《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)（第二版）》課件全套 殷鋒社 第1-9章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的“前世今生”- 網(wǎng)絡(luò)盛宴里的新生代

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)(第二版)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的“前世今生”01章節(jié)導(dǎo)讀

在過去的三百年中，每一個(gè)世紀(jì)都有一種技術(shù)占據(jù)主要的地位。18世紀(jì)伴隨著工業(yè)革命而來的是偉大的機(jī)械時(shí)代，19世紀(jì)是蒸汽機(jī)時(shí)代，20世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是信息的獲取、存儲、傳送和利用，而在21世紀(jì)的今天，人們進(jìn)入了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，使我們的信息在高速的傳遞著。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和辦公自動化的普及，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為社會生活中一種不可缺少的信息處理和通信工具，人們借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交流和共享。那么計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)究竟是什么呢？現(xiàn)在就讓我們一起來認(rèn)識計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的“前世今生”。0504030201了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和功能掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢掌握利用visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的方法任務(wù)1.1初識計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展1997年，在美國拉斯維加斯的全球計(jì)算機(jī)技術(shù)博覽會上，微軟公司總裁比爾蓋茨先生發(fā)表了著名的演說，他在演說中提出的“網(wǎng)絡(luò)才是計(jì)算機(jī)”的精辟論點(diǎn)，充分體現(xiàn)出信息社會中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ)地位。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展越來越成為當(dāng)今世界高新技術(shù)發(fā)展的核心之一，而它的發(fā)展歷程也曲曲折折，綿延至今。從1946年世界上第一臺計(jì)算機(jī)ENIAC的誕生到現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的全面普及，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展大體可以分為以下4個(gè)階段。第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)誕生階段形成階段互聯(lián)互通階段高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)階段1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展誕生階段20世紀(jì)60年代中期之前的第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。終端是一臺計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備包括顯示器和鍵盤，無CPU和內(nèi)存。當(dāng)時(shí)，人們把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義為“以傳輸信息為目的而連接起來，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息處理或進(jìn)一步達(dá)到資源共享的系統(tǒng)”，這樣的通訊系統(tǒng)已具備網(wǎng)絡(luò)的雛形。早期的計(jì)算機(jī)為了提高資源利用率，采用批處理的工作方式。為適應(yīng)終端與計(jì)算機(jī)的連接，出現(xiàn)了多重線路控制器。11.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展20世紀(jì)60年代初美國航空公司與IBM公司聯(lián)合研制的預(yù)訂飛機(jī)票系統(tǒng)，由1個(gè)主機(jī)和2000多個(gè)終端組成，是一個(gè)典型的面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。但這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在著一些缺點(diǎn)：如果主機(jī)的負(fù)荷較重，會導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過長；而且單機(jī)系統(tǒng)的可靠性一般較低，一旦主機(jī)發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓。1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展形成階段為了克服第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性，人們開始研究將多臺計(jì)算機(jī)相互連接的方法。興起于60年代后期，典型代表是美國國防部高級研究計(jì)劃局協(xié)助開發(fā)的ARPANET（阿帕網(wǎng)）。主機(jī)之間不是直接用線路相連，而是由接口報(bào)文處理機(jī)（IMP）轉(zhuǎn)接后互聯(lián)的。IMP和它們之間互聯(lián)的通信線路一起負(fù)責(zé)主機(jī)間的通信任務(wù)，構(gòu)成了通信子網(wǎng)。通信子網(wǎng)互聯(lián)的主機(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)行程序，提供資源共享，組成資源子網(wǎng)。這個(gè)時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)概念為“以能夠相互共享資源為目的而互聯(lián)起來的具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)集合體”，形成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念。21.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展互聯(lián)互通階段阿帕網(wǎng)興起后，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅猛，但是，這一時(shí)期計(jì)算機(jī)之間的組網(wǎng)是有條件的，在同網(wǎng)絡(luò)中只能存在同一廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)，其他廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)無法接入。在此期間，各大計(jì)算機(jī)公司相繼推出自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)的軟硬件產(chǎn)品。由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商的產(chǎn)品之間互聯(lián)很困難，人們迫切需要一種開放性的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，于是誕生了兩種國際通用的最重要的體系結(jié)構(gòu)，即TCP/IP體系結(jié)構(gòu)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的OSI體系結(jié)構(gòu)。。31.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)階段第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是從20世紀(jì)90年代末開始出現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成熟，光纖、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及多媒體、智能網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)相繼出現(xiàn)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就像一個(gè)對用戶透明的大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，發(fā)展為以Internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)。20世紀(jì)90年代，微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、光通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，為網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了進(jìn)一步有力的支持。4第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是：互連、高速、智能與更為廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)成為將多個(gè)具有獨(dú)立工作能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路相連，并由功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正迅速朝著高速化、實(shí)時(shí)化、智能化、集成化和多媒體化的方向不斷深入，它的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用對全球的經(jīng)濟(jì)、教育、科技、文化的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生并且仍將發(fā)揮重要影響。1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義在了解完計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史后人們自然會想：究竟什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)呢？計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本身的發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，人們提出了不同的觀點(diǎn)。目前，比較認(rèn)同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義為：將分布在不同地理位置上的、具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信設(shè)備和通信線路連接起來，按照某種事先約定的規(guī)則(通信協(xié)議)進(jìn)行信息交換，以實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。三要素：兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)之間必須用某種通信手段連接起來。至少有兩個(gè)具有獨(dú)立操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，且它們之間有相互共享某種資源的需求。網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)之間要能相互通信，必須制定相互可確認(rèn)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議。1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自20世紀(jì)60年代末誕生以來，以異常迅猛的速度發(fā)展，被越來越廣泛地應(yīng)用于政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。1.資源共享3.集中管理2.數(shù)據(jù)通信4.分布處理5.均衡負(fù)荷1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能硬件資源：包括各種類型的計(jì)算機(jī)、大容量存儲設(shè)備、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，如彩色打印機(jī)、經(jīng)典繪圖儀等。

軟件資源：包括各種應(yīng)用軟件、工具軟件、系統(tǒng)開發(fā)所用的支撐軟件、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)資源：包括數(shù)據(jù)庫文件、數(shù)據(jù)庫、辦公文檔資料等。信道資源：通信信道可以理解為電信號的傳輸介質(zhì)。通信信道的共享是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的共享資源之一。資源共享11.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的之一就是使分布在不同地理位置的計(jì)算機(jī)用戶能夠相互通信。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間，或計(jì)算機(jī)與終端之間可以快速、可靠地相互傳遞各種信息，如數(shù)據(jù)、程序、文件、圖形、圖像、聲音、視頻流等。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信功能，人們可以使用網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用（也稱服務(wù)），如收發(fā)電子郵件、視頻點(diǎn)播、視頻會議、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。數(shù)據(jù)通信21.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與功能在沒有聯(lián)網(wǎng)的條件下，每臺計(jì)算機(jī)都是一個(gè)“信息孤島”。在管理這些計(jì)算機(jī)時(shí)，必須分別管理。而計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)后，可以在某個(gè)中心位置實(shí)現(xiàn)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理。如數(shù)據(jù)庫情報(bào)檢索系統(tǒng)、交通運(yùn)輸部門的訂票系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等。分布處理是指把要處理的任務(wù)分散到各個(gè)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，而不是集中在一臺大型計(jì)算機(jī)上。這樣，不僅可以降低軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，而且還可以大大提高工作效率和降低成本。分布處理4集中管理3均衡負(fù)荷5廣域網(wǎng)內(nèi)包括很多子處理系統(tǒng)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的某個(gè)子處理系統(tǒng)的負(fù)荷過重時(shí)，新的作業(yè)可通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的結(jié)點(diǎn)和線路分送給較空閑的子系統(tǒng)進(jìn)行處理。任務(wù)1.2了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類標(biāo)準(zhǔn)很多，比如按通信介質(zhì)、傳輸方式、使用對象等，但這些分類標(biāo)準(zhǔn)只給出了網(wǎng)絡(luò)某一方面的特征，并不能反映網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的本質(zhì)。按地理覆蓋范圍分類1目前比較公認(rèn)的能反映網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本質(zhì)的分類方法是按計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布距離分類。按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的大小，可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）。（1）覆蓋范圍小，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)。（4）局域網(wǎng)組網(wǎng)方便、實(shí)用靈活，是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最活躍的分支。（2）具有較高的帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率。（3）由于數(shù)據(jù)傳輸距離短，傳輸時(shí)延低且誤碼率低。局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是指范圍在10km內(nèi)的辦公樓群或校園內(nèi)的計(jì)算機(jī)相互連接所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)通常屬某單位所有，單位擁有自主管理權(quán)，以共享網(wǎng)絡(luò)資源為主要目的。局域網(wǎng)具有以下特征：1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1）局域網(wǎng)廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）通?？缃雍艽蟮牡乩矸秶?，可以是一個(gè)地區(qū)、一個(gè)省、一個(gè)國家甚至全球，地理范圍一般在100km以上，傳輸速率較低。廣域網(wǎng)主要指使用公用通信網(wǎng)所組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是互聯(lián)網(wǎng)的核心部分，其任務(wù)是長距離傳輸主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，廣域網(wǎng)的特點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速度慢，傳輸易出錯(cuò)，成本高等。1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）所采用的技術(shù)基本上與局域網(wǎng)相類似，只是規(guī)模上更大一些。城域網(wǎng)作用范圍為一個(gè)城市，地理范圍為十幾千米到幾十千米不等，傳輸速率在100Mb/s以上。城域網(wǎng)是對局域網(wǎng)的延伸，用于局域網(wǎng)之間的連接。2）城域網(wǎng)3）廣域網(wǎng)1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按通信傳播方式分類21）點(diǎn)對點(diǎn)傳播方式的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對點(diǎn)傳播方式的網(wǎng)絡(luò)由機(jī)器間多條鏈路構(gòu)成，每條鏈路連接一對計(jì)算機(jī)，兩臺沒有直接相連的計(jì)算機(jī)要通信，必須通過其他結(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。這種網(wǎng)絡(luò)上的轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文分組在信源和信宿之間需通過一臺或多臺中間設(shè)備進(jìn)行傳播。2）廣播方式的網(wǎng)絡(luò)廣播方式的網(wǎng)絡(luò)僅有一條通道，由網(wǎng)絡(luò)上所有計(jì)算機(jī)共享。一般來說，局域性網(wǎng)絡(luò)使用廣播方式，廣域性網(wǎng)絡(luò)使用點(diǎn)對點(diǎn)方式。1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)功能分類31）通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的部分，主要完成數(shù)據(jù)的傳輸、交換及通信控制，由網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)和通信鏈路組成。采用通信子網(wǎng)后，可使入網(wǎng)主機(jī)不用去處理數(shù)據(jù)通信，只需負(fù)責(zé)信息的發(fā)送和接收即可，減少了主機(jī)的通信開銷。除此之外，由于通信子網(wǎng)是按統(tǒng)一軟硬件標(biāo)準(zhǔn)組建的，可以面向各種類型的主機(jī)，因此方便了不同機(jī)型間的互聯(lián)，減少了組建網(wǎng)絡(luò)的工作量。1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)功能分類32）資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)用于訪問網(wǎng)絡(luò)和處理數(shù)據(jù)，由主機(jī)系統(tǒng)、終端控制器和終端組成。主機(jī)負(fù)責(zé)本地或全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理，可運(yùn)行各種應(yīng)用程序或大型數(shù)據(jù)庫，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種軟硬件資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。終端控制器把一組終端連入通信子網(wǎng)，并負(fù)責(zé)對終端的控制及終端信息的接收和發(fā)送。終端控制器可以不經(jīng)過主機(jī)直接和網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)相連。1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類4將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)及通信設(shè)備看成點(diǎn)，將通信線路看成線，由這些線把點(diǎn)連接起來構(gòu)成的圖形稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、星型、環(huán)型、樹型、星型和網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等。1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型結(jié)構(gòu)1圖1-5總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由單根電纜組成，該電纜連接網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)。圖1-5就描繪了一種典型的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有節(jié)點(diǎn)共享總線的全部容量。網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都被動地偵聽接收到的數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它先向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)廣播一條警報(bào)消息，通知所有的節(jié)點(diǎn)它將發(fā)送數(shù)據(jù)，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)將接收發(fā)送給它的數(shù)據(jù)，在發(fā)送方和接收方之間的其他節(jié)點(diǎn)將忽略這條消息。總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、便于擴(kuò)充、價(jià)格相對較低、安裝使用方便。但是由于單信道的限制，一個(gè)總線型網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)越多，網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的速率就越慢。另外，一旦總線出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將陷于癱瘓?？偩€結(jié)構(gòu)是一種傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，適合于信息管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)和廣播教學(xué)等。1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)2在星型結(jié)構(gòu)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過一條點(diǎn)對點(diǎn)鏈路與公共中心節(jié)點(diǎn)相連，如圖1-7所示。任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都必須通過中心節(jié)點(diǎn)，并且只能通過中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。公共中心節(jié)點(diǎn)通過存儲—轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)幀的傳送，其設(shè)備可以是集線器，也可以是交換機(jī)。星型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)容易，便于控制和管理，網(wǎng)絡(luò)延遲小。其缺點(diǎn)是中心節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)較重，容易形成系統(tǒng)的“瓶頸”，線路的利用率也不高。這種網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室或企業(yè)辦公室。圖1-7星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)3環(huán)型結(jié)構(gòu)是由各節(jié)點(diǎn)首尾相連形成的閉合環(huán)型線路，如圖1-6所示。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳送是單向的，即沿一個(gè)方向從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需安裝中繼器，以接收、放大信號。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，建網(wǎng)容易，便于管理。其缺點(diǎn)是若單個(gè)工作站發(fā)生故障，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓；并且當(dāng)節(jié)點(diǎn)過多時(shí)，將影響數(shù)據(jù)傳輸效率，非常不利于擴(kuò)展。圖1-6環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)4樹型拓?fù)鋸目偩€型拓?fù)溲葑兌鴣?，形狀像一棵倒置的樹，如圖1-8所示，頂端是樹根，樹根以下帶分支，每個(gè)分支還可再帶子分支。它是總線型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，是在總線網(wǎng)上加上分支形成的，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路。樹型網(wǎng)是一種分層網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)對稱，具有一定的容錯(cuò)能力，一般一個(gè)分支和結(jié)點(diǎn)的故障不影響另一個(gè)分支結(jié)點(diǎn)的工作，同時(shí)任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息都可以傳遍整個(gè)傳輸介質(zhì)，這也是廣播式網(wǎng)絡(luò)。樹型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是易于擴(kuò)展，可以延伸出許多分支和子分支；故障隔離容易。其缺點(diǎn)是越靠近頂部的節(jié)點(diǎn)，處理能力越強(qiáng)，其可靠性要求就越高。由于對頂部節(jié)點(diǎn)的依賴性太大，所以如果頂部節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作。圖1-8樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)5網(wǎng)狀拓?fù)溆址Q作無規(guī)則結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)結(jié)是任意的，沒有規(guī)律。如圖1-9所示，就是將多個(gè)子網(wǎng)或多個(gè)局域網(wǎng)連接起來。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)可靠性高，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須采用路由選擇算法和流量控制方法，線路成本高，不易管理和維護(hù)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于大型廣域網(wǎng)。在實(shí)際組網(wǎng)中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不是單一的，而是要根據(jù)具體需要和環(huán)境混用幾種結(jié)構(gòu)。圖1-9網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)帶寬1帶寬(Bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，即信號占據(jù)的頻率范圍，單位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。現(xiàn)在的“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”或b/s。比特(bit)是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的最小單元。帶寬是網(wǎng)速允許的最大值。注：b/s即bit/s，也有文獻(xiàn)資料寫成bps。往返時(shí)間2往返時(shí)間(Round-TripTime，RTT)表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認(rèn)為止，總共經(jīng)歷的時(shí)間。1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)時(shí)延3時(shí)延(delay)是指數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。時(shí)延是由以下幾個(gè)不同的部分組成的：1)發(fā)送時(shí)延：也叫傳輸時(shí)延或傳輸速率，是指發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。發(fā)送時(shí)延計(jì)算方式如下：發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)塊長度(b)/信道帶寬(b/s)2)傳播時(shí)延：電磁波在信道中傳播所需要的時(shí)間，計(jì)算方式如下：傳播時(shí)延=信道長度(m)/電磁波在信道上的傳播速率(m/s)3)處理時(shí)延：也叫排隊(duì)時(shí)延，是指數(shù)據(jù)在交換結(jié)點(diǎn)等候發(fā)送，在緩存的隊(duì)列中排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是以上三種時(shí)延之和，即總時(shí)延=傳播時(shí)延+發(fā)送時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)吞吐量4吞吐量(throughput)表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。吞吐量經(jīng)常用于表示現(xiàn)實(shí)世界中網(wǎng)絡(luò)容量的一種測量量，以便人們知道有多少數(shù)據(jù)量通過了網(wǎng)絡(luò)。最大吞吐量計(jì)算方式如下：最大吞吐量?=?帶寬*時(shí)間1.2.3計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化組織計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和推廣起到了極為重要的作用。國際上有很多標(biāo)準(zhǔn)化組織負(fù)責(zé)制定、實(shí)施相關(guān)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其中常見的主要有以下幾種：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(InternationalStandardsOrganization，ISO)國際電信聯(lián)盟(InternationalTelecommunicationsUnion，ITU)國際電氣與電子工程師協(xié)會(InstituteofElectricandElectronicEngineer，IEEE)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(AmericanNationalStandardInstitute，ANSI)美國電子工業(yè)協(xié)會(ElectronicIndustriesAssociation，EIA)任務(wù)1.3直面計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域2018年11月16日，第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會在中國浙江省烏鎮(zhèn)正式開幕，其主題是“創(chuàng)新驅(qū)動，造福人類—攜手共建網(wǎng)絡(luò)空間命運(yùn)共同體”，從這里可以看出，今后互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是要更好地造福人類。我們現(xiàn)在已經(jīng)步入了信息化社會，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅猛的今天，“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”這句網(wǎng)絡(luò)名言被越來越多的人所接受，我們的生活越來越依賴計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，人們可以開展廣泛的交流互助活動和進(jìn)行多種工作。6.軍事應(yīng)用3.政府應(yīng)用2.個(gè)人應(yīng)用4.教育應(yīng)用5.醫(yī)療應(yīng)用1.企業(yè)應(yīng)用1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是各大公司企業(yè)的內(nèi)部局域網(wǎng)和軍用網(wǎng)絡(luò)，所以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)方面的應(yīng)用是最成熟、最廣泛的。在Internet誕生之后，企業(yè)網(wǎng)中又出現(xiàn)了Intranet和Extranet兩個(gè)新的名詞，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)名詞是伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)中的廣泛應(yīng)用而產(chǎn)生的，意思分別是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)和企業(yè)外聯(lián)網(wǎng)(Extranet)。Intranet往往用于企業(yè)內(nèi)部人員交流，通信便捷。Extranet則是為保障企業(yè)網(wǎng)接入Internet的安全性等一系列問題而應(yīng)運(yùn)而生的，它既保證了信息的流通，又保護(hù)了企業(yè)的信息資源不受威脅。企業(yè)應(yīng)用11.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)民的數(shù)量不斷增加，越來越多的人已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，他們利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)、工作、消費(fèi)、娛樂，乃至社交和婚姻都通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)去解決。例如，我們可以借助微信、QQ等軟件與他人進(jìn)行即時(shí)通信，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助，甚至可以進(jìn)行簡單的遠(yuǎn)程會議；網(wǎng)絡(luò)的一大功能就是資源共享，我們可以很輕松地查找到大量的信息資源、學(xué)習(xí)資源等；隨著人們消費(fèi)意識的不斷進(jìn)步，網(wǎng)店和網(wǎng)絡(luò)購物逐漸興起，足不出戶的購物模式為廣大網(wǎng)絡(luò)用戶帶來了極大的生活便利。個(gè)人應(yīng)用21.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域正如在企業(yè)中的應(yīng)用一樣，政府部門也可以借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)辦公，并在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布信息，傳遞資源，這樣一來能夠大大提高工作效率及宣傳力度，例如各地的電子政務(wù)網(wǎng)。出于安全的需要，政府部門的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)。政府內(nèi)部系統(tǒng)辦公使用內(nèi)網(wǎng)；而對外發(fā)布信息、進(jìn)行政策宣傳就需要使用外網(wǎng)。政府應(yīng)用3我們常常說的遠(yuǎn)程教育就是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)課件和其他學(xué)習(xí)資源為學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)活動提供了更多渠道，有利于因材施教。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，最新的學(xué)術(shù)咨詢可以迅速傳播，成果可以及時(shí)共享，交流可以及時(shí)進(jìn)行。教育應(yīng)用41.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域利用互聯(lián)網(wǎng)，醫(yī)療網(wǎng)站可合理地配置醫(yī)療資源，跨越時(shí)間和地域的阻礙，使更多的患者能得到享有稀缺的醫(yī)療資源的權(quán)力，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源的合理配置，有效地降低看病的成本。醫(yī)療應(yīng)用5現(xiàn)代意義的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代中期，是由美國國防部高級研究計(jì)劃局應(yīng)美國軍方要求研制的阿帕網(wǎng)。任何一項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，最初都是服務(wù)于軍方的，這個(gè)規(guī)律在近現(xiàn)代及當(dāng)代非常明顯。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，軍隊(duì)建設(shè)向信息化方向發(fā)展，現(xiàn)在的遠(yuǎn)程指揮、戰(zhàn)場信息化及戰(zhàn)場信息共享都體現(xiàn)出了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在此方面的應(yīng)用。軍事應(yīng)用61.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢如果從克蘭羅克在1961年首次發(fā)表“分組交換”理論的博士論文算起，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)走過了50多年的研究、建設(shè)和發(fā)展歷程?；ヂ?lián)網(wǎng)之所以能夠取得成功，除了在其發(fā)展過程中所采取的一系列重大決策的正確與及時(shí)，以及其管理機(jī)構(gòu)的相對健全和運(yùn)營機(jī)制的合理性等非技術(shù)因素以外，一個(gè)非常重要的原因就是得益于其體系結(jié)構(gòu)的支持：靈活的分組交換技術(shù)、簡單的分層模型和開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等。然而，自從20世紀(jì)90年代初WWW技術(shù)出現(xiàn)以及美國NSF解除互聯(lián)網(wǎng)上的商業(yè)限制以后，互聯(lián)網(wǎng)便進(jìn)入了應(yīng)用與服務(wù)的蓬勃發(fā)展階段，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的缺陷與不足也隨之逐漸顯露出來。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀11.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢

(1)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中過于簡單的網(wǎng)絡(luò)核心功能應(yīng)該得到適當(dāng)增強(qiáng)隨著分組交換技術(shù)基礎(chǔ)地位的確立及TCP/IP協(xié)議的設(shè)計(jì)成功和廣泛實(shí)現(xiàn)，早期互聯(lián)網(wǎng)便基本上奠定了“核心簡單，邊緣智能”的體系結(jié)構(gòu)格局。

(2)從服務(wù)角度來研究下一代網(wǎng)絡(luò)為互聯(lián)網(wǎng)帶來的新的發(fā)展契機(jī)像互聯(lián)網(wǎng)這樣規(guī)模十分龐大的分布式系統(tǒng)，將不可避免地面臨異構(gòu)性、開放性、安全性、并發(fā)性、可縮放性等方面的諸多挑戰(zhàn)，因此從位于核心網(wǎng)絡(luò)之上且分布于網(wǎng)絡(luò)邊緣的互聯(lián)網(wǎng)端系統(tǒng)入手，致力于研究互聯(lián)網(wǎng)如何為用戶提供各種各樣的服務(wù)，以及如何用這些服務(wù)來支持和開發(fā)各種特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的分布計(jì)算技術(shù)，便逐漸成為了互聯(lián)網(wǎng)研究中的一個(gè)重要分支和領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢21.3.2網(wǎng)絡(luò)從業(yè)者應(yīng)具備的職業(yè)道德觀念1)遵紀(jì)守法，尊重知識產(chǎn)權(quán)

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最主要的功能是實(shí)現(xiàn)資源共享，因此很多人認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一種完全開放型的狀態(tài)；只要愿意，可以在網(wǎng)上發(fā)表任何言論，或從網(wǎng)上下載文章、圖片及各種作品。但實(shí)際上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)只是信息資源的一種載體，其本質(zhì)與報(bào)紙、電視等傳統(tǒng)媒體沒有任何區(qū)別，其上的文章、圖片及各種作品同樣擁有著作權(quán)，不能隨意轉(zhuǎn)載、摘抄。2)愛崗敬業(yè)，嚴(yán)守保密制度

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從業(yè)人員應(yīng)愛崗敬業(yè)，嚴(yán)守保密制度，保守相應(yīng)的國家機(jī)密和商業(yè)機(jī)密。由于目前很多商業(yè)信息及其他信息都會在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上保存并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸，所以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從業(yè)者必須采取相關(guān)措施，防止泄密的發(fā)生。3)團(tuán)結(jié)協(xié)作、愛護(hù)設(shè)備

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從業(yè)人員應(yīng)做好設(shè)備的規(guī)范化和文檔化管理，及時(shí)寫好維護(hù)記錄，做好交接工作；負(fù)責(zé)所有設(shè)備的管轄和運(yùn)行狀況的掌控，以最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備壽命周期費(fèi)用，取得最佳的設(shè)備綜合效能，確保設(shè)備經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)和工作狀態(tài)。任務(wù)1.4任務(wù)挑戰(zhàn)1.4.1使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

OfficeVisio是Office軟件系列中負(fù)責(zé)繪制流程圖和示意圖的軟件，是一款便于IT和商務(wù)人員對復(fù)雜信息、系統(tǒng)和流程進(jìn)行可視化處理、分析和交流的軟件。使用Visio可以繪制業(yè)務(wù)流程圖、組織結(jié)構(gòu)圖、項(xiàng)目管理圖、營銷圖表、辦公室布局圖、網(wǎng)絡(luò)圖、電子線路圖、數(shù)據(jù)庫模型圖、工藝管道圖、因果圖和方向圖等。Visio安裝包是獨(dú)立的安裝軟件，不屬于Office軟件系統(tǒng)，但Visio軟件安裝后會存在于Office軟件菜單里。下面以MicrosoftVisio2013為例，來學(xué)習(xí)如何使用Visio繪制拓?fù)鋱D。1.4.1使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(1)在Office軟件菜單下打開Visio軟件，如圖1-11所示，左側(cè)屬于“形狀”區(qū)域，右側(cè)網(wǎng)格部分屬于“繪圖”區(qū)域。圖1-11打開Visio軟件1.4.1使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(2)在左側(cè)“形狀”區(qū)域中，依次選擇“更多形狀”—“網(wǎng)絡(luò)”—“服務(wù)器3D”，如圖1-12所示。圖1-12選擇服務(wù)器形狀1.4.1使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(3)選擇“服務(wù)器3D”中的“文件服務(wù)器”圖標(biāo)，將其拖曳到右側(cè)繪圖區(qū)域，如圖1-13所示。(4)在左側(cè)“形狀”區(qū)域中，依次選擇“更多形狀”—“網(wǎng)絡(luò)”—“網(wǎng)絡(luò)和符號3D”，并將交換機(jī)拖入右側(cè)繪圖區(qū)域，用連接線將服務(wù)器和交換機(jī)相連，并在服務(wù)器旁插入文本框，輸入相應(yīng)服務(wù)器的名稱，如圖1-14所示。圖1-13拖拽服務(wù)器到繪圖區(qū)圖1-14連接服務(wù)器和交換機(jī)1.4.1使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(5)依次在“形狀”區(qū)域選擇相應(yīng)圖標(biāo)，拖曳到繪圖區(qū)，繪制如圖1-15所示的拓?fù)鋱D。圖1-15繪制出的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D1.4.1使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D在Visio文檔中打開“另存為”對話框，如圖1-16所示。在保存類型中選擇“JPEG文件交換格式(*.jpg)”，出現(xiàn)“JPG輸出選項(xiàng)”對話框，如圖1-17所示，設(shè)置完后單擊“確定”按鈕。圖1-16保存JPEG文件交換格式圖1-17“JPG輸出選項(xiàng)”對話框1.4.1使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(5)依次在“形狀”區(qū)域選擇相應(yīng)圖標(biāo)，拖曳到繪圖區(qū)，繪制如圖1-15所示的拓?fù)鋱D。圖1-15繪制出的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D1.4.1使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D這樣可在Word文檔中插入不可編輯的JPEG格式的圖片，如圖1-18所示。圖1-18插入JPEG格式圖片1.4.2查看因特網(wǎng)的作用任務(wù)步驟2下載安裝常見的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，并搜索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的歷史、發(fā)展及應(yīng)用等相關(guān)知識，并整理成檔。任務(wù)目的1（1）雙擊傲游瀏覽器安裝包，安裝傲游瀏覽器，如圖1-19所示圖1-19安裝傲游瀏覽器1.4.2查看因特網(wǎng)的作用(2)安裝完成后雙擊打開，在地址欄中輸入百度的網(wǎng)址并按回車，如圖1-20所示。圖1-20打開百度網(wǎng)頁1.4.2查看因特網(wǎng)的作用(3)搜索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，如圖1-21所示。然后進(jìn)行文檔管理。圖1-21搜索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用小結(jié)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，它的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，對人類社會的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。本章簡要介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史，需要掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、功能以及分類，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)很重要的基本概念，不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有不同的特點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能、可靠性等方面都有著重要的影響。此外，本章著重介紹了使用Visio軟件繪制拓?fù)鋱D的方法，需要同學(xué)們勤加練習(xí)。謝謝觀看計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)(第二版)網(wǎng)絡(luò)怎樣讓“天涯若比鄰”02章節(jié)導(dǎo)讀曾幾何時(shí)，由于科技不發(fā)達(dá)、信息不對稱、城鄉(xiāng)差距大等等因素，相隔萬里的人們大都處于“老死不相往來”的狀態(tài)。而隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這種狀態(tài)逐漸演變?yōu)椤半u犬之聲相聞”，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“天涯若比鄰”。通過了解網(wǎng)絡(luò)的“前世今生”，我們了解到網(wǎng)絡(luò)縮短了地域之間的差異，縮短了人與人之間的距離。那么網(wǎng)絡(luò)是如何將世界連為一體的呢？本項(xiàng)目我們就來學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等方面的內(nèi)容。0504030201理解協(xié)議的概念以及協(xié)議分層的原理學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)掌握OSI參考模型以及TCP/IP參考模型的含義熟悉常見的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)掌握PT6.0軟件的使用、交換機(jī)和路由器的簡單配置任務(wù)2.1了解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.1.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間的通信合作，把計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定同層次實(shí)體通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口服務(wù)。簡單地說，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是網(wǎng)絡(luò)各層及其協(xié)議的集合。因此，要理解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，就必須了解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層設(shè)計(jì)原理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。協(xié)議是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、約定和標(biāo)準(zhǔn)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)體之間有關(guān)通信規(guī)則的集合，也稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或通信協(xié)議。簡單來說，協(xié)議就是計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信時(shí)事先達(dá)成的一種“約定”。這種“約定”規(guī)定兩臺計(jì)算機(jī)之間必須能夠支持相同的協(xié)議，并遵循相同協(xié)議進(jìn)行處理，才能實(shí)現(xiàn)相互通信。2.1.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議我們舉一個(gè)簡單的例子。有A、B、C三個(gè)人，A只會說漢語，B只會說法語，C既會說漢語又會說法語。此時(shí)，假如A與B或者A與C要聊天，他們之間應(yīng)該如何溝通呢？對A與B來說，由于他們談話各自所用語言不同，因此雙方無法聊天；對A與C來說，兩人可以都約定使用漢語就可以聊天了。在這一過程中，我們可以將漢語和英語當(dāng)作“協(xié)議”，將聊天當(dāng)作“通信”，將說話的內(nèi)容當(dāng)作“數(shù)據(jù)”，因此，協(xié)議如同人們平常說話所用的語言。在計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí)，可以認(rèn)為是依據(jù)類似于人類的“語言”，實(shí)現(xiàn)了相互通信。2.1.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議的3要素是語義、語法和時(shí)序，其中：語義規(guī)定通信雙方彼此要“講什么”，即確定協(xié)議元素的類型；語法規(guī)定通信雙方彼此“如何講”，即確定協(xié)議元素的格式；時(shí)序又稱“同步”，用于規(guī)定事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明，即通信雙方動作的時(shí)間、速度匹配和事件發(fā)生的順序等。2.1.2協(xié)議的分層為了便于理解分層設(shè)計(jì)的思想，我們以郵政系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說明。如圖2-1所示，整個(gè)通信過程主要涉及三個(gè)層次，即用戶系統(tǒng)、郵局系統(tǒng)和運(yùn)輸部門系統(tǒng)。郵政系統(tǒng)中的各種約定都是為了將信件從寫信人送到收信人而設(shè)計(jì)的，也就是說，它們是因信息的流動而產(chǎn)生的。這些約定可以分為兩種，一種是同等機(jī)構(gòu)間的約定，如用戶之間的約定、郵政局之間的約定和運(yùn)輸部門之間的約定；另一種是不同機(jī)構(gòu)之間的約定，如用戶與郵政局之間的約定、郵政局與運(yùn)輸部門之間的約定。圖2-1郵政系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)2.1.2協(xié)議的分層不同計(jì)算機(jī)同等層之間的通信規(guī)則就是該層使用的協(xié)議，如有關(guān)第N層通信規(guī)則的集合就是第N層的協(xié)議；而同一計(jì)算機(jī)不同功能層之間的通信規(guī)則稱為接口(Interface)。對于不同的網(wǎng)絡(luò)來說，它的分層數(shù)量、各層的名稱和功能以及協(xié)議都各不相同。在網(wǎng)絡(luò)中，對于第N層協(xié)議來說，它不知道上下層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但可以獨(dú)立完成某種功能，并且為上層提供服務(wù)，使用下層提供的服務(wù)。2.1.3協(xié)議的分層分層的好處協(xié)議分層的好處有以下四個(gè)方面：(1)各層之間相互獨(dú)立。高層不需要知道底層是如何實(shí)現(xiàn)的，僅需知道該層通過層間的接口所提供的服務(wù)即可。(2)靈活性好。某層改變時(shí)，只要層間接口不變，則不影響上下層。(3)結(jié)構(gòu)上可分割。各層都可采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。(4)復(fù)雜性低，易于排錯(cuò)，具有更好的互操作性。任務(wù)2.2

熟記計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)2.2.1OSI參考模型隨著信息技術(shù)的發(fā)展，不同結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)已成為迫切需要解決的問題。為此，許多標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)積極開展了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作，其中最為著名的就是1984年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(InternationalStandardOrganization，ISO)提出的開放系統(tǒng)互連參考模型，即OSI參考模型(OpenSystemInterconnection，OSI)。該模型對通信系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以與位于世界上任何地方、同樣遵循同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。2.2.1OSI參考模型OSI參考模型將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信分成了易于理解的7層，其中上3層主要與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相關(guān)，負(fù)責(zé)對用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼等操作；下4層主要是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通訊，負(fù)責(zé)將用戶的數(shù)據(jù)傳遞到目的地。如圖所示，從下往上依次為物理層、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。2.2.1OSI參考模型

物理層的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)通信雙方的物理連接，以比特流(bits)的形式透明地傳送數(shù)據(jù)信息，并向數(shù)據(jù)鏈路層提供透明的傳輸服務(wù)(透明表示經(jīng)過實(shí)際電路傳送后，被傳送的比特流沒有發(fā)生任何變化，電路對其并沒有產(chǎn)生任何影響)。所有的通信設(shè)備、主機(jī)等網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備都要按照物理層的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)并通過物理線路互聯(lián)，這些都構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。物理層建立在傳輸介質(zhì)的基礎(chǔ)上，是系統(tǒng)和傳輸介質(zhì)的物理接口，它是OSI模型的最低層。

物理層相關(guān)連接介質(zhì)包括線纜、雙絞線、光纖、無線；典型設(shè)備包括中繼器、集線器。物理層2.2.1OSI參考模型比特流即一系列的“0”和“1”。這些比特流到底代表什么意思，物理層并不關(guān)心，只保證能傳輸比特即可。至于傳輸?shù)膬?nèi)容和質(zhì)量，由它的上一層負(fù)責(zé)，這也驗(yàn)證了OSI分層的意義，每層都有每層的特定任務(wù)，每層的任務(wù)由該層的協(xié)議功能來確定。提示2.2.1OSI參考模型數(shù)據(jù)鏈路層可將物理層傳來的0、1信號組成數(shù)據(jù)幀的格式，在相鄰網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接，并傳輸數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元。該層負(fù)責(zé)在傳送過程中進(jìn)行糾錯(cuò)和恢復(fù)，它將糾錯(cuò)碼添加到即將發(fā)送的幀中，并對收到的幀進(jìn)行計(jì)算和校驗(yàn)，不完整及有缺陷的幀在該層都將被丟棄。如果能夠判斷出有缺陷幀的來源，則返回一個(gè)錯(cuò)誤幀。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不同，數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議可分為兩類：一類是針對廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，如HDLC、PPP等；一類是局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，如MAC子層協(xié)議和LLC子層協(xié)議。

數(shù)據(jù)鏈路層所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為“幀”，典型設(shè)備有網(wǎng)橋和二層交換機(jī)(“二層”就是指數(shù)據(jù)鏈路層)等。數(shù)據(jù)鏈路層2.2.1OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)層是OSI參考模型中最重要的一層，主要功能是完成數(shù)據(jù)包的尋址和路由選擇。在數(shù)據(jù)鏈路層中，討論的是“鏈路”之間的通信問題，即兩臺相鄰設(shè)備之間的通信(相鄰是指兩設(shè)備之間沒有其他中間節(jié)點(diǎn))。但是在實(shí)際中，兩臺設(shè)備可能相隔甚遠(yuǎn)，中間可能包含很多段“鏈路”，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)解決由多條“鏈路”組成的通信子網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送問題。假設(shè)從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)B中間有多條鏈路，如A→M→B、A→C→D→E→B等。對于數(shù)據(jù)鏈路層來說，只用處理兩點(diǎn)間的鏈路，因此沒有路徑選擇的問題。而從A端到B端，實(shí)際存在多條路徑，那么應(yīng)該如何選擇路徑呢？這就是網(wǎng)絡(luò)層要解決的“尋址和路由選擇”的問題。網(wǎng)絡(luò)層2.2.1OSI參考模型

網(wǎng)絡(luò)層的功能就是要選擇合適的路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，使發(fā)送方的數(shù)據(jù)能夠正確無誤地按目的地址尋找到接收方的路徑，并將數(shù)據(jù)包交給接收方。

在網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)傳送的單位是包。網(wǎng)絡(luò)層有一個(gè)最重要的協(xié)議就是著名的IP協(xié)議。IP協(xié)議把上一層傳下來的數(shù)據(jù)切割封裝成IP數(shù)據(jù)包，并將其送入因特網(wǎng)進(jìn)行傳輸。典型設(shè)備有路由器和三層交換機(jī)等。網(wǎng)絡(luò)層的功能2.2.1OSI參考模型傳輸層的功能是接收上一層發(fā)來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分段，建立端到端的連接，保證數(shù)據(jù)從一端正確傳送到另一端。它處于七層體系的中間，向下是通信服務(wù)的最高層，向上是用戶功能的最底層。傳輸層負(fù)責(zé)提供兩節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的可靠傳送。當(dāng)兩節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系確定之后，傳輸層負(fù)責(zé)監(jiān)督工作。傳輸層在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上提供可靠的“面向連接”和不可靠的“面向無連接”的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)、差錯(cuò)控制和流量控制。在具有傳輸層功能的協(xié)議中，最主要的兩個(gè)是TCP和UDP。傳輸層2.2.1OSI參考模型會話層（1）建立會話（2）保持會話A、B兩臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間要通信，要建立一條會話供其使用，在建立會話的過程中也會有身份驗(yàn)證、權(quán)限鑒定等環(huán)節(jié)當(dāng)數(shù)據(jù)傳遞完成后，OSI會話層不一定會立刻將兩者這條通信會話斷開，它會根據(jù)應(yīng)用程序和應(yīng)用層的設(shè)置對該會話進(jìn)行維護(hù)。（3）斷開會話當(dāng)應(yīng)用程序或應(yīng)用層規(guī)定的超時(shí)時(shí)間到期后，OSI會話層才會釋放這條會話。或者A、B重啟、關(guān)機(jī)、手動執(zhí)行斷開連接的操作時(shí)，OSI會話層也會將A、B之間的會話斷開。2.2.1OSI參考模型表示層電腦從網(wǎng)卡收到一串?dāng)?shù)據(jù)時(shí)，這些數(shù)據(jù)在電腦中都是二進(jìn)制的格式，我們?nèi)祟愂强床欢M(jìn)制的，需要表示層幫忙將這些二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成我們能夠識別的數(shù)據(jù)。表示層的基本功能就是對數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編譯，對收到或發(fā)出的數(shù)據(jù)根據(jù)應(yīng)用層的特征進(jìn)行處理，如處理文字、圖片、音頻等，或?qū)嚎s文件進(jìn)行解壓縮、對加密文件進(jìn)行解密等。2.2.1OSI參考模型應(yīng)用層應(yīng)用層提供各種各樣的應(yīng)用層協(xié)議，這些協(xié)議嵌入在各種應(yīng)用程序中，為用戶與網(wǎng)絡(luò)之間提供一個(gè)溝通的接口。例如我們要看網(wǎng)頁時(shí)，只需打開IE瀏覽器，輸入一個(gè)網(wǎng)址，就可進(jìn)入相應(yīng)的網(wǎng)站。這個(gè)IE瀏覽器就是用戶瀏覽網(wǎng)頁的應(yīng)用工具，是基于HTTP協(xié)議開發(fā)的，HTTP是一個(gè)應(yīng)用層的協(xié)議。2.2.2TCP/IP參考模型

OSI參考模型雖然是國際標(biāo)準(zhǔn)，但是它層次多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實(shí)際中完全遵從OSI參考模型的協(xié)議幾乎沒有。目前流行的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是TCP/IP參考模型，它已成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，Internet就是基于TCP/IP參考模型建立的。

TCP/IP參考模型分為應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)互連層和網(wǎng)絡(luò)接口層四個(gè)層次，如圖所示。2.2.2TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層是TCP/IP模型的最低層。實(shí)際上TCP/IP參考模型沒有真正描述這一層的實(shí)現(xiàn)，只是要求能夠提供給其上層—網(wǎng)絡(luò)互連層—一個(gè)訪問接口，以便在其上傳遞IP分組。由于這一層次未被定義，所以其具體的實(shí)現(xiàn)方法會隨著網(wǎng)絡(luò)類型的不同而不同。

這一層的作用是負(fù)責(zé)接收從網(wǎng)絡(luò)層傳來的IP數(shù)據(jù)包并將IP數(shù)據(jù)包通過低層物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去；或者從低層物理網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，然后抽出IP數(shù)據(jù)包交給網(wǎng)絡(luò)層。2.2.2TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)互連層網(wǎng)絡(luò)互連層與OSI參考模型中的網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)，是整個(gè)TCP/IP協(xié)議棧的核心。它的功能是把分組發(fā)往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)。同時(shí)，為了盡快地發(fā)送分組，可能需要沿不同的路徑同時(shí)進(jìn)行分組傳遞。因此，分組到達(dá)的順序和發(fā)送的順序可能不同，這就需要上層必須對分組進(jìn)行排序。網(wǎng)絡(luò)互連層定義了分組格式和協(xié)議，即IP協(xié)議(InternetProtocol)。網(wǎng)絡(luò)互連層除了需要完成路由的功能外，還可以完成將不同類型的網(wǎng)絡(luò)(異構(gòu)網(wǎng))互連的任務(wù)。除此之外，網(wǎng)絡(luò)互連層還需要完成擁塞控制的功能。2.2.2TCP/IP參考模型傳輸層傳輸層的作用與OSI參考模型中傳輸層的作用是一樣的。在TCP/IP模型中，傳輸層的功能是在源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的兩個(gè)進(jìn)程之間提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層定義了兩種服務(wù)質(zhì)量不同的協(xié)議。即傳輸控制協(xié)議(TransmissionControlProtocol，TCP)和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UserDatagramProtocol，UDP)。

2.2.2TCP/IP參考模型應(yīng)用層

TCP/IP模型將OSI參考模型中的會話層和表示層的功能合并到應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層面向不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用引入了不同的應(yīng)用層協(xié)議，它主要為用戶提供多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，如電子郵件、遠(yuǎn)程登錄等。應(yīng)用層包含了所有高層協(xié)議，早期的高層協(xié)議有虛擬終端協(xié)議(Telnet)、文件傳輸協(xié)議(FileTransferProtocol，F(xiàn)TP)、電子郵件傳輸協(xié)議(SimpleMailTransferProtocol，SMTP)。Telnet協(xié)議允許用戶登錄到遠(yuǎn)程機(jī)器并在其上工作；FTP協(xié)議提供了有效地將數(shù)據(jù)從一臺機(jī)器傳送到另一臺機(jī)器的機(jī)制；SMTP協(xié)議用來有效和可靠地傳遞郵件。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，應(yīng)用層又加入了許多其他協(xié)議，如用于將主機(jī)名映射到它們的網(wǎng)絡(luò)地址的域名服務(wù)(DNS)，用于搜索因特網(wǎng)上信息的超文本傳輸協(xié)議(HTTP)等。2.2.3OSI參考模型與TCP/IP參考模型比較模型對比

圖2-4

OSI和TCP/IP對比圖1)兩者層數(shù)不同

OSI參考模型有7層，而TCP/IP參考模型只有4層，但兩者都有網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。2)兩者服務(wù)類型不同

OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接和無連接兩種服務(wù)，而傳輸層只提供面向連接服務(wù)；TCP/IP模型在網(wǎng)絡(luò)層只提供無連接服務(wù)，但在傳輸層卻提供面向連接和無連接兩種服務(wù)。2.2.3OSI參考模型與TCP/IP參考模型比較模型對比

圖2-4

OSI和TCP/IP對比圖3)概念區(qū)分不同

OSI參考模型明確區(qū)分了服務(wù)、接口和協(xié)議3個(gè)基本概念。

(1)服務(wù)。每一層都為其上層提供服務(wù)。服務(wù)的概念描述了該層所做的工作，并不涉及服務(wù)的實(shí)現(xiàn)以及上層實(shí)體如何訪問的問題。

(2)接口。層間接口描述了高層實(shí)體如何訪問低層實(shí)體提供的服務(wù)。接口定義了服務(wù)訪問所需的參數(shù)和期望的結(jié)果。同樣，接口仍然不涉及到某層實(shí)體的內(nèi)部機(jī)制。

(3)協(xié)議。協(xié)議是某層的內(nèi)部事務(wù)。只要能夠完成它必須提供的功能，對等層之間可以采用任何協(xié)議，且不影響到其他層。

而TCP/IP模型并不十分清晰地區(qū)分服務(wù)、接口和協(xié)議這些概念。相比TCP/IP模型，OSI模型中的協(xié)議具有更好的隱蔽性，在發(fā)生變化時(shí)也更容易被替換。2.2.3OSI參考模型與TCP/IP參考模型比較模型對比

圖2-4

OSI和TCP/IP對比圖4)通用性不同

OSI參考模型是在其協(xié)議被開發(fā)之前設(shè)計(jì)出來的。這意味著OSI模型并不是基于某個(gè)特定的協(xié)議集而設(shè)計(jì)的，因而它更具有通用性。但另一方面，也意味著OSI模型在協(xié)議實(shí)現(xiàn)方面存在某些不足。

TCP/IP模型正好相反。先有TCP/IP協(xié)議，而模型只是對現(xiàn)有協(xié)議的描述，因而協(xié)議與模型非常吻合。但是TCP/IP模型不適合其他協(xié)議棧。因此，它在描述其他非TCP/IP網(wǎng)絡(luò)時(shí)用處不大。

綜上所述，使用OSI參考模型可以很好地討論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但是OSI協(xié)議并未流行。TCP/IP模型正好相反，其模型本身實(shí)際上并不存在，只是對現(xiàn)存協(xié)議的一個(gè)歸納和總結(jié)，但卻被廣泛使用。2.2.3OSI參考模型與TCP/IP參考模型比較計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程

我們以發(fā)送郵件為例，分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程。1)應(yīng)用程序處理(1)

A用戶啟動郵件應(yīng)用程序，填寫收件人郵箱和發(fā)送內(nèi)容，點(diǎn)擊“發(fā)送”，開始TCP/IP通信。(2)應(yīng)用程序?qū)Πl(fā)送的內(nèi)容進(jìn)行編碼處理，這一過程相當(dāng)于OSI的表示層功能。(3)由A用戶所使用的郵件軟件決定何時(shí)建立通信連接、何時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的管理，這一過程相當(dāng)于OSI的會話層功能。(4)發(fā)送時(shí)建立連接，并通過TCP連接發(fā)送數(shù)據(jù)，其過程是首先將應(yīng)用層數(shù)據(jù)發(fā)送給下一層的TCP，再做實(shí)際轉(zhuǎn)發(fā)處理。2.2.3OSI參考模型與TCP/IP參考模型比較計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程

2)

TCP模塊的處理

傳輸層TCP負(fù)責(zé)建立連接、發(fā)送數(shù)據(jù)以及斷開連接。TCP將應(yīng)用層發(fā)來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸至對端，需要在應(yīng)用層數(shù)據(jù)前段加上TCP的首部(TCP首部包括源端口號、目標(biāo)端口號、序列號、校驗(yàn)和)，然后才可以將附加了TCP首部的包發(fā)送給IP模塊。3)

IP模塊的處理

IP層將上層傳來的附加了TCP首部的包當(dāng)做自己的數(shù)據(jù)，在該數(shù)據(jù)前段加上自己的IP首部，生成IP包；然后參考路由表決定接受此IP包的路由或主機(jī)，依次發(fā)送到對應(yīng)的路由器或主機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口的驅(qū)動程序，實(shí)現(xiàn)真正地發(fā)送數(shù)據(jù)；最后將MAC地址和IP地址交給以太網(wǎng)的驅(qū)動程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。4)發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)接口的處理

數(shù)據(jù)鏈路層將上層傳來的IP包附加上以太網(wǎng)首部(該首部包括收、發(fā)端的MAC地址以及標(biāo)志以太網(wǎng)類型的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)協(xié)議)生成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，通過物理層傳輸給接收端。此外，數(shù)據(jù)鏈路層還要對該以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送處理，生成FCS(FrameCheckSequence)校驗(yàn)序列，由硬件計(jì)算添加到包的后面，以判斷數(shù)據(jù)包是否由于噪聲而破壞。

之后就可以通過物理層傳輸了，即包的接收處理。2.2.3OSI參考模型與TCP/IP參考模型比較計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程

5)接收端網(wǎng)絡(luò)接口的處理

主機(jī)接收到以太網(wǎng)包以后，首先從包首部找到MAC地址判斷是否為發(fā)給自己的包，如果不是則丟棄數(shù)據(jù)。如果是發(fā)給自己的包，就查找包首部中的類型域，確定傳送過來的數(shù)據(jù)類型，傳給相應(yīng)的子程序進(jìn)行處理(若是IP類型作為傳給IP，若是ARP類型則傳給ARP處理)；若沒有對應(yīng)的類型，則丟棄數(shù)據(jù)。6)

IP模塊的處理

IP模塊收到包以后，如果包首部的IP地址與自己的IP地址匹配，則接收數(shù)據(jù)并查找上一層協(xié)議。如果上一層是TCP就傳給TCP處理，如果是UDP則傳給UDP處理。7)

TCP模塊的處理

TCP模塊首先會計(jì)算校驗(yàn)和，判斷數(shù)據(jù)是否被破壞；然后檢查是否按照序號接收數(shù)據(jù)；最后檢查端口號，確定具體的應(yīng)用程序。

數(shù)據(jù)接收完畢后，接收端會發(fā)送一個(gè)“確認(rèn)回執(zhí)”給發(fā)送端。如果該信息一直未到達(dá)，那么發(fā)送端會認(rèn)為接收端沒有接收數(shù)據(jù)而一直反復(fù)發(fā)送。數(shù)據(jù)完整地接收以后，會傳給由端口號識別的應(yīng)用程序。2.2.3OSI參考模型與TCP/IP參考模型比較計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程

8)應(yīng)用程序的處理

接收端應(yīng)用程序會直接接收發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果接收正常，會返回“處理正常”的回執(zhí)，否則會發(fā)送相應(yīng)的錯(cuò)誤信息。

現(xiàn)在，接收端主機(jī)B就可以閱讀郵件了。2.2.4電路交換、報(bào)文交換與分組交換計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程

在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，不相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信只能通過中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接來實(shí)現(xiàn)。這些中轉(zhuǎn)的節(jié)點(diǎn)稱為交換節(jié)點(diǎn)，它們并不處理流經(jīng)的數(shù)據(jù)，只是簡單地將數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送給另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的地。數(shù)據(jù)交換技術(shù)就是用來解決資源子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)如何通過通信子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換問題的。通常使用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有電路交換、報(bào)文交換和分組交換三種。2.2.4電路交換、報(bào)文交換與分組交換電路交換是以電路連接為目的的交換方式。電路交換是通信網(wǎng)中最早出現(xiàn)的一種交換方式，也是應(yīng)用最普遍的一種交換方式，主要應(yīng)用于電話通信網(wǎng)中，已有100多年的歷史。電路交換的基本過程可分為連接建立、通信和釋放連接三個(gè)階段。電路交換在通信之前要在通信雙方之間建立一條被雙方獨(dú)占的物理通路(由通信雙方之間的交換設(shè)備和鏈路逐段連接而成)；電路交換一旦建立，就占用一條中繼線路。即使我們不傳送信息，別人也不能使用。電路交換12.2.4電路交換、報(bào)文交換與分組交換優(yōu)點(diǎn)：傳輸延遲小，唯一的延遲是物理信號的傳播延遲。因?yàn)橐坏┙⑽锢磉B接，便不再需要交換開銷。一旦線路建立，通信雙方便獨(dú)享該物理線路，不會與其他通信發(fā)生沖突。電路交換12.2.4電路交換、報(bào)文交換與分組交換報(bào)文交換又稱存儲-轉(zhuǎn)發(fā)交換，報(bào)文整個(gè)地發(fā)送，一次一跳，是分組交換的前身。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都接收整個(gè)報(bào)文，檢查目標(biāo)結(jié)點(diǎn)地址，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的交通情況在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)；經(jīng)過多次的存儲-轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達(dá)目標(biāo)，因而這樣的網(wǎng)絡(luò)叫存儲-轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)。報(bào)文交換22.2.4電路交換、報(bào)文交換與分組交換優(yōu)點(diǎn)：不需要為通信雙方預(yù)先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時(shí)延，用戶可隨時(shí)發(fā)送報(bào)文，提高了通信線路的利用率；由于采用存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式，在報(bào)文交換中便于設(shè)置代碼檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)重發(fā)設(shè)施，加之交換結(jié)點(diǎn)還具有路徑選擇，就可以做到某條傳輸路徑發(fā)生故障時(shí)，重新選擇另一條路徑傳輸數(shù)據(jù)，提高了傳輸?shù)目煽啃浴?bào)文交換22.2.4電路交換、報(bào)文交換與分組交換分組交換也稱為包交換,是一種較新的通信方式，從20世紀(jì)60年代后才開始逐漸被人們認(rèn)可。我們所講的TCP/IP正是采用了分組交換技術(shù)，它將用戶通信的數(shù)據(jù)劃分成多個(gè)更小的等長數(shù)據(jù)段，在每個(gè)數(shù)據(jù)段的前面加上必要的控制信息(攜帶源、目的地址和編號信息)作為數(shù)據(jù)段的首部，每個(gè)帶有首部的數(shù)據(jù)段就構(gòu)成了一個(gè)分組；首部指明該分組發(fā)送的地址，當(dāng)交換機(jī)收到分組之后，將根據(jù)首部中的地址信息將分組轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。這個(gè)過程就是分組交換。分組交換32.2.4電路交換、報(bào)文交換與分組交換在具有多個(gè)分組的報(bào)文中，分組交換中的中間交換設(shè)備在接收第二個(gè)分組之前，就可以轉(zhuǎn)發(fā)已經(jīng)接收到的第一個(gè)分組，即各個(gè)分組可以同時(shí)在各個(gè)結(jié)點(diǎn)對之間傳送，減少了傳輸延遲，提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。分組交換除吞吐量較高外，還提供了一定程度的差錯(cuò)檢測和代碼轉(zhuǎn)換能力。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常常使用分組交換技術(shù)，偶爾才使用電路交換技術(shù)，但決不會使用報(bào)文交換技術(shù)。三者的區(qū)別4任務(wù)2.3熟悉網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備2.3.1中繼器和集線器由前面學(xué)到的知識可知，網(wǎng)絡(luò)的互連實(shí)質(zhì)上是對應(yīng)各層次的互連。根據(jù)OSI參考模型的層次結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)互連的層次與相應(yīng)的互連設(shè)備如圖2-11所示。中繼器(repeater)又稱為轉(zhuǎn)發(fā)器，是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，適用于完全相同的兩類網(wǎng)絡(luò)的互連，主要功能是對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行再生和還原以及重新發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木嚯x。由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，衰減到一定程度時(shí)將造成信號失真，因此會導(dǎo)致接收錯(cuò)誤。中繼器就是為解決這一問題而設(shè)計(jì)的，它負(fù)責(zé)完成物理線路的連接，對衰減的信號進(jìn)行放大，使接收信號與原數(shù)據(jù)相同。2.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1）中繼器集線器(hub)也稱為集中器，它是一種特殊的多端口中繼器，用于連接多個(gè)設(shè)備和網(wǎng)段。集線器的主要功能是對接收到的信號進(jìn)行再生、整形、放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。2.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類2）集線器2.3.2網(wǎng)橋和二層交換機(jī)網(wǎng)橋11）網(wǎng)橋概述網(wǎng)橋像一個(gè)聰明的集線器。集線器是從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜里接收信號，放大它們，將其送入下一個(gè)電纜。相比較而言，網(wǎng)橋?qū)蓚€(gè)相似的網(wǎng)絡(luò)連接起來，并對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進(jìn)行管理。它工作于數(shù)據(jù)鏈路層，不但能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。網(wǎng)橋可以是專門硬件設(shè)備，也可以由計(jì)算機(jī)加裝的網(wǎng)橋軟件來實(shí)現(xiàn)，只是需要計(jì)算機(jī)上安裝多個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器(網(wǎng)卡)。2.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類圖2-13所示是用一個(gè)網(wǎng)橋連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋的A端口連接A子網(wǎng)，B端口連接B子網(wǎng)。當(dāng)有數(shù)據(jù)包進(jìn)入端口A時(shí)，網(wǎng)橋從數(shù)據(jù)包中提取出源MAC地址和目的MAC地址，以源MAC地址更新轉(zhuǎn)發(fā)表；然后根據(jù)目的MAC地址查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找到該地址所對應(yīng)的端口號，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。2.3.2網(wǎng)橋和二層交換機(jī)2）網(wǎng)橋的功能和特點(diǎn)(1)網(wǎng)橋能將一個(gè)較大的局域網(wǎng)分割為多個(gè)較小的局域網(wǎng)，進(jìn)而分隔較小局域網(wǎng)之間的廣播通信量，有利于提高互連網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性。(2)網(wǎng)橋能將兩個(gè)以上相距較遠(yuǎn)的局域網(wǎng)互連成一個(gè)大的邏輯局域網(wǎng)，使局域網(wǎng)上的所有用戶都可以訪問服務(wù)器，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的范圍。(3)網(wǎng)橋可以互連兩個(gè)采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)或不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)，但這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上應(yīng)采用相同或相兼容的協(xié)議。(4)網(wǎng)橋以“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”的方式實(shí)現(xiàn)互連網(wǎng)絡(luò)之間的通信。2.3.2網(wǎng)橋和二層交換機(jī)3）網(wǎng)橋的局限性(1)網(wǎng)橋互連的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)要求在數(shù)據(jù)鏈路層以上的各層采用相同或相兼容的協(xié)議。(2)網(wǎng)橋要處理接收到的數(shù)據(jù)信息，需要先存儲，再查找MAC地址與端口的對應(yīng)記錄表，因此增加了時(shí)延及數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間，降低了網(wǎng)絡(luò)性能。(3)網(wǎng)橋不能對廣播分組進(jìn)行過濾，因此無法避免廣播風(fēng)暴。(4)網(wǎng)橋沒有路徑選擇能力，不能對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析并選擇數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖酚?。隨著先進(jìn)的交換技術(shù)和路由技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)橋技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落伍了。一般來說，現(xiàn)在很難再見到把網(wǎng)橋作為獨(dú)立設(shè)備的情況，而是使用二層交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)橋的功能。2.3.2網(wǎng)橋和二層交換機(jī)二層交換機(jī)21）二層交換機(jī)概述二層交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層，其本質(zhì)是網(wǎng)橋，所以又可以稱為多端口網(wǎng)橋。但網(wǎng)橋一般只有兩個(gè)端口，而交換機(jī)通常有多個(gè)端口，如12口、24口、48口等。2.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類交換機(jī)也有一張“MAC-端口”對應(yīng)表。和網(wǎng)橋不一樣的是，網(wǎng)橋的表是一對多的(一個(gè)端口號對多個(gè)MAC地址)，但交換機(jī)的表卻是一對一的，根據(jù)對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)更加高效，工作原理如圖所示。2.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類例如，節(jié)點(diǎn)A要向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)幀，那么該幀中目的地址DA=節(jié)點(diǎn)C的地址(30-61-2C-61-02-16)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A通過交換機(jī)傳送數(shù)據(jù)幀時(shí)，交換機(jī)的交換控制中心根據(jù)“端口號/MAC地址映射表”的對應(yīng)關(guān)系找出對應(yīng)幀目的地址的輸出端口號(端口5)，就可以為節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)C建立端口1到端口5的連接。這種端口之間的連接可以根據(jù)需要同時(shí)建立多條，也就是說可以在多個(gè)端口之間建立多個(gè)并發(fā)連接。2.3.2網(wǎng)橋和二層交換機(jī)2）交換機(jī)和集線器的區(qū)別(1)工作層次不同：集線器屬于OSI參考模型的物理層設(shè)備，而交換機(jī)屬于數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。(2)工作方式不同：集線器采用的是廣播模式。當(dāng)集線器的某個(gè)端口工作時(shí)，其他所有端口都會收到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。而交換機(jī)工作時(shí)，只有發(fā)出請求的端口和目的端口之間進(jìn)行通信，并不會影響其他端口。這種方式隔離了沖突域，有效抑制了廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。(3)端口帶寬使用方式不同：集線器的所有端口共享帶寬，在同一時(shí)刻只能有兩個(gè)端口傳送數(shù)據(jù)；而交換機(jī)的每個(gè)端口獨(dú)享自己的固定帶寬，既可以工作在半雙工模式下，也可以工作在全雙工模式下。2.3.3路由器和三層交換機(jī)路由器1路由器工作在OSI體系結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)層，能夠根據(jù)一定的路由選擇算法，結(jié)合數(shù)據(jù)包中的目的IP地址，確定傳輸數(shù)據(jù)的最佳路徑。路由器同樣有一張地址與端口的對應(yīng)表，但與網(wǎng)橋和交換機(jī)的不同之處在于，網(wǎng)橋和交換機(jī)利用MAC地址來確定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)端口，而路由器利用網(wǎng)絡(luò)層中的IP地址來作出相應(yīng)的決定。由于路由選擇算法比較復(fù)雜，路由器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)速度比網(wǎng)橋和交換機(jī)慢，主要用于廣域網(wǎng)之間或廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的互連。2.3.3路由器和三層交換機(jī)路由器1路由器的主要功能：

(1)路由選擇。路由是指路由器接收到數(shù)據(jù)時(shí)，選擇最佳路徑將數(shù)據(jù)穿過網(wǎng)絡(luò)傳遞到目標(biāo)地址的行為。路由器為經(jīng)過它的每個(gè)分組都進(jìn)行路由選擇，尋找一條最佳的傳輸路徑將其傳遞到目的地址。

(2)連接網(wǎng)絡(luò)。路由器既可以將不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接起來，又可以將局域網(wǎng)連接到Internet。

(3)劃分子網(wǎng)。路由器可以從邏輯上把網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)段，對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)施控制。

(4)隔離廣播。當(dāng)大量的廣播幀同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中傳播時(shí)，就會發(fā)生數(shù)據(jù)包的碰撞而導(dǎo)致發(fā)送失敗。網(wǎng)絡(luò)為了改善這種情況就會重傳很多數(shù)據(jù)包，導(dǎo)致更大量的廣播流，進(jìn)而使網(wǎng)絡(luò)可用帶寬減少，并最終使網(wǎng)絡(luò)失去連接而癱瘓。這一現(xiàn)象稱為廣播風(fēng)暴。路由器可以自動過濾網(wǎng)絡(luò)廣播，避免“廣播風(fēng)暴”。2.3.3路由器和三層交換機(jī)三層交換機(jī)2三層交換技術(shù)也稱為IP交換技術(shù)或高速路由技術(shù)。三層交換技術(shù)是相對于傳統(tǒng)的二層交換概念而提出的。簡單地說，三層交換技術(shù)等于在二層交換技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。這是一種利用第三層協(xié)議中的信息來加強(qiáng)二層交換功能的機(jī)制。三層交換機(jī)實(shí)質(zhì)上就是將二層交換機(jī)與路由器結(jié)合起來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但它是二者的有機(jī)結(jié)合，并不是簡單地把路由器設(shè)備的硬件及軟件疊加在二層交換機(jī)上。2.3.3路由器和三層交換機(jī)三層交換機(jī)2

三層交換機(jī)既可以完成數(shù)據(jù)交換功能，又可以完成數(shù)據(jù)路由功能，其工作過程如圖所示。2.3.3路由器和三層交換機(jī)三層交換機(jī)2(1)當(dāng)某個(gè)信息源的第一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)入三層交換機(jī)時(shí)，三層交換機(jī)需要分析、判斷該數(shù)據(jù)包中目的IP地址與源IP地址是否在同一網(wǎng)段內(nèi)。(2)如果目的IP地址與源IP地址在同一網(wǎng)段，三層交換機(jī)會通過二層交換模式直接對數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。(3)如果目的IP地址與源IP地址分屬不同網(wǎng)段，三層交換機(jī)會將數(shù)據(jù)包交給三層路由模塊進(jìn)行路由。三層路由模塊在收到數(shù)據(jù)包后，首先要在內(nèi)部路由表中查看該數(shù)據(jù)包目的MAC地址與目的IP地址間是否存在對應(yīng)關(guān)系，如果有，則將其轉(zhuǎn)回二層交換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。(4)如果兩者沒有對應(yīng)關(guān)系，三層路由模塊會在對數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由處理后，將該數(shù)據(jù)包的MAC地址與IP地址映射記錄添加至內(nèi)部路由表中，然后將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)回二層交換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。2.3.3路由器和三層交換機(jī)路由器的主要功能是路由功能，它的優(yōu)勢在于選擇最佳路由、負(fù)荷分擔(dān)、鏈路備份及與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由信息的交換等。其他功能只是其附加功能，其目的是使設(shè)備適用面更廣、實(shí)用性更強(qiáng)。三層交換機(jī)雖然同時(shí)具備了數(shù)據(jù)交換和路由轉(zhuǎn)發(fā)兩種功能，但它的主要功能仍是數(shù)據(jù)交換。在數(shù)據(jù)交換方面，三層交換機(jī)的性能要遠(yuǎn)優(yōu)于路由器，但三層交換機(jī)接口非常簡單，只能支持單一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，一般適用于數(shù)據(jù)交換頻繁的相同協(xié)議局域網(wǎng)的互連。而路由器的接口類型非常豐富，它的路由功能更多地體現(xiàn)在不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的互連上，如局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的連接、不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間的連接等。在實(shí)際應(yīng)用中的典型做法是：同一個(gè)局域網(wǎng)中各個(gè)子網(wǎng)的互聯(lián)以及VLAN間的路由使用三層交換機(jī)；而局域網(wǎng)與公網(wǎng)之間的互聯(lián)則使用專業(yè)路由器。2.3.4網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)(gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是用于將兩個(gè)或多個(gè)在OSI參考模型的傳輸層以上層次使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，并在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)的軟件和硬件一體化設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。2.3.4網(wǎng)關(guān)假設(shè)一套房子內(nèi)部有三個(gè)房間、一個(gè)大門，房子可以比喻成電腦所在的局域網(wǎng)，三個(gè)房間可以比喻成你所在局域網(wǎng)中的三臺電腦，房子的大門可以比喻成網(wǎng)關(guān)。當(dāng)你從房子內(nèi)的一個(gè)房間進(jìn)入另一個(gè)房間的時(shí)候，并不需要經(jīng)過房子的大門。在局域網(wǎng)中也是一樣，處于同一局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的時(shí)候并不需要用到網(wǎng)關(guān)。當(dāng)你需要到鄰居家去玩的時(shí)候需要從大門出去，相應(yīng)地，不同局域網(wǎng)進(jìn)行通信時(shí)，數(shù)據(jù)包必須要通過網(wǎng)關(guān)才可以到達(dá)。因此我們在通過路由器上網(wǎng)的時(shí)候，必須要把計(jì)算機(jī)中的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置成路由器LAN接口的地址，因?yàn)槁酚善鞯腖AN接口就是你所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，電腦要上網(wǎng)必須經(jīng)過網(wǎng)關(guān)。目前家用路由器一般使用和作為LAN接口的地址。任務(wù)2.4

任務(wù)挑戰(zhàn)2.4.1使用CiscoPacketTracer6.0軟件CiscoPacketTracer6.0的安裝1(1)下載CiscoPacketTracer6.0安裝包。雙擊CiscoPacketTracer6.0.exe文件，如圖2-19所示。圖2-19PT6.0安裝包(2)單擊“Next”，如圖2-20所示。圖2-20安裝過程2.4.1使用CiscoPacketTracer6.0軟件CiscoPacketTracer6.0的安裝1(3)單擊“Iaccepttheagreement”，接受協(xié)議約定，然后單擊“Next”進(jìn)入下一步，如圖2-21所示。圖2-21協(xié)議許可2.4.1使用CiscoPacketTracer6.0軟件CiscoPacketTracer6.0的安裝1(4)安裝地址選擇C盤，然后單擊“Next”，如圖2-22所示。默認(rèn)軟件名字為“CiscoPacketTracer”，單擊“Next”進(jìn)入下一步，如圖2-23所示。

圖2-22路徑選擇

圖2-23設(shè)置名稱2.4.1使用CiscoPacketTracer6.0軟件CiscoPacketTracer6.0的安裝1

(5)在“Createadesktopicon”上打“√”，再單擊“Next”進(jìn)入下一步，如圖2-24所示。圖2-24設(shè)置桌面圖標(biāo)2.4.1使用CiscoPacketTracer6.0軟件CiscoPacketTracer6.0的安裝1

(6)單擊“Install”開始安裝，如圖2-25所示。(7)單擊“Finish”完成軟件安裝，如圖2-26所示。

圖2-25軟件安裝

圖2-26安裝完成2.4.1使用CiscoPacketTracer6.0軟件漢化CiscoPacketTracer6.0

2圖2-28漢化包

(1)把壓縮包里的漢化文件Chinese.ptl文件復(fù)制到安裝路徑下的languages目錄下面，如圖2-28所示。2.4.1使用CiscoPacketTracer6.0軟件漢化CiscoPack