《计算机网络技术（第四版）》高职全套教学课件

项目1认知计算机网络项目2认知数据通信项目3认知计算机网络体系结构项目4组建与维护局域网项目5Internet技术及其应用项目6配置与管理网络服务项目7维护计算机网络安全全套可编辑PPT课件

项目1

认知计算机网络《计算机网络技术》目录1.2任务分析1.1情境描述1.4任务实施1.3知识储备1.6总结提高1.5拓展训练内容提要计算机网络是通信技术和计算机技术相结合的产物，它是信息社会最重要的基础设施，并将构筑成人类社会的信息高速公路。计算机网络技术的迅速发展和Internet的迅速普及，使人们更深刻地领会到了计算机网络的重要性。目前人们的生活、工作和学习都与计算机网络息息相关。本项目将引导大家熟悉计算机网络的概念、分类、拓扑结构及计算机网络新技术等，并通过真实的任务训练大家手绘网络中心或机房拓扑图、认知网络设备及设备图元、绘制并保存网络拓扑结构图等技能。知识目标了解计算机网络的发展、基本概念、组成和功能了解计算机网络的分类熟悉计算机网络的拓扑结构了解计算机网络领域的新技术技能目标能手绘网络中心或机房的简易拓扑图会使用Visio2016或LANMapShot能识别计算机网络设备和设备图元能完成计算机网络拓扑结构的绘制会使用协议抓包分析软件Wireshark和模拟仿真软件PacketTracer态度目标培养认真细致的工作态度和工作作风养成刻苦、勤奋、好问、独立思考和细心检查的学习习惯能与组员精诚合作，能正确面对他人的成功或失败具有一定自学能力，分析问题、解决问题能力和创新的能力湖南易通网络技术有限公司是一家以互联网信息技术为核心，集电子商务、电子政务、软件开发应用、网站开发、网络推广、网络工程、计算机组装与维护为一体的高新技术企业。计算机硬件与外设专业毕业的李恒被分配到湖南易通网络技术有限公司从事计算机组装与维护工作。在实习期间，李恒在工作中努力、刻苦和勤奋，赢得了领导和同事的好评。公司网络业务发展迅速，李恒转正后，经理决定让他到网络工程部工作，为帮助李恒尽快熟悉网络工程方面的知识与技能，网络工程部主管汤标为他安排了一序列的学习与实践任务。首先，汤标带李恒参观了公司的网络中心，如图1-0所示。在网络中心汤标看到了很多的机柜，在机柜中安装了很多的设备，这些设备通过不同的线缆进行连接，实现相互间的通信。在墙面上粘贴着公司的网络拓扑结构图、楼层信息点分布平面图和机柜配线架信息点分布图等。1.1情境描述根据李恒目前的基础，在本项目中，汤标为他安排了以下几项任务：（1）能认知计算机网络的基本组成；（2）能够辨别计算机网络的类别；（3）能够认知大数据、云计算、物联网和移动互联等网络领域的新技术；（4）能认知计算机网络中所使用的各类设备、线缆和相关图元；（5）能分析网络拓扑，绘制并保存网络拓扑结构图。1.2任务分析1．计算机网络的发展世界上公认的、最成功的第一个远程计算机网络是在1969年，由ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency，美国高级研究计划署）组织研制成功的。该网络称为ARPANET，它就是现在Internet的前身。随着计算机网络技术的蓬勃发展，计算机网络的发展大致可划分为4个阶段。1.3.1计算机网络概述1.3知识储备第一阶段：面向终端的计算机通信网络阶段第二阶段：计算机互联网络阶段第三阶段：计算机网络互联标准化阶段第四阶段：网络互联与高速网络阶段2．计算机网络的基本概念1.3.1计算机网络概述1.3知识储备计算机网络是计算机技术与现代通信技术密切结合的产物，是随社会对信息共享和信息传递的要求而发展起来的。所谓计算机网络就是利用通信线路和通信设备，把地理上分散的，并具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，按照网络协议进行数据通信，用功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。这是目前比较完美的计算机网络定义，在这个定义中，包含了以下几个方面的内容：◆“独立功能”是指每台计算机的工作是独立的，任何一台计算机都不能干预其他计算机的工作，任意两台计算机之间都没有主从关系。◆通信设备是指完成网络连接所需要的交换设备，如交换机、路由器等。◆通信线路包括双绞线、同轴电缆、光纤、通信卫星、红外线等不同传输介质。◆网络软件是指网络通信协议和实现协议的网络操作系统等。●网络协议是区别计算机网络与一般计算机互联系统的标志。3．计算机网络的组成随着计算机网络结构的不断完善，人们又从逻辑上把数据处理功能和数据通信功能分开，将数据处理部分称为资源子网(ResourcesSubnet)，而将通信功能部分称为通信子网(communicationsubnet)，一般来讲计算机网络的组成如图1-1所示。资源子网中包括各种服务器、工作站、共享的打印机等硬件资源、软件资源及信息资源。1.3.1计算机网络概述1.3知识储备4．计算机网络功能（1）资源共享资源共享就是不管用户处于什么位置，资源在哪个位置都可以通过网络来共享。共享的资源形式多种多样，可以是数据、信息、软件、硬件等等。（2）信息交换网络上的用户可以快速可靠的传递数据、程序、文件等。（3）提高系统可靠性和安全性计算机网络可减少计算机系统出现故障的概率，提高系统的可靠性。（4）分布式处理和负载平衡对于综合的大型任务或网络中某台计算机任务过重时，可以采用合适的算法，将任务分散到网络中不同的计算机上进行分布式处理，均衡使用网络资源。1.3.1计算机网络概述1.3知识储备1.3.2计算机网络的分类1.3知识储备1.按网络传输技术分（1）广播式网络（2）点到点网络

（1）在广播式网络中仅使用一条通信信道，该信道由网络上的所有结点共享，如图1-3所示。在传输信息时，任何一个结点都可以发送数据分组，传到每台机器上，被其他所有结点接收。这些机器根据数据包中的目的地址进行判断，如果是发给自己的，则接收，否则便丢弃它。（2）与广播式网络相反，点对点网络由许多互相连接的节点构成，在每对机器之间都有一条专用的通信信道，因此在点对点的网络中，不存在信道共享与复用的情况，如图1-4所示。1.3.2计算机网络的分类1.3知识储备2.按网络覆盖范围分（1）局域网(LocalAreaNetwork，LAN)局域网用于将有限范围内(最大不超过10KM，如一个实验室、一幢大楼、一个校园)的各种计算机、终端与外部设备通过高速通信线路相连接形成的计算机网络，如图1-5所示。（1）局域网（LAN）（2）城域网（MAN）（3）广域网（WAN）（4）个人区域网（PAN）1631.3.2计算机网络的分类1.3知识储备2.按网络覆盖范围分（2）城域网(MetropolitanAreaNetwork，MAN)城市地区网络常简称为城域网。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十千米范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求，以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，如图1-6所示。（1）局域网（LAN）（2）城域网（MAN）（3）广域网（WAN）（4）个人区域网（PAN）1.3.2计算机网络的分类1.3知识储备2.按网络覆盖范围分（1）局域网（LAN）（2）城域网（MAN）（3）广域网（WAN）（4）个人区域网（PAN）（4）个人区域网PAN(PersonalAreaNetwork)

个人区域网就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备(如便携式电脑等)用无线技术连接起来的网络，因此也常称为无线个人区域网WPAN(WirelessPAN)，其范围大约在10m左右。。1.3.2计算机网络的分类1.3知识储备3.按网络应用与管理范围分（1）因特网(Internet)（2）内连网(Intrane（3）外连网(Extranet)（1）因特网(Internet)因特网是世界上发展最快和应用最为广泛的网络。Internet的中文译名为“因特网”。Internet是使用公共语言进行通信的全球计算机网络。（2）内连网(Intranet)内连网是由于在局域网内部网中采用了Internet技术而得名，Intranet的中文名称为“企业内部互联网”，简称企业内联网。（3）外连网(Extranet)Extranet来源于Extra和Network，这两个单词组合之后的中文名称为“外连网”。由于Extranet的本质是对Intranet的延伸和扩展，因此目前普遍使用“企业外连网”或“企业外部网”来命名Extranet。1.3.3计算机网络的拓扑结构1.3知识储备1.网络拓扑的定义在计算机网络中，以计算机作为结点、通信线路作为连线，可构成不同的几何图形，即网络的拓扑结构（Topolgy）。2.网络拓扑的分类计算机网络拓扑结构主要是指通信子网的拓扑结构。网络拓扑可以根据通信子网中的通信信道类型分为两类：广播信道通信子网的拓扑结构，点对点线路通信子网的拓扑。在采用点对点线路的通信子网中，每条通信线路连接一对结点。采用点对点线路的通信子网的基本拓扑构型有四类：星型、环形、树型与网状型。1.3.3计算机网络的拓扑结构1.3知识储备3.常见的网络拓扑结构计算机网络通常有以下几种拓扑结构，如图1-8所示。1.3.3计算机网络的拓扑结构1.3知识储备（1）总线型结构总线型拓扑采用单根传输线作为传输介质，将所有入网的计算机通过相应的硬件接口直接接入到一条通信线上。为防止信号反射，一般在总线两端有终结器匹配线路阻抗。总线上各结点计算机地位相等，无中心结点，属于分布式控制。典型的总线型拓扑结构如图1-9所示。1.3.3计算机网络的拓扑结构1.3知识储备（2）环型结构环型结构是各个网络结点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中，如图1-10所示。每个结点设备只能与它相邻的一个或两个结点设备直接通信。如果要与网络中的其他结点通信，数据需要依次经过两个通信结点之间的每个设备，环型网络既可以是单向的也可以是双向的。1.3.3计算机网络的拓扑结构1.3知识储备3、星型结构星型结构的每个结点都由一条点对点链路与中心结点（公用中心交换设备，如交换机、集线器等）相连，如图1-11所示。星型网络中的一个结点如果向另一个结点发送数据，首先将数据发送到中央设备，然后由中央设备将数据转发到目标结点。信息的传输是通过中心结点的存储转发技术实现的，并且只能通过中心结点与其他结点通信。星型网络是局域网中最常用的拓扑结构。图1-11以集线器作为中央节点的星型拓扑结构1.3.3计算机网络的拓扑结构1.3知识储备4、树型结构树型结构是一种层次结构，由最上层的根节点和多个分支组成，各节点按层次进行连接。网络中的节点设备都连接到一个中央设备（如交换机）上，但并不是所有的结点都直接连接到中央设备，大多数的结点首先连接到一个次级设备，次级设备再与中央设备连接。树型拓扑结构如图1-12所示。1.3.3计算机网络的拓扑结构1.3知识储备5、网状结构与混合型结构网状结构是指将各网络结点与通信线路连接成不规则的形状，每个结点至少与其他两个结点相连，或者说每个结点至少有两条链路与其他结点相连，因此，其中个别结点发生故障对整个网络影响不大，如图1-13所示。1.3.4计算机网络的发展趋势1.3知识储备1、物联网技术物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是“TheInternetofthings”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术。（1）物联网的定义通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。（2）物联网的关键技术在物联网系统中主要包括传感器技术、RFID标签和嵌入式系统技术等三项关键技术。1.3.4计算机网络的发展趋势1.3知识储备1、物联网技术（3）物联网的体系结构目前，物联网还没有一个被广泛认同的体系结构，但是，我们可以根据物联网对信息感知、传输、处理的过程将其划分为三层结构，即感知层、网络层和应用层，如图1-14所示。1.3.4计算机网络的发展趋势1.3知识储备2、云计算技术云计算（cloudcomputing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。（1）云计算的定义对云计算的有多种说法，对于到底什么是云计算，至少可以找到100种解释。下面给出两种典型的定义。美国国家标准与技术研究院（NIST）的定义是：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

中国云计算专家咨询委员会副主任、秘书长刘鹏教授给出的定义是：云计算是通过网络提供可伸缩的廉价的分布式计算能力。1.3.4计算机网络的发展趋势1.3知识储备2、云计算技术（2）云计算的关键技术虚拟化技术：云计算的虚拟化技术不同于传统的单一虚拟化，它是涵盖整个IT架构的，包括资源、网络、应用和桌面在内的全系统虚拟化，它的优势在于能够把所有硬件设备、软件应用和数据隔离开来，打破硬件配置、软件部署和数据分布的界限，实现IT架构的动态化，实现资源集中管理。分布式资源管理技术：信息系统仿真系统在大多数情况下会处在多节点并发执行环境中，要保证系统状态的正确性，必须保证分布数据的一致性，云计算中的分布式资源管理技术圆满解决了这一问题，Google公司的Chubby是最著名的分布式资源管理系统。并行编程技术：云计算采用并行编程模式。在并行编程模式下，并发处理、容错、数据分布、负载均衡等细节都被抽象到一个函数库中，通过统一接口，用户大尺度的计算任务被自动并发和分布执行，即将一个任务自动分成多个子任务，并行地处理海量数据。1.3.4计算机网络的发展趋势1.3知识储备2、云计算技术从技术的角度来看，业界通常认为云计算体系分为3个层次，包括InfrastructureasaService，基础设施即服务（Iaas）；Platfromasaservice，平台即服务（Paas）；SoftwareasaService，软件即服务（Saas），云计算的体系结构如图1-15所示。1.3.4计算机网络的发展趋势1.3知识储备3、虚拟化技术（1）虚拟化的定义虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。（2）虚拟化的分类完全虚拟化、准虚拟化、操作系统层虚拟化、桌面虚拟、硬件虚拟化。（3）虚拟化技术产品虚拟化技术指的是软件层面的实现虚拟化的技术，整体上分为开源虚拟化和商业虚拟化两大阵营。典型的代表有：Xen，KVM，WMware，Hyper-V、Docker容器等。1.3.4计算机网络的发展趋势1.3知识储备4、IPv6协议IPv6是下一版本的IP协议，也可以说是下一代IP协议。IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。理论上约有3.4×1038个IP地址，而地球的表面积以厘米为单位也仅有5.1×1018cm2，即使按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，每个平方厘米面积上也可分配到若干亿个IP地址。IPv6除一劳永逸地解决了地址短缺问题外，同时也解决了IPv4中的其他缺陷，主要有端到端IP连接、服务质量（QoS）、安全性、多播、移动性、即插即用等，IPv6的具体介绍参见项目三。1.4.1认知网络设备和网络设备图元1.4任务实施参观企业、学校或其他单位的有线广播系统、内部电话系统或计算机网络系统，完成相关技能训练任务。【操作步骤】1.4.2绘制拓扑结构图1.4任务实施对于小型、简单的网络，涉及到的网络设备不是很多，图元外观也不会要求完全符合相应产品型号，使用简单的画图软件即可轻松实现。但对于一些大型、复杂网络拓扑结构图的绘制则通常需要采用一些非常专业的绘图软件来制作，如Visio、LANMapShot和亿图图示专家等。【操作步骤】1.4.3保存拓扑结构图1.4任务实施【操作步骤】1.4.4计算机网络软件的使用1.4任务实施【操作步骤】1、Wireshark的使用

Wireshark是一款非常棒的Unix和Windows上的开源网络协议分析器。它可以实时检测网络通讯数据，也可以检测其抓取的网络通讯数据快照文件。可以通过图形界面浏览这些数据，可以查看网络通讯数据包中每一层的详细内容。1.4.4计算机网络软件的使用1.4任务实施【操作步骤】2、PacketTracer的使用

PacketTracer是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。1.5.1课堂实践1.5拓展任务1、熟知实验室局域网在实验室局域网中，完成以下任务。2、分析并绘制企业网络拓扑结构图参考任务1-3，上网查阅资料，熟悉网络拓扑结构分层的概念，然后完成如下任务。1.5.1课堂实践1.5拓展任务3、熟知PacketTracer参考任务1-5，熟知PacketTracer的界面及使用方法和技巧，具体任务如下。1.5.2课外拓展1.5拓展任务一、知识拓展【拓展1-1】选择题【拓展1-2】填空题二、技能拓展

具体内容参见教材P28~29。1.6总结提高本项目引导大家了解了计算机网络的概念、分类、拓扑结构及计算机网络领域的新技术等，并通过真实的任务训练大家掌握了手绘网络中心或机房的拓扑图、认知了局域网中的网络设备及设备图元、掌握了协议抓包分析软件Wireshark和模拟仿真软件PacketTracer的使用、学会了绘制并保存网络拓扑结构图等技能。通过本项目的学习，你的收获怎样，请认真填写表1-2，并及时反馈，谢谢！序号知识与技能重要指数自我评价小组评价老师评价ABCDEABCDEABCDE1了解计算机网络的组成★★★☆

2熟悉计算机网络的分类★★★★

3熟悉计算机网络的拓扑结构★★★★☆

4了解云计算、物联网和虚拟化★★★☆

5能识别网络设备和设备图元★★★★

6能设计并绘制简单网络拓扑结构图★★★★☆

7会使用抓包分析软件Wireshark和模拟仿真软件PacketTracer★★★★☆

8具有较强的独立操作能力，同时具备较好的合作意识★★★☆

本讲结束，谢谢参与！项目2认知数据通信Item2cognitivedatacommunication《计算机网络技术》2.1情境描述2.2任务分析2.3知识储备2.4任务实施2.5拓展训练2.6总结提高本项目将引导大家将引导大家熟悉数据通信的基本概念、数据通信的主要技术指标、数据通信方式、数据通信技术、数据编码技术、多路复用技术和数据交换技术等,并通过真实的任务训练大家辨别单工通信、半双工通信和全双工通信;绘制曼彻斯特码、绘制差分曼彻斯特码等技能，从而达到以下目标：知识目标熟悉数据通信系统的基本概念掌握数据通信系统的主要技术指标了解数据通信系统的通信方式了解数据传输技术、数据交换技术和差错控制技术技能目标能认知数据通信的主要技术指标能辨别单工通信、半双工通信和全双工通信能认知数据传输、数据交换、数据编码技术会绘制曼彻斯特码和差分曼彻斯特码会制作RJ-45双绞线与信息模块素质目标培养诚信、敬业、严谨的工作态度和工作作风养成刻苦、勤奋、好问、独立思考和细心检查的学习习惯具有自学能力,分析问题、解决问题和创新的能力具有精益求精的工匠精神和不怕困难、勇于探索的创新精神2.1情境描述

湖南易通网络技术有限公司是一家以互联网信息技术为核心,集电子商务、电子政务、软件开发应用、网站开发、网络推广、网络工程、计算机组装与维护为一体的高新技术企业。公司网络业务发展迅速,李恒转正后,经理决定让他到网络工程部工作,为帮助李恒尽快熟悉网络工程方面的知识与技能,网络工程部主管汤标为他安排了一系列的学习与实践任务。根据李恒目前的基础，在本项目中，汤标为他安排了以下几项任务：(1)认知数据通信系统模型,了解数据通信的主要技术指标;(2)熟悉并行通信和串行通信;(3)了解单工通信、半双工通信和全双工通信;(4)了解基带传输、频带传输和宽带传输;(5)能用图形方式表示模拟信号和数字信号;(6)能绘制曼彻斯特码和差分曼彻斯特码；(7)完成RJ-45双绞线与信息模块的制作。。2.2任务分析2.3.1数据通信系统2.3知识储备数据通信(DataCommunication)系统是指以计算机为核心，用通信线路连接分布在各地的数据终端设备而完成数据通信功能的复合系统。数据通信系统的基本组成有三部分要素：信源和信宿、信号变换器和反变换器、信道。如图2-1所示是一个简单的数据通信系统模型。1、数据通信系统模型2.3知识储备（1）信源和信宿信源就是信息的发送端，是指发送信息一端的人或设备。信宿就是信息的接收端，是指接受信息一端的人或设备。数据发送端、数据接收端设备称为数据终端设备，简写为DTE。（2）信号变换器与反变换器发送端的信号变换器可以是编码器或者是调制器，接收端的反信号变换器相对应的就是译码器或者是解调器。（3）信道信道是传输信息的通道，是由通信线路及其通信设备(如收发设备)组成的。主要功能有两点，其一为信息传输提供通信手段，其二为数据传输提供通信服务。通信设备也称为数据电路终端设备，简写为DCE。信道按传输型号类型又可分为数字信道和模拟信道。2、数据通信的基本概念2.3知识储备（1）信息、数据和信号信息（Information）:信息的载体是数值、文字、图形、声音、图像及动画等。数据(Data)：数据是由数字、字母、字符和符号等组成的信息载体，是网络上信息传输的单元，没有实际含义。信号(Signal)：信号是数据在传输过程的具体物理表示形式，具有确定的物理描述。3、数据通信的主要技术指标2.3知识储备（1）信道带宽：通信系统中传输信息的信道占有一定的频率范围(即频带宽度)。模拟信道的带宽W=f2-f1其中f1是信道能够通过的最低频率，f2是信道能够通过的最高频率。（2）信道容量：信道容量是信道的一个参数，反映了信道所能传输的最大信息量，其大小与信源无关。信道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，简记为bps。（3）数据传输速率：数据传输率是指单位时间内信道上所能传输的数据量。可用“比特率”来表示。单位为比特/秒(bit/s)，也记做bps。（4）调制速率：又叫波特率或码元速率，它是数字信号经过调制后的传输速率，表示每秒传输的电信号单元(码元)数。（5）误码率:用来表示传输二进制位时出现差错的概率。误码率近似等于被传错的二进制位数与所传送的二进制总位数的比值。在计算机网络通信系统中,要求误码率低于10-9。2.3.2数据通信方式数据有多少位则需要多少条信道，每次传输数据时，一条信道只传输字节中一位，一次传输一个字节，这种传输方法称为并行通信，如图2-3所示。1、并行通信数据通信方式按照数据传输与需要的信道数可划分为并行通信和串行通信两种方式。1.3知识储备2、串行通信2.3.2数据通信方式如果数据传输时只需要一条信道，数据字节有多少位需要传输多少次才能传输完一个字节，这种方法称为串行通信，如图2-4所示。2、单工通信、半双工通信和全双工通信2.3.2数据通信方式2.3知识储备（1）单工通信在通信线路上，数据只可按一个固定的方向传送而不能进行相反方向传送的通信方式称为单工通信，如图2-5所示。其中A端只能作为发射端发送资料，B端只能作为接收端接收资料。为使双方能单工通信，还需一根线路用于控制。比如：广播、收音机、电视机和打印机等。2、单工通信、半双工通信和全双工通信2.3.2数据通信方式2.3知识储备（2）半双工通信数据可以双向传输，但不能同时进行，采用分时间段传输，任一时刻只允许在一个方向上传输主信息，这种通信方式称为半双工通信，如图2-6所示，其中A端和B端都具有发送和接收装置，但传输线路只有一条，若想改变信息的传送方向，需由开关进行切换。比如：对讲机。2、单工通信、半双工通信和全双工通信2.3.2数据通信方式2.3知识储备（3）全双工通信可同时双向传输数据的通信方式称为全双工通信。它相当于两个方向相反的单工通信组合在一起，通信的一方在发送信息的同时也能接收信息，全双工通信一般采用接收信道与发送信道分开制，按各个传输方向分开设置发送信道和接收信道，因此一般采用四线制，如图2-7所示。比如：计算机、电话和手机等。1、基带传输2.3.3数据传输技术2.3知识储备不同的数据类型在不同的信道上传输就有不同的传输类型，最典型的传输技术基带传输、频带传输和宽带传输。基带传输基带传输是指不经频谱搬移，数字数据以原来的“0”或“1”的形式原封不动地在信道上传送。基带是指电信号所固有的基本频带，在基带传输中，传输信号的带宽—般较高，普通的电话通信线路满足不了这个要求，需要根据传输信号的特性选择专用传输线路。2、频带传输2.3.3数据传输技术2.3知识储备频带传输就是把二进制信号进行调制变换，变换成为能在公用电话网中传输的模拟信号，将模拟信号在传输介质中传送到接收端后，再由调制解调器将该模拟信号解调变换成原来的二进制电信号，如图2-8所示。3、宽带传输2.3.3数据传输技术2.3知识储备宽带是指比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱。利用宽带进行的传输称为宽带传输。宽带传输系统可以是模拟或数字传输系统，它能够在同一信道上进行数字信息和模拟信号传输。宽带传输系统可容纳全部广播信号，并可进行高速数据传输。2.3.4数据编码技术2.3知识储备在传输二进制基带数字信号时，需要对其进行编码。未经编码的二进制基带数字信号就是高电平和低电平不断交替的信号。信道中传输的信号有基带信号和频带信号之分，数字信号一定是基带信号，而模拟信号一定是频带信号，数字编码方法如图2-9所示。2.3.4数据编码技术2.3知识储备1、数字数据的模拟信号编码在计算机网络的远程通信中通常采用频带传输。若要将基带信号进行远程传输，必须先将其变换为频带信号(即模拟信号)，才能在模拟信道上传输。这个变换就是数字数据的模拟信号编码(即调制)过程，如图2-10所示。2.3.4数据编码技术2.3知识储备2、数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码问题就是要解决数字数据的数字信号表示问题。数字数据可以由多种不同形式的电脉冲信号的波形来表示。数字信号是离散的电压或电流的脉冲序列，每个脉冲代表一个信号单元(或称码元)。最普遍且最容易的方法是用两种码元分别表示二进制数字符号“1”和“0”，每位二进制符号和一个码元相对应。表示二进制数字的码元的形式不同，使产生出不同的编码方法，如图2-11所示。图2-11数字数据的数字传输2.3.4数据编码技术2.3知识储备（1）单极性全宽码和归零码单极性全宽码是指在每一个码元时间间隔内，有电流发出表示二进制“1”，无电流发出表示二进制“0”，如图2-12(a)所示。单极性归零码就是指一个码元的信号波形占一个码元的部分时间，其余时间信号波形幅度为“0”，图2-12(b)所示是单极性归零码。2.3.4数据编码技术2.3知识储备（2）双极性全宽码和归零码双极性全宽码(不归零码)采用两种极性的电压脉冲，一种极性的电压脉冲表示“l”，另—极性电压脉冲表求“0”，如图2-13(a)所示。双极性归零码采用两种极性的电压脉冲，“1”码发正的窄脉冲，“0”码发负的窄脉冲，如图2-13(b)所示。归零码克服了全宽码可以产生直流分量的缺点。2.3.4数据编码技术2.3知识储备（3）曼彻斯特码曼彻斯特编码有两种截然相反的数据表示方式。第一种：规定“0”是由低→高的电平跳变表示，“1”是高→低的电平跳变，一般情况采用这种方式，如图2-14所示为01011001码的曼彻斯特码波形。图2-14曼彻斯特码2.3.4数据编码技术2.3知识储备（4）差分曼彻斯特码差分曼彻斯特码的规律是在每一个码元时间间隔内，无论发“0”或发“1”，在间隔的中间都有电平的跃变。作为同步时钟发“1”时，间隔开始时刻不跃变，发“0”时，间隔开始时刻有跃变，如图2-15所示为01011001码的差分曼彻斯特码波形(假定初始时刻为“1”)。。图2-15差分曼彻斯特码2.3.4数据编码技术2.3知识储备3、模拟数据的数字信号编码要实现模拟信号的数字化传输和交换，首先要在发送端把模拟信号变换成数字信号，即需要进行模/数(A/D)转换。然后在接收端再将数字信号转换为模拟信号，即需要进行数/模(D/A)转换。通常把A/D转换称为编码器，把D/A转换器称为译(解)码器，编码器和译码器一般集成在一个设备中。编码调制包括三部分：采样、量化和编码，如图2-16所示。2.3.4数据编码技术2.3知识储备4、非归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的图形比较这里将非归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码方式放在同一图表中比较，如图2-17所示。注意编码首位和跳变情况。2.3.5多路复用技术2.3知识储备1、频分多路复用(FrequencyDivisionMultiplexing，FDM)计算机网络中，传输线路的成本在整个系统中占相当大的比例。为了提高传输线路的利用率，采用的方法是使多个数据通信合用一条传输线，这就是多路复用技术。频分多路复用是将具有一定带宽的信道分割为若干个较小频带的子信道，所有用户在同一时间占用不同的带宽资源。这样在信道中就可同时传送多个不同频率的信号，如图2-18所示。2.3.5多路复用技术2.3知识储备2、时分多路复用(TimeDivisionMultiplexing，TDM)时分多路复用是将一条物理线路按时间分成一个个的时间片，每个时间片称为TDM帧(Frame)，每帧长125s，再将每帧分为若干时隙，轮换地为多个信号所使用。时分多路复用又可分为同步时分多路复用和异步时分多路复用两类。（1）同步时分多路复用(SynchronousTimeDivisionMultiplexing，STDM)同步时分多路复用是指时分方案中的时间片是预先分配好的，时间片与数据源是一一对应的，不管某一个数据源有无数据要发送，对应的时间片都是属于它的。或者说各数据的传输定时是同步的。2.3.5多路复用技术2.3知识储备（2）异步时分多路复用(AsynchronousTimeDivisionMultiplexing，ATDM)异步时分多路复用是指各时间片与数据源无对应关系，系统可以按照需要动态地为各路信号分配时间片,如图2-20所示

。每个周期内的各个时间片只分配给那些需要发送数据的信道，在第一个周期内，将第一个时间片分配给A信号，第二个时间片分配给C信号，第三个时间片分配给B信号，第四个时间片分配给D信号。2.3.5多路复用技术2.3知识储备3、光波分多路复用(WavelengthDivisionMultiplexing，WDM)光波分多路复用技术是在一根光纤中能同时传播多个光波信号的技术。实际上，光波分多路复用的方法也是频分多路复用的方法。光波分多路复用的原理如图2-21所示。2.3.6常见的传输介质2.3知识储备常见的网络传输介质有很多种，一般可分为两大类：一类是有线传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等；另一类是无线传输介质，如微波和卫星通信等。1、双绞线：双绞线由两根相互绝缘的导线绞合成匀称的螺纹状，作为一条通信线路。将两条、四条或更多条这样的双绞线捆在一起，外面包上护套，就构成双绞线电缆。双绞线按其是否有屏蔽，可分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），如图2-22所示。2.3.6常见的传输介质2.3知识储备2、同轴电缆：同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层组成，如图2-23所示。其中的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场，也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号，因而具有很好的抗干扰特性，被广泛用于较高速率的数据传输中。通常按特性阻抗数值的不同，将其分为基带同轴电缆(50W同轴电缆)和宽带同轴电缆(75W同轴电缆)。2.3.6常见的传输介质2.3知识储备3、光纤（FiberOpticCable）：光纤又称为光缆或光导纤维，由光导纤维纤芯、玻璃网层和能吸收光线的外壳组成，如图2-24所示。是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。2.3.6常见的传输介质2.3知识储备根据使用的光源和传输模式，光纤可分为多模光纤和单模光纤，如图2-25所示。这里的“模”是指以一定角速度，进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用发光二极管做光源。2.3.6常见的传输介质2.3知识储备目前最常用的无线传输有无线电波、微波、红外线和激光等。4、无线传输介质（1）无线电波(radiowave)1873年麦克斯韦尔建立了电磁场理论，1887年赫兹验证了电磁波的存在。1895年马克尼发明了无线电，开创了无线电波的实际应用。无线电波是电磁谱的一部分，它像水池中的波纹一样像个各方向传播，电场和磁场瞬间变化，以光速进行传播，无线电波的频率范围从3000Hz到3000GHz。无线电波的传播方式，因波长的不同而有不同的传播特性，分为地波、天波和空间波三种形式。2.3.6常见的传输介质2.3知识储备（2）微波接力通信（microwaverelaycommunication）微波接力通信利用300MHz以上频段的电磁波，在对流层的视距范围内的传播，进行无线电通信的一种方式。通常使用分米波段和厘米波段，如图2-27所示。2.3.6常见的传输介质2.3知识储备（3）卫星通信技术（Satellitecommunicationtechnology）为了增加微波的传输距离，应提高微波收发器或中继站的高度。当将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通信系统，如图2-28所示。2.4.1绘制曼彻斯特码和差分曼彻斯特码2.4任务实施利用数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称作数字信号的基带传输，而数字数据在传输之前，需要进行数字编码。数字数据的编码方式有三种：不归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。2.4.1绘制曼彻斯特码和差分曼彻斯特码2.4任务实施曼彻斯特编码波形图中“1”代表从高到低，“0”代表从低到高，所以，“1”和“0”的波形如图2-29所示。差分曼彻斯特编码是在每个时钟位的开始有无跳变来区分，波形图“1”代表没有跳变，开始画“0”代表有跳变，所以，“1”和“0”的波形如图2-30所示。2.4任务实施【任务2-1】实施步骤：STEP|01绘制曼彻斯特编码

1、绘制坐标、第一个编码“0”的波形和9条时钟分隔线，再填写数字编码“011101001”，如图2-31所示。STEP|02绘制差分曼彻斯特编码差分曼切斯特编码在每个时钟位的中间都有一次跳变。区分“1”和“0”的方法是：看在每个时钟位的开始处有无跳变。2、绘制第二个至最后一位（即“11101001”）的编码波形，如图2-32所示。2.4.2制作RJ-45双绞线与信息模块2.4任务实施双绞线是局域网中使用最广泛的传输介质，根据需要连接的设备不同，则所需要的网线也有区别，分为直通电缆和交叉电缆两类，制作的标准也就不同。1、制作RJ-45双绞线2.4任务实施【任务2-2】实施步骤：STEP|01熟悉双绞线网线的线序标准目前，施工布线工程中最常使用的布线标准有两个，即T568A标准和T568B标准，如图2-34所示。STEP|02确定水晶头的顺序对照把水晶头有塑料弹簧片的一面向下，有针脚的一方向上，有方形孔的一端对着自己，此时，最左边的是第1脚，最右边的是第8脚，其余按照1～8的顺序依次排列。STEP|03认知制作工具认知RJ-45压线钳、剥线刀、偏口钳、测线仪，如图所示。2.4任务实施【任务2-2】实施步骤：STEP|04准备制作材料除了制作工具，在动手制作网线时，还应当准备好)双绞线、RJ-45接头、护套或线标等相关材料，这些材料如图所示。STEP|05制作双绞线网线直通线制作直通线时，RJ-45头两端线序排列完全相同，即当一端使用T568B标准的线序，另一端也使用T568B标准的线序，即两端使用相同的线序标准，如图2-43所示。

1）剥线，剥线的长度为12mm～15mm，如图2-44所示。2）理线，按橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、中的排列顺序（从左到右）排列，如图2-45所示。2.4任务实施【任务2-2】实施步骤：STEP|05制作双绞线网线直通线

3）剪线。使用压线钳的剪线口剪掉多余的部分，并将线剪齐。如图2-46所示。4）插线。用手水平握住水晶头（有弹片一侧向下），然后把剪齐、并列排列的8条芯线对准水晶头开口并排插入水晶头中，如图2-47所示。5）压线。将插入网线的水晶头直接放入压线钳夹槽中，使劲压下网线钳手柄，使水晶头的插针都能插入到网线芯线之中，与之接触良好，如图2-48所示。。

6）制作双绞线的另一端。通过以上5步，网线的一端就已经制作完毕，重复这5步制作好网线的另一端。7）双绞线的检测。将制作好的网线两头插入测线仪并打开开关，观察指示灯的显示是否正确，如图2-49所示。2.4.2制作RJ-45双绞线与信息模块2.4任务实施2、制作信息模块信息模块在企业网络中是普遍应用的，它属于一个中间连接器，可以安装在墙面或桌面上，需要使用时只需用一条直通双绞线即可与信息模块另一端通过双绞网线所连接的设备连接，非常灵活。另一方面，也美化了整个网络布线环境。2.4任务实施【任务2-3】实施步骤：STEP|01熟悉信息插座信息插座一般安装在墙面上的，主要是为了保持整个布线的美观，方便移动和连接工作站，主要有桌面型和地面型两种。信息插座结构的正反面如图2-50所示。STEP|02信息模块对照把水晶头有塑料弹簧片的一面向下，有针脚的一方向上，有方形孔的一端对着自己，此时，最左边的是第1脚，最右边的是第8脚，其余按照1～8的顺序依次排列。有通用线序色标清晰注于模块两侧面上，分两排：A排表示T586A线序模式，B排表示T586B线序模式。如图2-51所示。2.4任务实施【任务2-3】实施步骤：STEP|03剥线

剥线：从底盒中将双绞线拉出，预留40厘米的线头，剪去多余的线。用剥线工具或压线钳的刀具在离线头10厘米长左右将双绞线的外包皮剥去。如图2-52示。STEP|04卡线卡线：分开4个线对，但线对之间不要拆开，按照信息模块上所指示的线序，稍稍用力将导线一一置入相应的线槽内，如图2-53所示。2.4任务实施【任务2-3】实施步骤：STEP|05压线

压线：将打线工具的刀口对准信息模块上的线槽和导线，带刀刃的一侧向外，垂直向下用力，听到“喀”的一声，模块外多余的线被剪断，如图2-54所示。STEP|06重复操作

重复该操作，将8条导线一一打入对应颜色的线槽中，如图2-55所示。如果多余的线不能被剪断，可调节打线工具上的旋钮，调整冲击压力。2.4任务实施【任务2-3】实施步骤：STEP|07将信息模块的塑料防尘片沿缺口穿入双绞线，并固定于信息模块上，如图2-56所示，压紧后即可完成模块的制作全过程。STEP|08

把制作好的信息模块放入信息插座中，如图2-57所示。STEP|09测试：用测试仪进行测试（也可以用万用表或其它方式测试），有问题的线可再用打线工具处理，直至全通为止。若没有问题，就可以将信息模块卡入信息插座内并固定好即可。2.5.1课堂实践2.5拓展训练1、绘制曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码波形图在本任务中，要求同学们掌握曼切斯特编码和差分曼切斯特编码的特性，并能正确绘制它们的波形图。2.5.1课堂实践2.5拓展训练2、制作交叉线交叉线（又叫反线），线序按照一端568A，一端568B的标准排列好线序，也就是两端的线序排列方式按1与3线序交换，2与6线序交换，如图2-58所示。2.5.2课外拓展2.5拓展训练一、知识拓展【拓展2-1】选择题【拓展2-2】填空题【拓展2-3】简答题二、技能拓展

具体内容参见教材P56。2.6总结提高本项目引导大家熟悉了及数据通信的相关技术等，并通过真实的任务训练了大家绘制曼彻斯特码、差分曼彻斯特码，制作RJ-45双绞线与信息模块等技能。通过本项目的学习，你的收获怎样，请认真填写表2-2，并及时反馈，谢谢！序号知识与技能重要指数自我评价小组评价老师评价ABCDEABCDEABCDE1了解数据通信系统★★★☆

2熟悉数据通信方式★★★☆

3掌握数据传输技术、数据编码技术、多路复用技术★★★★☆

4熟悉传输介质的类型和特点★★★

5能绘制曼彻斯特码和差分曼彻斯特码★★★★☆

6能够制作RJ-45双绞线★★★★★

7具有较强的独立操作能力，同时具备较好的合作意识★★★☆

本讲结束，谢谢参与！项目3认知计算机网络体系结构Item3Cognitivecomputernetworkarchitecture《计算机网络技术》3.1情境描述3.2任务分析3.3知识储备3.4任务实施3.5拓展训练3.6总结提高本项目将引导大家熟悉计算机网络体系结构的分层原理、ISO的开放系统互连参考模型OSI/RM、OSI/RM各层的功能、TCP/IP协议的体系结构及各层功能等。通过任务案例训练大家规划IP地址、划分子网、数据包的封装分析，以及配置TCP/IP等方面的技能，从而达到以下目标：知识目标了解协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念了解网络体系结构的层次化研究方法掌握OSI参考模型及各层的基本服务功能掌握TCP/IP参考模型及各层的基本服务功能掌握数据包封装的分析技能目标会规划IP地址、划分子网会配置TCP/IP协议会使用命令检查网络配置情况会使用PacketTracer分析数据包的封装素质目标培养诚信、敬业、严谨的工作态度和工作作风养成刻苦、勤奋、好问、独立思考和细心检查的学习习惯具有一定自学能力，分析问题、解决问题能力和创新的能力养成守规矩、讲诚信的优良品格3.1情境描述

李恒虽然熟悉了公司内部网的结构、组成及相关设备的工作原理，同时也了解了计算机网络与数据通信方面的基础知识。但是，他并不知道不同厂家生产的计算机系统之间，以及不同网络之间的数据通信是如何完成的。也不知道网络设备之间是如何联系的，使用不同协议的设备是如何进行通信的？网络设备如何获知何时传输或不传输数据；怎样确保网络传输被正确接收等等。为了搞清楚计算机网络体系结构中的层次结构和各层协议，在本项目中给李恒安排了以下具体任务：（1）认知计算机网络体系结构；（2）认知开放系统互连参考模型(OSI/RM)和TCP/IP参考模型；（3）熟悉IP地址的组成与分类方法；（4）根据用户需求规划IP地址，并能正确配置IP地址；（5）能够正确进行子网划分；（6）能够使用命令对配置的参数进行测试，保证系统正常工作。3.2任务分析3.3.1计算机网络体系结构概述3.3知识储备1、邮政通信系统简介在了解计算机网络体系结构之前，大家先来熟悉一下邮政通信系统，通常在邮政系统中，人们可以将发信端和收信端从上到下分为A、B、C、D等4个层次，如图3-1所示。计算机网络体系结构就是将复杂而庞大的计算机网络系统按层次的方式把很多相关的功能分解，逐个给予解释和实现。在分层结构中，每一层都有明确的规则与说明，也称对等协议；层与层的边界是另外一些相互作用的集合，叫接口协议。3.3.1计算机网络体系结构概述2、计算机网络体系结构计算机网络通信系统与邮政通信系统的工作过程十分类似，它们都是一个复杂的分层系统。将分层的思想或方法运用于计算机网络中，产生了计算机网络的层次模型，如图3-2所示。3.3知识储备3.3.1计算机网络体系结构概述3．计算机网络协议3.3知识储备语义（如何讲？）规定通信双方交换的数据格式、编码和电平信号等，也就是对信息的数据结构做一种规定。例如用户数据与控制信息的结构与格式等。语法（讲什么？）时序（讲话次序）规定用于协调双方动作的信息及其含义等。不同类型的协议元素所规定的语义是不同的。例如需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等。详细说明事件的先后顺序，速度匹配和排序等。协议三要素3.3.2OSI参考模型1．OSI参考模型描述

国际标准化组织(InternationalStandardsOrganization.ISO)是世界上最著名的国际标准化组织之一，ISO对网络最主要的贡献是建立并于1981年颁布了开放系统互连参考模型(OpenSystemInterconnectionReferenceModel/ReferenceModel.OSI/RM)，即七层网络通信模型，通常简称为七层模型。OSI参考模型的结构3.3知识储备3.3.2OSI参考模型(2)OSI参考模型的层次划分原则OSI模型将协议组织成为层次结构，每层都包含一个或几个协议功能，并且分别对上一层负责。不同的层次定义了不同的功能，划分的原则如下：网络中各节点都划分为7个相同的层次结构。不同节点的相同层次都有相同的功能。同一节点内各相邻层次之间通过层间接口，并按照接口协议进行通信。每一层直接使用下面一层提供的服务，间接的使用下面所有层的协议。每一层都向上一层提供服务。不同节点之间按同等层的同层协议的规定，实现对等层之间的通信。3.3知识储备3.3.2OSI参考模型(3)OSI参考模型各层的功能

物理层PH（PHysical，第1层)是OSI参考模型的底层，物理层的作用是在物理媒体上传输原始的数据比特流，数据传输单元是比特（bit）。物理层提供位建立、维护和拆除物理连接所需的机械、电气和规程方面的特性，具体涉及接插件的规格、“0”、“1”信号的电平表示、收发双方的协调等内容。

数据链路层DL（Data-link，第2层)传输数据的单位是帧（Frame）。数据链路层的主要作用是通过数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。为了完成这一任务，数据链路层必须执行链路管理、帧传输、流量控制、差错控制等功能。3.3知识储备3.3.2OSI参考模型(3)OSI参考模型各层的功能

网络层N（Network，第3层)传送的数据单位是分组（Packet），即数据包。在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能要经过许多个结点和链路，也可能经过多个路由器连接的通信子网。网络层的任务就是要选择最佳的路径，使发送结点的传输层所传下来的报文能够正确无误地按照目的地址找到目的结点的网络层，并交付给目的结点的传输层。

传输层T（Transport，第4层）传送的信息单位是报文（Message）。传输层的基本功能是从会话层接收数据报文，封装后交给网络层。传输层在发送较长的报文时，首先把报文分割成若干个报文分组，然后再交给下一层（即网络层）进行传输。3.3知识储备3.3.2OSI参考模型(3)OSI参考模型各层的功能

会话层S（Session，第5层)负责在发送结点和目的结点之间建立通信链接或会话（session），会话层还负责管理已经在这两个结点之间建立起来的通信会话。会话层的另外一个功能是，在发送结点向接目的结点传送的数据流中加入特殊的检查点。如果结点之间的连接丢失，这些检查点就可以发挥作用。

表示层P（Presentation，第6层)处理联网通信的数据格式信息。对于输出消息来说，它将数据转换为能够经受住网络传输严酷性考验的一般格式；对于输入消息来说，它将数据从一般联网表示法转换为接收应用程序可以理解的格式。3.3知识储备3.3.2OSI参考模型(3)OSI参考模型各层的功能

应用层A（Application，第7层)是OSI参考模型的顶层。它为应用程序提供了一组接口，从而可以访问联网的服务以及直接访问支持应用程序的网络服务，包括联网的文件传输、管理处理和数据库查询处理等服务。

应用层还处理一般的网络接入，从发送方到接收方的数据移动以及应用程序的错误恢复。这一层以及表示层和会话层上的PDU称为数据。驻留在这一层上的软件包括文件传输协议(FTP)、超文本传输协议(HTTP)和客户端软件的组件(例如ClientforMicrosoftNetworks或UNIX/LinuxNFS客户端)。3.3知识储备3.3.2OSI参考模型2．

OSI模型中各层的互联协议

（1）应用协议OSI参考模型各层的网络互联协议包括应用协议、传输协议和网络协议等三个协议。应用协议针对的是OSI参考模型的高层，并且提供应用程序到应用程序的服务。一些较流行的应用协议包括：简单邮件传输协议(SMTP)、文件传输协议(FTP)、简单网络管理协议(SNMP)、NetWare核心协议(NCP)和AppleTalk文件协议(AFP)等。（2）传输协议传输协议处理计算机之间的数据传递。面向连接的传输协议确保了可靠传递，而无连接的传输协议只提供最佳的传递。目前广泛使用的传输协议包括：传输控制协议(TCP)、顺序分组交换(SPX)和NWLink(SPX的Microsoft实现)、NetBIOS/NetBEUI。3.3知识储备3.3.2OSI参考模型2．

OSI模型中各层的互联协议

（3）网络协议网络协议提供寻址和路由选择信息、错误校验、重传请求以及在某些特殊联网环境中的通信规则。网络协议提供的服务称为链接服务。常见的网络协议包括：Internet协议版本4(IPv4)、互联网络分组交换(IPX)和NWLink(或NovellIPXODI协议)、NetBEUI、Internet协议版本6(IPv6)。3.3知识储备3.3.2OSI参考模型3、OSI参考模型节点间的数据流在OSI环境中，主机与主机之间通信时，实际的数据流是如何传递的呢？这是理解网络中主机通信的关键内容。

（1）OSI参考模型主机节点间通信的数据流不同的主机之间在没有中间节点设备的情况下通信时，同等层次通过附加到每一层的信息头进行通信。主机之间进行数据通信的数据流如图3-4所示。3.3知识储备3.3.2OSI参考模型3、OSI参考模型节点间的数据流（2）OSI参考模型含有中间节点的通信数据流不同的主机之间在有中间节点（网络互联设备）的情况下通信时，主机之间进行数据通信的实际传输的数据流，如图3-5所示。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型1．TCP/IP参考模型描述TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/网际协议）的前身是由美国国防部在20世纪60年代末期为其高级研究规划署网络(ARPAnet)；20世纪70年代，人们相继提出了一些TCP/IP协议，并研究和设计了TCP/IP参考模型。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型（1）网络接口层网络接口层位于TCP/IP参考模型的最底层。它相当于OSI参考模型的物理层和数据链路层，因为这一层的功能是连接上一层的IP数据包，通过网络向外发送，或者接收和处理来自网络上的物理帧，并抽取IP数据传送到上一层。（2）网际层网际层是TCP/IP参考模型的第2层，相当于OSI参考模型中网络层的无连接网络服务。在网络服务不被中断的情况下，即使网络中的部分设备不能正常运行，已经建立的网络连接依然可以有效地传输数据。网际层采用分组交换技术。分组交换技术不仅使分组发送到任意的网络后可以独立地漫游到目标主机。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型（3）传输层传输层是TCP/IP参考模型的第3层，功能与OSI参考模型中的传输层类似。TCP/IP参考模型中的传输层不仅可以提供不同服务等级、不同可靠性保证的传输服务，而且还可以协调发送端和接收端之间的传输速度差异。（4）应用层应用层是TCP/IP参考模型的第4层，主要功能是在互联网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端-端连接。与OSI参考模型不同的是，TCP/IP参考模型中没有会话层和表示层。由于在应用中发现并不是所有的网络服务都需要会话层和表示层的功能，因此这些功能逐渐被融合到TCP/IP参考模型中应用层的那些特定的网络服务中。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型综上所述，TCP/IP参考模型各层的主要功能如图3-7所示。TCP/IP模型主要功能网络接口层定义了Internet与各种物理网络之间的网络接口。网际层负责相邻计算机之间（即点对点）的通信，包括处理来自传输层的发送分组请求，检查并转发数据报，还要进行与此相关的路径选择、流量控制及拥塞控制等。传输层提供可靠的端到端的数据传输，确保源主机传送分组到达并正确到达目标主机。应用层提供各种网络服务，如：HTTP、DHCP、DNS和SNMP等。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型3．

TCP/IP协议簇TCP/IP实际上是指作用于计算机通信的一组协议，这组协议通常被称为TCP/IP协议簇。TCP/IP协议簇包括了地址解析协议ARP、Internet协议IP、用户数据报协议UDP、传输控制协议TCP、超文本传输协议HTTP等众多的协议。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型（1）网络接口层相关协议网络接口层不是TCP/IP协议的一部分，但它是TCP/IP赖以存在的各种通信网与TCP/IP之间的接口，这些通信网包括多种广域网，如ARPANET、X.25公用数据网。以及各种局域网，如Ethernet、IEEE的各种标准局域网等。（2）网络层相关协议网络层中含有IP协议、因特网控制信息协议ICMP、地址解析协议ARP和反向地址解析协议RARP等四个重要的协议。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型①IP协议IP协议是TCP/IP协议簇中最为核心的协议。它规定了如何对数据包进行寻址和路由，并且把数据包从一个网络转发到另一个网络。还规定了计算机在Internet通信所必须遵守的一些基本规则，以确保路由的正确选择和报文的正确传输。IP分组的格式如图3-9所示。普通的IP首部长为20个字节，另外可以含有选项字段。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型②ICMP协议为了使互连网能报告差错，或提供有关意外情况的信息，在IP层加入了一类特殊用途的报文机制，即ICMP协议。③ARP协议在TCP/IP网络环境下，每个主机都分配了一个32位的IP地址，这种互连网地址是在国际范围标识主机的一种逻辑地址。为了让报文在物理网上传送，必须知道彼此的物理地址。④RARP协议RARP协议用于一种特殊情况，即如果站点初始化以后，只有自己的物理地址而没有IP地址，则它可以通过RARP协议发出广播请求，征求自己的IP地址，而RARP服务器则负责回答。3.3知识储备3.3.3TCP/IP参考模型（3）传输层相关协议TCP/IP协议簇在传输层提供了两个协议：TCP和UDP。TCP是高度可靠的，而UDP则是一个简单的、尽力而为的数据报传输协议，不能确保数据报的可靠传输。①端口的概念。TCP和UDP都使用了与应用层接口处的端口（Port）来与上层的应用进程