计算机网络通信和体系结构

1、计算机网络通信和体系结构计算机网络通信和体系结构2目录计算机网络概论计算机网络概论计算机网络通信与体系结构计算机网络通信与体系结构局域网局域网Internet基础知识基础知识计算机网络通信和体系结构3目录计算机网络概论计算机网络概论计算机网络通信与体系结构计算机网络通信与体系结构局域网局域网Internet基础知识基础知识计算机网络通信和体系结构4计算机网络概论计算机网络的定义、发展过程和趋势计算机网络的定义、发展过程和趋势 计算机网络的组成、功能和应用计算机网络的组成、功能和应用 计算机网络的分类与工作模式计算机网络的分类与工作模式 Internet与与Intranet计算机网络通信和体系结

2、构5计算机网计算机网络是结络是结点和链点和链路的集路的集合。合。计算机网计算机网络定义络定义为相互为相互联接、联接、彼此独彼此独立的计立的计算机系算机系统的集统的集合。合。计算机网络的定义、发展过程和趋势计算机网络通信和体系结构6计算机网络的核心技术：存储转发技术（计算机网络的核心技术：存储转发技术（1965年，美国兰德公年，美国兰德公司首次提出）司首次提出）三个重要的里程碑：三个重要的里程碑： 第一个里程碑以报文或分组交换技术为标志，如第一个里程碑以报文或分组交换技术为标志，如1968年美国年美国国防部的高级研究计划局开始建设的以国防部的高级研究计划局开始建设的以TCP/IP为基础的为基础的

3、ARPANET； 第二个里程碑以第二个里程碑以1980出现的开放式系统互联参考模型出现的开放式系统互联参考模型（OSI/RM）为标志；）为标志； 第三个里程碑以第三个里程碑以Internet的迅速发展与推广为特征。的迅速发展与推广为特征。计算机网络的定义、发展过程和趋势计算机网络通信和体系结构7 网络高速化网络高速化 网络综合化网络综合化 网络智能化网络智能化 网络的易用性网络的易用性计算机网络的定义、发展过程和趋势计算机网络通信和体系结构8分组交换网由通信子网和资源子网两部分构成如图所示分组交换网由通信子网和资源子网两部分构成如图所示H 1H 4H 3H 2R通 信 子 网链 路H ： 主

4、机R ： 路 由 器计算机网络的组成、功能和应用计算机网络通信和体系结构91. 数据通信数据通信 （1）传输文件）传输文件 （2）使用电子邮件（）使用电子邮件（E-mail） 2. 资源共享资源共享 （1）共享硬件资源）共享硬件资源 共享服务器资源、共享打印机、共享通共享服务器资源、共享打印机、共享通信设备信设备 （2）共享软件资源）共享软件资源 （3）共享数据资源）共享数据资源 3. 提高计算机系统的可靠性和可用性提高计算机系统的可靠性和可用性4. 易于进行分布处理易于进行分布处理 计算机网络的组成、功能和应用计算机网络通信和体系结构101. 管理信息系统管理信息系统2. 办公自动化系统办公

5、自动化系统3. 信息检索系统信息检索系统4. 电子收款机系统电子收款机系统5. 分布式控制系统分布式控制系统6. 计算机集成与制造系统计算机集成与制造系统7. 电子数据交换和电子商务系统电子数据交换和电子商务系统8. 信息服务系统信息服务系统计算机网络的组成、功能和应用计算机网络通信和体系结构11分类分类缩写分布距离（近似）典型覆盖地域传输速率局域网LAN10米房间4Mbps2Gbps100米楼宇数千米校园城域网MAN10千米城市50Kbps100Mbps广域网WAN城市、国家、洲或全球9.6Kbps45Mbps因特网Internet按网络覆盖范围的大小，可以将计算机网络分为：局域网、按网络覆

6、盖范围的大小，可以将计算机网络分为：局域网、城域网、广域网和因特网城域网、广域网和因特网计算机网络的分类与工作模式计算机网络通信和体系结构12局域网局域网 成本低廉；容易管理与配置，使用灵活；容易构成简洁整成本低廉；容易管理与配置，使用灵活；容易构成简洁整齐的拓扑结构（组网方便）；速率高，延迟时间短。齐的拓扑结构（组网方便）；速率高，延迟时间短。1局域网的典型应用场合局域网的典型应用场合 同一房间内，覆盖范围一般不超过同一房间内，覆盖范围一般不超过10m;同一楼宇内，覆盖同一楼宇内，覆盖范围一般不超过范围一般不超过100m;同一校园、厂区、院落内，覆盖范围一同一校园、厂区、院落内，覆盖范围一般

7、不超过般不超过10km2局域网的基本特征局域网的基本特征 限定区域限定区域 ;线路专用线路专用;数据通信速率较高数据通信速率较高;开放性开放性 计算机网络的分类与工作模式计算机网络通信和体系结构13广域网广域网 广域网也称远程网，一般跨越城市、地区、国家、洲甚至全球。广域网也称远程网，一般跨越城市、地区、国家、洲甚至全球。它往往以连接不同地域的大型主机系统或局城网为目的。它往往以连接不同地域的大型主机系统或局城网为目的。 在广域网中，网络之间的连接的大多采用租用的专线，或者在广域网中，网络之间的连接的大多采用租用的专线，或者是自行铺设的专线。是自行铺设的专线。 1广域网的典型应用场合广域网的典

8、型应用场合 广域网中的所有物理设备分布的地理范围，一般在几千米以上。广域网中的所有物理设备分布的地理范围，一般在几千米以上。分布在同一城市、同一国家、同一洲，甚至几个洲等。分布在同一城市、同一国家、同一洲，甚至几个洲等。 典型的是企业广域网。典型的是企业广域网。 2广域网的基本特征广域网的基本特征 信息的传输距离相对较长信息的传输距离相对较长; ;数据传输速率较低数据传输速率较低 ;网络的连接结构网络的连接结构不很规范，有较大的随意性不很规范，有较大的随意性 计算机网络的分类与工作模式计算机网络通信和体系结构14城域网城域网 城域网原本指介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。城域网原本

9、指介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。城域网的设计目标是满足几十千米范围内的大量机构中用户的联城域网的设计目标是满足几十千米范围内的大量机构中用户的联网需求，要求能够满足大量用户传输多种信息的要求。网需求，要求能够满足大量用户传输多种信息的要求。 城域网的特有技术没能顺利应用。城域网的特有技术没能顺利应用。 在实践中，使用广域网技术构建与城域网目标范围和大小相当的在实践中，使用广域网技术构建与城域网目标范围和大小相当的网络，更加便捷实用。网络，更加便捷实用。计算机网络的分类与工作模式计算机网络通信和体系结构15 因特网（又称为国际互联网）是广域网与广城网、广域网与局因特网（又称为国际

10、互联网）是广域网与广城网、广域网与局域网、局域网与局域网进行互联而形成的网络。域网、局域网与局域网进行互联而形成的网络。 因特网不是一种具体的物理网络技术，而是将不同的物理网络技因特网不是一种具体的物理网络技术，而是将不同的物理网络技术，按某种协议统一起来的一种高层技术。术，按某种协议统一起来的一种高层技术。 计算机网络的分类与工作模式计算机网络通信和体系结构16 1基于服务器的网络基于服务器的网络 (专用服务器结构、客户专用服务器结构、客户/服务器结构服务器结构) 特点：所有的工作站的注册登录和资源访问操作，均受服务器控制。特点：所有的工作站的注册登录和资源访问操作，均受服务器控制。计算机网

11、络的分类与工作模式Com3文件服务器邮件服务器客户机客户机客户机计算机网络通信和体系结构17Com3服务器/客户机服务器/客户机服务器/客户机服务器/客户机服务器/客户机服务器/客户机2对等网络 特点：计算机彼此处于同等地位，没有主从之分 。计算机网络的分类与工作模式计算机网络通信和体系结构18 Internet由多个不同结构的网络通过统一的协议连接而成由多个不同结构的网络通过统一的协议连接而成的覆盖全球的大型计算机网络。的覆盖全球的大型计算机网络。 Internet的雏形出现于美国。的雏形出现于美国。 到了到了1980年，技术上的完善和发展，使得越来越多的计年，技术上的完善和发展，使得越来越

12、多的计算机加入了这个网络系统。算机加入了这个网络系统。 90年代以来，年代以来，Internet迅速发展，对人类生活产生了广迅速发展，对人类生活产生了广泛而深远的影响。泛而深远的影响。 随着随着Internet规模的扩大，其功能不断增加，应用也扩展规模的扩大，其功能不断增加，应用也扩展到各个领域。到各个领域。 Internet可以使人类的生活和工作方式发生本质性的变化。可以使人类的生活和工作方式发生本质性的变化。Internet与Intranet计算机网络通信和体系结构19Internet提供的信息服务提供的信息服务 1远程登录服务远程登录服务Telnet（Remote Login）2文件传送

13、服务文件传送服务FTP3电子邮件服务电子邮件服务E-mail（Electronic mail）4电子公告板系统（电子公告板系统（BBS）5万维网（万维网（WWW）Internet与Intranet计算机网络通信和体系结构20 Intranet是企业或机构的内部网，主要运行在本企业或是企业或机构的内部网，主要运行在本企业或本机构内部。本机构内部。 Intranet是一套基于是一套基于Internet标准和协议的技术。标准和协议的技术。 Intranet可以连接到可以连接到Internet上，并通过防火墙来保护上，并通过防火墙来保护Intranet；也可以局限于企业或机构内部，独立运行。；也可以局

14、限于企业或机构内部，独立运行。Internet与Intranet计算机网络通信和体系结构21目录计算机网络概论计算机网络概论计算机网络通信与体系结构计算机网络通信与体系结构局域网局域网Internet基础知识基础知识计算机网络通信和体系结构22计算机网络体系结构计算机网络体系结构 数据传输介质数据传输介质 网络的拓扑结构网络的拓扑结构 计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构231. 网络的分层体系结构网络的分层体系结构 层次模型层次模型如右图：如右图：对等层（同层）协议、接口协议对等层（同层）协议、接口协议2.计算机网络标准制定组织计算机网络标准制定组织 (1)国际标准化组织国际标准

15、化组织ISOISO（OSIOSI） (2)电气电子工程师协会（、）电气电子工程师协会（、） (3)美国国防部高级研究计划署（美国国防部高级研究计划署（TCP/IPTCP/IP） 公用线路AABBCCDD编址、路由选择、报文分组层应用管理层对话管理层数据链路控制层实体 1实体 2计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构24OSI参考模型 层次结构的特点：层次结构的特点： 各层之间相互独立各层之间相互独立 灵活性好灵活性好 结构上可分割开结构上可分割开 易于实现和维护易于实现和维护 能促进标准化工作能促进标准化工作计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构251. 物理层 物理层传送

16、数据的单位：比特物理层传送数据的单位：比特物理层的作用是尽量屏蔽具体物理设备或传输媒体的差异，物理层的作用是尽量屏蔽具体物理设备或传输媒体的差异，为上层（数据链路层）提供统一的服务。为上层（数据链路层）提供统一的服务。物理层具体考虑的问题如下：物理层具体考虑的问题如下： 如何表达如何表达“1 1” 或或“0 0”。 确定连接介质，确定连接器引线的数目及定义、接头的确定连接介质，确定连接器引线的数目及定义、接头的几何尺寸几何尺寸 和锁紧装置。和锁紧装置。 指出一比特信息占用多长时间。指出一比特信息占用多长时间。 采用何种传输方式。采用何种传输方式。 初始连接如何建立。初始连接如何建立。 结束通信

17、时如何拆除连接。结束通信时如何拆除连接。计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构262. 数据链路层 数据链路层传送数据的单位：帧数据链路层传送数据的单位：帧（标志位（标志位 地址信息位地址信息位 控制信息位控制信息位 数据位数据位 校验信息位校验信息位 标志位）标志位）数据链路层的作用是实现在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据数据链路层的作用是实现在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。传输。数据链路层具体考虑的问题如下：数据链路层具体考虑的问题如下： 数据透明性问题。数据透明性问题。 将物理层的比特流分组装成数据帧，怎样分割比特流？将物理层的比特流分组装成数据帧，怎样分割比特流？

18、 根据发送方的根据发送方的0 0比特插入技术，识别标志位。比特插入技术，识别标志位。 流量控制问题。流量控制问题。 解决信息淹没问题，协调收发速率。解决信息淹没问题，协调收发速率。计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构273. 网络层 网络层传送数据的单位：分组或包网络层传送数据的单位：分组或包网络层的作用是利用地址信息将源端发出的分组经过各种网络层的作用是利用地址信息将源端发出的分组经过各种途径途径（结点和链路）送到目的端。（无连接的服务，不可靠）（结点和链路）送到目的端。（无连接的服务，不可靠）网络层具体考虑的问题如下：网络层具体考虑的问题如下： 路由选择问题。最佳路径路由选择问

19、题。最佳路径 流量控制问题。解决拥塞问题（供不应求）流量控制问题。解决拥塞问题（供不应求） 网络寻址问题。网络寻址问题。 网络互连问题。网络互连问题。 计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构284. 传输层 传输层传送数据的单位：报文传输层传送数据的单位：报文传输层的作用是承上启下，在源端和目的端提供可靠的端到端的传输层的作用是承上启下，在源端和目的端提供可靠的端到端的服务，实现通信子网的透明传输。（面向连接的服务，可靠）服务，实现通信子网的透明传输。（面向连接的服务，可靠）传输层具体考虑的问题如下：传输层具体考虑的问题如下： 分割和重组数据。分割和重组数据。 提供可靠的端到端服务。

20、提供可靠的端到端服务。 流量控制问题。流量控制问题。 计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构295. 会话层 会话层传送数据的单位：报文会话层传送数据的单位：报文会话层的作用是网络到用户应用程序的入口，向表示层提供建立会话层的作用是网络到用户应用程序的入口，向表示层提供建立连接，在连接上有序的传输数据（进程间的会话）。连接，在连接上有序的传输数据（进程间的会话）。会话层具体考虑的问题如下：会话层具体考虑的问题如下： 会话控制问题。通信方式（令牌机制）会话控制问题。通信方式（令牌机制） 会话管理问题。同步管理会话管理问题。同步管理 计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构306

21、. 表示层 表示层传送数据的单位：报文表示层传送数据的单位：报文表示层的作用是表示数据，对数据结构和类型进行编码（解码），表示层的作用是表示数据，对数据结构和类型进行编码（解码），同时进行，并压缩（解压缩），送到会话层（应用层）同时进行，并压缩（解压缩），送到会话层（应用层）表示层具体考虑的问题如下：表示层具体考虑的问题如下： 编码（解码）。编码（解码）。 加密（解密）。加密（解密）。 压缩（解压缩）。压缩（解压缩）。计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构317. 应用层 应用层传送数据的单位：报文应用层传送数据的单位：报文应用层的作用是为网络用户通信提供专用的程序，即各种应用协应用

22、层的作用是为网络用户通信提供专用的程序，即各种应用协议。议。应用层具体协议如下：应用层具体协议如下： 虚拟终端协议虚拟终端协议 FTPFTP 电子邮件收发协议电子邮件收发协议 HTTPHTTP计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构3276543217654321计算机1AP1AP2计算机2物理传输媒体数据部分数据部分数据部分数据部分数据部分数据部分数据部分H5H4H3H2H6H7应用程序数据计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构33TCP/IP参考模型 网络接口层以太网令牌环帧中继ATMInternet层IP传输层TCPUDP应用层FTPDNSRIPSNMPSMTPTeln

23、etARPIGMPICMPT TC CP P/ /I IP P模模型型T TC CP P/ /I IP P协协议议族族计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构34TCP/IP参考模型TCP/IPTCP/IP体系分四层：网络接口层、网络层、传输层、应用层体系分四层：网络接口层、网络层、传输层、应用层网络接口层：不是网络接口层：不是TCP/IPTCP/IP协议的一部分，协议的一部分， 是是TCP/IPTCP/IP与各种通与各种通信网的接口。信网的接口。网络层：网络层：IPIP协议将数据封装成分组、路由、提供不可靠的非连协议将数据封装成分组、路由、提供不可靠的非连接数据传输服务。接数据传输服

24、务。传输层：传输层：TCPTCP提供可靠的面向连接的数据传输服务，提供可靠的面向连接的数据传输服务，UDPUDP是无连是无连接的协议。接的协议。应用层：应用层：TelnetTelnet、FTPFTP、SMTPSMTP、DNSDNS。计算机网络通信与体系结构计算机网络通信和体系结构35 1双绞线双绞线 双绞线由两根彼此绝缘的铜导线组成，如下图。双绞线由两根彼此绝缘的铜导线组成，如下图。双绞线既能传输模拟信号，也能传输数字信号。双绞线既能传输模拟信号，也能传输数字信号。双绞线分为屏蔽双绞线（双绞线分为屏蔽双绞线（STPSTP）与非屏蔽双绞线）与非屏蔽双绞线（UTPUTP）两大类。）两大类。 UTP

25、UTP：1 1类类 2 2类类 3 3类类 4 4类类 5 5类类 超超5 5类类 双绞的目的？双绞的目的？ RJ-45RJ-45接头，连接方式接头，连接方式（拓扑结构）（拓扑结构） 传送距离？传送距离？数据传输介质计算机网络通信和体系结构362. 同轴电缆基带传输：基带传输：5050 欧（欧（10Base2 、10Base5）频带传输：频带传输：75欧（有线电视）欧（有线电视）粗缆粗缆 细缆细缆10Base-5 10Base-2终端电阻终端电阻连接方式（拓扑结构）连接方式（拓扑结构） 数据传输介质计算机网络通信和体系结构373. 光纤以光的出现和消失分别代表两个二进制数字以光的出现和消失分别

26、代表两个二进制数字分为多模光纤、单模光纤分为多模光纤、单模光纤 多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多模光纤（为多模光纤（ m或或50 m）。 如果光纤导芯的直径（如如果光纤导芯的直径（如9 m）小到只有一个光的波长，光纤小到只有一个光的波长，光纤就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是一直向前传播，这种光纤称为单模光纤。一直向前传播，这种光纤称为单模光纤。 优点：优点：数据传输速率高，误码率低；重量轻；抗电磁干扰性能数据传输速率高，误码率低；重量轻；抗

27、电磁干扰性能好；保密性好，无串音干扰；抗化学腐蚀能力强。好；保密性好，无串音干扰；抗化学腐蚀能力强。 数据传输介质计算机网络通信和体系结构38传输媒介价格电磁干扰频带宽度单段最大长度UTP最便宜高低100mSTP一般低中等100m同轴电缆一般低高185m/500m光纤最高没有极高几十km数据传输介质计算机网络通信和体系结构39无线传输介质无线传输介质 1无线电短波无线电短波 （全方向全方向 ）2微波微波 （方向性方向性 ）3红外线红外线 （无导向无导向 ）数据传输介质计算机网络通信和体系结构40拓朴结构的定义将网络单元抽象为结点，通信线路抽象为链路。计算机网将网络单元抽象为结点，通信线路抽象为

28、链路。计算机网络是由一组结点和连接结点的链路组成的，拓扑结构指计算络是由一组结点和连接结点的链路组成的，拓扑结构指计算机网络的几何形状。机网络的几何形状。网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构41总线型网络拓朴结构工作站工作站工作站工作站网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构42星型网络拓朴结构工作站工作站工作站工作站工作站工作站集线器或交换机网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构43环型网络拓朴结构工作站工作站工作站工作站工作站工作站网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构44树型网络拓朴结构工作站工作站工作站网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构45网型网络拓朴结构工作站工作站工作站工作站工

29、作站工作站网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构46混合型网络拓朴结构工作站工作站工作站工作站工作站工作站网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构47无约束型网络拓朴结构网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构48物理拓扑指网络的几何形状，即通常意义上的拓扑；而逻辑拓扑物理拓扑指网络的几何形状，即通常意义上的拓扑；而逻辑拓扑（逻辑总线、逻辑环）则指信息在通信介质中传输的机制。（逻辑总线、逻辑环）则指信息在通信介质中传输的机制。对特定网络而言，其逻辑拓扑与物理拓扑不一定相同。对特定网络而言，其逻辑拓扑与物理拓扑不一定相同。1 2 34 5 67 8 91011 12AB12x6x8x2x9x3x10

30、 x4x11x5x7x1xEthernetA12x6x8x2x9x3x10 x4x11x5x7x1xC网络的拓扑结构计算机网络通信和体系结构49目录计算机网络概论计算机网络概论计算机网络通信与体系结构计算机网络通信与体系结构局域网局域网Internet基础知识基础知识计算机网络通信和体系结构50局域网标准局域网标准 局域网硬件局域网硬件 局域网中常用的通信协议及选择局域网中常用的通信协议及选择局域网计算机网络通信和体系结构51 IEEE802参考模型参考模型 IEEE802标准标准包括局域网参考模包括局域网参考模型与各层协议。型与各层协议。 MAC地址地址 MACMAC地址又称为物地址又称为物

31、理地址，也就是通理地址，也就是通常所说的计算机硬常所说的计算机硬件地址。件地址。 局域网标准应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层逻辑链路控制（LLC）层介质访问控制（MAC）层物理层OSIIEEE802计算机网络通信和体系结构52 网卡网卡又称网络接口卡（又称网络接口卡（Network Interface Card，NIC），），是计算机与网络的接口。是计算机与网络的接口。 网卡能够对信道中的信息进行侦听，并根据自身的网卡能够对信道中的信息进行侦听，并根据自身的MACMAC地址识别地址识别自己应该接收的信息；并能在信道信息流中寻找间隙，将信息自己应该接收的信息；并能在信道信息流中寻找

32、间隙，将信息送上信道。送上信道。 局域网硬件网卡计算机网络通信和体系结构53 1根据带宽分类根据带宽分类 10M网卡、网卡、10/100M自适应网卡和自适应网卡和1000M网卡等。网卡等。 2根据总线分类根据总线分类 ISA网卡、网卡、PCI网卡和专门用于笔记本的网卡和专门用于笔记本的PCMCIA网卡。网卡。 3根据应用领域分类根据应用领域分类 按其用途，可以将网卡分为工作站网卡和服务器网卡。按其用途，可以将网卡分为工作站网卡和服务器网卡。 4根据端口类型分类根据端口类型分类 RJ-45网卡、网卡、AUI网卡（粗缆）、网卡（粗缆）、BNC网卡（同轴电缆）和网卡（同轴电缆）和光纤端口网卡；光纤端

33、口网卡； 单端口网卡、双端口网卡（如单端口网卡、双端口网卡（如RJ-45+BNC）、）、3端口网卡端口网卡（如（如RJ-45+BNC+AUI）等。）等。局域网硬件网卡计算机网络通信和体系结构541 1工作站网卡的选择工作站网卡的选择 在为工作站选择网卡时，应重点考虑下列因素。在为工作站选择网卡时，应重点考虑下列因素。（1 1）端口类型）端口类型 （2 2）传输速度（）传输速度（3 3）对全双工通信方式的支持）对全双工通信方式的支持（4 4）总线类型（）总线类型（5 5）对操作系统的支持）对操作系统的支持（6 6）对远程唤醒功能的支持（）对远程唤醒功能的支持（7 7）对远程引导功能的支持）对远程

34、引导功能的支持2 2服务器网卡的选择服务器网卡的选择 服务器网卡应具备以下特性中的几个或全部。服务器网卡应具备以下特性中的几个或全部。（1 1）较高的数据传输速率）较高的数据传输速率（2 2）较低的处理器占用率）较低的处理器占用率（3 3）可网管）可网管局域网硬件网卡计算机网络通信和体系结构551 1安装网卡时需要注意的问题安装网卡时需要注意的问题（1 1）计算机是否能提供一个与网卡总线类型相匹配的扩展槽）计算机是否能提供一个与网卡总线类型相匹配的扩展槽（2 2）网卡的主要参数。）网卡的主要参数。（3 3）网卡是否具有即插即用功能。）网卡是否具有即插即用功能。（4 4）网卡是否需要进行跳线设置

35、。）网卡是否需要进行跳线设置。2 2台式计算机网卡的安装台式计算机网卡的安装3 3便携式计算机网卡的安装便携式计算机网卡的安装4 4USBUSB网卡的安装网卡的安装5 5网卡驱动程序的安装网卡驱动程序的安装局域网硬件网卡计算机网络通信和体系结构56 集线器，又称集线器，又称HubHub，用于组建星型网络，是一种价格低廉、使用简，用于组建星型网络，是一种价格低廉、使用简便的集线设备。便的集线设备。 集线器从一个端口接收到数据信号后，便将该信号放大，转发到其集线器从一个端口接收到数据信号后，便将该信号放大，转发到其他所有处于工作状态的端口，所有与这些端口相连的设备都会收到他所有处于工作状态的端口，

36、所有与这些端口相连的设备都会收到数据，但只有与数据目的地址相符的设备才接收该数据。数据，但只有与数据目的地址相符的设备才接收该数据。 发送数据的过程中，信源机独占集线器。发送数据的过程中，信源机独占集线器。 集线器包括集线器包括RJ-45RJ-45、BNCBNC、AUIAUI三种端口。三种端口。 根据集线器外形尺寸分类：根据集线器外形尺寸分类：机架式集线器（机架式集线器（16 、24口）；桌面式口）；桌面式集线器（集线器（8-16口）。口）。 根据集线器端口所提供的数据传输速率分类：根据集线器端口所提供的数据传输速率分类：10M、100M、10/100M双速集线器双速集线器局域网硬件集线器计算

37、机网络通信和体系结构57 用交换机构建的局域网称为交换式局域网，而用集线器构建用交换机构建的局域网称为交换式局域网，而用集线器构建的局域网则属于共享式局域网。与共享式局域网相比，交换式的局域网则属于共享式局域网。与共享式局域网相比，交换式局域网的数据传输效率较高，可靠性也得到提高。局域网的数据传输效率较高，可靠性也得到提高。 局域网硬件交换机站点A站点D站点C站点B1 2 3 4 5 67 8 91011 12AB12x6x8x2x9x3x10 x4x11x5x7x1xEthernetA12x6x8x2x9x3x10 x4x11x5x7x1xC交换机地址表MAC地址站点A站点B站点C端口112

38、132计算机网络通信和体系结构58集线器的所有用户共享带宽集线器的所有用户共享带宽交换机则为每个用户提供专用交换机则为每个用户提供专用( (独享独享) )的信息通道的信息通道 类型一般数据传输速率（M）最高数据传输速率（M）共享式10M局域网58交换式10M局域网8.59交换式全双工10M局域网1919共享式100M局域网5080交换式100M局域网8590交换式全双工100M局域网190190局域网硬件交换机计算机网络通信和体系结构59NetBEUI协议 NetBEUINetBEUI（用户扩展接口）协议是一个小巧而高效的协议，（用户扩展接口）协议是一个小巧而高效的协议，由由NetBIOSNe

39、tBIOS（网络基本输入输出系统）、（网络基本输入输出系统）、SMBSMB（服务器消息（服务器消息块）、和块）、和NetBIOSNetBIOS帧传输协议三部分组成。帧传输协议三部分组成。 NetBEUINetBEUI协议适合于不超过协议适合于不超过100100台个人计算机所组成的单网段台个人计算机所组成的单网段部门级小型部门级小型LANLAN，它不具有跨网段工作的能力。，它不具有跨网段工作的能力。 局域网中常用的通信协议及选择计算机网络通信和体系结构60IPX/SPX协议 IPX/SPX IPX/SPX（网际交换（网际交换/ /顺序包交换）协议具有很强的路由功能，顺序包交换）协议具有很强的路由

40、功能，适合于大型网络的使用。适合于大型网络的使用。Windows NTWindows NT为能与为能与NetWareNetWare服务器相连，服务器相连，它提供了一个叫它提供了一个叫“NWLink IPX/SPXNWLink IPX/SPX”兼容协议。兼容协议。NWLinkNWLink协议是协议是NovellNovell公司公司IPX/SPXIPX/SPX协议在微软网络产品中的实现，它除了继承协议在微软网络产品中的实现，它除了继承IPX/SPXIPX/SPX协议的优点之外，更适应了微软的操作系统和网络环境。协议的优点之外，更适应了微软的操作系统和网络环境。 局域网中常用的通信协议及选择计算机网

41、络通信和体系结构61TCP/IP协议 TCP/IPTCP/IP（传输控制协议（传输控制协议/ /网际协议）具有很强的灵活性，支持网际协议）具有很强的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可连接所有类型的服务器和工作站。任意规模的网络，几乎可连接所有类型的服务器和工作站。 在使用在使用NetBEUINetBEUI和和IPX/SPXIPX/SPX及其兼容协议时都不需要进行配置，及其兼容协议时都不需要进行配置，而而TCP/IPTCP/IP协议在使用前需要进行复杂的设置。协议在使用前需要进行复杂的设置。 局域网中常用的通信协议及选择计算机网络通信和体系结构62 为局域网选择通信协议时，应在网络规模、网络间的

42、兼容性和网络为局域网选择通信协议时，应在网络规模、网络间的兼容性和网络管理等几个方面进行综合考虑。管理等几个方面进行综合考虑。 对于不与外部连接的、小型的、单网段的网络，最好使用对于不与外部连接的、小型的、单网段的网络，最好使用NetBEUINetBEUI通通信协议信协议;对于从对于从NetWareNetWare迁移到迁移到Windows NTWindows NT的网络，或的网络，或NetWareNetWare与与Windows NTWindows NT共存的网络，选择共存的网络，选择IPX/SPXIPX/SPX及其兼容协议，无疑可提供一及其兼容协议，无疑可提供一个比较理想的传输环境个比较理想

43、的传输环境;如果正在规划一个高效率、可互联、可扩展如果正在规划一个高效率、可互联、可扩展性的网络，性的网络，TCP/IPTCP/IP将是理想的选择。将是理想的选择。 此外，在选择通信协议时，还应遵循以下的原则此外，在选择通信协议时，还应遵循以下的原则:(1)要选择适合于网要选择适合于网络特点的协议络特点的协议 (2)(2)应尽量少选用网络协议应尽量少选用网络协议 (3)(3)应注意协议的版本应注意协议的版本 (4)(4)要注意协议的一致性要注意协议的一致性 局域网中常用的通信协议及选择计算机网络通信和体系结构63目录计算机网络概论计算机网络概论计算机网络通信与体系结构计算机网络通信与体系结构局

44、域网局域网Internet基础知识基础知识计算机网络通信和体系结构64TCP/IP协议协议 InternetInternet的域名管理的域名管理 局域网与局域网与Internet的连接的连接 Internet基础知识计算机网络通信和体系结构65TCP/IP（传输控制协议（传输控制协议/网际协议）是网际协议）是Internet赖以存在的基础，赖以存在的基础，可用于可用于“异构异构”网络环境中网络环境中。TCP/IP通信体系中，通信双方均使用通信体系中，通信双方均使用TCP/IP通信协议及相应的通信协议及相应的应用程序。应用程序。TCP/IP协议计算机网络通信和体系结构661IP地址分配地址分配I

45、P地址由地址由32位二进制数组成。在实际应用中，将这位二进制数组成。在实际应用中，将这32位二进制数分成位二进制数分成4段，每段包含段，每段包含8位二进制数。为了便于应用，采用点分十进制表示位二进制数。为了便于应用，采用点分十进制表示法，将每段都转换为十进制数，段与段之间用法，将每段都转换为十进制数，段与段之间用“.”号隔开。号隔开。IP地址采用两级结构，网络标识（表示主机所属的网络）和主机标识地址采用两级结构，网络标识（表示主机所属的网络）和主机标识（代表主机）。（代表主机）。IP地址实际上是分配给网络适配器的。地址实际上是分配给网络适配器的。2IP地址级别地址级别考虑到不同规模网络的需要，

46、为充分利用考虑到不同规模网络的需要，为充分利用IP地址空间，地址空间，IP协议定义了协议定义了5类地址，即类地址，即A类至类至E类。其中类。其中A、B、C三类由三类由InterNIC（互联网信（互联网信息中心）在全球范围内统一分配，息中心）在全球范围内统一分配，D（多播或组播）、（多播或组播）、E（保留）类（保留）类为特殊地址。为特殊地址。IP地址采用高位字节的高位来标识地址类别。地址采用高位字节的高位来标识地址类别。TCP/IP协议IP协议计算机网络通信和体系结构67地址类别地址类别高位字节高位字节最高字节范围最高字节范围可支持的网络数目可支持的网络数目每个网络支持的主机数每个网络支持的主机

47、数A0-1126126B10-1281911638465534C110-1922232541位位7位位24位位0网络ID主机IDA类地址格式（保留地址类地址格式（保留地址54 54 ）B类地址格式（保留地址类地址格式（保留地址54 54 ）2位位14位位16位位10网络ID主机IDC类地址格式（保留地址类地址格式（保留地址54 54 ）3位位21位位8位位110网络ID主机IDTCP/IP协议 IP协议计算机网络通信和体系结构681确定网络和主机地

48、址确定网络和主机地址 子网掩码是一个子网掩码是一个32位的数字，其作用是声明位的数字，其作用是声明IP地址的哪些位为网络地址，哪些位为主机地址。地址的哪些位为网络地址，哪些位为主机地址。 TCP/IP协议利用子网掩码判断目标主机地协议利用子网掩码判断目标主机地址是位于本地网络还是远程网络。址是位于本地网络还是远程网络。 （例：与、与（例：与、与5 ） 下表列出了下表列出了A、B、C三类网络的子网掩码。三类网络的子网掩码。掩码中为掩码中为1的位表示的位表示IP地址中相应的位为网络标识地址中相应的位为网络标识号，为号，为0的位则表示的位则表示IP地址中相应的位为主机标识地址

49、中相应的位为主机标识号。号。类别类别二进制值二进制值十进制值十进制值A11111111.00000000.00000000.00000000B11111111.11111111.00000000.00000000C11111111.11111111.11111111.00000000TCP/IP协议子网掩码及其作用 计算机网络通信和体系结构692划分划分IP子网子网为了以下原因：为了以下原因： （1 1）减少每个子网上的网络通信量）减少每个子网上的网络通信量 （2 2）便于网络管理）便于网络管理 （3 3）解决物理网络本身的某些

50、问题（如网络覆盖范围超过以）解决物理网络本身的某些问题（如网络覆盖范围超过以太网段最大长度的问题）太网段最大长度的问题） 可以将可以将IP地址原有的两级结构扩充为如下的地址原有的两级结构扩充为如下的3级结构：级结构： IP地址内的原主机部分被分解为子网标识和主机标识两个地址内的原主机部分被分解为子网标识和主机标识两个部分，这种子网的划分是通过子网掩码机制来实现的。部分，这种子网的划分是通过子网掩码机制来实现的。网络标识部分网络标识部分子网标识部分子网标识部分主机标识部分主机标识部分TCP/IP协议子网掩码及其作用 计算机网络通信和体系结构70（例（例 ： 将网络地址为的将网络地址为的C类网络划

51、分为类网络划分为6个子网）个子网）网络标识部分网络标识部分子网标识部分子网标识部分主机标识部分主机标识部分子网子网内部的网络地址内部的网络地址实际实际IP地址范围地址范围1号23 22号45 43号67 264号2829 585号6061

52、906号9293 22TCP/IP协议子网掩码及其作用 计算机网络通信和体系结构71 在网络中要实现在网络中要实现IP路由必须使用路由器，路由器可以是专门路由必须使用路由器，路由器可以是专门的硬件设备，也可以将某台计算机设置为路由器。的硬件设备，也可以将某台计算机设置为路由器。 不论用何种方式实现，路由器都是靠路由表来确定数据报的不论用何种方式实现，路由器都是靠路由表来确定数据报的流向的。流向的。IP路由表中保存了网络路由表中保存了网络IP地址与路由器端口的对应关地址与路由器端口的对应关系。当路由器接收到一个数据报时，便查

53、询路由表，判断目的系。当路由器接收到一个数据报时，便查询路由表，判断目的地址是否在路由表中，如果是，则直接送交该网络，否则转交地址是否在路由表中，如果是，则直接送交该网络，否则转交其他网络，直到最后到达目的地。其他网络，直到最后到达目的地。 在在TCP/IP网络中，网络中，IP路由器又叫路由器又叫IP网关。网关。每一个结点都有自己每一个结点都有自己的网关。的网关。 TCP/IP协议 IP路由BA计算机网络通信和体系结构72在利用在利用TCP/IP进行通信时，主要应设置如下参数：进行通信时，主要应设置如下参数：l l IP地址。标识地址。标识TCP/IP主机的唯一的主机的唯一的32位地址。位地址

54、。l l 子网掩码。用来判别目标子网掩码。用来判别目标IP地址是否属于本地网络。地址是否属于本地网络。l l 默认网关：与远程网络互联的路由器的默认网关：与远程网络互联的路由器的IP地址。地址。 具体的设置步骤如下：具体的设置步骤如下：（1）依次选择）依次选择“开始开始设置设置控制面板控制面板”，打开，打开“控制面控制面板板”对话框。对话框。（2）双击）双击“网络网络”图标，打开图标，打开“网络网络”属性对话框。属性对话框。（3）选择网卡的）选择网卡的TCP/IP协议，然后单击协议，然后单击“属性属性”按钮。按钮。（4）输入相关参数，按）输入相关参数，按“确定确定”按钮。按钮。TCP/IP协议

55、 TCP/IP的配置计算机网络通信和体系结构731. TCP/IP测试工具测试工具Ping Ping是是Windows 98/NT/2000中集成的一个中集成的一个TCP/IP协议探测工协议探测工具。凡是使用具。凡是使用TCP/IP协议的网络，不论其网络规模如何，当计协议的网络，不论其网络规模如何，当计算机之间无法相互访问或网络工作不稳定时，可利用算机之间无法相互访问或网络工作不稳定时，可利用Ping来确来确定问题的症结所在。定问题的症结所在。2. 2. 测试测试TCP/IPTCP/IP协议配置工具协议配置工具Ipconfig/WinipcfgIpconfig/Winipcfg 利用利用Ipc

56、onfigIpconfig和和WinipcfgWinipcfg工具可以查看与工具可以查看与TCP/IPTCP/IP协议有关的配置，协议有关的配置，如如IPIP地址、网关、子网掩码等。这两个工具在地址、网关、子网掩码等。这两个工具在Windows 95/98Windows 95/98中都能使用，功能基本相同，只是中都能使用，功能基本相同，只是IpconfigIpconfig以文本方式显示结以文本方式显示结果，而果，而WinipcfgWinipcfg用图形方式显示。在用图形方式显示。在Windows NT/2000Windows NT/2000中只能中只能使用使用IpconfigIpconfig。

57、 TCP/IP协议 TCP/IP测试与查看计算机网络通信和体系结构741Ping命令的格式命令的格式Ping命令的格式为：命令的格式为：ping目的地址参数目的地址参数1参数参数2 其中其中“目的地址目的地址”指被测试计算机的指被测试计算机的IP地址或域名。地址或域名。Ping命令的主要参数有命令的主要参数有（1） “N 数值数值”，发出的测试包的个数，缺省值为，发出的测试包的个数，缺省值为4；（；（2）“L 数数值值”，发送缓冲区的大小；（，发送缓冲区的大小；（3）“T”，不停地执行，不停地执行Ping命令，直到用户按命令，直到用户按Ctrl+C键时为止。键时为止。TCP/IP协议 TCP/

58、IP测试与查看计算机网络通信和体系结构752用用Ping工具测试工具测试TCP/IP协议的工作情况协议的工作情况（1）Ping回环地址，以确定本机是否正确配置了回环地址，以确定本机是否正确配置了TCP/IP。命令：。命令：（2）Ping工作站的工作站的IP地址，以验证工作站是否正确加入了网络，地址，以验证工作站是否正确加入了网络，并检验并检验IP地址是否冲突。地址是否冲突。命令：命令：ping 工作站工作站IP地址地址（3）Ping默认网关的默认网关的IP地址，以验证默认网关设置是否正确。地址，以验证默认网关设置是否正确。命令：命令：Ping 默认网关默认网关IP地址地址（4）Ping 远程网络上主机的远程网络上主机的IP地址，以验证能否通过路由器进地址，以验证能否通过路由器进行通信。行通信。命令：命令：Ping 远程主机的远程主机的IP地址地址TCP/IP协议 TCP/IP测试与