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网络层次模型,应用层,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,7654321,二进制位流传输激活和维持系统间的物理链路,介质访问控制提供通过介质的传输控制，如差错和流量控制,寻址和路由确定数据从一处传输到另一处的最佳路径,端到端连接数据流的分段和重组，提供可靠的端到端传输,主机间通信建立、维持和管理应用系统之间的会话,数据表示提供数据表示、代码格式和数据传输语法协商,处理网络应用为应用系统提供网络服务,1、OSI参考模型和网络通信结构,每一层包含一组协议，以及相应的语法、语义和交换规则；每层实现一组特定的通信功能，逻辑上相对独立；每一层代表着本层和底下所有各层的通信功能，并为上层提供通信服务。,1,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,发送进程,接收进程,物理层,数据链,路层,网络层,主机A,主机B,路由器,路由器,物理层,数据链,路层,网络层,通信子网,物理介质,物理介质,物理通信,物理通信：是通信进行的真实路径，从发送主机的上层逐层向下传递经通信介质和通信子网送达目标主机，然后在目标主机中逐层向上传递。物理通信是由主机和网络设备中的逐层通信及通信子网中的逐点通信组合而成，因此物理通信具有间接通信属性。,网络通信子系统,2,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,发送进程,接收进程,应用层协议,表示层协议,会话层协议,传输层协议,物理层,数据链,路层,网络层,主机A,主机B,路由器,路由器,物理层,数据链,路层,网络层,通信子网,物理介质,物理介质,逻辑通信,网络层协议2,链路层协议2,物理层协议2,逻辑通信：位于不同主机和网络设备中同层通信实体间的对话，对话遵循某一特定协议，且每层协议各不相同；传输层及以上层不同主机通信实体间的逻辑通信是直接点对点的通信，下3层中主机与路由器和路由器与路由器之间的通信也是直接通信，且同层通信协议不尽相同。,网络层协议1,网络层协议3,链路层协议1,链路层协议3,物理层协议1,物理层协议3,3,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,物理层,数据链,路层,网络层,传输层,会话层,表示层,主机A,主机B,数据封装,数据,数据,网络头,数据,网络头,帧头,帧尾,1011000110101010,数据单位,APDU,PPDU,SPDU,报文(segment),分组(packet),帧(frame),比特流(bits),每一层的通信实体看到的是同一子系统中对等实体送来的包,4,TCP（TransmissionControlProtocol）传输控制协议（第4层）IP（InternetProtocol）网间互连协议（第3层)TCP/IP协议定义了网络层、传输层和应用层共3层，但应用层覆盖了OSI参考模型中的会话层、表示层和应用层。,应用层,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,OSI参考模型,TCP/IP模型,应用层,网络接口层,网络层,传输层,7654321,第2层交换机、HUB、以太网802.3等,2、TCP/IP协议,路由器、第3层交换机,第4层交换机,第7层交换机应用层防火墙,相应网络设备,访问地址,MAC地址,IP地址,端口号,进程号,5,TCP协议栈不仅包括第3层和第4层的规范（如IP和TCP），也包括一些普通应用规范，即应用层规范，其中某些应用也能在网络设备如路由器和交换机上实现。,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网络层,传输层,（1）TCP/IP应用层,文件传输TFTPFTPNFS电子邮件SMTP远程登录Telnetrlogin网络管理SNMP域名管理DNS,6,（2）TCP/IP传输层,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网络层,传输层,TCPUDP,主要功能：流量控制：由滑动窗口实现流量控制；可靠通信：由序列号和确认机制实现端到端的可靠通信。,两种协议：TCP：（TransmissionControlProtocol）面向连接的可靠传输协议，为用户应用端之间提供一个虚拟电路。UDP：（UserDatagramProtocol）无连接的非可靠传输协议,7,TCP报文格式,TCP报文格式定义了12个字段：,源端口目端口序列号确认号报头长度保留编码位,比特数16163232466,窗口校验和紧急指针选项数据,1616160-32,源端口（SourcePort)：呼叫端端口号目端口（DestinationPort)：被叫端端口号序列号（SequenceNumber）：分配给报文的序号，用于跟踪报文通信顺序，确保无丢失确认号（AcknowledgementNumber）：所期待的下一个TCP报文的序列号，并表示对此序列前报文正确接收的确认报头长度（HLEN）：报文头部的字节数保留域（Reserved）：设置为0编码位（CodeBits）：控制功能（如TCP连接的建立和终止）窗口（Window）：发送者同意接收的字节数校验和（Checksum）：报头和数据字段的校验和紧急指针（UrgentPointer）：指示紧急数据段的末尾选项（Option）：当前定义TCP段的最大值数据（Data）：上层协议数据,8,TCP/UDP端口号,FTP,Telnet,SMTP,DNS,TFTP,SNMP,21,23,25,53,69,161,TCPUDP,应用层,传输层,层间端口号,端口号是TCP和UDP报文的地址端口号描述了传输层上正在使用的上层协议TCP和UDP用端口号把数据传送到上层，端口号用来跟踪同一时间内通过网络的不同会话端口号分配遵循RFC1700定义，如果会话不涉及到特殊端口号，将在特定取值范围内随机分配一个端口号TCP和UDP保留了一些端口，应用程序不能随便使用端口号指定范围：*低于255的端口号用于公共应用*2551023的端口号被指定给各个公司*高于1023的端口号未做规定,9,TCP/UDP通信和端口号,主机A,主机B,TelnetB,目标端口号=23，将报文发送到Telnet应用程序中,源端口目的端口,102823,TCP/UDP中对等通信实体之间的通信相互用端口号标识；TCP报文目的端口号必须根据Telnet协议的端口号确定；源端口号由源主机动态地分配起始源端口号，通常是一些高于1023的端口号。,10,UDP报文格式,UDP（UserDatagramProtocol)报文格式定义了5个字段：,源端口目端口报头长度校验和数据,比特数16161616,源端口（SourcePort)：呼叫端端口号目端口（DestinationPort)：被叫端端口号报头长度（HLEN）：报文头部的字节数校验和（Checksum）：报头和数据字段的校验和数据（Data）：上层协议数据UDP传输不提供ACK反向确认机制、流量和报文序列号控制，因此UDP报文可能会丢失、重复或无序到达，通信的可靠性问题将由应用层协议提供保障。但UDP报文格式和控制机制简单，因此通信开销比较小，TFTP、SNMP、NFS和DNS应用层协议等都是用UDP传输的。,11,（3）TCP/IP网络层,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网络层,传输层,IPICMPARPRARP,IP：对数据分组进行无连接的最佳传送路由选择（即提供全网范围的寻址功能）；ICMP（InternetControlMessageProtocol)：提供控制和传递消息的功能（但通信时需用IP封装）；ARP（AddressResolutionProtocol)：为已知的IP地址确定网络接口层的MAC地址；RARP（ReverseAddressResolutionProtocol)：为已知的网络接口层MAC地址确定对应的IP地址。,12,IP分组格式,IP分组格式定义了14个字段：,版本号分组长度业务类型总长度标识标记片偏移生存时间,比特数4481616386,协议校验和源IP地址目IP地址IP选项数据,8163232var,版本号：VERS分组长度（HLEN）：报文头部的字数（字长=32bits）业务类型（TypeofService）：分组的处理方式总长度（TotalLength）：分组头部和数据的总长度（字节数）标识（Identification）、标记（Flags）、片偏移（FragOffset）：对分组进行分片，以便允许网上不同MTU时能进行传送生存时间（TTL）：规定分组在网上传送的最长时间（秒），防止分组无休止地要求网络搜寻不存在的目的地址；协议（Protocol）：发送分组的上层协议号（TCP=6，UDP=17）校验和（HeaderChecksum）：分组头校验和源和目IP地址（SourceandDestinationIPAddress）：标识网络中端设备的IP地址IP选项（IPOptions）：网络测试、调试、保密及其他数据（Data）：上层协议数据,13,网际控制协议ICMP,（1）ICMP（InternetProtocol：ErrorandControlMessages）发送差错和控制消息，提供了一种差错报告机制，用于网络故障诊断（2）ICMP定义了以下主要的消息类型目的端无法到达（Destinationunreachable）数据分组超时（Timeexceeded）数据分组参数错（Parameterproblem）源抑制（Sourcequench）重定向（Redirect）回声请求（Echo）回声应答（Echoreply）时间戳请求（Timestamp）时间戳应答（Timestampreply）信息请求（Informationrequest）信息应答（Informationreply）地址请求（Addressrequest）地址应答（Addressreply）（3）通常ICMP包用IP分组封装。,14,ICMP应用实例,B可到达吗？,可以，我在这里。,PingB,ICMP回声请求,ICMP回声应答,B可到达吗？,我不知道B在哪里。,PingB,ICMP回声请求,目的端无法到达,一般而言，ping目的端不可达可能有3个原因：（1）线路或网络设备故障，或目的主机不存在（2）网络拥塞（3）ICMP分组在传输过程中超时（TTL减为0）,主机A,主机A,主机B,主机B,15,地址解析协议ARP,1、源主机A要向目的主机B发送数据，为什么主机A除知道目的主机B的IP地址外，源主机A还必须要知道目的主机B的MAC地址？IP地址具有全网范围内的寻址能力，主机A和B可能分别处在不同网络，主机A要访问主机B首先要知道主机B的IP地址，不然找不到主机B所在的网络；在现行寻址机制中，主机的以太网网卡只能识别MAC地址，而不能识别IP地址，若数据帧中不指明主机B的MAC地址，主机B的网卡不能识别该帧是发给自己的，因此主机A仅知道主机B的IP地址还不够，还必须知道主机B的MAC地址，才能完成对主机B的访问；网络之间是用IP地址寻址，网络之内（同一物理网段或称IP子网）是用MAC地址寻址；且尽管MAC地址和IP地址一样都是在全网范围内唯一定义的，但MAC的寻址能力仅局限在一个物理网段（一个IP子网）中。,Internet,IP寻址范围,MAC寻址范围,物理网段,网络互联,16,反向地址解析协议RARP,（1）主要功能：RARP（ReverseAddressResolutionProtocol）根据给定主机的MAC地址获取该主机的IP地址；（2）适用范围：RARP一般仅适用于无盘工作站在启动时获取自身IP地址。通常主机将自己的IP地址存放在硬盘中，无盘工作站因为没有盘无法记忆自己的IP地址。所有无盘工作站的IP地址由RARP服务器集中保存，无盘工作站启动时通过发送RARP请求，从RARP服务器获得自己的IP地址；（3）限制条件：RARP的应用仅局限在一个物理网段内（不能跨越路由器等第三层设备），因无盘工作站和RARP服务器之间的通信仅依赖于双方的MAC地址，故无盘工作站和RARP服务器必须位于同一子网内。,17,（4）反向解析过程：,无盘工作站A,A的MAC地址A的IP地址,广播地址A的MAC地址A的IP？,RARPrequest,ARPreply,无盘工作站B,无盘工作站C,RARP服务器,我的IP地址是什么？,我听到广播，IP地址是,18,网络中的两种寻址方法地址是网络设备和主机的标识，网络中存在两种寻址方法：MAC地址和IP地址，两种寻址方法既有联系又有区别。（1）MAC地址特点：是设备的物理地址，位于OSI参考模型的第2层，全网唯一标识，无级地址结构（一维地址空间），固化在硬件中，寻址能力仅限在一个物理子网中。（2）IP地址特点：是设备的逻辑地址，位于OSI参考模型的第3层，全网唯一标识，分级地址结构（多维地址空间），由软件设定，具有很大的灵活性，可在全网范围内寻址。,3、IP地址结构、分类和规划,19,IP地址的组成IP地址长度：32bits（4个字节）IP地址的组成（网络地址，主机地址）网络地址（NetworkID）标识主机所在的网络主机地址（HostID）标识在该网络上的主机,IP地址的格式,网络地址/主机地址,32Bits,8Bits,8Bits,8Bits,8Bits,6,IP地址的表示每个字节以十进制数表示4个十进制数之间用小数点区分,1100101001110000000000000100110,20,国际网络信息中心组织InterNIC可以分配的IP地址为A、B、C3类A类地址适用于大型网络，网络中主机数可达224台；B类地址适用于中型网络，网络中主机数可达216台；C类地址适用于小型网络，网络中主机数可达28台；,A类地址,E类地址,D类地址,C类地址,0,7,8,31,15,16,23,24,1,1,0,1,1,1,0,1,1,组播地址,保留,0,网络地址,主机地址,B类地址,1,网络地址,主机地址,0,1,网络地址,主机地址,1,0,IP地址的分类,共分5类：A、B、C、D、E,21,特殊IP地址,网络地址,00000000,主机地址,表示网络地址，用于标识一个网络，一般不分配给主机。,11111111,直接广播地址(directbroadcast)不可作为源主机地址，直接广播地址=网络号+主机地址部分为全“1”，如：55。一台主机可以用直接广播地址向任何指定的网络直接广播它的分组报文，即使发送和接站点不在同一个子网内，也可以用广播地址向某个子网上所有的主机广播信息。每台主机和路由器等设备都会接收和处理目的地址为本网广播地址的分组报文。,网络地址,（1）,（2）,22,特殊IP地址,00000000000000000000000000000000,全0地址表示本主机，不可作为有效目的地址使用。,（3）,23,特殊IP地址,01111111XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX,回送地址(loopbackaddress)（A类地址）任何一个以数字127开头的IP地址如：127.any.any.any任何程序用回送地址作为目的地址时，计算机上的协议软件不会把该数据报向网络上发送，而是把数据直接返回给本主机。不可作为有效地址出现在网络上。问题:当网络地址部分=全1时，该地址是否有效？,（6）,主机地址,111111111111111111111111,24,D类组播地址,11100000000000000000000000000000,与A、B、C类地址不同，组播地址格式中无网络地址和主机地址之分；组播地址范围为:55；组播IP地址唯一地标志一个逻辑组，一个组播地址代表一组特定的主机，它只能作为IP报文的目的地址，表示该报文的一组接收者，而不能把它分配给某台具体的主机；组播地址和广播地址的区别在于，广播地址是按主机的物理位置来划分各个组(属于同一个子网)，而组播地址是指一个逻辑组，参与该组的机器可能遍布整个Internet网，而与物理位置无关；每个要求接收组播信息的主机使用IGMP协议主动登记到希望加入的组中，一个主机可同时加入几个组播组；网络中的路由器根据参与者的主机的位置，为该组播的通信组形成一棵发送树；组播地址主要用于电视会议、电视广播、视频点播。,11101111111111111111111111111111,,55,25,私有IP地址,在A、B、C3类地址中各有一段地址作为保留地址不在全网分配，而作为私有地址。在一个网络内部可随意使用私有地址。私有地址范围：1个A类地址：5516个B类地址：55256个C类地址：55这些地址只可在一个网络内部使用，不可进入外网，如互联网。私有地址的合理使用可一定程度上缓解IP地址短缺的矛盾；使用私有IP地址的主机要访问互联网需经过代理服务器，或经过地址转换（NAT）将私有地址映到公有IP地址上。,26,子网划分,（1）划分子网的原因,网络1,网络2,网络3,一个路由器端口的连接（一个物理网段）至少组成一个网络；按原来的地址结构（二维结构），一个网络至少需要一个C类地址，因为一个网络需要有一个唯一的网络地址；IP地址的紧缺和地址分配中的浪费形成一对矛盾。,,,,,,,,,,,路由器,27,子网划分,（2）三维地址结构,原有地址结构是二维的（网络地址，主机地址），增加地址空间的维数可提高地址分配中的灵活性和可用性；三维结构：（网络地址，子网地址，主机地址）在一个C类地址中仅主机地址可由网管人员自主分配，向主机地址段借位组成子网地址，以形成三维地址结构；,xxxxxxxx,网络地址,C类地址,子网地址主机地址,原主机地址段,28,子网划分,（3）子网地址位数的确定借1位：00号子网11号子网子网地址=0：表示本子网主机，不可作为有效目的地址使用，子网地址=1：子网地址全1，不可用，因此至少要借2位。借7位：主机地址=0：子网地址，不可作为地址分配，主机地址=1：广播地址，不可分配，因此最多只能借6位。,xxxxxxxx,网络地址,C类地址,子网地址主机地址,xxxxxxxx,网络地址,C类地址,子网地址主机地址,29,子网掩码,子网掩码的作用：告知设备地址的哪一部分是包含子网的网络地址段，地址哪一部分是主机地址段；子网掩码使用与IP编址相同格式：子网掩码的网络地址部分和子网地址部分全为1，它的主机部分全为0一个缺省C类IP地址的掩码为：,网络地址,C类IP地址,主机地址,202,112,46,65,掩码,255,255,255,0,30,网络地址,C类IP地址,主机地址,11001010,01111000,00000011,01100011,掩码,11111111,00000,一个主机地址为9，子网地址=011的子网掩码是：,202,120,3,99,255,255,255,224,11111111,11111111,111,子网掩码,子网地址,包含子网地址的网络号=IP地址掩码,网络地址,网络号,主机地址,11001010,01111000,00000011,01100000,子网地址,202,120,3,96,一个地址+掩码的表示（9，24），也可写成更简洁的形式：9/27，其中27表示掩码中1的个数。,31,子网划分,划分原则一个C类地址子网划分可借位数在2-6位之间。每种子网划分方案中有2个子网地址不可分配（子网地址=全0，子网地址=全1）每个子网中至少有2个地址不可分配，（主机地址=全0，主机地址=全1）借的位数越多，子网中主机数越少，而且划分子网后也会浪费一些IP地址，因此子网划分既要考虑对子网数的实际需求，同时又要顾及地址空间的有效利用。例：3个子网，需借3位，共有23-2=6个有效子网每个子网中最多可有25-2=30台主机地址,xxxxxxxx,网络地址,C类地址,子网地址主机地址,000001010011100101110111,6个有效子网地址,子网地址1,子网地址2,子网地址3,11111111111111111111111111100000,子网掩码,24或用27个1表示,32,子网划分,采用子网地址结构后，3个物理网段可以在同一个C类地址中进行IP地址分配，大大地提高了地址的利用率。,子网地址1=0012/27,3,4,5,3,子网地址2=0104/27,5,6,7,7,子网地址3=0116/27,8,9,路由器,33,4、路由选择,（1）网络中一个数据分组从一个地方传送到网络中的另一个地方该需选择一条传送路径，路由选择工作在网络中是由网络层承担；（2）路由器是网络层的一个智能设备，承担了路由选择的任务，选择路由的依据是一张路由表，路由表指明了要到达某个地址该走哪一条路径；（3）在路由表中，并非为每一个具体的目标IP地址指明路径，而是为目标IP地址所在的网络指明路径，这样路由表的大小才落在可操作的范围内，因此查找路由表的依据是目标主机的网络地址；（4）路由器对每一个接收到的分组，取出它的目标IP地址，然后根据目标IP地址中的网络地址查找路由表，确定下一步的传输路径，并从相应的路由器端口将分组送出。传送路径是由所经过的路由器一步一步确定的。,34,路由选择实例,网络3中主机A要访问网络1中的主机B，当分组到达路由器后，路由器根据分组的目标地址3依次查找路由表项，在与路由表中的第一项进行比对时，首先用表项中的子网掩码“27”，即27个全1与目标地址进行“与”运算，计算出网络地址为2，恰与表中第一项的目标网络地址匹配，表项指明应从FE0路由器端口送出分组，路由器然后用主机B的MAC封装，并送出。查路由表时，路由器是按“最长匹配”原则确定最终路由。,子网地址1=0012/27,3,4,5,3,子网地址2=0104/27,5,6,7,7,子网地址3=0116/27,8,9,路由器,网络3,网络2,网络1,主机A,主机B,FE0,FE1,FE2,2/27FE04/27FE16/27FE2,目标网号出口,路由表,35,静态路由和动态路由,生成路由表的方法有2种：静态路由(StaticRoute)人工在路由器上配置路由表优点：路由器不必为路由表项的生成花费大量时间，有时可以抑制路由表的增长；缺点：人工配置开销大，网络拓扑结构变更时需重新配置路由表，一般只在小型网络或部分链路上使用。动态路由(DynamicRoute)由动态路由协议自动生成路由表优点：网络拓扑发生变化时，动态路由协议自动更新路由表；缺点：路由器路由计算开销大；,36,静态和缺省路由的应用,缺省路由（DefaultRoute）缺省路由是静态路由的一个特例，也需要人工配置；互联网上有太多的网络和子网，受路由表大小的限制，路由器不可能也没有必要为互联网上所有网络和子网指明路径；凡是在路由表中无法查到的目标网络，在路由表中明确指定一个出口，这种路由方法称之为缺省路由。,校园网,校园网边界路由器,省网中心路由器,缺省路由,静态路由,只有一个路由出口的网络称之为存根（stub）网络，静态路由/缺省路由组合配置方法对存根网络边界路由设定特别有效：校园网边界路由器不需要知道外界存在哪些网络，凡目标地址非校园内的均往省网中心走；对省网中心路由器而言，凡目标地址是某校的，一概送往该校路由器，校园网中的各种网络和子网的信息不会传到省网中心路由器中，则省网中心路由器的负担就会减轻。,37,动态路由协议,（1）主要的动态路由选择协议RIP（RoutingInformationProtocol）：适用于小型网络内，如校园网；OSPF（OpenShortestPathFirstProtocol）：常用于中、大型网络内，如广域网、城域网和大型校园网；BGP4（BorderGatewayProtocolv4）：用于大型网络之间的互联，如CERENT和ChinaNet之间。（2）动态路由选择协议分类按路由选择算法分，大致可分成3类：距离矢量路由选择（DistanceVector）：可确定到达任一网络的方向（矢量）和距离（跳数），如：RIP；链路状态路由选择（LinkState）：重建整个网络精确拓扑结构，有较快的路由更新收敛度，如：OSPF；混合路由选择（HybridRouting）：是距离矢量和链路状态两种算法的结合，如：IS-IS，CiscoEnhancedIGRP。,38,OSPF最短路由选择协议,OSPF是采用链路状态路由选择算法的协议，它适合分层网络结构：,主干域AREA0,子域1AREA1,子域2AREA2,子域3AREA3,每个域中的路由器只需要建立本域的网络拓扑数据库，并以此计算最短路径，路由计算的复杂性大为降低；位于两域边界的路由器将对各域的路由信息进行聚合，因此要求每个域的IP地址分配尽可能连续，这样路由选择的效率更高；,39,距离矢量和链路状态路由选择算法的比较,距离矢量路由选择算法链路状态路由选择算法,从相邻路由器的角度观察网络获得整个网络的拓扑结构拓扑结构。路由表在路由器间传递时增加计算出到达其他各路由器距离矢量的最短路径路由信息周期地更新，更新频由链路状态变化触发更新，繁，收敛速度慢收敛速度快将路由表备份到相邻路由器，将链路状态传送到其他路由传递信息量大器上，通常只传变化信息,40,5、局域网组网技术,（1）局域网指的是一个小范围内的网络系统，大到园区网或企业网，小到只有几台计算机的网络系统。主要组网络设备包括：路由器第3层设备，路由确定，网络互连；交换机第2-4层设备，为网段或计算机提供专用带宽，第3、4层交换机还具有路由功能；集线器集中局域网连接，是物理层设备，相当于一条总线；（2）当前绝大部分局域网都是基于以太网技术（包括快速以太网和千兆以太网技术）。,41,基带网，基带传输技术标准:IEEE802.3介质访问控制方法：CSMA/CD共享型网络，网络上的所有站点共享传输媒体和带宽。带宽利用率低，一般为30%，达40%时，网络的响应速度明显降低。广播式网络（broadcastnetwork），具有广播式网络的全部特点。传输介质：50基带粗/细同轴电缆、UTP和光纤拓扑结构:总线型和星型传输速率:10/100/1000/10000Mbps可变长帧64bytes-1514bytes。,以太网/IEEE802.3的主要技术特点,42,传输介质,（1）双绞线（twistedpair）线间干扰较小、价格便宜、易于安装在计算机网络中，常用8芯无屏蔽双绞线（UTP）如Cat3（10Mbps）和Cat5（100Mbps）通常的传输距离为100m。误码率为10-5（2）基带同轴电缆基带传输:将数字信号0、1直接用两种不同的电压表示，然后送到线路上去传输，即数字传输基带同轴电缆的交流阻抗一般为50通常用于局域网传输距离为185m（细缆）、500m（粗缆）,43,(3)宽带同轴电缆宽带传输将多路基带信号分别进行调制后形成频分复用的模拟信号，再进行传输。有线电视网使用有线电视电缆，带宽可达300MHz450MHz，由于进行模拟信号传输，所以传输距离可达100km宽带同轴电缆的交流阻抗一般为75要在宽带系统中传输数据需在两端安装转换器，由于宽带系统可分为多个信道，所以模拟和数字信号可混合使用。但通常需解决数据双向传输的问题在混合光缆HFC(HybridFiberCoax)中：450MHZ550MHZ是电视550MHZ750MHZ是数字信号,传输介质,44,传输介质,(4)光纤多模光缆：通过光的反射在光纤中无损传输。距离2km单模光缆：直线传输。距离10km光传输系统包括：光源、传输介质、检测器（5）无线传输无线电传输微波传输红外线和毫米波光波传输根据波长分成不同的波段，依次为无线电、微波、红外、可见光、紫外等,45,多个计算机接在同一传输介质上，主机A向主机C发送数据时，一旦主机A将数据包送出，的数据包将横贯整个网络，网上的每台主机都可看到，并接收下来进行检查，仅当数据包里的目标地址与本机地址相符的主机才会真正接收，并进行进一步处理，哪些地址不相符的主机都会将其丢弃。,以太网的介质访问控制方法,以太网/IEEE802.3工作原理,主机A,主机B,主机C,主机D,丢弃,丢弃,46,当多台主机同时向网上发送数据，因为网络介质是共享的，所以会产生冲突，造成发送无效，由于每台主机向网上发送数据是随机的，大量的冲突影响了网络的效率，为此引入出了CSMA/CD技术。,以太网的介质访问控制方法,主机A,主机B,主机C,主机D,47,带冲突检测的CSMACSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）带冲突检测的载波侦听多路访问典型的随机访问技术，也是一种争用型技术CSMA/CD是IEEE802.3的核心协议，也是以太网所采用的协议。,以太网的介质访问控制方法,48,接收数据过程（a）网上的站点，若不发送帧，都处在接收状态，只要介质上有帧在传输，这些站点都会接收帧（b）接收帧后，首先判断是否为帧碎片（碰撞），若是则丢弃；（c）识别目的MAC地址，若不是本站地址则丢弃；（d）判断帧校验序列是否有效，若无效则传输出错，丢弃；（e）判断类型/长度是否正确，若正确，接收成功。,以太网的介质访问控制方法,49,以太网的性能和网络分段,以太网最大的问题是共享介质，单总线以太网是一个冲突域，网中主机数大量增加时，冲突激增，其性能将急剧下降。分段是减少冲突、提高以太网性能的有效方法，每个段使用CSMA/CD存取方法维持段上用户之间的流量，在一个段内较少用户共享同一带宽资源。（1）路由器分段,路由器在网络层操作，段之间的传送基于IP地址，一个路由器端口的连接组成一个广播域，是最高层次的分段；路由器端口通过一集线器（HUB）连接所有计算机，集线器相当于一条总线，代表一个带宽域，即所连设备共享同一带宽，因此也是一个冲突域，性能受集线器的制约；路由器的一个端口相对来说比较昂贵，且数据交换速度较慢。,带宽域/冲突域/广播域,HUB,带宽域/冲突域/广播域,HUB,路由器,50,交换机的每一个端口是一个冲突域，在无冲突域连接的情况下，以太交换提高了网络上的可用带宽，每台主机独享一个交换机端口的带宽，在主机与主机、主机与服务器之间创建了点到点的通信连接。主机经HUB汇接后接入交换机时，由于冲突域缩小，网络性能也会有所提高；与路由器分段相比，交换机在第2层交换数据，速度相对较快。,小冲突域,无冲突域/广播域,交换机,小冲突域,交换机,HUB,HUB,以太网的性能和网络分段,（2）交换机分段交换机把LAN分成了若干微分段，在一个大的冲突域中产生无冲突域，是解决以太网访问冲突问题的有效方法。,51,第二层交换中的路由问题,交换机,交换机,FE1,FE0,FE2,MAC地址端口,00103C2BAC98,02124357ADB8,012003DFE002,00103C2BAC98FE1,02124357ADB8FE2,012003DFE