計算機網絡基礎課件

任務一認識計算機網絡一、計算機網絡的功能

1.娛樂和電子商務(游戲，銀行，淘寶）

2.資源共享（FTP，下載，設備資源共享)3.數(shù)據通信（E-mail，QQ，飛信，網絡IP電話）

4.分布式信息處理(一卡通,羊城通)5.集中管理和遠程控制(機房實訓室，視頻監(jiān)控)6.提高計算機系統(tǒng)的可靠性（殺毒軟件，軟件在線監(jiān)控）某些同學觀點答案是不能，假如你去掛失的話，就相當于銀行卡凍結，里面的錢是動不了的，所以羊城通也是一樣羊城通實名卡丟了去掛失，本想能立即凍結卡內余額，卻被告知要一個星期后才能凍結，那這期間卡里的錢很容易被用掉，掛失一點用處都沒有。昨日，市民李女士向信息時報投訴。李女士反映，昨日中午時，發(fā)現(xiàn)其小孩的羊城通（學生卡）丟失了，她馬上帶著小孩去羊城通中心掛失，想趕快凍結卡內余額。在填完相關申請表格和提交相關資料后，卻被告知，要等核實資料才能凍結，也就是要等七天后。李女士認為：“那這七天內如果有人撿到了卡拿去消費，這個損失豈不是要我自己承擔？實名卡掛失，需要一個星期那么長時間才能凍結嗎？”對于此事，昨日下午，記者聯(lián)系到了廣州羊城通有限公司，對方工作人員回應：“由于羊城通卡是脫機模式消費，其卡內余額、卡主信息等是集中在卡內的，而不是像銀行卡那樣集中在一個地方，所以不能做到掛失后立即凍結?！辈贿^對于市民提出的一個星期的時間能否縮短的問題，工作人員回應：“將盡快向相關部門反映，7個工作日內予以回復行。因為，由于羊城通卡是脫機模式消費，其卡內余額、卡主信息等是集中在卡內的，而不是像銀行卡那樣集中在一個地方，所以不能做到掛失后立即凍結要一個星期后才能凍結，那這期間卡里的錢很容易被用掉。總括計算機網絡的常用功能網絡硬件資源共享軟件資源共享用戶信息交換計算機網絡對于普通計算機用戶用途信息瀏覽電子郵件在線查詢計算機網絡的定義

計算機網絡是將地理位置不同，且有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)利用通信設備和線路互相連接起來，且以功能完善的網絡軟件（包括網絡通信協(xié)議、網絡操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)網絡資源共享的系統(tǒng)。

計算機網絡的類型——

局域網

城域網

廣域網

互聯(lián)網

計算機網絡的類型——各網絡區(qū)別局域網涉及距離幾米到10Km，最小局域網沒有通信處理機，通信處理功能由網卡實現(xiàn)。城域網是指一個城市，連接可達10~100km廣域網的基本組成與局域網，城域網相似，區(qū)別在于廣域網的覆蓋范圍與規(guī)模較大。廣域網的距離可達幾百~幾千公里?；ヂ?lián)網，最大的一種網絡。從地理范圍來說，互聯(lián)網是全球計算機的互聯(lián)，計算機一旦斷開就不屬于互聯(lián)網。書本P4拓展視野計算機網絡的基本組成

(1)服務器(Server)(2)客戶機(Client)(4)網絡設備與網絡介質

(5)網絡軟件

計算機網絡的特點局域網(LocalAreaNetwork)局域網的特點如下：

1.分布范圍有限。

2.有較高的通信帶寬，數(shù)據傳輸率高。

3.數(shù)據傳輸可靠，誤碼率低。

4.通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質。

5.拓撲結構簡單簡潔。插講

廣域網（WideAreaNetwork）廣域網最根本的特點是：

1.分布范圍廣。

2.數(shù)據傳輸率低。

3.可靠性不高。使用光纖較好。

4.廣域網常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網（電話網等）來實現(xiàn)。因為單獨建造一個廣域網極其昂貴。

5.拓撲結構較為復雜。插講插講：網絡的拓撲結構１．樹型２．星型３．總線型４．環(huán)型５．網狀型６．混合型網狀結構

終端終端終端終端終端終端終端終端終端節(jié)點節(jié)點節(jié)點節(jié)點任務二：使用計算機網絡（實訓一，實訓二）實訓一體現(xiàn)網絡，認識網絡功能體現(xiàn)一：電子商務通過互聯(lián)網在蘇寧，國美，京都網上直銷店尋找商品“iphone4S16G版WCDMA/GSM白色”，以截圖的方式保存圖片1.jpg/2.jpg/3.jpg。并回答：那個直銷網站最便宜？那個直銷網站賣得多？回答后保存為1.txt。通過互聯(lián)網搜索開通中國銀行網上銀行后每天網上能支付最大的限額是多少？開通淘寶支付寶賬號的方法？以截圖的方式保存4.jpg/5.jpg。體現(xiàn)二：資源共享搜索百度總下載量、人氣最高的一首歌，并將它下載下來，文件名無需更改。如果你懶得下載，可以通過計算機共享方式獲取同學的已下載的歌曲。體驗三：分布式信息處理如果你有一張羊城通學生卡，但是早上上學坐車的時候丟失了，你中午立即去羊城通公司掛失了？如果下午當別人撿到以后能消費里面的錢嗎？通過互聯(lián)網查詢得到結果，并回答為什么？回答保存為2.txt。體現(xiàn)四：數(shù)據通信最后將體現(xiàn)一，體現(xiàn)二，體現(xiàn)三的內容以附件的形式通過E-mail發(fā)到郵箱：實訓二：QQ遠程協(xié)助功能利用同桌相鄰的機器，安裝QQ軟件，并互相加外好友，然后利用QQ的遠程協(xié)助功能，互相查看和控制對方的機器。任務三：數(shù)據通信基礎數(shù)據概念信息量的常用單位B，字節(jié)KB，千字節(jié)MB，兆字節(jié)GB，千兆字節(jié)TB，萬億字節(jié)各常用單位的運算關系1B=8bit，即8位二進制數(shù)1024B=1KB1024KB=1MB1024MB=1GB1024GB=1TB模擬信號與數(shù)字信號模擬信號：連續(xù)變化的信號數(shù)字信號：離散不連續(xù)信號兩個信號的轉化是通過A/D變換，在計算機中，要經常進行對圖像、聲音、視頻等物理量進行測量和控制，將模擬電信號經過處理并轉換成計算機能識別的數(shù)字量，送進計算機，這就是a／d變換過程或稱為數(shù)據采集。將這些模擬信號轉換成易于處理和存儲的數(shù)字信號。過程包括：采樣，量化，編碼采樣：在時間軸上對信號數(shù)字化；量化：在幅度軸上對信號數(shù)字化；編碼：按一定格式記錄采樣和量化后的數(shù)字數(shù)據。簡單例子：調制解調器調制解調器，是一種計算機硬件，它能把計算機的數(shù)字信號翻譯成可沿普通電話線傳送的脈沖信號，而這些脈沖信號又可被線路另一端的另一個調制解調器接收，并譯成計算機可懂的語言。這一簡單過程完成了兩臺計算機間的通信。調制解調器簡單說：所謂調制，就是把數(shù)字信號轉換成電話線上傳輸?shù)哪M信號；解調，即把模擬信號轉換成數(shù)字信號。合稱調制解調器。信號傳輸串行傳輸與并行傳輸

串行：USB/SATA并行：IEEE1394/PATA

計算機網絡通訊中常用并行傳輸（雙絞線）現(xiàn)在六類網線（千兆網絡）單位時間內一次傳輸8bit，相當于1B（一字節(jié)）信道的種類單工：半雙工：全雙工：信道的種類經典例子單工（無線電臺，無線電視）半雙工（對講機）全雙工（手機網絡，計算機網絡通信)特點二、單工、半雙工、雙工單工：設備簡單、造價低，但傳輸效率也低。半雙工：該方式在通信中要不斷的改變傳輸通道的方向，因此控制復雜，傳輸效率極低。雙工：傳輸效率高，控制簡單，但造價高。視野拓展——3G移動通信技術第一代模擬移動通信：1995年問世的第一代模擬制式手機（1G）只能進行語音通話。1996到1997年出現(xiàn)的第二代GSM、TDMA等數(shù)字制式手機（2G）便增加了接收數(shù)據的功能（GPRS）。3G移動通信技術，以寬帶CDMA技術為主,并能同時提供話音和數(shù)據業(yè)務的移動通信系統(tǒng)。各代通信技術一代：頻分多址技術二代：時分多址技術（分組交換）三代：碼分多址技術（擴頻技術），可提供大于3倍GSM的網絡容量。作業(yè)一，完成后的Word文檔提交到Ftp://1，你買了一個新的2TB容量的硬盤裝在你的電腦上，一半容量用于存放歌曲，一半容量用于存放電影，一首MP3的容量約為4MB，一套RMVB格式的電影約400MB，請問最多能發(fā)多少首歌和多少套電影？2，然后你到中國電信安裝了一條6Mbit/s速率的ADSL用于上網下載以上東西，假如網速穩(wěn)定（始終處于最高速率下載），請問需要多長時間才能把硬盤填滿？3，我通過QQ給好友Peter發(fā)一句話：Whoareyou？然后好友回你一句：IamPeter！他們通過計算機網絡傳輸?shù)拇a分別是什么？利用ASCII碼編碼方式回答。在這兩句對話當中，單純計算內容，我們兩人一共產生了多少B（字節(jié)）流量？4，按道理來說，并行傳輸一次能傳輸8bit數(shù)據，串行只能1bit數(shù)據，為什么SATA串行接口的硬盤讀取數(shù)據速度會比PATA并行接口的硬盤快？5，簡述一下，單工通信，半雙工通信及全雙工通信的區(qū)別？服務器與工作站表3-1與普通計算機的區(qū)別：1，尺寸大2，散熱性能3，無故障運行4，高冗余性計算機網絡的傳輸介質網絡中，雙方通信時所采用的物理連線。有線：雙絞線，同軸電纜，光纜無線：衛(wèi)星，無線電，微波1.雙絞線使用最早、最普及的有線介質是雙絞線。它是以螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成的。兩根線扭在一起是為了減少相互間的幅射電磁干擾。傳輸介質——雙絞線分類：屏蔽（STP）非屏蔽（UTP）：1類，2類，3類，4類，5類，超5類，6類，7類傳輸介質——雙絞線分辨1，雙絞線的對數(shù)2，查看表面信息3，氣味辨別4，手感度5，導線顏色6，阻燃性傳輸介質——雙絞線12345678T586B白橙橙白綠藍白藍綠白棕棕T586A白綠綠白橙藍白藍橙白棕棕

在局域網，雙絞線主要是用來連接計算機網卡到集線器或通過集線器之間級聯(lián)口的級聯(lián)，有時也可直接用于兩個網卡之間的連接或不通過集線器級聯(lián)口之間的級聯(lián)，但它們的接線方式各有不同。

準備工具和材料UTP壓線鉗RJ45接頭護套簡易測線儀

連接UTP和RJ45接頭(2)

連接UTP和RJ45接頭(3)水晶頭的選購表3-3同軸電纜2.同軸電纜常用有阻抗50歐和阻抗75歐，傳輸模擬信號及數(shù)字信號，可用于電視信號及以太網，頻分多路復用技術抗干擾能力強，數(shù)據傳輸穩(wěn)定價格便宜內導體絕緣層外導體屏蔽絕緣保護外層基帶同軸電纜類型技術標準細纜粗纜直徑0.25英寸0.5英寸傳輸距離185m500m接頭螺旋形BNC頭(端接)T形頭(分接)AUI阻抗50Ω75Ω應用的局域網類型10Base2(細纜以太網)10Base5(粗纜以太網)各種特點P60（3）光纖——光纖的結構傳輸介質——光纖優(yōu)：傳輸頻帶寬，通信容量大;損耗低，中繼距離長;抗干擾能力強;保密性好;節(jié)約金屬、有利于資源利用，重量輕、體積小;節(jié)省有色金屬，抗腐蝕能力強缺：連接器價格昂，分路麻煩

不能傳送電力，而且廢料不能回收，不環(huán)保

切斷、連接和熔接操作技術復雜傳輸介質——光纖傳送過程用光纖來傳輸電信號時，在發(fā)送端先要將其轉換成光信號，而在接收端又要由光檢波器還原成電信號，其傳送過程如圖。光源可以采用兩種不同類型的發(fā)光管：發(fā)光二極管和注入型激光二極管。從而形成了多模光纖和單模光纖。

傳輸介質——光纖多模光纖（MultimodeFiber）

多模光纖使用的材料是發(fā)光二極管。

發(fā)光二極管是一種固態(tài)器件，電流通過時就發(fā)光，價格較便宜，它產生的是可見光，但定向性較差，是通過在光纖石英玻璃媒體內不斷反射而向前傳播的。單模光纖（SingleModeFiber）

單模光纖使用的材料是注入型二極管。

注入型二極管也是一種固態(tài)器件，它根據激光器原理進行工作，它產生一個窄帶的超輻射光束，產生的是激光。由于激光的定向性好，它可沿著光導纖維傳播，減少了折射也減少了損耗，效率更高，也能傳播更長的距離，而且可以保持很高的數(shù)據傳輸率。但是激光二極管要比發(fā)光二極管價格貴得多，這種光纖稱為單模光纖。

傳輸介質——無線傳輸介質無線傳輸介質

無線傳輸介質都不需要架設或鋪埋電纜或光纖，而是通過大氣傳輸，目前有三種技術：微波、紅外線和激光。（1）微波

微波通信是在對流層視線距離范圍內利用無線電波進行傳輸?shù)囊环N通信方式，頻率范圍為2GHz-40GHz。如：WIFI，GPRS,CDMA（2）紅外線和激光

紅外通信和激光通信也像微波通信一樣，有很強的方向性，都是沿直線傳播的。如手機紅外線傳輸（3）衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信是以人造衛(wèi)星為微波中繼站，它是微波通信的特殊形式。如GPS

網卡功能：將高層數(shù)據放置于以太網幀內傳輸，同時也從以太網幀內取出數(shù)據往傳到上一層。速率：10Mbit/s，54Mbit/s,100Mbit/s，150Mbit/s，300Mbit/s，1000Mbit/s10000Mbit/s，分類：介質接口和電腦接口介質：AUI，BNC，RJ45，光纖接口，無線WIFI電腦：USB，PCI，PCI-X，筆記本專用接口第二章數(shù)據通信基礎知識第一節(jié)數(shù)據通信系統(tǒng)一、數(shù)據通信系統(tǒng)模型二、數(shù)據通信的基本概念數(shù)據：是一種承載信息的實體，由數(shù)字、字符、符號等組成。信息：是對數(shù)據的解釋。有具體含義。信號：是數(shù)據的表示形式,或稱數(shù)據的電磁或電子編碼，它使數(shù)據以適當?shù)男问皆诮橘|上傳輸。數(shù)據通信：通過計算機與通信線路相結合，對各種數(shù)據信號進行傳輸、變換和處理的過程。模擬通信：以模擬信號形式在信道上傳送數(shù)據。數(shù)字通信：以數(shù)字信號形式在信道上傳送數(shù)據。三、數(shù)據通信的技術指標1．信道帶寬和信道容量信道帶寬：信道上能夠傳送的信號的最大頻率范圍。如：電話：300HZ——3400HZ

信道容量：信道在單位時間可傳輸?shù)淖畲蟠a元數(shù)。*信道帶寬越寬，一定時間內信道上傳輸?shù)男畔⒘烤驮蕉?，信道容量就越大?．傳輸速率單位時間內傳輸?shù)亩M制代碼的位數(shù)。3．誤碼率二進制碼元在傳輸過程中被傳錯的概率。（錯誤接收的碼元數(shù)在所傳輸?shù)目偞a元數(shù)中所占的比例）4．傳輸延遲發(fā)送和接收設備存在響應時間，及中間轉發(fā)等待時間等。

第二節(jié)數(shù)據通信方式一、并行通信和串行通信并行通信方式（特點：傳輸速率高、傳輸設備多、傳輸速率要求高的通信中。）串行通信方式

（特點：速度慢，但節(jié)省了大量通信設備和通信線路，在技術上更適合遠距離通信。）因此，計算機網絡普遍采用串行傳輸方式。三、基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸基帶傳輸：在信道上直接傳輸基帶信號，而基帶信號是指在通信電纜上原封不動的傳輸由計算機或終端產生的0、1數(shù)字脈沖信號。頻帶傳輸：將基帶信號轉換為頻率表示的模擬信號來傳輸。寬帶傳輸：將信道分成多個子信道，分別傳送各種信號。第三節(jié)數(shù)據編碼技術一、模擬數(shù)據編碼：數(shù)字數(shù)據在網絡中用模擬信號表示，需要進行調制。調制方法有3種。調幅（AM）“1”有載波輸出，“0”無載波出現(xiàn)。技術簡單，但抗干擾能力差。調頻（FM）“1”使用的頻率和“0”使用的頻率不一致。技術簡單，抗干擾能力較強。調相（PM）數(shù)字信號“1”對應相位180度，“0”對應相位0度。技術復雜，抗干擾能力強。例題：二、數(shù)字數(shù)據編碼：在數(shù)字信道中傳輸計算機數(shù)據時，要對計算機中的數(shù)字信號重新編碼，進行基帶傳輸。

1）不歸零編碼（NRZ）低電平表示“0”，高電平表示“1”。

2）曼徹斯特編碼用電平跳變來表示，每一個比特的中間均有一個跳變，這個跳變既做時鐘信號，又做數(shù)據信號。電平從高到低的跳變表示“1”，從低到高的跳變表示“0”。

3）差分曼徹斯特編碼對曼徹斯特編碼的改進。比特無跳變表示“1”，有跳變表示“0”。例題：第四節(jié)多路復用技術一條物理信道同時傳輸多路信息，提高信道利用率。1.頻分多路復用（FDM）將一定帶寬的信道分割為若干個較小頻帶的子通道，每個子通道可供一個用戶使用（各信道之間有保護頻帶）。條件：信道帶寬遠大于每個子信道帶寬。2．時分多路復用（TDM）頻分多路復用較適用于模擬信號，而時分多路復用更適合用于數(shù)字信號，將信道的傳輸時間分成若干個時間片輪流地給多個信號源使用，每個時間片被復用的一路信號占用。條件：信道的傳輸速度遠大于各信源所要求的傳輸速度。3．波分多路復用4．碼分多路復用第五節(jié)數(shù)據交換技術節(jié)點與節(jié)點間不一定相鄰，通過一個或多個節(jié)點組成的中間網絡來交換轉發(fā)。1.電路交換

(1)電路建立：在傳輸數(shù)據之前，要經過呼叫過程以建立一條端到端（站到站）的電路。

(2)數(shù)據傳輸：沒有延遲，沒有阻塞的問題(因為是專用線路)。

(3)電路拆除：

優(yōu)點：數(shù)據傳輸可靠、迅速，不丟失且保持原來的序列缺點：信道容量造成浪費，而且當數(shù)據傳輸階段的持續(xù)時間很短暫，電路建立和拆除所用的時間也得不償失。

2.報文交換工作原理:不需在兩個站點之間建立一條專用通路，數(shù)據傳輸?shù)膯挝皇菆笪模〝?shù)據塊），長度不限。傳送過程采用存儲一轉發(fā)方式。在同一時間內，報文的傳輸只占用兩個節(jié)點之間的一段線路。而在兩個通信用戶間的其它線路段，可傳輸其它用戶的報文。優(yōu)點:線路效率較高。暫存報文，可以進行差錯控制?？梢园岩粋€報文發(fā)送到多個目的地。缺點：延遲長，不能用于傳送聲音和圖像數(shù)據。3.分組交換報文交換的改進，每個分組的長度有一個上限，因此，一個較長的報文必須分成若干個分組。特點：a.存儲容量降低，降低傳輸延遲。

b.只有出錯的分級才會被重發(fā)，提高了交換效率。

第五節(jié)差錯控制技術一、差錯：通信時接收端收到的數(shù)據與發(fā)送端實際發(fā)出的數(shù)據不一致。二、差錯控制：通信中發(fā)現(xiàn)檢測差錯，對差錯進行糾正，從而把差錯限制在數(shù)據傳輸所允許范圍內。三、差錯包括：傳輸中位丟失；發(fā)送“1”，而接收“0”；發(fā)送“0”而接收“1”。四、差錯產生原因線路本身的信號幅度頻率的變化和衰減信號在線路上產生反射造成的相領線路的串抗外界電磁干擾五、差錯控制的核心是在要傳送的數(shù)據信息碼上加上冗余碼，形成符合一定規(guī)律的發(fā)送序列。能發(fā)現(xiàn)并能自動糾錯的編碼，稱糾錯碼。能發(fā)現(xiàn)但不能自動糾錯的編碼，稱檢錯碼。六、簡單介紹兩種檢錯碼

1．奇偶校驗碼

2．循環(huán)冗余校驗碼第六節(jié)同步技術所謂同步既收發(fā)雙方在時間、動作上一致.1.異步傳輸

異步傳輸是以字符為單位的數(shù)據傳輸。發(fā)送端與接收端采用相同的數(shù)據格式、相同的傳輸速率。2.同步傳輸面向字符的同步傳輸

每個數(shù)據塊的頭部用一個或多個同步字符標記開始；尾部用另一個惟一的字符來標記結束。面向位流的同步傳輸

每個數(shù)據塊的頭、尾部用一個特殊比特序列（如01111110）標記數(shù)據塊的開始和結束。

第三章網絡體系結構與協(xié)議一、分層原則

1．每層的功能應當明確，各層相對獨立，不影響其他層。

2．各層功能的確定應當有助于網絡協(xié)議國際標準的制定。

3．層間接口要清晰。

4．層數(shù)要適當。二、協(xié)議與服務服務是“垂直的”，是下層通過接口向上層提供的支持。協(xié)議是“水平的”，是對等層之間虛擬通信時所使用的一組規(guī)則和格式。

…N+1NN-1…物理介質系統(tǒng)A…N+1NN-1…系統(tǒng)B接口同等層協(xié)議SAP實體三、服務原語服務在形式上由原語描述，原語規(guī)定了應完成的功能。請求：請求實體的服務。指示：通知服務已開始。響應：響應最近一次指示。證實：請求的服務已完成。有證實服務：四個原語都存在無證實服務：只有請求、指示兩個原語四、OSI七層模型

國際標準化組織（InternationalStandardOrganization，ISO）在1977年成立一個分委員會專門研究網絡通信的體系結構問題，并提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM（ReferenceModelofOpenSystemInterconnection），它是一個定義異種計算機連接標準的框架結構。AB

應用層應用層高三層表示層表示層會話層會話層接口層傳輸層傳輸層網絡層網絡層底三層數(shù)據鏈路層數(shù)據鏈路層物理層物理層1.物理層a)主要負責在物理鏈路上傳輸比特流。b)提供為建立、維護和拆除物理鏈路需要的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。1)機械特性

規(guī)定了物理連接時可接插器的規(guī)格、尺寸，連接器中引腳的數(shù)量和排列情況等。例如，常用串行通信的EIARS-232C規(guī)定的25針插座，X.21協(xié)議中所用的15針插座。

2）電氣特性

規(guī)定了在物理連接上傳輸二進制位流時線路上信號電壓高低、阻抗匹配情況、傳輸率和距離的限制等。

3）功能特性

規(guī)定了物理接口上各條信號線的功能分配和確切定義。物理接口上的信號線一般可以分為：數(shù)據線、控制線、定時線和地線。

4）規(guī)程特性

定義了利用信號線進行二進制位流傳輸?shù)囊唤M操作過程，即各信號線的工作的規(guī)則和先后順序。

2.數(shù)據鏈路層

1）幀傳輸和幀同步

幀是具有一定長度和格式的信息塊，是數(shù)據鏈路層的傳輸單位。

2）差錯與流量控制

3）數(shù)據鏈路管理

檢測到不可糾正錯誤的平均時間、漏檢差錯率、傳輸延遲和吞吐量等HDLC的幀格式3.網絡層選擇最佳的路由。提供面向連接的服務和無連接的服務。4.傳輸層向會話層提供獨立于網絡層的傳送服務和可靠的透明數(shù)據傳送。

5.會話層

(1)利用令牌技術來保證數(shù)據交換、會話同步的有序性；擁有令牌的一方可以發(fā)送數(shù)據，或者執(zhí)行其它動作；令牌可以被申請和轉讓；

(2)利用活動和同步技術來保證用戶數(shù)據的完整性；并讓用戶知道整個交換的過程；

(3)利用分段和拼接技術來提高數(shù)據交換的效率；多塊用戶數(shù)據可以合并在一起進行傳輸；

6.表示層1）數(shù)據轉換2）數(shù)據壓縮3）數(shù)據加密7.應用層是OSI的最高層，也是用戶訪問網絡的接口層，是直接面向用戶的。在OSI環(huán)境下，為用戶提供各種網絡服務。例如電子郵件、文件傳輸、虛擬終端、遠程登錄等。

交換單元名稱APDUPPDUSPDUTPDU分組幀比特第四章計算機局域網概述第一節(jié)局域網概述一、局域網的特點

局域網分布范圍小，投資少，配置簡單等，具有如下特點：

1．傳輸速率高：一般為1Mbps--20Mbps，光纖高速網可達100Mbps，1000MbpS

2．支持傳輸介質種類多。

3．通信處理一般由網卡完成。

4．傳輸質量好，誤碼率低。

5．有規(guī)則的拓撲結構。二、局域網的分類1．按網絡的拓撲結構劃分，可分為星形網絡、總線形網絡和環(huán)形網絡等。2．按線路中傳輸?shù)男盘栃问絼澐郑煞譃榛鶐ЬW絡和寬帶網絡?；鶐ЬW絡傳輸數(shù)字信號，信號占用整個頻帶，傳輸距離較短；寬帶網絡可傳輸模擬信號，距離較遠，可達幾公里以上。3．按網絡的傳輸介質劃分，可分為雙絞線網絡、同軸電纜網絡、光纖網絡和無線局域網等。4．按網絡的介質訪問方式劃分，可分為以太網、令牌環(huán)網和令牌總線網等。

第二節(jié)局域網層次模型局域網有兩個特點：

一是傳輸介質是共享的，不存在中間節(jié)點和交換的問題，因而不需要路由；

二是數(shù)據以幀尋址方式工作。IEEE802只定義了物理層和數(shù)據鏈路層兩層，并把數(shù)據鏈路層分成邏輯鏈路控制LLC子層和介質訪問控制MAC子層；

1.物理層2．介質訪問控制層MAC

MAC與網絡的具體拓撲方式以及傳輸介質的類型有關，還實現(xiàn)幀的尋址和識別，完成幀檢測等功能。3．邏輯鏈路控制層LLC

可提供面向連接服務和非連接服務。主要功能是數(shù)據幀的封裝和拆除，為高層提供網絡服務的邏輯接口，實現(xiàn)差錯控制和流量控制。

第三節(jié)CSMA/CD協(xié)議載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測?

偵聽信道，空閑則發(fā)送。?

信道忙，繼續(xù)偵聽，直到信道空閑時立即發(fā)送。常用的監(jiān)聽算法：

①非堅持算法：如果信道忙，該站點等待一個隨機時間后再監(jiān)聽信道。發(fā)現(xiàn)信道為空閑則發(fā)送。

②堅持算法：如果信道忙，該站點就持續(xù)監(jiān)聽信道。直到空閑即發(fā)送數(shù)據。

?

開始發(fā)送后,要求邊發(fā)送邊接收，出現(xiàn)沖突立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)出一串阻塞信號。?

已發(fā)出信息的各站收到阻塞信號后，等待一個隨機時間，重新發(fā)送。

用32個字總結：講前先聽，忙則等待，無聲則講，邊講邊聽，沖突即停，后退重傳，多次無效，放棄無效。第四節(jié)令牌環(huán)協(xié)議和令牌總線協(xié)議第五節(jié)以太網以太網（Ethernet）是一種總線型局域網，是局域網的典型代表。IEEE802.3標準和以太網規(guī)范基本一致。

以太網的技術規(guī)范：

?

拓撲結構：總線型

?

傳輸速率：10Mpbs

?

訪問控制：CSMA/CD

?

最大工作站數(shù)：1024

?

最大傳輸距離：2.5km(使用中繼器)

1．10BASE2網絡（細纜以太網）

傳輸速率為10Mpbs；Base表示電纜上的信號是基帶信號；最大長度為185m。

采用50Ω細同軸電纜。兩個相鄰BNCT連接器之間最小距離為0.5m。符合5-4-3規(guī)則。

2．10BASE5網絡（粗纜以太網）

傳輸速率為10Mpbs；Base表示電纜上的信號是基帶信號；最大長度為500m。

3．10BASE-T網絡

采用非屏蔽3類UTP，實現(xiàn)10Mpbs傳輸速率，其標準為IEEE802.3i，線段長度可達100m，需要用集線器（HUB）構成樹形或總線和星形結合的拓撲結構。4.10BASE-F網絡第六節(jié)快速以太網100Base-T標準定義了3種物理規(guī)范以支持不同的物理介質。（1）100BASE-T4

支持3類、4類和5類UTP電纜。在4對線中，3對線用于數(shù)據傳輸，每對線的傳輸速率為33.3Mpbs，總傳輸速率為100Mpbs。1對線用于沖突檢測。

（2）100BASE-TX

通常使用5類UTP。至少包括4對，使用其中的2對，連接方法和10BASE-T完全相同。100BASE-TX規(guī)定5類UTP電纜采用RJ45連接器。（3）100BASE-FX

使用光纖，它的連線可達450m，如果采用非標準的全雙工模式可達2km。補充：100Base-T網絡組成

100Base-T標準定義了兩級中繼器，即1級中繼器和2級中繼器。一個網段中最多允許有一個1級中繼器和兩個2級中繼器。

?采用兩個2級中繼器時，中繼器之間的最大長度為5m。

?采用雙中繼器結構時，兩個工作站之間（端點到端點）的最大網絡電纜長度為205m(100m+5m+100mUTP)。

?

采用單中繼器結構時，可連接185m的光纖，這種情況下的最大網絡線纜長度為285m(100mUTP+185m光纖)。

第五章網絡設備第一節(jié)中繼器1.工作在物理層上，安裝簡便、價格便宜，速度快。2.增強通過物理介質的“0”、“1”信號。3.接收到信號被傳輸?shù)剿信c之相連的網段，因此僅用于連接相同的局域網段。4.局域網中繼器的數(shù)量有限制。5.逐比特地重復生成所接收的信號，會重復錯誤的信號。

分類：(1)以太網中繼器

中繼器在每個網段中都被看作是2個節(jié)點。(2)令牌環(huán)網中繼器

1.通常在網卡上。

2.單環(huán)中繼器:允許令牌環(huán)網節(jié)點比普通配置時更加遠離多站訪問單元(MAU)。

3.環(huán)路中繼器，當網絡中有多個MAU時，使用這種中繼器。一個環(huán)路中繼器(例如IBM8218)可以將環(huán)路長度延長到750m。

第二節(jié)集線器（Hub）（多口中繼器）工作在物理層。1.集線器的應用特點（1）優(yōu)點l

擴充網絡的規(guī)模，增加網絡的節(jié)點數(shù)目。l

安裝簡單。（2）缺點l

易發(fā)生阻塞。l

集線器端口使用數(shù)量限制。l

易發(fā)廣播風暴。廣播發(fā)送有兩方面不足：（1）不安全（2）由于所有數(shù)據包向所有節(jié)點同時發(fā)送，更加造成塞車現(xiàn)象，降低效率。

2.集線器的分類：(1)按配置形式分①獨立型Hub②模塊化Hub③可堆疊式Hub

(2)按按管理方式分

①智能型Hub

②非智能型Hub(3)按連接速率分(4)按端口數(shù)目分

第三節(jié)網橋單獨的網段通常不能夠滿足每個組織的需要。網橋可以將局域網分成兩個或更多的網段，它通過隔離每個網段內部的的數(shù)據流量來增加每個節(jié)點所能使用的有效帶寬。工作在OSI的數(shù)據鏈路層的MAC子層。網橋類型：一.透明橋接具有檢測功能，一但檢測到錯誤，就丟棄該幀。通常連接以太網網段。①過濾和轉發(fā)②學習

新的設備可以添加到網絡中而不必再花人工去配置每個網橋。舉例：

*活動環(huán)路：在簡單的拓撲結構中，保證兩個設備之間只有一條通路相對簡單一些。但是，隨著互聯(lián)網絡變得更加復雜，不經意在兩個設備之間創(chuàng)建多個路徑或“活動環(huán)路”的情況急劇的增加。解決方法：生成樹算法STA二.源路由橋接三.源路由透明橋接四.翻譯橋接

（1）

優(yōu)點①網橋通過對不需要傳遞的數(shù)據進行過濾來實現(xiàn)基于物理地址的網絡間的通信分段。②

網橋既可以互聯(lián)兩個或多個網絡。（2）

缺點①互聯(lián)的多個網絡要求在“數(shù)據鏈路層”以上的各層采用相同或相兼容的協(xié)議。②接收數(shù)據，先存儲，再查找站表，增加了時延。③網橋不能對廣播分組進行過濾。沒有路徑選擇的能力。第四節(jié)交換機交換機剛接通的時候，內部的交換表是空的，通過“自我學習”建立起和端口號相關的MAC地址表。當交換機收到一個未駐留在內存中的目的地址的幀時，它會向所有端口發(fā)送該幀?！皩W習”后在表中添加新的MAC地址表項，該項在一定時間內沒有傳送新的幀即被廢棄。

一般情況，交換機為每個端口的連接提供全部的局域網介質帶寬。（虛擬電路）提高網絡整體帶寬。如果一站點向一個處于忙狀態(tài)的端口發(fā)送幀，立即存入緩沖區(qū)。閑狀態(tài)時，則建立虛擬電路連接，但如果緩沖區(qū)已滿，則會造成幀的丟失。為了避免這種情況，端口便向工作站回發(fā)幀，要求工作站降低發(fā)送速率。

分類：1.存儲轉發(fā)式交換機2.直通轉發(fā)式交換機3.自由分段式交換機（前兩種的綜合）數(shù)據幀進入交換機讀取前64字節(jié)（碰撞窗口），再轉發(fā)。交換機之間的連接：級聯(lián)堆疊通過專用的堆疊線連接起來第五節(jié)路由器用來連接兩個及以上復雜網絡的、具有路由選擇的，工作在OSI參考模型第三層。功能:1.接收節(jié)點發(fā)送的數(shù)據包，根據包中的源地址和目的地址，對照路由表，把數(shù)據包轉發(fā)到離目的節(jié)點最近的路由器。2.拆分和包裝數(shù)據包。3.目前大部分路由器都具備一定的防火墻的功能。

路由表分類：

①靜態(tài)路由表

由系統(tǒng)管理員事先設置好，不會隨網絡結構的變化而變化，必須手動修改。

②動態(tài)路由表

路由器根據網絡系統(tǒng)的運行情況而自動調整的路由表。每個路由器自動建立自己的路由表。（動態(tài)路由算法）例子：Cisco有一個B類網絡，它的網絡地址。在這個網絡內部劃分了一些子網，子網掩碼為。但是在網絡外部，只知道Cisco是一個單一的網絡。

假設另一個IP地址為4的網絡中有一個設備想將數(shù)據發(fā)送給Cisco設備所在網絡中，其目的IP地址為。數(shù)據在Internet上傳輸，直到到達Cisco路由器。路由器的工作是確定將數(shù)據發(fā)送給Cisco的哪一個子網。工作原理總結如下：

(1)路由器接收來自它連接的某個網站的數(shù)據。

(2)路由器檢查IP報頭中的目的地址。如果目的地址位于發(fā)出數(shù)據的那個網絡，那么路由器就放下被認為已經達到目的地的數(shù)據。

(3)如果數(shù)據要送往另一個網絡，那么路由器就查詢路由表，以確定數(shù)據要轉發(fā)到的目的地。（包含路由選擇）

(4)路由器確定哪個適配器負責接收數(shù)據后，就通過相應的網絡層軟件傳遞數(shù)據。

優(yōu)點：1.適用于大規(guī)模的網絡。2.為數(shù)據提供最佳的傳輸路徑。3.安全性高。4.隔離不需要的通信量。5.節(jié)省局域網的頻寬。缺點:

1.安裝和設置復雜。2.價格較高。

路由器與交換機的區(qū)別:交換機工作在第二層，路由器工作第三層。交換機的工作原理相對比較簡單，而路由器具有更多的智能功能，如選擇最佳的線路。交換機利用物理地址來確定是否轉發(fā)數(shù)據；路由器是使用IP地址。由網絡管理員來分配的。傳統(tǒng)的交換機只能分割沖突域，而無法分割廣播域；而路由器可以分割廣播域。

第六節(jié)第三層交換機本質上是非常高速的路由器。除了具有第二層的功能外，還具有第三層的“選路”（路由）功能，其功能主要是由硬件實現(xiàn)的。而路由器需要用軟件花費較多時間處理每個包。

功能：(1)分組轉發(fā)

當源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑確定后，將分組轉發(fā)給它們的目的地址。(2)路由處理

通過路由協(xié)議創(chuàng)建和維護路由表。(3)安全服務

防火墻分組過濾等。(4)特殊服務

流量優(yōu)化以及封裝和拆分幀和分組等。3層交換機一般采用兩種概念性的技術：專用方法

第3層交換機處理第一個分組，然后預測其余分組的目的地址。繞開了第3層的處理，整體上加快了處理過程。逐分組交換

每個分組根據其網絡地址被轉發(fā)到最終的目的地址。其功能是由硬件實現(xiàn)的，使用特定用途集成電路而不是路由軟件。

第七節(jié)網關（協(xié)議轉換器）將兩個或多個在高層使用不同協(xié)議的網絡段連接在一起的軟硬件。將網絡傳輸格式從一種網絡體系結構轉換成另一種網絡體系結構。工作在數(shù)據鏈路層之上。理論上說，有多少種通信體系結構和應用層協(xié)議的組合，就可能有多少種網關。

第六章廣域網第一節(jié)X.25網絡

X.25建議書是CCITT在1976年提出.是在公用數(shù)據網上，以分組方式進行操作的DTE和DCE之間的接口，它是面向連接的，支持虛電路。定義了3個相互獨立的控制層：物理層、鏈路層和分組層(描述了呼叫的建立、保持和拆除的過程，以及數(shù)據和控制信息在分組中的格式)第二節(jié)幀中繼幀中繼（FrameRelay）是從由分組交換技術演變而來的，沒有分組層，將流量控制、差錯處理等功能提交給智能終端去完成，以此減少網絡時延，降低通信費用。幀中繼的幀信息長度遠比X.25分組長度要長，（可變）最大幀長度可達1600字節(jié)/幀，保證網絡吞吐量。幀中繼的幀格式：幀中繼網絡組成：幀中繼接入設備、幀中繼交換機、公用幀中繼業(yè)務幀中繼的用戶接入形式：(1)局域網接入形式

局域網用戶一般通過具有UNI接口的路由器、集線器、協(xié)議轉換器等互連設備接入幀中繼網。(2)終端接入形式

具有標準UNI接口的幀中繼終端可直接接入幀中繼網，而非幀中繼終端通過幀中繼接入設備接入幀中繼網。幀中繼網的應用：(1)用于連接局域網(2)用于傳送多媒體信息

圖像的傳送需要很大的網絡帶寬。(3)用于構建虛擬專用網

一種由物理網上的若干節(jié)點形成的獨立的邏輯網絡，可對其數(shù)據流量、資源進行獨立管理，從而保證了數(shù)據的傳輸速度，同時也提高了信息的安全性。

第三節(jié)ATM網采用異步時分復用方式，單位是信元。ATM的參考模型：ATM適配層

負責將用戶層的信息轉換成ATM

網絡可用的格式。ATM層

負責生成信元，它不管信元體的內容，只為信元體生成信元頭并附給信元體，以形成標準的53個字節(jié)的信元。

ATM的信元格式：ATM信元處理過程：ATM與傳統(tǒng)局域網混合組網：第七章TCP/IP協(xié)議第一節(jié)TCP/IP協(xié)議基礎知識TCP／IP是Internet的基本協(xié)議（傳輸控制協(xié)議／網際協(xié)議。事實上是個協(xié)議族。產生于20世紀70年代，它既可用于組成局域網，也可用于構造廣域網環(huán)境。（1）邏輯編址（2）路由選擇：IP數(shù)據包的路由選擇

（3）對應用程序的支持（4）域名解析：設計了一種方便人們記憶的字母式地址結構

（5）錯誤檢測與流量控制

TCP／IP分層模型：（1）應用層（2）傳輸層提供端到端的通信，及可靠的傳輸服務，讓接收方回送確認信息。（3）網際層又稱IP層，主要處理機器之間的通信問題。（4）網絡接口層（數(shù)據鏈路層）TCP／IP的分層工作原理：TCP/IP結構模型：補充：兩個重要的分界線第二節(jié)網際層協(xié)議*IP協(xié)議IP的功能：?

將上層數(shù)據（如TCP，UDP數(shù)據）或同層的其它數(shù)據（如ICMP數(shù)據）封裝到IP數(shù)據報中。?

將IP數(shù)據報傳送到最終目的地。?

為了使數(shù)據能夠在鏈路層上進行傳輸，對數(shù)據進行分?

確定數(shù)據報到達其它網絡中的目的地的路徑。

IP數(shù)據報格式：在網際層間，數(shù)據以IP數(shù)據報的格式相互進行傳遞。源計算機上的IP協(xié)議軟件負責創(chuàng)建IP報頭（即打包），而目的地計算機的IP軟件則要查看IP頭信息中的指令（即解包）。

IP地址及子網掩碼：地址解析協(xié)議ARP及反地址解析協(xié)議RARPARP的作用是將IP地址轉換為物理地址，RARP的作用是將物理地址轉換為IP地址。ARP及RARP包格式ARP命令:①查看ARP緩存命令

ARP–a[IP地址]②在ARP緩存中增加新的靜態(tài)記錄

ARP–s“IP地址”“MAC地址”③在ARP緩存中刪除一條靜態(tài)記錄：

ARP–d“IP地址”

物理地址到IP地址轉換:

RARP負責物理地址到IP地址的轉換。這主要用于無盤工作站上，網絡上的無盤工作站在網卡上有自己的物理地址，但無IP地址，因此必須有一個轉換過程。①當網上的計算機啟動時，以廣播方式發(fā)送一個RARP請求包。在這個RARP廣播請求中包括了自己的物理地址。局域網上的每一臺計算機包括RARP服務器均要查看該RARP廣播請求中包含的IP地址。②由RARP服務器進行響應，即生成并發(fā)送一個RARP應答包。包中包含對應的IP地址。

控制信息協(xié)議ICMP:發(fā)往遠程計算機的IP數(shù)據報要經過一個或多個路由器，這些路由器在將數(shù)據發(fā)送到最終目的地的過程中會遇到一系列的問題。通過ICMP進行差錯與查詢。ICMP必須封裝成IP數(shù)據報，不能獨立于IP協(xié)議。讓路由器向源主機報告?zhèn)鬏敳铄e的原因，但不能糾錯。

ICMP包的格式：ICMP報文類型可以分為：差錯報告報文：目的站不可到達、源站抑制、超時、參數(shù)問題、路由重定向查詢報文：回送請求和回答、時間戳請求和回答、地址掩碼請求和回答、路由器詢問和通告第三節(jié)傳輸層協(xié)議TCP協(xié)議：特性：?

面向數(shù)據流的處理方式：TCP能夠以每次接收一個字節(jié)的方式來接收數(shù)據。?

完全的可靠性：通過面向連接的傳輸方式，及差錯控制、流量控制確保了數(shù)據不會丟失；對接收到的IP數(shù)據報進行重新排序。?

全雙工通信：一個應用在發(fā)送數(shù)據以后，可以在數(shù)據傳輸?shù)耐瑫r，進行別的工作。?

流量控制TCP數(shù)據格式：TCP傳輸過程：(1)建立連接三次握手：

第一步：源主機發(fā)送一個SYN(同步)標志位為1的TCP數(shù)據包，表示想與目標主機進行通信，并發(fā)送一個同步序列號(例：SEQ=100)進行同步。

第二步：目標主機愿意進行通信，則響應一個確認(ACK位設為置1)。并以下一個序列號為參考進行確認(例：101)。

第三步：源主機以確認來響應目標主機的TCP包。(2)傳送數(shù)據

TCP接收到字節(jié)流并且把它們分解成段。

(3)關閉連接

第一步：源主機發(fā)送一個FIN(結束)標志位為1的TCP數(shù)據包，表示想與目標主機結束通信，并發(fā)送一個同步序列號(例：SEQ=107)。

第二步：目標主機先響應一個包括下一個序列號的確認(ACK位設為置1)包(例：108)。一段時間后，它再發(fā)送一個TCP包，其中FIN、標志置為1，且有對源主機FIN段進行的確認(例：ACK108)。

第三步：源主機確認目標主機的TCP包。至此關閉連接完成。

*滑動窗口技術UDP協(xié)議:

UDP與TCP相比較可靠性低，僅僅提供了簡單的校驗和功能。但UDP也有一些TCP中沒有的服務。(多點播送和廣播)

UDP協(xié)議的格式

UDP端口號

端口號的使用信息的查詢NETSTAT[-a][-e][-n][-s][-pprotocol][-r][interval]?

-a：處于聽狀態(tài)的所有當前的連接和所有當前的端口。?

-e：該選項顯示以太網的統(tǒng)計數(shù)字。?

-n：該選項以數(shù)字形式顯示所有地址和端口號。?

-s：該選項顯示以協(xié)議分類的統(tǒng)計數(shù)字，如果和-p選項一起使用即可給出一個具體協(xié)議的統(tǒng)計數(shù)字。?

-pprotocol：該選項僅僅顯示具體協(xié)議的連接情況。其中可以包括UDP、TCP和IP等協(xié)議。?

-r：該選項顯示選路表和實際連接表。?

interval：該選項用以設置顯示有效連接的時間間隔。

FTP>!NETSTAT

該命令給出了有關端口正在使用的信息，本地計算機laoma與IP地址為29的計算機的HTTP服務器進行通信時,使用了3048端口。

2)FTP>!NETSTAT–a

該命令給出了處于聽狀態(tài)的所有當前的連接和所有當前的端口的信息?；赥CP協(xié)議的一些應用程序(如HTTP)在本地計算機laoma的若干端口上進行偵聽。

3)FTP>!NETSTAT–n

該命令以數(shù)字形式顯示所有地址和端口號信息。IP地址為的計算機在3020、3023、3025等端口上與IP地址為38的計算機在80端口上進行連接。同時IP地址為的計算機在3033和3034端口上與IP地址為29的計算機在80端口上進行通信。

第四節(jié)路由表與路由算法路由節(jié)點處于幾個網絡的邊界，首先要判斷數(shù)據分組的目的地是否與送來的節(jié)點在同一個網絡，如果是就在本地提交，不是就轉發(fā)出去。（考慮路徑問題）路由器