4.计算机网络第四讲讲课

1、信息系统监理师考试内容：计算机网络注：黑色字体内容为理解 红色字体内容为理解记忆考试到计时距2015年上半年考试还有102天考试时间：5月23日 2015-02-09网络分类按网络所覆盖的地理范围的不同，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。1、局域网（Local Area Network，LAN）网络体系结构局域网（LAN）特点：1、距离短（0.1KM25KM）；2、速度快（4mbp1Gbps）；3、高可靠性；4、成本低；其传输媒介有：双绞线、细/粗同轴电缆、微波、射频信号和红外线；常有以太网（Ethnet）、令牌环网络（Token Ring）、Apple T

2、alk 网络和ArcNet网络等类型，目前以太网是主流。FDDI：光纤分布式数据接口 （fiber-distributed data interface;FDDI ）定义： 一种速率为100Mb/s，采用多模光纤作为传输媒介的高性能光纤令牌环(token ring)局域网；随着快速以太网和千兆以太网技术的发展，用FDDI的人就越来越少了。因为FDDI使用的通信介质是光纤，这一点它比快速以太网及现在的100Mbps令牌网传输介质要贵许多，然而FDDI最常见的应用只是提供对网络服务器的快速访问，所以在目前FDDI技术并没有得到充分的认可和广泛的应用。FDDI另一种常用的通信介质是电话线。网络体系结

3、构802协议族：802.1 局域网概述，体系结构，网络管理和性能测量等；802.2 逻辑链路控制LLC；802.3 总线网介质访问控制协议CSMA/CD及物理层技术规范；802.3u （快速以太网Fast Ethernet)802.3z （千兆以太网Gigabit Ethernet)802.3af（基于以太网供电POE：Power On Ethernet)802.4 令牌环总线Token-Passing Bus （单一/多信道速率 1,5,10 MBit/s）网介质访问控制协议及其物理层技术规范；802.5 令牌环Token-Passing Ring （基带速率 1,4,16 MBit/s)

4、网介质访问控制协议及其物理层技术规范；802.6 城域网（Metropolitan Area Networks)MAC 介质访问控制协议DQDB及其物理层技术规范；802.10 局域网安全技术标准；802.11 无线局域网的介质访问控制协议CSMA/CA及其物理层技术规范；美国国家标准协会（ANSI）把IEEE 802标准作为美国国家标准。网络体系结构2、广域网（Wide Area Network，WAN）广域网（WANT）特点：距离长，低速度（以Kbps为传输速率而现在出现了ISDN、ADSL等，实现了其传输达到Mbps）、高成本；其传输介质一般是电话线路，当然也可用光纤、卫星来建立；ISD

5、N(Integrated Services Digital NetWork):综合业务数字网，是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路交换网络系统；将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line ，非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道，从而避免了相互之间的干扰。即使边打电话边上网，也不会发生上网速率和通话质量下降的情况。通常ADSL在不影响正常电

6、话通信的情况下可以提供最高3.5Mbps的上行速率和最高24Mbps的下行速率。网络体系结构常用的3种电话线路技术：公用交换电话网（PSTN）-多用于家庭客服；综合业务数字网（ISDN）-基带为2B+D，B信道速率为64Kbps，而D信道为16kbps,前者用于数据传输，后者用于控制；WAN由通信子网与资源子网组成通信子网由通信节点和通信链路组成，前者像一台computer，一方面作为通信子网与资源子网的接口，对传输与网络信息进行控制；另一方面作为其他节点的存储转发节点。资源子网是指在网上的各种计算机、终端和数据库等。通信子网主要使用分组交换技术，根据网络通信原理，局域网与广域网的互联一般通过

7、第三层设备路由器实现的。网络体系结构覆盖范围广阔，又称远程网。广域网覆盖的地理范围可以是一个城市，一个地区，一个省，一个国家。最大的是Internet。网络体系结构Internet3、城域网（Metropolitan Area Network，MAN）城域网（MAN）的主要技术是Distributed Queue Dual Bus，DQDB（分布式队列双总线）即IEEE802.6，而目前主流的宽带城域网则以IP和ATM电信技术为基础，以光纤作为传输介质，集数据、语音、视频服务于一体的高带宽、多功能及多业务接入的多媒体通信网络。网络体系结构网络体系结构OSI参考模型巫术忘传会飙鹰巫(物理层)术(

8、数据链路层)忘(网络层)传(传输层)会(会话层)飙(表示层)鹰(应用层)1、当接收数据时，数据是自下而上传输的；当发送数据时，数据是自上而下传输的。2、当传输数据的时候，每一层接收上一层格式化后的数据，对数据进行操作，然后把它传给下一层。当接收数据的时候 ，每一层接收下一层传过来的数据，对数据进行解包，然后把它传给上一层。OSI参考模型、TCP/IP协议族OSI中的层功能对应协议TCP/IP协议应用层文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端HTTP、Telnet、FTP、SMTP、NFS应用层FTP、TFTP、HTTP、DHCP、NFS、Telnet、DNS、SNMP表示层数据格式化，代码转换，

9、数据加密，数据表示JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG会话层解除或建立与别的接点的联系RPC、SQL传输层TCP、UDP传输层提供端对端的接口TCP，UDP、SPX网络层分组传输和选择路由IP，IPX网际层IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP数据链路层传输有地址的帧以及错误检测功能IEEE802.3/2、HDLC、PPP、ATM网络接口层IEEE802.3、IEEE802.5物理层以二进制数据形式在物理媒体上传输数据传输的是比特流，单位是比特RS232、V.35、RJ-45、FDDIOSI参考模型、TCP/IP协议族IPX （internet work Packet Excha

10、nge）互联网络数据包交换；SPX （Sequenced Packet Exchange Protocol）序列分组交换协议；UDP （User Datagram Protocol）用户数据报协议，不可靠信息传送服务；FTP（File Transport Protocol）文件传输协议：是网络上两台计算机传送文件的协议；TFTP（Trivial File Transfer Protocol）简单文件传输协议：是用来在客户端与服务器之间进行简单文件传输的协议。HTTP（Hypertext Transfer Protocol）超文本传输协议：是用于从www服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议；S

11、MTP（Simple Mail Transfer Protocol）简单邮件传输协议；DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol) 动态主机配置协议；NFS（Net File System）网络文件系统；Telnet 远程登录协议；DNS（Domain Name System）域名系统；SNMP(Simple Network Management Protocol）简单网络管理协议；TCP （Transport Contrl Portocol）传输控制协议；ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议；RARP（Revers

12、e Address Resolution Protocol）反向地址解析协议；ICMP（Internet Control Message Protocol）网际控制报文协议；IGMP （Internet Group Management Protocol）网际组管理协议。OSI参考模型、TCP/IP协议族RPC （Remote Procedure Call Protocol）远程过程调用协议，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。RPC协议假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP，为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中，RPC跨越了传输层和应用

13、层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。HDLC （High-Level Data Link Control或简称HDLC）高级数据链路控制，是一个在同步网上传输 数据、面向比特的数据链路层协议，它是由国际标准化组织(ISO)根据IBM公司的SDLC(Synchronous Data Link Control)协议扩展开发而成的。PPP 点对点协议 （Point to Point Protocol）为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。FDDI：光纤分布式数据接口 （fiber-distributed data interface;FDDI )；OSI参考模

14、型、TCP/IP协议族端口 在TCP/IP网络中，传输层的所有服务都包含端口号（11023之间的端口号）1、SMTP TCP端口号25；2、POP3 TCP端口号110；3、DNS UDP端口号53；4、WWW服务使用的TCP端口号为80；5、 IMAP(邮件访问协议）：用于替代POP3协议的新协议，工作在143端口上；6、FTP在客户端与服务器的内部建立两条TCP连接，一条是控制连接，端口号为21；另一条是数据连接，端口号为20；2561023之间的端口号通常由UNIX系统占用IP地址：由IP协议提供的一种统一格式的地址。每一个IP地址在Internet上是唯一的，也是运行TCP/IP协议的

15、唯一标识。IP地址是一个4字节（共32位）的数字，被分成4段，每段8位；IP地址以十进制形式表示，每段所能表示的十进制数最大不超过255；IP地址由两部分组成，即网络号和主机号，网络号标识的是Internet上的一个子网，而主机号标识的是子网中的某台主机；网络类型网络ID主机IDIP地址和子网掩码IP地址和子网掩码其中：网络地址表示因特网中的一个物理网络；主机地址表示这个网络中的一台主机。规定：IP地址为32位二进制位，分为4个字节，每字节可为0255的十进制数，每个字节之间以“.”号分隔。IP地址的分类：根据网络的规模分为五类，类型IP地址第一字节数字范围应用主机数A最前面1位是0，然后用7

16、位来标识网络号，24位标识主机号1126大型网络2的24次方-2（两个保留位）B最前面2位是10，然后用14位来标识网络号，16位标识主机号128191中等规格的网络2的16次方-2（两个保留位）C最前面3位是110，然后用21位来标识网络号，8位标识主机号192223校园网等小型网络2的8次方-2（两个保留位）D最前面4位1110，不分网络地址和主机地址，它是一个专门保留的地址224239多播地址E最前面5位是11110，也不分网络地址和主机地址，为将来使用保留240254保留在今后使用IP地址和子网掩码注：1、主机号全0：表示网络号，不能分配给主机。如：为网络地址。2、主机号全1：表示向指

17、定子网发广播。如：55表示向网络号发广播。子网掩码我们在配置ICP/IP参数时，除了要配置IP地址之外，还要配置子网掩码。子网掩码也是32位的二进制数，具体的配置方式是：将IP地址网络位对应的子网掩码设为“1”，主机位对应的子网掩码设为“0”，如：对于IP地址是00的主机，由于是B类地址，前两组数为网络号，后两组数为主机号。则子网掩码配置为：11111111.11111111.00000000.00000000，转换为十进制数为：。由此，各类地址的默认子网掩码为：A类：11111111.00000000.0000000.00000000即B类：11111111.11111111.0000000

18、0.00000000即C类：11111111.11111111.11111111.00000000即之所以要配置子网掩码，是因为在Internet中，每台主机的IP地址都是由网络地址和主机地址两部分组成，为了使计算机能自动的从IP地址中分离出相应的网络地址，需专门定义一个网络掩码，也称子网屏蔽码，这样就可以快速地确定IP地址的哪部分代表网络号，哪部分代表主机号，判断两个IP地址是否属于同一个网络。ipv6定义IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写，它是IETF设计的用于替代现行版本IP协议-IPv4-的下一代IP协议。 目前的全球因特网所采用的协议族是TCP

19、/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。IPv6正处在不断发展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。每个人将拥有更多IP地址。ipv6特点（1）IPV6地址长度为128比特，地址空间增大了2的9 6次方倍；（2）灵活的IP报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段。IPV6中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度；（3）IPV6简化了报文头部格式，字段只有8个，加快报文转发，提高了吞吐量；（4）提高安全性。身份认证和隐私权是IPV6的关键特性

20、；（5）支持更多的服务类型；（6）允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展；ipv6应用 IPv6的普及一个重要的应用是网络实名制下的互联网身份证/VIeID，目前基于IPv4的网络之所以难以实现网络实名制，一个重要原因就是因为IP资源的共用，因为IP资源不够，所以不同的人在不同的时间段共用一个IP，IP和上网用户无法实现一一对应。 在IPv4下，现在根据IP查人也比较麻烦，电信局要保留一段时间的上网日志才行，通常因为数据量很大，运营商只保留三个月左右的上网日志，比如查前年某个IP发帖子的用户就不能实现。IPv6的出现可以从技术上一劳永逸地解决实名制这个问题，因为那时IP资源将不

21、再紧张，运营商有足够多的IP资源，那时候，运营商在受理入网申请的时候，可以直接给该用户分配一个固定IP地址，这样实际就实现了实名制，也就是一个真实用户和一个IP地址的一一对应。当一个上网用户的IP固定了之后，你任何时间做的任何事情都和一个唯一IP绑定，你在网络上做的任何事情在任何时间段内都有据可查，并且无法否认。ipv6优势与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势：1、IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，最大地址个数为232；而IPv6中IP地址的长度为128，即最大地址个数为2128。与32位地址空间相比，其地址空间增加了296。2、IPv6使用更小的路由表。IPv

22、6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。 3、IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的支持（Flow Control），这使得网络上的多媒体 应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的网络平台。ipv64、IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。5、IPv6具有更高的

23、安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性。极大的增强了网络的安全性。6、允许扩充。如果新的技术或应用需要时，IPV6允许协议进行扩充。7、更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式，其选项与基本头部分开，如果需要，可将选项插入到基本头部与上层数据之间。这就简化和加速了路由选择过程，因为大多数的选项不需要由路由选择。8、新的选项。IPV6有一些新的选项来实现附加的功能。ipv6使用IPV6的原因 从计算机技术的发展、因特网的规律和网络的传输速率来看，IPV4都已经不适用了。其中最主要的问题就是IPV4的3

24、2比特的IP地址空间已经无法满足迅速膨胀的因特网规模。为此，IETF在1992年6月就提出要制订下一代的Ipng。由于此前推出的IPV5未获广泛认同和应用，因此Ipng最后正式定名为IPV6。虚拟局域网VLAN（Virtual Local Area NetWork）虚拟局域网，是由一些主机、交换机或路由器等组成的一个虚拟的局域网。实现VLAN的划分：按照物理端口；按照网络协议（IP、IPX）；按照MAC地址；按照应用类型。注：VLAN跨越多个交换机，则属于同一VLAN的工作站要通过Trunk(干道）线路互相通信。Trunk是一种封装技术，它是一条点到点的链路。使用Trunk的优点：1、可以在不

25、同的交换机之间连接多个VLAN，可以将VLAN扩展到整个网络中；2、Trunk可以捆绑任何相关的端口，也可以随时取消设置；3、Trunk可以提供负载均衡能力及系统容错能力。虚拟局域网VPN （Virtual Private Network)虚拟专用网络 ，指的是在公用网络上建立专用网络的技术。其之所以称为虚拟网，主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路，而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台，如Internet、ATM(异步传输模式、Frame Relay （帧中继）等之上的逻辑网络，用户数据在逻辑链路中传输。它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、加

26、密和身份验证链接的专用网络的扩展。注： VPN属于远程访问技术，简单地说就是利用公网链路架设私有网络。例如公司员工出差到外地，他想访问企业业内网的服务器资源，这种访问就属于远程访问。怎么才能让外地员工访问到内网资源呢？VPN的解决方法是在内网中架设一台VPN服务器，VPN服务器有两块网卡，一块连接内网，一块连接公网。外地员工在当地连上互联网后，通过互联网找到VPN服务器，然后利用VPN服务器作为跳板进入企业内网。为了保证数据安全，VPN服务器和客户机之间的通讯数据都进行了加密处理。有了数据加密，就可以认为数据是在一条专用的数据链路上进行安全传输，就如同专门架设了一个专用网络一样。但实际上VPN

27、使用的是互联网上的公用链路，因此只能称为虚拟专用网。即：VPN实质上就是利用加密技术在公网上封装出一个数据通讯隧道。有了VPN技术，用户无论是在外地出差还是在家中办公，只要能上互联网就能利用VPN非常方便地访问内网资源，这就是为什么VPN在企业中应用得如此广泛。网络设备网卡（48位2进制MAC地址，工作在数据链路层）；集线器（集中器)、工作在数据链路层，它收集多个端口传来的数据帧并广播出去。重发器（中继器、转发器），在物理层上连接网络的小设备，放大增强信号。网桥（桥接器）：是一种在数据链路层把同段互相连接起来的设备。连接网络分支、多了一个“过滤帧”功能、工作在数据链路层。交换机：是一种在LAN

28、中互联多个网段，并可进行数据链路层和物理层协议转换的网络互联设备。（第二层交换机：工作在数据链路层，用来代替集线器的一种应用在小型网络中的设备；第三层交换机：工作在网络层，可以完成普通路由器的功能或全部功能；高层交换机：工作在网络层之上，可以完成普通路由器功能的基础上，实现一些特殊的功能）标准和协议 。网络设备路由器：工作在网络层，在属于不同网络段的广域网和局域网间根据地址建立路由，并将数据送到最终目的地。调制解调器（ISDN、ADSL），工作在物理层，它主要作用是信号变换，即把模拟信号变换成数字信号，或者把数字信号变换成模拟信号。网关：是网络层以上的中继系统，连接两个网络不仅网络协议不一样（

29、如：内网与Internet网），而且硬件和数据结构都大相径庭，也称协议转换器，工作在传输层。IP地址和子网掩码域名系统： 一种字符型的主机命名机制。它是一个以命名规则产生的名字管理和名字与地址的对应方法。域名系统（DNS)的组成：由域名空间的划分、域名管理和地址转换三部分组成。域名的写法：与IP地址类似，即用“.”号将各级子域分开，域的层次从右到左（即从高到低）分别称为顶级域名（第一级域）、二级域名、三级域名等。典型的结构如下： 主机名 . 单位名 . 机构名 . 国家名（机器名.网络名.机构名.最高域名）域名的优点：使用方便、容易记忆。故目前在网上主要使用的是域名。注：域名地址与IP地址的转

30、换由域名服务器DNS自动完成。例： 一般都称www为主机名、中间的那个xxxx为单位名、gov为机构名、cn为顶级域名（国家顶级域名，表示中国网站）IP地址和子网掩码IP地址和子网掩码附：八个顶级域名：域名含义域名含义com商业机构edu教育机构gov政府机构mil军事机构int国际组织org非盈利组织net主要网络机构AC 科研机构 网络拓扑结构概念： 网络拓扑结构指连接于网络中的端系统或工作站之间互连的方式；简单地说：指网络形状，网络的连通性常见的网络拓扑结构：总线型、星型、环型、树型、混合型、网状型、蜂窝型321、总线型：采用一个公用通道作为传输媒体，所有站点都通过相应的硬件接口直接连接到公用信道上，这一公用信道称为总线优点：总线