计算机网络技术与应用电子教案

中等职业学校教学用书（计算机技术专业）,计算机网络技术与应用电子教案,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,一、计算机网络的概念,将地理位置不同但具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路将连接起来，由功能完善的网络软件实现网络资源共享的计算机系统的集合。 简单地说计算机网络是以资源共享、数据通信为目的、自主、互连计算机系统的集合。,二、网络的起源与发展,计算机网络技术是计算机及其应用技术和通信技术密切结合的产物。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,1.具有通信功能的单机系统,具有通信功能的单机系统，又可称为终端计算机网络，是早期计算机网络的主要形式。在这种系统中，终端设备与计算机之间的连接可以来用多种方式。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,2.具有通信功能的多机系统,具有具有通信功能的多机系统 ，又可称为面向终端的计算机通信网 。此系统中出现了前端处理机出现了前端处理机，在低速终端较集中的地区设置集中器 。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,3.计算机计算机网络系统,计算机 计算机网络的典型代表是ARPANET，提出了分组交换数据方式，采用了层次化的网络体系模型，并提出了通讯子网与资源子网的概念,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,4.计算机网络发展趋势,计算机网络正在向综合化、智能化、高速化发展, 综合业务数字网ISDN在20世纪70年代中期提出时采用电路交换技术。称为窄带综合业务数字网N-ISDN。, 智能网IN是指把信息传送和信息处理结合起来，使网络具有智能性。, 下一代网络NGN，是可以同时提供话音、数据、多媒体等多种业务的综合性的、全开放的宽频网络平台体系。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,5.我国计算机网络的发展, 铁道部于1980年开始联网实验。, 1989年2月我国的第一个公用分组交换网CHINAPAC通过试运行和验收，达到了开通业务的条件 。, 1993年底国家有关部门决定兴建“金桥”、“金卡”、“金关”工程，简称“三金”工程。, 1987年9月20日北京计算机技术研究所的钱天白教授发出第一封E-mail，标志着Internet已经成为中国人生活的一部分，揭开了Internet在我国发展的序幕。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,三、计算机网络的功能, 资源共享, 数据通讯, 均衡负载互相协作, 分布处理, 提高计算机的可靠性,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,四、计算机网络的分类,1.根据网络的作用范围进行分类, 局域网,根据网络的作用范围和计算机之间互联的距离划分，可以将网络划分为广域网、局域网和城域网三种类型。,局域网（ LAN）是限定在一定范围内的网络。一般限定在1-20km的范围内，由互连的计算机、打印机、网络连接设备和其他在短距离间共享硬件、软件资源的设备组成。, 城域网,城域网( MAN)与LAN相比扩展的距离更长，基本上是一种大型的LAN、通常使用与LAN相似的技术。, 广域网,广域网(WAN ) 也叫远程网，覆盖范围通常为数百公里到数千公里，甚至数万公里，可以是一个地区或一个国家，甚至世界几大洲或整个地球。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,2.按照网络的管理方式分类, 对等网,对等网通常是由很少几台计算机组成网络。采用分散管理的方式，网络中的每台计算机既作为客户机又可作为服务器，每个用户都管理自己机器上的资源，所有的主机在网络上处于一种对等的地位。, 客户机/服务器网络,客户机/服务器网络，常称为C/S网络，它的管理工作集中在运行特殊网络操作系统与服务器软件的计算机上进行，这台计算机被称为服务器。服务器可以验证用户名和密码的信息，处理客户机的请求，为客户机执行数据处理任务和信息服务。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,五.网络拓扑结构,网络的拓扑类型较多，基本的拓扑类型有以下三种：总线型、星型、环型 。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述, 总线型,总线型结构网络是将各个节点和一根总线相连。网络中所有的节点都通过总线进行信息传输，任何一个节点的信息都可以沿着总线向两个方向传输，并被总线中任何一个节点所接收。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,总线网络的主要优点：,结构简单灵活，对节点设备的装、卸方便，可扩充性好；连接网络所需的电缆长度短；另外，这种结构的网络节点响应速度快，共享资源能力强，设备投入量少，安装使用方便。,总线网络的主要缺点：,对通信线路(总线)的故障敏感，任何通信线路的故障都会使得整个网络不能正常运行；另外，由于共用一个总线，站点间为了协调通信，需要复杂的介质访问控制机制。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述, 星型,星型结构的网络是以中央节点为中心与各个节点连接组成的。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,星型网络的主要优点：,便于提供服务、便于扩展、连接点故障不影响全网，便于检查和隔离故障、便于控制和管理。,星型网络的主要缺点：,电缆长度长，费用高、中央节点故障会造成整个网络的瘫痪，对中央节点的可靠性和冗余度要求高、通信线路的利用率不高。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述, 环型,环型结构中的各节点是连接在一条首尾相连的闭合环型线路中的。环型网络中的信息传送是单向的，即沿一个方向从一个节点传到另一个节点。,第1章 计算机网络基础知识之网络概述,环型网络的主要优点：,结构简单，由此使得路径选择、通信接口、软件管理都比较简单，所以实现起来比较容易。,环型网络的主要缺点：,造价昂贵、另外当节点过多时，会影响传输效率，使网络响应时间变长；另外，在加入新的工作站时必须使环路暂时中断，故不利于系统扩充。,第1章 计算机网络基础知识之数据通信技术,一、数据通信基础,1.模拟通信与数字通信,在用户线上传输模拟信号的通信方式称为模拟通信。,数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。,第1章 计算机网络基础知识之数据通信技术,2 .异步传输与同步传输,异步传输以字符为单位传输数据，采用位形式的字符同步信号，发送器和接收器具有相互独立的时钟（频率相差不能太多），并且两者中任一方都不向对方提供时钟同步信号。,同步传输以数据帧为单位传输数据，可采用字符形式或位组合形式的帧同步信号，由发送器或接收器提供专用于同步的时钟信号。,第1章 计算机网络基础知识之数据通信技术,3.多路复用技术,常见的多路复用是频分多路复用（FMD）和时分多路复用（TDM）。,同一线路上不同频率的各路信道互不干扰地同时传输各自的信号，我们称之为频分多路复用。,如让各路通信按时间顺序瞬时地分别占有线路的整个频带，并周期性地重复此过程，该线路就按时间分隔成了多个逻辑信道，我们称之为时分多路复用。,第1章 计算机网络基础知识之数据通信技术,4.数据通信的主要技术指标, 带宽带宽即传输信号的最高频率与最低频率之差。理论分析表明，模拟信道的带宽或信噪比越大，信道的极限传输速率也越高。 比特率在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位（bit）数来表示，其单位为每秒比特数bit/s（bps）、每秒千比特数（Kbps）或每秒兆比特数（Mbps）来表示。 波特率波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特（Baud）。 波特率与比特率的关系为：比特率=波特率单个调制状态对应的二进制位数。 误码率误码率指在数据传输中的错误率。在计算机网络中一般要求数字信号误码率低于10-6。,第1章 计算机网络基础知识之数据通信技术,二、数据传输技术,1.基带传输与宽带传输,基带传输：直接使用数字信号传输数据时，数字信号几乎要占用整个频带，终端设备把数字信号转换成脉冲电信号时，这个原始的电信号所固有的频带，称为基本频带，简称基带。在信道中直接传送基带信号时，称为基带传输,当采用模拟信号传输数据时，往往只占用有限的频带，对应基带传输将其称为频带传输。通过借助频带传输，可以将链路容量分解成两个或更多的信道，每个信道可以携带不同的信号，这就是宽带传输。,第1章 计算机网络基础知识之数据通信技术,2.并行通信与串行通信,并行（Parallel）通信：数据以成组的方式在多个并行信道上同时传输。例如将构成1个字符代码的几位二进制比特位分别在几个并行线路上传输，每个比特使用一个单独的线路。,串行（Serial）通信：数据流以串行方式在一条信道上传输，即在一条线路上逐个的传送所有的比特。,并行通信适用于短距离的数据传输，串行通信适用于长距离的数据传输,第1章 计算机网络基础知识之数据通信技术,3.单工、半双工和全双工,单工（Simplex）通信：数据信号只能沿着一个方向上传输，发送方只能发送不能接收，接收方只能接收而不能发送。任何时候都不能改变信号传输的方向。例如无线电广播和电视广播。半双工（Half-Duplex）通信：数据信号可以沿两个方向传输，但两个方向不能同时发送数据，必须交替进行。半双工通信适用于会话式通信，例如警察使用的“对讲机”和军队使用的“步话机”。全双工（Full-Duplex）通信：数据信号可以同时沿两个方向传输，两个方向可以同时进行发送和接收，例如电话。,第2章 网络互联设备之网络传输介质,一、双绞线,双绞线是由相互绝缘并缠绕在一起的细芯铜导线对组成，通常由两对或更多对这样缠绕在一起的导线组成，依靠相互缠绕（双绞）作用，来消除或减少电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）。根据是否有屏蔽层，双绞线可分为屏蔽型双绞线(STP)和非屏蔽型双绞线(UTP)。,第2章 网络互联设备之网络传输介质,1、屏蔽双绞线,屏蔽双绞线是由成对的绝缘实心电缆组成，在实心电缆上包围着一层用金属丝编织的屏蔽层。屏蔽层减少了由RFI和EMI引起的对通信信号的干扰。,第2章 网络互联设备之网络传输介质,2、非屏蔽双绞线,非屏蔽双绞线(UTP)，就是平时所用的网线，由于其价格相对便宜且易于安装，是局域网组网布线中使用最多的网络电缆。UTP由位于绝缘保护层内的成对的电缆线组成，在缠绕在一起的绝缘电线和电缆外部的套之间并没有屏蔽。,第2章 网络互联设备之网络传输介质,3、双绞线的制作材料及工具, 线缆,AMP NETCONNECT为线缆生产厂商表识； CATEGORY 5e CABLE表示该双绞线属于CAT E5类，即超5类线材； E13804 1300为电缆产品型号； 24 AWG说明双绞线是由24 AWG直径的线芯构成，铜电缆的直径通常用AWG单位来衡量，通常AWG数值越小，电线直径越大，常见的有22/24/26等； CM(UL) CMG/MPG（UL）说明线材属于通信通用电缆，,第2章 网络互联设备之网络传输介质, RJ-45接口,RJ45接口采用透明塑料材料制作，由于其外观晶莹透亮，常被称为“水晶头”。RJ45接口具有8个铜制引脚，在没有完成压制前，引脚凸出于接口，引脚的下方是悬空的，有两到三个尖锐的突起。在压制线材时，引脚向下移动，尖锐部分直接穿透双绞线铜芯外的绝缘塑料层与线芯接触，很方便的实现接口与线材的连通。,第2章 网络互联设备之网络传输介质, 压线钳,压线钳规格型号很多，分别适用于不同类型接口与电缆的连接，通常用XPYC的方式来表示（其中X、Y为数字），P表示接口的槽位（Position）数量，常见的有8P、4P和6P，分别表示接口有8个、4个和6个引脚凹槽；C表示接口引脚连接铜片（Contact）的数量。如我们常用的标准网线接口为8P8C，表示有8个凹槽和8个引脚。,第2章 网络互联设备之网络传输介质, 网络连接电缆适用环境,第2章 网络互联设备之网络传输介质, 双绞线的制作过程, 利用压线钳的剪线刀口剪下所需要的双绞线长度，接着利用压线钳的剥线刀口将双绞线的外护套除去2.5厘米左右； 小心的拆开每一对线芯，按照规定的线序将拆开的线芯排列起来； 将排好线序的线芯拉直，排列整齐； 将整理好的线芯用压线钳剪线口修剪剩约14mm的长度，保证在插拔线材时纤细的内芯不会受力而损坏； 将线芯插入RJ45接口，注意此时RJ45接口正面朝上，并确定线芯每一根都插入接口最顶端； 确定双绞线的每根线信都已正确放置之后，用压线钳压接。 重复以上步骤，制作另一端的RJ45接头，要注意选择的线型对应的线序。,第2章 网络互联设备之网络传输介质,二、无线传输介质,常见的无线传输介质有红外线、无线电波、微波与光波,1.红外线传输技术,2.无线电波传输技术,3.微波传输技术,第2章 网络互联设备之网络传输介质,三、光纤与同轴电缆,1.光纤,光纤，全称为光导纤维，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。大多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线也被称为“光缆”。,第2章 网络互联设备之网络传输介质,按光在光纤中的传输模式可将光纤分为：单模光纤和多模光纤。,多模光纤：纤芯较粗（直径约为50或62.5m）可传多种模式的光源。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重，因此，多模光纤传输的距离比较近，一般只有几公里。,单模光纤：中心纤芯很细（纤芯直径一般为810m），采用激光器做光源，只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特性，传输距离可以达到几十公里至上百公里，因而适用于远程通讯。,第2章 网络互联设备之网络传输介质,2.同轴电缆,同轴电缆是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。最常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜质导体组成，在里层绝缘材料的外部是另一层环形铜丝网或铝箔构成的屏蔽层，然后整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的外层护套包裹。,第2章 网络互联设备之常用网络设备,一、网卡,网卡是网络接口卡的简称，也称为网络适配器，是计算机网络中必不可少的基本网络设备。网卡是网络接口卡的简称，也称为网络适配器，是计算机网络中必不可少的基本网络设备。,网卡在网络中主要作用是：在发送方，把计算机系统要发送的数据转换成能在网线上传输的bit流；在接收方，把从网线上接收来的bit流重组成计算机系统可以处理的数据，并判断数据是否是发给自己的，如果是发送给自己的则接收，如果不是发送给自己的则丢弃。,第2章 网络互联设备之常用网络设备,1.网卡分类,网卡种类繁多，可以从其总线类型、网络接口、网络类型、支持的带宽等不同的角度进行划分网卡种类繁多，可以从其总线类型、网络接口、网络类型、支持的带宽等不同的角度进行划分。, 按总线类型划分 按总线类型，可以将网卡分为ISA网卡、PCI网卡及专门用于笔记本电脑的PCMCIA网卡。,第2章 网络互联设备之常用网络设备, 按带宽划分按网卡所支持的带宽分，网卡有10Mbps网卡、100 Mbps网卡、10/100 Mbps自适应网卡和10/100/1000 Mbps自适应网卡。,2.网卡的地址,MAC地址是一个48bit的二进制整数（早期也有16bit的MAC地址），通常用12个16进制数方式来表示，为了便于读取，通常每两个16进制数之间用冒号或减号进行分段 。在MAC地址的48bit中，前24bit是硬件生产厂商编号，由IEEE组织分配，后24bit是序列号。当生成商要生产网卡时，首先去申请一个厂商编号，生产的每块网卡则依次取得一个序列号。,第2章 网络互联设备之常用网络设备,3.网卡的选购,首先要根据传输介质选择适当的接口类型，局域网网卡常用的是RJ45接口。如果是无线网卡，则要根据网络情况选择802.11a/b/g类型，现在市场主流的是802.11g兼容802.11b的网卡。 网卡支持的速率 网卡的品牌特殊需要的网卡,第2章 网络互联设备之常用网络设备,二、集线器,1.集线器的基本知识,集线器英文名称HUB，是我们组建局域网时经常使用到的网络设备。集线器的主要作用是将网络中的节点集中到以它为核心的中心节点，构成物理上的星型网络，以优化网络布线结构，简化网络管理。,第2章 网络互联设备之常用网络设备,2.集线器的分类, 依据带宽进行分类可以将集线器分为10Mbps、100Mbs、10/100Mbps自适应型双速集线器和1000Mbps集线器等。, 按照管理方式分类 按照管理方式的不同，集线器可以分为哑集线器和智能集线器两种。, 按配置形式分类按照配置形式集线器可以分为独立集线器、模块化集线器和可堆叠式集线器 。,第2章 网络互联设备之常用网络设备,三、交换机,交换机英文名称Switch，是构建局域网使用最多的网络设备之一，又称为网络开关，是专门设计的、使计算机能够相互高速通信的独享带宽的网络设备。它属于集线器的一种，交换机可以智能的分析数据包，有选择地将数据发送出去。交换机工作于ISO/OSI 模型的数据链路层。,第2章 网络互联设备之常用网络设备,1.交换机的工作过程, 缓存,第2章 网络互联设备之常用网络设备, 学习, 扩散,第2章 网络互联设备之常用网络设备, 转发, 过滤,第2章 网络互联设备之常用网络设备,2.交换机的分类,从广义上讲，交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备。,局域网交换机可以分为工作组交换机、部门级交换机和企业级交换机三类。, 工作组交换机, 部门级交换机, 企业级交换机,第2章 网络互联设备之常用网络设备,3.交换机的主要技术指标, 端口数量 端口速率 机架插槽数和扩展槽数 背板带宽 支持的网络类型 支持的物理地址数量 最大可堆叠数 可网管 最大SONET端口数 支持的协议和标准。,第2章 网络互联设备之常用网络设备,四、路由器,路由器英文名称为Router，是连接不同子网的网络设备。路由器在相邻路由器节点之间进行路径选择，通过最佳的路径来传送数据包。路由器能隔离广播，阻止广播风暴。路由器工作在ISO/OSI模型的网络层，因此可以连接物理层和数据链路层结构不同的网络。,第2章 网络互联设备之常用网络设备,1.路由器的功能, 连接功能, 网络地址判断、最佳路由选择和数据处理功能, 设备管理功能,2.路由器的种类, 按照协议来分，路由器可以分为单协议路由器和多协议路由器, 按照使用场所来分，路由器可以分为本地路由器和远端路由器,网络协议与IP寻址之网络结构的分层设计,一、网络协议,协议是用来描述进程之间信息交换过程的一组术语。在计算机网络中包含有多种计算机系统，它们的硬件和软件系统有着很大的差异，要使得它们之间能够相互通信，进行数据交换，就必须有一套通信管理机制使通信双方能正确地接收信息，并能理解对方的信息含义，它们必须事先约定一个规则，这种规则就称为协议。,网络协议主要由3个要素组成：语法、语义和交换规则。语法是以二进制形式表示的命令和相应的结构，确定协议元素的格式（规定数据与控制信息的结构和格式）；语义是由发出请求、完成的动作和返回的响应组成的集合，确定协议元素的类型，即规定通信双方要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答；交换规则规定事件实现顺序的详细说明，即确定通信状态的变化和过程，如通信双方的应答关系。,网络协议与IP寻址之网络结构的分层设计,二、分层设计,在网络体系结构中，N层是N-1层的用户，同时又是N1层的服务提供者。对N层而言，N1层用户直接获得了N层提供的服务，而N层的服务是建立在N-1层所提供的服务基础之上的。,网络协议与IP寻址之网络结构的分层设计, 各层之间相互独立，高层不必关心低层的实现细节，只要知道低层所提供的服务，经及本层向上层所提供的服务即可，能真正做到各司其职。有利于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。 易于实现标准化。,网络体系结构中采用层次化结构的优点：,网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型,一、 OSI参考模型的特征,网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型,1.分层,OSI参考模型采用分层的方法来组织。将一个复杂的网络通信任务分层若干个层，通过每个层实现自己的功能，从而实现网络通信的功能。每一层的功能和其他各层不重复，每一层的变化也不会影响到其他层，从而可以利于研发，也易于厂商提供相应的设备。,网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型,2.协议与协议栈,OSI参考模型采用七层组织的层次结构，每一层不仅仅定义了其功能，也定义了在通信过程中必须要遵守的规则，我们称之为层的协议。比如主机A的会话层和主机B的会话层都要遵守统一的会话层的协议，这样才能够互相通信。各层的层次协议按照层次顺序的排列称为协议栈。,网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型,二、OSI参考模型各层的功能,OSI参考模型将网络分为七个层次，其中第一层到第三层属于通信子网的功能范畴，第五层到第七层属于资源子网的范畴，第四层起着衔接上下三层的作用。各层在网络中发挥着各自的作用。,1.物理层,物理层处于OSI参考模型的最底层，直接面向网络传输介质；物理层负责将二进制数据位流（bit）通过传输介质，从一台计算机发送给另一台计算机。在常用的网络设备中，集线器工作在OSI参考模型的物理层 。,物理层具体解决了以下问题： 使用什么类型的传输介质，使用什么样的连接器件和连接设备。 使用什么拓扑结构。 什么样的物理信号表示二进制的0和1，以及该物理信号与传输相关的特性如何。,网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型,数据链路层位于OSI参考模型的第二层，数据链路层就在物理层的基础上，通过将bit组织封装成帧，从而建立一条可靠的数据传输通道。在常用的网络设备中，网卡和交换机是工作在数据链路层重要的网络设备 。,2.数据链路层,数据链路层具体解决了以下问题： 将bit信息加以组织封装成帧。 确定了数据帧的结构。 通过使用硬件地址及物理地址来寻址。 实现差错校验信息的组织。 对共享的介质实现访问控制。,网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型,网络层位于OSI参考模型的第三层，提供了数据的网络地址，也就是IP地址，同时提供了统一的寻址方案，因此它屏蔽了底层的技术细节，把各种网络统一到了一个逻辑平台上。网络层传输的数据单位称为分组。路由器是工作在OSI参考模型的网络层的重要设备，通过网络层的地址路由器可以为网络访问提供访问路径。路由器同时在数据传输过程中实现流量控制和差错管理。,3.网络层,网络层具体解决了以下问题： 提供了网络层的地址（IP地址），并进行不同网络系统间的路径选择。 数据包的分割和重新组合。 差错校验和恢复。 流量控制和拥塞控制。,网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型,数据链路层位于OSI参考模型的第四层，传输层负责准确可靠的将数据从网络的一端传到另一端。,4.传输层,传输层具体解决了以下问题： 建立连接。 保证数据无差错的传输。,5.会话层,数据链路层位于OSI参考模型的第五层，会话层主要负责管理远程用户或进程之间的通信。,会话层具体解决了以下问题：会话的建立。通信的控制。,网络协议与IP寻址之开放系统互联参考模型,数据链路层位于OSI参考模型的第五层，表示层确保一个系统的应用层发送的信息能够被另一个系统能读取。,6.表示层,表示层具体解决了以下问题： 数据的表示。 数据的压缩与解压。 定义传输的句法和转换。,7.应用层,应用层处于OSI参考模型的最顶层，直接面向用户；它为数据库访问、电子邮件、文件传输等用户应用程序提供直接服务。,应用层具体解决了以下问题： 提供用户接口，得到传输的数据。 提供面向用户的界面，即实用程序。 涉及到网络服务、服务公告及服务使用方式。,网络协议与IP寻址之TCP/IP协议,一、TCP/IP层次结构,TCP/IP模型共分成四层，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。 TCP/IP模型共分成四层，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。,网络协议与IP寻址之TCP/IP协议,TCP/IP 每层功能及使用的协议,1.网络接口层,TCP/IP模型中的网络接口层又称为“网络接入层”或者“网络访问层”，具体负责选择一条物理链路，并通过该物理链路将数据从发送端送到接收端。网络接口层的功能包括IP地址与物理硬件地址的映射，基于不同硬件类型的网络接口，定义了和物理介质的连接等等。,2.网络层,TCP/IP的网络层对应于OSI参考模型的第三层（网络层），它主要进行最佳路径的选择和数据包的转发。该层负责相同或不同网络中计算机的通信，主要处理来自传输层的分组发送请求和路由选择。 使用的主要协议有IP、ICMP、ARP、RARP协议。,网络协议与IP寻址之TCP/IP协议,3.传输层,传输层也称为主机到主机层，对应于OSI参考模型的第四层（传输层）。在TCP /IP模型中，传输层提供端到端，即应用程序之间的通信，主要功能是数据格式化、数据确认、可靠性、流量控制和丢失重传等典型的问题。 位于该层的TCP协议（传输控制协议）是TCP/IP模型中最主要的协议之一，它提供了面向连接的可靠的传输服务。传输层还提供了一种不可靠的UDP传输协议，即用户报文协议。,4.应用层,TCP/IP应用层对应于OSI参考模型的上三层（会话层、表示层和应用层），它包括了一些服务。这些服务是与终端用户直接相关。应用层还要告诉传输层哪个数据流是由哪个应用程序发出的。使用的主要协议有HTTP、SMTP、SNMP、DNS、Telnet等协议。,网络协议与IP寻址之TCP/IP协议,二、TCP/IP数据封装过程, 用户调用应用程序通过TCP/IP来访问相应的服务。应用层负责将这些应用程序信息转换成数据流，交给传输层处理。 传输层的基本任务是提供端到端的通信。传输层的协议负责系统地管理信息地流动，提供可靠或不可靠地传输服务。 网络层负责处理主机之间的通信。该层还要解决如何交付数据包，是交给路由器，还是交给本地端口。 网络接口层负责将网络层提供的数据包封装成帧，帧中包括源MAC地址、目的MAC地址、使用何种协议等等，在接收方，该层读取帧中的信息，如果发给自己则拆开帧头，将数据包交给网络层处理。如果不是，则丢弃该帧。 最后硬件把帧转换成比特流通过传输介质将信息送出去。,网络协议与IP寻址之IP地址与IP寻址,一、IP地址,1.IP地址的作用,网络协议与IP寻址之IP地址与IP寻址,2.IP地址的表示,IP地址由网络位和主机位组成网络位所在网络地址（网络ID） 在哪个网络上？所在网络上计算机的地址主机位（主机ID）该网络的哪台主机？,网络协议与IP寻址之IP地址与IP寻址,3.IP地址的分类,IP地址共分为5类：A、B、C、D、EIP地址共分为5类：A、B、C、D、E,网络协议与IP寻址之IP地址与IP寻址,4.IP地址的分配原则, 只有A、B、C三类地址可以分配给计算机和网络设备； IP地址的第一个段不能为127，保留留作测试使用； 网络地址不能全为0，也不能全为1。全为0没有网络，全为1用作网络掩码； 主机地址不能全为0，也不能全为1。全为0代表网络，全为1代表主机； IP地址在网络中必须惟一。,5.私有IP地址, 1个A类地址：55 16个B类地址： 256个C类地址：55,网络协议与IP寻址之IP地址与IP寻址,二、子网与子网掩码,1.子网,网络协议与IP寻址之IP地址与IP寻址,2.子网掩码,子网掩码是一个32位的数字，其主要作用是将网络地址从IP地址中剥离出来，求出IP地址的网络号。即告诉TCP/IP主机，IP地址的哪些位对应于网络地址，哪些位对应于主机地址。TCP/IP协议使用子网掩码判断目标主机地址是位于本地子网还是远程子网。子网中的所有主机必须配置相同的子网掩码。,3.可变长的子网掩码,网络协议与IP寻址之IP地址与IP寻址,4.子网掩码的计算, 利用子网数来计算,在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。将子网数目转化为二进制来表示取得该二进制的位数，为 N取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。如欲将B类IP地址划分成27个子网： 27=11011 该二进制为五位数，N = 5 将B类地址的子网掩码的主机地址前5位置 1，得到 即为划分成 27个子网的B类IP地址 的子网掩码。,网络协议与IP寻址之IP地址与IP寻址, 利用主机数来计算,如欲将B类IP地址划分成若干子网，每个子网内有主机700台： 700=1010111100 该二进制为十位数，N = 10 将该B类地址的子网掩码的主机地址全部置 1，得到55然后再从后向前将后 10位置0,即为： 11111111.11111111.11111100.00000000即。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址 的子网掩码。,局域网之局域网概述,一、局域网的技术特点,1.局域网覆盖地理范围有限,2.具有较高的传输速率,3.局域网一般属于一个单位所有，易于管理与维护,4.决定局域网特性的主要技术要素是：网络拓扑结构、传输介质与介质访问控制方法。,5.局域网从介质访问控制方法的角度可以分为两类：共享介质局域网和交换式局域网。,局域网之局域网概述,二、局域网的组成,计算机网络系统是由网络硬件系统和网络软件系统两部分组成,1.局域网的硬件系统, 服务器 工作站 网络接口卡 传输介质 集线设备,2.局域网的软件系统, 网络操作系统 工作站软件 网卡驱动程序 网络应用软件 网络管理软件,局域网之局域网概述,三、局域网的分类, 以太网以太网是目前应用最为广泛、最为成熟的网络类型，由美国的施乐公司于1975年研制成功。常见的以太网有四种类型：10Base5、10Base2、10Base-T、10Base-F，其传输介质分别为粗缆、细缆、双绞线和光纤。 快速以太网执行的是以太网的扩展标准，保留着传统以太网的所有特征。快速以太网主要有两种类型：100Base-T和100Base-VG，快速以太网可以使用的传输介质为光纤和5类非屏蔽双绞线。 千兆以太网传输速率可达1Gbps，并向下兼容现有的10Mbps以太网和100Mbps快速以太网，能够将10M、100M和1000M三种不同的传输速率完美地组织成一个网络。千兆以太网可以使用的传输介质为光纤和5类非屏蔽双绞线。,局域网之局域网概述, ATMATM是高速分组交换技术，其基本数据传输单元是信元。在ATM交换方式中，文本、语音、视频等所有数据被分解成长度固定的信元，信元由一个5字节的元头和一个48字节的用户数据组成，长度为53个字节。它必须使用光纤用为传输介质，主要应用于主干网上。 FDDI光纤分布数据接口（FDDI）标准是由美国国家标准协会建立的一套标准，它使用基本令牌的环型体系结构，以光纤为传输介质，传输速率可达100Mbps，主要用于高速网络主干，能够满足高频宽信息的传输需求。,局域网之局域网的网络模式,一、对等网络,对等网络是指网络上每个计算机的地位都是平等的或者是对等的。没有特定的计算机作为服务器。在Windows系列操作系统中，对等网络又称为工作组网络（Workgroup）。,1.对等网络的特点, 网络中主机地位相等 管理方便 成本低廉,2.对等网络的规划,局域网之局域网的网络模式,星型结构对等网用户要选购的硬件包括： 交换机 每台上网的计算机购置一块带有RJ45接口的网卡； 每台上网的计算机购置一条未端装有RJ45接头的双绞线，双绞线的长度视计算机与集线器的距离而定，一般在100米以内。3.适用场合对等网非常适用于小型办公室、实验室和家庭等小规模网络，通常对网络计算机工作站的要求是，最好不超过10台计算机，超过10台计算机以后，对等网的维护会变得十分困难。,局域网之局域网的网络模式,二、客户/服务器（C/S）网络,客户/服务器网络（C/S）是以服务器为中心的网络模型，也称为主/从结构网络。,1.C/S网络模型的组成, 网络服务器网络服务器是指在网络中对某种服务进行集中管理和控制的网络主机。网络服务器的配置一般都高于客户机，网络操作系统运行在网络服务器上。 客户机客户机又称为工作站，是用户访问网络资源和请求网络服务的接口。用户可以通过客户机向服务器请求服务和访问共享资源，并通过网络从服务器中获取共享资源或应用程序运行的结果。,局域网之局域网的网络模式,2.客户机/服务器模型（C/S）的特点, 分工明确在客户机/服务器模型中，网络中计算机分工明确。服务器就是负责网络资源的管理和提供网络服务的，客户机向服务器请求服务和访问共享资源。 集中式管理 这种网络模型中服务器承担集中式网络管理的工作，从用户身份的验证到资源访问控制都是在服务器上进行的，网络管理更加方便和专业。 可扩充性好客户机/服务器模型的可扩充性优于对等网。,3.适用场合C/S结构具有广泛的适用性，因此被应用于各种要求安全性能较高的、便于管理的、具有各种计算机档次的中小型单位。,局域网之常用局域网技术,一、以太局域网,世界上第一个以太局域网是在1972年由美国施乐公司Palo Alto研究中心开发了的实验系统，目的是将办公室中的工作站与昂贵的主计算机连接起来，以便让工作站分享主计算机资源和其他昂贵的外设。,1.以太局域网的标准IEEE 802模型的标准从802.1802.13,2. 以太网的介质访问控制方法带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）,冲突检测/载波侦听（CSMA/CD）是以太网中采用的介质访问控制方法，它的控制规则是各用户之间采用竞争方法抢占传输介质以取得发送信息的权利。,局域网之常用局域网技术,3.主要的以太网, 10M以太网10M以太网技术有10Base 5、10Base 2和10Base T三种类型。 10Base 5这种以太网称为粗缆以太网，采用总线结构，使用同轴电缆作为传输介质，每一段电缆的最大长度为500米。 10Base 2这种以太网称为细缆以太网，传输速率均为10Mbps，使用细同轴电缆作为传输介质，每一段电缆的最大长度为185米。 10Base-T10Base-T以太网采用星型拓扑结构，中央节点是一个集线器HUB，每个节点把数据传输到中央节点，中央节点再传输到每一个节点。10Base-T每段的距离限制为100米。 快速以太网(Fast Ethernet)100Base-X 千兆以太网和万兆以太网,局域网之常用局域网技术,二、无线局域网,无线局域网WLAN是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，移动通信技术的飞速发展也为无线接入提供了基础。WLAN可提供移动接入的功能，一般采用红外线（IR）和无线电射频（RF）技术，而RF技术使用得更多一点，因为其覆盖范围更广、传输速率更高。,1.无线局域网的标准主要无线局域网标准有IEEE 802.11协议簇、蓝牙协议、HomeR,红外线技术IR是指波长为850950nm的红外线在室内传输数据，速率为12Mbps。蓝牙协议是低带宽、短距离、低功耗的数据传输技术，用于手机、笔记本电脑等设备中。Home RF标准的传输速率为10Mbps，集成了语音和数据传输技术。,局域网之常用局域网技术,2.无线局域网的优点, 移动性好 可扩充性强 建设成本低 施工周期短 兼容性强 多种终端接入。,3.无线局域网的传输技术, 基于红外线的无线局域网, 扩展频谱技术,因特网接入技术之因特网基础知识,一、因特网的基本概念和组成,1.因特网,从技术角度看，因特网是一种计算机互联网，这个互联网运行TCP/IP协议，并且由分布在世界各地的、数以万计的、各种规模的计算机网络，借助于网络互联设备路由器，相互连接而成。从用户角度来看，因特网是一个信息资源网。接入因特网的主机既可以是信息资源及服务的提供者，也可以是信息资源及服务的使用者,2.因特网的主要组成部分, 通信线路 路由器 服务器与客户机 信息资源,因特网接入技术之因特网基础知识,二、因特网的基本功能,1.WWW服务WWW服务是World Wide Web服务的英文简写，是由分布于全球的因特网计算机上的“网页”文件链接而成的信息联合体。 2.电子邮件（E-mail）用户使用电子邮件可以实现因特网上相互快速地传递文件形式的邮件。3.电子公告板（BBS）实时性好和影响面大，现在成为网上文字讨论会。4.文件传输（FTP）文件传输是因特网上的一种高效、快速传输大量信息的方式，通过网络可以将文件从一台计算机传送到另一台计算机。5.远程登录允许用户计算机通过网络注册到另一台远程计算机上，使用远程计算机系统的资源。,因特网接入技术之因特网基础知识,三、因特网常用术语,1.ISPISP是提供因特网服务的服务商。ISP是连接因特网的渠道。2.IP地址3.主页Web网站是由大量的网页组成的。4.超文本与超链接所谓“超文本”就是指它的信息组织形式不是简单地按顺序排列，而是用指针链接的复杂的网状交叉索引方式，对不同来源的信息加以链接，可以链接的有文本、图像、动画、声音或影像等，而这种链接关系则称为超链接。5.统一资源定位器URL统一资源定位器就是人们平时所说的网址，它是一种标准化的命名方法，提供一种WWW页面地址的寻找方法。,因特网接入技术之因特网接入技术,网络接入技术是指用户计算机或局域网接入广域网的技术，即用户终端与ISP的互连技术。当前的网络接入技术大致分为五类：一是调制解调器及其改进技术；二是基于电信网用户线的数字用户线接入技术；三是基于有线电视CATV网传输设施的电缆调制解调器接入技术；四是基于光缆的宽带光纤接入技术；五是基于无线电传输手段的无线接入技术。,一、拨号上网,拨号上网，它是利用串行线因特网协议SLIP或点对点协议PPP把用户计算机与因特网主机连接起来，以实现用户计算机接入因特网的目的。拨号上网比较适合个人和业务量小的单位使用，用户所需的设备简单，只要配备一台计算机、普通的通信软件一个、Modem一个和电话线一根。,因特网接入技术之因特网接入技术,接入设备,接入方法,因特网接入技术之因特网接入技术,二、数字用户线(xDSL)接入,1.xDSL的种类, 非对称数字用户线ADSL非对称用户线ADSL允许在一对双绞铜线上，在不影响现有的电话业务的情况下，进行非对称性的高速数据传输。它的上行传输速率为224kbps640 kbps，下行传输速率为1.533M bps9.2M bps；传输距离在2.75.5km。 高比特率数字用户线HDSLHDSL是一种对称的高速数字用户环路技术，上行和下行速率相等，通过两对或三对双绞铜线提供全双工1.554/2.048Mbps的数据传输能力。,因特网接入技术之因特网接入技术, 对称数字用户线SDSL对称数字用户线也称单线数字用户线，是HDSL的一个分支，采用2B1Q线路编码，上行与下行速率相同，传输速率由几百kbps到2Mbps，传输距离可达3km左右。 速度自适应数字用户线速度自适应数字用户线RADSL能够自动地动态地根据所要求的线路质量调整自己的速率，为远距离用户提供质量可靠的数据网络接入手段。其下行速率从384kbps到9.2Mbps，上行速率从128kbps到768kbps，传输距离可达5.5km左右。 甚高比特率数字用户线VDSL通常采用DMT调制方式，从一对铜双绞线上实现数字双向传输，其下行速率可达1352Mbps，上行速率可达1.57Mbps，传输距离约为300m1.3km。,因特网接入技术之因特网接入技术,2.ADSL接入系统,ADSL接入系统是由局端数据利用设备DSLAM、局端话音数据分离器、本地市话线路、用户端话音数据分离器和用户端数据设备组成 。,因特网接入技术之因特网接入技术,3.用户端的连接与设置,ADSL的用户端计算机通过ADSL Modem和一个线路分离器与电话线连接起来，并对计算机进行相应的设置后，用户就可以通过电话线实现高速上网了。,因特网接入技术之因特网接入技术,三、Cable Modem的接入,1.Cable Modem的基本知识,Cable Modem中文名称为电缆调制解调器，又称为线缆调制解调器，是一种可以通过有线电视HFC网络实现高速数据接入设备，简称为CM，属于用户端设备，放置于用户的家中，有外置式和内置式两种类型。Cable Modem通常至少有两个接口，一个用来接有线电视端口，另一个与计算机相连，其作用是对数据进行调制，在一定的频率范围内，利用有线电视网线缆将信号传输出去，接收方再对这一信号进行解调，还原出数据。Cable Modem一般采用非对称方式，下行通道要比上行通道占用大得多的频谱带宽，上行通道占用带宽低于2 MHz，而下行通道占用6 MHz。,因特网接入技术之因特网接入技术,2.用户端的连接与设置,Cable Modem的用户端计算机通过Cable Modem和一个有线电视分支器与用户进户的有线电视电缆连接起来，在对计算机进行相应的设置后，用户就可以通过有线电视网络实现高速上网,因特网接入技术之因特网接入技术,四、以太网接入,1.以太网接入模型,因特网接入技术之因特网接入技术,2.用户端的连接与设置,用户端的接入通常有两种情况，一种是光纤接入，主要适用于小型的公司、规模较小的学校、机关和医院等单位，提供的端口10M或100M；另一种是双绞线接入，主要适用于家庭用户，提供的端口为10M。,光纤接入的用户需要一个专门的光纤收发器，将光信号转换为电信号。,因特网接入技术之因特网接入技术,光纤接入用户的连接,Windows Sever 2003有四个版本：Windows Sever 2003标准版、Windows Sever 2003企业版、Windows Sever 2003数据中心版、Windows Sever 2003 Web版。,第6章 Windows 2003安装与配置windows 2003家簇产品,1.Windows Sever 2003标准版Windows Sever 2003标准版是小型企业与部门应用的理想选择，支持64位计算平台，支持SMP（对称式多处理器系统）最大CPU数为4个，最大内存为4G，不支持内存的热拔插，支持集群技术中的网络负载平衡，不支持集群服务。2.Windows Sever 2003企业版Windows Sever 2003企业版是为满足各种规模的企业的一般用途而设计，是一种全功能的服务器操作系统。支持64位计算平台，支持SMP最大CPU数为8个，最大内存为32G，支持内存的热拔插，支持集群技术。,第6章 Windows 2003安装与配置windows 2003家簇产品,3、Windows Sever 2003数据中心版Windows Sever 2003数据中心版支持64位计算平台，支持SMP