TCPIP路由交换技术-计算机网络基础

计算机网络基础课程议题通过本次内容的学习，希望您能够：了解计算机网络的定义、特性及发展过程掌握计算机网络的分类掌握计算机网络的拓扑结构掌握OSI参考模型的层次结构学习目标1.1计算机网络的定义计算机网络是指把若干台地理位置不同，且具有独立功能的计算机、终端及其附属设备，通过传输介质和通信设备相互连接起来，通过通信协议实现数据传输和资源共享。计算机网络定义某公司的网络拓扑1.2计算机网络的发展历程第一阶段：面向终端的计算机通信网络

在20世纪50年代中至60年代末，计算机技术与通信技术初步结合，形成了计算机网络的雏形。早期的计算机价格昂贵，数量较少。为了提高对计算机这种昂贵资源的利用率，科学家们利用通信手段，将终端和计算机进行远程连接，使用户在自己的办公室通过终端就能使用远程的计算机。面向终端的计算机通信网络面向终端的计算机通信网络终端可以处于不同的地理位置，它通过传输介质及相应的通信设备与一台计算机相连，用户可以通过本地终端或远程登录到远程计算机上。

从20世纪60年代末期到70年代中后期。这一阶段研究的典型代表是美国国防部高级研究计划局ARPA（AdvanceResearchProjectAgency）的ARPANET。1969年美国国防部高级研究计划局提出将多个大学、公司和研究所的多台计算机互连的课题。在1969年ARPANET实验网络只有4个结点，而到1983年已经达到100多个结点。ARPANET通过有线、无线与卫星通信线路，使网络覆盖了从美国本土到欧洲的广阔地域。ARPANET是计算机网络技术发展的一个重要里程碑。第二阶段：以共享资源为目标的计算机网络2第三阶段：互联网

随着计算机网络和通信技术的发展，在全球范围内建立了大量的局域网和广域网。人们又提出了将这些网络互联在一起的为了扩大网络规模以实现更大范围的资源共享的迫切需求，国际互联网Internet在这样的背景下产生。

计算机网络与电信网络、有线电视网络“三网融合”。

无线网络技术日益成熟。

第四阶段：物联网等物联网简而言之就是“物物相连的互联网”。物联网的定义是：通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互连的网络。物联网已经在智能医疗、智能电网、智能交通、智能家居、智能物流等多个领域得到应用，以互联网为核心和基础的物联网将会是未来的主要发展趋势。1.3计算机网络的分类按网络覆盖的地理范围分类局域网（LAN，LocalAreaNetwork）城域网（MAN，MetropolitanAreaNetwork）广域网（WAN，WideAreaNetwork）局域网

局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是在一个较小区域范围内，将分散的计算机系统或数据终端互连起来为实现资源共享而构成的网络。局域网覆盖的地理范围，一般在几十米到几十千米，常用于组建一个办公室、一栋楼、一个楼群或一个校园、一个企业的计算机网络。

特点：①网络覆盖地理范围较小（通常限于1km）。

②传输速率高（10Mbps～10Gbps）。③误码率低。

④拓扑结构简单，常用总线形、星形和环形。广域网覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络；Internet（因特网）就是遍布全球计算机网络组成的广域网。通信子网主要使用分组交换技术；通常是利用电信部门提供的各种公用交换网，将分布在不同地区的计算机系统互联起来，达到资源共享的目的。城域网城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求；实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能；城域网在技术上与局域网相似。1.4计算机网络拓扑结构星型拓扑结构星型拓扑结构中所有的结点都连接到中心结点。中心结点是网络中的关键设备，可以是Hub（集线器）或Switch（交换机）。Hub可以构成共享式局域网，Switch可以构成交换式局域网。特点：1.结构简单，易于扩展，在任一点都可以加入新的结点。2.每个结点都直接连到中心结点，故障容易检测和隔离。3.可实现多点同时发送数据。总线型拓扑结构

总线型拓扑结构所有设备通过连接器并行连接到一根传输电缆上，任何一个结点发送的信号都沿着传输媒体传播，被其他结点接收。并在两端分别加装一个称之为“终接器”的组件，所采用的传输介质一般是同轴电缆。特点：1.结构简单、易于扩充，可以在任何一点将新的结点加入。2.使用的电缆数量少，易于布线。3.同一时刻只能有一个结点发送数据。环形拓扑结构环型拓扑结构是由多个首尾相接的转发器（中继器）通过点到点链路连接成封闭的环所构成的。每个转发器连通两条链路。特点：1.中继器从一端发送数据，从另一端接收数据，环中是单向传输数据的。2.使用电缆长度短，可以使用光纤。3.结点故障会引起全网的故障。树形拓扑结构树型结构是总线型结构的扩展，是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路。树型结构网络是一种分层网，其结构可以对称，联系固定，具有一定的容错能力，特点：1.结点扩充方便灵活。2.故障隔离较容易。3.结点对根依赖性太大，若根发生故障，全网不能工作。网状拓扑结构

网状拓扑构型又称作无规则型，结点之间的连接是任意的，没有规律。特点：1.系统可靠性高。2.结构复杂。最基本的逻辑图标交换机路由器服务器个人计算机(PC)数据通讯设备(DCE)

集线器(Hub)三层交换机核心交换机防火墙1.5常见的国际标准化组织国际标准化组织（ISO）电子电器工程师协会（IEEE）国际电信联盟（ITU）电子工业协会/电信工业协会（EIA/TIA）互联网工程任务组（IETF)1.6OSI参考模型274.传输层2.数据链路层3.网络层1.物理层5.会话层6.表示层7.应用层面向用户应用面向数据传输1.OSI模型将网络通信划分为七个层次.2.层与层之间相互独立而又相互依靠.3.上层依赖于下层,下层为上层提供服务.

OSI七层参考模型应用层为各种应用程序提供网络服务功能，常见的应用层协议有HTTP（超文本文件传输协议）FTP（文件传输协议）telnet（远程登录）dns（域名解析）dhcp（动态地址分配）smtp,pop3（收发邮件）等。第2章1．应用层表示层负责在数据的传输过程中对数据进行编/解码、加密/解密以及压缩/解压缩。2．表示层会话层的作用主要是在网络中不同用户、节点之间建立和维护通信通道，同步两个节点之间的会话，决定通信是否被中断以及中断时决定从何处重新发送(建立、管理以及终止会话）。会话层的责任主要有：对话控制同步由操作系统负责完成。3.会话层传输层负责将上层数据分段并提供端到端的传输。这里提到的端到端的传输是指从进程到进程的传输。建立端到端的连接两个主机中的应用进程（运行着的应用程序）将上层应用加以区分(端口号)面向连接的可靠服务(如:TCP)或无连接的不可靠服务(如:UDP)4．传输层网络层负责提供逻辑地址即IP地址，使数据从源端发送到目的端。为互连网中每个设备分配逻辑地址互连多条数据链路（网络连接）决定数据传输路径(根据路由信息)

5．网络层数据链路层负责管理设备的MAC地址，同时决定数据通信的机制和差错控制。组帧物理编址流量控制差错控制6．数据链路层7．物理层物理层负责二进制信号在物理线路上的传输。物理层或第1层定义了实际的机械规范和电子数据比特流，包括电压大小、电压的变动和代表“1”和“0“的电平定义。第2章数据传输过程-OSI七层模型单位:字节MAC地址数据源地址帧检测序列类型目的地址可变2664XXXXXXXXXXXX由厂商分配给设备由IEEE分配给厂商(如:锐捷网络00-D0-F8、中兴00-D0-D0)前导位MAC地址8MAC地址每块网卡都有唯一的标识，即MAC地址（物理地址）。

MAC地址写入到网卡的EPROM中，用户不能随意改变。MAC地址构成：12位十六进制数(6C-62-6D-A4-79-68)查看网卡的MAC地址，可用如下命令：

C:>ipconfig/