ch6通信與網(wǎng)絡基礎(2)

1、通信與網(wǎng)絡基礎1-2一、數(shù)據(jù)通信的基本概念一、數(shù)據(jù)通信的基本概念1信號信號 信號一般以時間為自變量，以表示信息（或數(shù)據(jù)）信號一般以時間為自變量，以表示信息（或數(shù)據(jù)）的某個參量（振幅、頻率或相位）為因變量。信號按其的某個參量（振幅、頻率或相位）為因變量。信號按其因變量的取值是否連續(xù)分為因變量的取值是否連續(xù)分為模擬信號模擬信號和和數(shù)字信號數(shù)字信號。 通信與網(wǎng)絡基礎1-32數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信 通信的任務是將表示信息的信號從通信的任務是將表示信息的信號從發(fā)送方（信源）發(fā)送方（信源）傳遞到傳遞到接收方（信宿）接收方（信宿）。根據(jù)傳送信號的不同，通信也。根據(jù)傳送信號的不同，通信也可分為模擬通信和數(shù)字通信?？?/p>

2、分為模擬通信和數(shù)字通信。3帶寬帶寬 帶寬是指信道所能傳送的信號的頻率寬度，它的值帶寬是指信道所能傳送的信號的頻率寬度，它的值為信道上可傳送信號的最高頻率減去最低頻率之差。例為信道上可傳送信號的最高頻率減去最低頻率之差。例如：一條傳輸線路可以接收如：一條傳輸線路可以接收600Hz2200Hz的頻率，的頻率，則該傳輸線所傳送頻率的帶寬為則該傳輸線所傳送頻率的帶寬為1600Hz。 通信與網(wǎng)絡基礎1-44數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率 數(shù)據(jù)傳輸速率是指單位時間內(nèi)信道內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸速率是指單位時間內(nèi)信道內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?。單位為比特信息量。單位為比?秒秒 。 其中，其中，B是數(shù)字信號的脈沖頻率，是數(shù)字信號的脈

3、沖頻率，N是調(diào)制是調(diào)制電平。電平。2logSBN通信與網(wǎng)絡基礎1-5二、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成二、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成 信息的傳遞是通過通信系統(tǒng)來實現(xiàn)的，通信系統(tǒng)一信息的傳遞是通過通信系統(tǒng)來實現(xiàn)的，通信系統(tǒng)一般由信源（發(fā)送者）、發(fā)送設備、信道（傳輸媒介）、般由信源（發(fā)送者）、發(fā)送設備、信道（傳輸媒介）、接受設備、信宿（接受者）五個基本組件構成接受設備、信宿（接受者）五個基本組件構成 。通信與網(wǎng)絡基礎1-6 在通信系統(tǒng)中，雙方的通信可以是單向的也可以是在通信系統(tǒng)中，雙方的通信可以是單向的也可以是雙向的即雙方同時進行信息的發(fā)送與接收。雙向的即雙方同時進行信息的發(fā)送與接收。 通信與網(wǎng)絡基礎1-7三、傳輸介

4、質(zhì)三、傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送設備和接收設備之傳輸介質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送設備和接收設備之間的物理路徑。間的物理路徑。 傳輸介質(zhì)主要分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。常用的網(wǎng)傳輸介質(zhì)主要分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。常用的網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)包括絡傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖雙絞線、同軸電纜、光纖和和無線介質(zhì)無線介質(zhì)等。等。通信與網(wǎng)絡基礎1-81雙絞線雙絞線 雙絞線是將兩條絕緣銅線螺旋形地絞在一起制成的數(shù)雙絞線是將兩條絕緣銅線螺旋形地絞在一起制成的數(shù)據(jù)傳輸線。既可傳輸模擬信號，又可傳輸數(shù)字信號。據(jù)傳輸線。既可傳輸模擬信號，又可傳輸數(shù)字信號。 優(yōu)點：優(yōu)點：價格低廉，施工方便。價格低廉，施工方便。缺點

5、：缺點：易受干擾，信號傳輸衰減受頻率的影響較大，傳輸易受干擾，信號傳輸衰減受頻率的影響較大，傳輸距離不能太長。距離不能太長。 通信與網(wǎng)絡基礎1-92同軸電纜同軸電纜 同軸電纜由四部分組成：同軸電纜由四部分組成： 銅線銅線(稱內(nèi)導體稱內(nèi)導體)，絕緣介質(zhì)絕緣介質(zhì)，屏蔽層屏蔽層 (稱外導體稱外導體)，塑塑料保護層料保護層。 同軸電纜的頻率特性好、抗干擾能力強。同軸電纜的頻率特性好、抗干擾能力強。 有線電視網(wǎng)絡使用同軸電纜。有線電視網(wǎng)絡使用同軸電纜。 通信與網(wǎng)絡基礎1-103光纖光纖 光纖是一種能夠傳導光信號的極細的傳輸介質(zhì)，由玻光纖是一種能夠傳導光信號的極細的傳輸介質(zhì)，由玻璃或塑料等物質(zhì)材料做成。光

6、纖的結構包括璃或塑料等物質(zhì)材料做成。光纖的結構包括纖芯、覆層纖芯、覆層和和保護層保護層三部分。三部分。 特點：特點：傳輸速率極高傳輸速率極高 傳輸距離長傳輸距離長 抗干擾能力強抗干擾能力強 保密性好保密性好 成本低成本低 通信與網(wǎng)絡基礎1-11 目前常用的光纖分為多模光纖目前常用的光纖分為多模光纖(Mutimode)和單模光和單模光纖纖(Singlemode)兩種兩種 。通信與網(wǎng)絡基礎1-124無線介質(zhì)無線介質(zhì) 按照頻率由低向高排列、不同頻率的電磁波按照頻率由低向高排列、不同頻率的電磁波可以分為無線電、微波、紅外、可見光、紫外線、可以分為無線電、微波、紅外、可見光、紫外線、X射線與射線與射線。

7、目前，用于通信的主要有無線射線。目前，用于通信的主要有無線電、微波、紅外與可見光。電、微波、紅外與可見光。 (1)、無線電通信與蜂窩移動通信、無線電通信與蜂窩移動通信（2）微波通信）微波通信（3）衛(wèi)星通信）衛(wèi)星通信（4）紅外線傳輸通信與藍牙傳輸通信）紅外線傳輸通信與藍牙傳輸通信通信與網(wǎng)絡基礎1-13(1)、無線電通信與蜂窩移動通信、無線電通信與蜂窩移動通信 無線電通信所使用的頻段范圍從低頻無線電通信所使用的頻段范圍從低頻(LF,30K300KHz)到特高頻到特高頻(UHF,300M3000MHz)，其中調(diào)幅無線電使用中頻，調(diào)頻無線電使用甚高其中調(diào)幅無線電使用中頻，調(diào)頻無線電使用甚高頻，電視廣播

8、使用甚高頻到特高頻。頻，電視廣播使用甚高頻到特高頻。 在低頻和中頻波段無線電波沿地面?zhèn)鞑?，能在低頻和中頻波段無線電波沿地面?zhèn)鞑?，能夠輕易通過障礙物。在高頻（即短波）波段，地夠輕易通過障礙物。在高頻（即短波）波段，地表電波被地球吸收，但可在到達電離層后被反射表電波被地球吸收，但可在到達電離層后被反射回地球?；氐厍?。通信與網(wǎng)絡基礎1-14 短波通信是利用地面發(fā)射的無線電波在電離層反射，短波通信是利用地面發(fā)射的無線電波在電離層反射，或電離層與地面之間多次反射而達到接收點的一種遠距離或電離層與地面之間多次反射而達到接收點的一種遠距離通信方式。工作頻率范圍為通信方式。工作頻率范圍為330MHz。 通信質(zhì)

9、量不穩(wěn)定通信質(zhì)量不穩(wěn)定 ，產(chǎn)生多徑效應以及衰落現(xiàn)象，產(chǎn)生多徑效應以及衰落現(xiàn)象 ，優(yōu)，優(yōu)點是投資少，建設快，通信距離遠，因而在軍事通信以及點是投資少，建設快，通信距離遠，因而在軍事通信以及移動通信方面仍有實用價值。移動通信方面仍有實用價值。 通信與網(wǎng)絡基礎1-15 蜂窩式無線電話網(wǎng)的蜂窩式無線電話網(wǎng)的名稱來源于其形狀，整個名稱來源于其形狀，整個移動電話服務區(qū)被劃分為移動電話服務區(qū)被劃分為若干個單元，單元近似于若干個單元，單元近似于圓形。每個單元設立一個圓形。每個單元設立一個基站，控制處于該單元內(nèi)基站，控制處于該單元內(nèi)的移動電話，當移動電話的移動電話，當移動電話從一個單元進入另一個單從一個單元進入

10、另一個單元時，控制權也隨之移交。元時，控制權也隨之移交。 無線電廣播和電視廣無線電廣播和電視廣播都是單向的通信；無線播都是單向的通信；無線電話是雙向通信。電話是雙向通信。 頻率復用的模式是頻率復用的模式是N個個小區(qū)的配置，小區(qū)的配置，N稱為復稱為復用因子，代表每個小區(qū)用因子，代表每個小區(qū)使用的唯一頻率集。當使用的唯一頻率集。當這個模式重復時，頻率這個模式重復時，頻率就可以復用。就可以復用。通信與網(wǎng)絡基礎1-16（2）微波通信）微波通信 微波通信是在對流層視距范圍內(nèi)利用無線電波進行微波通信是在對流層視距范圍內(nèi)利用無線電波進行傳輸?shù)囊环N通信方式，它的頻率為傳輸?shù)囊环N通信方式，它的頻率為1GHz至至

11、20GHz。 在在空中的傳播特性與光波相近，直線前進，遇到阻擋就被空中的傳播特性與光波相近，直線前進，遇到阻擋就被反射或被阻斷，超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。反射或被阻斷，超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。 微波通信由于其頻帶寬、容量大、可以用于各種電微波通信由于其頻帶寬、容量大、可以用于各種電信業(yè)務傳送，如電話、電報、數(shù)據(jù)、傳真以及彩色電視信業(yè)務傳送，如電話、電報、數(shù)據(jù)、傳真以及彩色電視等。等。 通信與網(wǎng)絡基礎1-17（3）衛(wèi)星通信）衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信利用空間衛(wèi)星通信利用空間3600km高空的同步衛(wèi)星作為微波高空的同步衛(wèi)星作為微波中轉(zhuǎn)站，進行遠距離傳輸。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站中轉(zhuǎn)站，進行遠距離傳輸。

12、衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成兩部分組成 。 優(yōu)點是具有廣播多址傳輸功能、覆蓋面積大、傳輸距優(yōu)點是具有廣播多址傳輸功能、覆蓋面積大、傳輸距離遠，適用于廣域網(wǎng)絡的遠程傳輸。但衛(wèi)星成本高，傳輸離遠，適用于廣域網(wǎng)絡的遠程傳輸。但衛(wèi)星成本高，傳輸延遲較長，安全問題突出。延遲較長，安全問題突出。 通信與網(wǎng)絡基礎1-18（4）紅外線傳輸通信與藍牙傳輸通信）紅外線傳輸通信與藍牙傳輸通信 紅外傳輸系統(tǒng)利用墻壁或屋頂反射紅外線而形成整個房間內(nèi)的紅外傳輸系統(tǒng)利用墻壁或屋頂反射紅外線而形成整個房間內(nèi)的通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)常常用于室內(nèi)家用電器的遙控技術上，特別是通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)常常用于室內(nèi)家用電器的遙控技術上，

13、特別是在電視、音響的遙控上得到普遍的使用。紅外通信的設備相對便宜，在電視、音響的遙控上得到普遍的使用。紅外通信的設備相對便宜，但是這種方式的缺點是傳輸距離有限，容易受到室內(nèi)空氣狀況的影但是這種方式的缺點是傳輸距離有限，容易受到室內(nèi)空氣狀況的影響。響。 通信與網(wǎng)絡基礎1-19 藍牙技術是一種無線通信技術，其工作頻段藍牙技術是一種無線通信技術，其工作頻段在在2.4GHz，該波段是一種無需申請許可證的工，該波段是一種無需申請許可證的工業(yè)、科技醫(yī)學無線電波段。藍牙技術目前已被廣業(yè)、科技醫(yī)學無線電波段。藍牙技術目前已被廣泛用于實現(xiàn)近距離（小于泛用于實現(xiàn)近距離（小于10米）的無線通信，能米）的無線通信，能

14、在包括移動電話、在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行五項信息交換。相關外設等眾多設備之間進行五項信息交換。通信與網(wǎng)絡基礎1-20四、數(shù)字調(diào)制和解調(diào)四、數(shù)字調(diào)制和解調(diào) 1、調(diào)制和解調(diào)、調(diào)制和解調(diào) 在發(fā)送端，在發(fā)送端，PC機向它的調(diào)制解調(diào)器端口發(fā)送一個數(shù)機向它的調(diào)制解調(diào)器端口發(fā)送一個數(shù)字信號，調(diào)制解調(diào)器將該信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，此過程字信號，調(diào)制解調(diào)器將該信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，此過程為調(diào)制。在接收端模擬信號經(jīng)電話線傳至調(diào)制解調(diào)器，為調(diào)制。在接收端模擬信號經(jīng)電話線傳至調(diào)制解調(diào)器，由其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳給由其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳給PC機，此過程為

15、解調(diào)。機，此過程為解調(diào)。通信與網(wǎng)絡基礎1-212 2、波特率和比特率、波特率和比特率 波特率（波特率（baudRatebaudRate）是模擬線路信號的速率）是模擬線路信號的速率，也稱調(diào)制速率，以波形每秒的震蕩數(shù)來衡量，是也稱調(diào)制速率，以波形每秒的震蕩數(shù)來衡量，是對信號傳輸速率的一種度量，通常以對信號傳輸速率的一種度量，通常以“波特每秒波特每秒”（BpsBps）為單位。）為單位。 比特率是數(shù)字信號的傳輸速率，比特率是數(shù)字信號的傳輸速率，它用單位時它用單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M制代碼的有效位間內(nèi)傳輸?shù)亩M制代碼的有效位(bit)(bit)數(shù)來表示，數(shù)來表示，其單位為每秒比特數(shù)其單位為每秒比特數(shù)bit/

16、s(bps)bit/s(bps)、 通信與網(wǎng)絡基礎1-22一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展第一階段：第一階段：1950年代，人們將計算機技術與通信技術年代，人們將計算機技術與通信技術結合起來，完成數(shù)據(jù)通信與計算機通信網(wǎng)絡的研究。結合起來，完成數(shù)據(jù)通信與計算機通信網(wǎng)絡的研究。第二階段：第二階段：1960年代后期，美國國防部的年代后期，美國國防部的ARPANET網(wǎng)絡將分布在不同地區(qū)的主機用通信線路連接，彼此交網(wǎng)絡將分布在不同地區(qū)的主機用通信線路連接，彼此交換數(shù)據(jù)、傳遞信息，形成了真正意義上的計算機網(wǎng)絡。換數(shù)據(jù)、傳遞信息，形成了真正意義上的計算機網(wǎng)絡。第三階段：第三階段：1970年代中期開始

17、，各種廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)年代中期開始，各種廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)與公用分組交換網(wǎng)迅速發(fā)展，出現(xiàn)光纖網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)與公用分組交換網(wǎng)迅速發(fā)展，出現(xiàn)光纖網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)等。綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)等。第四階段：第四階段：1990年代開始，國際互聯(lián)網(wǎng)年代開始，國際互聯(lián)網(wǎng)Internet,把世把世界各地的計算機網(wǎng)絡連接起來，形成了一個全球性計算界各地的計算機網(wǎng)絡連接起來，形成了一個全球性計算機網(wǎng)絡。機網(wǎng)絡。通信與網(wǎng)絡基礎1-23二、二、 計算機網(wǎng)絡的定義計算機網(wǎng)絡的定義將將地理位置不同、地理位置不同、具有具有獨立功能獨立功能的多個的多個計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)用通信設備和線路用通信設備和線路連接起來，連接起來，并以功

18、能完善的網(wǎng)絡軟件并以功能完善的網(wǎng)絡軟件( (網(wǎng)網(wǎng)絡協(xié)議、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等絡協(xié)議、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等) )實現(xiàn)網(wǎng)絡實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享資源共享的系統(tǒng)的系統(tǒng)。 單機系統(tǒng)單機系統(tǒng) 主機主機終端系統(tǒng)終端系統(tǒng) 網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)通信與網(wǎng)絡基礎1-24 網(wǎng)絡中的每臺計算機都是一個獨立的單機系統(tǒng)，它們網(wǎng)絡中的每臺計算機都是一個獨立的單機系統(tǒng)，它們脫離網(wǎng)絡也能獨立運行與工作；脫離網(wǎng)絡也能獨立運行與工作； 這些計算機之間是使用通信設備與線路相互連接的，這些計算機之間是使用通信設備與線路相互連接的，連接所使用的通信形式各異，距離也可遠可近；連接所使用的通信形式各異，距離也可遠可近； 計算機相互連接的目的是實現(xiàn)計算機相互連接的

19、目的是實現(xiàn)信息交換信息交換和和資源共享資源共享。人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星微波微波地面衛(wèi)星地面衛(wèi)星接收站接收站地面衛(wèi)星地面衛(wèi)星接收站接收站用戶用戶局域網(wǎng)局域網(wǎng)光纖光纖電話線電話線電話線電話線電話交換機電話交換機同軸同軸電纜電纜主機主機通信與網(wǎng)絡基礎1-25三、三、 計算機網(wǎng)絡的功能計算機網(wǎng)絡的功能 資源共享資源共享組建計算機網(wǎng)絡的主要目的之一，就是讓網(wǎng)絡中組建計算機網(wǎng)絡的主要目的之一，就是讓網(wǎng)絡中的用戶可以共享分散在不同地點的各種的用戶可以共享分散在不同地點的各種軟、硬件資源軟、硬件資源和和信息資源信息資源。 信息通信信息通信計算機與計算機之間可以快速、可靠地互相傳送計算機與計算機之間可以快速、可靠地互

20、相傳送信息，是計算機網(wǎng)絡的基本功能。利用網(wǎng)絡進行通信信息，是計算機網(wǎng)絡的基本功能。利用網(wǎng)絡進行通信是當前計算機網(wǎng)絡最主要的應用之一，它從非實時的是當前計算機網(wǎng)絡最主要的應用之一，它從非實時的使用文字的電子郵件，發(fā)展到網(wǎng)上尋呼、網(wǎng)上交談、使用文字的電子郵件，發(fā)展到網(wǎng)上尋呼、網(wǎng)上交談、網(wǎng)上電話、網(wǎng)上課堂、網(wǎng)上視像會議等。網(wǎng)上電話、網(wǎng)上課堂、網(wǎng)上視像會議等。通信與網(wǎng)絡基礎1-26四、四、 計算機網(wǎng)絡的分類計算機網(wǎng)絡的分類 局域網(wǎng)局域網(wǎng)(Local Area Network(Local Area Network，簡稱，簡稱LAN)LAN) 分布范圍一般在分布范圍一般在幾公里之內(nèi)幾公里之內(nèi), ,具有具有

21、很高的通信速率很高的通信速率，實現(xiàn)多媒，實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀咚綉?。體數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀咚綉谩?城域網(wǎng)城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network(Metropolitan Area Network，簡稱，簡稱MAN)MAN) 城域網(wǎng)可以連接多個局域網(wǎng)及其通信設備，如微波和衛(wèi)星中城域網(wǎng)可以連接多個局域網(wǎng)及其通信設備，如微波和衛(wèi)星中繼站等。與廣域網(wǎng)相比，城域網(wǎng)覆蓋的范圍較小，但具有較高的繼站等。與廣域網(wǎng)相比，城域網(wǎng)覆蓋的范圍較小，但具有較高的傳輸率。傳輸率。 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)(Wide Area Network(Wide Area Network，簡稱，簡稱WAN)WAN) 特點：分

22、布范圍廣特點：分布范圍廣( (全球范圍全球范圍) )。 實現(xiàn)：實現(xiàn)：低速低速的傳統(tǒng)公共通信網(wǎng)的傳統(tǒng)公共通信網(wǎng)( (電話網(wǎng)電話網(wǎng)) )及及高高速的光纖通信的速的光纖通信的DDN(DDN(數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)) )。 因特網(wǎng)因特網(wǎng)(Internet)(Internet)國際互聯(lián)網(wǎng)。國際互聯(lián)網(wǎng)。通信與網(wǎng)絡基礎1-27五、五、網(wǎng)絡網(wǎng)絡的拓撲結構的拓撲結構星形星形 環(huán)形環(huán)形 全互聯(lián)全互聯(lián)總線形總線形 樹形樹形“拓撲結構拓撲結構”指各站點在網(wǎng)絡上的指各站點在網(wǎng)絡上的互連方式互連方式通信與網(wǎng)絡基礎1-28 所有的站點都連接在同一根傳輸線，即所有的站點都連接在同一根傳輸線，即“總線總線”上。上。 總線形網(wǎng)絡結

23、構簡單，易于擴充?？偩€形網(wǎng)絡結構簡單，易于擴充。 故障檢測較困難。故障檢測較困難。 若兩個以上站點同時發(fā)送信息，通過介質(zhì)訪問若兩個以上站點同時發(fā)送信息，通過介質(zhì)訪問控制方式控制方式(CSMA/CD)讓站點競爭使用總線，避免讓站點競爭使用總線，避免沖突沖突(collision)。通信與網(wǎng)絡基礎1-29 中央結點到各站點之間呈輻射狀連接。中央結點到各站點之間呈輻射狀連接。 星形網(wǎng)絡中任何單個的故障只影響其本星形網(wǎng)絡中任何單個的故障只影響其本身，而不會影響到整個網(wǎng)絡。身，而不會影響到整個網(wǎng)絡。 對中央結點的可靠性要求很高，且系統(tǒng)對中央結點的可靠性要求很高，且系統(tǒng)的擴展比較困難。的擴展比較困難。通信與

24、網(wǎng)絡基礎1-30 站點與站點之間首尾相接，形成一個環(huán)，站點與站點之間首尾相接，形成一個環(huán)，數(shù)據(jù)只能沿單方向傳輸。數(shù)據(jù)只能沿單方向傳輸。 保證了站點訪問的公平性。保證了站點訪問的公平性。 站點的故障會引起全網(wǎng)故障。站點的故障會引起全網(wǎng)故障。通信與網(wǎng)絡基礎1-31 樹形拓撲是從總線形拓撲演變而來的，形狀樹形拓撲是從總線形拓撲演變而來的，形狀像一棵倒掛的樹。其特點與總線形拓撲大致相似，像一棵倒掛的樹。其特點與總線形拓撲大致相似，不同之處是樹形拓撲故障易于檢測和隔離。不同之處是樹形拓撲故障易于檢測和隔離。 任何一個站點都與其它站點直接互連，構成任何一個站點都與其它站點直接互連，構成網(wǎng)狀網(wǎng)絡，可提高網(wǎng)絡

25、的速度和可靠性。網(wǎng)狀網(wǎng)絡，可提高網(wǎng)絡的速度和可靠性。通信與網(wǎng)絡基礎1-32六、網(wǎng)絡的體系結構六、網(wǎng)絡的體系結構 網(wǎng)絡體系結構是網(wǎng)絡體系結構是層層和和協(xié)議協(xié)議的集合。的集合。 網(wǎng)絡系統(tǒng)按網(wǎng)絡系統(tǒng)按層的方式來組織層的方式來組織，各層的名字和，各層的名字和承擔的任務都不相同，層與層之間通過接口傳遞承擔的任務都不相同，層與層之間通過接口傳遞信息與數(shù)據(jù)。信息與數(shù)據(jù)。 網(wǎng)絡間的網(wǎng)絡間的通信按一定的規(guī)則和約定進行通信按一定的規(guī)則和約定進行，這這些規(guī)則和約定稱為些規(guī)則和約定稱為協(xié)議協(xié)議(protocol)(protocol)。 通信與網(wǎng)絡基礎1-33國際標準化組織國際標準化組織( (ISOISO) )于于19

26、811981年提出了一個年提出了一個開放系統(tǒng)互連開放系統(tǒng)互連(0pen System Interconnection, (0pen System Interconnection, OSIOSI) )基本參考模型，俗稱基本參考模型，俗稱七層協(xié)議七層協(xié)議。通信與網(wǎng)絡基礎1-34七層之中，七層之中，1-31-3層接近于硬件，層接近于硬件，4-74-7層則以軟件實現(xiàn)為主層則以軟件實現(xiàn)為主。7 應用應用層層6 表示表示層層5 會話會話層層4 傳送傳送層層3 網(wǎng)絡網(wǎng)絡層層2 鏈路鏈路層層1 物理物理層層7 應用應用層層6 表示表示層層5 會話會話層層4 傳送傳送層層3 網(wǎng)絡網(wǎng)絡層層2 鏈路鏈路層層1 物理

27、物理層層網(wǎng)網(wǎng)絡絡物理傳輸介質(zhì)物理傳輸介質(zhì)APXAPY應用層協(xié)議應用層協(xié)議表示層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議會話層協(xié)議傳送層協(xié)議傳送層協(xié)議網(wǎng)絡層協(xié)議網(wǎng)絡層協(xié)議鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議物理層協(xié)議物理層協(xié)議每一層都有其每一層都有其特定功能特定功能每一層在通信中用到的每一層在通信中用到的規(guī)則稱為規(guī)則稱為協(xié)議協(xié)議層與層之間通過層與層之間通過接口連接口連接接信息信息發(fā)送由上向下發(fā)送由上向下直傳直傳到物理層到物理層接收接收信息的過程恰好相信息的過程恰好相反反由下至上到由下至上到相應的相應的應用層應用層通信與網(wǎng)絡基礎1-35 OSIOSI參考模型從未真正實現(xiàn)過，參考模型從未真正實現(xiàn)過，TCP/IPTCP/IP參考參考

28、模型成為目前網(wǎng)絡互連的事實標準。該模型的排模型成為目前網(wǎng)絡互連的事實標準。該模型的排序?qū)哟危盒驅(qū)哟危簄主機主機- -網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層(Host-to-Network Layer)(Host-to-Network Layer)n互聯(lián)網(wǎng)絡層互聯(lián)網(wǎng)絡層(Internet Layer)(Internet Layer)n傳輸層傳輸層(Transport Layer)(Transport Layer)n應用層應用層(Application Layer)(Application Layer)通信與網(wǎng)絡基礎1-36OSI和和TCP/IP參考模型與協(xié)議都有其成功和不足的參考模型與協(xié)議都有其成功和不足的方面，為了保證

29、計算機網(wǎng)絡教學的科學性和系統(tǒng)性，本方面，為了保證計算機網(wǎng)絡教學的科學性和系統(tǒng)性，本章采用章采用Andrew S Tanenbaum建議的參考模型：建議的參考模型：n應用層應用層n傳輸層傳輸層n網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層n數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層n物理層物理層通信與網(wǎng)絡基礎1-37因特網(wǎng)通信模型 通信與網(wǎng)絡基礎1-38一、局域網(wǎng)的特點一、局域網(wǎng)的特點 與廣域網(wǎng)相比，局域網(wǎng)具有以下特點：與廣域網(wǎng)相比，局域網(wǎng)具有以下特點： 。適用于單位。適用于單位(如學校、機關、企業(yè)等如學校、機關、企業(yè)等)內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)。內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)。 (光纖、雙絞線、電纜光纖、雙絞線、電纜)連接，有連接，有較高的傳輸速率。網(wǎng)絡主干線上的傳輸速率可達較高的傳

30、輸速率。網(wǎng)絡主干線上的傳輸速率可達100-1000Mbps，而用戶端的速率也可達，而用戶端的速率也可達10-100Mbps。 局域網(wǎng)通常為局域網(wǎng)通常為。通信與網(wǎng)絡基礎1-39二、二、IEEE802IEEE802參考模型參考模型 此模型只討論此模型只討論OSIOSI參考模型的最低兩層，因為它的高層協(xié)議參考模型的最低兩層，因為它的高層協(xié)議( (如如TCP/IP)TCP/IP)與廣域網(wǎng)是一致的。表與廣域網(wǎng)是一致的。表6-1 IEEE8026-1 IEEE802協(xié)議標準協(xié)議標準介質(zhì)訪問控制層介質(zhì)訪問控制層 ( (Medium Access Control) ) 如如CSMA/CDCSMA/CD技術技術

31、等，等， 檢查數(shù)據(jù)包中的目標檢查數(shù)據(jù)包中的目標MACMAC地址，地址， 地址正確就接收，地址不正確地址正確就接收，地址不正確 則丟棄此幀。則丟棄此幀。邏輯鏈路控制層邏輯鏈路控制層 Logical Link Control流量控制流量控制和和差錯控制差錯控制， 并為高層提供接口。并為高層提供接口。 不同類型的局域網(wǎng)不同類型的局域網(wǎng)MACMAC層不同，而層不同，而LLCLLC層標準可以是相同的。層標準可以是相同的。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層鏈路層物理層物理層LLCLLCMACMAC IEEE802參考模型參考模型 通信與網(wǎng)絡基礎1-40三、局域網(wǎng)的基本組成三、局域網(wǎng)的基本組成通信與網(wǎng)絡基礎1-41n 網(wǎng)絡操作

32、系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)服務器管理。服務器管理。NovellNovell公司的公司的 NetwareNetware，MicrosoftMicrosoft公司的公司的Windows NTWindows NT。n 網(wǎng)絡監(jiān)控與管理系統(tǒng)（網(wǎng)管軟件）網(wǎng)絡監(jiān)控與管理系統(tǒng)（網(wǎng)管軟件）運行、線路、運行、線路、流量、擁擠、虛擬網(wǎng)絡配置。流量、擁擠、虛擬網(wǎng)絡配置。HPHP的的OpenViewOpenView，IBM IBM 的的 NetViewNetView。 n 網(wǎng)絡應用軟件網(wǎng)絡應用軟件 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：OracleOracle，SyBaseSyBase， SQL SeverSQL Sever，F(xiàn)oxproFo

33、xpro； 辦公自動化系統(tǒng)：辦公自動化系統(tǒng)：Notes/DominoNotes/Domino； 瀏覽器：瀏覽器：NetscapeNetscape的的NavigatorNavigator，MicrosoftMicrosoft的的IEIE。通信與網(wǎng)絡基礎1-42 網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)內(nèi)互連的設備有互連的設備有網(wǎng)卡、中繼器、集線器網(wǎng)卡、中繼器、集線器等。等。 網(wǎng)間網(wǎng)間互連的設備有互連的設備有網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關等。等。網(wǎng)絡互連設備與互聯(lián)網(wǎng)參考模型的關系網(wǎng)絡互連設備與互聯(lián)網(wǎng)參考模型的關系通信與網(wǎng)絡基礎1-43 網(wǎng)卡又稱網(wǎng)絡適配器，是一塊網(wǎng)絡接口電路板。網(wǎng)卡又稱網(wǎng)絡適配器，是一塊網(wǎng)絡接口電路板。 網(wǎng)卡

34、負責接收網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)包，解包后將數(shù)據(jù)傳網(wǎng)卡負責接收網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)包，解包后將數(shù)據(jù)傳輸給工作站；它還能將工作站上的數(shù)據(jù)打包后送入網(wǎng)輸給工作站；它還能將工作站上的數(shù)據(jù)打包后送入網(wǎng)絡。絡。 每一塊網(wǎng)卡出廠時都給定一個每一塊網(wǎng)卡出廠時都給定一個48位的地址碼位的地址碼(固固化在化在ROM中中)，這是廠商向，這是廠商向IEEE注冊購買的，注冊購買的，不會重不會重復復。該地址碼就是局域網(wǎng)中每一臺主機的物理地址。該地址碼就是局域網(wǎng)中每一臺主機的物理地址(Media Access Control, MAC地址地址)，該地址全球唯一。該地址全球唯一。通信與網(wǎng)絡基礎1-44 中繼器是局域網(wǎng)互連的最簡單設備，它工作在

35、中繼器是局域網(wǎng)互連的最簡單設備，它工作在OSI參考模參考模型的第一層型的第一層(物理層物理層)。 將物理層傳輸?shù)膶⑽锢韺觽鬏數(shù)男盘栃盘栠M行進行放大放大、轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)并并傳送傳送。中繼器只能。中繼器只能工作在同一個網(wǎng)絡內(nèi)部，起到延長傳輸介質(zhì)長度的作用。工作在同一個網(wǎng)絡內(nèi)部，起到延長傳輸介質(zhì)長度的作用。 集線器可將一路信號放大為多路信號，是一個信號放大集線器可將一路信號放大為多路信號，是一個信號放大和中轉(zhuǎn)設備。和中轉(zhuǎn)設備。 集線器不具有自動尋址和交換能力，數(shù)據(jù)就被傳輸?shù)脚c集線器不具有自動尋址和交換能力，數(shù)據(jù)就被傳輸?shù)脚c之相連的各個端口之相連的各個端口(廣播式操作廣播式操作)，容易形成數(shù)據(jù)阻塞。，容易形

36、成數(shù)據(jù)阻塞。通信與網(wǎng)絡基礎1-45網(wǎng)卡網(wǎng)卡集線器集線器水晶頭水晶頭通信與網(wǎng)絡基礎1-46 網(wǎng)橋是連接不同類型局域網(wǎng)的橋梁。它工作在網(wǎng)橋是連接不同類型局域網(wǎng)的橋梁。它工作在OSI模型的第二層模型的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層)。 網(wǎng)橋可以將使用不同協(xié)議的以太網(wǎng)、令牌總線網(wǎng)橋可以將使用不同協(xié)議的以太網(wǎng)、令牌總線網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等連接起來，實現(xiàn)互相通信，但又能有網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等連接起來，實現(xiàn)互相通信，但又能有效地阻止各自子網(wǎng)內(nèi)的通信不會流到別的網(wǎng)絡，防止效地阻止各自子網(wǎng)內(nèi)的通信不會流到別的網(wǎng)絡，防止了了“廣播風暴廣播風暴”。 網(wǎng)橋也可用在同一個網(wǎng)絡內(nèi)，用以隔離不同的網(wǎng)橋也可用在同一個網(wǎng)絡內(nèi)，用以隔離不同的

37、網(wǎng)段，把不需要越出網(wǎng)段的通信限制在段內(nèi)，避免網(wǎng)網(wǎng)段，把不需要越出網(wǎng)段的通信限制在段內(nèi)，避免網(wǎng)絡傳輸?shù)倪^重的負擔。絡傳輸?shù)倪^重的負擔。通信與網(wǎng)絡基礎1-47局域網(wǎng)交換機又稱以太網(wǎng)交換機，是交互局域網(wǎng)交換機又稱以太網(wǎng)交換機，是交互式局域網(wǎng)的核心，工作在互聯(lián)網(wǎng)模型的第二層數(shù)式局域網(wǎng)的核心，工作在互聯(lián)網(wǎng)模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層。它從根本上改變據(jù)鏈路層。它從根本上改變“共享介質(zhì)共享介質(zhì)”工作方工作方式，通過交換機支持多個節(jié)點之間的并發(fā)連接，式，通過交換機支持多個節(jié)點之間的并發(fā)連接，實現(xiàn)多節(jié)點之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸。實現(xiàn)多節(jié)點之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸。 局域網(wǎng)交換機可替代傳統(tǒng)的集線器組建單個局域網(wǎng)交換機可替代傳統(tǒng)的集

38、線器組建單個局域網(wǎng)，稱為交換式集線器局域網(wǎng)，稱為交換式集線器(Switch Hub).(Switch Hub).它與它與集線器相比具有數(shù)據(jù)傳輸時延少，傳輸帶寬大的集線器相比具有數(shù)據(jù)傳輸時延少，傳輸帶寬大的優(yōu)點。優(yōu)點。通信與網(wǎng)絡基礎1-48路由器是可以將兩個或多個異形網(wǎng)連在一起的互路由器是可以將兩個或多個異形網(wǎng)連在一起的互聯(lián)設備，它運行在聯(lián)設備，它運行在OSI模型的第三層模型的第三層(網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層)。 路由器不但能實現(xiàn)路由器不但能實現(xiàn)LAN與與LAN的互連，更能解決的互連，更能解決體系結構差別很大的體系結構差別很大的LAN與與WAN的互連。在的互連。在Internet中，網(wǎng)絡與網(wǎng)絡的連接，都是通

39、過路由器中，網(wǎng)絡與網(wǎng)絡的連接，都是通過路由器實現(xiàn)的。實現(xiàn)的。通信與網(wǎng)絡基礎1-49cbafde網(wǎng)絡網(wǎng)絡a路由器路由器將網(wǎng)絡將網(wǎng)絡 a 和網(wǎng)絡和網(wǎng)絡 b 相連相連用戶用戶A用戶用戶B網(wǎng)絡網(wǎng)絡b通信與網(wǎng)絡基礎1-50 網(wǎng)關運行在網(wǎng)關運行在OSI模型傳送層及其上的高層。模型傳送層及其上的高層。 協(xié)議轉(zhuǎn)換協(xié)議轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)重新分組數(shù)據(jù)重新分組 網(wǎng)關常常以網(wǎng)關常常以軟件形式軟件形式存在，它比路由器有更大的存在，它比路由器有更大的靈活性，但也更復雜、開銷更大。它能靈活性，但也更復雜、開銷更大。它能互聯(lián)各種完全互聯(lián)各種完全不同體系結構的網(wǎng)絡不同體系結構的網(wǎng)絡。 例如，以太網(wǎng)與例如，以太網(wǎng)與IBM大型機的網(wǎng)絡相連

40、，就必大型機的網(wǎng)絡相連，就必須使用相應的網(wǎng)關，因為它們在速度、字符編碼、流須使用相應的網(wǎng)關，因為它們在速度、字符編碼、流程控制及通信協(xié)議各方面，都存在根本的差異，需要程控制及通信協(xié)議各方面，都存在根本的差異，需要由網(wǎng)關進行變換以實現(xiàn)互聯(lián)。由網(wǎng)關進行變換以實現(xiàn)互聯(lián)。網(wǎng)關可以設在服務器、微機或大型機上網(wǎng)關可以設在服務器、微機或大型機上通信與網(wǎng)絡基礎1-51五、無線局域網(wǎng)五、無線局域網(wǎng)1、無線局域網(wǎng)概述、無線局域網(wǎng)概述 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)(Wireless LAN,WLAN)是利用電是利用電磁波在空氣中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而無需線纜介質(zhì)。磁波在空氣中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而無需線纜介質(zhì)。WLAN的數(shù)據(jù)傳輸速

41、率已能夠達到的數(shù)據(jù)傳輸速率已能夠達到11Mbit/s,傳傳輸距離可達輸距離可達20km以上。無線聯(lián)網(wǎng)方式使聯(lián)網(wǎng)的以上。無線聯(lián)網(wǎng)方式使聯(lián)網(wǎng)的計算機具有可移動性，能快速、方便地解決以有計算機具有可移動性，能快速、方便地解決以有線方式不易實現(xiàn)的網(wǎng)絡連通問題。線方式不易實現(xiàn)的網(wǎng)絡連通問題。通信與網(wǎng)絡基礎1-52 WLAN的優(yōu)點：的優(yōu)點：n 安裝便捷：安裝便捷：只要安裝一個或多個接入點設備即只要安裝一個或多個接入點設備即可可.n 使用靈活：使用靈活：在無線網(wǎng)信號覆蓋區(qū)域任何位置都在無線網(wǎng)信號覆蓋區(qū)域任何位置都可接入?？山尤?。n 經(jīng)濟節(jié)約：經(jīng)濟節(jié)約：不用施工布線，預留接入點。不用施工布線，預留接入點。n

42、易于擴展：易于擴展：有多種配置方式，根據(jù)需要靈活選有多種配置方式，根據(jù)需要靈活選擇。擇。通信與網(wǎng)絡基礎1-532、無線局域網(wǎng)的主要連接設備、無線局域網(wǎng)的主要連接設備 無線接入點是無線局域網(wǎng)的中心設備，負責無線無線接入點是無線局域網(wǎng)的中心設備，負責無線信號的分發(fā)和各無線終端的互聯(lián)。信號的分發(fā)和各無線終端的互聯(lián)。n 單純型無線單純型無線AP，主要提供無線工作站對有線局域，主要提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問。相當于有線網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問。相當于有線網(wǎng)的集線器，把各個無線用戶端連接起來。網(wǎng)的集線器，把各個無線用戶端連接起來。n 無線路由器：擴展型無線無線路由

43、器：擴展型無線AP ，可實現(xiàn)家庭無線網(wǎng)，可實現(xiàn)家庭無線網(wǎng)中的中的Internet連接共享，實現(xiàn)連接共享，實現(xiàn)ADSL和小區(qū)寬帶的無線和小區(qū)寬帶的無線共享接入。共享接入。通信與網(wǎng)絡基礎1-54n 無線網(wǎng)卡，作用與有線網(wǎng)卡類似，分為無線網(wǎng)卡，作用與有線網(wǎng)卡類似，分為PCI卡，卡，USB卡和筆記本專用卡和筆記本專用PCMIA卡，內(nèi)置有無線天卡，內(nèi)置有無線天線，實現(xiàn)信號的接收線，實現(xiàn)信號的接收n 藍牙適配器：用于實現(xiàn)計算機之間的藍牙無藍牙適配器：用于實現(xiàn)計算機之間的藍牙無線連接，以及計算機與手機等通信設備的無線連線連接，以及計算機與手機等通信設備的無線連接，一般采用接，一般采用USB接口。接口。n 無

44、線天線：可置于無線網(wǎng)卡、無線路由器內(nèi)。無線天線：可置于無線網(wǎng)卡、無線路由器內(nèi)。通信與網(wǎng)絡基礎1-553、無線局域網(wǎng)的應用、無線局域網(wǎng)的應用 （1）作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的補充）作為傳統(tǒng)局域網(wǎng)的補充 （2）連接鄰近建筑物中的局域網(wǎng)）連接鄰近建筑物中的局域網(wǎng) （3）漫游訪問）漫游訪問 （4）特殊網(wǎng)路）特殊網(wǎng)路通信與網(wǎng)絡基礎1-56 互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)是是連接分布在世界各地的成千上萬個計連接分布在世界各地的成千上萬個計算機網(wǎng)絡的網(wǎng)絡，也稱為算機網(wǎng)絡的網(wǎng)絡，也稱為國際互聯(lián)網(wǎng)國際互聯(lián)網(wǎng)。最大的廣域網(wǎng)最大的廣域網(wǎng) 因特網(wǎng)因特網(wǎng) 通信與網(wǎng)絡基礎1-57一、一、TCP/IP協(xié)議協(xié)議TCP/IP是是Internet實現(xiàn)網(wǎng)絡互

45、連的通信協(xié)議。實現(xiàn)網(wǎng)絡互連的通信協(xié)議。TCP/IP是一個協(xié)議集合，大部分以軟件方式存在。是一個協(xié)議集合，大部分以軟件方式存在。 見圖見圖6-37。TCP/IP協(xié)議可以運行在多種物理網(wǎng)絡上。協(xié)議可以運行在多種物理網(wǎng)絡上。IP和和TCP協(xié)議是其中最重要協(xié)議是其中最重要的的2 2個。個。通信與網(wǎng)絡基礎1-58功能：解決數(shù)據(jù)傳輸問題功能：解決數(shù)據(jù)傳輸問題 定義定義Internet數(shù)據(jù)分組的格式數(shù)據(jù)分組的格式，簡稱簡稱IP包；包； 定義定義IP地址地址和和域名系統(tǒng)域名系統(tǒng)； 確定確定傳輸路徑傳輸路徑。即經(jīng)過路由器連接，將。即經(jīng)過路由器連接，將IP包包從源結點傳送到目的結點。從源結點傳送到目的結點。網(wǎng)絡互

46、聯(lián)協(xié)議網(wǎng)絡互聯(lián)協(xié)議(TCP/IP)通信與網(wǎng)絡基礎1-59 TCP檢測數(shù)據(jù)報在傳送中是否丟失，如果丟檢測數(shù)據(jù)報在傳送中是否丟失，如果丟失就重新傳一次；失就重新傳一次；TCP也能檢測到那些未按順序也能檢測到那些未按順序到達的數(shù)據(jù)包，并把順序調(diào)整正確；到達的數(shù)據(jù)包，并把順序調(diào)整正確；TCP還還能檢能檢測到一個數(shù)據(jù)包多個副本到達目的地情況，把多測到一個數(shù)據(jù)包多個副本到達目的地情況，把多余的濾除。余的濾除。 即解決即解決丟失重發(fā)丟失重發(fā)、順序調(diào)整順序調(diào)整、多余包剔除多余包剔除等等通信中可能出差錯的問題。通信中可能出差錯的問題。通信與網(wǎng)絡基礎1-60通信與網(wǎng)絡基礎1-61n超文本傳輸協(xié)議超文本傳輸協(xié)議HT

47、TP (Hyper Text Transfer Protocol)，n簡單電子郵件傳輸協(xié)議簡單電子郵件傳輸協(xié)議SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)，n文件傳輸協(xié)議文件傳輸協(xié)議FTP (File Transfer Protocol)，n遠程登錄協(xié)議遠程登錄協(xié)議TELNET (TELecommunications NETwork )，n簡單網(wǎng)管協(xié)議簡單網(wǎng)管協(xié)議SNMP (Simple Network Management Protocol)，n域名系統(tǒng)域名系統(tǒng)DNS(Domain Name System)等等 。通信與網(wǎng)絡基礎1-62應用層應用層應用層應用層HT

48、TP、SMTP、 FTP、Telnet SNMP、DNS 表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層TCP UDP傳輸層傳輸層網(wǎng)際互連層網(wǎng)際互連層IP網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路層層主機主機- -網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層局域網(wǎng)局域網(wǎng): :以太網(wǎng)、光以太網(wǎng)、光纖網(wǎng)纖網(wǎng)廣域網(wǎng):ATM、X.25、楨、楨中繼PPPRS-232物理層物理層HardwareOSI模型模型TCP/IP模型模型圖圖6-49 TCP/IP協(xié)議模型協(xié)議模型通信與網(wǎng)絡基礎1-63 IP地址是地址是Internet管理機構分配給網(wǎng)上的每管理機構分配給網(wǎng)上的每一臺計算機或互聯(lián)設備一臺計算機或互聯(lián)設備(例如路由器例如路由器)的唯一地址，的唯一地址，它出現(xiàn)

49、在它出現(xiàn)在IP數(shù)據(jù)報的報頭，以便能夠準確地識數(shù)據(jù)報的報頭，以便能夠準確地識別發(fā)出該數(shù)據(jù)報的計算機別發(fā)出該數(shù)據(jù)報的計算機。二、二、IP地址地址與域名與域名通信與網(wǎng)絡基礎1-64 IP地址由網(wǎng)絡地址和主機地址兩部分組成。地址由網(wǎng)絡地址和主機地址兩部分組成。 IP協(xié)議規(guī)定了五類網(wǎng)絡地址，其中協(xié)議規(guī)定了五類網(wǎng)絡地址，其中A、B、C三類地三類地址用于址用于不同規(guī)模不同規(guī)模的物理網(wǎng)絡，的物理網(wǎng)絡，D類為多播類為多播(multicast)地址，地址，E類是實驗性地址。類是實驗性地址。多播地址多播地址1110保留地址保留地址11110 7 8 15 16 23 24 31網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址010網(wǎng)絡

50、號網(wǎng)絡號主機地址主機地址110網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址通信與網(wǎng)絡基礎1-65 最高位為最高位為“ ”，連同后面的，連同后面的表示網(wǎng)絡號表示網(wǎng)絡號, , A A類網(wǎng)絡只有類網(wǎng)絡只有2 27 7-2=126-2=126個個1-1261-126( (網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號0 0和和127127另有它用另有它用) )，每個網(wǎng)絡可以有，每個網(wǎng)絡可以有2 22424-2=16777214-2=16777214個個主機地址。主機地址。 地址范圍從地址范圍從 .0.0.0到到550 7 8 16 24 31網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址0不同規(guī)模的網(wǎng)絡可以申請不同類別的網(wǎng)絡地址！不同規(guī)模的網(wǎng)

51、絡可以申請不同類別的網(wǎng)絡地址！通信與網(wǎng)絡基礎1-66 最高最高2 2位為位為“”，有，有2 21414-2=16384-2=16384個網(wǎng)絡號，個網(wǎng)絡號，每個網(wǎng)絡可以有每個網(wǎng)絡可以有2 21616-2=65534-2=65534個主機地址。個主機地址。 地址范圍從地址范圍從到到55 10網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址0 7 8 16 24 31不同規(guī)模的網(wǎng)絡可以申請不同類別的網(wǎng)絡地址！不同規(guī)模的網(wǎng)絡可以申請不同類別的網(wǎng)絡地址！通信與網(wǎng)絡基礎1-67 最高位為最高位為“”，有，有2 22121-2=2097150-2=2097150個網(wǎng)絡個網(wǎng)絡號，每個網(wǎng)

52、絡可以有號，每個網(wǎng)絡可以有2 28 8-2=254-2=254個主機地址。個主機地址。 地址范圍地址范圍從從到到55。 不同規(guī)模的網(wǎng)絡可以申請不同類別的網(wǎng)絡地址！不同規(guī)模的網(wǎng)絡可以申請不同類別的網(wǎng)絡地址！0 7 8 16 24 31110網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址通信與網(wǎng)絡基礎1-68 例如，例如，IPIP地址：地址： 11010010 00100111 00000000 11010010 00100111 00000000 0010001100100011 用點分十進制數(shù)表示為：用點分十進制數(shù)表示為：535其

53、含義是：其含義是：C C類地址類地址 網(wǎng)絡號為網(wǎng)絡號為100100010011100000000100100010011100000000 主機地址為主機地址為0010001100100011 通信與網(wǎng)絡基礎1-69 4字節(jié)字節(jié)IP地址為地址為IPv4版本，它所能表示的版本，它所能表示的IP地地址數(shù)十分有限，址數(shù)十分有限，IP地址資源十分緊缺。地址資源十分緊缺。 新一代的新一代的IP(IPv6版本版本)將將IP地址位數(shù)從地址位數(shù)從32位增位增至至128位位（16字節(jié)），解決了編址不足問題，增字節(jié)），解決了編址不足問題，增加了許多新功能。加了許多新功能。通信與網(wǎng)絡基礎1-70 當多個物理網(wǎng)絡合用

54、同一個網(wǎng)絡號時，可以將主當多個物理網(wǎng)絡合用同一個網(wǎng)絡號時，可以將主機地址分為兩部分：機地址分為兩部分：10網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址 0 8 16 24 3110網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址圖圖(a)圖圖(b)例如例如:某單位申請到一個某單位申請到一個B類地址網(wǎng)絡號，按單位的組類地址網(wǎng)絡號，按單位的組織結構劃分為若干子網(wǎng)，每個子網(wǎng)包含適量的主機?？椊Y構劃分為若干子網(wǎng)，每個子網(wǎng)包含適量的主機。通信與網(wǎng)絡基礎1-71 每個每個IP地址都對應一個屏蔽碼，也稱作子網(wǎng)屏蔽碼或子網(wǎng)掩地址都對應一個屏蔽碼，也稱作子網(wǎng)屏蔽碼或子網(wǎng)掩碼碼(subnet mask)，它屏蔽，它屏蔽IP地址中的網(wǎng)

55、絡號地址中的網(wǎng)絡號(包括子網(wǎng)地址包括子網(wǎng)地址)。 屏蔽碼作用：屏蔽碼作用：指示指示IP地址的地址的哪些位是網(wǎng)絡號哪些位是網(wǎng)絡號(包括子網(wǎng)地址包括子網(wǎng)地址)，哪些位是主機地址哪些位是主機地址。 圖圖(a)，其屏蔽碼是，其屏蔽碼是11111111 11111111 00000000 00000000，即，即；圖圖(b)，其屏蔽碼則應為，其屏蔽碼則應為11111111 11111111 11111111 00000000，即，即。10網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址 0 8 16 24 3110網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機地址主機地址圖圖(a)圖圖(b

56、)通信與網(wǎng)絡基礎1-72 沒有子網(wǎng)時的屏蔽碼為默認的屏蔽碼：沒有子網(wǎng)時的屏蔽碼為默認的屏蔽碼： A類地址：類地址： B類地址：類地址： C類地址：類地址：通信與網(wǎng)絡基礎1-73IPIP地址地址是為了區(qū)分互聯(lián)網(wǎng)上千百萬臺主機而是為了區(qū)分互聯(lián)網(wǎng)上千百萬臺主機而為每個主機分配的唯一的為每個主機分配的唯一的“地址地址”標識。標識。 IP IP地址是網(wǎng)絡層的協(xié)議地址，是邏輯地址，地址是網(wǎng)絡層的協(xié)議地址，是邏輯地址，長長32位（位（IPv4）。）。網(wǎng)絡層傳輸?shù)拿總€網(wǎng)絡層傳輸?shù)拿總€InternetInternet包必須帶有源主機與目的主機的包

57、必須帶有源主機與目的主機的IPIP地址，以標明地址，以標明該數(shù)據(jù)包的來源與去向，供路由器選擇傳輸路徑。該數(shù)據(jù)包的來源與去向，供路由器選擇傳輸路徑。 通信與網(wǎng)絡基礎1-74 MACMAC地址地址是網(wǎng)卡上帶的地址，長是網(wǎng)卡上帶的地址，長4848位。位。MACMAC地地址工作于數(shù)據(jù)鏈路層，是物理地址，數(shù)據(jù)鏈路層址工作于數(shù)據(jù)鏈路層，是物理地址，數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀必須包含傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀必須包含MACMAC源地址和源地址和MACMAC目的地址，目的地址，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和傳遞。從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和傳遞。MACMAC地址是網(wǎng)卡生地址是網(wǎng)卡生產(chǎn)商向產(chǎn)商向IEEEIEEE組織申請的，每個網(wǎng)卡上的組織申請的，

58、每個網(wǎng)卡上的MACMAC地址地址都不應相同。都不應相同。通信與網(wǎng)絡基礎1-75 IP地址是只在軟件中使用的抽象地址，發(fā)送和接地址是只在軟件中使用的抽象地址，發(fā)送和接收信息時要依靠的是硬件地址（即收信息時要依靠的是硬件地址（即MAC地址）。地址）。 數(shù)據(jù)包在不同主機節(jié)點間傳遞是由地址解析協(xié)議數(shù)據(jù)包在不同主機節(jié)點間傳遞是由地址解析協(xié)議(ARP)負責將負責將IP地址映射到地址映射到MAC地址上來完成的。地址上來完成的。把把IP地址翻譯成對應的地址翻譯成對應的MAC地址的過程稱為地址解析。地址的過程稱為地址解析。 通過通過DOS命令命令ipconfig/all可查看網(wǎng)卡的可查看網(wǎng)卡的MAC地地址及通過

59、該網(wǎng)卡建立的網(wǎng)絡鏈接的址及通過該網(wǎng)卡建立的網(wǎng)絡鏈接的IP地址。地址。注意：注意：IP地址和地址和MAC地址并不存在綁定關系。地址并不存在綁定關系。通信與網(wǎng)絡基礎1-76 一種便于記憶的一種便于記憶的IPIP地址地址表示法，通常稱為表示法，通常稱為網(wǎng)址網(wǎng)址。例如：例如：麻省理工學院麻省理工學院: : (IP (IP地址地址1)1) 清華大學清華大學: : (IP (IP地址地址))域名域名意義意義com 商業(yè)機構商業(yè)機構edu教育系統(tǒng)教育系統(tǒng)gov政府部門政府部門int 國際組織國

60、際組織mil軍事團體軍事團體net主要的網(wǎng)絡支持中心主要的網(wǎng)絡支持中心org其它組織其它組織通信與網(wǎng)絡基礎1-77域名由一組標號組成，標號之間用域名由一組標號組成，標號之間用“.”分隔。分隔。標號從左到右對應層次從低到高，最右邊標號從左到右對應層次從低到高，最右邊的標號是的標號是頂層域名。頂層域名。國別碼由國別碼由2個字符組成，個字符組成，cn代表中國，代表中國，uk代表英國，代表英國，jp代代表日本等。表日本等。例如：例如：服務器名服務器名區(qū)域名區(qū)域名機構名機構名國家名國家名n 域名服務器域名服務器DNS(Domain Name Server)實現(xiàn)域名與實際實現(xiàn)域名與實際IP地址的翻譯地址的