計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)匯總課件

第5章計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)第5章計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)2第5章目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)參考模型局域網(wǎng)基礎(chǔ)Internet簡單應(yīng)用2第5章目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)35.1網(wǎng)絡(luò)概論基于工作過程的教學(xué)任務(wù)到學(xué)校的網(wǎng)管中心、微機實訓(xùn)中心、作為實習(xí)基地的相關(guān)公司的網(wǎng)絡(luò)中心參觀，認(rèn)知計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、畫出網(wǎng)絡(luò)拓撲圖。35.1網(wǎng)絡(luò)概論基于工作過程的教學(xué)任務(wù)45.5.1網(wǎng)絡(luò)基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)的定義現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)是自主計算機的互連集合。這些計算機各自是獨立的，地位是平等的，他們通過有線或無線的傳輸介質(zhì)連接起來，在計算機之間遵守統(tǒng)一的通信協(xié)議實現(xiàn)通信。不同的計算機網(wǎng)絡(luò)可以采用網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備實現(xiàn)互連，構(gòu)成更大范圍的互連網(wǎng)絡(luò)。在計算機網(wǎng)絡(luò)上達到信息的高速傳送、計算機的協(xié)同工作以及硬件、軟件和信息資源的共享。

45.5.1網(wǎng)絡(luò)基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)的定義5計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代計算機技術(shù)與通信技術(shù)密切結(jié)合的產(chǎn)物，是隨著社會對信息共享和信息傳遞日益增強的需求而發(fā)展起來的計算機網(wǎng)絡(luò)的演變和發(fā)展過程可概括為三個階段面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)計算機－計算機網(wǎng)絡(luò)開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)5計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代計算機技術(shù)與通信技術(shù)密切結(jié)5.5.1網(wǎng)絡(luò)基本概念網(wǎng)絡(luò)定義說明的問題第一，一個網(wǎng)絡(luò)中一定包含多臺具有自主功能的計算機，所謂具有自主功能是指這些計算機離開了網(wǎng)絡(luò)也能獨立運行和工作。第二，這些計算機之間是相互連接的，所使用的通信手段可以形式各異，距離可遠可近，連接所使用的媒體可以是雙絞線、同軸電纜、光纖等各種有線傳輸介質(zhì)或衛(wèi)星、微波等各種無線傳輸介質(zhì)。第三，相互通信的計算機之間必須遵守相應(yīng)的協(xié)議，按照共同的標(biāo)準(zhǔn)完成數(shù)據(jù)的傳輸。第四，計算機之間相互連接的主要目的是為了進行信息交換、資源共享或協(xié)同工作。5.5.1網(wǎng)絡(luò)基本概念網(wǎng)絡(luò)定義說明的問題5.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸技術(shù)分類網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)決定了網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)特點。在通信技術(shù)中，通信信道的類型有兩類：廣播通信信道與點到點通信信道。在廣播通信信道中，多個節(jié)點共享一個通信信道，當(dāng)一個節(jié)點廣播信息時，其他節(jié)點只能處于接收信息的狀態(tài)。在點到點通信信道中，一條通信線路只連接一對節(jié)點，若兩個節(jié)點之間沒有直接連接的線路，就只能通過中間節(jié)點轉(zhuǎn)接。根據(jù)所采用的通信信道類型不同，網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)也包含相應(yīng)的兩類，即廣播方式與點到點方式，這樣相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)也分為兩類：廣播式網(wǎng)絡(luò)和點到點式網(wǎng)絡(luò)。在廣播式網(wǎng)絡(luò)中通常要考慮信道的爭用問題，而點到點式網(wǎng)絡(luò)中則不需要考慮。5.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸技術(shù)分類5.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類2.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍分類局域網(wǎng)LAN：LocalAreaNetwork

，分布距離10~1000m，速率范圍為4Mbps~2Gbps；一般限制在一個房間、一幢大樓或一個單位內(nèi)。城域網(wǎng)MAN：MetropolitanAreaNetwork，分布距離10km，速率范圍為50kbps~100Mbps廣域網(wǎng)WAN：WideAreaNetwork，分布距離100km以上，速率范圍為9.6kbps~45Mbps5.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類2.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍分類5.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的定義拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，用點和線來抽象出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。各種不同的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖所示5.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的定義1.總線結(jié)構(gòu)將各個節(jié)點的設(shè)備，用一根總線連接起來，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點（包括服務(wù)器、工作站和打印機等）都是通過這條總線進行信息傳輸，任何一個節(jié)點發(fā)出的信息都可以沿著總線向兩個方向傳輸，并能被總線中所有其它節(jié)點監(jiān)聽到；另外，總線的負載量是有限的，而且總線的長度也有限制，所以工作站的個數(shù)不能任意多，工作站都通過T型搭線頭連到總線上。作為通信主干線路的總線可以使用同軸電纜和光纜等傳輸介質(zhì)?？偩€型網(wǎng)絡(luò)中使用的大多是廣播式的傳輸技術(shù)1.總線結(jié)構(gòu)將各個節(jié)點的設(shè)備，用一根總線連接起來，網(wǎng)絡(luò)中的所總線結(jié)構(gòu)特點總線兩端必須有終結(jié)器，用于吸收到達總線末端的信號，否則，信號會從總線末端反射回總線中，造成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼`碼；在一個時刻只能允許一個用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，否則會產(chǎn)生沖突；若總線斷裂，整個網(wǎng)絡(luò)失效。總線結(jié)構(gòu)特點總線兩端必須有終結(jié)器，用于吸收到達總線末端的信號2.星型結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心，把若干個外圍節(jié)點連接起來形成輻射式的互連結(jié)構(gòu)，中央節(jié)點對各設(shè)備間的通信和信息交換進行集中控制和管理。星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中使用的傳輸技術(shù)要根據(jù)中央節(jié)點來決定，若中央節(jié)點是交換機，則傳輸技術(shù)為點到點式；若中央節(jié)點是共享式HUB，則傳輸技術(shù)為廣播式。星型結(jié)構(gòu)的特點：每臺主機都是通過獨立的線纜連接到中心設(shè)備，線纜成本相對于總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)要高一些，但是任何一條線纜的故障都不會影響其它主機的正常工作。中心節(jié)點是整個結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵點，如果出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)都無法工作。星型結(jié)構(gòu)是局域網(wǎng)中最常使用的拓撲結(jié)構(gòu)。2.星型結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心，把若干個外圍節(jié)點連接起來形成輻3.環(huán)型結(jié)構(gòu)將各節(jié)點通過一條首尾相連的通信線路連接起來形成封閉的環(huán)型結(jié)構(gòu)網(wǎng)，環(huán)中信息的流動是單向的，由于多個節(jié)點共用一個環(huán)，因此必須進行適當(dāng)?shù)目刂?，以便決定在某一時刻哪個節(jié)點可以將數(shù)據(jù)放在環(huán)上環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中使用的傳輸技術(shù)通常是廣播式。環(huán)型結(jié)構(gòu)的特點：同一時刻只能有一個用戶發(fā)送數(shù)據(jù)；環(huán)中通常會有令牌用于控制發(fā)送數(shù)據(jù)的用戶順序；在環(huán)網(wǎng)中，發(fā)送出去的數(shù)據(jù)沿著環(huán)路轉(zhuǎn)一圈后會由發(fā)送方將其回收。3.環(huán)型結(jié)構(gòu)將各節(jié)點通過一條首尾相連的通信線路連接起來形成封4.樹型結(jié)構(gòu)從星型結(jié)構(gòu)派生出來，各節(jié)點按一定層次連接起來，任意兩個節(jié)點之間的通路都支持雙向傳輸，網(wǎng)絡(luò)中存在一個根節(jié)點，由該節(jié)點引出其它多個節(jié)點，形成一種分級管理的集中式網(wǎng)絡(luò)，越頂層的節(jié)點其處理能力越強，低層解決不了的問題可以申請高層節(jié)點解決，適用于各種管理部門需要進行分級數(shù)據(jù)傳送的場合4.樹型結(jié)構(gòu)從星型結(jié)構(gòu)派生出來，各節(jié)點按一定層次連接起來，任5.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是從廣域網(wǎng)的角度來看的，有全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之分。（1）全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，所有設(shè)備都兩兩相連以提供鏈路的冗余性和容錯性優(yōu)點：每個節(jié)點在物理上都與其它節(jié)點相連，如果一條線路出現(xiàn)故障，信息仍然可通過其它多條鏈路到達目的地。缺點：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點很多時，鏈路介質(zhì)的數(shù)量及鏈路間連接的數(shù)量就會非常大，因此實現(xiàn)全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的拓撲非常困難，也非常昂貴，通常只在路由器之間采用。（2）部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，至少有一個節(jié)點與其它所有節(jié)點相連優(yōu)點：網(wǎng)絡(luò)中的連接仍然具有冗余性，當(dāng)某條鏈路不可用時，依然能采用其它鏈路傳遞數(shù)據(jù)，這種結(jié)構(gòu)用于許多通信骨干網(wǎng)以及因特網(wǎng)中。5.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是從廣域網(wǎng)的角度來看的，有全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和部5.2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)基于工作過程的教學(xué)任務(wù)認(rèn)知雙絞線、同軸電纜、光纜等各種有線傳輸介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，了解其架設(shè)方式，掌握雙絞線的直通線纜與交叉線纜的應(yīng)用環(huán)境，制作雙絞線水晶頭并進行測試。網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)指網(wǎng)絡(luò)中的傳輸媒體，它連接了網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備。計算機網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體分為有線和無線兩大類，有線介質(zhì)中又有銅介質(zhì)和光介質(zhì)之分，雙絞線、同軸電纜、光纖是常用的三種有線傳輸介質(zhì)。衛(wèi)星、無線電通信、紅外通信、激光通信以及微波通信等屬于無線傳輸介質(zhì)。5.2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)基于工作過程的教學(xué)任務(wù)5.2.1銅介質(zhì)銅是最常見的信號傳輸介質(zhì)，銅的導(dǎo)電性、抗腐蝕性（不易生銹、不易被腐蝕）、韌性（可以被拉得很細又不被折斷）、可塑性等都很強，使其很適合用作電纜，常用的銅質(zhì)介質(zhì)有兩種：同軸電纜和雙絞線。5.2.1銅介質(zhì)銅是最常見的信號傳輸介質(zhì)，銅的導(dǎo)電性、抗腐1.同軸電纜分類及特點（1）同軸電纜結(jié)構(gòu)內(nèi)導(dǎo)體是一根實心銅線，是傳輸信號的通道；外導(dǎo)體被織成網(wǎng)狀，用于屏蔽電磁干擾和輻射。1.同軸電纜分類及特點（1）同軸電纜結(jié)構(gòu)（2）同軸電纜分類根據(jù)阻抗不同，可將同軸電纜分為50Ω和75Ω兩種。50Ω同軸電纜用于傳送基帶數(shù)字信號，又稱為基帶同軸電纜，能夠以10Mbps的速率傳送基帶數(shù)字信號。根據(jù)直徑的不同又將50Ω同軸電纜分為粗纜和細纜，粗纜直徑為1.47厘米—含保護外套，抗干擾性能好，傳輸距離遠，不使用任何中繼設(shè)備的情況下，能夠傳輸500m；細纜直徑為0.70厘米，價格便宜但距離近，在不使用中繼設(shè)備的情況下只能傳輸185m，故使用同軸電纜實現(xiàn)遠距離傳輸時必須使用中繼器。細纜標(biāo)準(zhǔn)是10BASE-2以太網(wǎng)，粗纜標(biāo)準(zhǔn)是10BASE-5以太網(wǎng)。75Ω同軸電纜用于進行模擬信號的傳輸，傳輸過程中采用了頻分多路復(fù)用方式同時傳輸多路信號，又稱為寬帶同軸電纜，是有線電視CATV中使用的標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜。（2）同軸電纜分類根據(jù)阻抗不同，可將同軸電纜分為50Ω和75（3）同軸電纜特點頻帶較寬（是指寬帶同軸電纜），傳輸速率較高；損耗較低，傳輸距離較遠(200m，500m)；輻射低，保密性好，抗干擾能力強。盡管同軸電纜有許多優(yōu)點，但是因為安裝時必須考慮接地問題，難度比雙絞線大得多，所以在新的以太網(wǎng)中已經(jīng)很少采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)了。（3）同軸電纜特點頻帶較寬（是指寬帶同軸電纜），傳輸速率較高2.雙絞線的分類及特點雙絞線由兩根絞合成有規(guī)則的螺旋形圖樣的絕緣銅線組成，線對扭絞在一起可以減少相互間的輻射電磁干擾。主要有屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線之分。屏蔽雙絞線（STP）：外皮為金屬，具有屏蔽能力，但價格昂貴，安裝也很困難，需要接地。非屏蔽雙絞線（UTP）：外皮為塑料，不具有屏蔽能力，但價格便宜，安裝方便，2.雙絞線的分類及特點雙絞線由兩根絞合成有規(guī)則的螺旋形圖樣的（1）常用的UTP電纜類型1類（CAT1）——用于電話通信，不適合傳輸數(shù)據(jù)。2類（CAT2）——可傳輸數(shù)據(jù)，最大速率4Mbps。3類（CAT3）——用于10BASE以太網(wǎng)，最大速率為10Mbps。4類（CAT4）——用于令牌環(huán)網(wǎng)，最大速率為16Mbps。5類（CAT5）——用于快速以太網(wǎng)，最大速率100Mbps。超5類（CAT5e）——用于最大速率為1Gbps的以太網(wǎng)。6類（CAT6）——是2003年2月提出的規(guī)范，用于最大速率為1Gbps的以太網(wǎng)。在舊的網(wǎng)絡(luò)布線中，3類用于傳輸語音，5類用于傳輸數(shù)據(jù)。最新的布線中，超5類以上的線纜用于傳輸數(shù)據(jù)和語音。UTP有兩種接頭：RJ45頭和RJ11頭。RJ45頭使用8芯，連接以太網(wǎng)網(wǎng)卡。RJ11頭使用2芯，連接電話線路。（1）常用的UTP電纜類型1類（CAT1）——用于電話通信5.2.2雙絞線纜的制作1.RJ45頭制作標(biāo)準(zhǔn)前面已經(jīng)提及，在局域網(wǎng)中雙絞線所使用的接口是RJ45頭，根據(jù)AT&T接線標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線與RJ45接頭的連接方法主要有兩種標(biāo)準(zhǔn)：TIA-568-A標(biāo)準(zhǔn)和TIA-568-B標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)：白綠、綠、白橙、藍、白藍、橙、白棕、棕B標(biāo)準(zhǔn)：白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕在普通以太網(wǎng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中，通常4對電纜中只有兩對真正用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，分別是白綠和綠、白橙和橙。5.2.2雙絞線纜的制作1.RJ45頭制作標(biāo)準(zhǔn)2.直通線纜和交叉線纜根據(jù)雙絞線纜所連接的設(shè)備情況，制作線纜時兩頭所采用的標(biāo)準(zhǔn)也可以不同。那么，根據(jù)雙絞線兩端使用的RJ45頭標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線線纜可分為直通線纜和交叉線纜兩類。（1）直通線纜：水晶頭兩端都是遵循568A或568B標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線的每組繞線是一一對應(yīng)的。顏色相同的為一組繞線。適用場合：交換機（或集線器）的Up-Link口--------交換機（或集線器）的普通端口；交換機（或集線器）的普通端口-------------計算機網(wǎng)卡。2.直通線纜和交叉線纜根據(jù)雙絞線纜所連接的設(shè)備情況，制作線纜關(guān)于Up-Link口的說明Up-Link口就是交換機上最常見的一種端口，也是我們通常所說的級聯(lián)端口，它是兩臺交換機之間進行級聯(lián)的端口，Up-Link口內(nèi)部無交叉，而其它端口內(nèi)部有交叉，所以使用一個級聯(lián)端口與一個普通端口連接兩個交換機時直接使用直通線纜就可以了。另外，Up-Link口和與其相鄰的普通UTP口使用的是同一通道，因而如果使用了Up-Link口，另一個與之相鄰的普通端口就不能再使用了，這兩個端口稱為共享端口，不能同時使用。計算機網(wǎng)卡的RJ45接口內(nèi)部無交叉。總結(jié)：根據(jù)上面的描述，可以看出如果雙絞線纜兩端連接的設(shè)備接口分別是有內(nèi)部交叉和無內(nèi)部交叉的，即接口在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是不同的，這時所采用的線纜是直通線纜。關(guān)于Up-Link口的說明Up-Link口就是交換機上最常見（2）交叉線纜水晶頭一端遵循568A，而另一端遵循568B標(biāo)準(zhǔn)。即兩個水晶頭的連線交叉連接，交叉線纜適用的場合：交換機（或集線器）的普通端口---------交換機（或集線器）的普通端口；計算機網(wǎng)卡-------------計算機網(wǎng)卡?？偨Y(jié)：如果雙絞線纜兩端連接的設(shè)備接口在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是相同的，即都有內(nèi)部交叉或都無交叉，這時所采用的線纜是交叉線纜。（2）交叉線纜水晶頭一端遵循568A，而另一端遵循568B標(biāo)3.RJ45頭制作步驟-1在掌握了雙絞線纜的制作標(biāo)準(zhǔn)之后，還需要掌握RJ45頭的制作過程，主要包括以下幾個操作步驟（1）剝線：使用剝線鉗將雙絞線的塑料外皮剝離1.5厘米左右，露出內(nèi)部的四對扭絞在一起的雙絞線（注意在剝線時，使用鉗子的力度要適中，不要將塑料外皮內(nèi)的雙絞線割斷）；（2）理線：用手指將扭絞纏繞的雙絞線對分開拉直，按照TIA-568-A標(biāo)準(zhǔn)或TIA-568-B標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的順序排好序，并在距離外皮1厘米左右的位置剪齊；（3）插線：將8根雙絞線同時插入水晶頭中（注意插入時不要將線對順序弄亂）；3.RJ45頭制作步驟-1在掌握了雙絞線纜的制作標(biāo)準(zhǔn)之后，還3.RJ45頭制作步驟-2（4）壓線：壓線是指使用鉗子的壓線口將插好線的水晶頭的8片凸出的銅片用力壓下，壓下的銅片會將每根雙絞線的外皮切開，達到銅片與銅芯相連接的目的。在壓線之前需仔細檢查插入到水晶頭中的雙絞線，檢查內(nèi)容主要包括如下幾點：一，線對順序是否整體顛倒，是否有錯亂；二，是否將線對插到水晶頭頂端；三，雙絞線的塑料外皮是否有0.5厘米左右插入到水晶頭中；保證沒有問題后才能壓線。（5）測線：測線是指在制作了雙絞線兩端的水晶頭之后，用測線儀測試線纜的連通性，如果制作的是直通線纜，則測線儀的指示燈按照1-1，2-2，3-3，4-4，5-5，6-6，7-7，8-8的順序閃亮；若制作的是交叉線纜，則測線儀的指示燈按照1-3，2-6，3-1，4-4，5-5，6-2，7-7，8-8的順序閃亮。3.RJ45頭制作步驟-2（4）壓線：壓線是指使用鉗子的壓線5.2.3光介質(zhì)在局域網(wǎng)的骨干通道和廣域網(wǎng)的長距離、高帶寬、點到點傳輸中，光纖是最普遍的介質(zhì)。光纖在網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用是因為有如下特點：光纖對閃電、電磁干擾、無線電頻率干涉不敏感，抗干擾能力很強；光纖的帶寬非常寬，可采用波分多路復(fù)用技術(shù)傳輸多路信號；光纖中的信號衰減很低，能夠保證很長距離的傳輸和良好的信號質(zhì)量；光纖比其他介質(zhì)更安全，因為很難在光纖中插入分接器，即使插入了也容易檢測到；在長距離傳輸中，光纖成本要低于銅線介質(zhì)；光纖不用考慮接地問題等。5.2.3光介質(zhì)在局域網(wǎng)的骨干通道和廣域網(wǎng)的長距離、高帶寬1.光纖的構(gòu)造及工作原理光纖的全稱為光導(dǎo)纖維（OpticalFiber），單根光纖主要是由纖芯和覆層構(gòu)成的通信圓柱體。纖芯是光纖中心供光傳輸?shù)耐ǖ?，所有的光信號都通過纖芯傳送，有光信號相當(dāng)于“1”，沒有光信號相當(dāng)于“0”。纖芯主要是由二氧化硅和其他元素制成。纖芯的外層是覆蓋層，也是由二氧化硅制成，但折射率比纖芯低得多。通過纖芯的光線在纖芯與覆蓋層的交界處反射回纖芯，從而保證光線沿著纖芯傳播。圍繞覆蓋層的是緩沖材料，通常是塑料，用于保護纖芯和覆蓋層不受破壞。1.光纖的構(gòu)造及工作原理光纖的全稱為光導(dǎo)纖維（Optical光纖分類上面提到，纖芯是光的傳輸通道，但并不是所有角度的光都能夠進入纖芯，即光的入射角是有限制的。同樣，一旦光線進入了纖芯，在纖芯內(nèi)可以使用的光的路數(shù)也是有限制的，這些光路被稱為模式，根據(jù)纖芯內(nèi)提供的光路數(shù)量，將光纖分為多模光纖和單模光纖。光纖分類上面提到，纖芯是光的傳輸通道，但并不是所有角度的光都（1）多模光纖光纖的纖芯直徑很大，光線傳輸時可以使用的路徑很多。標(biāo)準(zhǔn)的多模光纖是局域網(wǎng)中最常用的光纜，一般采用63.5um或50um的纖芯，再加上直徑125um的覆蓋層，由于纖芯的直徑比光的波長大得多，所以光在傳播過程中不斷反射。如圖5.10所示。多模光纖通常采用紅外發(fā)光二極管LED作為光源，相比激光，發(fā)光二極管的造價便宜很多，需要注意的安全問題也非常少，但是發(fā)射的光在光纜中傳輸?shù)木嚯x沒有激光遠，多模光纖傳輸數(shù)據(jù)的距離最遠可達2km，主要用在局域網(wǎng)中。（1）多模光纖光纖的纖芯直徑很大，光線傳輸時可以使用的路徑很（2）單模光纖光纖的纖芯直徑非常小，幾乎沒有空間供光線進行來回反射，只允許光線沿著一條路徑通過。單模光纖使用非常匯聚的紅外激光作為光源，激光光源所產(chǎn)生的光線以90度進入纖芯。因此單模光纖中承載數(shù)據(jù)的光脈沖基本上沿著直線在傳輸，大大提高了數(shù)據(jù)傳送的速度和距離，單模光纖可將局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳遞3km的距離。（2）單模光纖光纖的纖芯直徑非常小，幾乎沒有空間供光線進行來3.關(guān)于光纜套塑后的光纖還不能直接在工程中使用，必須把若干根光纖疏松地放在特殊的塑料或鋁皮內(nèi)，加上一些緩沖材料和保護外套后做成光纜，一根光纜可以包括一到數(shù)百根光纖，加上加強芯和填充物后就可以大大提高光纜的機械強度，最后加上包帶層和保護外套即可使抗拉強度達到幾公斤，可以滿足工程施工的要求。除了增加抗拉強度外，對需要在海底鋪設(shè)的光纜，其隔水和防潮能力也要特別強。3.關(guān)于光纜套塑后的光纖還不能直接在工程中使用，必須把若干根無線類的傳輸介質(zhì)都不需要架設(shè)或鋪埋電纜或光纜，而是通過大氣傳輸，常用的無線傳輸方式有無線電通信、微波通信、紅外通信和激光通信。1.無線電通信無線電通信在無線電廣播和電視廣播中已經(jīng)廣泛使用，使用的主要是頻率在30kHz~300MHz的無線電波。國際電信聯(lián)盟的ITU-R已將無線電的頻率范圍劃分為若干波段，即低頻段（30kHz~300kHz）、中頻段（300kHz~3MHz）、高頻段（3MHz~30MHz）、甚高頻段（30MHz~300MHz）、超高頻段（300MHz~3GHz）和特高頻段（3GHz~30GHz），其中后面兩種使用的頻率范圍已經(jīng)是微波的范圍。無線類的傳輸介質(zhì)都不需要架設(shè)或鋪埋電纜或光纜，而是通過大氣傳在低頻和中頻波段內(nèi)，無線電波可以輕易地通過障礙物，但能量隨著與信號源距離的增大而急劇減少，因而可沿著地球表面?zhèn)鞑?，但距離有限。在高頻和甚高頻波段內(nèi)，無線電波的傳輸主要靠離地表數(shù)百千米高度的電離子層反射完成，而電離子層的不穩(wěn)定會產(chǎn)生衰落現(xiàn)象，且電離子層反射將產(chǎn)生多徑效應(yīng)。多徑效應(yīng)是指同一信號經(jīng)不同的反射路徑到達同一個接收點，其強度和時延都不相同，使得最后得到的信號失真很大，傳輸質(zhì)量比較差，一般用于傳輸幾十至幾百bps的低速數(shù)據(jù)。在低頻和中頻波段內(nèi)，無線電波可以輕易地通過障礙物，但能量隨著2.微波通信微波通信系統(tǒng)在長途大容量的數(shù)據(jù)通信中占有極其重要的地位，微波的頻率范圍為300MHz~300GHz，但主要是使用2—40GHZ的頻率范圍。微波通信主要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。（1）地面微波接力通信由于地球表面是曲面的，而微波在空氣中是直線傳播的，因此其傳輸距離受到限制，一般只有50km左右，若采用100米高的天線塔，距離可增大到100km。故實現(xiàn)遠距離的通信必須在兩個終端之間建立若干個中繼站，并且兩個中繼站之間必須是直視的，不能有任何障礙物，中繼站把前一站送來的信號經(jīng)過整形放大后再發(fā)送到下一站，這個過程稱為“接力”。使用地面微波接力通信有以下缺點：相鄰站之間必須直視，不能有任何障礙物；微波的傳輸有時也會受到惡劣天氣的影響；與有線通信相比，微波通信的隱蔽性和保密性較差。2.微波通信微波通信系統(tǒng)在長途大容量的數(shù)據(jù)通信中占有極其重要（2）衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是利用位于3萬6千公里高空的人造地球同步衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號的一種特殊微波通信形式。衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信距離的限制，同步衛(wèi)星發(fā)出的信號電磁波可以輻射到地球三分之一以上的表面，只要在地球赤道上空的同步軌道上，等距離地放置三顆同步衛(wèi)星就可以覆蓋地球上全部通信區(qū)域。目前常用的衛(wèi)星通信頻段為6/4GHz，即上行（從地球發(fā)往衛(wèi)星）頻率為5.925G-6.425GHz，下行頻率為3.7G-4.2GHz，頻段的寬度都是500MHz。特點：容量大、距離遠、質(zhì)量高，但一次性投資較大，傳播延遲時間長。（2）衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是利用位于3萬6千公里高空的人造地球同3.紅外線和激光通信和微波通信一樣，紅外線（IR）和激光也有很強的方向性，都是沿直線傳播的。但紅外通信和激光通信要把傳輸?shù)男盘柗謩e轉(zhuǎn)換為紅外光信號和激光信號后才能直接在空間沿直線傳播。紅外線的傳輸特別低，無法穿透墻壁和其他障礙物，經(jīng)常用于視線范圍內(nèi)的近距離通信，例如遙控設(shè)備、無線鼠標(biāo)和無線鍵盤等。3.紅外線和激光通信和微波通信一樣，紅外線（IR）和激光也有5.3OSI參考模型基于工作過程的教學(xué)任務(wù)認(rèn)知劃分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。在二十世紀(jì)八十年代早期，ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）即開始致力于制定一套普遍適用的規(guī)范集合，以使得全球范圍的計算機平臺可進行開放式互聯(lián)和通信。ISO創(chuàng)建了一個有助于開發(fā)和理解計算機的通信模型，即開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM（OpenSystemInterconnect/ReferenceModel）。5.3OSI參考模型基于工作過程的教學(xué)任務(wù)OSI模型將網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中通信雙方的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分為七層：即物理層、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5.11所示，在圖中分別使用英語單詞首字母縮寫PH、DL、N、T、S、P和A表示從下到上的物理層、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。每一層均有自己的一套功能集，并與緊鄰的上層和下層交互作用。在頂層，應(yīng)用層完成與網(wǎng)絡(luò)用戶的交互。在OSI模型的底端是攜帶信號的網(wǎng)絡(luò)電纜和連接器?？偟恼f來，在頂端與底端之間的每一層均能確保數(shù)據(jù)以一種可讀、無錯、排序正確的格式被發(fā)送。OSI模型將網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中通信雙方的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分為七層：即物理層、由圖可見，整個開放系統(tǒng)由作為信源和信宿的端開放系統(tǒng)及若干各中繼開放系統(tǒng)通過物理媒體連接構(gòu)成。端系統(tǒng)相當(dāng)于主機，中繼開放系統(tǒng)相當(dāng)于通信子網(wǎng)中的節(jié)點機。在主機系統(tǒng)中要有七層，但通信子網(wǎng)中的IMP卻不一定要有七層，通常只有下面三個層次，甚至可以只有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。在圖5.11中，若主機A要發(fā)送數(shù)據(jù)給主機B，則數(shù)據(jù)將由主機A的應(yīng)用層向下傳遞，在傳遞過程中逐層添加協(xié)議包裝，最后通過物理層的網(wǎng)絡(luò)電纜將數(shù)據(jù)傳送出去，而主機B在接收數(shù)據(jù)時，則是從物理層向上傳遞，在傳遞過程中逐層去掉協(xié)議包裝，最后在應(yīng)用層獲取到的是與主機A應(yīng)用層發(fā)送出來的完全相同的數(shù)據(jù)。由圖可見，整個開放系統(tǒng)由作為信源和信宿的端開放系統(tǒng)及若干各中5.3.1物理層物理層的主要功能是完成相鄰結(jié)點之間原始比特流的傳輸。物理層協(xié)議關(guān)心的典型問題是使用什么樣的物理信號來表示數(shù)據(jù)“1”和“0”；一個比特持續(xù)的時間多長；數(shù)據(jù)傳輸是否可同時在兩個方向上進行；最初的連接如何建立；完成通信后連接如何終止；物理接口（插頭和插座）有多少引腳以及各引腳的用處。物理層的設(shè)計主要包括物理層接口的機械、電氣、功能和過程特性，以及物理層接口連接的傳輸介質(zhì)等問題。物理層的設(shè)計還涉及到通信工程領(lǐng)域內(nèi)的一些問題。IEEE已制定了物理層協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，特別IEEE802規(guī)定了以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)應(yīng)如何處理數(shù)據(jù)。術(shù)語“第一層協(xié)議”和“物理層協(xié)議”，均是指描述電信號如何被放大及如何通過電纜傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。5.3.1物理層物理層的主要功能是完成相鄰結(jié)點之間原始比特5.3.2數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（datalinklayer）的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進行數(shù)據(jù)的可靠傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層完成的是網(wǎng)絡(luò)中相鄰結(jié)點之間可靠的數(shù)據(jù)通信。為了保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，發(fā)送方把用戶數(shù)據(jù)封裝成幀（frame），并按順序傳送各幀。在一幀中我們可以判斷哪一段是地址，哪一段是控制域，哪一段是數(shù)據(jù)，哪一段是校驗碼等。由于物理線路的不可靠，因此發(fā)送方發(fā)出的數(shù)據(jù)幀有可能在線路上發(fā)生差錯或丟失，從而導(dǎo)致接收方不能正確接收到數(shù)據(jù)幀。為了能讓接收方對接收到的數(shù)據(jù)進行正確性判斷，發(fā)送方為每個數(shù)據(jù)塊計算出CRC（循環(huán)冗余檢驗）并加入到幀中，這樣接收方就可以通過重新計算CRC來判斷數(shù)據(jù)接收的正確性。一旦接收方發(fā)現(xiàn)收到的數(shù)據(jù)有錯，將立即請求發(fā)送方重傳這一幀數(shù)據(jù)，即在數(shù)據(jù)鏈路層對差錯的控制方法采用的是自動請求重發(fā)ARQ。再者，相同幀的多次傳送也可能使接收方收到重復(fù)幀。數(shù)據(jù)鏈路層必需解決由于幀的損壞、丟失和重復(fù)所帶來的問題。另外，數(shù)據(jù)鏈路層還要解決發(fā)送方來的高速數(shù)據(jù)淹沒慢的接收方的問題，即流量控制問題?？偠灾?，一句話，數(shù)據(jù)鏈路層的主要作用是：通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和鏈路控制規(guī)程，在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。5.3.2數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（datalinklay5.3.3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（networklayer）的主要功能是進行路由選擇，目的是完成不同網(wǎng)絡(luò)中主機之間的數(shù)據(jù)包傳輸，其關(guān)鍵問題之一是使用數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)將每個數(shù)據(jù)包從源端傳輸?shù)侥康亩?，這包括產(chǎn)生從源端到目的端的路由，并要求這條路徑經(jīng)過盡可能少的中間交換節(jié)點，這就是路由選擇的原則。路由選擇的算法可以是簡單的、固定的，也可以是復(fù)雜的、動態(tài)適應(yīng)的。每個節(jié)點在為數(shù)據(jù)包進行路由選擇時，只決定將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給自己的哪個相鄰節(jié)點，而不考慮數(shù)據(jù)到達下一個節(jié)點后將怎樣傳輸?shù)膯栴}。如果在子網(wǎng)中同時出現(xiàn)過多的數(shù)據(jù)包，子網(wǎng)可能形成擁塞，必須加以避免，而擁塞控制和流量控制也屬于網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)容。當(dāng)數(shù)據(jù)包不得不跨越兩個或多個網(wǎng)絡(luò)時，又會產(chǎn)生很多新問題。例如第二個網(wǎng)絡(luò)的尋址方法可能不同于第一個網(wǎng)絡(luò)；第二個網(wǎng)絡(luò)也可能因為第一個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包太長而無法接收；兩個網(wǎng)絡(luò)使用的協(xié)議也可能不同，等等。網(wǎng)絡(luò)層必須解決這些問題，使異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠互連。在單個局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)層是冗余的，因為數(shù)據(jù)是以幀的方式直接從一臺計算機傳送到另一臺計算機的，因此基本不需要使用網(wǎng)絡(luò)層所提供的功能。5.3.3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（networklayer）的主要5.3.4傳輸層傳輸層（transportlayer）的主要功能是完成網(wǎng)絡(luò)中不同主機上的用戶進程之間可靠的數(shù)據(jù)通信。由圖5.11可見，在整個通信網(wǎng)絡(luò)中，傳輸層是第一個端到端，即主機到主機的層次。有了傳輸層之后，高層用戶就可以利用該層提供的服務(wù)直接進行端到端的數(shù)據(jù)傳輸，從而不必知道通信子網(wǎng)的存在，在互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中，各子網(wǎng)所能提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)往往是不一樣的，而傳輸層的設(shè)計就是為了使通信子網(wǎng)的用戶能夠得到一個統(tǒng)一的通信服務(wù)，它彌補了通信子網(wǎng)所提供服務(wù)的差異和不足，而在各通信子網(wǎng)提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上，利用本身的傳輸協(xié)議，增強了服務(wù)功能。5.3.4傳輸層傳輸層（transportlayer）的通常，在高層用戶請求建立一條傳輸虛通信連接時，傳輸層就通過網(wǎng)絡(luò)層在通信子網(wǎng)中建立一條獨立的網(wǎng)絡(luò)連接。若需要較高的吞吐量，傳輸層也可以建立多條網(wǎng)絡(luò)連接來支持一條傳輸連接，這就是傳輸分流的概念?；蛘?，為了節(jié)省費用，傳輸層也可以讓多個傳輸連接合用一條網(wǎng)絡(luò)連接，稱為復(fù)用。若通信子網(wǎng)提供的服務(wù)很多，傳輸協(xié)議就可以設(shè)計得很簡單。反之，若通信子網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)少了，傳輸協(xié)議的設(shè)計必然變得復(fù)雜。通常，在高層用戶請求建立一條傳輸虛通信連接時，傳輸層就通過網(wǎng)5.3.5會話層會話層以上的各層是面向應(yīng)用的，而會話層以下的各層是面向通信的。會話層最主要的目的是在傳輸層提供服務(wù)的基礎(chǔ)上增加一些協(xié)調(diào)對話的功能，以便對上一層提供更好的服務(wù)。一個會話連接持續(xù)的時間可能很長。在此時間內(nèi)，下面的網(wǎng)絡(luò)連接或傳輸連接都可能出現(xiàn)故障。若故障出現(xiàn)在會話連接即將結(jié)束時，則整個會話活動必須全部重復(fù)一遍，這顯然是非常不合理的。為解決這樣的問題，會話層在一個會話連接中設(shè)置一些同步點，這樣，一旦傳輸連接出現(xiàn)故障，會話活動可在出故障前的最后一個同步點開始重復(fù)，而不需要全部重復(fù)一遍。5.3.5會話層會話層以上的各層是面向應(yīng)用的，而會話層以下在會話連接上的正常數(shù)據(jù)交換方式是雙工方式，通信的雙方能在任何時間發(fā)送數(shù)據(jù)，因而效率較高。但在這種方式下，要將應(yīng)用協(xié)議設(shè)計得能夠正確工作相對是比較困難的，因此會話層允許用戶采用半雙工的交替方式，并設(shè)置了幾種權(quán)標(biāo)（token，即令牌），令牌表示了使用會話服務(wù)的權(quán)利，令牌在雙方交替方式下對協(xié)調(diào)雙方的會話是非常有用的。會話連接與傳輸連接的關(guān)系不一定總是一對一的。有時，當(dāng)一個會話連接結(jié)束后，不釋放傳輸連接而使下一個會話連接繼續(xù)使用該傳輸連接；有時也會出現(xiàn)另一種情況，即傳輸連接出現(xiàn)了瞬間故障，但隨即又建立起另一條新的傳輸連接，這一情況對會話層往往是透明的，即不為會話層所知，這樣一個會話連接也可以對應(yīng)于多條傳輸連接。雖然一個傳輸連接可以支持多個會話連接，但這些會話連接是一個接一個地出現(xiàn)的，也就是說一個傳輸連接并不能復(fù)用多個會話連接，但是一個會話連接卻可以同時使用多個傳輸連接。在會話連接上的正常數(shù)據(jù)交換方式是雙工方式，通信的雙方能在任何5.3.6表示層表示層（presentationlayer）完成某些特定的功能，對這些功能人們常常希望找到普遍的解決辦法，而不必由每個用戶自己來實現(xiàn)。值得一提的是，表示層以下各層只關(guān)心從源主機到目標(biāo)主機可靠地傳送比特，而表示層關(guān)心的是所傳送的信息的語法和語義。表示層服務(wù)的一個典型例子是對數(shù)據(jù)進行編碼。大多數(shù)用戶程序之間并非交換隨機的比特，而是交換諸如人名、日期、貨幣數(shù)量和發(fā)票之類的信息。這些對象是用字符串、整型數(shù)、浮點數(shù)的形式，以及由幾種簡單類型組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示。5.3.6表示層表示層（presentationlay網(wǎng)絡(luò)上計算機可能采用不同的數(shù)據(jù)表示，所以需要在數(shù)據(jù)傳輸時進行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。例如在不同的機器上常用不同的代碼來表示字符串（ASCII和EBCDIC）、整型數(shù)（二進制反碼或補碼）以及機器字的不同字節(jié)順序等。為了讓采用不同數(shù)據(jù)表示法的計算機之間能夠相互通信并交換數(shù)據(jù)，我們在通信過程中使用抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如抽象語法表示ASN.1）來表示傳送的數(shù)據(jù)，而在機器內(nèi)部仍然采用各自的標(biāo)準(zhǔn)編碼。管理這些抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并在發(fā)送方將機器的內(nèi)部編碼轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)上傳輸?shù)膫魉驼Z法以及在接收方做相反的轉(zhuǎn)換等工作都是由表示層來完成的。另外，表示層還涉及數(shù)據(jù)壓縮和解壓、數(shù)據(jù)加密和解密等工作。網(wǎng)絡(luò)上計算機可能采用不同的數(shù)據(jù)表示，所以需要在數(shù)據(jù)傳輸時進行5.3.7應(yīng)用層連網(wǎng)的目的在于支持運行于不同計算機中的進程之間進行通信，而這些進程是為完成不同的用戶任務(wù)而設(shè)計的。應(yīng)用層（applicationlayer）包含著大量的、人們普遍需要的協(xié)議。例如，若要通過網(wǎng)絡(luò)仿真某個遠程主機的終端并使用該遠程主機的資源，PC機用戶可以使用應(yīng)用層提供的仿真終端軟件。這個仿真終端程序使用虛擬終端協(xié)議VTP將鍵盤輸入的數(shù)據(jù)傳送到主機的操作系統(tǒng)，并接收顯示于屏幕的數(shù)據(jù)。由于每個應(yīng)用有不同的要求，應(yīng)用層的協(xié)議集在ISO的OSI模型中并沒有定義，但是，有些確定的應(yīng)用層協(xié)議，包括虛擬終端、文件傳輸和電子郵件等都可作為標(biāo)準(zhǔn)化的候選。5.3.7應(yīng)用層連網(wǎng)的目的在于支持運行于不同計算機中的進程5.4局域網(wǎng)知識基于工作過程的教學(xué)任務(wù)能夠使用集線器、交換機等設(shè)備擴大網(wǎng)絡(luò)的連接范圍5.4.1局域網(wǎng)的物理地址1.物理地址的概念在計算機網(wǎng)絡(luò)中，地址有物理地址和邏輯地址之分，局域網(wǎng)的物理地址是由硬件來處理的，又稱為MAC地址或硬件地址。所謂物理地址是指固化在網(wǎng)卡的EPROM中的地址，這個地址在全球是唯一的。在局域網(wǎng)中，計算機是通過網(wǎng)卡中的MAC地址被唯一地標(biāo)識的。無論是局域網(wǎng)，還是廣域網(wǎng)中的計算機之間的通信，最終都表現(xiàn)為將數(shù)據(jù)分組從某種形式的鏈路上的初始節(jié)點出發(fā)，從一個節(jié)點傳遞到另一個節(jié)點，最終傳送到目的節(jié)點。而數(shù)據(jù)的傳遞最終都是靠物理地址來確定接收方的。網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點都是將所收到的數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址與自己的物理地址相比，以決定是接收還是丟棄該數(shù)據(jù)幀。5.4局域網(wǎng)知識基于工作過程的教學(xué)任務(wù)2.物理地址的結(jié)構(gòu)MAC地址的結(jié)構(gòu)如圖5.12所示，長度為6字節(jié)，例如02-60-8C-11-12-12，為保證全球所有的站點和節(jié)點都不會存在重復(fù)的地址，MAC地址的前3個字節(jié)即高24位由IEEE注冊委員會統(tǒng)一管理，凡生產(chǎn)局域網(wǎng)網(wǎng)卡的廠商都要向IEEE購買由這三個字節(jié)組成的號，稱為地址塊，又稱為機構(gòu)唯一標(biāo)示符OUI。MAC地址的低24位由網(wǎng)卡生產(chǎn)廠商分配給所生產(chǎn)的每一塊網(wǎng)卡。即一個廠商獲得一個前三字節(jié)的地址塊后，可以生產(chǎn)的網(wǎng)卡數(shù)量是16777216塊，一塊網(wǎng)卡對應(yīng)一個物理地址，這樣，根據(jù)網(wǎng)卡物理地址的前三個字節(jié)取值可以確定該網(wǎng)卡的生產(chǎn)廠商。2.物理地址的結(jié)構(gòu)MAC地址的結(jié)構(gòu)如圖5.12所示，長度為63.物理地址的作用如果固化在網(wǎng)卡中的地址為00-25-14-89-54-23，將這塊網(wǎng)卡插到主機A中，主機A的物理地址就是00-25-14-89-54-23。不管主機A是連接在局域網(wǎng)1上還是在局域網(wǎng)2上，也不管這臺計算機移到什么位置，主機A的物理地址就是00-25-14-89-54-23，它是不變的，而且不會和世界上任何一臺計算機的物理地址相同，當(dāng)主機A發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀時，網(wǎng)卡執(zhí)行發(fā)送程序，直接將這個地址作為源地址寫入數(shù)據(jù)幀首部；當(dāng)主機A接收一個數(shù)據(jù)幀時，直接將這個地址與收到幀的目的地址比較，以決定是否接收。3.物理地址的作用如果固化在網(wǎng)卡中的地址為00-25-14-5.4.2局域網(wǎng)中的常用設(shè)備在以太網(wǎng)中主要的設(shè)備有網(wǎng)卡、中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機和路由器等，其中交換機是現(xiàn)代局域網(wǎng)中最普遍的設(shè)備。上述設(shè)備中中繼器和集線器屬于OSI模型的第一層，網(wǎng)卡、網(wǎng)橋和交換機屬于OSI模型第二層，而路由器屬于OSI模型第三層，路由器的相關(guān)知識我們在這里不做講解。5.4.2局域網(wǎng)中的常用設(shè)備在以太網(wǎng)中主要的設(shè)備有網(wǎng)卡、中1.網(wǎng)卡網(wǎng)卡（NIC），又稱為網(wǎng)絡(luò)適配器（networkadapter）。網(wǎng)卡工作在OSI模型的第一層和第二層，網(wǎng)卡被看作第二層設(shè)備是因為MAC地址是被固化在網(wǎng)卡上的，而像網(wǎng)橋或交換機等第二層的設(shè)備都使用MAC地址完成數(shù)據(jù)通信。另外網(wǎng)卡控制著主機對介質(zhì)的訪問，因此網(wǎng)卡也工作在第一層。網(wǎng)卡的主要功能有如下三個：數(shù)據(jù)幀的封裝與拆封：發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)時將來自上層（網(wǎng)絡(luò)層）的數(shù)據(jù)封裝成以太網(wǎng)幀格式，接收方接收到數(shù)據(jù)幀時則去掉幀頭、幀尾，將數(shù)據(jù)交給上層處理。鏈路管理：主要是指CSMA/CD協(xié)議的實現(xiàn)。編碼與譯碼：指基帶數(shù)據(jù)編碼方式的實現(xiàn)，如曼徹斯特編碼與譯碼。1.網(wǎng)卡網(wǎng)卡（NIC），又稱為網(wǎng)絡(luò)適配器（networka2.中繼器在第三章的“傳輸介質(zhì)”一節(jié)中我們了解到各種傳輸介質(zhì)往往都有最大線纜長度限制，例如在無中繼設(shè)備情況下，細同軸電纜只有185的傳輸距離，粗纜500米，5類非屏蔽雙絞線100米等，即使是性能最強的光纜也只能保證幾公里的傳輸距離，因此若要對物理網(wǎng)絡(luò)范圍進行擴展，超出相應(yīng)的線纜限制范圍時，必須使用中繼器（repeater）。術(shù)語中繼器源于早期的可視通信，當(dāng)時站在某座山上的人將重復(fù)前一座山上的人傳來的信號，從而將信號傳遞給后面的人。電報、電話、微波和光通信都使用中繼器在長距離傳輸中對信號進行增強。2.中繼器在第三章的“傳輸介質(zhì)”一節(jié)中我們了解到各種傳輸介質(zhì)中繼器是一個有著兩個端口的設(shè)備，使用的目的是在比特級（即第一層）對網(wǎng)絡(luò)信號進行再生和重定時，以使其在介質(zhì)上能傳輸更遠的距離。在擴展局域網(wǎng)段時，以10Mbps總線型以太網(wǎng)的4中繼器規(guī)則（也稱為“5-4-3規(guī)則”）作為標(biāo)準(zhǔn)，該規(guī)則規(guī)定，總線以太網(wǎng)最多可以使用4個中繼器實現(xiàn)5個網(wǎng)段的連接，但其中只有3個網(wǎng)段中能夠連接主機。中繼器是一個有著兩個端口的設(shè)備，使用的目的是在比特級（即第一3.集線器集線器實際上是多端口中繼器，在很多情況下，這兩種設(shè)備間的差距只是各自提供的端口數(shù)量不同。典型的中繼器只有兩個端口，而集線器通常有4到24個端口。另外集線器通常用在使用雙絞線的10Base-T或100Base-T網(wǎng)絡(luò)中。利用集線器連接站點，網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲轉(zhuǎn)變?yōu)樾切徒Y(jié)構(gòu)。使用集線器時，從一個端口進入的數(shù)據(jù)幀會從其它所有端口被中繼轉(zhuǎn)發(fā)，因此所有連接到集線器上的設(shè)備都能接收全部通信，即采用集線器的網(wǎng)絡(luò)中計算機的通信采用的仍然是廣播方式。3.集線器集線器實際上是多端口中繼器，在很多情況下，這兩種設(shè)4.網(wǎng)橋為了減少單個局域網(wǎng)內(nèi)的通信量，有時需要將一個大型的局域網(wǎng)分解為多個更小、更易于管理的網(wǎng)段，即進行沖突域的劃分，而用于將各個網(wǎng)段連接起來的設(shè)備包括網(wǎng)橋、交換機、路由器等。交換機和網(wǎng)橋都工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層。網(wǎng)橋的功能可以如下描述：當(dāng)其從一個端口接收到來自某個網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)幀時，它能夠智能決定是否需要將該數(shù)據(jù)幀傳遞到下一個網(wǎng)段。4.網(wǎng)橋為了減少單個局域網(wǎng)內(nèi)的通信量，有時需要將一個大型的局對上面功能可進一步描述為，網(wǎng)橋的某個端口從網(wǎng)絡(luò)上接收到數(shù)據(jù)幀后，會在網(wǎng)橋表中查找目的MAC地址以確定該如何處理該數(shù)據(jù)幀，結(jié)果有三種情況：過濾該數(shù)據(jù)幀、對其進行泛洪、復(fù)制到另一個網(wǎng)段。決策過程如下：如果目的設(shè)備所在網(wǎng)段與發(fā)送數(shù)據(jù)幀的源設(shè)備相同，網(wǎng)橋?qū)⒆柚乖摂?shù)據(jù)幀進入其它網(wǎng)段，這個過程稱為過濾。如果站表中找到的目的設(shè)備與源設(shè)備處于不同的網(wǎng)段中，網(wǎng)橋則將該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的網(wǎng)段。如果目的地址對網(wǎng)橋而言是未知的（即從網(wǎng)橋表中沒有找到目的MAC地址），網(wǎng)橋則將該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到接收端口以外的所有端口，這個過程稱為泛洪。對上面功能可進一步描述為，網(wǎng)橋的某個端口從網(wǎng)絡(luò)上接收到數(shù)據(jù)幀另外，網(wǎng)橋在處理數(shù)據(jù)幀時，如果數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址在MAC地址表中不存在，網(wǎng)橋會為該地址在MAC地址表中創(chuàng)建一個新項目，即網(wǎng)橋能夠在工作的同時完善自己的MAC地址表。由上述內(nèi)容可知，網(wǎng)橋的所有決定都是根據(jù)MAC地址或第二層尋址做出的，不會影響邏輯的或第三次尋址，因此網(wǎng)橋只能劃分沖突域，而不能劃分廣播域。另外，網(wǎng)橋在處理數(shù)據(jù)幀時，如果數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址在MAC5.交換機交換機也被稱為多口網(wǎng)橋，典型的網(wǎng)橋可能只有兩個端口用于連接兩個網(wǎng)段，每個網(wǎng)段屬于一個獨立的沖突域；而交換機可以有多個端口，每個端口通常用于連接一個設(shè)備，這種方式大大減少了局域網(wǎng)中沖突的數(shù)量，增加了帶寬。與網(wǎng)橋一樣，交換機中也存儲了一個由設(shè)備的MAC地址到交換機端口的對應(yīng)關(guān)系表——MAT表，并且也能夠在交換數(shù)據(jù)的過程中不斷完善表中的信息，交換機根據(jù)該表的信息確定將數(shù)據(jù)向哪個端口轉(zhuǎn)發(fā)。盡管與網(wǎng)橋有很多相似之處，但交換機的運行速度遠遠高于網(wǎng)橋，并且可以支持其它功能，例如虛擬局域網(wǎng)。5.交換機交換機也被稱為多口網(wǎng)橋，典型的網(wǎng)橋可能只有兩個端口交換機的交換模式有以下幾種：快速轉(zhuǎn)發(fā)交換：當(dāng)數(shù)據(jù)幀流經(jīng)交換機時，交換機只讀取到該幀的目的MAC地址部分，就通過查找MAT表立即轉(zhuǎn)發(fā)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換：交換機在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀之前先將其整體讀入到緩存區(qū)中，在對整個幀的所有字段進行校驗無誤后才將其轉(zhuǎn)發(fā)。改進型存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換：只對數(shù)據(jù)幀的前64個字節(jié)進行差錯校驗，若無誤則直接轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)今，在數(shù)據(jù)通信中，所有的交換設(shè)備都完成兩種基本操作：交換數(shù)據(jù)幀——從輸入介質(zhì)接收數(shù)據(jù)幀，然后從輸出介質(zhì)上發(fā)出交換操作的維護——交換機構(gòu)建和維護交換表并查找環(huán)路。交換機的交換模式有以下幾種：5.5internet基礎(chǔ)基于工作過程的教學(xué)任務(wù)某單位根據(jù)市場部門和生產(chǎn)部門的需要，要將其C類網(wǎng)絡(luò)/24劃分成兩個相同大小的子網(wǎng)，需要劃分出幾位作為子網(wǎng)號？子網(wǎng)掩碼是什么？寫出兩個子網(wǎng)的子網(wǎng)號及每個子網(wǎng)中的IP地址的范圍。Internet是通過TCP/IP及其他有關(guān)協(xié)議把網(wǎng)絡(luò)連接起來的全球網(wǎng)絡(luò)，它包含了成千上萬個網(wǎng)絡(luò)，被稱為“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的訪問需要使用TCP/IP協(xié)議集中的服務(wù)才能實現(xiàn)。5.5internet基礎(chǔ)基于工作過程的教學(xué)任務(wù)5.5.1IP地址1.IP地址結(jié)構(gòu)及分類對于任何兩個要進行通信的系統(tǒng)，它們必須能夠識別和定位對方，這主要是通過IP地址實現(xiàn)的。IP地址是整個IP協(xié)議的核心，對路由選擇有著很大的影響。前面提到Internet是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”，每臺參與網(wǎng)絡(luò)通信的主機都必須是屬于某個網(wǎng)絡(luò)的，為了尋址方便，IP地址將號碼分割為網(wǎng)絡(luò)號和主機號兩部分（即NetID+HostID），這類似于電話號的結(jié)構(gòu)：區(qū)號+電話主機號，這種結(jié)構(gòu)使我們可以在Internet上很方便地尋找目的主機：先按IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號碼將網(wǎng)絡(luò)找到，再按主機號碼將主機找到。TCP/IP協(xié)議規(guī)定，IP地址用二進制來表示，每個IP地址長32比特，即4個字節(jié)。為了便于對IP地址進行管理，同時還考慮到網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模差異很大，有的網(wǎng)絡(luò)擁有很多的主機，而有的網(wǎng)絡(luò)的主機數(shù)很少，因此Internet的IP地址就被劃分成5類：A、B、C、D、E類地址5.5.1IP地址1.IP地址結(jié)構(gòu)及分類A類地址的最高位標(biāo)志位0和之后的7位是網(wǎng)絡(luò)號，剩下的24位表示網(wǎng)內(nèi)主機號，這樣全球最多可有126個A類網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)號部分取值范圍是1~126，即27-2，號碼0和127保留），每個A類網(wǎng)絡(luò)中最多允許有224-2個主機（24位主機號中全0和全1保留）。只有規(guī)模非常大的區(qū)域網(wǎng)，如美國的MLNET才能使用A類地址。B類地址的最高兩位標(biāo)志位10和之后的14位是網(wǎng)絡(luò)號部分，剩下的16位表示網(wǎng)內(nèi)主機號，這樣全球最多可有214個B類網(wǎng)絡(luò)，每個B類網(wǎng)絡(luò)中最多允許有216-2個主機（16位主機號中全0和全1保留）。一般大單位和大公司營建的網(wǎng)絡(luò)使用B類地址。A類地址的最高位標(biāo)志位0和之后的7位是網(wǎng)絡(luò)號，剩下的24位表C類地址的最高三位標(biāo)志位110和之后的21位是網(wǎng)絡(luò)號部分，剩下的8位表示網(wǎng)內(nèi)主機號，這樣全球最多可有221個C類網(wǎng)絡(luò)，每個C類網(wǎng)絡(luò)中最多允許有28-2個主機（8位主機號中全0和全1保留）。較小的單位和公司都使用C類地址。D類地址是組播地址，而E類地址則是保留地址。為了方便使用，將IP地址中每個字節(jié)以十進制數(shù)字表示，并用“.”隔開，稱為點分的十進制表示，如某A類地址01000010110100111011000100111110使用點分的十進制表示為2。在使用點分的十進制表示后，我們可以根據(jù)給定的IP地址最高字節(jié)的取值范圍確定相應(yīng)的地址類，A類最高字節(jié)取值范圍是1~126，B類是128~191，C類是192~223，D類是224~239，E類是240~247。C類地址的最高三位標(biāo)志位110和之后的21位是網(wǎng)絡(luò)號部分，剩2.特殊的IP地址在整個可分配的地址空間中，除了分配給單個主機的地址外，還有廣播地址、組播地址、零地址和私有IP地址等幾種特殊的IP地址，這些特殊的地址往往并不固定分配給任何主機，在特定情況下具有特殊的作用。（1）廣播地址所有主機號部分為“1”的地址被稱為廣播（broadcast）地址。廣播地址分為兩種：直接廣播地址和有限廣播地址。2.特殊的IP地址在整個可分配的地址空間中，除了分配給單個主直接廣播地址在一特定子網(wǎng)中，主機地址部分全是1的地址稱為直接廣播地址（directbroadcast）。一臺主機使用直接廣播地址，可以向任何指定的網(wǎng)絡(luò)直接廣播它的數(shù)據(jù)報。例如，在網(wǎng)絡(luò)號為的網(wǎng)絡(luò)上，55就是該網(wǎng)絡(luò)的直接廣播地址。不在這個子網(wǎng)（）內(nèi)的主機（如IP地址為3的機器），可以用直接廣播地址55向該子網(wǎng)上所有的主機廣播信息。協(xié)議規(guī)定，每臺主機和路由器都要接收和處理目的地址為本子網(wǎng)廣播地址的數(shù)據(jù)報。直接廣播地址在一特定子網(wǎng)中，主機地址部分全是1的地址稱為直接有限廣播地址32個比特都是1的IP地址（即55）被稱為有限廣播地址（limitedbroadcastaddress），又稱為本地網(wǎng)廣播地址（localnetworkbroadcastaddress），該地址被用作在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部廣播，即一個子網(wǎng)內(nèi)部的每臺主機都可以使用有限廣播地址向自己所在子網(wǎng)的全部主機廣播數(shù)據(jù)報，這種該廣播信息不會跨越路由器傳遞到子網(wǎng)外面。無論哪種廣播地址都不能像其它的IP地址那樣分配給某臺具體的主機。因為廣播地址是指滿足一定條件的一組機器，這組機器的集合就是廣播域。廣播地址只能作為IP數(shù)據(jù)報的目的地址，表示該數(shù)據(jù)報的一組接收者，而不能作為源地址使用。有限廣播地址32個比特都是1的IP地址（即255.255.2（2）組播地址五類地址中的D類地址被稱為組播地址，即在–55范圍內(nèi)的每個IP地址，實際上都可以代表一組特定的主機。組播地址與廣播地址相似之處是都只能作為IP數(shù)據(jù)報的目的地址，表示該數(shù)據(jù)報的一組接收者，而不能把它分配給某臺具體的主機。組播地址和廣播地址的區(qū)別：廣播地址是按主機的物理位置來劃分各組的（屬于同一個子網(wǎng)，具有相同的網(wǎng)絡(luò)號），而組播地址指定一個邏輯組，參與該組的機器可能遍布整個Internet網(wǎng)，而不要求屬于同一個子網(wǎng)。組播地址主要用于電視會議、視頻點播等應(yīng)用。（2）組播地址五類地址中的D類地址被稱為組播地址，即在224（3）零地址零地址包含以下三種情況：主機號為0的IP地址：表示一個具體的網(wǎng)絡(luò)號，該地址從來不分配給任何一個單個主機，例如，

就是一個典型的C類網(wǎng)絡(luò)號，表示該網(wǎng)絡(luò)本身。網(wǎng)絡(luò)號為“0”的IP地址，指的是本網(wǎng)絡(luò)上的某臺主機。例如，如果一臺主機的IP地址為6，在某個時刻，它接收到一個IP數(shù)據(jù)報，它的目的地址中網(wǎng)絡(luò)號部分為“0”，而主機號部分與它自己的主機號部分匹配（即IP地址為6），則接收方把該IP地址解釋成為本網(wǎng)絡(luò)的主機地址，并接收該IP數(shù)據(jù)報，此類數(shù)據(jù)報，路由器并不轉(zhuǎn)發(fā)。：代表本主機地址，網(wǎng)絡(luò)上任何主機都可以用它來表示自己，這就像人類稱自己為“我”一樣。（3）零地址零地址包含以下三種情況：（4）私有地址在整個可分配的地址范圍中，還有一部分保留地址留給各單位內(nèi)部使用，這部分地址是不能在因特網(wǎng)中直接使用的，因此稱為私有地址，而其它可在因特網(wǎng)中直接使用的地址稱為公共地址。使用私有地址的主機要接入因特網(wǎng)，必須經(jīng)過地址轉(zhuǎn)換NAT，將私有地址轉(zhuǎn)換為公共地址才可以。保留的私有IP地址有三塊地址空間：一個A類地址段、16個B類地址段和256個C類地址段。A類：~55B類：~55C類：~55另外最高字節(jié)是127的地址也被保留下來，作為本地回環(huán)地址，一般用于檢查本地主機的TCP/IP協(xié)議棧是否正確加載。（4）私有地址在整個可分配的地址范圍中，還有一部分保留地址留5.5.2子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼1.子網(wǎng)劃分在IP地址中，將具有相同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址范圍稱為一個邏輯子網(wǎng)，子網(wǎng)就是IP廣播能夠通達的范圍，也就是一個廣播域。一個子網(wǎng)一般是在路由器的同一端口下面，任何一個獨立的A類、B類或C類網(wǎng)絡(luò)都可以被稱作一個子網(wǎng)，任何子網(wǎng)與其他子網(wǎng)之間必須通過路由器才能實現(xiàn)通信。（1）子網(wǎng)劃分的意義事實上，將40億個IP地址劃分為A、B、C、D、E五類是非常不合理的。原因是：在一個邏輯子網(wǎng)中進行IP廣播時，若主機數(shù)量過多，就會嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能，因此盡管一個A類和B類網(wǎng)絡(luò)支持的主機數(shù)量很大，在一個子網(wǎng)中也不能存在過多的主機，因此會浪費掉很多主機號。根據(jù)上述理由，就需要將一個大的標(biāo)準(zhǔn)地址段劃分成更小的地址段，也就是將一個大的網(wǎng)絡(luò)分割成多個規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)，這一過程稱為子網(wǎng)劃分。5.5.2子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼1.子網(wǎng)劃分（2）子網(wǎng)劃分的方法一個單位分配到的IP地址總是網(wǎng)絡(luò)號碼部分，而后面的主機號部分則是受本單位控制的，由本單位進行自主分配，當(dāng)一個單位的主機很多而且相互之間又具有一定的獨立性時，為了便于管理，也為了方便地進行IP廣播，可以將本單位所屬主機劃分為若干個子網(wǎng)，用IP地址中主機號碼字段的前若干個比特作為“子網(wǎng)號字段”，后面剩下的仍為主機號碼字段，當(dāng)然在劃分時，究竟取幾位作為子網(wǎng)號字段則要根據(jù)實際需要的子網(wǎng)個數(shù)和子網(wǎng)中主機的個數(shù)確定。劃分子網(wǎng)后，各子網(wǎng)之間必須使用路由器互聯(lián)，如圖5.15所示。圖中有一個B類網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)需要，從16位主機號中取出前8位作為子網(wǎng)號，剩下8位仍舊作為主機號，圖中顯示有4個子網(wǎng)，子網(wǎng)號分別是、、、，使用了兩個路由器連接。（2）子網(wǎng)劃分的方法劃分子網(wǎng)后的IP地址組成如下：IP網(wǎng)絡(luò)號（原網(wǎng)絡(luò)號）+子網(wǎng)號+主機號（即NetID+SubNetID+HostID）說明：在劃分子網(wǎng)后，子網(wǎng)號和主機號部分都不能取全0和全1，即，若對一個B類網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)，取6位作為子網(wǎng)號，剩下10位作為主機號，則擁有的子網(wǎng)個數(shù)是26-2個，每個子網(wǎng)中主機的個數(shù)是210-2個。劃分子網(wǎng)后的IP地址組成如下：2.子網(wǎng)掩碼及子網(wǎng)號計算對于一個劃分子網(wǎng)之后的IP地址，如，如何區(qū)分哪些位是子網(wǎng)號字段，哪些位是主機號字段呢？這需要引入一個新的概念——子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼實際上是由一串連續(xù)的“1”和一串連續(xù)的“0”組成的32位序列，其中“1”的個數(shù)表示網(wǎng)絡(luò)號加子網(wǎng)號的位數(shù)，“0”的個數(shù)表示主機號的位數(shù)，有了子網(wǎng)掩碼后，可用如下方法獲取子網(wǎng)ID：使用子網(wǎng)掩碼和相應(yīng)的主機IP地址進行“邏輯與”操作，獲取的結(jié)果就是該主機所在的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號，即：子網(wǎng)ID=IP地址and子網(wǎng)掩碼例如，若指定地址的子網(wǎng)掩碼是，則該地址所在的子網(wǎng)號計算方法如圖所示。2.子網(wǎng)掩碼及子網(wǎng)號計算注意：除了上面直接給定的子網(wǎng)掩碼方式以外，還可以使用“斜杠表示法”指定子網(wǎng)掩碼，如/21表示在給定的IP地址中網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號部分共占用21位。若一個單位不需要劃分子網(wǎng)，則其子網(wǎng)掩碼為默認(rèn)值，此時子網(wǎng)掩碼中“1”的個數(shù)是網(wǎng)絡(luò)號碼的長度，因此對于A、B、C類地址，默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼分別是，，。注意：除了上面直接給定的子網(wǎng)掩碼方式以外，還可以使用“斜杠5.5.3獲取IP地址1.靜態(tài)分配IP地址分配IP地址有兩種有效的方法：靜態(tài)地址分配和動態(tài)地址分配。靜態(tài)分配IP地址時，需要為每臺設(shè)備分配一個IP地址，每個操作系統(tǒng)有自己配置TCP/IP的方法，這種方法需要保存地址分配記錄，因為IP地址不能重復(fù)分配，否則會產(chǎn)生沖突導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障。并不是網(wǎng)絡(luò)中的每臺設(shè)備都需要分配一個靜態(tài)IP地址，但是如果某臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備總是被其他設(shè)備訪問，必須要為這臺設(shè)備分配靜態(tài)的IP地址，例如Web服務(wù)器，如果每次啟動Web服務(wù)器都要獲得一個新的IP地址，其他用戶將很難找到這臺服務(wù)器，再有，像網(wǎng)絡(luò)打印機、應(yīng)用服務(wù)器和路由器等都需要配置永久的靜態(tài)IP地址。5.5.3獲取IP地址1.靜態(tài)分配IP地址2.反向地址解析協(xié)議RARP對于沒有配置靜態(tài)IP地址的工作站在入網(wǎng)時需要動態(tài)獲取IP地址，這一過程可以使用RARP協(xié)議來實現(xiàn)。為了使RARP正常工作，在局域網(wǎng)上至少有一臺主機要充當(dāng)RARP服務(wù)器，RARP服務(wù)器有一個事先準(zhǔn)備好的從各站點的MAC地址到IP地址的映射表。要入網(wǎng)的每個站點都知道自己的MAC地址，它將以廣播方式發(fā)出一個RARP請求分組，內(nèi)容是“我的MAC地址是002F39DE187A，我的IP地址是什么？”當(dāng)收到RARP請求后，RARP服務(wù)器就從映射表中查詢該站的IP地址寫入RARP響應(yīng)分組，發(fā)回給該站。RARP協(xié)議應(yīng)用時，IP地址的個數(shù)與工作站的個數(shù)是一一對應(yīng)的，只適用于靜態(tài)環(huán)境。2.反向地址解析協(xié)議RARP對于沒有配置靜態(tài)IP地址的工作站3.自舉協(xié)議BOOTP反向地址解析協(xié)議RARP的響應(yīng)分組中只包含四個字節(jié)的IP地址，而BOOTP協(xié)議的響應(yīng)分組中則包含了IP地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址、DNS服務(wù)器地址等內(nèi)容。但是BOOTP協(xié)議同樣不支持動態(tài)地址分配，只支持靜態(tài)環(huán)境，IP地址的數(shù)量和主機的數(shù)量也必須是一一對應(yīng)的，網(wǎng)絡(luò)上的每個主機都需要有一個分配了IP地址的BOOTP配置文件與之對應(yīng)，兩個配置文件不能使用相同的IP地址，否則若兩臺主機同時入網(wǎng)，又會產(chǎn)生地址沖突。這種情況下，即便某主機沒有入網(wǎng)，其IP地址也不能被其它主機使用。3.自舉協(xié)議BOOTP反向地址解析協(xié)議RARP的響應(yīng)分組中只4.動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP是BOOTP協(xié)議的替代者。與BOOTP不同，DHCP允許主機動態(tài)獲取IP地址，而不需要網(wǎng)絡(luò)管理員為每臺主機設(shè)置獨立的配置文件。使用DHCP協(xié)議時要完成的所有工作是在DHCP服務(wù)器上指定一個IP地址范圍。主機啟動時會與DHCP服務(wù)器聯(lián)系并請求一個IP地址。DHCP的相應(yīng)分組中包含IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址、DNS服務(wù)器地址等內(nèi)容。DHCP協(xié)議先進的關(guān)鍵之處是，可以將一個IP地址在不同的時段分配給多個不同的主機，只要一個主機釋放該IP地址，接著就可以分配給另一個主機，這意味著IP地址數(shù)量與網(wǎng)絡(luò)主機數(shù)量的比例是一對多的，這樣可以充分利用IP地址資源。4.動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP是BOO5.5.4域名地址1.域名系統(tǒng)Internet是建立在層次化的IP地址結(jié)構(gòu)上的，這樣可以按照地址分類來進行路由，而不用按單個地址進行路由選擇。但是問題在于用戶如何將正確的地址和Internet中的站點對應(yīng)起來，因為IP地址與相應(yīng)站點的內(nèi)容之間沒有任何的對應(yīng)關(guān)系。為了建立起站點內(nèi)容和地址的對應(yīng)關(guān)系，人們開發(fā)了域名系統(tǒng)DNS，簡稱域名。域名同樣是主機在Internet上的唯一標(biāo)識，與IP地址之間具有一定的對應(yīng)關(guān)系，是由“.”隔開的段組成，每個段中有若干個字符表示特定的含義，域名系統(tǒng)采用一種分層次的組織方法5.5.4域名地址1.域名系統(tǒng)對于一般的主機域名，其分層次的格式如下：第四級域名.第三級域名.第二級域名.第一級域名其中的級別由右向左依次降低，第一級是國家級域名，如cn，被稱為頂級域名（表示美國的主機可省略這級域名，直接進入第二級，如），第二級表示組織機構(gòu)名稱或行政區(qū)域名,常用的組織機構(gòu)名有以下幾種：com—商業(yè)組織、edu—教育部門、gov—政府機構(gòu)、mil—軍事部門、net—網(wǎng)絡(luò)組織、org—非政府組織等，這些組織機構(gòu)名稱通常也可作為頂級域名。第三級域名表示公司、學(xué)校的名稱，例如sohu、sina、sdu等。第四級域名表示公司、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中的主機名稱。例如：表示新浪網(wǎng)中提供郵件服務(wù)的主機的域名。對于一般的主機域名，其分層次的格式如下：在國家級域名下注冊的二級域名由該國家自行確定。例如我國將二級域名分為“類別域名”和“行政域名”，com是表示商業(yè)組織的類別域名，而bj是表示北京的行政域名。中國的二級域名由中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）管理，共有40多個，包括固定的類別域名和行政區(qū)域名，但需要注意的是二級域名中edu的管理和運行由中國教育和科研計算機網(wǎng)絡(luò)中心負責(zé)，而不是由CNNIC負責(zé)。在國家級域名下注冊的二級域名由該國家自行確定。例如我國將二級2.域名解析域名和IP地址之間有一定的映射關(guān)系，由域名獲取IP地址的過程稱為域名解析，域名解析操作由DNS服務(wù)器完成。任何一臺主機要想獲得Internet的域名服務(wù)，必須為自己指定或自動獲取一個域名服務(wù)器的IP地址，然后當(dāng)該主機想解析域名時，就把域名解析的請求發(fā)送給該域名服務(wù)器，由服務(wù)器完成解析過程。2.域名解析域名和IP