中職網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)教案(網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ))解析

1、1第一章教學(xué)目標(biāo)：了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概率和功能對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成，分類有充分認(rèn)識教學(xué)要點：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念和功能計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類教學(xué)方式：講授與提問教學(xué)內(nèi)容：第一講內(nèi)容（第一節(jié) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念 2 個課時）1.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念隨著計算機(jī)應(yīng)用的不斷深入， 人們已經(jīng)不再滿足于單機(jī)系統(tǒng)獨自運(yùn)行， 如何使不同計算 機(jī)連接起來， 以實現(xiàn)資源共享和信息傳遞， 成為一種客觀需求， 通信技術(shù)的飛速發(fā)展使得這 種需求有了實現(xiàn)的可能。 通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的相互結(jié)合， 產(chǎn)生了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 從最 早的簡單互連到現(xiàn)在無處不在的 Internet，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展大體上經(jīng)歷了四

2、個發(fā)展階段： 面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多主機(jī)互聯(lián)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)全球化的 Internet。 如今網(wǎng)絡(luò)正不斷地影響著我們的工作和生活，也必將改變我們的未來。1.1.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義凡將地理位置不同，并具有獨立功能的多個計算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路而連接起 來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資 源共享的系統(tǒng)，可稱為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 我們平時所接觸的辦公網(wǎng)絡(luò)、校園網(wǎng)絡(luò)，以及我們訪 問的 Internet，都屬于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?？纱罂尚。钚〉挠嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)可以是兩臺計 算機(jī)的互聯(lián)，最大、最復(fù)雜的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是全球范圍的計算機(jī)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)的一個群

3、體， 是由多臺計算機(jī)組成的， 這些計算機(jī)是通過一定的通信介質(zhì) 互聯(lián)在一起的。計算機(jī)之間的互聯(lián)是指它們彼此之間能夠交換信息?；ヂ?lián)通常有兩種方式： 一種是計算機(jī)間通過雙絞線、同軸電纜、 電話線、光纖等有形通信介質(zhì)連接； 另一種是通過 紅外光、激光、微波、衛(wèi)星通信信道等無形介質(zhì)互聯(lián)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義包括如下幾個基本要素。1）至少存在兩個以上的具有獨立操作系統(tǒng)的計算機(jī)，相互間需要共享資源、信息交換 與傳遞。通信 裝置主計算機(jī)終端終端2）兩個以上能獨立操作的計算機(jī)之間要擁有某種通信手段或方法進(jìn)行互聯(lián)。 3）兩個以上的獨立實體之間要做到互相通信，就必須制定各方都認(rèn)可的通信規(guī)則，也 就是所謂的通信協(xié)議。4）

4、需要有對資源進(jìn)行集中管理或分散管理的軟件系統(tǒng)，即所謂的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 上述四個要素是充分必要的，缺一不可。目前，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，正在進(jìn)一步引起世界范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，促進(jìn)全球信 息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。計算機(jī)越普及、應(yīng)用范圍越廣，就越需要將計算機(jī)互聯(lián)起來構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。1.1.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展早在 1952 年，美國就建立了一套 SAGE 系統(tǒng)， SAGE 系統(tǒng)的誕生被譽(yù)為計算機(jī)通信發(fā) 展史上的里程碑。從此，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開始逐步形成并發(fā)展。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成大致可分為三個階段： 計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)、 計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)。1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)又稱為分時多用戶聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖 1-

5、1 所示。終端終端終端主計算機(jī) 終端集中器前端機(jī)終端終端早期的計算機(jī)系統(tǒng)規(guī)模龐大、 價格昂貴， 設(shè)置在專用機(jī)房， 并利用通信設(shè)備和線路連接 多個終端設(shè)備。 在通信軟件的控制下， 各個用戶可以在自己的終端上分時輪流地使用中央計 算機(jī)系統(tǒng)的資源， 這樣既克服了到機(jī)房排隊等待的現(xiàn)象， 又提高了計算機(jī)的效率和系統(tǒng)資源 的利用率。終端設(shè)備是用戶訪問中央計算機(jī)系統(tǒng)的窗口， 它具有特殊的編輯和會話功能。 一臺計算 機(jī)所能連接的終端的數(shù)量隨其中央主計算機(jī)的性能而定，處理能力強(qiáng)且運(yùn)行速度快的計算機(jī) 連接的終端設(shè)備就多些， 而處理能力低且運(yùn)行速度稍慢的計算機(jī)， 連接終端設(shè)備就相對要少 一些。面向終端的網(wǎng)絡(luò)存在以下

6、兩個缺點： 1）主計算機(jī)的負(fù)荷較重，它既要承擔(dān)多終端系統(tǒng)的通信控制和通信數(shù)據(jù)的處理工 作， 同時還要執(zhí)行每個用戶的作業(yè)。2）由于終端設(shè)備的速率低，操作時間長，尤其是在遠(yuǎn)距離時，每個用戶獨一條通信線 路，因此花費(fèi)高。另外，這種操作方式需要頻繁地打擾主計算機(jī)，影響了其工作效率。2.計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)220 世紀(jì) 60 年代中期，計算機(jī)獲得日益廣泛的應(yīng)用。在一些大型公司、企事業(yè)部門和軍事部 門中， 往往擁有若干個分散的計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 系統(tǒng)之間迫切需要交換數(shù)據(jù)、 進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)系。 為了滿足應(yīng)用的需要， 將多個計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)連接起來， 就形成了以傳輸信息為主要 目的的計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。計算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)是以中

7、央計算機(jī)為核心的集中式系統(tǒng)，只有“終端-計算機(jī)”之間的通 信，而計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)是含有前端處理器（CCP，又叫通信控制處理器）的多機(jī)系統(tǒng)，它不 僅在系統(tǒng)內(nèi)部而且在互聯(lián)的系統(tǒng)間，實現(xiàn)了“計算機(jī)-計算機(jī)”之間通信，其結(jié)構(gòu)模型如圖 1-2 所示。3.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的硬件組成一樣， 都是由主計算機(jī)系統(tǒng)、 終端設(shè)備、 通信設(shè)備和通信線路四大部分組成的。在結(jié)構(gòu)上都是將若干個多機(jī)系統(tǒng)用高速通信線路連接起 來，使它們的主計算機(jī)之間能相互交換信息、 調(diào)用軟件以及調(diào)用其中任一主計算機(jī)系統(tǒng)的任 何資源。341.1.3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和日益普及，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已滲透

8、到社會各個領(lǐng) 域，其功能也得到不斷擴(kuò)展。歸納起來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要有以下幾個方面。1.數(shù)據(jù)通信計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為我們提供了最快捷、最經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)傳輸和信息交換的手段。 2.資源共享構(gòu)建計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實現(xiàn)資源共享。1）硬件共享。2）軟件共享。3）數(shù)據(jù)共享。3.提高計算機(jī)的可靠性和可用性在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中， 同一資源可以分布在系統(tǒng)中的多處， 一旦系統(tǒng)某部分出現(xiàn)故障， 即可 從另一部分獲得同樣資源， 從而避免因個別部件或局部故障而導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效。這種可靠 性對于軍事、電力、銀行等可靠性要求極高的領(lǐng)域尤為重要。 例如，在美國“9 11”事件 發(fā)生時， 某家處于事件現(xiàn)場的銀行系統(tǒng)全部被毀， 但這家銀行

9、的業(yè)務(wù)并沒有停止， 因為這家 銀行在另一處的計算機(jī)系統(tǒng)自動接管了這家銀行的所有業(yè)務(wù)。4.促進(jìn)分布式計算與協(xié)同工作利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式計算和協(xié)同工作的特性，可以將一些大型且復(fù)雜的處理任務(wù)分 散到不同的計算機(jī)上， 這樣既可以使一臺計算機(jī)負(fù)擔(dān)不會太重， 又?jǐn)U大了單機(jī)的功能， 從而 實現(xiàn)分布式處理和均衡負(fù)荷的作用。例如，在開發(fā)大型軟件時，通常將軟件分成若干模塊， 并由不同人開發(fā)各個模塊，最后再將不同模塊整合到一起來提高軟件開發(fā)的效率。第一講總結(jié)：本節(jié)主要學(xué)習(xí)了1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義（回顧定義內(nèi)容）。2.學(xué)習(xí)和認(rèn)識計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與產(chǎn)生3.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能5第二講內(nèi)容（第二節(jié) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成和邏輯結(jié)構(gòu)

10、 2 個課時）1.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成和邏輯結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由硬件和軟件系統(tǒng)組成。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從邏輯上可劃分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng) 兩個層次。1.2.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成和計算機(jī)系統(tǒng)一樣， 一個完整的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。1.硬件系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件系統(tǒng)一般指網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等。1）計算機(jī)。計算機(jī)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本模塊，主要完成數(shù)據(jù)信息的收集、存儲、處理 和輸出等任務(wù)， 是網(wǎng)絡(luò)信息的生產(chǎn)者和加工者。 傳輸介質(zhì)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì)主要負(fù) 責(zé)將網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)、 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來， 并提供數(shù)據(jù)信息的傳輸通道。 常用的傳輸介質(zhì)包 括同軸電纜、雙絞線、光

11、纖和無線介質(zhì)。2）網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中各計算機(jī)的互連、數(shù)據(jù)信 息轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等。常用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備包括網(wǎng)卡、集線器、中繼器、交換機(jī)和路 由器等。2.軟件系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等。1）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的作用是管理網(wǎng)絡(luò)的軟/硬件資源，使網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)可以相互通信。常 見的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有 UNIX、NetWare、Windows NT/2000/2003 和 Linux 等。2）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是指網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)在互相通信時所遵循的規(guī)則，如TCP/IP、IPX/SPX 等。 詳細(xì)內(nèi)容我們會在后面的章節(jié)中

12、進(jìn)一步介紹。3）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是指為某一應(yīng)用目的而開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)軟件。如目前常用的辦公自動化系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、 Internet 通信軟件等都屬于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。1.2.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要完成數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)傳輸兩大基本功能，所以從邏輯上可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 劃分為兩個層次：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)。1資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)由主機(jī)、 終端、 通信子網(wǎng)接口設(shè)備和各種軟件與駐處資源組成， 負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù) 據(jù)處理并向網(wǎng)絡(luò)用戶提供網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的外層。2通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)通信控制處理機(jī)、通信設(shè)備和通信線路組成，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、 轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理工作，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層。

13、1.2.3 兩種類型的通信子網(wǎng)6計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)基本上取決于其通信子網(wǎng)的組成和結(jié)構(gòu)。通信子網(wǎng)的組成和結(jié)構(gòu) 與其通信控制方式有著內(nèi)在的聯(lián)系。按照通信控制方式的不同，通信子網(wǎng)有以下兩種基本類型。1點對點通信子網(wǎng)點對點通信子網(wǎng)中包含多條通信線路，每一條通信線路連接兩個節(jié)點計算機(jī)。 2.共享信道通信子網(wǎng)在共享信道通信子網(wǎng)中， 所有的節(jié)點計算機(jī)共享一條通信線路或信道， 任一時刻子網(wǎng)中 最多只能有一個節(jié)點計算機(jī)在發(fā)送信息，即任一時刻最多只能有一個信息在網(wǎng)中傳送。通信子網(wǎng)的這兩種結(jié)構(gòu)， 分別適用于不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 一般來說， 遠(yuǎn)程網(wǎng)一般是采用點 對點通信方式， 而局域網(wǎng)則大多為共享信道通信方式。 由于通

14、信控制方式的不同， 使得它們 在信號編碼、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、接口設(shè)備、連接方式等諸方面都表現(xiàn)出明顯的差異。第二講總結(jié)：本節(jié)主要學(xué)習(xí)了1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成2.計算機(jī)網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)3.兩種類型的通信子網(wǎng)7第三講內(nèi)容（第三節(jié)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類， 2 個課時）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以按不同角度進(jìn)行分類， 如可以按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類、 按網(wǎng)絡(luò)的拓 撲結(jié)構(gòu)分類、按網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)所處的地位分類等。1按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍分類按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍的不同，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)（ LAN ，Local AreaNetwork）、城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）、廣域網(wǎng)（WAN，Wide A

15、rea Network） 三種類型。1）局域網(wǎng)： 是指在較小的地理范圍內(nèi)由計算機(jī)、 通信線路和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。 局域網(wǎng)的分布范圍可以是一個辦公室、 一幢大樓或一個園區(qū)。 它的特點是分布距離近、 傳輸 速率高、數(shù)據(jù)傳輸可靠等。2）城域網(wǎng)：是指在一個城市范圍內(nèi)由計算機(jī)、通信線路和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。 城域網(wǎng)覆蓋范圍介于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間， 一般從數(shù)公里至數(shù)十公里， 如一個城市的銀行系 統(tǒng)全市聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全市的通存通兌，這樣的網(wǎng)絡(luò)屬于城域網(wǎng)。3）廣域網(wǎng)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的地理范圍不斷擴(kuò)大，可以把不同城市、不同地區(qū)、不同國家的計 算機(jī)連接起來的時候，也就形成了廣域網(wǎng)。在廣域網(wǎng)中， 連接著數(shù)量眾多的計算

16、機(jī)。我們經(jīng) 常訪問的 Internet 就是一個典型的廣域網(wǎng)。2按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類所謂網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 是以拓?fù)湎到y(tǒng)的方法來研究計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。 拓?fù)涞母拍钍菑膱D 論中的相關(guān)概念演變而來，是一種研究與大小形狀無關(guān)的點、線、面特點的數(shù)學(xué)方法。在計 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把工作站、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的實體抽象為“點”， 把網(wǎng)絡(luò)中的通信介質(zhì)抽象為“線”。若從拓?fù)鋵W(xué)的觀點看網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，抽象出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體 結(jié)構(gòu)，就形成了點和線組成的幾何圖形，形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概念。（介紹介紹） 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有總線型、環(huán)型、 星型、 樹型和網(wǎng)狀。 基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?要有三種模式：總線型、星型和環(huán)型

17、。1.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一條單根的通信線路（總線）作為公共的傳輸通道， 所有的節(jié)點都 通過相應(yīng)的接口直接連接到總線上，并通過總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，如上圖所示?？偩€型網(wǎng)絡(luò)使用廣播式傳輸技術(shù)， 總線上的所有節(jié)點都可以發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上， 數(shù)據(jù)沿 總線傳播。 但是， 由于所有節(jié)點共享同一條公共通道， 所以在任何時候只允許一個節(jié)點發(fā)送 數(shù)據(jù)。當(dāng)一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，并在總線上傳播時，數(shù)據(jù)可以被總線上的其他所有節(jié)點接收。 各節(jié)點在接收數(shù)據(jù)后， 分析目的物理地址再決定是否接收該數(shù)據(jù)。 粗、 細(xì)同軸電纜以太網(wǎng)就 是這種結(jié)構(gòu)的典型代表。總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有如下特點。81）結(jié)構(gòu)簡單靈活，易于擴(kuò)展。2）共享能力強(qiáng)

18、，便于廣播式傳輸。3）網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快，但負(fù)荷重時則性能迅速下降。4）局部站點故障不影響整體，可靠性較高。但是，總線出現(xiàn)故障，則將影響整個網(wǎng)絡(luò)。 5）易于安裝，費(fèi)用低。6）網(wǎng)絡(luò)效率和帶寬利用率低。7）采用分布控制方式，各節(jié)點通過總線直接通信。8）各工作站點平等，都有權(quán)爭用總線，不受某站點仲裁。2.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)是各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過環(huán)型接口連在一條首尾相接的閉合環(huán)型通信線路中，如下 圖所示。環(huán)型結(jié)構(gòu)有兩種類型， 即單環(huán)結(jié)構(gòu)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。 令牌環(huán)是單環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表，光 纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）是雙環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點如下。1）在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，各工作站間無主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單。2）

19、信息流在網(wǎng)絡(luò)中沿環(huán)單向傳遞，延遲固定，實時性較好。3）兩個節(jié)點之間僅有唯一的路徑，簡化了路徑選擇。4）可靠性差， 任何線路或節(jié)點的故障， 都有可能引起全網(wǎng)故障， 且故障檢測困難。 5）可擴(kuò)充性差。3.星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每個節(jié)點都由一條點到點鏈路與中心節(jié)點（公用中心交換設(shè)備，如交 換機(jī)、 HUB 等）相連，如下圖所示。信息的傳輸是通過中心節(jié)點的存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)實現(xiàn)的， 并且只能通過中心站點與其他站點通信，星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點如下。1）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，便于管理和維護(hù)。2）易實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化布線。3）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易擴(kuò)充，易升級。4）通信線路專用，電纜成本高。5）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)由中心節(jié)點控制與管

20、理，中心節(jié)點的可靠性基本上決定了整個9網(wǎng)絡(luò)的可靠性。6）中心節(jié)點負(fù)擔(dān)重，易成為信息傳輸?shù)钠款i，且中心節(jié)點一旦出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致全網(wǎng) 癱瘓。4.樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是從總線型和星型結(jié)構(gòu)演變來的， 它有兩種類型， 一種是由總線型拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)派生出來的， 它由多條總線連接而成。 另一種是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變種， 各節(jié)點按一定的層 次連接起來，形狀像一棵倒置的樹， 故得名樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如下圖所示。在樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的 頂端有一個根節(jié)點，它帶有分支，每個分支還可以再帶子分支。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點如下。1）這種結(jié)構(gòu)是天然的分級結(jié)構(gòu)。2）易于擴(kuò)展。3）易故障隔離，可靠性高。4）電纜成本高。5）對根節(jié)點的依賴性大，

21、一旦根節(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)不能工作。 5.網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指將各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與通信線路互聯(lián)成不規(guī)則的形狀，每個節(jié)點至少與 其他兩個節(jié)點相連， 或者說每個節(jié)點至少有兩條鏈路與其他節(jié)點相連， 如下左圖所示。 大型 互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結(jié)構(gòu)，如我國的教育和科研計算機(jī)網(wǎng) CERNET，如下右圖所示，國 際互聯(lián)網(wǎng) Internet 的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點如下。1）每個節(jié)點都有冗余鏈路，可靠性高。 2）因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性10能，但路徑選擇比較復(fù)雜。3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護(hù)。4）適用于大型廣域網(wǎng)。5）線路成本高。

22、3.按網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)所處的地位分類按照網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)所處的地位不同，可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為對等網(wǎng)和基于客戶機(jī)/服務(wù) 器模式的網(wǎng)絡(luò)。（1）對等網(wǎng)在對等網(wǎng)中， 所有計算機(jī)的地位是平等的， 沒有專用的服務(wù)器。 每臺計算機(jī)既 作為 服務(wù)器，又作為客戶機(jī)； 既為其他計算機(jī)提供服務(wù)，也從其他計算機(jī)那里獲得服務(wù)。由于對 等網(wǎng)沒有專用的服務(wù)器， 所以在管理對等網(wǎng)時，只能分別管理，不能統(tǒng)一管理，管理起來很不方便。對等網(wǎng)一般應(yīng)用于計算機(jī)數(shù)量少，安全要求不高的小型局域網(wǎng)。（2）基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)在這種網(wǎng)絡(luò)中，有兩種角色的計算機(jī)，一種是服務(wù)器，一種是客戶機(jī)。服務(wù)器一方面負(fù)責(zé)保存網(wǎng)絡(luò)的配置信息，另一方面也負(fù)責(zé)為客戶

23、機(jī)提供各種各樣的服 務(wù)。 因為整個網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵配置都保存在服務(wù)器中， 所以管理員在管理網(wǎng)絡(luò)時只需要修改服務(wù) 器的配置， 就可以管理整個網(wǎng)絡(luò)了。 同時，客戶機(jī)需要獲得某種服務(wù)時，會向服務(wù)器發(fā)送請 求，服務(wù)器接到請求后，向客戶機(jī)提供相應(yīng)的服務(wù)。服務(wù)器的種類很多，有郵件服務(wù)器、 Web 服務(wù)器、傳真服務(wù)器、目錄服務(wù)服務(wù)器等，不同的服務(wù)器可以為客戶機(jī)提供不同的服 務(wù)。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時， 一般選擇配置較好的計算機(jī)， 在其上安裝相關(guān)服務(wù)， 它也就成了服務(wù)器?？头C(jī)主要用于向服務(wù)器發(fā)請求，獲得相關(guān)服務(wù)，如客戶機(jī)向打印服務(wù)器請求打印服務(wù)，向 Web 服務(wù)器請求 Web 頁面等。由于基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)有專用

24、的服務(wù)器，所以在管理網(wǎng)絡(luò)時，可以統(tǒng)一管 理，管理員可以在某一臺計算機(jī) （服務(wù)器）上管理整個網(wǎng)絡(luò)。 當(dāng)我們要構(gòu)建一個復(fù)雜的企業(yè) 網(wǎng)絡(luò)時，通?？梢耘渲脼榭蛻魴C(jī)/服務(wù)器模式。第三講總結(jié)：本次課主要學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按不同的結(jié)構(gòu)分類1.按地理位置分2.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分3.按計算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中所地位分1第二章 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與 TCP/IP教學(xué)目標(biāo)：了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對 IOS/OSI 參考模型有一定認(rèn)識熟悉 TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)掌握 IP 地址和子網(wǎng)掩碼的相關(guān)知識能安裝和配置 TCP/IP 協(xié)議的安裝教學(xué)要點：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的 IP 地址與子網(wǎng)掩碼能安裝和配置 TCP/IP 等網(wǎng)絡(luò)協(xié)

25、議教學(xué)方式：講授與舉例教學(xué)內(nèi)容：第一講內(nèi)容（第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 2 個 課時）1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由多個互聯(lián)的節(jié)點組成， 節(jié)點之間需要不斷地交換數(shù)據(jù)信息和控制信息。 要 做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)， 每個節(jié)點都必須遵循一些事先約定好的規(guī)則。 這些規(guī)則明確地規(guī) 定了所交換數(shù)據(jù)的格式和時序。 這些為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、 約定和標(biāo)準(zhǔn)稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個要素組成。1）語法：用于確定協(xié)議元素的格式，即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)格式。2）語義：用于確定協(xié)議元素的類型，即規(guī)定了通信雙方需要發(fā)出何種控制信息，完成 何種動作，以及做出何種應(yīng)答。3）定時：用于確定通信速度的匹配和

26、時序，即對事實實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從語法和語義上定義了數(shù)據(jù)信息交換的規(guī)則和過程，從時序上定義為通信雙方 通信速度的匹配?？傊?，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通信雙方共同遵守的通信語義、語法和時序的集合。2.網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念在現(xiàn)實生活中處理一些復(fù)雜的問題時， 人們通常采用層次化的解決方式。 例如郵政服務(wù) 的實現(xiàn)就是一種層次模型。當(dāng)一個發(fā)信人要把一封信寄給一個收信人時，發(fā)信人要完成寫信、 裝信封、送郵局等三個環(huán)節(jié)，也就是三個層次：同樣，收信人在收信時也要經(jīng)過三個環(huán)節(jié)， 即從郵局取信、拆信、讀信等三個環(huán)節(jié)，即三個層次。整個過程如圖2-1所示。12寫信讀信包裝拆裝郵局郵局層次化的優(yōu)勢在于可以將問題的解決分配到各

27、層中去， 每一層解決一個小問題， 最終解 決整個問題。如圖2-1 中發(fā)信方通過寫信、包裝、送郵局三個層次完成發(fā)信的過程，而收信 方通過從郵局取信、拆裝、讀信完成收信的過程。同時，層次之間又保持著密切的聯(lián)系，高 層進(jìn)行操作時會使用低層的服務(wù)， 但高層并不需要知道低層服務(wù)的具體實現(xiàn)方法。分層模型 體現(xiàn)了對復(fù)雜問題采取“分而治之”的處理方式，從而降低了處理復(fù)雜問題的難度。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程非常類似于郵政服務(wù)的實現(xiàn)過程，只不過比這個過程要復(fù)雜得 多。同樣,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也采用了層次化設(shè)計，即把通信過程劃分為多個層次，并為每個層次 設(shè)計一個單獨的協(xié)議，這些協(xié)議通過分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織。每層通過特定的協(xié)議完成一

28、種功能， 多層疊加完成整個信息的發(fā)送和接收過程。 同時， 層與層之間通過層間接口聯(lián)系起來， 每一 層可以從下層獲得服務(wù)， 并為上層提供服務(wù)。 各層又具有相對獨立性， 各層只是簡單地使用 其他層的服務(wù)，但不需要知道其他層是如何實現(xiàn)相應(yīng)功能的。我們將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的這種層次結(jié)構(gòu)模型和各層協(xié)議的集合稱為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系 結(jié) 構(gòu)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該實現(xiàn)的功能進(jìn)行了精確定義， 而這些功能用什么 硬件與軟件去完成是具體的實現(xiàn)問題。 體系結(jié)構(gòu)是抽象的， 而實現(xiàn)是具體的。 有了完善的網(wǎng) 絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，再去使用相應(yīng)的硬件與軟件來實現(xiàn)這些功能也就比較容易了。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用分層模型的優(yōu)點如下。1）

29、高層不需要知道低層是如何實現(xiàn)的，只需要知道低層所提供的服務(wù)，以及本層向上 層提供的服務(wù)，各層獨立性強(qiáng)。2）當(dāng)任何一層發(fā)生變化時，只要層間接口不發(fā)生變化，那么這種變化就不會影響到其 他層，適應(yīng)性強(qiáng)。3）整個系統(tǒng)已被分解為若干易于處理的部分，這種結(jié)構(gòu)使得一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)實 現(xiàn)和維護(hù)起來更容易。4）每層的功能與所提供的服務(wù)都有精神的定義和說明，有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化。第二講內(nèi)容（第二節(jié) OSI 參考模型 2 個課時）OIS 參考模型1.OSI 參考模型簡介在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的早期，世界各大型計算機(jī)廠商分別推出適應(yīng)于自身網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)體 系結(jié)構(gòu)。 由于它們沒有遵循通用的標(biāo)準(zhǔn)， 導(dǎo)致使用這些標(biāo)準(zhǔn)組建的不同結(jié)構(gòu)

30、的網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn) 互聯(lián)， 這阻礙了網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展， 同時也給用戶帶來很多不便。 為了協(xié)調(diào)各種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié) 構(gòu)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國際電報電話咨詢委員會（CCITT）分別提出“開放系統(tǒng)互 聯(lián)參考模型”，試圖推出一種全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。1974 年， ISO 發(fā)表了著名的 ISO/IEC7498 標(biāo)準(zhǔn)，也就是開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（ISO OSI RM，Open System Interconnect Reference Model）。該模型定義了不同計算機(jī)互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)， 成為設(shè)計和描述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的基本框架。在 OSI 框架中，進(jìn)一步詳細(xì)規(guī)定了每一層功 能，以實現(xiàn)開放系統(tǒng)環(huán)境中的互聯(lián)性

31、、互操作性與應(yīng)用的可移植性。這使得 OSI 模型成為13真正“開放”的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互聯(lián)參考模型即只要遵循 OSI 標(biāo)準(zhǔn)，任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間都可 以輕松實現(xiàn)互聯(lián)。 CCITT 的建議書 X.4 也定義了一些相似的內(nèi)容。有了國際統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體 系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化時代。OSI 參考模型是一種層次結(jié)構(gòu)， 它將整個網(wǎng)絡(luò)的功能劃分為七層，從低層到高層分別為： 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，如圖2-2 所示。發(fā)送進(jìn)程應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理介質(zhì)主機(jī) A網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層路由器應(yīng)用層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路

32、層物理層路由器通信子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層路由器接收進(jìn)程應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理介質(zhì)主機(jī) B2.OSI 參考模型各層的功能1.物理層物理層是 OSI 分層結(jié)構(gòu)體系中最重要、最基礎(chǔ)的一層，它建立在傳輸媒介基礎(chǔ)上，實 現(xiàn)設(shè)備之間的物理接口。 物理層只是接收和發(fā)送一串比特流， 不考慮信息的意義和信息的結(jié) 構(gòu)。 它包括對連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備描述其各種機(jī)械的、 電氣的和功能的規(guī)定， 還定義電位的 高低、變化的間隔、電纜的類型、連接器的特性等。物理層的數(shù)據(jù)單位是位。物理層的功能 是實現(xiàn)實體之間的按位傳輸， 保證按位傳輸?shù)恼_性， 并向數(shù)據(jù)鏈路層提供一個透明的位流 傳輸。 在數(shù)據(jù)終

33、端設(shè)備、 數(shù)據(jù)通信和交換設(shè)備等設(shè)備之間完成對數(shù)據(jù)鏈路的建立、 保持和拆 除操作。2數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)實體間數(shù)據(jù)的可靠性傳送。 通過物理層建立起來的鏈路， 將具有一定意 義和結(jié)構(gòu)的信息正確地在實體之間進(jìn)行傳輸， 同時為其上面的網(wǎng)絡(luò)層提供有效的服務(wù)。在數(shù) 據(jù)鏈路層中對物理鏈路上產(chǎn)生的差錯進(jìn)行檢測和校正，采用差錯控制技術(shù)保證數(shù)據(jù)通信的正 確性； 數(shù)據(jù)鏈路層還提供流量控制服務(wù)， 以保證發(fā)送方不致因為速度快而導(dǎo)致接收方來不及 正確接收數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單位是幀。 數(shù)據(jù)鏈路層的功能是實現(xiàn)系統(tǒng)實體間二進(jìn)制信 息塊的正確傳輸。 為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠無錯誤的數(shù)據(jù)信息。 在數(shù)據(jù)鏈路中， 需要解決的問題包

34、括信息模式、操作模式、差錯控制、流量控制、信息交換過程控制和通信控制規(guī)程。3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層也稱通信子網(wǎng)層， 是高層協(xié)議與低層協(xié)議之間的界面層， 用于控制通信子網(wǎng)的操作， 是通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的接口。 網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)是提供路由， 為信息包的傳送選擇一14條最佳路徑。 網(wǎng)絡(luò)層還具有擁塞控制、 信息包順序控制等功能。 在網(wǎng)絡(luò)層交換的數(shù)據(jù)單元是 包。 網(wǎng)絡(luò)層的功能是向傳輸層提供服務(wù)， 同時接受來自數(shù)據(jù)鏈路的服務(wù)。 其主要功能是實現(xiàn) 整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)連接， 為傳輸層提供整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)兩個終端用戶之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐贰Ｋ?涉及到整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)所有節(jié)點、 通信雙方終端節(jié)點和中間節(jié)點幾方面的相互關(guān)系。所以網(wǎng) 絡(luò)層

35、的任務(wù)就是提供建立、 保持和釋放通信連接手段， 包括交換方式、 路徑選擇、 流量控制、 阻塞與死鎖等。4傳輸層傳輸建立在網(wǎng)絡(luò)層和會話層之間，實質(zhì)上它是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中高低層之間銜接的一個接 口層。 傳輸層不僅是一個單獨的結(jié)構(gòu)層， 它還是整個分層體系協(xié)議的核心， 沒有傳輸層，整 個分層協(xié)議就沒有意義。傳輸層獲得下層提供的服務(wù)包括： 發(fā)送和接收順序正確的數(shù)據(jù)分組序列， 并用其構(gòu)成傳 輸層數(shù)據(jù)； 獲得網(wǎng)絡(luò)地址，包括虛擬信道和邏輯信道。傳輸層向上層提供的服務(wù)包括：無差 錯的有序的報文收發(fā)，提供傳輸連接，進(jìn)行流量控制。傳輸層的功能是從會話層接受數(shù)據(jù)， 根據(jù)需要把數(shù)據(jù)切成較小的數(shù)據(jù)片，并把數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)層，

36、確保數(shù)據(jù)片正確到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層， 從而實現(xiàn)兩層間數(shù)據(jù)透明傳送。5會話層會話層用于建立、管理以及終止兩個應(yīng)用系統(tǒng)之間的會話。它是用戶連接到網(wǎng)絡(luò)的接口。 它的基本任務(wù)是負(fù)責(zé)兩主機(jī)間的原始報文的傳輸。會話層為表示層提供服務(wù)， 同時接受傳輸 層的服務(wù)。 為實現(xiàn)在表示層實體之間傳送數(shù)據(jù)， 會話連接必須被映射到傳輸連接上。 會話層 的功能包括：會話層連接到傳輸層的映射；會話連接的流量控制；數(shù)據(jù)傳輸；會話連接恢復(fù) 與釋放； 會話連接管理、 差錯控制。 會話層提供給表示層的服務(wù)包括： 數(shù)據(jù)交換； 隔離服務(wù)； 交互管理；會話連接同步和異常報告。會話層最重要的特征是數(shù)據(jù)交換。與傳輸連接相似， 一個會話分為建立鏈路、數(shù)據(jù)

37、交換和釋放鏈路三個階段。6表示層表示層向上對應(yīng)用層服務(wù)， 向下接受來自會話層的服務(wù)。 表示層是為在應(yīng)用過程之間的 信息提供表示方法的服務(wù)， 它關(guān)心的只是發(fā)出信息的語法與語義。 表示層要完成某些特定的 功能。主要有不同數(shù)據(jù)編碼格式的轉(zhuǎn)換，提供數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮服務(wù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解 密。表示層為應(yīng)用層提供的服務(wù)包括： 語法選擇、 語法轉(zhuǎn)換等。 語法選擇是提供一種初始語 法和以后修改這種選擇的手段。 語法轉(zhuǎn)換涉及代碼轉(zhuǎn)換和字符集的轉(zhuǎn)換、 數(shù)據(jù)格式的修改以 及對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作的適配。7應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層是通信用戶之間的窗口，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)管理、文傳輸、事務(wù)處理等服務(wù)。 其中包含了若干個獨立的、用戶通用的

38、服務(wù)協(xié)議模塊。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層是 OSI 的最高層，為網(wǎng) 絡(luò)用戶之間的通信提供專用的程序。 應(yīng)用層的內(nèi)容主要取決于用戶的各自需要， 這一層涉及 的主要問題是： 分布數(shù)據(jù)庫、分布計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布操作系統(tǒng)、遠(yuǎn)程文件傳 輸、 電子郵件、 終端電話及遠(yuǎn)程作業(yè)登錄與控制等。 目前應(yīng)用層在國際上幾乎沒有完整的標(biāo) 準(zhǔn)，是一個范圍很廣的研究領(lǐng)域。在 OSI 的七個層次中，應(yīng)用層是最復(fù)雜的，所包含的應(yīng) 用層協(xié)議也最多，有些還正在研究和開發(fā)之中。第二講總結(jié)：本節(jié)主要學(xué)習(xí)了 OSI 參考模型各層的功能其中：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層屬于通信子網(wǎng)，主要完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，傳?層，會話層，表示層，應(yīng)用層則屬于

39、資源子網(wǎng)層，主要完成數(shù)據(jù)處理的功能，并為用戶提 供網(wǎng)絡(luò)之間的接口。15第三講內(nèi)容（第三節(jié) TCP/IP 體系結(jié)構(gòu) 2 個課時）TCP/IP 協(xié)議概述TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）是指傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議， 是針對 Internet 開發(fā)的一種體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)， 其目的在于解決異種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)間的通 信問題， 使得網(wǎng)絡(luò)在互聯(lián)時把技術(shù)細(xì)節(jié)隱藏起來， 為 用戶提供一種通用、 一致的通信服務(wù)。 TCP/IP 起源于美國 ARPANET，由它的兩個主要協(xié)議 TCP 協(xié)議和 IP 協(xié)議而得名。 通常所 說的 TCP/IP 協(xié)

40、議實際上包含了大量的協(xié)議和應(yīng)用，并且由多個獨立定義的協(xié)議組合在一起， 因此更確切地說， TCP/IP 是一個協(xié)議族而不是一種協(xié)議。TCP/IP 協(xié)議具有以下特點。1）TCP/IP 是開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)， 任何廠商和個人都可以直接使用， 而不用征得誰的許可。2）TCP/IP 獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。3）TCP/IP 使用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個 TCP/IP 設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中具有唯一的 地址。4）TCP/IP 是標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。TCP/IP 協(xié)議和 OSI 模型一樣，也采用分層體系結(jié)構(gòu)。協(xié)議的分層使得各層的任務(wù)和目 的十分明確，

41、這樣有利于軟件編寫和通信控制。 TCP/IP 協(xié)議分為四層，由下至上分別是網(wǎng) 絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，如圖2-3 所示。應(yīng)用層 DNS NFS NSP SMTP FIP Telnet HTTP傳輸層TCPUDP協(xié)議RAPPARPIP ICMP網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層 電話網(wǎng) 衛(wèi)星網(wǎng) 無線網(wǎng) X.25 網(wǎng) 局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)1.網(wǎng)絡(luò)接口層它包括了能使 TCP/IP 與物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的協(xié)議，對應(yīng)著OSI 模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈 路層。其功能是接收和發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)包，負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)中的傳 輸媒介打交道。 TCP/IP 標(biāo)準(zhǔn) 并沒有定義具體的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議，目的是能夠適應(yīng)各類型的網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)、 令牌網(wǎng)、幀 中

42、繼、 ATM 等，這也說明了 TCP/IP 協(xié)議可以運(yùn)行在各種網(wǎng)絡(luò)之上。2網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層又稱網(wǎng)際層， 負(fù)責(zé)相鄰計算機(jī)之間的通信，它主要包括三個方面的功能。1）處理來自傳輸層的請求，收到請求后，將分組裝入 IP 數(shù)據(jù)報，填充報頭， 選擇去 往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑， 然后將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。2）處理輸入的數(shù)據(jù)報,首先檢查其合法性，然后進(jìn)行路由選擇。假如該數(shù)據(jù)報已經(jīng)到達(dá) 信宿本地機(jī)，則去掉報頭 ，將剩下部分（TCP 分組） 交給適當(dāng)?shù)膫鬏攨f(xié)議；假如該數(shù)據(jù) 報尚未到達(dá)信宿，即轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報。3）處理路徑、流量控制、擁塞等問題。另外，網(wǎng)絡(luò)層還提供差錯報告功能3傳輸層TCP/IP 的傳輸層與 OSI 的傳輸

43、類似，它的根本任務(wù)是提供端到端的通信。傳輸層對信16息流具有調(diào)節(jié)作用， 提供可靠性傳輸，確保數(shù)據(jù)能夠正確到達(dá)。為此， 在接收方安排了下一 種發(fā) “確定” 和要求重發(fā)丟失報文分組的機(jī)制。 傳輸層軟件把要發(fā)送的數(shù)據(jù)流分成若干個 報文分組 ，在每個報文分組上加一些輔助信息 ， 包括用來標(biāo)示是哪個應(yīng)用程序發(fā)送這個 報文分組的標(biāo)識符（即源端口）、哪個應(yīng)用程序應(yīng)接收這個報文分組的標(biāo)識 （即目標(biāo)端口） 以及給每個報文分組附帶校驗碼，接收方即可使用這個校驗碼驗證收到的報文分組的正確 性。在一臺計算機(jī)中, 同時可以有多個應(yīng)用程序訪問網(wǎng)絡(luò) 。傳輸層同時從幾個用戶接收數(shù)據(jù)， 然后把數(shù)據(jù)發(fā)送給下一個較低的層。4.應(yīng)用

44、層在 TCP/IP 模型中，應(yīng)用層是最高層，它對應(yīng)OSI 參考模型中的會話層、表示層和應(yīng)用 層。它使用戶的程序訪問網(wǎng)絡(luò)，并獲得各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如 Web 瀏覽、電子郵件等。當(dāng)然用 戶完全可以根據(jù)自己的需要在傳輸層之上建立自己的專用程序，這些專用程序要用到 TCP/IP，但卻不屬于 TCP/IP。在應(yīng)用層，用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序與傳輸層 協(xié)議相配合， 發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。 每個應(yīng)用程序都應(yīng)選用自己的數(shù)據(jù)形式， 它可以是一系列報 文或字節(jié)符，不管采用哪種形式，都要將數(shù)據(jù)傳送給傳輸層以便交換信息。應(yīng)用層的協(xié)議很多，依賴關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，這種現(xiàn)象與具體應(yīng)用的種類繁多現(xiàn)象密切相關(guān)。 應(yīng)當(dāng)提出， 在應(yīng)用

45、層中， 有些協(xié)議不能直接為一般用戶所使用， 那些能直接被用戶所使用的 應(yīng)用層協(xié)議往往是一些通用的、容易標(biāo)準(zhǔn)化的東西，例如， FTP、Telnet 等。在應(yīng)用層中還 包含很多用戶的應(yīng)用程序，它們是建立在TCP/IP 協(xié)議族基礎(chǔ)上的專用程序，無法標(biāo)準(zhǔn)化。TCP/IP 各層的協(xié)議1.網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議主要有 IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP 等幾種協(xié)議。（1）IP（Internet Protocol）協(xié)議IP 協(xié)議是 Internet 上最重要的協(xié)議 ,也是 TCP/IP 協(xié)議中兩個最重要的核心協(xié)議之一,它 的主要任務(wù)是提供無連接的數(shù)據(jù)報傳輸及路由選擇的功能。（2）ICMP（Inter

46、net Control Message Protocol）協(xié)議ICMP 協(xié)議即網(wǎng)際控制報文協(xié)議， 它為 IP 協(xié)議提供差錯報告。數(shù)據(jù)在 Internet 中傳輸時， 發(fā)生錯誤的機(jī)會是比較多的。例如 。通信線路的故障、主機(jī)系統(tǒng)或路由器出錯、網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn) 擁塞等 。IP 協(xié)議無法檢測錯誤。為了能夠處理這些錯誤，專門設(shè)計了 ICMP 協(xié)議。在 IP 數(shù)據(jù)報的傳輸過程中，如果某個路由器發(fā)現(xiàn)了傳輸錯誤 ，則立即向各源主機(jī)發(fā)送 ICMP 報 文，報告出錯情況，以便源主機(jī)采取措施加以糾正。（3）IGMP（Internet Group Management Protocol）協(xié)議IP 協(xié)議只是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中點到點的數(shù)

47、據(jù)報傳輸，而單點到多點的數(shù)據(jù)報傳輸要依靠 IGMP （網(wǎng)際主機(jī)組管理協(xié)議）來完成。它主要負(fù)責(zé)報告主機(jī)組之間的關(guān)系 ，以便相關(guān)的 設(shè)備（路由器）可支持多播發(fā)送。（4）ARP （Address Resolution Protocol）和 RARP 協(xié)議在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)中，任何一次從 IP 層（即網(wǎng)絡(luò)層）以及上層次發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸都是用IP 地址進(jìn)行標(biāo)識的。由于物理網(wǎng)絡(luò)本身不認(rèn)識地址， 因此必須將 IP 地址映射成物理地址 ，才 能把數(shù)據(jù)發(fā)往目的地。 ARP 協(xié)議和RARP 協(xié)議，它們的作用就是將源主機(jī)和目的主機(jī)的IP 地址轉(zhuǎn)化為物理地址，或?qū)⑽锢淼刂忿D(zhuǎn)化為IP 地址。2.傳輸層的協(xié)議主要有兩個： TCP

48、 和 UDP。（1）TCP （Transmission Control Protocol）協(xié)議盡管 IP 協(xié)議提供了一種使計算機(jī)能夠發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的方法， 也就是將分組從源 地址傳送目的地址。但是， IP 協(xié)議并沒有解決諸如數(shù)據(jù)報丟失或順序傳遞等問題。 TCP 協(xié) 議位于傳輸層，它解決的 IP 協(xié)議不能解決的這個問題。 TCP 協(xié)議是面向連接的，所謂“面17向連接”即在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信之前，通信雙方必須先建立連接， 然后才能進(jìn)行通信 。顯然 ， 面向連接的服務(wù)具有高可靠性 ，這正是 TCP 協(xié)議的特點。因此， IP 協(xié)議與 TCP 協(xié)議結(jié)合 在一起，提供了一種在 Internet 上傳輸數(shù)據(jù)的

49、可靠方法。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸， TCP 協(xié)議解決了以下幾個問題。1）如果路由器由于過多的數(shù)據(jù)報而超載，則必須將一些數(shù)據(jù)報丟失，結(jié)果造成數(shù)據(jù)報 在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸時可能丟失。 TCP 將自動檢測丟失的數(shù)據(jù)報，并將丟失的數(shù)據(jù)報重發(fā)。2）互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是十分復(fù)雜的，一個數(shù)據(jù)報在傳遞的過程中，可以通過多條路徑 到達(dá)目的地。而往往又由于路徑不同，一些數(shù)據(jù)報會以一種不同的順序到達(dá)目的地， TCP 便負(fù)責(zé)自動檢測到達(dá)的數(shù)據(jù)報，并將它們按原來的順序加以排列。3）由于網(wǎng)絡(luò)硬件的故障而導(dǎo)致數(shù)據(jù)報重復(fù)出現(xiàn)， 這樣一來， 一個數(shù)據(jù)報就可能有多個 副本到達(dá)目的地。 TCP 便自動檢測重復(fù)的數(shù)據(jù)報，并且只接收最先到達(dá)的

50、數(shù) 據(jù)報。（2）UDP （User Datagram Protocol）協(xié)議UDP 協(xié)議是一個無法連接的協(xié)議，但是，它增加了提供協(xié)議端口的能力，以實現(xiàn)對應(yīng)用層的服務(wù)。由于 UDP 協(xié)議是無連接的，因此它不可靠，也不提供錯誤恢復(fù) 能力。但是 UDP 協(xié)議的特點是效率高， 并且比 TCP 協(xié)議要簡單得多， 在實際應(yīng)用中， 在一些特定 的 環(huán)境還是非常有優(yōu)勢的。例如，要發(fā)送的信息較短，不值得在主機(jī)之 間建立一次連接，另 外，面向連接的通信通常只能在兩個主機(jī)之間進(jìn)行。如果需要 實現(xiàn)多個主機(jī)之間的一對多 或多對多的數(shù)據(jù)傳輸，即廣播或多播，就需要使用UDP 協(xié)議。3.應(yīng)用層協(xié)議在 TCP/IP 模型中，應(yīng)

51、用層包括了所有的高層協(xié)議，而且不斷有新的協(xié)議加入，應(yīng)用層協(xié)議主要有以下幾種。1）TELNET （遠(yuǎn)程終端協(xié)議）：TELNET 允許本地主機(jī)為仿真終端登錄到遠(yuǎn)程主機(jī)并運(yùn)行應(yīng)用程序。2）FTP （文件傳輸協(xié)議）：用于實現(xiàn)主機(jī)之間的文件傳輸。3）SMTP （簡單郵件傳輸協(xié)議）：實現(xiàn)主機(jī)之間電子郵件的傳送。4）DNS （域名系統(tǒng)）：實現(xiàn)主機(jī)名與 IP 地址之間的轉(zhuǎn)換。5）DHCP （動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）：實現(xiàn) IP 地址的自動分配。6）RIP （路由信息協(xié)議）：用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間交換路由信息。7）HTTP （超文本傳輸協(xié)議）：用于 Internet 中的客戶機(jī)與 WWW 服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。8）NFS

52、（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）：實現(xiàn)主機(jī)之間的文件系統(tǒng)的共享。9）ANMP （簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）：實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。4.TCP/IP 與 OSI 模型的關(guān)系TCP/IP 協(xié)議與 OSI 參考模型之間的對應(yīng)關(guān)系如圖 2-4 所示，其中應(yīng)用層對應(yīng)了 OSI模型的上三層，網(wǎng)絡(luò)接口層對應(yīng)了 OSI 模型的下兩層18傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層7 應(yīng)用層應(yīng)用層6 表示層5 會話層4 傳輸層3 網(wǎng)絡(luò)層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層TCP/IP 分層OSI 模型值得注意的是，在一些問題的處理上， TCP/IP 與 OSI 有很大不同。1）TCP/IP 一開始就考慮到多種異構(gòu)網(wǎng)的互聯(lián)問題，并將網(wǎng)際協(xié)議 IP 作為 TCP/IP

53、 的 重要組成部分。但 ISO 和 CCITT 最初只考慮到使用一種標(biāo)準(zhǔn)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同的系 統(tǒng)互聯(lián)在一起。后來， ISO 認(rèn)識到了網(wǎng)際協(xié)議 IP 的重要性，然而已經(jīng)來不及了，只好在網(wǎng) 絡(luò)層中劃分出一個子層來完成類似TCP/IP 中 IP 的作用。2） TCP/IP 一開始就將面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)并重 ，而 OSI 在開始時只強(qiáng)調(diào)面 向連接服務(wù)，過了很長時間之后OSI 才開始制定無連接服務(wù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 。無連接服務(wù)的數(shù)據(jù)包對于互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳送以及分組語音通信（即在分組交換網(wǎng)里傳送語音信息 ）都是十分有利的。3）TCP/IP 有較好的網(wǎng)絡(luò)管理功能，而 OSI 到后來才開始考慮這個問題。

54、19第四講內(nèi)容（第四節(jié) IP 地址 2 個課時）IP 地址和子網(wǎng)掩碼1為什么要引入 IP 地址在網(wǎng)絡(luò)中， 為了實現(xiàn)不同計算機(jī)之間的通信， 每臺計算機(jī)都必須有一個唯一的地址。 就 像日常生活中的家庭地址一樣,我們可以通過一個人的家庭住址找到他的家。當(dāng)然 ，在網(wǎng)絡(luò) 中要找到一臺計算機(jī)，進(jìn)而和它通信，也需要借助于一個地址，這個地址就是 IP 地址。 IP 地址是唯一標(biāo)識一臺主要機(jī)的地址。2 什么是 IP 地址IP 地址是一個 32 位二進(jìn)制數(shù) ，用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)的一臺計算IP 地址通常以兩種方式表示：二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)。（1）二進(jìn)制數(shù)在計算機(jī)內(nèi)部， IP 地址用 32 位二進(jìn)制數(shù)表示每 8 位為一段，共

55、四段。例如 10001100.00001110.01101011.11001000（2）十進(jìn)制數(shù)為了方便使用 ，通常將每段轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。如二進(jìn)制數(shù) 10000011.01101011.00010000.11001000表示的地址轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)后的格式為 00，這種格式是我們在計算機(jī)中所 配置的 IP 地址的格式。3 IP 地址的組成IP 地址由兩部分組成：網(wǎng)絡(luò) ID 和主機(jī) ID。網(wǎng)絡(luò) ID：用來標(biāo)識計算機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)，也 可以說是網(wǎng)絡(luò)的編號。主機(jī) ID ：用來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同計算機(jī)，即計算機(jī)的編號。4 IP 地址分類由于 IP 地址是有限資源，為了更好地管理和使用IP 地址，國際組織 Int

56、ernet 網(wǎng)絡(luò)信息 中心 INTERNIC（INTERnet Network Information Center）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小將 IP 地址分 為五類（A 、B 、C、D、E），如圖 2-5 所示。第 071523 31 位A 類 0 net-idhost-idnet-id10host-idB 類net-id110host-idC 類1110組播地址D 類11110保留為今后使用5幾個特殊的 IP 地址主機(jī)號全 0：表示網(wǎng)絡(luò)號，不能分配給主機(jī) ，如 為網(wǎng)絡(luò)地址。主機(jī)號全 1： 表示向指定子網(wǎng)發(fā)廣播，如 55 表示向網(wǎng)絡(luò) 發(fā)廣播。 55： 本子網(wǎng)內(nèi)廣播地址。 127.X.Y.Z：測試地

57、址，不能配置給計算機(jī)。6.IP 地址的分配如果需要將計算機(jī)直接連入 Internet，則必須向有關(guān)部門申請IP 地址，而不能隨便配置20IP 地址。這種申請的IP 地址稱為“公有IP”。在互聯(lián)網(wǎng)中的所有計算機(jī)都要配置公有IP 。 如果要組建一個封閉的局域網(wǎng) ，則可以任意配置 A 、 B 、C 三類 IP 地址，只要保證 IP 地址不重復(fù)就行了。這時的 IP 稱為“私有 IP”但是 ，考慮到這樣的網(wǎng)絡(luò) 仍然有連接 Internet 的需要，因此 INTERNIC 特別指定了某些范圍作為專用的私有 IP ，用于局域網(wǎng)的 IP 地 址的分配，以免與合法的 IP 地址有沖突 。建議我們自己組建局域網(wǎng)時

58、，使用這些專用的 私有 IP ，也稱保留地址， INTERNIC 保留的 IP 范圍如下。A 類： 54。B 類： 54。C 類： 547.子網(wǎng)掩碼我們在配置 TCP/IP 參數(shù)時，除了要配置 IP 地址外 ，還要設(shè)置子網(wǎng)掩碼為“1”，主機(jī) 位對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼設(shè)為“0”。例如：對于 IP 地址是 00 的主機(jī)，由于是 B 類地址 ，前兩組數(shù)為網(wǎng)絡(luò)號，后兩組數(shù)為主機(jī)號。則子網(wǎng)掩碼配置為 11111111.11111111.00000000.00000000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)為 。由此，各類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼如下。 A 類： 11111111.00000000.00000000.00000000，即為

59、 。B 類： 11111111.11111111.00000000.0000000，0 即為 。C 類： 11111111.11111111.11111111.0000000，0 即為 8關(guān)于 IPv6我們現(xiàn)在使用的 IP 地址規(guī)范稱為 IPv4 。IPv4（IP Version 4）標(biāo)準(zhǔn)是 20 世紀(jì) 70 年代 末期制定完成的 ，20 世紀(jì) 90 年代初期， WWW 的應(yīng)用導(dǎo)致 Internet 爆炸性發(fā)展，使得 IP 地址資源日趨枯竭，現(xiàn)在的 IP 地址很快就要被用完了。為解決 IP 地址資源日趨枯竭的問 題 ，Internet 工程任務(wù)組 （ IETF ） 于 1992 年成立了 IP

60、NGB（IP Next GBeneration ） 工作組，著手研究下一代 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 IPv6 。IPv6 使用長達(dá) 128 位的地址空間，使 Internet 中的 IP 地址達(dá)到 2128 個。這樣， IPv6 地址空間是不可能用完的。除此之外， IPv6 具備更 強(qiáng)的安全性，更容易配置，從而更適合未來Internet 的要求。子網(wǎng)劃分1什么是子網(wǎng)將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步劃分成幾個獨立的組成部分 ，每個部分稱為這個網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng) 。劃分子 網(wǎng)后， 可以分割網(wǎng)絡(luò)流量 ，提高網(wǎng)絡(luò)性能。子網(wǎng)的設(shè)計可以簡化對網(wǎng)絡(luò)的管理 。劃分子網(wǎng) 以后 ，每個子網(wǎng)看起來像一個獨立的網(wǎng)絡(luò)。而對于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)而言 ，子網(wǎng)是透明的。