电气工程网络与通信第七章 计算机网络基础知识教案

第七章计算机网络根底学问主要内容：计算机网络的根本概念计算机网络的参考模型和协议体系局域网的组成局域网的介质访问限制常用的网络设备重点内容：第一节计算机网络的根本概念一、什么是计算机网络把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的软件和协议的管理下实现网络中资源共享的系统。由定义可知：(1)计算机网络是“通信技术”与“计算机技术”的结合产物(2)以数据交换为根底，以共享资源为目的二、计算机网络的构造计算机网络由计算机系统、通信链路（指通信线路和通信设备）和网络节点组成。以资源共享为主要目的地计算机网络从功能上可分为通信子网和资源子网两大局部通信子网通信子网资源子网1、通信子网通信子网供应网络通信功能，完成主机之间的数据传输、交换、限制和变换等通信任务。通信子网由传输和交换两局部组成。传输局部是指高速传输线路，负责信息的传输；交换局部指节点处理机或分组交换机，负责数据的发送、接收与转发，它涉及到路由选择、避开堵塞及有效地运用资源等问题。例如：路由器、交换机、2、资源子网资源子网主要由拥有资源的计算机系统（效劳器）和恳求资源的用户终端（计算机）、通信子网接口和软件组成，它供应访问网络和处理数据的实力。三、计算机网络的功能数据通信，该功能是计算机网络的根本功能。它实现计算机与计算机、计算机与终端的数据传输。资源共享，网络上的计算机用户彼此之间可以实现资源共享，包括硬件、软件和数据等。远程传输，分布在较远间隔的计算机系统和用户终端可以互相传输数据、互相沟通、协调工作。集中管理，计算机网络技术的开展和应用，已使得现代办公手段、经营管理方式等发生了重大变革。如系统、系统和电子商务等，通过这些系统可以实现日常工作的集中管理，进步工作效率，增加经济效益。实现分布式处理计算机网络的开展使得分布式计算成为可能，对于须要巨型机、大型机才能解决的大型课题，可以分解成许很多多的小课题，分发给计算机网络上的不同的计算机完成，然后集中起来，解决问题。四、计算机网络的分类1、依据地域覆盖范围分类局域网络()是一种在小范围内实现的计算机网络。一般在一栋建筑物内或一个事业单位等内部。局域网间隔可在十几千米范围内，信道传输速率可达1～100，构造简洁，组网简洁广域网络()范围很广，可以分布在一个省、一个国家或几个国家。广域网的信道传输速率较低，一般只有0.1以下。城域网络()是在一个城市内部组建的计算机信息网络2、依据交换方式来分类电路交换网络电路交换是利用模拟信号来传输数据，通常数字信号须要变换成模拟信号才能在线路中传输，电路交换方式类似传统的交换方式报文交换网络报文交换是一种数字网络，作为源的计算机发出一条报文被存储在交换设备中，而报文是不定长的，交换设备依据报文中的目的地址选择适宜的途径转发报文，又称存储――转发方式分组交换网络分组交换是将不定长的报文划分为很多定长的报文分组，以分组作为传输的根本单位，再将这些分组逐个由各中间节点采纳存储――转发的方式进展传输，到达目的终端。3、依据网络拓扑构造分类星型网络节点通过点到点通信线路与中心节点连接，中心节点限制全网的通信，任何两节点间的通信都要通过中心节点。该构造简洁，易于实现，便于管理，但网络的中心节点是全网牢靠性的瓶颈，中心节点的故障可能造成全网瘫痪。树型网络树型拓扑构造可以看做是星型拓扑构造的扩展。在该构造中，节点按层次进展连接，信息交换主要在上下节点之间进展，相邻及同层节点之间一般不进展数据交换或数据交换量小。环型网络节点通过点到点通信线路连接成闭合环路，环中数据将沿一个方向逐站传送。该拓扑构造简洁，传输延时确定，但环中相邻节点间的通信线路都会成为网络牢靠性的瓶颈。环节点的参加和撤出过程比拟困难。网状网络在该拓扑构造中，两两节点之间进展连接。该拓扑构造的系统牢靠性高，缺点是构造困难，必需采纳路由选择算法与流量限制。一般在广域网中采纳该类型的拓扑构造。4、依据网络计算形式分类基于效劳器的网络主要由效劳器和客户工作站组成，前者供应网络资源与效劳，后者共享效劳器的资源与效劳对等网络在该网络中，各台计算机都是同等的。任何一台计算机既是效劳器又是客户机，在各自管理自己的资源和用户的同时，又可以作为客户机访问其他计算机的资源，被它访问的计算机此时便以效劳器的身份出现。混合网络混合网络是基于效劳器和网络和对等网络相结合的产物。效劳器负责管理网络用户及重要的网络资源，工作站既可以作为客户访问效劳器的资源，又可以组成对等网络，实现资源的共享。5、依据运用介质来分类依据是否运用有线传输介质，计算机网络可以分为有线网与无线网。有线网一般指其通信介质采纳的是有线介质，如双绞线、同轴电缆、光纤。在这类网络中，工作站的位置一般是固定的。为了满意人们挪动上网的要求，产生了无线局域网、挪动、挪动网等挪动网络技术。6、依据组建网络的组织分类根绝组建网络的组织，计算机网络可以分为有线网与无线网。有线网一般由政府部门、大型企事业单位或公司组建，并由他们运营和管理。公用网内的传输和交换装置，供应应其他单位和部门租用。专用网络是由某个单位组建的网络，全部权为该单位，由该单位独立进展运营、管理和维护。专用网往往通过租用公用网的传输线路来实现远程组网。第二节计算机网络的参考模型和协议体系一、计算机网络的参考模型1、参考模型开放系统互联参考模型（，）是国际标准化组织为解决异种机互联而制定的开放式计算机网络层次构造模型。它的最大优点是将效劳、接口和协议三个概念明确区分开来。效劳是说明某一层供应什么功能，接口是说明上一层如何运用下一层的功能，而协议涉及如何实现该层的效劳。各层采纳什么协议是没有限制的。（1）参考模型的分层构造物理层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层参考模型比特帧分组报文报文报文报文交换单元（2）参考模型各层的主要功能物理层：物理层是建立在传输介质上，实现设备之间的物理接口。物理层供应的效劳包括定义通信设备与传输线接口硬件的机械、电气、功能和规模特性；定义电位的凹凸、变更的间隔、电缆的类型、连接器的特性等。物理层的主要功能是实现实体之间的按比特位传输，并保证按位传输的正确性，同时向数据链路层供应一个透亮的位流传输。数据链路层：数据链路层是实现实体间数据的牢靠传输。数据链路层的功能是实现网络体系实体间信息块的正确传输，为网络层供应牢靠无错误的数据信息。数据链路层主要解决的问题有信息形式、操作形式、传输过失复原、流量限制、信息交换过程限制和通信限制规程等。网络层：网络层又称通信子网层，是高层协议与低层协议之间的界面，用于限制通信子网的操作，是通信子网与资源子网的接口。网络层的功能是向传输层供应效劳，同时接收来自数据链路层的效劳。其主要功能是实现整个网络系统内的连接，为传输层供应整个网络范围内两个终端用户之间数据传输通路。网络层的主要功能是供应建立、保持和释放通信连接手段，包括交换方式、途径选择、流量限制、堵塞和死锁等。传输层：传输层是建立在网络层和会话层中间，它是计算机网络体系中凹凸层的接口，是整个分层体系协议的核心。传输层获得下层供应的效劳有发送和接收依次正确的数据包分组序列，并用其构成传输层数据；获得网络层地址，包括虚拟信道号和逻辑信道号。传输层向上层供应的效劳包括无过失的有序的报文收发，供应传输连接，进展流量限制。传输层的功能是从会话层接收数据，假如须要就把数据分成较小的数据块，并将数据传送给网络层。会话层：所谓会话层是用于建立、管理和终止两个应用系统之间的对话，它是用户连接到网络的接口。会话层的功能包括会话连接到传输连接的映射、会话连接的流量限制、会话连接复原与释放、会话连接收理和过失限制。会话层供应的效劳有数据交换、隔离效劳、交互管理、会话连接同步和异样报告表示层：建立表示层的目的是处理有关被传送数据的表示问题，由于不同的计算机产品可能运用不同的信息表示标准，如在字符编码、数字表示等方面存在地差异。通过在保持数据含义的前提下进展信息格式的转换；对数据格式的转换，一是转换成网络传输须要的格式；二是转换成计算机进展信息处理所须要的格式。表示层的主要功能有数据语法转换、数据语法的表示、对数据进展压缩和加密、字符集转换以及图形吩咐的说明等。应用层：网络应用层是通信誉户之间的窗口，为用户供应网络管理、文件效劳、事务处理等。它包括若干个独立的、用户通用的效劳协议模块。它是的最高层，也是功能最丰富、实现最困难的一层。参考模型各层功能小结名称功能应用层与用户应用进程接口，供应分布式信息效劳表示层数据格式的转换，以便为应用程序供应通用接口，供应加密、解密效劳会话层供应在应用程序之间通信的限制构造，在协同工作的应用程序之间建立、管理和释放连接，即会话的管理和数据传输的同步传输层端到端经网络透亮地传输报文，供应端到端的过失复原和流量限制网络层分组传输和路由选择，使高层与数据传输和用来连接系统的交换技术无关数据链路层在链路上无过失地传送一帧一帧的信息，在此层将数据分帧，并处理流限制，本层指定拓扑构造并供应硬件寻址。物理层将比特流送到物理介质上传送，关切在物理媒介上非构造的比特流的传输；考虑接入物理媒质的机械、电气、功能和过程特性(3)模型中系统互联中的数据流淌过程发送端的应用进程将用户数据先送到应用层；应用层加上若干比特的协议限制信息（，）后，作为应用层的协议数据单元（）传送到表示层；表示层接收到这个数据单元后，成为表示层的效劳数据单元，再加上表示层的协议限制信息，成为表示层的协议数据单元，再交给会话层、成为会话层的效劳数据单元，依次类推。(1)计算机A的应用进程事先将数据交给应用层，接下来的过程如下：数据为应用层信元，应用层报头添加到数据；数据为表示层信元，表示层报头添加到数据；数据为会话层信元，会话层报头添加到数据；数据为数据报，传输层报头添加到数据；数据为数据包，网络层报头添加到数据；数据为帧，数据链路层报头添加到数据；数据为比特流，添加物理限制报头。(2)当这一串比特流经网络的物理媒体传送到目的站时，就从第1层依次上升到第7层，每一层依据限制信息进展必要的操作，然后将限制信息剥去，将该层剩下的数据单元上交给更高层。过程如下：来自比特流的数据装配为帧，去掉限制数据；数据装配为数据包，去掉数据链路层报头；数据装配为数据报，去掉网络层报头；数据装配为会话层信元，去掉传输层报头；数据装配为表示层信元，去掉会话层报头；数据装配为应用层信元，去掉表示层报头；装配最终数据，去掉应用层报头。2、参考模型(1)参考模型的构造应用层应用层传输层层网络接口层硬件协议（链路限制与介质访问）（2）参考模型各层的功能网络接口层该层主要负责把分组发送到网络传输介质上以及从网络传输介质上接收分组。协议的设计独立于网络访问方法、帧格式和传输介质。因此，协议可以用来连接不同类型的网络，包括局域网（如以太网、令牌环网等）和广域网（如X.25、帧中继等），并独立于任何特定的物理网络，使得协议能运行在原有的和新型的物理网络之上。事实上，协议并没有为网络接口层定义任何协议，它仅定义了与不同的网络进展连接的接口，所以这一层被称为网络接口层。层（层）互联网层的主要功能是寻址、打包和路由选择。该层的核心协议是（，网际协议），另外还有、、以及等。协议负责将数据分组从源主机传输到目的主机，无论中间经过什么样的网络或经过多少网络。主要功能有寻址、路由选择、分段及重组。供应无连接效劳，因此任何数据在传输之前，不须要首先建立一条穿过网络到达目的地的通路或路由。此外，既不能保证传输的牢靠性，也不保证分组按正确的依次到达目的地，甚至不能保证分组可以到达目的地。互联网层运用限制报文协议（，）为路由器供应机制，以便向恳求传输路由信息或路由可达性状态信息的其他路由器或主机供应这些信息。还包括为其他节点通告当前时间等功能。报文封装在分组中进展传输地址解析协议（，）负责将地址解析为主机的物理地址，以便于物理设备（如网卡）按该地址发送和接收数据。逆向地址解析协议（，）负责将物理地址解析成地址。传输层（层）传输层协议负责为在源节点和目的节点的两个进程实体之间供应端到端的数据传输。为了保证数据传输的牢靠性，传输层协议规定接收端必需发回确认，并且假定报文丧失，必需重新发送。传输层还要解决不同应用进程的标识问题，因为在计算机中，经常是多个应用进程同时访问网络，为了区分各个应用进程，传输层在每一个报文中增加了用于识别信源和信宿应用进程的标记。该层的传输协议包括：传输限制协议（，）和用户数据报协议（，）。协议是一个牢靠的、面对连接的传输层协议。在发送方，将用户提交的字节流分割成若干个独立的报文并传递给互联网层进展发送；在接收方，将所接收的报文重新装配并交付给接收用户。还要进展流量限制，以防止由于来不及处理发送方发来的数据而造成缓冲区溢出。协议是一个不行靠、无连接的传输层协议。协议将牢靠性问题交给应用程序解决。协议主要面对恳求/应答式的事务型应用。应用层应用层为用户的应用程序供应了访问网络效劳的实力并定义了不同主机上的应用程序之间交换用户数据的一系列协议。中常用的应用层协议：超文本传输协议（）文件传输协议（）简洁邮件传输协议（）邮局协议（）终端仿真（或虚拟终端）协议（）域名系统（）（3）参考模型的工作过程的工作是“自上而下，自下而上”的过程。应用层将数据流传递给发送方的传输层。传输层将接收的数据流分解成以若干字节为一组的段，并在每一段增加一个带序号的限制头，然后传递给网际层。层在段的根底上，再增加一个含有发送方和接收方地址的包头，同时还要明确接收方的物理地址及到达目的的主机途径，然后将此数据包和物理地址传递给网络接口层。在网络接口层接收数据包并通过特定的网络传输到接收方计算机。接收方计算机先把接收到的数据包的协议限制信息丢掉，再把它传送给层。在层先检查包头的校验和，假如包头的校验和与层算出的校验和相匹配，则取消包头，再把余下的段传递给层，否则舍弃此包。在层，先检查包头和数据的校验和，假如与层算出的校验和相匹配，丢掉包头，将真正的数据传递给应用层，否则舍弃此包。二、计算机网络系统协议（一）协议的根本概念协议是一组规则的集合，是进展交互的双方必需遵守的约定。协议由语义、语法和规则三要素组成。语义用于协议元素含义的说明；语法是用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起来表达一个更完好的内容时所遵循的格式；规则就是规定了事务的执行依次。协议堆栈模型的不同层包含了各种各样的协议，模型中的某一层的功能正是由该层内的协议供应的。不同层的各种协议在一起协同工作，构成了“协议堆栈”或“协议套件”。网络数据包网络的主要任务是发送和接收数据包。数据包在发送方堆栈依次向下挪动时，网络协议对这些数据包进展构造、修改及分解处理，然后在网络里传输，最终在接收方堆栈里向上沿反方向挪动。数据包的构造由信息头、数据和信息尾三个区域组成，它由一个标识发送方计算机的源地址、一个标识接收方计算机的目的地址、特别指令、装配信息、数据和出错检查信息组成。数据包的装配对于每一层添加的信息来说，其详细的含义将由目的计算机的同层级来读解。路由选择路由选择是通信子网中的中继节点在收到一个报文分组后，确定下一个转发的中继节点通过哪一条输出链路传送所运用的方法。无连接和面对连接的效劳面对连接的效劳又称虚电路效劳，它具有网络连接建立、数据传输和网络连接释放三个阶段，是牢靠的报文分组按依次传输的方式，适用于定对象、长报文、会话型传输要求。无连接效劳是指两实体间通信不须要事先建立好一个连接。它由数据报（）、确认交付（）与恳求答复（）三种类型。（二）模型的协议堆栈物理层协议数据链路层协议1、高层数据链路限制规程的功能：发生器可以发送连续的数据帧，直到接收端发出再传送恳求时才中断原来的发送；它既可以全双工发送，也可以半双工发送；同时实行“0”插入法来实现信息的透亮性传输。的内容分为三个主要局部：帧构造、操作要素和规程类型的适用范围计算机——计算机计算机——终端终端——终端数据站（简称站），由计算机和终端组成，负责发送和接收帧。涉及三种类型的站：主站（）：主要功能是发送吩咐（包括数据），接收响应，负责整个链路的限制（如系统的初始、流控、过失复原等）；次站（）：主要功能是接收吩咐，发送响应，协作主站完成链路的限制；组合站（）：同时具有主、次站功能，既发送又接收吩咐和响应，并负责整个链路的限制。的帧构造0111111001111110地址A限制C信息帧校验序列01111110定界符：01111110，空闲的点到点线路上连续传定界符地址域（）：多终端线路，用来区分终端；点到点线路，有时用来区分吩咐和响应。若帧中的地址是接收该帧的站的地址，则该帧是吩咐帧；若帧中的地址是发送该帧的站的地址，则该帧是响应帧。限制域（）：用来表示各种吩咐和响应，以便对链路进展监视和限制，是规程的关键。数据域（）随意信息，随意长度（上层协议有上限）帧校验序列（）：采纳16位检验码进展过失限制的根本操作形式正规响应形式（）适用于点－点式和多点式两种非平衡构型。只有当主站向次站发出探询后，次站才能获得传输帧的答应。异步响应形式（）适用于点－点式非平衡构型和主站－次站式平衡构型。次站可以随时传输帧，不必等待主站的探询。异步平衡形式（）适用于通信双方都是组合站的平衡构型，也采纳异步响应，双方具有同等实力。2、串行线路因特网协议点到点通信的两种主要情形路由器到路由器（）通过拨号上网，连到路由器或接入效劳器（）点对点的数据链路协议主要有和两种协议，由于存在很多问题，所以目前广泛运用协议。协议供应了串行点对点链路上传输数据报的方法。——1984，提出，只是一个包组帧协议，仅仅定义了在串行线路上将将数据报封装成帧的一系列字符。不供应寻址、包类型标识、错误检查/修正或者压缩机制。存在的问题不供应过失校验只支持地址不能动态安排不供应认证多种版本并存，互连困难点到点协议（）与相比，有很大的进步，供应过失校验、支持多种协议、允许动态安排地址、支持认证等。以帧为单位发送，而不是原始包；包括两局部链路限制协议（）可运用多种物理层效劳：，串线，等网络限制协议（）可支持多种网络层协议帧格式与相像，区分在于是面对字符的，采纳字符填充技术协议供应了串行点对点链路上传输数据报的方法。0111111001111110信息帧校验序列011111101111111100000011协议标记地址限制标记协议的帧构造标记域：01111110，字符填充；地址域：11111111限制域：缺省值为00000011，表示无序号帧，不供应运用序号和确认的牢靠传输；不行靠线路上，也可运用有序号的牢靠传输。协议域：指示净负荷中是何种包，缺省大小为2个字节。净负荷域：变长，缺省为1500字节；校验和域：2或4个字节网络层协议网络层是七层协议模型中的第三层，它是主机与通信子网的接口。其主要目的是供应逻辑信道，复用物理链路、建立点到点间的网络连接、进展用户数据的传输、实现网络连接的重置、通知不行复原的错误，施行流量限制和途径等。网络层有代表性的标记协议是的X.25协议。它用于分组交换通信，是网络层的主要标记。X.25由三级组成，第一级为物理级，供应同步的、全双工、点对点的串行比特流传输；第二级为链路级，它描绘了与之间链路存取规程，采纳平衡链路接入规程（）定义帧构造；第三级为分组级，它描绘与之间分组级接口限制规程。传输层协议传输层协议是端－端协议传输地址：传输层供应通信誉的全部地址细微环节。例如，建议X.21规定了14位十进制数字的地址。11234567891011121314其中1、2、3为是国家编号，4为是网络号，它们组成数据网的识别码；5～14为是国内网编号。作用：进展传输连接，实现传输层的正常传送，处理下层不行复原的错误和施行流量限制等。会话层协议会话层的任务是供应一种有效方法，以组织协调两个表示层实体之间的对话，并管理它们之间的数据交换。协议的主要内容有：一是对话连接，完成两个表示层实体间建立和撤除连接；二是限制它们之间的数据交换、同步和有限数据操作以及复原下层不行复原的错误。表示层协议表示层协议是为用户进程供应效劳，协议内容主要包括文件密码和文件压缩等，还涉及虚拟终端协议、虚拟文件和信息包装/拆卸协议。应用层协议应用层协议大致可分为五组。第一组属于系统管理协议，主要内容为动作的管理、监控和过失限制；第二组属于应用管理协议，主要内容为全部权、存取限制、记帐、死锁复原以及提交协议等；第三组属于系统协议，主要内容为文件存取、远程作业输入和进程初始化等；第四组属于工业应用协议；第五组属于企业方面的应用。（三）互联网协议1、层协议（1）协议数据报的格式报文是协议的根本处理单元。传输层的数据传给协议后，须要加上一个报文头，用于限制协议对数据的转发和处理。版本版本头部长度效劳类型总长度标识标记段偏移生存时间协议报头校验和源地址目的地址选项填充数据报文格式地址为了适应不同规模的网络，将地址分为A、B、C、D和E类地址。依据协议的规定，地址由网络地址和主机地址组成，网络地址确定了能包含多少个网络，主机地址长度确定了每个网络能包容多少台主机。地址A类地址：A类地址高8位表示网络号，最高位为0，起始地址为1～127；其余24位为主机号，每一个网络大约有1700万台主机。B类地址：B类地址高16位表示网络号，最高位为10，起始地址为128～191；其余16位为主机号，B类地址允许16384各网络，每一个网络大约有65000台主机。C类地址：C类地址高24位表示网络号，最高位为110，起始地址为192～223；其余8位为主机号，C类地址允许200万个网络，每一个网络大约有254台主机。D类地址：D类地址用于多目播送组。最高位为1110，起始地址为224～239。E类地址：E类地址是一个通常不用的试验地址，。最高位为11110，起始地址为240～247、248～254。类型类型第一字节网络地址长度最大的主机数目适用的网络规模ABC1～126128～191192～2231B2B3B1677721465534254大型网络中型网络小型网络最大的网络数目12716384200万地址中有一些特别地址作为保存地址。网络地址是包含一个有效网络号和一个全“0”主机号的地址，播送地址分为干脆播送地址和有限播送地址，干脆播送地址包含一个有效网络号和一个全“1”的主机号，有限播送地址是一个32位全“1”的地址，回送地址为127.0.0.1，主要用于网络协议测试以及本地机器通信测试。(2)协议协议又称地址解析协议，地址是人为指定的，并没有与物理上的硬件联络起来。协议是将一台计算机的地址映射成相对应的硬件地址的一种标准。三种算法：查表法（）：将地址映射关系存放在一个特定的表中，解析时通过查表来实现地址间的转换。相近形式计算（－）：在安排地址时就仔细的依据状况选择，使得每个网络节点的硬件地址通过特定的布尔函数或数学函数计算得到。消息交换法（）：网络各节点通过网络交换消息来完成地址解析，当一个节点发出地址解析恳求后，一样对应的节点就发出一个带硬件地址的回应消息。(3)协议（限制报文协议）是一种特地用于发送过失报文的协议，是一个完全标记的层协议的一局部。协议在须要发送过失报文时要用，而又是利用协议来传递报文。定义五种过失报文和四种信息报文，过失报文有：抑制：发送端速度太快，以致网络速度跟不上时产生。超时：一个数据包在网络中传输的周期超过一个预定的值时产生。目的不行达：数据包无法到达目的地时产生。重定向：当数据包的路由发生变更时产生。报文要求分段：数据包经过的网段无法在一个包中包容整个数据包时产生。信息报文：回应恳求回应应答地址屏蔽码恳求地址屏蔽码应答。2、协议是上运用的传输层协议，工作在协议之上，为应用层供应面对连接、端到端的牢靠通信效劳。由于采纳了重发技术，详细实现方法是，在传输过程中，发送端启动一个定时器，然后将数据包发出，当接收端收到了这个信息时就给发送端一个确认，而假如发送端在定时器的定时时间内未收到该确认信息，就重发这个数据包。 头包括一个20字节的固定长度及一个变长的选项局部校验和校验和紧急数据指针报文格式源端口目的端口序列号确认号数据头长保存编码位窗口大小3、高层协议（1）域名效劳系统（）清华高校网络节点的地址为166.111.4.100，字符串名称（域名）为北京理工高校网络节点的地址为202.205.80.38，字符串名称（域名）为""地址与域名在互联网上有成千百万台主机（），为了区分这些主机，人们给每台主机都安排了一个特地的“地址”作为标识，称为地址。由于地址全是些的数字，为了便于用户记忆，上引进了域名效劳系统。也是说每台主机只能有唯一的地址，但是可以有多个域名和这个地址相对应。（2）效劳是一个交互式访问的分布式超文本、超媒体系统，在这个系统中，信息被作为一个文档（文档）而存储起来。文档是用超文本标记语言（）来编写的，在页面上可以包括文本、图形、图像、音频、视频等各种多媒体信息。（3）电子邮件效劳电子邮件的工作机制是模拟邮政系统，运用“存储-转发”的方式将用户的邮件从用户的电子邮件信箱转发到目的地主机的电子邮件信箱。电子邮件实现非文本邮件的数字化传输，不但可以传输数字化文本，同时也可以传输数字化的音频和视频，传输时间极端。（4）文件传输（）称为文件传输协议，它允许上的用户将一台计算机上的文件传输到远间隔的另一台计算机上，采纳协议几乎可以传送任何格式的文件。（5）远程登陆（）在网络通信协议支持下，用户计算机通过网短暂成为远程计算机的一个终端，用户登录胜利后，可以实时运用远程计算机对外开放的全部资源。（6）又称电子公告牌。通过实现信件沟通、文件传输、资讯沟通和阅历沟通等。第三节局域网的组成一、局域网的根本概念1、局域网的定义局域网就是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机网络。局域网的通信设备除了计算机以外，还可以是终端、外围设备、传感器、机、机等。2、局域网的特点（1）地理范围较小，一般为10m～10。（2）网络所连接的工作站点和设备的数量有限。全部的站点共享或独占较高的数据传输带宽，即较高的数据传输速率。一般状况下传输速率大于10，最高可达1。（3）传输过程中的出错率低，在高负载状况下的稳定性、牢靠性好。数据传输延迟低，约为几十个毫秒（4）连入局域网的数据通信设备是广义的，包括计算机终端和各种外围设备等。局域网能实现播送或组播功能。（5）连入局域网的数据通信设备能充分共享包括通信媒体在内的网络资源。（6）确定局域网特性的主要技术要素是网络拓扑构造、传输介质与介质访问及其限制方法3、局域网的关键技术确定局域网特征的主要技术有三种：网络拓扑构造、数据传输形式及介质访问限制方法。这三种技术在很大程度上确定了传输介质、传输数据的类型、网络的响应时间、吞吐量、负载特性、利用率以及适用场合等各种网络特征。二、局域网的拓扑构造1、总线型拓扑构造构造特点：构造简洁敏捷、牢靠性高、网络响应速度快；设备量少、价格低、安装运用便利；共享资源实力强。2、环型拓扑构造主要优点：消息单向传输，不须要途径选择，网络的接入限制和接口调整简洁；由于网络操作是分布式且非竞争性的，所以各个节点的传输时间固定；网络的性能比拟稳定，能承受较重的负荷。主要缺点：为保证环内信号单向传输，每个节点的接口设备必需是有源器件，一旦某一个接口故障，就会引起全网瘫痪，这样就降低了网络牢靠性；由于环路固定，网络的扩大不够便利。3、星型拓扑构造构造的特点：网络构造简洁，便于管理、集中限制、组网简洁，可扩展性好；网络延迟时间短，误码率低；但网络共享实力较差，通信线路利用率不高，随网络节点的增加，中心节点的负担加重，通信效率降低。中心中心

处理机局域网的传输形式局域网的传输形式有两种：基带传输与频带传输基带传输是指把数字-脉冲信号干脆在传输介质上传输，而频带传输是指把数字-脉冲信号经调制后再在传输介质上传输。基带传输所运用的典型传输介质有双绞线、基带同轴电缆和光导纤维，频带传输所运用的典型传输介质有宽带同轴电缆和无线电波等。局域网中主要的传输形式为基带传输。局域网的介质访问限制方法介质访问限制方法即信道访问限制方法它是指网络中的多个站点如何共享通信数据。局域网常用的介质访问限制方法有、、、、等。三、局域网的参考模型介质访问介质访问限制层（）物理层数据链路层网络层运输层会话层表示层应用层物理层逻辑链路限制层参考模型局域网参考模型在各种局域网标准中，802标准是最成熟、标准化程度最高的局域网标准。802标准完全遵循了参考模型的原则，它主要描绘了网络体系构造中最低两层－－物理层和数据链路层的功能以及与网络层的接口效劳。802标准中所定义的物理层规定了传输所运用的信号编码和介质，以及网络的拓扑构造和传输速率：信号编码采纳曼彻斯特编码介质为双绞线、同轴电缆、光纤、无线介质等拓扑构造为总线型、树形和环形传输数率为：1、4、10、16、100、1000等。802标准中把数据链路层分为逻辑链路层限制（，）和介质访问限制（，）两个功能子层。通过将数据链路层分割为两个子层，数据链路功能中与硬件相关的局部和与硬件无关的局部被分别，从而使体系构造能适应多种传输介质，换言之，在不变的条件下，只需更换子层便可适应不同的介质和访问方法。第四节局域网的介质访问限制一、载波监听多路访问/冲突检测（）在播送型信道中，信道是各站点的共享资源，全部站点都可以访问这个共享资源。但是为了防止多个站点同时访问而造成冲突或信道被某一站点长期占用，必需有一种全部站点都要遵循的规则（称为访问限制方法），以便使它们平安、公允地运用信道。就是一种在局域网中广泛应用的介质访问限制方法。主要解决两个问题：一是各站点如何访问共享介质，二是如何解决同时访问所造成的冲突。1、载波监听多路访问（）载波监听是指共享介质上的每个站点都要“监听”介质上有无其他站点在发送数据，多路访问则是指多个站点可以通过同一共享介质发送或接收数据。为了平安地访问共享介质，可以采纳如下根本的介质访问方法：站点要发送信息时，首先要监听总线，以确定介质上是否有其他站所发送的信息。假如介质是空闲的，则可以发送。假如介质是忙的，则等待一段时间间隔后重试冲突检测的方法：信号电平法、过零点检测法和自发自收法。3、载波监听多路访问/冲突检测（）其根本原理是，当某个节点要发送数据时，它首先要监听总线有无其他节点正在发送数据，若没有则马上发送；假如总线正忙，则等待直到总线空闲时再发送数据，并且在发送数据同时，进展冲突检测，一旦发觉冲突，马上停顿发送数据，等待冲突平静以后，再进展，直到将数据胜利发送出去。可以克制的缺乏之处，并已被广泛应用于以太网中的规则是：假如介质是空闲的，则可以发送。假如介质是忙的，则接着监听，一旦发觉介质空闲，就马上发送。站点在发送帧的同时须要接着监听是否发生冲突，若在帧发送期间检测到冲突，就马上停顿发送，并向介质发送一串堵塞信号以强化冲突发送了堵塞信号后，等待一段随机时间，返回步骤（1）重试。4、802.3的帧构造前导码前导码帧前定界符目的地址源地址长度域数据帧校验前导码：由7个字节的10101010组成，用于使物理收发信号电路实现比特同步。帧前定界符（）：由一个字节组成，其比特序列为10101011。前导码与帧前定界符构成62位101010…10序列和最终两位的11序列。规定前62位1和0交替的比特序列，其目的是使收、发双方进入稳定的比特同步状态。目的地址：目的地址为发送帧的接收点地址，由6B组成。源地址：源地址为帧的发送帧的接收节点地址，由6B组成。帧长度：帧长度字段由两个字节组成，用来指示数据字段长度。数据：数据字段用于传送逻辑链路限制子层的数据。802.3协议规定数据的长度在46～1500B之间。假如数据的长度少于46B，则把它填充到46B。填充帧的作用在于保证帧有足够的长度，这样在发送帧的末尾之前，使目的地址字段到达最远的节点。帧校验：帧校验字段采纳32位的校验。校验的范围是：目的地址、源地址、长度、数据等字段。二、令牌环网的介质访问限制令牌又称为“通行证”，通过令牌来限制一条环型信道上的多个设备对介质的访问。也是一个帧构造，令牌具有特别的格式和标记，长度为3个字节，3个优先位表示节点能否得到令牌，第2字节的第4位表示网络是否空闲，任何节点仅在获得令牌后，才能将信息发送到环路上。1、帧的发送与接收一个节点要发送数据时，要先将数据形成信息帧并存放在发送缓冲区内，并等待令牌的到来，当检测到一个经过它的空令牌且该节点的优先级高于空令牌的优先级时，则把令牌置为“忙”，并以“帧”为单位发送信息，每个后继节点转发帧直到该帧到达源节点。每次只能有一个帧在环路上循环，令牌环网允许一个节点可以连续发送多帧，只要不超过规定的占用令牌的最大时间、若还须要发送更多的数据，则要等待令牌再次循环到这个节点才能进展。节点把信息发送完后并不马上释放令牌，还须等待其所发出的帧返回源节点，才会释放该令牌。在环中不存在空闲的令牌时，其他盼望发送的节点必需等待。帧接收过程为每一个节点随时检测经过本站的帧，当检测到帧指定的目的地址与本站地址相符时，则复制全部信息，并接着转发该帧。环上的帧信息绕环路一周，由源发送点予以收回。依据这种方式工作，发送权始终在源节点限制之下，只有发送信包的源节点放弃发送权，把令牌置为“空”后，其他节点得到令牌才有时机发送自己的信息。2、帧的撤销与重发当环路中传送的帧返回源节点后，由源节点再次对该帧进展检查。假如发觉该帧已被目的节点接收，便将它从环路中撤销，若此时已多数据帧要发送，便可将令牌传递给下一个节点。若发觉目的节点因忙而未将帧复制下来时，源节点还应再次发送该帧。对于重发帧，目的节点在识别后，必需予以接收。明显，目的节点在将该帧复制后，必需在该帧当中置以标记。3、令牌环网的帧构造令牌帧数据帧（开场定界符字节）：表示令牌帧的开场。（访问限制字段）：由优先级位（P和R）、监控位（M）、令牌位（T）组成，其格式为。表示帧在环中传输时的优先级，是环内预约的优先级。（帧限制字节）：格式为，它表示是否包含有从上层传来的信息，或者链路层限制信息。（目的地址）：它包括节点地址或接收数据的节点地址，其长度为16位或48位。（源地址）：它包括发送节点的地址，其长度为16位或48位。：令牌字段含有从高层来的数据或者是帧限制字段以外的附加限制信息。（帧校验序列）：用来进展过失限制，它采纳32位循环校验码。：完毕定界符。：帧状态字节，其格式是，其中A为目的地址识别位，C为帧复制位。三、令牌总线网的介质访问限制令牌总线的根本原理是把总线当成一个“逻辑环”来对待，在网络中设置一个令牌，令牌在网络中传递，每个节点把令牌传给它在逻辑环路上的后继节点；任何节点都仅在它获得令牌时才有权向总线发送数据，未获得令牌的节点，只能接收监听总线或从总线上接收数据。1、令牌帧格式00001000默认为前导码，和分别为帧的起始定界符和完毕定界符，和为本节点和下一个节点的地址，00001000为令牌帧的限制码，为帧校验码。2、令牌传送方式3、系统重组系统重组是破坏已建立的逻辑环，重新建立一个新的逻辑环。系统重组主要发生如下几种状况。（1）有新的节点参加以及网上令牌丧失，由于在已建的逻辑中，令牌的传递依次已经固定了，假如不打破原来的环，重建新的逻辑环，新参加的节点将恒久无法获得令牌。（2）源发送节点检测到还有其他节点占用总线，即网络存在发送冲突。（3）持有令牌的节点突然故障以及其他状况造成令牌丧失，网络失去限制。四、其他介质访问限制方式1、环网访问限制方式访问限制方式也采纳令牌环网访问限制技术，但是运用了双环技术来解决节点故障造成信道中断问题。一个环顺时针传输，另一个环逆时针传输，其中一个作为主环，另一个作为备用环。正常正常状况链路出故障的工作原理，在正常状况下，采纳令牌环技术使外环传输数据帧，而内环处于空闲；当网络中某节点出现故障时，外环上的令牌无法传递到下一节点，外环将内环自动连接，从而构成一个内环与外环剩余局部重构一个新环。2、星型局域网访问限制方式星型局域网采纳集中限制的交换技术，交换机必需具有存放数据帧的缓冲区、地址匹配算法与地址表以及相应的数据发送和接收限制局部。交换限制的根本思想，将要发送数据帧中的目的地址与交换机中的地址表相比拟，并找出相应的目的地址所对应站点接口后，由逻辑开关建立连接，使数据帧经过高速总线快速转发到目的地。3、以太网技术（1）传统以太网传统以太网（10以太网系列）主要包括105、102、10和10以太网标准。在目前的局域网组网中，105和102很少运用。10表示传输速率为10，表示运用基带传输技术，5表示最大线缆段长度为500米。10为10双绞线以太网标准，该标准规定在无屏蔽双绞线介质上供应10的数据速率，每一个节点都须要通过无屏蔽双绞线连接到一个中心设备上，构成星型物理拓扑构造。10为光纤以太网，它运用多模光纤介质，10运用两芯光纤，一芯用于发送，一芯用于接收，通过多模光纤介质与光纤连接器把网络节点与光纤相连，构成星型物理拓扑构造。（2）快速以太网快速以太网是采纳介质访问限制技术，并保存了以太网的帧格式，把速度进步到100的以太网技术。快速以太网标准和介质标准包括100、1004、100。（3）交换以太网交换以太网是以数据链路层的帧或更小的数据单元（信元）为数据交换单元，以交换设备为根底构成的网络。交换式以太网的核心设备是以太网交换机。以太网交换机的主要作用是发送节点和接收节点之间建立一条虚连接来转发数据。详细操作是分析每个进来的帧，依据帧中的目的地址，通过查询一个由交换机建立和维护的表示地址与交换机端口对应关系的地址表，确定将帧转发到交换机的哪个端口，然后在两端口之间建立一个虚连接，完成帧交换。（4）高速以太网随着计算机网络技术的快速开展，如今出现了1000M以太网和10000M以太网等高速以太网技术4、局域网又称异步传输形式。它是一种支持数据和实时语音、视频的网络技术，它既合适局域网又合适广域网。网利用交换机建立端到端的逻辑线路，由于采纳固定长度的信元来传输全部信息，固定长度的信元比长度可变得数据包传输速度快，所以的传输速度特别快，同时在的逻辑线路中未用带宽可以挪作它用。5、无线局域网无线局域网采纳无线电技术传输数据，并采纳高强度的加密技术。它适用于不便架设电缆的网络应用环境中，解决某些特别区域无法布线的问题。（1）无线局域网的拓扑构造无线局域网中只有星型和网状两种拓扑构造。星型构造包含一个通信誉的中央计算机或称为存取节点，中央计算机用来当作与有线局域网的通信桥梁，并且用来存取其他有线客户端、互联网或是其他网络设备的数据等，数据包在源节点发出后，由中央计算机接收，并且转发到确定的无线目的节点，在运用软件桥接器的状况下，就可以使无线用户不须要特别的硬件与有线客户端或有线效劳端通信。（2）无线局域网的工作方式无线局域网主要由无线接入站和无线网卡组成，通过它们实现收发和转换数据。无线局域网的客户端有对等形式和构架形式两种工作方式。在对等形式中，机安装基于802.11b标准的无线产品使它们互相之间联络起来。在构架形式中，用户是通过中央计算机或存取节点来发送和接收无线电信号。（3）无线局域网的传输技术无线局域网的传输技术主要有扩展频谱无线电技术、红外线技术和窄带无线电技术三种。（4）无线局域网的标准802.11是第一代无线局域网标准之一，该标准定义了物理层和媒体访问限制（）协议的标准，允许无线局域网及无线设备在一定范围内建立互操作的网络设备。在物理层定义了两个射频（）传输方法和一个红外线传输方法，传输标准是干脆序列扩频（）和跳频扩频（）。访问限制采纳避开冲突（）协议，而不是冲突检测（）协议。无线局域网的主要协议有802.11系列、干脆序列展频、跳频式展频、、蓝牙技术等。第五节常用的网络设备局域网络的物理层设备包括传输介质、网络设备和网络互联设备等。一、局域网络的传输介质局域网的传输介质依据其引导性质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。1、有线传输介质（1）双绞线双绞线是由一对或多对互相缠绕在一起的铜质导线组成。它既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，传输带宽取决于线的粗细和传输间隔，它分为两大类：非屏蔽双绞线（）：由于缺少金属丝编的屏蔽层，因此，很简洁受干扰，误码率较高，但价格廉价、安装简洁。国际电气工业协会为双绞线定义了五类质量标准：一类用于音频传输；二类的数据传输速率小于4；三类的音频电缆，可用10M以太网；四类的数据传输率为20，主要用于16M令牌网；五类的数据传输率为100，可用于10/100M以太网。还有超五类。屏蔽双绞线（）：是在电缆与外部塑料套之间有一个屏蔽层，以削减干扰与串音。（2）同轴电缆同轴电缆是在铜质芯线外包上一层绝缘材料，再包上网状的外部导体屏蔽层，最外层为塑料爱护套。其主要特点是抗干扰实力强和高带宽。50Ω同轴电缆：仅用数据通信、传输基带信号，采纳曼彻斯特编码，又称为基带同轴电缆。传输可到达50，误码率较低。常用的有－85以太细缆、－8或－11以太粗缆。75Ω同轴电缆：为宽带同轴电缆，既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，常用为59。（3）光纤由单根玻璃纤维、仅靠纤芯的包层以及塑料爱护涂层组成。光纤有单模光纤和多模光纤两类，光纤具有传输速率高、频带宽、传输损耗小，抗干扰实力强等特点，是目前开展最快速的传输介质。2、无线