计算机网络技术基础（第2版）课件全套 机械 第1-7章 计算机网络技术概论- 网络管理及网络安全

计算机网络技术基础目录C

O

N

T

E

N

T

S计算机网络技术概论计算机网络体系结构数据通信基础局域网技术网络互联技术广域网技术网络管理及网络安全01020304050607计算机网络技术概论01学习导入思维导图相关知识学习目标

万物互联时代，每一个人的日常生活已经与计算机网络密

不

可

分

。

尤其是在“宽带中国”、“互联网+”等背景下，大数据、云计算、人工智能、数字经济、电子政务、新型智慧城市、数字乡村等已经带来了极大的生活便利。思考究竟什么是计算机网络？计算机网络的功能是什么？这一切是怎么实现的呢？学习导入思维导图学习目标认识什么是计算机网络了解计算机网络技术的发展历程认知计算机网络的未来发展方向了解计算机网络技术的趋势认知计算机网络的功能和应用认知计算机网络的组成初步掌握双绞线的制作了解计算机网络的分类初步掌握网络拓扑图的绘制相关知识计算机网络基础计算机网络的功能及应用计算机网络的组成及分类1.1

计算机网络基础计算机网络的定义计算机网络技术的发展历程计算机网络发展新技术趋势1.1

计算机网络基础1.1.1计算机网络的定义计算机网络是将地理位置不同的具有独立

功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。1.1

计算机网络基础0

2形成阶段—计算机通信网络0

3互联互通阶段—开放式的标准化计算机网络0

1诞生阶段─计算机终端网络1.1.2计算机网络技术的发展历程0

4高速网络技术阶段—新一代计算机网络1.1

计算机网络基础平台虚拟化、应用程序虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、设备虚拟化S

D

N软件定义网络，是一种新兴的、控制与转发分离、并直接可编程的网络架构。云计算—种提供资源的网络,与信息技术、软件、互联网相关的一种服务，这

种计算资源共享池称为“云”。1.1.3计算机网络发展新技术趋势虚拟化1.2

计算机网络的功能及应用计算机网络的功能计算机网络的应用1.2

计算机网络的功能及应用1.2.1计算机网络的功能数据通信分布式处理资源共享硬件共享、软件共享、数据共享1.2

计算机网络的功能及应用商业应用家庭娱乐应用企业信息网络、联机事物处理、P

O

S系统、电子邮件系统、电子数据交换系统。交互式影视服务、家庭办公、联机消费、多媒体交互式教育、娱乐游戏和智能电器。1.2.2计算机网络的应用1.3

计算机网络的组成及分类计算机网络的组成计算机网络的分类1.3

计算机网络的组成及分类计算机网络的组成计算机网络的分类1.3

计算机网络的组成及分类1.3.1计算机网络的组成通信子网通信协议资源子网逻辑组成资源子网负责资源共享通信子网负责数据通信通信双方必须共同遵守的规则和约定则为通信协议1.3

计算机网络的组成及分类计算机网络软件物理组成网络协议、网络操作系统、网络应用软件服务器、工作站、网络接口卡、传输介质以及各种网络互联设备1.3.1计算机网络的组成计算机网络硬件1.3

计算机网络的组成及分类服务器工作站计算机网络硬件文件服务器、通信服务器、计算服务器和打印服务器等。网络接口卡传输介质有线传输介质和无线传输介质1.3.1计算机网络的组成1.3

计算机网络的组成及分类网络操作系统计算机网络软件为了使网络中的计算机能正确地进行数据通信和资源共享，计算机和通信控制设备必须共同遵循的一组规则和约定。网络应用软件电子邮件程序、浏览器程序、即时通信软件、网络游戏软件等，它们为用户提供了各种各样的网络应用。W

i

n

d

o

w

s系统服务器版、N

e

t

W

a

r

e系统、U

N

I

X系统和开放源码的自由软件L

i

n

u

x。1.3.1计算机网络的组成网络协议1.3

计算机网络的组成及分类1.3.2计算机网络的分类按网络的交换方式分类星形网

环形网

总线形网树形网

网状形网按网络的分布范围分类广域网局域网城域网按网络的交换方式分类电路交换网报文交换网分组交换网计算机网络技术基础计算机网络技术基础目录C

O

N

T

E

N

T

S计算机网络技术概论计算机网络体系结构数据通信基础局域网技术网络互联技术广域网技术网络管理及网络安全01020304050607计算机网络体系结构01学习导入思维导图相关知识学习目标

随着计算机网络技术的不断发展，出现了多种不同结

构的网络系统，如何实现这些异构网络的互联？思考如何实现异构网络的互联？采取何种方法分析复杂的计算机网络系统？学习导入思维导图学习目标认识什么是计算机网络协议了解计算机网络的体系结构认知OSI参考模型及各层功能认知TCP/IP体系结构及各层功能掌握IPv4编址方法掌握子网划分的方法了解IPv6编址方法相关知识计算机网络体系结构概述OSI参考模型

TCP/IP体系结构2.1

计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构计算机网络协议2.1

计算机网络体系结构概述2.1.1计算机网络体系结构快递系统计算机网络体系结构包括三个内容:分层结构与每层的功能

、服务与层间接口和协议。在计算机网络中，层、层间接口及协议的集合被称为计算机网络体系结构。2.1

计算机网络体系结构概述2.1.1计算机网络体系结构计算机网络体系分层的好处灵活性好各层之间独立易于实现和维护结构上可分割开能促进标准化工作2.1

计算机网络体系结构概述2.1.2计算机网络协议快递共识系统2.1

计算机网络体系结构概述2.1.2计算机网络协议计算机网络协议的定义计算机网络中的计算机为了进行数据交换而建立的规则，标准或约定。协议规定了所交换数据的格式以及有关同步与时序的问题。协议对网络通信的数据流和通信全程进行约束，也制订了网络接口等一系列硬件设备的标准。网络协议的3要素语法：“如何讲”语义：“讲什么”时序：信息交流的顺序2.2

O

S

I参考模型O

S

I参考模型O

S

I参考模型各层的功能O

S

I参考模型的数据传输2.2

O

S

I参考模型2.2.1

O

S

I参考模型发送端接收端7应用层应用层协议应用层6表示层表示层协议表示层5会话层会话层协议会话层4传输层传输层协议传输层3网络层网络层协议网络层2数据链路层数据链路层协议数据链路层1物理层物理层协议物理层物理介质2.2

O

S

I参考模型2.2.2

O

S

I参考模型各层的功能层次数据格式主要功能典型设备应用层数据报文为应用程序提供网络服务表示层数据报文数据表示、数据安全、数据压缩会话层数据报文建立、管理和终止会话传输层数据报文提供端到端连接网络层数据包（分组）确定地址、路径选择（路由）路由器数据链路层数据帧介质访问（接入）网桥、交换机、网卡物理层比特流二进制数据流传输光纤、同轴电缆、双绞线、中继器和集线器2.2

O

S

I参考模型2.2.3

O

S

I参考模型的数据传输解封装物理层10100110100101比特流H7

数据H5

H6H6

H7

数据H7

数据数据1432接收端应用层表示层会话层传输层网络层H3H4H4H5H5H6H6H7

数据H7

数据传输层网络层数据链路层H2H3

H4H5H6H7数据

T2数据链路层物理层7发送端应用层6表示层5会话层封装2.3

T

C

P/IP体系结构T

C

P/I

P体系结构T

C

P/I

P各层的功能

I

P

v

4编址及子网划分

I

P

v

6技术2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.1

T

C

P/I

P体系结构传输层网络层网络接口层应用层

HTTP

FTPDNSDHCPTelnetSMTPSNMPTCPUDPEthernetToken

RingX.25ARPRARPIPIGMPICMP2.3

T

C

P/IP体系结构TCP/IP和OSI的层次对应关系不同网络中。2.3.2

T

C

P/I

P各层的功能.网络接口层T

C

P/I

P体系结构模型中的最底层，负责把数据包发送到传输电缆上和接收I

P数据报，是实际的网络硬件接口，对应于O

S

I参考模型的物理层和数据链路层。.网络层与O

S

I参考模型的网络层相当，整个T

C

P/I

P体系结构的关键部分。负责将发送端的报文分组发送到接收端，发送端和接收端可以在同一网络中，也可以在2.3

T

C

P/IP体系结构处理来自传输层的分组发送请求。处理接收的数据报。处理互联的路径选择、流量控制与拥塞问题。2.3.2

T

C

P/I

P各层的功能2.网络层网际协议（

I

P

）地址解析协议（

A

R

P

）反向地址解析协议（

R

A

R

P

）网际控制报文协议（

I

C

M

P

）网际组管理协议I

G

M

P

）网络层主要功能网络层协议2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.2

T

C

P/I

P各层的功能3.传输层位于第3层，负责应用程序到应用程序之间的端对端通信。传输层的主要功能是在互联网中发送端与接收端的对等实体间建立用于会话的端对端连接。传输层主要有两个协议：传输控制协议T

C

P和用户数据报协议U

D

P

。TCP/IP和OSI的层次对应关系2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.2

T

C

P/I

P各层的功能3.传输层（

1

）

T

C

P协议T

C

P提供一种面向连接的可靠的服务，面向连接意味着

彼此通信的双方在交换数据

之前，必须先建立一个T

C

P连接。TCP连接的三次握手与四次挥手过程2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.2

T

C

P/I

P各层的功能3.传输层（

2

）

U

D

P协议U

D

P为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的I

P数据报的方法。

U

D

P不提供差错纠正、队列管理、重复消除、流量控制和拥塞控制，但提供差错检测。2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.2

T

C

P/I

P各层的功能4.应用层T

C

P/I

P体系结构模型中的最高层，应用层包括了所有的高层协议。远程登录协议T

e

l

n

e

t超文本传输协议H

t

t

p文件传输协议F

T

P域名解析协议D

N

S动态主机配置协议D

H

C

P简单邮件传输协议S

M

T

P简单网络管理协议S

N

M

PTCP/IP和OSI的层次对应关系2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.3

I

P

v

4编址及子网划分I

P地址结构I

P地址的分类特殊的I

P地址子网掩码子网划分2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.3

I

P

v

4编址及子网划分1.

I

P地址结构I

P

v

4地址由3

2位二进制位组成,分为4段（

4个字节），每段8位二进制数（

1个字节），分别使用1个十进制数字表示,每段之间用“.”分隔，如

1

9

2.1

6

8.0.1，这种表示方式称为点分十进制。网络号主机号2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.3

I

P

v

4编址及子网划分2.

I

P地址的分类字节11

—

1

2

6128—191192—223224—239240—2542.3

T

C

P/IP体系结构2.3.3

I

P

v

4编址及子网划分3.

特殊的I

P地址网络地址主机地址地址类型用途Any全“0”网络地址代表一个网段Any全“1”广播地址某网段的所有节点127Any环回地址环回测试全“0”默认路由路由器中指定默认路由2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.3

I

P

v

4编址及子网划分4.

子网掩码A类地址网络ID

主机ID子网掩码1

1

1

1

1

1

1

1 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0B类地址网络ID

主机ID子网掩码1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0C类地址网络ID

主机ID子网掩码1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

02.3

T

C

P/IP体系结构2.3.3

I

P

v

4编址及子网划分4.

子网掩码将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址；同时也可以判断不同的IP地址属于本地网络，还是远程网络。例如，有两台主机：主机A的IP地址为，主机B的IP地址为3，子网掩码为92。与92相“与”的结果是：；3与92相“与”的结果是：4。显然，逻辑“与”结果是不同的，说明主机A和主机B不在同一网段，属于远程网络。如果A与B要通信，需要借助网关才可以相互通信。如果逻辑“与”结果是相同的，则说明两台主机在相同网段，属于本地网络，可以直接通信。2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.3

I

P

v

4编址及子网划分5.

子网划分网络ID（16位）主机ID（16位）两级IP地址网络ID子网ID主机ID三级IP地址1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

11

1

1

1

1

1

1

10

0

0

0

0

0

0

0子网掩码网络ID子网ID主机ID两级IP地址2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.4

I

P

v

6技术l

P

v

6的特点I

P

v

6的数据报格式I

P

v

6的地址表示形式2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.4

I

P

v

6技术1.l

P

v

6的特点I

P

v

6具有丰富的地址资源空间。（

地址长度为1

2

8位）I

P

v

6使用更小的路由表。I

P

v

6增加了增强的组播支持以及对流的支持。

I

P

v

6全新的地址配置方式。I

P

v

6具有更高的安全性。2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.4

I

P

v

6技术2.l

P

v

6的地址表示形式基本表示形式：1

2

8位地址被划分为8部分，每部分分别用十六进制表示，中间用冒号隔开。如：B

A

C

F：F

A

3

6：3

A

D

6：B

C

8

9：D

F

0

0：C

A

B

F：E

F

B

A：0

0

4

E压缩形式：如果在基本形式中几个连续位置的值为0，则可以压缩为“：：”。如

A

D

8

0:0

0

0

0:0

0

0

0:0

0

0

0:A

B

A

A:0

0

0

0:0

0

C

2:0

0

0

2可表示为A

D

8

0::A

B

A

A:0

0

0

0:0

0

C

2:0

0

0

2。混合表示形式：高位的9

6位可划分为6个1

6位，按十六进制表示，低位的3

2位，按

I

P

v

4相同的方式表示。如F

A

D

C：0：0：0：4

7

8：0：2

0

2.1

2

0.3.2

6。2.3

T

C

P/IP体系结构2.3.4

I

P

v

6技术3.l

P

v

6的数据报格式IPv6数据报首部格式IPv6数据报首部格式计算机网络技术基础计算机网络技术基础目录C

O

N

T

E

N

T

S计算机网络技术概论计算机网络体系结构数据通信基础局域网技术网络互联技术广域网技术网络管理及网络安全01020304050607数据通信基础03学习导入思维导图相关知识学习目标

万物互联时代，让数据信息进入一个高效的传输体系，通

过各类数字信息化技术的运用，增强数据通信的质量和效果，使人们生活办公得到优良的数据服务。数据通信与计算机网络体系相辅相成数据信息进行有效传输。思考➢数据通信是如何搭载计算机网络完成一系列的数据传输操作呢？数据通信又是怎么实现数据信息精准到达用户呢？学习导入思维导图学习目标认识什么是数据通信了解通信系统基本结构了解数据通信的性能指标认知数据通信的交换技术知道数据通信的传输方式了解通信信道的复用技术认知数据差错控制技术初步掌握常用的网络命令相关知识数据通信的基本概念数据通信的传输方式数据通信的交换技术通信信道的复用技术数据差错控制技术3.1

数据通信的基本概念信息、数据、信号通信系统的基本结构数据通信的性能指标数据通信的目的数据通信的目的是用来快速传送计算机与

终端、计算机与计算机之间的各种信息，包括文字信件、新闻消息、咨询信息、图片资料、报纸版面等。3.1

数据通信的基本概念数据通信基本概念信息

数据

信号信息是人们对客观物质的反映；数据是人们对客观物质未经加工处理的原始素材；信号是指数据在通信过程中的转换为适合的在通信信道上传输电磁编码、电编码或者光编码。3.1

数据通信的基本概念信宿（数据终端设备）数据通信的组成信道（通信线路）信源（计算机中心）干扰源3.1

数据通信的基本概念数据通信分类模拟通信系统数字通信系统分类3.1

数据通信的基本概念传输延迟信道带宽数据传输速率数据通信的性能指标信道容量数据传输的误码率3.1

数据通信的基本概念串行传输和并行传输单工、半双工和全双工传输基带、频带和宽带传输3.2

数据通信的传输方式串行传输并行传输串行传输指数据二进制代码在一条物理信道上以位为单位按时间顺序逐位传输的方式。并行传输指数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。数据通信的传输方式3.2

数据通信的传输方式单工、半双工和全双工数据传输单工传输全双工传输半双工传输数据传输3.2

数据通信的传输方式基带传输、频带传输和宽带传输基带传输宽带传输频带传输数据传输—种不搬移基带信号频谱的传输方式。计算机网络的远距离通信通常采用的是频带传输。所有信道都可以同时发送信号。3.2

数据通信的传输方式电路交换报文交换分组交换3.3

数据通信的交换技术0

1

电路建立0

2

通信阶段0

3

电路拆除阶段电路交换通信过程3.3

数据通信的交换技术报文交换分组交换报文交换又称为消息交换，采用存储转发机分组交换指在报文交换的基础上，将用户的制，以报文作为传送单元。消息划分为—定长度的数据分组，然后在分组数据上加上控制信息和地址，然后经过分组交换机发送到目的地址。3.3

数据通信的交换技术频分复用技术时分复用技术通信信道的复用技术波分复用技术码分复用技术3.4

通信信道的复用技术差错差错控制编码差错控制技术3.5

数据差错控制技术差错差错指在数据通信中接收端收到的数据与发送端实际发出的数据不一致的现象。

数据传输中的差错主要是由噪声引起的。3.5

数据差错控制技术噪声热噪声冲击噪声噪声分类由外界特定的短暂原因所造成的信道固有的、持续存在的随机的3.5

数据差错控制技术差错控制编码检错编码纠错编码信道编码能够发现错误且又能自动纠错的编码能够自动发现错误的编码3.5

数据差错控制技术奇偶校验码循环冗余校验码奇偶校验码是指在原数据位后附加校验位循环冗余校验码是数据通信领域中最常用的（冗余位），使得在附加后的整个数据码中—种查错校验码，采用多项式的编码方法。的“1”的个数成为奇数或偶数，就分别称循环冗余检查是对数据进行多项式计算，并为奇校验或偶校验。将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。检错编码3.5

数据差错控制技术检错重发方法前向纠错方法差错控制技术反馈检错方法混合纠错方法3.5

数据差错控制技术计算机网络技术基础计算机网络技术基础目录C

O

N

T

E

N

T

S计算机网络技术概论计算机网络体系结构数据通信基础局域网技术网络互联技术广域网技术网络管理及网络安全01020304050607局域网技术04学习导入思维导图相关知识学习目标

局域网是当今在企业、机关、学校、家庭中得到应用广泛

的计算机网络，同时也是计算机、通信、电子、光电子和多媒体技术相互渗透、发展而形成的一门新兴学科分支，其理论方法和实践手段仍处在不断发展。思考

➢局域网是如何进展的呢？局域网又是怎么进行组建的呢？学习导入思维导图学习目标认识什么是局域网了解局域网的标准认知局域网介质访问控制方式了解以太网工作原理认知交换式以太网工作原理了解虚拟局域网工作原理认知无线局域网功能和实现方法初步掌握对等网组建初步掌握交换机的基本配置初步掌握小型交换式网络组建初步掌握使用eNSP划分VLAN相关知识局域网概述以太网技术

交换式以太网虚拟局域网无线局域网局域网参考模型I

E

E

E

8

0

2标准介质访问控制方法4.1

局域网概述局域网定义局域网是指在一个小范围内（一般不超过

1

0

k

m

）将各种通信设备连接在一起，实现资源共享和信息交换的计算机网络。4.1

局域网概述局域网具特点共享传输信道。地理范围有限，用户个数有限。传输速率高。误码率低。L

A

N通常属于某一个单位所有。便于安装、维护和扩充。4.1

局域网概述物理层数据链路层确保原始数据在各种物理媒体上传输，涉及在通信线路上传输的二进制比特流。在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将来自物理层的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。局域网参考模型4.1

局域网概述局域网参考模型L

L

C子层M

A

C子层数据链路层介质访问控制负责M

A

C寻址和定义介质访问控制方法。逻辑链路控制为上层协议提供S

A

P服务访问点，并为数据加上控制信息。4.1

局域网概述I

E

E

E

8

0

2标准4.1

局域网概述介质访问控制方法带有冲突检测的载波侦听多路访问令牌总线访问控制法令牌环访问控制法访问控制方式适用于环型拓扑结构的局域网。适用于总线型和树型拓扑结构，主要解决如何共享一条公用广播传输介质问题。用于总线型或树型网络结构中。4.1

局域网概述以太网概述传统以太网高速以太网4.2

以太网技术以太网概述I

E

E

E

8

0

2

.

3协议以太网发展历程以太网的帧格式4.2

以太网技术1

0

B

a

s

e-2以太网1

0

B

a

s

e-T以太网1

0

B

ase-5以太网传统以太网1

0

B

a

s

e-F以太网4.2

以太网技术1

0

G

b

p

s以太网扩

展

了

I

E

E

E 8

0

2

.

3

协

议

和

M

A

C

规

范

，

使

其

支

持

1

0

G

b

p

s

的

传

输

速率

。1

0

0

0

M

b

p

s以太网采用了与1

0

M以太网相同的帧

格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。1

0

0

M

b

p

s以太网1

0

0

B

a

s

e-T在M

A

C子层仍采用C

S

M

A/C

D协议，而在物理层则提供1

0

0

M

b

p

s的传输速率；1

0

0

B

a

s

e-V

G在M

A

C子层采用一种新的轮询优先访问协议。高速以太网4.2

以太网技术交换机的工作原理交换机的转发方式冲突域和广播域4.3

交换式以太网硬件软件C

P

U、存储介质、端口等。I

O

S(I

n

t

e

r

n

e

t

w

o

r

k

O

p

e

r

a

t

i

n

gS

y

s

t

e

m，网间操作系统)。交换机组成4.3

交换式以太网交换机的工作原理交换机刚启动P

C

A发出数据帧交换机的工作过程P

C

B、P

C

C、P

C

D发出数据帧单播帧的转发4.3

交换式以太网消除回路以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。转发/过滤当一个数据帧的目的地址在M

A

C地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口。学习以太网交换机了解每一端口相连设备的M

A

C地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的M

A

C地址表中。交换机的功能4.3

交换式以太网交换机的转发方式直通式转发碎片隔离式转发存储式转发交换机的转发模式在缓冲区存储接收到完整的数据帧，然后进行C

R

C校验。交换机接收到目的地址即开始转发过程。结合了直通方式和存储转发方式的优点。4.3

交换式以太网冲突域广播域冲突域表示冲突发生并传播的区域，这个区域可以被认为是共享段。可以接收到同样广播消息的节点的集合。冲突域和广播域4.3

交换式以太网V

L

A

N概述V

L

A

N划分方法V

L

A

N的实现技术4.4

虚拟局域网虚拟局域网定义虚拟局域网（

V

L

A

N

）

指网络中的站点不拘泥于所处的物理位置，可以根据需要灵活地加入不同逻辑子网中的一种网络技术。4.4

虚拟局域网虚拟局域网的优点提高网络整体安全性控制广播风暴网络管理简单、直观4.4

虚拟局域网V

L

A

N的划分根据交换机端口号根据M

A

C地址根据I

P地址

根据I

P广播组4.4

虚拟局域网链路干道链路(T

r

u

n

k

L

i

n

k)用于连接交换机和交换机的链路为干道链路。接入链路(A

c

c

e

s

s

L

i

n

k)用于连接计算机和交换机的链路为接入链路。V

L

A

N的实现技术4.4

虚拟局域网V

L

A

N的实现技术接入端口（

A

c

c

e

s

sP

o

r

t

）端口干道端口（

T

r

u

n

k

P

o

r

t

）用于交换机之间传递多个V

L

A

N信息。用来连接用户主机的端口。混合端口（

H

y

b

r

i

d

P

o

r

t

）既可以连接用户主机，又可以连接其他交换机的端口。4.4

虚拟局域网G

V

R

PV

T

P提供了一种通用机制供桥接局域网设备相互之间（如终端站和交换机等）注册或注销属性值。CIS

C

O专用协议，大多数交换机都支持该协议。G

V

R

P和V

T

P4.4

虚拟局域网无线局域网概述无线局域网标准无线局域网接入设备4.5

无线局域网无线局域网定义无线局域网（

W

i

r

e

l

e

s

s

L

o

c

a

l

A

r

e

aN

e

t

w

o

r

k

s，简称W

L

A

N

）

是利用射频技术将计算机设备互联起来,以无线多址信道作为传输媒介，使用电磁波取代传统的线缆传输所构成的局域网络让其在空中进行通信，构成互相通信和实现资源共享的网络体系。4.5

无线局域网使用灵活经济节约安装便捷无线局域网特点易于扩展4.5

无线局域网蓝牙技术—种无线技术标准，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。H

i

p

e

r

L

A

N标准无线局域网通信标准的一个子集。

H

i

p

e

r

L

A

N标准提供了类似于I

E

E

E 8

0

2.1

1无线局域网协议的性能和能力。I

E

E

E

8

0

2.1

1标准使用不需要许可的工业、科学和医疗频段的无线电频率如何被用于无线链路物理层和M

A

C子层。无线局域网标准4.5

无线局域网无线访问接入点无线局域网接入设备无线网卡无线局域网的接口，实现与无线局域网的连接。无线路由器4.5

无线局域网无线网络中的核心，把有线网络的有线信号转化为无线网络。具备A

P的无线接入功能，支持D

H

C

P、防火墙、W

E

P加密等功能。无线天线增益或放大所接收或发送的信号。计算机网络技术基础计算机网络技术基础目录C

O

N

T

E

N

T

S计算机网络技术概论计算机网络体系结构数据通信基础局域网技术网络互联技术广域网技术网络管理及网络安全01020304050607网络互联技术05学习导入思维导图相关知识学习目标

通过局域网的连接可以实现局域网内部计算机的连接与通

信，那么面对更大网络规模的网络将如何实现信息的传递与资源共享呢？数据报文是通过何种方式寻找合适的路线进行传输呢？这些网络互联设备是如何协同工作的呢？思考大规模网络如何传输信息？网络互联设备如何协同工作？学习导入思维导图理解常用网络互联设备及其主要功能掌握网络互联类型、层次掌握路由器的工作原理理解常用路由算法RIP协议、OSPF协议学习目标相关知识网络互联概述网络互联设备路由协议网络互联的概念网络互联类型与层次5.1

网络互联概述5.1

网络互联概述5.1.1网络互联的概念网络互联就是利用通信线路、通信设备及相

应的协议把两个以上的不同类型不同功能的

网络连接起来，以构成更大规模的网络系统，从而实现网络间的相互通信和资源共享。5.1

网络互联概述2.L

A

N-W

A

N互联（局域网-广域网互联）3

.

L

A

N

-

W

A

N

-

L

A

N互联（局域网-广域网-局域网互联）网络互联的类型1.L

A

N-L

A

N互联（局域网-局域网互联）4.W

A

N-W

A

N互联（广域网-广域网互联）5.1.2网络互联类型与层次5.1

网络互联概述网络互联的层次应用层网关设备路由器等网络接口层高层传输层网络层网络层

数据链路层物理层中继器、集线器应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层网关、路由器网桥、交换机OSI参考模型

TCP/IP参考模型

网络互联层次

网络设备物理层：用于不同地理范围内网段之间的互联，工作在物理层的网络设备有中继器、集线器。数据链路层：用于互联两个或多个同类型局域网，工作在数据链路层的网间设备是桥接器（或网桥）、交换机（二层）。网络层：主要用于广域网互联，工作在网络层的网间设备是路由器、三层交换机等。高层：工作在高层的复杂网络互联设备称为网关，用于连接高层上进行不同协议子网的转换。5.1.2网络互联类型与层次5.2

网络互联设备物理层互联设备数据链路层互联设备网络层互联设备网络高层互联设备5.2

网络互联设备5.2.1物理层互联设备2.集线器1.中继器集线器的主要功能是放大和中转信号，通过将一个端口接收到的信号在同一冲突域中进行广播发送，从而达到扩大网络传输范围的目的。中继器的主要作用是在局域网中扩展网络长度,用来将信号传输较长距离后进行整形和放大。网桥交换机早期的两端口二层网络设备，同时具备存储和转发功能的网络设备，能够用来连接两个不同的网段。—种在通信系统中完成信息交换功能的设备，能够基于M

A

C地址识别，完成封装转发数据帧功能。5.2.2数据链路层互联设备5.2

网络互联设备※交换机与集线器的区别：集线器是一种共享设备，不能定向转发数据，交换机可以。集线器不能隔离广播域，交换机可以隔离广播域。集线器传输流量小，交换机相对传输流量大。1

U

路由器 2

U

路由器“路由”，即把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，转发策略称为

路由选择（

r

o

u

t

i

n

g

），而路由器，正是执行这种行为动作的机器，它的英文名称为R

o

u

t

e

r，路由器通过路由决定数据的转发，工作在O

S

I参考模型第三层即网络层，是一种连接多个网络或网段的网络设备，是网络中进行网间连接的关键设备。5.2.3网络层互联设备5.2

网络互联设备5.2.4高层互联设备网关“网关”（

G

a

t

e

w

a

y

）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”，又称网间连接器、协议转换器。充当网关服务器的可以是一台计算机，可以是防火墙，可以是路由器，也可以是三层交换机，只要具有3层以及以上层次功能的设备，都可以转化为“网关”这个角色。5.2

网络互联设备5.2

网络互联设备工程部与网络部互联公司内部网络连接到Internet5.2.4高层互联设备案例5.3

路由协议路由器的基本原理路由常用协议路由协议5.3.1路由器的基本原理路由器5.3

路由协议路由器是网络层的设备，主要作用是为收到的报文寻找正确的路径，并把它们转发出去。路由器用来连接异种网络，必须具备：两个或两个以上的接口（用于连接不同的网络）。

协议至少实现到网络层（只有理解网络层协议才能与网络层通信）。至少支持两种以上的子网协议（异种网）。具有存储、转发、寻径的功能。路由器最佳路线的选择5.3.1路由器的基本原理路由器5.3

路由协议路由器实现了不同网络之间的互联。具体表现在：速率适配。隔离网络。分片与重组。备份、流量控制。异种网络互联5.3

路由协议5.3.2路由协议路由表把报文从一个网络转发到另一个网络的过程，称为I

P报文的转发。路由器根据目的I

P地址确定最优路径，完成报文的转发。每一台路由器都存储着一张关于路由信息的表格，称为路由表，它通过提取报文中的目的I

P地址，并与路由表中的表项进行比较来确定最佳路由。路由表通常至少包括4个字段：目的网络地址、子网掩码、下一跳地址（

N

e

x

t-H

o

p

）、发送接口。目的网络地址子网掩码下一跳发送接口G0/0/1G0/0/1G0/0/15.3.2路由协议最长匹配原则如果在路由表中存在多个匹配项，路由器将根据I

P规定的特定原则选择一项作为路由，即在所有的匹配表项中选择子网掩码长度最长的那一个表项，也叫最长匹配原则。例如，路由器要转发一个目的地址为2.2.2.1的数据包，其路由表内容如表所示。5.3

路由协议目的网络地址子网掩码下一跳发送接口G0/0/10G0/0/1E0/0/1G0/0/25.3.2路由协议路由表的3种来源直连路由、静态路由、动态路由。（

1

）直连路由直连路由产生于路由设备自动发现的路由信息。（

2

）静态路由静态路由（

S

t

a

t

i

c

R

o

u

t

i

n

g

）由网络管理员采用手动配置的方法生成。（

3

）动态路由通过运行动态路由协议，设备的路由表能够实时发现并响应网络结构的变化。5.3

路由协议5.3.3路由常用协议1.R

I

P协议R

I

P

（

R

o

u

t

i

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g

I

n

f

o

r

m

a

t

i

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P

r

o

t

o

c

o

l，路由信息协议）是一种较

为简单的内部网关协议（

I

n

t

e

r

i

o

r

G

a

t

e

w

a

y

P

r

o

t

o

c

o

l，I

G

P

），常用于规模较小的网络，如校园网及结构较简单的地区性网络，对于更为复杂的环境和大型网络一般不使用R

I

P协议。由于R

I

P协议的实现较为简单，在配置和维护管理方面也远比O

S

P

F和I

S-I

S容易，因此在实际组网中仍有广泛应用。5.3

路由协议5.3.3路由常用协议1.R

I

P协议R

I

P是一种基于距离矢量（

D

i

s

t

a

n

c

e-V

e

c

t

o

r

）算法的协议，它通过U

D

P报文进行路由信息的交换，使用的端口号为5

2

0。R

I

P使用跳数来衡量到达目的地址的距离，跳数称为度量值。在R

I

P中，路由器到与它直接相连网络的跳数为0；通过与其相连的路由器到达另一个网络的跳数为1，其余依此类推。为限制收敛时间，R

I

P规定度量值取0

～

1

5之间的整数，大于或等于1

6的跳数被定义为无穷大，即目的网络或主机不可达。5.3

路由协议5.3.3路由常用协议1.R

I

P协议网络中运行R

I

P协议的路由器周期性的向相邻的路由器发送它们的整个路由

表。路由器在从相邻路由器接收到的信息的基础之上建立自己的路由表，然后，将信息传递到它的相邻路由器。这样一级级地传递下去以达到全网同步。5.3

路由协议5.3.3路由常用协议R

I

P-路由数据库。每个运行R

I

P的路由器管理一个路由数据库，该路由数据库包含了到所有可达目的地的路由项，这些路由项包含下列信息。目的地址：主机或网络的地址。下一跳地址：为到达目的地，需要经过的相邻路由器的接口I

P地址。出接口：转发报文通过的出接口。度量值：本路由器到达目的地的开销。路由时间：从路由项最后一次被更新到现在所经过的时间，路由项每次被更新时，路由时间重置为0。路由标记（

R

o

u

t

e

T

a

g

）：用于标识外部路由，在路由策略中可根据路由标记对路由信息进行灵活的控制。5.3

路由协议5.3.3路由常用协议R

I

P-直连路由。距离矢量路由协议初始化过程或路由更新过程时，网络中路由器首先会生成自己的直连路由。如图5-1

3所示，与路由器B直连的网段有两个：2.0.0.0和3.0.0.0。5