物流信息技術(shù) 第7章 計算機網(wǎng)絡技術(shù)(2012)學習資料

第7章計算機網(wǎng)絡技術(shù)一、計算機網(wǎng)絡的一般概念（一）、計算機網(wǎng)絡發(fā)展的歷史單機大、中、小型機—龐大，昂貴缺點:資源無法共享自主計算機autonomouscomputers計算機網(wǎng)絡指代自主計算機的互聯(lián)集合。網(wǎng)絡始于50’s，近20年發(fā)展迅速。發(fā)展的動力：資源共享的需求大型項目的合作人與人之間的溝通從體系結(jié)構(gòu)來看，網(wǎng)絡的發(fā)展可分為三個時代：聯(lián)機終端系統(tǒng)（單機網(wǎng)絡）以通信子網(wǎng)為中心（計算機—計算機）采用標準化的層次體系結(jié)構(gòu)1.以單處理機為中心的聯(lián)機終端網(wǎng)絡系統(tǒng)產(chǎn)生時間：20世紀60年代以前 1946年計算機的誕生特征：計算機體積大、價格昂貴、計算能力強1952年美國半自動化地面防空系統(tǒng)（SAGE）特征：以單處理機為中心的聯(lián)機網(wǎng)絡，集中式控制

60年代初美國航空公司飛機訂票系統(tǒng)(SABRE-1)

特征：以單處理機為中心的聯(lián)機網(wǎng)絡，集中式控制

缺點：主機負荷重，線路利用率低特征——共享主機資源單臺主機——

計算、通信多臺終端——用戶交互本地、遠程連接2.計算機－計算機網(wǎng)絡產(chǎn)生時間：20世紀60年代~20世紀70年代特征網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)從“主機－終端”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鳈C－主機”單主機終端網(wǎng)絡的互聯(lián)，形成多主機為中心的網(wǎng)絡HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信線路2.計算機－計算機網(wǎng)絡（續(xù)）主機－主機網(wǎng)絡的演變演變階段1通信任務從主機中分離CCP-通信控制處理機專門處理主機之間的通信任務引入CCP-通信控制處理機CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTT兩層網(wǎng)絡概念的出現(xiàn)由CCP組成的傳輸網(wǎng)絡——通信子網(wǎng)，為資源子網(wǎng)提供信息傳輸服務主機的集合——資源子網(wǎng)，提供各種網(wǎng)絡資源，建立在通信子網(wǎng)基礎(chǔ)上演變階段2通信子網(wǎng)規(guī)模擴大公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)PSTN（公用服務電話網(wǎng)）X.25（公用數(shù)據(jù)分組網(wǎng)）優(yōu)點降低用戶系統(tǒng)建設成本通信線路利用率高兼容性好公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)HOSTHOSTTTTTTTHOSTTTTT公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)典型例子因特網(wǎng)的前身——ARPANET美國軍方建立的實驗性網(wǎng)絡最初4個節(jié)點→70’s的60多個節(jié)點地域跨越美洲、歐洲具有現(xiàn)代網(wǎng)絡的許多特征第二代計算機網(wǎng)絡的不足之處網(wǎng)絡普及程度低標準不統(tǒng)一網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的研究不成熟3、因特網(wǎng)時代因特網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體上經(jīng)歷了三個階段的演進。但這三個階段在時間劃分上并非截然分開而是有部分重疊的，這是因為網(wǎng)絡的演進是逐漸的而不是突然的。因特網(wǎng)發(fā)展的第一階段第一個分組交換網(wǎng)ARPANET最初只是一個單個的分組交換網(wǎng)。ARPA研究多種網(wǎng)絡互連的技術(shù)。1983年TCP/IP協(xié)議成為標準協(xié)議。同年，ARPANET分解成兩個網(wǎng)絡：ARPANET——進行實驗研究用的科研網(wǎng)MILNET——軍用計算機網(wǎng)絡1983~1984年，形成了因特網(wǎng)Internet。1990年ARPANET正式宣布關(guān)閉。因特網(wǎng)發(fā)展的第二階段1986年，NSF建立了國家科學基金網(wǎng)。NSFNET。它是一個三級計算機網(wǎng)絡：主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)校園網(wǎng)1991年，美國政府決定將因特網(wǎng)的主干網(wǎng)轉(zhuǎn)交給私人公司來經(jīng)營，并開始對接入因特網(wǎng)的單位收費。1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)速率提高到45Mb/s（T3速率）。三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)各網(wǎng)絡之間需要使用路由器來連接。有時在結(jié)構(gòu)圖中可不畫出路由器。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)路由器主機到主機的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)因特網(wǎng)發(fā)展的第三階段從1993年開始，由美國政府資助的NSFNET逐漸被若干個商用的ISP網(wǎng)絡所代替。1994年開始創(chuàng)建了4個網(wǎng)絡接入點NAP(NetworkAccessPoint)，分別由4個電信公司經(jīng)營。NAP就是用來交換因特網(wǎng)上流量的結(jié)點。在NAP中安裝有性能很好的交換設施。到本世紀初，美國的NAP的數(shù)量已達到十幾個。從1994年到現(xiàn)在，因特網(wǎng)逐漸演變成多級結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡。多級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)主機到主機的通信可能經(jīng)過多種ISP。大公司地區(qū)ISP網(wǎng)絡接入點NAP（對等點）公司校園網(wǎng)主干服務提供者校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)本地ISP地區(qū)ISP地區(qū)ISP地區(qū)ISP本地ISP本地ISP大公司大公司網(wǎng)絡接入點NAP（對等點）今日的多級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)大致上可將因特網(wǎng)分為以下五個接入級網(wǎng)絡接入點

NAP國家主干網(wǎng)（主干ISP）地區(qū)ISP本地ISP校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或PC機上網(wǎng)用戶二、計算機網(wǎng)絡的分類1按距離劃分局域網(wǎng)(LAN，LocalAreaNetwork)

工作范圍：10m-1km，同一個樓房、校園城域網(wǎng)(MAN，MetropolitanAreaNetwork)

工作范圍：1km-幾十km,同一城市廣域網(wǎng)(WAN，WideAreaNetwork)

工作范圍：幾十km-幾千km,同一國家、州、全球接入網(wǎng)（AN，AccessNetwork）稱本地接入或居民接入2按拓撲結(jié)構(gòu)劃分網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)是指拋開網(wǎng)絡中的具體設備，用點和線來抽象出網(wǎng)絡系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。星形環(huán)形總線型網(wǎng)狀3按傳輸技術(shù)劃分廣播式網(wǎng)絡：總線形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)等。適用場合：小的、地理上處于本地的網(wǎng)絡。點到點網(wǎng)絡4按網(wǎng)絡使用者分類公用網(wǎng)：如CHINAPAC、Cernet專用網(wǎng)：如金融系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)的內(nèi)部網(wǎng)絡5按交換方式劃分電路交換網(wǎng)（基于位置，面向連接的）如電話系統(tǒng)報文交換（基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)的）

如電報分組交換（信元交換）（基于標記，無連接的）如因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)絡

混合交換（電路＋分組）三、傳輸介質(zhì)1、同軸電纜

同軸電纜包括由絕緣體包圍的一根中央銅線、一個網(wǎng)狀金屬屏蔽層以及一個塑料封套。在同軸電纜中，銅線傳輸電磁信號；網(wǎng)狀金屬屏蔽層一方面可以屏蔽噪聲，另一方面可以作為信號地；絕緣層通常由陶制品或塑料制品組成。同軸電纜存在許多不同規(guī)格，雖然在當前的使用中可能只見過2、3種類型的同軸電纜，每一種規(guī)格都被分配一個無線管理（RG）規(guī)格號。電纜類型之間的主要差異在于中心線所使用的材料上。

10base2細同軸電纜及BNC頭實物圖10base5粗同軸電纜實物圖同軸電纜的類型規(guī)格阻抗描述RG-58/U

50歐姆

細纜，固體實心銅線RG-58A/U

50歐姆

細纜，常稱為10Base2RG-58C/U50歐姆

細纜，RG-58A/U的軍用版本

RG-59

75歐姆

寬帶電纜，用于TV電纜RG-8

50歐姆粗纜，固體實心線，直徑大約為0.4英寸

RG-11

50歐姆粗纜，直徑大約為0.4英寸，標準實心線，常稱為1英寸RG-62

50歐姆用于ARCnet和IBM3270終端

1）粗纜（10Base5）

IEEE將粗纜命名為10Base5Ethernet。10代表10Mbps的吞吐量，Base代表是基帶傳輸，5代表粗纜的最大段長度為500米。特性如下?！裢掏铝浚焊鶕?jù)IEEE802.3標準，粗纜傳輸數(shù)據(jù)的最大速率是10Mbps。它使用基帶傳輸?！癯杀荆捍掷|比光纜便宜得多，但比其他類型的同軸電纜，如細纜，要昂貴得多?！襁B接器：粗纜需要一種轉(zhuǎn)接器（在線上穿孔的連接器）連接到收發(fā)器，再用一個下行電纜連接網(wǎng)絡設備。粗纜網(wǎng)絡連接●抗噪性：由于寬的直徑和較好的屏蔽物，使得粗纜具有最高的抗噪性?！癯叽绾涂蓴U展性：由于粗纜具有高抗噪性，因而與其他類型的電纜相比，它允許數(shù)據(jù)傳輸更遠的距離。它的最大段長度是500米，每段最大能夠容納100個節(jié)點。它的總最大網(wǎng)絡長度為1500米。為最小化站點之間的干擾的可能性，網(wǎng)絡設備應分隔2.5米。它的堅硬性使它難于處理和安裝。2）細纜（10Base2）

IEEE將細纜命名為10Base2Ethernet，其中10代表它的數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps，Base代表它使用基帶傳輸，2代表它的最大段長度為185米（或粗略為200米）。細纜電纜直徑大約為0.64cm，也更易于處理和安裝。特性如下：●吞吐量：細纜傳輸數(shù)據(jù)的最大速率為10Mbps，使用基帶傳輸?！褓M用：細纜比粗纜和光纜便宜得多，但比雙絞線電纜昂貴。

●尺寸和可擴展性：細纜允許每個網(wǎng)絡段最長185米，細纜每段最多僅能容納30個節(jié)點，它的最大總網(wǎng)絡長度為550多米。為最小化干擾，細纜網(wǎng)絡中的設備應至少分隔0.5米?！襁B接器：細纜使用BNC-T型連接器將電纜與網(wǎng)絡設備相連。一個具有3個開放口的BNC連接器的T型底部連接到Ethernet的網(wǎng)絡接口卡上，兩邊連接細纜電纜，以便允許信號進出網(wǎng)絡接口卡。

●抗噪性：由于有絕緣體和屏蔽層，細纜比雙絞線電纜具有更強的抗噪能力，但不如粗纜抗噪能力強。細纜的主要優(yōu)點是非常低的成本以及使用相對容易一些。

粗纜和細纜都能用于總線結(jié)構(gòu)中。使用總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡必須在兩端終結(jié)。因此，粗纜和細纜都需要一個50歐姆的電阻器以終結(jié)網(wǎng)絡的每一端。若沒有終結(jié)器，總線網(wǎng)絡上的信號將在網(wǎng)絡的兩端之間無休止地傳輸，這種現(xiàn)象稱為信號反射。

使用總線拓撲結(jié)構(gòu)的同軸電纜網(wǎng)絡示意圖2雙絞線雙絞線（TP）電纜類似于電話線，由絕緣的彩色銅線對組成，每根銅線的直徑為0.4～0.8mm，兩根銅線互相纏繞在一起，雙絞線對中的一根電線傳輸信號信息，另一根接地并吸收干擾。雙絞線電纜能適應當前更快的網(wǎng)絡傳輸速率。由于雙絞線電纜的廣泛使用，它出現(xiàn)在傳輸速率更快的網(wǎng)絡中。所有的雙絞線電纜可以分為兩類：

1）屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線（STP）電纜中的纏繞電線對被一種金屬（如箔）制成的屏蔽層所包圍，而且每個電線對中的電線也是相互絕緣的。屏蔽雙絞線（STP）示意圖

2）非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線（UTP）電纜包括一對或多對由塑料封套包裹的絕緣電線對。UTP電纜中的10Base-T、100Base-T，其中“10”或“100”代表最大數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps或100Mbps，Base代表采用基帶傳輸方法傳輸信號，T代表UTP。雙絞線電纜的標準是由TIA/EIA國際協(xié)會制定的。為管理網(wǎng)絡電纜，需要熟悉用于現(xiàn)代網(wǎng)絡的一些標準，特別是3類和5類UTP。

1類線（CAT1）：一種包括兩個電線對的UTP形式。1類線適用于語音通信，而不適用于數(shù)據(jù)通信。它每秒最多只能傳輸20千位（kbps）的數(shù)據(jù)。

2類線（CAT2）：一種包括四個電線對的UTP形式。數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到4Mbps。但由于大部分系統(tǒng)需要更高的吞吐量，2類線很少用于現(xiàn)代網(wǎng)絡中。

3類線（CAT3）：一種包括四個電線對的UTP形式。在帶寬為16MHz時，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達10Mbps。3類線一般用于10Mbps的Ethernet或4Mbps的TokenRing。

4類線（CAT4）：一種包括四個電線對的UTP形式，它能支持高達10Mbps的吞吐量。CAT4可用于16Mbps的TokenRing或10Mbps的Ethernet網(wǎng)絡中。它可確保信號帶寬高達20MHz。與CAT1、2、3相比，它能提供更多的保護以防止串擾和衰減。

5類線（CAT5）：用于新網(wǎng)安裝及更新到快速Ethernet的最流行的UTP形式。CAT5包括四個電線對，支持100Mbps的吞吐量和100Mbps的信號速率。CAT5電纜支持其他快速聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如異步傳輸模式（ATM）。

6類線（CAT6）：包括四對電線對的雙絞線電纜。每對電線被箔絕緣體包裹，另一層箔絕緣體包裹在所有電線對的外面，同時一層防火塑料封套包裹在第二層箔層外面。箔絕緣體對串擾提供了較好的阻抗，從而使得CAT6能支持的吞吐量是常規(guī)CAT5吞吐量的6倍。

STP和UTP具有許多共同的特性，下面列出它們主要的相同和不同之處?！裢掏铝浚篠TP和UTP能以10Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)，CAT5UTP以及在某些環(huán)境下的CAT3UTP的數(shù)據(jù)傳輸速率可達100Mbps。●成本：STP和UTP的成本區(qū)別在于所使用的銅態(tài)級別、纏繞率以及增強技術(shù)。一般來說，STP比UTP更昂貴，但高級UTP也是非常昂貴的?！襁B接器：STP和UTP使用的連接器和數(shù)據(jù)插孔看上去類似于電話連接器和插孔。

●抗噪性：STP具有屏蔽層，因而它比UTP具有更好的抗噪性。但是，在另一方面，UTP可以使用過濾和平衡技術(shù)抵消噪聲的影響?！癯叽绾涂蓴U展性：STP和UTP的最大網(wǎng)段長度都是100米。它們的跨距小于同軸電纜所提供的跨距，這是因為雙絞線更易受環(huán)境噪聲的影響。雙絞線的每個邏輯段最多僅能容納1024個節(jié)點，整個網(wǎng)絡的最大長度與所使用的網(wǎng)絡傳輸方法有關(guān)。3、光纜光導纖維簡稱為光纜。它的中心部分包括一根或多根玻璃纖維，通過從激光器或發(fā)光二極管發(fā)出的光波穿過中心纖維進行數(shù)據(jù)傳輸。在光纖的外面是一層玻璃，稱之為包層。在包層外面，是一層塑料的網(wǎng)狀的Kevlar（一種高級的聚合纖維），以保護內(nèi)部的中心線。最后一層塑料封套覆蓋在網(wǎng)狀屏蔽物上。光纜可分成兩大類：單模式和多模式。單模光纜攜帶單個頻率的光將數(shù)據(jù)從光纜的一端傳輸?shù)搅硪欢?。通過單模光纜，數(shù)據(jù)傳輸速度更快，距離也更遠。相反，多模光纜可以在單根或多根光纜上同時攜帶幾種光波。光纜的不同層面示意圖光纜的特性總結(jié)如下：●吞吐量：光纜可以以每秒10GB以上的速度可靠地傳輸數(shù)據(jù)。純的玻璃纖維束每秒可接收高達1億個激光脈沖。它的高吞吐量能力也使它適用于擁有大量通信業(yè)務量的情形，如電視或電話會議。●連接器：光纜可以使用許多不同類型的連接器?！窨乖胄裕汗饫|的抗噪性很強。

●尺寸和可擴展性：由光纜組成的網(wǎng)絡段能跨越1000米。整個網(wǎng)絡的長度根據(jù)所使用的光纜類型的不同而不同。各種光尾纖連接器光纜有單模和多模之分，其特性比較如表所示：單模多模用于高速度，長距離用于低速度，短距離成本高成本低窄芯線，需要激光源寬芯線，聚光好耗散極小，高效耗散較大，低效

光纜的類型由模、材料、芯尺寸和外層尺寸決定，芯的尺寸大小決定光的傳輸質(zhì)量。常用的光纜有：

8.3mm芯/125mm外層 單模

62.5mm芯/125mm外層 多模

50mm芯/125mm外層 多模

100mm芯/140mm外層 多模光纜在普通計算機網(wǎng)絡中的安裝是從用戶設備開始的。因為光纜只能單向傳輸，如要實現(xiàn)雙向通信，就必須成對出現(xiàn)，一個用于輸入，一個用于輸出。4、無線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)，簡稱無線（自由或無形）介質(zhì)或空間介質(zhì)。無線傳輸介質(zhì)是指在兩個通信設備之間不使用任何物理的連接器，通常這種傳輸介質(zhì)通過空氣進行信號傳輸。當通信設備之間由于存在物理障礙而不能使用普通傳輸介質(zhì)時，可以考慮使用無線介質(zhì)。

根據(jù)電磁波的頻率，無線傳輸系統(tǒng)大致分為廣播通信系統(tǒng)、地面微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星微波通信系統(tǒng)和紅外線通信系統(tǒng)。因此，對應的3種無線介質(zhì)是無線電波（30MHz～1GHz）、微波（300MHz～300GHz）、紅外線和激光。

1）無線電波通信無線電波通信主要用在廣播通信中。

2）紅外傳輸紅外網(wǎng)絡使用紅外線通過空氣傳輸數(shù)據(jù)，就好像電視遙控器發(fā)送穿過房間的信號。目前，紅外傳輸主要用于在同一房間中的設備間的通信。紅外傳輸在一個方向傳輸速率為16Mbps，多個方向不超過1Mbps。

3）衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是利用靜止的地球與同步衛(wèi)星作為中繼站的通信系統(tǒng)。地面系統(tǒng)通常采用定向拋物天線。衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有通信容量大，傳輸距離遠，覆蓋范圍廣，特別適用于全球通信、電視廣播和地理環(huán)境惡劣的地區(qū)使用等優(yōu)點。22,300公里地球無線電微波通信在數(shù)據(jù)通信中占有重要地位。微波的頻率范圍為300MHz～300GHz。微波在空間主要是直線傳播。由于微波會穿透電離層而進入宇宙空間，因此它不像短波那樣可以經(jīng)電離層反射傳播到地面上很遠的地方。微波通信就有兩種主要方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。地球1、總線型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)是比較普遍采用的一種方式，它將所有的入網(wǎng)計算機均接入到一條通信線上，為防止信號反射，一般在總線兩端連有終結(jié)器匹配線路阻抗。四、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)終結(jié)器終結(jié)器網(wǎng)段總線型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：線路利用率高：由于多個節(jié)點共用一條傳輸線路，因此線路利用率較高。地理覆蓋范圍?。汗每偩€的長度受到一定的限制，通常小于幾千米，節(jié)點至總線的連接線也較短，因此一般局限于某個單位。傳輸速率高：可利用高速信道來連接多個節(jié)點，其傳輸速率可達到100Mbps或更高。網(wǎng)絡建造容易：由于網(wǎng)絡的物理結(jié)構(gòu)簡單，將節(jié)點連接到總線上也容易，相應的傳輸控制機構(gòu)也簡單。星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是以一個節(jié)點為中心的處理系統(tǒng)，各種類型的入網(wǎng)機器均與該中心節(jié)點有物理鏈路直接相連，節(jié)點間不能直接通信，需要通過該中心節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，因此中心節(jié)點必須有較強的功能和較高的可靠性。2、星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)Hub星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。功能高度集中：整個網(wǎng)絡的處理和控制功能高度集中在中心節(jié)點。響應時間與終端數(shù)目有關(guān)：當終端數(shù)目較少時，終端的請求能夠獲得及時響應，但隨著終端數(shù)目的增多，響應時間也隨之加長。線路利用率低：每條通信線路只連接一個終端，使該線路利用率不高?？蓴U充性差：星型網(wǎng)絡由于受到硬件接口和軟件功能的限制，因而可擴充性較差。3、環(huán)型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)在環(huán)型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中，信號沿一個方向在閉合環(huán)路電纜中傳播。網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中都賦有一個具體地址，該地址也是網(wǎng)上某站點的地址。環(huán)型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。傳輸時延的確定性：從某源點發(fā)出的信息能在確定的時間內(nèi)到達目標節(jié)點。可靠性差：當環(huán)路上任何一個轉(zhuǎn)發(fā)器或者兩個轉(zhuǎn)發(fā)器之間的連線發(fā)生故障時，將導致整個網(wǎng)絡的癱瘓，因此，基本環(huán)型網(wǎng)絡是不可靠的。靈活性差：無論在增加或是減少網(wǎng)絡節(jié)點時，都需要斷開原有環(huán)路，并對介質(zhì)訪問控制進行調(diào)整。網(wǎng)絡建造容易：由于網(wǎng)絡中的每個轉(zhuǎn)發(fā)器都只與相鄰的兩個轉(zhuǎn)發(fā)器相連接，且介質(zhì)訪問控制也不復雜。1.2.4網(wǎng)絡型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)分為全連接網(wǎng)狀型和不完全連接網(wǎng)狀型兩種形式。在全連接網(wǎng)狀型中，每一個節(jié)點和網(wǎng)中其他節(jié)點均有鏈路連接。在不完全連接網(wǎng)型中，兩節(jié)點之間不一定有直接鏈路連接，它們之間的通信，可以依靠其他節(jié)點轉(zhuǎn)接。最能容錯的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是全連接網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)，在這種拓撲結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都能連接到其他節(jié)點上。4、網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)1.2.4網(wǎng)絡型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡型拓樸結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點是單一節(jié)點或者電纜區(qū)段的故障不會引起網(wǎng)絡崩潰。當某個電纜區(qū)段出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)能夠通過其他節(jié)點重新確定線路，并到達最終的目的地。因而，這種拓撲結(jié)構(gòu)具有較強的容錯（FaultTolerant）能力。網(wǎng)絡型拓撲實現(xiàn)起來成本非常高，布線也很麻煩。網(wǎng)絡型拓撲僅用于大型系統(tǒng)，例如幀中繼、ATM或者其他分組交換網(wǎng)絡中成本相對性能和容錯退居到次要位置。1.2.5混合型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)在選擇拓撲結(jié)構(gòu)時，主要考慮的因素有：安裝的相對難易程度、重新配置的難易程度、維護的相對難易程度、通信介質(zhì)發(fā)生故障時受到影響的設備的情況等。銅纜或銅線連接到以太網(wǎng)的示意圖主機箱主機箱主機箱雙絞線集線器BNCT型接頭收發(fā)器電纜網(wǎng)卡插入式分接頭MAUMDI保護外層外導體屏蔽層內(nèi)導體收發(fā)器DB-15連接器BNC連接器插口RJ-45插頭六、介質(zhì)訪問方式1、帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD2、令牌總線tokenbus3、令牌環(huán)tokenring1、CSMA/CD協(xié)議B向

D發(fā)送數(shù)據(jù)

C

D

A

E匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B發(fā)送的數(shù)據(jù)載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CDCSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection?！岸帱c接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上?！拜d波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。“載波監(jiān)聽”就是用電子技術(shù)檢測總線上有沒有其他計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)信號。1kmABt碰撞t=2

A檢測到發(fā)生碰撞

t=

B發(fā)送數(shù)據(jù)B檢測到發(fā)生碰撞

t=

t=0單程端到端傳播時延記為

1kmABt碰撞t=

B檢測到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t=

/2發(fā)生碰撞t=2

A檢測到發(fā)生碰撞

t=

B發(fā)送數(shù)據(jù)B檢測到發(fā)生碰撞

t=

ABABAB

t=0A檢測到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)ABt=0t=

B檢測到發(fā)生碰撞停止發(fā)送STOPt=2

A檢測到發(fā)生碰撞STOPAB單程端到端傳播時延記為

2、令牌總線2、令牌總線環(huán)初始化

新結(jié)點加入環(huán)

結(jié)點從環(huán)中撤出環(huán)恢復

優(yōu)先級

3、令牌環(huán)網(wǎng) 計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)是層和協(xié)議的集合1)標準化組織

國際標準化組織（ISO) ISO-InternationalStandardOrganization ISO的主要活動是制定國際標準，協(xié)調(diào)世界范圍內(nèi)的標準化工作。

ISO下設200個技術(shù)委員會，標準的制定過程經(jīng)過4個階段：工作草案、建議草案、國際標準草案、國際標準七、

計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

國際電信聯(lián)盟（ITU)ITU-T—InternationalTelcommunicationUnionITU的宗旨是維護與發(fā)展成員國間的合作以改進和共享各種電信技術(shù)

ITU有4個常設機構(gòu)： 總秘書處

國際頻率注冊委員會

國際無線電咨詢委員會

國際電報電話咨詢委員會（CCITT)

國際電信聯(lián)盟-電信標準部（ITU-T)

ITU-T—ITUTelecommunicationStandardizationSector

其前身是CCITT,是一個開發(fā)全球電信技術(shù)標準的國際組織,其宗旨是研究與電話、電報、電傳運作和關(guān)稅有關(guān)的問題，并對各種通信設備及通信規(guī)程的標準化的一系列建議

I系列建議-數(shù)字網(wǎng),包括ISDNT系列建議-終端設備V系列建議-電話網(wǎng)上的通信，ModemX系列建議-數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的建議X.25電器與電子工程師協(xié)會（IEEE)

IEEE—InstituteofElectricalandElectronicsEngineers

它是世界上最大的專業(yè)性組織，主要開發(fā)通信和局域網(wǎng)標準歐洲計算機制造商協(xié)會（ECMA)

ECMA—EuropeanComputerManufacturer’s Association

其宗旨是促進國家和國際機構(gòu)間的合作，致力于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的標準化和應用（OSI協(xié)議、數(shù)據(jù)網(wǎng)...）美國國家標準學會（ANSI) ANSI—AmericanNationalStandardsInstitute

研究物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、局域網(wǎng)標準電子工業(yè)協(xié)會（EIA) EIA—ElectronicIndustriesAssociation

制定電氣標準的組織EIARS-232ES-4492)OSI參考模型

OSI-OpenSystemInterconnection

開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型

OSI是為不同開放系統(tǒng)的應用進程之間進行通信所定義的標準

OSI包含兩部分：

ISO/OSI/RM(ISO7498)

服務與協(xié)議

OSI參考模型應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸介質(zhì)5234167

OSI參考模型

應用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層傳輸層會話層表示層應用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層傳輸層會話層表示層發(fā)送進程接收進程應用層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層主機A主機B路由器路由器物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層通信子網(wǎng)物理介質(zhì)物理介質(zhì)OSI參考模型示意圖OSI各特定層功能概述應用層Application表示層Presentation會話層session傳輸層transport物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層DataLink網(wǎng)絡層Network7654321處理網(wǎng)絡應用數(shù)據(jù)表示主機間通信端到端的連接尋址和最短路徑介質(zhì)訪問（接入）二進制傳輸?shù)?層：應用層(Application)為用戶的應用程序提供網(wǎng)絡通信服務識別并證實目的通信方的可用性使協(xié)同工作的應用程序之間進行同步判斷是否為通信過程申請了足夠的資源應用層協(xié)議的例子：遠程登錄協(xié)議Telnet、文件傳輸協(xié)議FTP、

超文本傳輸協(xié)議HTTP、域名服務DNS、

簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP、郵局協(xié)議POP3等第6層：表示層(Presentation)處理被傳送數(shù)據(jù)的表示問題，即信息的語法和語義。如有必要，使用一種通用的數(shù)據(jù)表示格式在多種數(shù)據(jù)表示格式之間進行轉(zhuǎn)換。例如：在日期、貨幣、數(shù)值（特別是浮點數(shù)）等本地數(shù)據(jù)表示格式與標準數(shù)據(jù)表示格式之間進行轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)的加解密、壓縮/解壓縮等本地表示1本地表示2公共表示公共表示表示層傳輸層第5層：會話層(Session)建立、管理和中止不同機器上的應用程序之間的會話。會話：完成一項任務而進行一系列相關(guān)的信息交換。同步（解決失敗后從哪里重新開始）設置檢查點——會話失敗后，恢復到最后一個檢查點處，而不用從頭開始。例如：數(shù)據(jù)送到打印服務器上打印。接收的數(shù)據(jù)已被確認，但打印機出現(xiàn)故障。這時沒必要再從頭開始打印，只要在每頁開始處設置檢查點，打印出錯時只需重傳最后一個檢查點以后的頁面。活動管理，保證活動的完整性和正確性?；顒樱合鄬Κ毩⒌囊唤M相關(guān)操作。

例如：一次會話傳送多個文件，其中每一個文件的傳送為一個活動?；顒?活動2會話文件1文件2第4層：傳輸層(Transport)為源端主機到目的端主機提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務；屏蔽各類通信子網(wǎng)的差異，使上層不受通信子網(wǎng)技術(shù)變化的影響。進行數(shù)據(jù)分段并組裝成報文流；提供“面向連接”（虛電路）和“無連接”（數(shù)據(jù)報）兩種服務；傳輸差錯校驗與恢復；信息流控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過載。數(shù)據(jù)報與虛電路的概念數(shù)據(jù)報：無連接的服務；虛電路：面向連接的服務數(shù)據(jù)報——每個分組作為一個獨立的信息單位傳送特征：不需要連接，也無需確認完整的網(wǎng)絡地址（源和目的）——信道利用率低不保證按序到達；每個分組均需進行路由選擇虛電路——傳輸前先建立一條邏輯連接，傳輸結(jié)束后拆除特征：需要建立連接僅在建立連接時需要全網(wǎng)地址，傳輸時用虛電路號按序到達；僅在建立連接時需要路由選擇兩類虛電路：永久虛電路——租用后便永久建立，退租后拆除。交換虛電路——需要通信時建立，通信結(jié)束便拆除。傳輸層的特點傳輸層以上各層：面向應用；以下各層：面向傳輸。傳輸層位于資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的交界處，起著承上啟下的作用。與網(wǎng)絡層的部分服務有重疊交叉。如何平衡取決于兩者的功能劃分。真正意義上的從源到目標實現(xiàn)“端到端”連接的層。

1-3層：鏈接,中繼；4-7層：端到端第3層：網(wǎng)絡層(Network)在源端與目的端之間建立、維護、終止網(wǎng)絡的連接。功能和服務最佳路由選擇和數(shù)據(jù)包中轉(zhuǎn)流量控制和擁塞控制差錯檢測與恢復流量統(tǒng)計和記賬路由選擇如何在多條通信路徑中找一條最佳路徑？

依據(jù)：速度,距離(步跳數(shù)),價格,擁塞程度路由器－路由表建立與維護靜態(tài)：人工設置，只適用于小型網(wǎng)絡動態(tài)：運行過程中根據(jù)網(wǎng)絡情況自動地動態(tài)維護路由算法距離向量算法：RIP、CGP等鏈路狀態(tài)算法：OSPF等第2層：數(shù)據(jù)鏈路層(DataLink)在物理線路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，使之對網(wǎng)絡層呈現(xiàn)為一條無錯的線路。所關(guān)心的問題包括：物理地址、網(wǎng)絡拓撲；組幀：把數(shù)據(jù)封裝在幀中,按順序傳送,并處理返回的確認幀；定界與同步：產(chǎn)生/識別幀邊界；差錯恢復：采用重傳（ARQ）的方法；流量控制：收發(fā)雙方傳輸速率的匹配。廣播式信道問題(LANorWireless)：

涉及到如何控制對共享信道的訪問。將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制(LogicalLinkControl,LLC)和介質(zhì)訪問控制子層(MediaAccessControl，MAC)兩個子層。由MAC子層解決介質(zhì)訪問控制問題，兩種主要的介質(zhì)訪問控制方法： -CSMA/CD -TOKENPASSING：TokenRing\TokenBusMAC子層的地址網(wǎng)絡中的每臺主機都必須有一個48位(6Byte)的全局地址，它是該主機在全球范圍的唯一標識符，與其物理位置無關(guān)。(比較IP地址)

該全局地址稱為MAC地址，也稱為物理地址，通常固化在網(wǎng)卡上。當一臺計算機插上一塊網(wǎng)卡后，該計算機的物理地址就是該網(wǎng)卡的MAC地址。MAC地址的例子(以十六進制表示)： 02·60·8C·67·05·A2第1層：物理層(Physical)實現(xiàn)在物理媒體上透明地傳送原始比特流。定義了激活、維護和關(guān)閉終端用戶之間機械的、電氣的、過程的和功能的特性。

數(shù)據(jù)終端設備DTE、數(shù)據(jù)通信設備DCEDTE——用于處理用戶數(shù)據(jù)的設備。如計算機、路由器。DCE——用于把DTE發(fā)出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成適合于在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男问?。如MODEM。物理層的特性包括：機械特性：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格電氣特性：信號電平，脈沖寬度，頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳送距離等功能特性：接口引腳的功能作用規(guī)程特性：信號時序，應答關(guān)系，操作過程TCP/IP與OSI體系結(jié)構(gòu)的比較OSI參考模型中采用了七個層次的體系結(jié)構(gòu)，TCP/IP協(xié)議的四層結(jié)構(gòu)是：應用層、運輸層、網(wǎng)際層、網(wǎng)絡接口層。TCP/IP協(xié)議層次關(guān)系圖TCP/IP協(xié)議集TCP/IP協(xié)議也采用對等層通信的模式，封裝和解除封裝也在各層進行。發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時，應用程序?qū)⒁l(fā)送的數(shù)據(jù)加上應用層頭部交給傳輸層，TCP或UDP再將數(shù)據(jù)分成大小一定的數(shù)據(jù)段，然后加上本層的報文頭。TCP/IP的數(shù)據(jù)封裝應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層Physical應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層TCP頭部數(shù)據(jù)IP頭部應用數(shù)據(jù)幀頭部IP數(shù)據(jù)包物理層◆OSI/RMTCP/IP數(shù)據(jù)傳輸過程.八、IP地址整個因特網(wǎng)可以看成為一個單一的、抽象的網(wǎng)絡。IP地址就是給每個連接在因特網(wǎng)上的主機（或路由器）分配一個在全世界范圍是惟一的32bit的標識符。IP地址由因特網(wǎng)名字與號碼指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)進行分配。1.IP地址及其表示方法1）IP地址的編址方法分類的IP地址：這是最基本的編址方法，在1981年就通過了相應的標準協(xié)議。子網(wǎng)的劃分：這是對最基本的編址方法的改進，其標準[RFC950]在1985年通過。構(gòu)成超網(wǎng)：這是比較新的無分類編址方法。1993年提出后很快就得到推廣應用。2）分類IP地址每一類地址都由兩個固定長度的字段組成，其中一個字段是網(wǎng)絡號net-id，它標志主機（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡，而另一個字段則是主機號host-id，它標志該主機（或路由器）。兩級的IP地址可以記為：IP地址::={<網(wǎng)絡號>,<主機號>}::=代表“定義為”net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001A類地址的網(wǎng)絡號字段net-id為1字節(jié)net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001A類地址的主機號字段host-id為3字節(jié)net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001B類地址的網(wǎng)絡號字段net-id為2字節(jié)net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001B類地址的主機號字段host-id為2字節(jié)net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001C類地址的網(wǎng)絡號字段net-id為3字節(jié)net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001C類地址的主機號字段host-id為1字節(jié)net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001D類地址是多播地址

net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段

0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

1

001E類地址保留為今后使用

路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的步驟先按所要找的IP地址中的網(wǎng)絡號net-id把目的網(wǎng)絡找到。當分組到達目的網(wǎng)絡后，再利用主機號host-id將數(shù)據(jù)報直接交付給目的主機。按照整數(shù)字節(jié)劃分net-id字段和host-id字段，就可以使路由器在收到一個分組時能夠更快地將地址中的網(wǎng)絡號提取出來。3）點分十進制記法10000000000010110000001100011111機器中存放的IP地址是32bit二進制代碼10000000000010110000001100011111每隔8bit插入一個空格能夠提高可讀性采用點分十進制記法則進一步提高可讀性1128

11331將每8bit的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)4）常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍

網(wǎng)絡最大第一個最后一個每個網(wǎng)絡類別網(wǎng)絡數(shù)可用的可用的中最大的網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機數(shù)

A126(27–2)112616,777,214B16,384(214)128.0191.25565,534C2,097,152(221)192.0.0223.255.255254互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡號必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡號就是IP地址中的net-id互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡號必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡號就是IP地址中的net-id互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡號必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡號就是IP地址中的net-id互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡號必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡號就是IP地址中的net-id互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個或兩個以上的IP地址。路由器的每一個接口都有一個不同網(wǎng)絡號的IP地址?；ヂ?lián)網(wǎng)中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個或兩個以上的IP地址。路由器的每一個接口都有一個不同網(wǎng)絡號的IP地址?；ヂ?lián)網(wǎng)中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個或兩個以上的IP地址。路由器的每一個接口都有一個不同網(wǎng)絡號的IP地址?；ヂ?lián)網(wǎng)中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)兩個路由器直接相連的接口處，可指明也可不指明IP地址。如指明IP地址，則這一段連線就構(gòu)成了一種只包含一段線路的特殊“網(wǎng)絡”?，F(xiàn)在常不指明IP地址。從1985年起在IP地址中又增加了一個“子網(wǎng)號字段”，使兩級的IP地址變成為三級的IP地址。這種做法叫作劃分子網(wǎng)(subnetting)

。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標準協(xié)議。5）三級的IP地址子網(wǎng)（subnet）

將一個大的網(wǎng)絡劃分成幾個較小的網(wǎng)絡，而每一個網(wǎng)絡都有其自己的子網(wǎng)地址；超網(wǎng)（supernet）

將一個組織所屬的幾個C類網(wǎng)絡合并成為一個更大地址范圍的邏輯網(wǎng)絡。

1）子網(wǎng)子網(wǎng)是指在一個IP地址上生成的邏輯網(wǎng)絡，它使用源于單個IP地址的IP尋址方案，把一個網(wǎng)絡分成多個子網(wǎng)，要求每個子網(wǎng)使用不同的網(wǎng)絡ID，通過把主機號（主機ID）分成兩個部分，為每個子網(wǎng)生成唯一的網(wǎng)絡ID。一部分用于標識作為唯一網(wǎng)絡的子網(wǎng)，另一部分用于標識子網(wǎng)中的主機。劃分子網(wǎng)純屬一個單位內(nèi)部的事情。單位對外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡。從主機號借用若干個比特作為子網(wǎng)號subnet-id，而主機號host-id也就相應減少了若干個比特。IP地址::={<網(wǎng)絡號>,<子網(wǎng)號>,<主機號>}劃分子網(wǎng)的基本思路凡是從其他網(wǎng)絡發(fā)送給本單位某個主機的IP數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡號

net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡上的路由器。然后此路由器在收到IP數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡號net-id和子網(wǎng)號subnet-id找到目的子網(wǎng)。最后就將IP數(shù)據(jù)報直接交付給目的主機?！?1014563所有到網(wǎng)絡的分組均到達此路由器我的網(wǎng)絡地址是R1R3R2網(wǎng)絡一個未劃分子網(wǎng)的B類網(wǎng)絡劃分為三個子網(wǎng)后對外仍是一個網(wǎng)絡01014563………子網(wǎng)子網(wǎng)子網(wǎng)所有到達網(wǎng)絡的分組均到達此路由器網(wǎng)絡R1R3R2當沒有劃分子網(wǎng)時，IP地址是兩級結(jié)構(gòu)，地址的網(wǎng)絡號字段也就是IP地址的“因特網(wǎng)部分”，而主機號字段是IP地址的“本地部分”。劃分子網(wǎng)后IP地址就變成了三級結(jié)構(gòu)。劃分子網(wǎng)只是將IP地址的本地部分進行再劃分，而不改變IP地址的因特網(wǎng)部分。劃分子網(wǎng)后變成了三級結(jié)構(gòu)三級層次的IP地址是：網(wǎng)絡號.子網(wǎng)號.主機號；第一級網(wǎng)絡號定義了網(wǎng)點的位置；第二級子網(wǎng)號定義了物理子網(wǎng)；第三級主機號定義了主機和路由器到物理網(wǎng)絡的連接；三級層次的IP地址，一個IP分組的路由選擇的過程為三步：第一步轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)點，第二步轉(zhuǎn)發(fā)給物理子網(wǎng)，第三步轉(zhuǎn)發(fā)給主機。從一個IP數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡是否進行了子網(wǎng)的劃分。使用子網(wǎng)掩碼(subnetmask)可以找出IP地址中的子網(wǎng)部分。6)子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼是一個32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡ID和主機ID，即可以快速確定IP地址的哪部分代表網(wǎng)絡號，哪部分代表主機號；用來將網(wǎng)絡分割為多個子網(wǎng)；判斷目的主機的IP地址是在本局域網(wǎng)還是在遠程網(wǎng)。在TCP/IP網(wǎng)絡上的每一個主機都要求有子網(wǎng)掩碼。這樣當TCP/IP網(wǎng)絡上的主機相互通信時，就可用子網(wǎng)掩碼來判斷這些主機是否在相同的網(wǎng)段內(nèi)。子網(wǎng)掩碼的概念

子網(wǎng)掩碼表示方法：網(wǎng)絡號與子網(wǎng)號置1，主機號置0。

net-idnet-idhost-id為全0net-id網(wǎng)絡地址A類地址默認子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡地址B類地址默認子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡地址C類地址默認子網(wǎng)掩碼111111111111111111111111000000000000000000000000111111111111111100000000000000001111111100000000host-id為全0host-id為全0A類、B類和C類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼

IP地址的各字段和子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡號net-id主機號host-id兩級IP地址網(wǎng)絡號net-idhost-id三級IP地址主機號subnet-id子網(wǎng)號子網(wǎng)掩碼因特網(wǎng)部分本地部分因特網(wǎng)部分本地部分劃分子網(wǎng)時的網(wǎng)絡地址1111111111111111

1111111100000000net-idsubnet-idhost-id為全0(IP

地址)AND(子網(wǎng)掩碼)=網(wǎng)絡地址網(wǎng)絡號net-id主機號host-id兩級IP地址網(wǎng)絡號三級IP地址主機號net-idhost-idsubnet-id子網(wǎng)號子網(wǎng)掩碼因特網(wǎng)部分本地部分因特網(wǎng)部分本地部分劃分子網(wǎng)時的網(wǎng)絡地址1111111111111111

1111111100000000net-idsubnet-idhost-id為全0AND掩碼運算

二進制的IP地址與掩碼按位進行“與”運算的過程

子網(wǎng)掩碼運算

子網(wǎng)地址空間的劃分實例

劃分子網(wǎng)就是將一個大網(wǎng)分成幾個較小的網(wǎng)絡；A類、B類與C類IP地址都可以劃分子網(wǎng)；劃分子網(wǎng)是在IP地址編址的層次結(jié)構(gòu)中增加了一個中間層次，使IP地址變成了三級層次結(jié)構(gòu)。例：一個大型跨國公司的管理者從網(wǎng)絡管理中心獲得一個A類IP地址；需要劃分1000個子網(wǎng)。分析：該公司需要有1000個物理網(wǎng)絡，加上主機號全0和全1的兩種特殊地址，子網(wǎng)數(shù)量至少為1002；選擇子網(wǎng)號的位長為10，可分配的子網(wǎng)最多為1024，滿足要求。A類地址子網(wǎng)劃分后的結(jié)構(gòu)

劃分子網(wǎng)后的地址范圍

劃分子網(wǎng)后的網(wǎng)點內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如何根據(jù)主機的IP地址判斷是否屬于同一個子網(wǎng)

在劃分子網(wǎng)的情況下，判斷兩臺主機是不是在同一個子網(wǎng)中，看它們的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)地址是不是相同。實例：主機1的IP地址為1主機2的IP地址為10子網(wǎng)掩碼為92判斷它們是不是在同一個子網(wǎng)上。主機1的IP地址與子網(wǎng)掩碼做與運算：主機2的IP地址與子網(wǎng)掩碼做與運算：結(jié)論:子網(wǎng)號都是0001101101，因此它們屬于同一個子網(wǎng)。6)特殊IP地址形式

直接廣播地址受限廣播地址“這個網(wǎng)的這個主機”地址

“這個網(wǎng)絡上的特定主機”地址回送地址.直接廣播地址A類、B類與C類IP地址中主機號全1的地址為直接廣播地址;用來使路由器將一個分組以廣播方式發(fā)送給特定網(wǎng)絡上的所有主機;只能作為分組中的目的地址;物理網(wǎng)絡采用的是點-點傳輸方式，分組廣播需要通過軟件來實現(xiàn)。.直接廣播地址.受限廣播地址網(wǎng)絡號與主機號的32位全為1的地址為受限廣播地址;用來將一個分組以廣播方式發(fā)送給本網(wǎng)的所有主機;分組將被本網(wǎng)的所有主機將接受該分組，路由器則阻擋該分組通過。.受限廣播地址.“這個網(wǎng)絡上的特定主機”地址主機或路由器向本網(wǎng)絡上的某個特定的主機發(fā)送分組；網(wǎng)絡號部分為全0，主機號為確定的值；這樣的分組被限制在本網(wǎng)絡內(nèi)部。

.“這個網(wǎng)絡上的特定主機”地址.回送地址回送地址是用于網(wǎng)絡軟件測試和本地進程間通信；TCP/IP協(xié)議規(guī)定：

含網(wǎng)絡號為127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡上；主機和路由器不能為該地址廣播任何尋址信息。.回送地址[RFC1918]指明的專用地址

到55

到55

到55這些地址只能用于一個機構(gòu)的內(nèi)部通信，而不能用于和因特網(wǎng)上的主機通信。專用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特網(wǎng)中的所有路由器對目的地址是專用地址的數(shù)據(jù)報一律不進行轉(zhuǎn)發(fā)。7)IP地址與硬件地址TCP報文IP數(shù)據(jù)報MAC幀應用層數(shù)據(jù)首部首部尾部首部鏈路層及以下使用硬件地址硬件地址網(wǎng)絡層及以上使用IP地址IP地址HA1HA5HA4HA3HA6主機H1主機H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)通信的路徑H1→經(jīng)過R1轉(zhuǎn)發(fā)→再經(jīng)過R2轉(zhuǎn)發(fā)→H2查找路由表查找路由表HA1HA5HA4HA3HA6主機H1主機H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機H1主機H2路由器R1IP層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC幀IP2IP4IP3IP5路由器R2

IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2從HA1

到HA3從HA4

到HA5從HA6

到HA2MAC幀MAC幀IP數(shù)據(jù)報從協(xié)議棧的層次上看數(shù)據(jù)的流動HA1HA5HA4HA3HA6主機H1主機H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機H1主機H2路由器R1IP層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC幀IP2IP4IP3IP5路由器R2

IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2從HA1

到HA3從HA4

到HA5從HA6

到HA2MAC幀MAC幀IP數(shù)據(jù)報從虛擬的

IP

層上看

IP數(shù)據(jù)報的流動HA1HA5HA4HA3HA6主機H1主機H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機H1主機H2路由器R1IP層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC幀IP2IP4IP3IP5路由器R2

IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2從HA1

到HA3從HA4

到HA5從HA6

到HA2MAC幀MAC幀IP數(shù)據(jù)報在鏈路上看

MAC幀的流動IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機H1主機H2路由器R1IP層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC幀IP2IP4IP3IP5路由器R2

IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2從HA1

到HA3從HA4

到HA5從HA6

到HA2MAC幀MAC幀IP數(shù)據(jù)報在IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到IP數(shù)據(jù)報圖中的IP1→IP2

表示從源地址IP1

到目的地址IP2

兩個路由器的IP地址并不出現(xiàn)在IP數(shù)據(jù)報的首部中IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機H1主機H2路由器R1IP層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC幀IP2IP4IP3IP5路由器R2

IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2從HA1

到HA3從HA4

到HA5從HA6

到HA2MAC幀MAC幀IP數(shù)據(jù)報路由器只根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡號進行路由選擇IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機H1主機H2路由器R1IP層上的互聯(lián)網(wǎng)IP2IP4IP3IP5路由器R2

IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2MAC幀從HA1

到HA3從HA4

到HA5從HA6

到HA2MAC幀MAC幀IP數(shù)據(jù)報在具體的物理網(wǎng)絡的鏈路層只能看見MAC幀而看不見IP數(shù)據(jù)報IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機H1主機H2路由器R1IP層上的互聯(lián)網(wǎng)IP2IP4IP3IP5路由器R2

IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2MAC幀從HA1

到HA3從HA4

到HA5從HA6

到HA2MAC幀MAC幀IP數(shù)據(jù)報IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)屏蔽了下層很復雜的細