返回的有關(guān)信息確定所傳數(shù)據(jù)有無(wú)出錯(cuò)。（5）發(fā)送站點(diǎn)完成數(shù)據(jù)發(fā)送后，重新產(chǎn)生一個(gè)令牌傳到下一個(gè)站點(diǎn)，以便使其他站點(diǎn)獲得發(fā)送數(shù)據(jù)幀的許可權(quán)。3.令牌環(huán)的維護(hù)令牌環(huán)的故障處理功能主要體現(xiàn)在對(duì)令牌和數(shù)據(jù)幀的維護(hù)上。4.令牌環(huán)的特點(diǎn)令牌環(huán)網(wǎng)在輕負(fù)荷時(shí)，由于存在等待令牌的時(shí)間，故效率較低；但在重負(fù)荷時(shí)，對(duì)各站公平訪(fǎng)問(wèn)且效率高。三、令牌總線(xiàn)：IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）媒體訪(fǎng)問(wèn)控制利用總線(xiàn)爭(zhēng)用方式控制數(shù)據(jù)傳輸，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在輕負(fù)載下延遲小等優(yōu)點(diǎn)，但是隨著負(fù)載的增加，沖突概率也會(huì)隨之增加，從而導(dǎo)致其性能明顯下降。利用令牌環(huán)（TokenRing）媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方式，具有重負(fù)載下利用率高、網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)距離不敏感以及具有公平訪(fǎng)問(wèn)等優(yōu)點(diǎn)，但是環(huán)型網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在檢錯(cuò)和可靠性等問(wèn)題。令牌總線(xiàn)（TokenBus）媒體訪(fǎng)問(wèn)控制綜合了以上兩種媒體訪(fǎng)問(wèn)控制的優(yōu)點(diǎn)，IEEE802.4提出的就是令牌總線(xiàn)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方法的標(biāo)準(zhǔn)。令牌總線(xiàn)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方法將局域網(wǎng)物理總線(xiàn)的站點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)邏輯環(huán)，每一個(gè)站點(diǎn)都在一個(gè)有序序列中被指定一個(gè)邏輯位置，最后一個(gè)站點(diǎn)的后面跟隨的是第一個(gè)站點(diǎn)。每個(gè)站點(diǎn)都知道在自己前面的前趨站和在自己后面的后繼站的標(biāo)識(shí)，如圖所示。令牌環(huán)總線(xiàn)網(wǎng)令牌總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)控制還提供了不同的服務(wù)級(jí)別，即不同的優(yōu)先級(jí)。令牌總線(xiàn)的主要操作如下。（1）環(huán)初始化：即生成一個(gè)順序訪(fǎng)問(wèn)的次序。啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，如果所有站點(diǎn)不活動(dòng)的時(shí)間超過(guò)規(guī)定的時(shí)間，就需要對(duì)邏輯環(huán)進(jìn)行初始化。初始化的過(guò)程是一個(gè)爭(zhēng)用的過(guò)程，爭(zhēng)用的結(jié)果是只有一個(gè)站點(diǎn)能取得令牌，其他的站點(diǎn)用站插入算法進(jìn)行插入。（2）令牌傳遞算法：邏輯環(huán)按遞減的站地址次序組成，剛發(fā)送完幀的站點(diǎn)將令牌傳遞到后繼站，后繼站立即發(fā)送數(shù)據(jù)或令牌幀，原來(lái)釋放令牌的站點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)到總線(xiàn)上的信號(hào)，便可確認(rèn)后繼站已獲得令牌。（3）站插入環(huán)算法：必須周期性地給未加入環(huán)的站點(diǎn)以機(jī)會(huì)，以便將它們插入到邏輯環(huán)的適當(dāng)位置。如果同時(shí)有若干個(gè)站需要插入時(shí)，可采用帶有響應(yīng)窗口的爭(zhēng)用處理算法。（4）站退出環(huán)算法：可以通過(guò)將不活動(dòng)站點(diǎn)的前趨站和后繼站連接到一起，使不活動(dòng)站點(diǎn)退出邏輯環(huán)，并修正邏輯環(huán)遞減的站地址次序。（5）故障處理：網(wǎng)絡(luò)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這包括令牌丟失引起斷環(huán)、重復(fù)地址、產(chǎn)生多個(gè)令牌等問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)需對(duì)這些故障做相應(yīng)的處理。任務(wù)4擴(kuò)展的局域網(wǎng)任務(wù)引入小東學(xué)校有三個(gè)校區(qū)，有的系在兩個(gè)或三個(gè)校區(qū)都有分布，小東發(fā)現(xiàn)校區(qū)距離這么遠(yuǎn)同一個(gè)系也在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，還有不同系的局域網(wǎng)上還能夠跨系傳輸?shù)鹊?。遠(yuǎn)超他對(duì)局域網(wǎng)的理解，那么這些種情況是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？知識(shí)準(zhǔn)備在許多情況下，我們希望對(duì)局域網(wǎng)的覆蓋范圍進(jìn)行擴(kuò)展。本節(jié)先討論在物理層對(duì)局域網(wǎng)擴(kuò)展，然后討論在數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)局域網(wǎng)擴(kuò)展。這種擴(kuò)展的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來(lái)仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。一、在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)局域網(wǎng)上的主機(jī)之間的距離不能太遠(yuǎn)（例如，10BASE-T局域網(wǎng)的兩臺(tái)主機(jī)之間的距離不超過(guò)200米），否則主機(jī)發(fā)送的信號(hào)經(jīng)過(guò)銅線(xiàn)的傳輸就會(huì)衰減到使CSMA/CD協(xié)議無(wú)法正常工作。在過(guò)去廣泛使用粗纜或細(xì)纜局域網(wǎng)時(shí)，常使用工作在物理層的轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)擴(kuò)展局域網(wǎng)的地理覆蓋范圍。那時(shí)，兩個(gè)網(wǎng)段可用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器連接起來(lái)。IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，任意兩個(gè)站之間最多可以經(jīng)過(guò)三個(gè)電纜網(wǎng)段。現(xiàn)在，擴(kuò)展主機(jī)和集線(xiàn)器之間的距離的一種簡(jiǎn)單方法就是使用光纖（通常是一對(duì)光纖）和一對(duì)光纖調(diào)制解調(diào)器，如圖所示。主機(jī)使用光纖和一對(duì)光纖調(diào)制解調(diào)器連接到集線(xiàn)器例如，一個(gè)學(xué)院的三個(gè)系各有一個(gè)10BASE-T局域網(wǎng)（圖（a）），可通過(guò)一個(gè)主干集線(xiàn)器把各系的局域網(wǎng)連接起來(lái)，成為一個(gè)更大的局域網(wǎng)（圖（b））。二、數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)擴(kuò)展局域網(wǎng)更常用的方法是在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行。最初人們使用的時(shí)網(wǎng)橋，網(wǎng)橋?qū)κ盏降膸鶕?jù)其MAC幀的目的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)幀時(shí)，并不是向所有的接口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是根據(jù)此幀的MAC地址，查找網(wǎng)橋中的地址表，然后確定講該幀轉(zhuǎn)發(fā)到那個(gè)接口或把它丟棄（過(guò)濾）。局域網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)接口都直接與一個(gè)單臺(tái)主機(jī)或另一個(gè)局域網(wǎng)交換機(jī)相連，并且一般都工作在全雙工狀態(tài)。局域網(wǎng)交換機(jī)換具有并行性，技能同時(shí)連同多對(duì)接口，使得多對(duì)主機(jī)能夠同時(shí)通信（而網(wǎng)橋只能一次分析和轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)幀）。相互通信的主機(jī)都是獨(dú)占傳播媒體，無(wú)碰撞的傳播數(shù)據(jù)。局域網(wǎng)交換機(jī)的接口還有存儲(chǔ)器，能在輸出端口繁忙時(shí)把到來(lái)的幀進(jìn)行緩存。因此，如果連接在以太交換機(jī)上的兩臺(tái)主機(jī)，同時(shí)向另一臺(tái)主機(jī)發(fā)送幀，那么當(dāng)這臺(tái)主機(jī)繁忙時(shí)，發(fā)送幀的這兩臺(tái)主機(jī)的接口會(huì)吧收到的幀緩存一下，然后再發(fā)送出去。局域網(wǎng)交換機(jī)是一種即插即用設(shè)備，其內(nèi)部的幀交換表（地址表）是通過(guò)自學(xué)習(xí)算法主動(dòng)地逐漸建立起來(lái)的。（a）三個(gè)獨(dú)立的以太網(wǎng)

（b）一個(gè)擴(kuò)展的以太網(wǎng)

用多個(gè)集線(xiàn)器連成更大的以太網(wǎng)三、局域網(wǎng)的自學(xué)習(xí)功能假定在圖中的局域網(wǎng)交換機(jī)由4個(gè)接口，各連接一臺(tái)計(jì)算機(jī)，MAC地址分別為ABCD、在一開(kāi)始，局域網(wǎng)交換表是空的。四、局域網(wǎng)接入寬帶以局域網(wǎng)接入的一個(gè)重要特點(diǎn)是它可以提供雙向的寬帶通信，并且可以根據(jù)用戶(hù)對(duì)寬帶的需求靈活地進(jìn)行寬帶升級(jí)。當(dāng)城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)都采用吉比特局域網(wǎng)或10吉比特局域網(wǎng)時(shí)，采用局域網(wǎng)接入可以實(shí)現(xiàn)端到端的局域網(wǎng)傳輸，中間不需要再進(jìn)行幀格式的轉(zhuǎn)換。這就提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率且降低了傳輸?shù)某杀?。然而局域網(wǎng)的幀格式標(biāo)準(zhǔn)中，在地址字段部分并沒(méi)有用戶(hù)名字段，也沒(méi)有讓用戶(hù)鍵入密碼來(lái)鑒別用戶(hù)身份的過(guò)程。如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商要利用局域網(wǎng)接入到互聯(lián)網(wǎng)，就必須解決這個(gè)問(wèn)題。PPP協(xié)議中的PPP幀再封裝到局域網(wǎng)中來(lái)傳輸。這就是1999年公布的PPPoE（PPPoverEthernet），意思是“在局域網(wǎng)上運(yùn)行PPP［RFC2516］。五、虛擬局域網(wǎng)利用以太網(wǎng)交換機(jī)可以很方便地實(shí)現(xiàn)虛擬局域網(wǎng)VLAN（VirtualLAN）。在IEEE802.1Q標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)虛擬局域網(wǎng)VLAN是這樣定義的：虛擬局域網(wǎng)VLAN是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無(wú)關(guān)的邏輯組。這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個(gè)VLAN的幀都有一個(gè)明確的標(biāo)識(shí)符，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè)VLAN。虛擬局域網(wǎng)起始只是局域網(wǎng)給用戶(hù)提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。1．虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)